INFORME: DISEÑO DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO CON EL USO DE AGREGADOS DE LA CANTERA CANTERA ANDABAMBA.
CAPITULO I. INTRODUCCION INTRODUCCION Antes de iniciar el capítulo de diseño de mezclas es necesario conocer los materi materiale aless utiliz utilizado adoss para para la elabo elaborac ración ión de las probet probetas as de concre concreto to y los parámetros a utilizar en la dosificación dosificación de mezclas. mezclas. Todos estos parámetros están normados por el ASTM así como por las NTP (Normas Tcnicas Peruanas!.
1.1-
Ubicación : "a zona de estudio se encuentra ubicado en# "ocalidad
$
Andabamba.
%istrito
$
Pillco Marca.
Pro&incia
$
'uánuco.
%epartamento
$
'uánuco.
LOCALIZACIÓN: NACIONAL - REGIONAL
INGENIERÌA CIVIL – TECNOLOGIA DE MATERIALES MATERIALES Y DEL CONCRETO – UDH
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LOCALIZACIÓN: REGIONAL - LOCAL
1.2-
Acceso : INGENIERÌA CIVIL – TECNOLOGIA DE MATERIALES MATERIALES Y DEL CONCRETO – UDH
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l acceso se realiza por el si)uiente *tinerario# +arretera 'uánuco , Ambo , Andabamba. Se realiza tra&s tra&s de carretera carretera asfaltada asfaltada -asta cruce Andab Andabamba amba desde Andabamba -asta -asta la +antera a tra&s de Troc-a +arrozable. +arrozable. l tiempo /ue demora demora es apro0imadamente 12 minutos minutos desde 'uánuco.
1.3-
Clima y Altit!: l clima de la zona es típico típico de la sierra sierra con estacion estaciones es marcadas# marcadas# "a
llu&iosa de No&iembre a Marzo caracterizado por presencia de llu&ias la de &erano de Abril a 3ctubre caracterizado por presencia de calor intenso &ientos -uracanados temperaturas de 425+.l clima es templado y seco en la mayor parte del año. "a altitud promedio es de 1667.88 m.s.n.m.
1. 1.""-
#eto #e to!o !olo lo$% $%aa !e T&aba &aba'o 'o:: l estudio se -a realizado si)uiendo los si)uientes pasos#
1.(. 1.(.11 T&aba &aba'o 'o !e Ca Cam)o m)o:: Se -a realizado en primer lu)ar un reconocimiento del terreno /ue tiene relie&e plano lue)o de &erificar el área del terreno se -a e0traído muestras /ue /ue sean sean repr repres esen enta tati& ti&as as de los los a)re a)re)a )ado doss a util utiliz izar ar en el dise diseño ño de mezclas. "ue)o se procedió a trasladar dic-os a)re)ados al laboratorio de suelos suelos de la 9%' se tomó tomó muestras muestras de a)re)ad a)re)ado o fino y )rueso )rueso (piedra (piedra c-ancada! para poder realizar los respecti&os ensayos.
1.(.2 1.( .2 T&aba'o &aba'o !e Labo& Labo&ato ato&io &io:: n primer lu)ar se realizó la descripción &isual y manual de todas las mues muestr tras as obte obteni nida dass dura durant nte e los los trab traba: a:os os de camp campo o y se clas clasifific icar aron on si)uiendo el procedimiento procedimiento ASTM ; % ; 4<66 práctica recomendada recomendada para la descripción de suelos sometindose a los si)uientes ensayos# = Análisis )ranulomtrico. = "ímites de consistencia# "imite lí/uido. lí/uido. "imite plástico. = Peso específico. = +ontenido de 'umedad. = %ensidad Seca. = %ensidad '>meda. INGENIERÌA CIVIL – TECNOLOGIA DE MATERIALES MATERIALES Y DEL CONCRETO – UDH
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= %es)aste de los ?n)eles.
1.(.3 T&aba'o !e *abinete: n base a los traba:os de laboratorio y nsayos realizados se -a procesado los datos para obtener la clasificación contenido de -umedad des)aste de los ?n)eles y demás parámetros necesarios para la descripción y características de los a)re)ados a usar. +on estos parámetros realizamos los cálculos
necesarios para el
diseño de mezclas final.
