Actualmente, el concreto co ncreto es el elemento más usado en el ámbito mundial para la construcción, lo que conlleva a la evolución de las exigencias para cada uso del mencionado elemento. La demanda del concreto ha sido la base para la elaboración de los diferentes Diseños de Mezcla, ya que estos métodos permiten a los usuarios conocer no sólo las dosis precisas de los componentes del concreto, sino también la forma mas apropiada para elaborar la mezcla.. Los Métodos de Diseño de mezcla están dirigidos a mejorar calificativamente la resistencia, la calidad y la durabilidad de todos los usos que pueda tener el concreto.
En la usanza cotidiana, la selección de los ingredientes de la mezcla y sus proporciones se llama diseño de mezcla. Este término, aunque común, tiene la desventaja de denotar que la selección es una parte del proceso del diseño estructural. Esto no es correcto porque el diseño estructural se relaciona con el desempeño requerido del concreto, y no con el proporciona miento por memorizado de los materiales que aseguran ese desempeño. El termino americano proporciona miento de la mezcla no es nada excepcional, pero no se usa sobre base universal.
Aunque el diseño estructural no se relaciona normalmente con la selección de mezcla, el diseño impone dos criterios para esta selección: la resistencia del concreto y su durabilidad. Es importante agregar un requisito implícito en el sentido de que la trabajabilidad debe ser apropiada para las condiciones decolado. El requisito de trabajabilidad se aplica, digamos, no solo al revenimiento en el tiempo de la descarga desde la mezcladora sino también a una limitación sobre la pérdida del revenimiento hasta el momento de la colocación del concreto .A causa de la dependencia de la trabajabilidad requerida respecto de las condiciones de la obra, por lo que no se deberá fijar la trabajabilidad antes de considerar el procedimiento de construcción.
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Realizar el diseño de una mezcla de de concreto partir de unos agregados Previamente analizados.
Optimizar los agregados para obtener un buen desempeño en la mezcla.
Obtener una buena resistencia para el diseño realizado.
Adquirir destreza a la hora de elaborar el diseño de mezcla y cumplir las normas respectivas.
Determinar la combinación más práctica, económica, satisfacción de requerimientossegún condiciones de uso en los sistemas constructivos, para hacer edifi cacionesdurables, y lograr eficiencia en los procesos constructivos tanto en obra como en planta.
Proporcionar o diseñar una mezcla de concreto consiste en determinar determinar las cantidades relativas de materiales que hay que emplear en la mezcla para obtener un concreto de cuando para un uso determinado.
Es un proceso que consiste en calcular las proporciones de los elementos que forman el concreto, con el fin de obtener los mejores resultados. Existen diferentes métodos de Diseños de Mezcla; algunos pueden ser muy complejos como consecuencia a la existencia de múltiples variables de las que dependen los resultados de dichos métodos, aún así, se desconoce el método que ofrezca resultados perfectos, sin embargo, existe la posibilidad de seleccionar alguno según sea la ocasión. En oportunidades no es necesario tener exactitud en cuanto a las proporciones de los componentes del concreto, en estas situaciones se frecuenta el uso de reglas generales, lo que
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permite establecer las dosis correctas a través de recetas que permiten contar con un diseño de mezcla apropiado para estos casos.
Tipo y Marca del cemento seleccionado
Peso Específico
Peso específico de la puzolana si se trata de cemento adicionales
Superficie especifica
Cuando se emplea el agua potable no habrá necesidad de realizar ningún ensayo en el laboratorio, ya que esta agua cumple con todos los requisitos de la norma pero si el agua no es potable, habrá que realizar el análisis químico en un laboratorio especializado ya que el agua cuando no es normalizado puede influir sobre el tipo de fraguado, calor de hidratación y resistencia de concreto.
