FACULTAD: INGENIERIA Y ARQUITECTURA EAP.: INGENIERIA CIVIL
INFOREME DE LAB. DE CONCRETO DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO
DOCENTE: ARACA CHILE, MOISES ESUDIANTE:
CHAVEZ ALARCON, Hitler N.
MAMANI MAMANI, Nelson
ESPIRITU DE LA CRUZ, Yulitza
QUISPECONDORI VILCA, Yena Elizabeth
GALLEGOS MORA, Kelly Karen
CICLO: V GRUPO: “
”
Juliaca 21 de junio de 2016
Tabla de Contenido 1
INTRODUCCION................................................................................................ 103
2
OBJETIVO ........................................................................................................... 104
3
2.1
General ........................................................................................................... 104
2.2
Objetivos específicos ..................................................................................... 104
MARCO TEÓRICO ............................................................................................. 105 3.1
Diseño de mezcla: .......................................................................................... 105
3.2
Información necesaria para un diseño de mezcla .......................................... 105
3.3
Secuencia necesaria para un diseño de mezclas ............................................ 105
4
Método ACI .......................................................................................................... 106
5
Método de FULLER ............................................................................................. 107 5.1
6
Procedimiento. ............................................................................................... 107
Método de WALKER ........................................................................................... 107 6.1.1
7
Procedimiento:........................................................................................ 107
Método de módulo de fineza ................................................................................ 108 7.1.1
Procedimiento:........................................................................................ 108
8
Concreto ............................................................................................................... 109
9
Agregados ............................................................................................................. 109
10 Cemento................................................................................................................ 110 11 Ensayos para los agregados: ................................................................................. 110 11.1
Ensayo de puc y pus de los agregados. ...................................................... 110
11.2
Ensayo de granulometría de los agregados. ............................................... 110
11.3
Peso específico de los agregados. .............................................................. 110
11.4
Porcentaje de absorción y contenido de humedad de los agregados.......... 111
12 MATERIALES Y MÉTODOS (METODOLOGÍA) ........................................... 111
101
13 Herramientas......................................................................................................... 112 14 PROCEDIMIENTO ............................................................................................. 113 14.1
PROCEDIMIENTO PARA ELAVORACION DE SLUMP ..................... 113
14.2
PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR LAS PROBETAS DE CONCRETO 114
15 CONCLUSIONES................................................................................................ 116 16 RECOMENDACIONES ...................................................................................... 116 17 REFERENCIAS ................................................................................................... 116
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1
INTRODUCCION
Siendo el concreto un material que posee características de resistencia a la compresión, de impermeabilidad, durabilidad, dureza y apariencia entre muchas otras, se convierte en la única roca elaborada por el hombre. El concreto no es un bien genérico como las piedras naturales o la arena, sino un material de construcción que se diseña y se produce de conformidad con normas rigurosas, para los fines y aplicaciones que se requieren en un proyecto determinado y con las características de economía, facilidad de colocación y consolidación, velocidad de fraguado y apariencia adecuada según su aplicación Es muy importante conocer más acerca de los diferentes métodos de diseño de mezcla de concreto que existen, del cual necesitamos saber su eficiencia y su costo de cada uno de ellos, en el presente informe se hará una comparación de cuatro métodos de diseño Los concretos en zonas frías como a 3800 m.s.n.m. necesitan un trato especial de temperatura, la creciente innovación y descubrimientos en cuanto el concreto a nivel mundial anima a el estudio e investigación de concretos más eficientes cada vez y más económicos, por lo cual en este proyecto se centrara en el diseño de mezclas por los cuatro métodos: Método del comité 211 de ACI, Método de fuller, Método del módulo de finura y el método de Walker.
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2
OBJETIVO
2.1
General
Realizar un diseño de mezcla de concreto para los tres tipos de concreto 140, 175 y 210 que cumplan con los requerimientos reales en proporción de materiales.
2.2
Objetivos específicos
Realizar diseños de mezcla por los diferentes métodos y poder comparar las proporciones, de forma que se pueda realizar el proporciona miento con el cálculo más confiable.
Realizar el proporciona miento y baseado de briquetas.