1.(-
No&mati+i!a! y base teó&ica: l estudio se realiza de acuerdo a las Normas =828 Suelos y
+imentaciones del @e)lamento Nacional de dificaciones (@N! aprobado en unio del año 488B /ue es de aplicación obli)atoria para todo tipo de estructuras. "os ensayos de laboratorio se realizan de acuerdo a los procedimientos del American Society Cor Testin) and Materials (ASTM! mientras /ue la clasificación de los suelos se realizan en el S9+S y AAS'T3. Para la realización de los diseños de mezclas de concreto se partió del diseño por el mtodo A+* pero al realizar estas mezclas nos fuimos dando cuenta /ue este mtodo tiende a producir concretos pedre)osos ya /ue responde a la idea tradicional de la poca en /ue se ori)inó de /ue estos son los diseños más económicos pues necesitan menos a)ua y consecuentemente menos cemento para obtener determinada resistencia.
T&aba'abili!a! +laramente un concreto apropiadamente diseñado debe permitir ser colocado y compactado apropiadamente con el e/uipamiento disponible. l acabado /ue permite el concreto debe ser el re/uerido y la se)re)ación y san)rado deben ser minimizados. +omo re)la )eneral el concreto debe ser INGENIERÌA CIVIL – TECNOLOGIA DE MATERIALES Y DEL CONCRETO – UDH
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suministrado con la traba:abilidad mínima /ue permita una adecuada colocación. "a cantidad de a)ua re/uerida por traba:abilidad dependerá principalmente de las características de los a)re)ados en lu)ar de las características del cemento. +uando la traba:abilidad debe ser me:orada el rediseño de la mezcla debe consistir en incrementar la cantidad de mortero en lu)ar de incrementar simplemente el a)ua y los finos (cemento!. %ebido a esto es esencial una cooperación entre el diseñador y el constructor para ase)urar una buena mezcla de concreto. n al)unos casos una menor mezcla económica podría ser la me:or solución. D se deben prestar oídos sordos al frecuente pedido en obra de Emás a)uaF.
Resistencia y !&abili!a! n )eneral las especificaciones del concreto re/uerirán una resistencia mínima a compresión. stas especificaciones tambin podrían imponer limitaciones en la má0ima relación a)uaGcemento (aGc! y el contenido mínimo de cemento. s importante ase)urar /ue estos re/uisitos no sean mutuamente incompatibles. +omo &eremos no necesariamente la resistencia a compresión a 46 días será la más importante debido a esto la resistencia a otras edades podría controlar el diseño. "as especificaciones tambin podrían re/uerir /ue el concreto cumpla ciertos re/uisitos de durabilidad tales como resistencia al con)elamiento y des-ielo o ata/ue /uímico. stas consideraciones podrían establecer limitaciones adicionales en la relación a)ua cemento (aGc! el contenido de cemento y en adición podría re/uerir el uso de aditi&os. ntonces el proceso de diseño de mezcla en&uel&e cumplir con todos los re/uisitos antes &istos. Asimismo debido a /ue no todos los re/uerimientos pueden ser optimizados simultáneamente es necesario compensar unos con otrosH (por e:emplo puede ser me:or emplear una dosificación /ue para
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determinada cantidad de cemento no tiene la mayor resistencia a compresión pero /ue tiene una mayor traba:abilidad!. Cinalmente debe ser recordado /ue incluso la mezcla perfecta no producirá un concreto apropiado si no se lle&a a cabo procedimientos apropiados de colocación acabado y curado.
,conom%a l costo del concreto es la suma del costo de los materiales de la mano de obra empleada y el e/uipamiento. Sin embar)o e0cepto para al)unos concretos especiales el costo de la mano de obra y el e/uipamiento son muy independientes del tipo y calidad del concreto producido. Por lo tanto los costos de los materiales son los más importantes y los /ue se deben tomar en cuenta para comparar mezclas diferentes. %ebido a /ue el cemento es más costoso /ue los a)re)ados es claro /ue minimizar el contenido del cemento en el concreto es el factor más importante para reducir el costo del concreto. n )eneral esto puede ser ec-o del si)uiente modo# = 9tilizando el menor slump /ue permita una adecuada colocación. = 9tilizando el mayor tamaño má0imo del a)re)ado (respetando las limitaciones indicadas en el capítulo anterior!. = 9tilizando una relación óptima del a)re)ado )rueso al a)re)ado fino. = D cuando sea necesario utilizando un aditi&o con&eniente. s necesario además señalar /ue en adición al costo -ay otros beneficios relacionados con un ba:o contenido de cemento. n )eneral las contracciones serán reducidas y -abrá menor calor de -idratación. Por otra parte un muy ba:o contenido de cemento disminuirá la resistencia temprana del concreto y la uniformidad del concreto será una consideración crítica. "a economía de un diseño de mezcla en particular tambin debería tener en cuenta el )rado de control de calidad /ue se espera en obra. +omo discutiremos en capítulos posteriores debido a la &ariabilidad in-erente del concreto la resistencia promedio del concreto producido debe ser más alta /ue la INGENIERÌA CIVIL – TECNOLOGIA DE MATERIALES Y DEL CONCRETO – UDH
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resistencia a compresión mínima especificada. Al menos en pe/ueñas obras podría ser más barato Esobre diseñarF el concreto /ue implementar el e0tenso control de calidad /ue re/ueriría un concreto con una me:or relación costo ; eficiencia.