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Tanto el agregado fino como el grueso son los componente de mayor variabilidad en cuanto cuanto a sus propiedades en la mezcla, ya que proviene de diversas canteras y yacimientos con origen de muchos tipos de rocas, por ello es importante los ensayos que se realicen en el laboratorio, recomendado que aunque sea de una misma cantera cada cierto promedio de tiempo, deberá volverse a realizar los ensayos. Los informes que se deben obtener en el laboratorio deberán ser los siguientes:
Perfil y textura superficial
Análisis granulométrico
Peso específico de masa
Peso unitario seco y compactado
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% de absorción y contenido de humedad Pérdida por abrasión cuando se trata de concretos para pavimentos Materia orgánica
Para determinar las proporciones de los diversos componentes que intervienen en un concreto para determinadas condiciones, existen muchos métodos en los que, los creadores de estos sistemas dan sus recomendaciones para su uso adecuado, y sobre todo considerando las propiedades de resistencia a la comprensión, durabilidad consistencia y permeabilidad.
Para un diseño de mezclas es necesario conocer los materiales utilizados para la elaboración de las probetas de concreto y los parámetros hallados en la dosificación de mezclas. Todos estos parámetros están están normados por el ASTM así como por las NTP (Normas (Normas Técnicas Peruanas).
A continuación se detallan los materiales utilizados, su procedencia y los parámetros usados en la dosificación de mezclas de concreto, asimismo las normas seguidas para hallar dichos parámetros:
El proporcionamiento de mezclas de concreto, más comúnmente llamado diseño de mezclas es un proceso que consiste de pasos dependientes entre sí:
a) Selección de materiales convenientes (cemento, agregados, agua y aditivos).
b) Determinación de sus cantidades relativas “proporcionamiento” para producir un, tan económico como sea posible, un concreto de trabajabilidad, resistencia a compresión y durabilidad apropiada.
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:
Este sistema ha sido desarrollado por el comité N° 211 del ACI se trata de un diseño bastante simple con el que se pueden emplear algunas tablas que pueden obtener con facilidad las proporciones de los componentes. Este método se recomienda su aplicación en concretos de peso normal.
Selección de la resistencia promedio
Selección del tamaño máximo nominal del agregado
Selección del asentamiento
Selección del volumen unitario de agua (tablas)
Selección de contenido de aire (tablas)
Selección de la relación agua/cemento (tablas)
Determinación del cemento
Determinación del agregado (tablas)
Determinación de los volúmenes absolutos de sus componentes
Determinación del peso seco del agregado fino
Determinación de los valores de proporciones de sus componentes y su correspondiente corrección
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1. Primeramente antes de realizar el e l diseño de mezclas se ha realizado varios ensayos, de los cuales obtendremos los datos necesarios para realizar nuestro de diseño de mezclas:
Datos de Granulometría
Contenido de Humedad
Absorción
Peso unitario Suelto
Peso Unitario compactado
Datos de peso especifico
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PESO PORCENTAJE PORCENTAJE PASANTE ABERTURA RETENIDO RETENIDO RET. ACUM. ACUMULADO mm. gr. % % % 50.000 0.000 0.000 0.000 100.000
MALLA 2''
NTP 400.037 - 2002 PASANTE L.I L.I 100.000
L.S 100.000
1'' 1/2
37.500
0.000
0.000
0.000
100.000
90
100
1''
25.000
0.000
0.000
0.000
100.000
40
85
3/4''
19.000
24.620
1.231
1.231
98.769
10
40
1/2''
12.500
530.920
26.546
27.777
72.223
0
15
3/8''
9.500
496.720
24.836
52.613
47.387
0
5
N°4
4.750
828.820
41.441
94.054
5.946
0
0
118.920
5.946
100.000
0.000
2000.000
100.000
BANDEJA TOTAL
110.000 100.000 90.000 80.000 70.000
CURVA GRANULOMETRICA
60.000
LIMITE INFERIOR
50.000
LIMITE SUPERIOR
40.000 30.000 20.000 10.000 0.000 100.000
8
10.000
1.000
MALLA
PESO PORCENTAJE PORCENTAJE PASANTE ABERTURA RETENIDO RETENIDO RET. ACUM. ACUMULADO mm.