Introducir al estudiante en una nueva metodología, informándoles, dándoles a conocer otros métodos de diseño de mezcla.
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3
MARCO TEÓRICO
3.1
Diseño de mezcla:
La selección de las proporciones de los materiales integrantes de la unidad cúbica de concreto, es definida como el proceso que, en base a la aplicación técnica y práctica de los conocimientos científicos sobre sus componentes y la interacción entre ellos, permite lograr un material que satisfaga de la manera más eficiente y económico los requerimientos particulares del proyecto constructivo. El concreto es un material heterogéneo, el cual está compuesto por material aglutinante (como el cemento Portland), material de relleno (agregados naturales o artificiales), agua, aire naturalmente atrapado o intencionalmente incorporado y eventualmente aditivos o adiciones, presentando cada uno de estos componentes propiedades y características que tienen que ser evaluadas así como aquellas que pueden aparecer cuando se combinan desde el momento del mezclado.
3.2
Información necesaria para un diseño de mezcla
• Análisis granulométrico de los agregad os • Precio unitario comportado de los agregados (fino y grueso) • Peso específico de los agregados (fino ingreso) • Contenido de humedad y porcentaje de absorción de los agregados (fino y grueso) • Perfil y textura de los agregados • Tipo y marca del ceme nto • Peso específico del cemento • Relaciones entre resistencia y la relación agua/cemento, para combinaciones posibles
de Cemento y agregados.
3.3
Secuencia necesaria para un diseño de mezclas
Los siguientes pasos se consideran fundamentales en el proceso de selección de proporciones de mezcla para alcanzar propiedades deseadas del concreto: o
Paso 1.Estudio detallado de los planos y especificaciones. 105
o
Paso 2 Selección de la resistencia promedio. Requerida
o
Paso 3 Selección del tamaño máximo nominal
o
Paso 4 Elegir la consistencia de la mezcla en función al asentamiento
o
Paso 5 Determinar el volumen de agua de mezclado
o
Paso 6 Determinar porcentaje de aire atrapado
o
Paso 7 Seleccionar la relación agua cemento por resistencia deseada en el elemento estructural.
o
Paso 8 Selección de relación agua cemento requerida en función de durabilidad.
o
Paso9 Seleccionar la menor de las relaciones agua/cemento elegidas por resistencia y durabilidad. DE INVESTIGACION JHONATAN, KENEDY, JUAN
o
Paso 10 Determinar factor cemento por unidad cúbica de concreto
o
Paso 11 Determinar proporciones relativas de los agregados fino y grueso.
o
Paso 12 Determinar empleando el método de diseño seleccionado, las proporciones de mezcla considerando el agregado está en estado seco.
o
Paso 13 Corregir dichas proporciones en función del porcentaje de absorción y contenido de humedad.
o
Paso 14 Ajustar las proporcione seleccionadas de acuerdo a los resultados de ensayo de la mezcla realizados.
o
Paso 15 Ajustar las proporciones finales de acuerdo a los resultados realizados bajo condiciones de obra.
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MÉTODO ACI
B. Procedimiento.
Selección de la f´cr a partir de la f’c y la desviación estándar.
Selección del tamaño máximo nominal del agregado grueso.
Selección del volumen unitario de agua de diseño.
Selección del contenido de aire
Selección contenido aire
Selección de la relación agua cemento 106
Determinación del factor cemento
Determinación de contenido de agregado grueso
Determinación de la suma de volúmenes absolutos de cemento, agua de diseño, aire y agregado grueso.
Determinación del volumen absoluto del agregado fino
Determinación de los valores de diseño del cemen to, agua, aire y agregado grueso,
5
Corrección de los valores de diseño por humedad del agregado
Determinación de peso de diseño y de obra.
Determinación de pesos por tanda de una bolsa.
MÉTODO DE FULLER
5.1
Procedimiento.
Determinación de la resistencia promedio requerida
Selección del asentamiento
Determinación del contenido de agua
Elección de contenido de aire
Calculo de contenido agua cemento (c/w)=z
Elección de contenido de agregados
Calculo de contenido de agregado fino
Calculo de contenido de agregado grueso
TRABAJO DE INVESTIGACION JHONATAN, KENEDY, JUAN
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MÉTODO DE WALKER
6.1.1 Procedimiento:
Selección de la resistencia promedio a partir de la resistencia a la compresión especificada y la desviación estándar de la compañía constructora.