1.-
Ob'eti+o: l ob:eti&o del presente estudio es determinar la combinación más práctica
de los materiales con los /ue se dispone (a)re)ados de la cantera de Andabamba! para producir un concreto /ue satisfa)a los re/uisitos de comportamiento ba:o las condiciones particulares de uso. Para lo)rar tal ob:eti&o una mezcla de concreto deberá poseer las si)uientes propiedades# 1! n el concreto fresco traba:abilidad aceptable. 4! n el concreto endurecido resistencia durabilidad densidad y apariencia. I! conomía.
CAPITULO II. CANT,RA D, A*R,*ADO l estudio de canteras permite ubicar identificar y seleccionar los materiales a)re)ados /ue serán utilizados en la fabricación de los elementos de concreto.
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l estudio define los lu)ares y &ol>menes e0plotables /ue satisfa)an la demanda de las diferentes estructuras y cumplan con las especificaciones tcnicas mínimas establecidas en el @e)lamento Nacional de dificaciones y en el Manual del MT+. n este %iseño se utilizó a)re)ados de la cantera EAN%AJAMJAF en los cuales se realizaron ensayos para -allar los parámetros necesarios para el diseño de mezclas final.
2.1-
Re/isitos #%nimos. "os a)re)ados /ue son utilizados para la fabricación del concreto
-idráulico deben cumplir con las si)uientes características.
2.1.1 A*R,*ADO 0INO Será arena natural limpia libre de sustancias or)ánicas donde las impurezas no e0cedan a#
Im)&ea Arcilla o terrones de arcilla +arbón y "i)nita Cinos /ue pasan por la malla NK 488
en )eso 1 1 I
Asimismo debe estar libre de restos de es/uistos micas álcalis pizarras etc. %eberá estar )raduado dentro de los límites indicados en la Norma NTP <88.8I7.s recomendable tener en cuenta lo si)uiente# a! "a )ranulometría seleccionada deberá ser continua con &alores retenidos en las mallas NK < NK 6 NK 1B NK I8 NK 28 y NK 188 de la serie E+F (Tyller!. b! l a)re)ado no deberá retener más del <2 L en 4 tamices consecuti&os cuales/uiera. %ebe ser de )ranulometría uniforme y cumplir con los -usos recomendados en el Manual del MT+ y en el @e)lamento Nacional de dificaciones /ue son los mostrados en el +uadro NK 1. Cuadro Nº 1. Gradaciones requeridas del agregado fino
#ALLA
PORC,NTA, D, P,O 4U, PAA "ímites rueso Medio Cino totales
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.28 mm (IG6O! <.72 mm (NK
188 62=188 B2=188 <2=188 42=188 2=78 8=14
188 2=188 68=188 28=62 42=B8 18=I8 4=18
188 62=188 B2=188 <2=188 42=68 2=<6 8=14
188 6=188 68=188 78=188 22=188 2=78 8=14
Se permitirá el uso de a)re)ados /ue no cumplan con las )radaciones siempre /ue e0istan estudios /ue ase)uren la calidad del concreto. l concreto con a)re)ado fino cercano a los mínimos pueden tener dificultades con la traba:abilidad bombeado o e0cesi&a e0udación puede re)ularse con adiciones finas o aditi&os incorporadores de aire. l módulo de fineza recomendable estará entre 4.I y I.1. Podrá emplearse a)re)ado fino /ue no cumple con los re/uisitos indicados siempre /ue# a! "a coloración en el ensayo se deba a la presencia de pe/ueñas partículas de carbón o partículas similares. b! @ealizado el ensayo la resistencia a los 7 días de morteros preparados con dic-o a)re)ado no sea menor del 2 L de la resistencia de morteros similares preparados con otra porción de la misma muestra de a)re)ado fino pre&iamente la&ada con una solución al IL de -idró0ido de sodio.
2.1.2 A*R,*ADO *RU,O Será piedra partida )ra&a canto rodado o escoria de altos -ornos de dureza mayor /ue el concreto limpia /uímicamente estable con sustancias dañinas no e0cedentes a los si)uientes porcenta:es#
stancia Cra)mentos blandos +arbón y "i)nita Arcilla y terrones de arcilla Cino /ue pasa la malla NK 488 Piezas del)adas alar)adas ("2e!
en )eso 2 1 8.42 1 18
%ebe estar bien )raduado y contenido dentro de los -usos INGENIERÌA CIVIL – TECNOLOGIA DE MATERIALES Y DEL CONCRETO – UDH
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recomendados por el MT+ reproducidos en el +uadro NK 4. Cuadro Nº 2. Gradaciones recomendados para el agregado grueso IO MA""AS
4QO
(72 mm ! (BI mm!
