UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
TECNOLOGIA DEL CONCRETO ACTIVIDAD COMPLEMENTARIA N° 3
SEMESTRE 8
DOCENTE CAROL AREVALO
ALUMNO VICTOR HUGO MEJIA PEREZ
CODIGO D7301560
FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCI A INGENIERIA CIVIL 2013
1. INT RO DU CIÓN :
La construcción es una de las actividades más antiguas de la humanidad, el uso de materiales para hacer las construcciones es tan antiguo como el hombre mismo y la necesidad de crear lugares más confortables para habitar. El concreto es considerado el componente más usado para este fin, con el transcurrir del tiempo se ha ido mejorando, perfeccionando todo esto buscando satisfacer las exigencias de un mercado que nunca se detiene y el cual exige: calidad, durabilidad y resistencia entre otros.
Hay diferentes tipos de mezclas y los métodos de diseño de éstas varían según las necesidades: tipo de construcción, medio ambiente agresivo, humedad etc; una adecuada proporción de los componentes son los que garantizan un buen comportamiento, manejabilidad y otras propiedades que son determinantes para obtener los resultados esperados.
I.
OBJETIVOS:
OBJETIVOS GENERALES:
1. Realizar el diseño de mezclas por el Método A.C.I. de un concreto cuya resistencia sea de f’c = 250 kg/cm 2 (A los 28 días) y de consistencia fluídica. 2. Hacer la práctica y teórica del diseño de concretos.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
1. Obtener un concreto que tengan las características requeridas (f’c = 250 k/cm2, consistencia fluídica con un control de calidad bueno)
II.
ALCANCE:
En el método de Diseño A.C.I. (American Concrete Institute), se determina primeramente los contenidos de pasta de cemento (cemento, agua, aire) y el agregado grueso por diferencia de la suma de volúmenes absolutos en relación con la unidad, el volumen absoluto y peso seco del agregado fino.
III.
J UST IFICA CIÓN:
El presente trabajo ayudara a comprender como se hace un diseño de mezclas a través del Método A.C.I. y nos enseña en adecuar la dosificación según la práctica. Lo imponderable
del uso de las dosificaciones
exactas, y el método
practica en campo para tener una buena consistencia en el concreto y que cumpla con los requerimientos de las obras. La obligación de ejercitarse en el comportamiento de los materiales de construcción, y siendo dentro de éstos el más importante el concreto lleva aprender a determinar el comportamiento del concreto en su estado endurecido como fresco y aprender la dosificación, o sea, la dosificación de los componentes del concreto de una manera no empírica, sino por el contrario de una forma técnica bajo la supervisión del técnico a cargo
IV.
MA RCO TEÓRICO:
A. MÉTODO ACI Este procedimiento considera nueve pasos para el proporcionamiento de mezclas de concreto normal, incluidos el ajuste por humedad de los agregados y la corrección a las mezclas de prueba. 1º.-
El primer paso contempla la selección del slump, cuando este no se
especifica el informe del ACI incluye una tabla en la que se recomiendan diferentes valores de slump de acuerdo con el tipo de construcción que se requiera. Los valores son aplicables cuando se emplea el vibrado para compactar
el concreto, en caso contrario dichos valores deben ser incrementados en dos y medio centímetros. 2°.- Se determina la resistencia promedio necesaria para el diseño; la cual está en función al f’c, la desviación estándar, el coeficiente de variación. Los cuales son
indicadores estadísticos que permiten tener una información cercana de la experiencia del constructor. Cabe resaltar también que existen criterios propuestos por el ACI para determinar el f’cr, los cuales se explican a continuación:
a) Mediante las ecuaciones del ACI f’cr=f’c+1.34s…………..I f’cr=f’c+2.33s-35………II
De I y II se asume la de mayor valor. Donde s es la desviación estándar, que viene a ser un parámetro estadístico que demuestra la performancia o capacidad del constructor para elaborar concretos de diferente calidad.
,….