N° 4
4.750
gr. 1.275
N°8
2.360
35.175
7.035
7
93
80
100
N°16
1.180
120.675
24.135
31
69
50
85
N°30
0.600
137.475
27.495
59
41
25
60
N°50
0.300
92.675
18.535
77
23
10
30
N°100
0.150
59.975
11.995
89
11
2
10
N°200
0.075
41.075
8.215
97
3
0
0
11.675
2.335
100
0
fondo TOTAL
500.000
% 0.255
% 0
% 100
NTP 400.037 - 2002 PASANTE
100.000
110 100 90 80 70
granulome tria limite inferior
60 50 40 30 20 10 0 10.000
9
1.000
0.100
0.010
L.I 95.000
L.S 100.000
10
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2. Gracias a todos los ensayos realizados Seleccionamos cierta cantidad de (Agregado
fino, Agregado grueso, Cemento y agua) y hallaremos necesitamos para elaborar el diseño de mezclas.
las
proporciones
que
3. Lavar siempre el trompo antes del mesclado es importante, y así tener la superficie del trompo humedecida 4. Ingresar
el agregado grueso, agregado fino , y mezclar durante un tiempo , posteriormente introducir introducir el cemento y mezclarlos nuevamente y agua esta esta poco en poco batiendo para obtener una mezcla pegajosa que cumpla con el slump de 3”-4 “ utilizando el cono de abrams .
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5. Debemos de tener preparado los moldes cilíndricos donde se amoldara la mezcla este previamente engrasado con grasa para que al momento de sacar nuestras probetas estas salgan mas fácilmente evitando que se peguen al molde.
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6. Al momento del llenado el concreto a los Proctor se rige la regla de 25 golpes con una varilla para cada una de las 2 capas se enraza y etiqueta y se deja 24 horas.
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7. Después de 24 horas se debe retirar de los recipientes 8. He ingresar al curado que no es más que la inserción de las probetas al agua por 28 días o esta su ensayo cada 7,14, 28 días
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Se hizo el diseño siguiendo el procedimiento indicado por el ACI a con tinuación se muestra el diseño por este método.
f’c = 35 MPa Tamaño Máximo Máximo Nominal: Nominal: 1/2"
A) Cemento:
wari tipo I Peso Específico Específico 3.15 B) Agregados:
16
2.58
2.71
g/cm 3
1.95
0,55
%
1.92
0,46
%
1385.56
1444.17
g/cm 3
1602.39
1608.36
g/cm 3
2.65 4.405
-----
%
En este caso no se cuenta con la desviación estándar por lo que utilizara la siguiente tabla dada por ACI:
f'cr = f’c + 7.0 f'cr = f’c + 8.5 f'cr = 1.1 f’c + 5.0 f’cr = 35 + 8.5 =
1/2" 3” a 4”
Máximo 3"
Mínimo 1"
3"
1"
4" 4" 3" 2"
1" 1" 1" 1"
Tabla 2, Agua = 216 I/m 3 sin aire incorporado. incorporado.
Agua en 1/m 3 para el Tamaño Máximo Nominal del Agregado Grueso y consistencia indicada
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207 228 243
199 216 228
181 202 216
175 193 205
Concretos Sin Aire Incorporado 190 179 166 154 205 193 181 169 216 202 190 178 Concretos Con Aire Incorporado 168 160 150 142 184 175 165 157 197 184 174 166
Tabla 3, para 1/2", 1/2", 2.5 % de de aire atrapado atrapado
3.0% 2.5% 2.0% 1.5% 1.0% 0.5% 0.3% 0.2%
Tabla 4, interpolando interpolando:: a/c = 0.39 para un f´cr=43.5 MPa MPa
Concreto sin aire incluido 0.8 0.7 0.62 0.55 0.48 0.43 0.38
18
Concreto con aire incluido 0.71 0.61 0.53 0.46 0.4 -----