4QO a 1QO (BI a I7.2 mm!
188
8 a 188
4O
1QO
1O
IG
(28 mm! (I7.2mm! (42 mm! (1 mm! I2 a 78
8 a 12
=
1G4O (14.2 mm!
188
8 a 188 I2 a 78
8 a 12
8a2
4O a NK < (28 a <.72 mm!
188
2 a 188
I2 a 78
18 a I8
188
1 QO a NK < (I7.2 a <.72 mm!
188
8a2
188
I2 a 78
18 a I8
1O a QO (42 a 14.2 mm!
188
8 a 188 48 a 22
8 a 18
8a2
1O a O (42 a .2 mm!
188
8 a 188 <8 a 62 18 a <8
8 a 12
2 a 188
RO a O (1 a 2 mm!
188
NK 86 NK 1B (1.16 (4.IBmm! mm!
8a2
8 a 12
1O a NK < (42 a <.72 mm!
8 a 188 48 a 22
(.2 mm!
NK 8< (<.72 mm!
8a2
4O a 1O (28 a 42 mm!
1 QO a RO (I7.2 a 1 mm!
IG6O
42 a B8 8 a 188 48 a 22
RO a NK < (1 a <.72 mm! QO a NK < (14.2 a <.72 mm! O a NK 6 (.2 a 4.IB mm!
8a2
8a2 8 a 18
8a2
8 a 12
8a2
188
8 a 188 48 a 22
8 a 18
8a2
188
8 a 188 <8 a 78
8 a 12
8a2
62 a 188 18 a I8
8 a 18
188
8a2
l tamaño má0imo /ue se puede usar depende de los miembros del concreto y del acero de refuerzo. Así mismo el tamaño má0imo del a)re)ado )rueso no debe e0ceder los 4GI del espacio libre entre barras de la armadura se)>n el tipo y dimensiones del elemento en construcción.
2.2-
Conc&etos a 0ab&ica&. "os diseños estructurales de superestructura e infraestructura consideran /ue los tipos de concreto re/ueridos son de las resistencias mínimas a la compresión a los 46 días (fc! de 418 U)Gcm4 y 468 U)Gcm4 para elementos estructurales de las dificaciones. l concreto será fabricado usando cemento portland a)re)ados de la +antera AN%AJAMJA y a)ua. +uando los casos e0tremos de clima o proceso constructi&o puedan
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re/uerir se usarán Acelerantes o @etardantes /ue en el presente informe no se re/uieren. Pre&io a la construcción de los di&ersos elementos el contratista con la aprobación del super&isor efectuará los diseños de mezclas respecti&os tomando en consideración el estudio de canteras del presente informe -aciendo las &erificaciones del caso .
CAPITULO III. CANT,RA ,L,CCIONADA 3.1-
Desc&i)ción !e la Cante&a. n principio se debe establecer /ue las me:ores localizaciones de canteras para fabricar concreto -idráulico son los cauces de los ríos donde se depositan )randes cantidades de material inerte /ue cumplen con las especificaciones de dureza y limpieza. n el *nforme el cauce del mismo río 'ualla)a es el lu)ar ideal para la localización de la cantera para a)re)ados. Se -a tomado piedra c-ancada como a)re)ado )rueso y se -an analizado las alternati&as de uso para las &ariaciones de )ranulometría. n las riberas se ubican playas de arena media a )ruesa /ue podría ser combinada con piedra c-ancada. n el centro del cauce se encuentran estratos potentes de -ormi)ón o a)re)ado )lobal /ue podría ser usado directamente. A continuación se detallan los aspectos rele&antes como son ubicación accesos potencia usos y procedimientos de e0plotación de la alternati&a INGENIERÌA CIVIL – TECNOLOGIA DE MATERIALES Y DEL CONCRETO – UDH
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antes e0puesta.