√ valores de las resistencias obtenidas en probetas estándar hasta la
rotura (probetas cilíndricas de 15 cm de diámetro por 30 cm de altura) X = es el promedio de los valores de la resistencia a la rotura de las probetas estándar. N = es el número de probetas ensayadas, que son mínimamente 30.
b) Cuando no se tiene registro de resistencia de probetas correspondientes a obras y proyectos anteriores. f’c
f’cr
Menos de 210
f’c+70
210 – 350
f’c+84
>350
f’c+98
c) Teniendo en cuenta el grado de control de calidad en la obra.
Nivel de Control
f’cr
Regular o Malo
1.3 a 1.5 f’c
Bueno
1.2f’c
Excelente
1.1f’c
d) Para determinar el f’cr propuesto por el comité europeo del concreto.
Donde:
V= coeficiente de variación de los ensayos de resistencia a las probetas estándar t= Coeficiente de probabilidad de que 1 de cada 5, 1 de cada 10, 1 de cada 20 tengan un valor menor que la resistencia especificada. V entonces es un parámetro estadístico que mide la performancia del constructor para elaborar diferentes tipos de concreto.
2º.- La elección del tamaño máximo del agregado, segundo paso del método, debe considerar la separación de los costados de la cimbra, el espesor de la losa y el espacio libre entre varillas individuales o paquetes de ellas. Por consideraciones económicas es preferible el mayor tamaño disponible, siempre y cuando se utilice una trabajabilidad adecuada y el procedimiento de compactación permite que el concreto sea colado sin cavidades o huecos. La cantidad de agua que se requiere para producir un determinado slump depende del tamaño máximo, de la forma y granulometría de los agregados, la temperatura del concreto, la cantidad de aire incluido y el uso de aditivos químicos. En conc lusión se requiere estudiar cuidadosamente los requisitos dados en los planos estructurales y en especificaciones de obra.
3º.- Como tercer paso, el informe presenta una tabla con los contenidos de agua recomendables en función del slump requerido y el tamaño máximo del agregado, considerando concreto sin y con aire incluido.
4º.- Como cuarto paso, el ACI proporciona una tabla con los valores de la relación agua/cemento de acuerdo con la resistencia a la compresión a los 28 días que se requiera, por supuesto la resistencia promedio seleccionada debe exceder la resistencia especificada con un margen suficiente para mantener dentro de los límites especificados las pruebas con valores bajos. En una segunda tabla aparecen los valores de la relación agua/cemento para casos de exposición severa. 5º.- El contenido de cemento se calcula con la cantidad de agua, determinada en el paso tres, y la relación agua cemento, obtenida en el paso cuatro; cuando se
requiera un contenido mínimo de cemento o los requisitos de durabilidad lo especifiquen, la mezcla se deberá basar en un criterio que conduzca a una cantidad mayor de cemento, esta parte constituye el quinto paso del método. 6º.- Para el sexto paso del procedimiento el ACI maneja una tabla con el volumen del agregado grueso por volumen unitario de concreto, los valores dependen del tamaño máximo nominal de la grava y del módulo de finura de la arena. El volumen de agregado se muestra en metros cúbicos con base en varillado en seco para un metro cúbico de concreto, el volumen se convierte a peso seco del agregado grueso requerido en un metro cúbico de concreto, multiplicándolo por el peso volumétrico de varillado en seco. 7º.- Hasta el paso anterior se tienen estimados todos los componentes del concreto, excepto el agregado fino, cuya cantidad se calcula por diferencia. Para este séptimo paso, es posible emplear cualquiera de los dos procedimientos siguientes: por peso o por volumen absoluto. 8º.- El octavo paso consiste en ajustar las mezclas por humedad de los agregados, el agua que se añade a la mezcla se debe reducir en cantidad igual a la humedad libre contribuida por el agregado, es decir, humedad total menos absorción. 9º.- El último paso se refiere a los ajustes a las mezclas de prueba, en las que se debe verificar el peso volumétrico del concreto, su contenido de aire, la trabajabilidad apropiada mediante el slump y la ausencia de segregación y sangrado, así como las propiedades de acabado. Para correcciones por diferencias en el slump, en el contenido de aire o en el peso unitario del concreto el informe ACI 211.1-91 proporciona una serie de recomendaciones que ajustan la mezcla de prueba hasta lograr las propiedades especificadas en el concreto.