130 145 160
113 124 ---
122 133 154
107 119 ---
C = Agua / (a/c) = 216 / 0.39 = 559.41 kg/m 3 Tabla 5, Modulo de Fineza Fineza 2.65 y TMN 1/2"
2.40 0.50 0.59 0.66 0.71 0.76 0.78 0.81 0.87
2.60 0.48 0.57 0.64 0.69 0.74 0.76 0.79 0.85
2.80 0.46 0.55 0.62 0.67 0.72 0.74 0.77 0.83
3.00 0.44 0.53 0.60 0.65 0.70 0.72 0.75 0.81
Agregado Grueso Grueso Seco Compactado: Compactado: 0.57 0.57 m 3/m 3 Peso del Agregado Agregado Grueso: Grueso: 0.57 * 1608.36 1608.36 = 908,72 908,72 kg/m 3 Peso del Agregado Agregado Seco Seco + Absorción Peso del Agregado Agregado SSS = 908.72 x (1 + 0.46/100) 0.46/100) = 912.90 kg/m 3
Volúmenes Absolutos Absolutos Peso/Pe Peso/Pe Peso/Pe P sss/Pe sss
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559.41 / (3.15 x 1000) 216.00 / (1.00 x 1000) 2.5% 912.90 / (2.71 x 1000)
0.178
m 3
0.216
m 3
0.025 0.337
m 3 m 3
Volumen Absoluto Absoluto de Agregado Agregado Fino: 1 – 0.772 0.772 = 0.245 m 3 Peso Agregado Agregado Fino SSS: 0.245 * (2.58 (2.58 x 1000) = 630.93 kg
Cemento Agua Agregado Fino Agregado Grueso Grueso
559.41 kg/m3 216.00 It/m3 630.93 kg/m3 912.90 kg/m3
Peso Agregado Agregado Fino x (Humedad (Humedad - Absorción) Absorción) 630.93 x (1.95-1.92)/100 (1.95-1.92)/100 = 0.189 0.189 kg Peso
: 630.93 + 0.189 =
Peso Agregado Agregado Grueso x (Humedad (Humedad - Absorción) Absorción) 912.90 x (0.055-0.46)/100 (0.055-0.46) /100 = 0.822 kg Peso
: 912.90 + 0.822 =
Agregado Fino Fino 0.189 Agregado Grueso Grueso 0.822 Aporte de Humedad de de Agregados Agregados 1.011 kg : 216 – (1.011) (1.011) =
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Cemento Agua Agregado Fino Agregado Grueso Grueso
559.41 kg/m3 214.99 It/m3 631.12 kg/m3 913.73 kg/m3
Dividiendo cada valor entre 559.41 tenemos la dosificación en Peso
Cemento
Relación Agua/Cemento Agua/Cemento (a/c) Bolsas de cemento cemento x m 3 Agua por Bolsa Bolsa de cemento cemento
Agregado Fino
Agregado Grueso
: : :
1 Bolsa de Cemento, Volumen= 1 p 3, Peso= 42.5 kg 1 m 3 = 35.31 p 3 Agregado Fino Fino : (Prop x 42.5) 42.5) / (Pu.suelto/35.31) (Pu.suelto/35.31) : (1.13 x 42.5) / (1385.56/35.31) : Agregado Grueso Grueso : (Prop x 42.5) / (Pu.suelto/35.31) (Pu.suelto/35.31) : (1.63 x 42.5) / (1444.17/35.31) : 1 Cemento Relación Agua/Cemento Agua/Cemento (a/c) Agua por Bolsa Bolsa de cemento cemento
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1.22 Agregado Fino : :
1.70 Agregado Grueso
A. GRUESO A. FINO CEMENTO AGUA
= 10.76 Kg = 7.44 Kg = 6.59 Kg = 2532.78 mL
Siguiendo el mismo procedimiento se procedió a realizar el vaciado de nuestras probetas de concreto controlando el slamp de nuestra mezcla.
Se deja las muestras encofradas, se desencofra y se deja curar.
Al momento de la medición del slump durante el vaciado vaciado no se llegó al slump de diseño, para lo cual se agregó 50 mL de agua, por lo tanto las nuevas dosificaciones quedan como se indica a continuación:
Cemento
Agregado Fino
Agregado Grueso
Cemento
Agregado Fino
Agregado Grueso
Por lo tanto los materiales que se debieron usar:
A. GRUESO A. FINO CEMENTO AGUA 22
= 10.76 Kg = 7.25 Kg = 6.65 Kg = 2582.79 mL mL
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