Ubicación#
n el centro del cauce del río Andabamba a 188 m de
Acceso: P&o)ieta&io# Desc&i)ción#
la ubicación del acceso a la cantera. %irecto Municipalidad Pro&incial de 'uánuco. +on)lomerado flu&ial clasificado como )ra&a limpia con arena con cantos rodados y boleos en una proporción de I8L. No tiene presencia de es/uistos terrones álcalis o arcillas. %e coloración )ris y )ranos )ruesos pro&enientes de rocas intrusi&as. "a dureza es
mayor /ue de los concretos a fabricar. Potencia total# +onser&adoramente se estima en 42888 mI. Pot. A)&o+ec5able: 17288 mI. Se produce en todo el año y puede ser e0plotado ,6)lotación# tambin en todo el año especialmente en las pocas de estia:e por las dificultades de in)reso al cauce cuando se producen los crecimientos de los caudales. l car)uío y acumulación debe ser con ma/uinaria
Usos#
pesada. 'ormi)ón piedra c-ancada arena )ruesa arena fina
T&atamiento#
cantos rodados para piedra c-ancada. Acumulación y zarandeo.
"a alternati&a señalada es factible para su disposición en la fabricación de los elementos de concreto. n cuanto a la calidad de las partículas ofrece )arantía por/ue proceden de una )nesis de rocas intrusi&as. @especto a la distancia de recorrido es inmediata por lo /ue no e0isten muc-os costos de transporte. n lo referente al &olumen apro&ec-able se decide por usar piedra c-ancada esta cantera tambin podría ser factible pre&io zarandeo de -ormi)ón.
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+antera de Andabamba de donde se e0tra:eron las muestras de a)re)ados utilizados en el diseño de Mezclas.
3.2-
Ca&acte&%sticas
*&anlom7t&icas
!e
la
Cante&a
Analia!a
y
Recomen!aciones !e Uso. "as e0i)encias mínimas de calidad y limpieza se cumplen por/ue no e0isten terrones de arcilla o carbón. @especto al porcenta:e de finos /ue pasa la malla NK 488 es 1I.<2 L /ue resulta del ensayo )ranulomtrico cuyo reporte se incluye en el ane0o e0i)iendo se someta un la&ado antes de ser usado como a)re)ado. Para usar esta cantera en la fabricación de concreto inicialmente se debe separar la fracción fina de la fracción )ruesa con la malla de <.72 mm. %e tal manera /ue la fracción fina cumpla con una de las )radaciones re/ueridas e indicadas en el +uadro NK 81. Mientras /ue la fracción )ruesa cumpla con uno de los -usos establecidos en el +uadro NK 84. "a fracción )ruesa podría ser la obtenida por el zarandeo o podría ser tambin la piedra c-ancada.
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Se aprecia la )ranulometría de las muestras de a)re)ados utilizados en el diseño de Mezclas de la cantera Andabamba.
CAPITULO III. DI,8O D, #,9CLA Antes de iniciar este capítulo de diseño de mezclas es necesario conocer los materiales utilizados para la elaboración de las probetas de concreto y los parámetros -allados en la dosificación de mezclas. Todos estos parámetros están normados por el ASTM así como por las NTP (Normas Tcnicas Peruanas!. A continuación se detallan los materiales utilizados su procedencia y los parámetros usados en la dosificación de mezclas de concreto asimismo las normas se)uidas para -allar dic-os parámetros#
".1-
#ate&iales Utilia!os l material utilizado para las mezclas de concreto fue +ementos Portland Tipo *.
".1.1 Cemento Po&tlan! Ti)o I.: +emento comercial sin propiedades particulares. ".1.2 A$&e$a!os: Se utilizó a)re)ado fino y piedra c-ancada. ,l a$&e$a!o ino es una arena natural procedente de la cantera EAndabambaF ubicada en la cuenca del @ío 'ualla)a en el %istrito de Pillco Marca a I Vm. de la ciudad de 'uánuco!. +omo sabemos si el Módulo de fineza es mayor a I.1 es una arena INGENIERÌA CIVIL – TECNOLOGIA DE MATERIALES Y DEL CONCRETO – UDH
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muy )ruesa. Wsta arena es )ruesa ya /ue tiene un módulo de fineza es bastante alto de I.87. Pero al ser )ruesa es un muy buen a)re)ado fino.
,l a$&e$a!o *&eso l a)re)ado utilizado fue piedra c-ancada de 1F es decir el material pro&eniente de la cantera EAndabambaF en la misma cantera se le realiza el proceso de trituración a tra&s de una c-ancadora. +abe mencionar /ue la piedra c-ancada me:ora propiedades muy importantes del concreto como# resistencia a la compresión y ad-erencia.
".1.3 A$a: l a)ua utilizada para elaborar las mezclas de concreto es a)ua potable /ue se consume en el "aboratorio de suelos de la C**+A = 9N'XA".
".2-
#7to!o !e Dise;o Utilia!o. Se utilizó el mtodo del A+* para el diseño de mezclas de concreto utilizado.