DESARROLLO DEL DISEÑO 1) En oficina: De acuerdo con la metodología de diseños de mezclas de concreto estudiados en la Unidad 3, se debe realizar el diseño de mezcla completo, por el Método de Diseño sugerido por el Instituto Americano del Concreto (American Concrete Institute ACI) para una construcción con las siguientes características: -Estructura
de
-Dimensión
concreto mínima
reforzado del
(Muros,
elemento
vigas (30cm
y
columnas). a
80cm).
Para llevar a cabo el diseño, deberá tener en cuenta los 10 pasos del método. Es posible que sea necesario asumir algunos valores o condiciones de diseño; por tanto, cada valor asumido debe ser justificado con claridad, indicando los ensayos y demás actividades que considere pertinentes. Para realizar el procedimiento es necesario consultar, permanentemente, la Unidad No. 4 de la materia, para tener en cuenta los ensayos de laboratorio; así como las Normas Técnicas asociadas.
F’c=250 kg/
(a los 28 días)
Consistencia fluídica Peso específico del cemento: 3.15 g/
AGREGA DO FINO:
Peso específico de masa: 2.62 g/ % de Abs. =1.64 %
W% = 8.30 % Módulo de finura: 2.657
AGREGA DO GRUESO:
TMN=1’’
Peso seco compactado: 1533.96 Kg/ Peso específico de masa: 2.43 g/ % de Abs. = 1.155%
W%=1.34 %
CARACTERÍSTICAS FÍSICO - MECÁNICAS: A.-
Agr egados Fino y Grueso:
PROPIEDADES
TAMA O MÁXIMO
A. FINO
A. GRUESO
-
1”
TAMA O MÁXIMO NOMINAL PESO ESPECÍFICO DE MASA (gr/cm3) ABSORCIÓN (%)
1”
2.701
2.66
1.64
1.155
CONTENIDO DE HUMEDAD (%) MÓDULO DE FINURA PESO U. S. COMPACTADO (Kg/m3 )
8.00
1.34
2.778
7.55
-
1213,33
B.- Cemento:
Pórtland Tipo I Mejorado (ASTM C 1157) Peso Específico 1,024 gr/cm 3.
C.- Agua: Agua Potable, cumple con la Norma NTP 339.088 o E 0-60
D.- Resistencia a Compresión:
f’c = 250 Kg/cm 2
DISEÑO DE MEZCLA METODO A.C.I – COMITÉ 211
CÁLCULOS Y RESULTADOS
1. CÁLCULO DE L A 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.
Tomand o en cuenta el segundo c riterio:
Como no se tiene registro de resistencias de probetas correspondientes a obras y proyectos anteriores se toma el f´c r tomando en cuenta la siguiente tabla:
f´c
f´c r
Menos de 210
f´c+70
210-350
f´c+84
Mayor 350
f´c+98 f´cr = f´c + 84
f´cr = 250 + 84 = 334
f´cr = 334
2. DETERMINAC IÓN DEL T M N DEL AG REGA DO GRUESO.
TMN = 1”
3. DETERMINAC IÓN DEL SLUMP.
Slump: 5” – 9”
4. DETERMINACIÓN DE LA CA NTIDAD DE AGUA O VOLUMEN DE AGUA DE MEZCLA DO
De 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 1”, el slump varia de 5” a 9” (pero en l a tabla nos indica de 6” a 7”), y sin aire incorporado el valor sería:
Volumen de Agua de mezcla = 202 lts/m 3
5. DETERMINAC IÓN DEL CONTENIDO DE AIRE.
-
Según tabla 11.2.1, que toma en cuenta el TMN. Volumen de Aire = 1.5 %
6. DETER MINA CIÓN DE LA REL A CIÓN 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´c r a los 28 día, siendo esta relación: a/c = 0.62
NOTA: Por ser un concreto NO expuesto a condiciones severas, sólo se
determinará la relación a/c por resistencia, mas no por durabilidad.