".2.1 Dise;os &ealia!os )o& el m7to!o ACI. Para la realización de los diseños de mezclas de concreto se partió del diseño por el mtodo A+* pero al realizar estas mezclas nos fuimos dando cuenta /ue este mtodo tiende a producir concretos pedre)osos ya /ue responde a la idea tradicional de la poca en /ue se ori)inó de /ue estos son los diseños más económicos pues necesitan menos a)ua y consecuentemente menos cemento para obtener determinada resistencia. "as causas de este -ec-o las detallamos a continuación . l mtodo A+* es utilizado para elaborar diseños de mezcla de concreto con a)re)ados /ue cumplan las normas correspondientes -ec-o /ue no siempre se da en nuestro medio ya /ue los a)re)ados utilizados no se encuentran completamente limpiosH ni tampoco se cuenta con unas )ranulometrías correctas. s por esta causa /ue en )eneral el mtodo A+* nos da mezclas más secas de lo pre&isto y pedre)osas pero afortunadamente e0isten correcciones las cuales no sólo son de a)ua sino tambin de a)re)ados. ste mtodo tiene una )ran limitación y es /ue no distin)ue las distintas formas en las /ue se presentan los a)re)ados (redondeados c-ancados INGENIERÌA CIVIL – TECNOLOGIA DE MATERIALES Y DEL CONCRETO – UDH
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an)ulosos etc.!. 9na de las alternati&as para la corrección de slump es# +orre)ir la cantidad de a)ua pero al tratar de conser&ar la misma relación a)uaGcemento in&olucraba /ue la cantidad de a)re)ado )rueso se
manten)a constante y en al)unos casos ya se obtiene muc-a piedra. 3tra alternati&a mencionada anteriormente es modificar la cantidad de a)re)ado )ruesoH es decir disminuir la cantidad de a)re)ado )rueso en un ran)o de 2L a 18L y compensar con la cantidad de arena. +abe mencionar /ue no se -a profundizado muc-o en esta alternati&a ya /ue esta es muy parecida al mtodo de Pesos 9nitarios +ompactados usado y detallado a continuación.
P&oce!imiento se$i!o en el Dise;o !e #eclas CARACT,RITICA D, LO #AT,RIAL, ,L,CCIONADO CARACT,RITICA
C,#,NTO
AR,NA O A.0INO
*RA
I.12
4.B7
4.71
I128
4B78
4718
17I8
121B
Densi!a! &elati+a o P.e Peso unitario (V)GmI! P.9. Xarillado seco seco (V)GmI!
o compactado y
Módulo de finura %es&iación de -umedad a condición SSS o porcenta:e de Absorción (L!
I.87 Y1.18
Y8.21
4.I6
8.86
+ontenido de -umedad (L!
1= PAO 1. ,L,CCI>N D,L A,NTA#I,NTO Se utilizo el ensayo del cono de Abrams para obtener el asentamiento del concreto y se obtu&o un &alor de IF a
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2= PAO 2. ,L,CCI>N D, TA#A8O #?@I#O D,L A*R,*ADO "as Normas de %iseño structural recomiendan /ue el tamaño má0imo nominal del a)re)ado )rueso sea el mayor /ue sea económicamente disponible siempre /ue sea compatible con las dimensiones y características de la estructura. "a Norma Tcnica de dificación . 8B8 prescribe /ue el a)re)ado )rueso no deberá ser mayor de# a! 1G2 de la menor dimensión entre las caras de encofradosH o b! 1GI del peralte de la losaH o c! IG< del espacio libre mínimo entre barras indi&iduales de refuerzo pa/uetes de barras tendones o ductos de presfuerzo. l tamaño má0imo nominal determinado a/uí será el tamaño má0imo de la piedra c-ancada. Se considera /ue cuando se incrementa el tamaño má0imo del a)re)ado se reducen los re/uerimientos del a)ua de mezcla incrementándose la resistencia del concreto. n )eneral este principio es &álido con a)re)ados -asta <8mm (1QZZ!. n tamaños mayores sólo es aplicable a concretos con ba:o contenido de cemento.
,l tama;o m6imo tilia!o es !e 1B.
3= PAO 3. CALCULO D, A*UA D, #,9CLADO CONT,NIDO D, AIR, "a tabla 2.1 preparada en base a las recomendaciones del +omit 411 del A+* nos proporciona una primera estimación del a)ua de mezclado para concretos -ec-os con diferentes tamaños má0imos de a)re)ado con o sin INGENIERÌA CIVIL – TECNOLOGIA DE MATERIALES Y DEL CONCRETO – UDH
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aire incorporado. A*UA D, #,9CLADO APRO@I#ADO E$Fm3= Conc&eto sin ai&e inco&)o&a!o Asentamiento o lm)
Tama;o m6imo nominal !e los a$&e$a!os )l$=
1B a 2B 3B a "B B a JB Ai&e at&a)a!o =
3FGB
HB
B
1B
1 HB
2B
3B
B
482 442 4<8 I
488 412 4I8 4.2
162 488 418 4
168 1I 482 1.2
1B8 1J( 162 1
122 178 168 8.2
1<2 1B8 178 8.I
142 1<8 8.4
,l a$a !e mecla!o K 13 LtFm3.
"= PAO ". ,L,CCI>N D, LA R,LACION A*UA F C,#,NTO 0isten dos criterios (por resistencia y por durabilidad! para la selección de la relación aGc de los cuales se ele)irá el menor de los &alores con lo cual se )arantiza el cumplimiento de los re/uisitos de las especificaciones. s importante /ue la relación aGc seleccionada con base en la resistencia satisfa)a tambin los re/uerimientos de durabilidad. Por resistencia para concreto de 468 V)Gcm4. La &elación a$a cemento lo !ete&minamos se$Mn la si$iente tabla: RELACION AGUA CEMENTO
Resistencia a la com)&esión A 2G !%as c&= en E$Fcm2
Conc&eto sin ai&e incli!o 8.I6 8.
<28 <88 I28 I88 428 488 128 c& 428
Relación a$a F cemento )o& )eso
aFc 8.B4
Conc&eto con ai&e incli!o [ [ 8.<8 8.
6-.2 K .2-.(( 468=428 428=I88
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2G I88
@ 8.22
\ $ 8.B4 = 8.12B
c& 428 2G I88
aFc 8.B4 @ 8.22
6-.2 K .2-.(( 468=428 428=I88 \ $ 8.B4 = 8.12B
6K.""
Tenemos &elación aFc K ."
(= PAO (. CALCULO D,L CONT,NIDO D, C,#,NTO 9na &ez /ue la cantidad de a)ua y la relación aGc -an sido estimadas la cantidad de cemento por unidad de &olumen del concreto es determinada di&idiendo la cantidad de a)ua por la relación aGc.
Sin embar)o es posible /ue las especificaciones del proyecto establezcan una cantidad de cemento mínima. Tales re/uerimientos podrían ser especificados para ase)urar un acabado satisfactorio determinada calidad de la superficie &ertical de los elementos o traba:abilidad.
Cemento K a$aF&elación a$a cemento ntonces tenemos#
Cemento K 13 E$ F ." K "1.21 E$
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= PAO . ,TI#ACION D,L CONT,NIDO D,L A*R,*ADO *RU,O QPI,DRA CANCADAB Para un )rado adecuado de T@AJAAJ*"*%A% el &olumen de a)re)ado )rueso por unidad de &olumen del concreto depende solamente de su TAMA]3 MA\*M3 y del M3%9"3 % C*N9@A del a)re)ado fino. +uánto más fina es la arena y mayor el tamaño de las partículas del a)re)ado )rueso mayor es el &olumen de a)re)ado )rueso /ue puede utilizarse para producir una mezcla de concreto de traba:abilidad satisfactoria. Si tenemos un tamaño má0imo de )ra&a de 1F y I.87 para un módulo de finura de la arena recurrimos a una tabla para determinar el factor /ue nos ser&irá para determinar el &olumen del a)re)ado )rueso o )ra&a.
"os +olMmenes !e a$&e$a!o $&eso mostrados est en con!ición seca y com)acta!a. Tal como se describe en la norma ASTM + 4.
ntonces Xolumen Seco y +ompactado de A)re)ado rueso $ 8.B
A *RU,O K ."3 6 1(1 K J(.2 E$.
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J= PAO J. ,TI#ACION D,L CONT,NIDO D,L A*R,*ADO 0INO QAR,NAB Para la estimación de la cantidad de A. fino por mI de concreto utilizaremos el mtodo de los pesos.
#,TODO D, P,O: Si el peso unitario del concreto fresco se conoce por una pre&ia e0periencia entonces el peso re/uerido del a)re)ado fino es simplemente la diferencia entre el peso por unidad del concreto y los pesos totales del a)ua cemento y a)re)ado )rueso.
+on el T.M.$1F y para concretos sin aire incorporado de la tabla tenemos el peso unitario del concreto fresco (primera estimación!.
PRI#,RA ,TI#ACI>N D,L P,O D,L CONCR,TO 0R,CO E$Fm3 = Tama;o m6imo !el a$&e$a!o )l$.= IG6F QF RF 1B 1 QF 4F IF BF
Peso !el conc&eto sin ai&e inco&)o&a!o 4462 4I12 4I22 23J( 4<48 4<<2 4
Se)>n la tabla estimamos el peso unitario del concreto fresco nos da un &alor de 4I72 V)GmI. ntonces el peso de la arena es# A@NA $ concreto ; (a)ua Y cemento Y )ra&a!