EN LA OFICINA: 1. CÁLCULO DEL FACTOR CEMENTO (FC)
FC =
VolumendeA gua de mezcla a c
=
202 0.62
FC = 325.8 Kg/m 3 Que traduciendo a bolsas/m 3 será: FC=(325.8 Kg/m3)/50=6,518 bolsas/m3 2. CANTIDAD DE AGREGADO GRUESO: Para un módulo de finura del agregado fino de 2.863 y para un TMN=1’’, haciendo uso de la tabla 16.2.2
e interpolando:
2.80------------0.67 2,778------------x 3.00------------0.65
De donde X= 0,796
Donde b= PUV del agregado grueso suelto seco b0= PUV del agregado grueso seco compactado
3. CÁLCULOS DE VOLUMENES ABSOL UTOS (Cem ento, agua, aire).
= 0.103 m = = 0.202 m = 1.5 % = 0.015 m = 0.357 m =
— Cemento
=
3
— Agua de mezcla — Aire — Agregado Grueso
3
3 3
V absolutos = 0.677 m 3
4. CÁLCULO DEL PESO DEL AGREGADO FINO:
1- 0.677
Peso del Agregado Fino=0.323 m 3*(2.43*1000)=784,89
5. VA LORES DE DISEÑO
CEMENTO:
AGUA=
AIRE: 1.5%
AGREGADO GRUESO:
AGREGADO FINO: 784.89 Kg/
/
6. CORRECCIÓN POR HUMEDAD DE LOS AGREG AD OS
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: 784,89*((8.8/100)+1)=853,96 Kg/
AGREGADO GRUSO: 965,81* ((1.34/100)+1)=978.75 Kg/
7. HUMEDAD SUPERFICIAL (W- % Abs) AGREGADO FINO: 8.8-3.09
= +5.71
AGREGADO GRUSO: 1.34-1.05= +0.29 --------------+6.00
8. APORTE DE AGUA A LA MEZCLA (W- % Abs)*Peso Seco /100
AGREGADO GRUESO: AGREGADO FINO:
------------------
APORTE DE AGUA:
+ 47,617 lts/
9. AGUA EFECTIVA: 202 lts/ lts/
-(47,617
lts/
)=154,58
10. PROPORCIONMIENTO EN PESO DE D ISEÑO:
⁄
11. PESOS POR TAN DA(3 pr ob etas estánd ar):
CEMENTO = 325.8* 0.02 = 6.5 Kg
lts/
= 154,38
AGREGADO FINO = 853,56*0.02 = 17,0712 Kg
AGREGADO GRUESO= 978,75*0.02 = 19,5 Kg
AGUA EFECTIVA= 154,38*0.02 = 3,087 Lts.
RESUMEN La finalidad del presente es realizar el diseño de mezclas de concreto utilizando el método del MÓDULO DE FINURA DE LA COMBINACIÓN DE AGREGADOS. Este método requiere de una serie de operaciones previas, tales como determinar las propiedades físicas de los materiales a usar: - Peso específico de masa, grado de absorción, contenido de humedad,
módulo de finura (agregado fino y agregado grueso). - Tamaño Máximo Nominal, peso seco compactado y perfil (agregado
grueso). - Tipo, fábrica y peso específico del cemento. - Calidad del agua.
V.
CONCL USIONES Y RECOMENDA CIONES
Se logro aprender tanto teóricamente como en forma práctica a elaborar un diseño de mezclas mediante el método ACI
Para la determinación del slump se recomienda que se debe pisar bien el cono metálico, para que la mezcla este bien compactada y el slump salga adecuadamente.
CIBERGRAFIA. http://www.concrete.org/general/home.asp http://www.acicolombia.org.co/
Material de estudio del aula.