A@NA $ 4I72; (1I Y <1.481 Y 72.84! $ 767.77 V)
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#,TODO D, menes totales del a)ua cemento y a)re)ado )rueso. ntonces el &olumen de la arena es#
AR,NA K1-ai&e a$a cemento $&a+a= AR,NA K 1-.1( .13 .133.3= K .2 m3 ntonces el peso de la arena es#
AR,NA K .2S2JK J.( E$
G= PAO G. AUT, POR U#,DAD D,L CONCR,TO eneralmente los a)re)ados en el almacn están ->medos más /ue los considerados en el cálculo con base a los a)re)ados superficialmente secos. Para la mezcla por tanteo dependiendo de la cantidad de -umedad libre de los a)re)ados el a)ua de mezclado se reduce y la cantidad de los a)re)ados se incrementa correspondientemente. "os a:ustes por -umedad se -arán en los a)re)ados fino y )rueso y en el &ol. 9nitario del a)ua de mezclado. Pesos ->medos de los materiales por mI de concreto. +emento $<1.48 V). A. Cino $ peso seco[(1Y-umedad! $7B.B2[I.I6 $ 612.26 V). A. rueso $ peso seco[(1Y-umedad! $72.84[1.86$ 72.7 V). +omo los a)re)ados se encuentran saturados e0iste una cierta cantidad de a)ua /ue le sobraría para encontrarse en la condición ideal de saturados con superficie seca (sss!. INGENIERÌA CIVIL – TECNOLOGIA DE MATERIALES Y DEL CONCRETO – UDH
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"ue)o# A)ua efecti&a $ 162 ; ^(2.8 =I.8![ 626.<
188
@edondeando las proporciones finales en obra serian# +emento $<1.48 V)GmI. (.67 bolsas! A. Cino $ 612.26V)GmI. A. rueso $72.7 V)GmI. A)ua efecti&a $ 167.84 lt.
"os diseños en dosificación /uedaran e0presados de la si)uiente manera.
Dise;o !e Conc&eto 2G E$Fcm2. Material
Por m3
Proporciones en
Por bolsa de
peso
cemento
Cemento
419.20 Kg
1.000
42.5 Kg
Agregado Fino
815.58 Kg
1.95
82.69 Kg
Agregado Grueso
975.79 Kg
2.33
98.93 Kg
Agua
187.02 Lt
18.96 Lt/o!sa
18.96 Lt
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P&oce!imiento se$i!o en el Dise;o !e #eclas en el Labo&ato&io. a! Secar la muestra de a)re)ados /ue tenemos.
b! Trasladar las muestras de los a)re)ados para realizar los ensayos.
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c! Pesar las muestras para realizar el ensayo de @esistencia a compresión de Probetas.
d! Pesado de la Piedra c-ancada para la dosificación de la Mezcla.
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e! Pesado del A)re)ado fino para preparar la mezcla de concreto.
f! Pesado del +emento para preparar la mezcla de concreto.
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)! Pesado del A)ua para preparar la mezcla diseñada de concreto.
-! Muestra lista para preparar la mezcla de concreto.
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i! Mezcladora usada para el preparado de la mezcla de concreto.
:! "impieza final de la mezcladora para preparar la mezcla de concreto.
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V! Xaciado de las muestras en la mezcladora.
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l! Proceso de mezclado con duración de I minutos.
m! nsayo de +ono de Abrams de la mezcla de concreto fresco. Se obtu&o un &alor del slump de IF.
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n! Moldes usados para el ensayo de compresión de testi)os de concreto.
o! "impieza y "ubricación de moldes de concreto.
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p! "lenado de moldes con concreto fresco.
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/! Moldes listos para el proceso de fra)uado.
r! Sumer)imos los moldes o testi)os de concreto para /ue alcancen su resistencia a compresión a los 46 días.
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s! @etiramos los testi)os de concreto a los 7 días de -aberlos sumer)ido en a)ua.
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t! Ma/uina usada para el nsayo de @esistencia a +ompresión del +oncreto.
u! Medimos los testi)os de concreto para el ensayo a compresión.
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&! *ntroducimos compresión.
los testi)os de concreto a la Ma/uina para el ensayo a
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`! @ealización del ensayo a compresión.
0! "impieza de la ma/uina utilizada.
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y! Xalores obtenidos de @esistencia del ensayo a compresión.
z! Tcnico especializado durante el ensayo a compresión /ue brindo el asesoramiento respecti&o.
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