Selección del tamaño máximo nominal del agregado grueso
Selección del asentamiento 107
Selección del volumen unitario de agua de diseño
Selección del contenido de aire
Selección de la relación agua cemento por resistencia y por durabilidad
Determinación del factor cemento
Determinación de la suma de volúmenes absolutos cemento, agua y aire.
Determinación del volumen de agregado total.
Determinación del porcentaje de agregado fino en relación al volumen absoluto total del agregado.
7
Determinación del volumen absoluto de agregado grueso.
Determinación de los pesos secos de los agregados fino y grueso
Corrección de los valores de diseño por humedad de agregado
Determinación de la proporción en peso de diseño y de obra
Determinación de pesos por una tanda de una bolsa.
MÉTODO DE MÓDULO DE FINEZA
7.1.1 Procedimiento:
Determinación de la resistencia promedio
Selección del tamaño máximo nominal del agregado grueso
Selección del asentamiento
Volumen unitario de agua
Selección del contenido de aire
Relación agua cemento
Factor cemento
Volúmenes absolutos del cemento agua y contenido De aire.
Volumen total de agregados
Proporciones relativas de agregado fino y grueso
Las proporciones de diseño en seco
Corregir proporciones en función de humedad y absorción
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CONCRETO
El concreto es básicamente una mezcla de dos componentes: agregados y pasta. La pasta, compuesto de cemento Portland y agua, une a los agregados (arena y grava o piedra triturada), para formar una masa semejante a una roca ya que la pasta endurece debido a la reacción química entre el cemento y el agua. 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 hallados en la dosificación de mezclas. INVESTIGACION JHONATAN, KENEDY, JUAN Todos estos parámetros están normados por el ASTM así como por las NTP (Normas Técnicas Peruanas).
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AGREGADOS
Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometría variable. El concreto es un material compuesto básicamente por agregados y pasta cementicia, elementos de comportamientos bien diferenciados: Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la NTP 400.011. Los agregados son la fase discontinua del concreto y son materiales que están embebidos en la pasta y que ocupan aproximadamente el 75% del volumen de la unidad cúbica de concreto. Los agregados son materiales inorgánicos naturales o artificiales que están embebidos en los aglomerados (cemento, cal y con el agua forman los concretos y morteros). Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamaño máximo de agregado que se emplea comúnmente es el de 19 mm o el de 25 mm. Los agregados conforman el esqueleto granular del concreto y son el elemento mayoritario ya que representan el 8090% del peso total de concreto.
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10 CEMENTO Los cementos portland son cementos hidráulicos compuestos principalmente de silicatos hidráulicos de calcio. Los cementos hidráulicos fraguan y endurecen por la reacción química con el agua. • Hidratación: cemento + agua = pasta. DE INVESTIGACION JHONATAN, KENEDY, •
• Conglomeración: Pasta + agregados = concreto.
11 ENSAYOS PARA LOS AGREGADOS: 11.1 Ensayo de puc y pus de los agregados. La masa volumétrica de un agregado es la más el peso del agregado necesario para llenar un recipiente con un volumen unitario especificado. El volumen a que se refiere aquí es aquel ocupado por los agregados y por los vacíos entre las partículas de agregado. La masa volumétrica aproximada del agregado comúnmente usado en el concreto de peso normal varía de 1200 a 1750 kg/m3. La cantidad de vacíos entre las partículas afecta la demanda de pasta en el diseño de la mezcla. La cantidad de vacíos varia de cerca del 30% a 45% para el agregado grueso y de cerca del 40% a 50% para el agregado fino. La insularidad aumenta la cantidad de vacíos, mientras que los tamaños mayores de un agregado bien graduado y la mejoría de la granulometría disminuyen el contenido el contenido de vacíos.
11.2 Ensayo de granulometría de los agregados. Este método consiste en la determinación por tamices de la distribución del tamaño de las partículas de agregados finos y gruesos. Para una gradación optima, los agregados se separan mediante el tamizado, en dos o tres grupos de diferentes tamaños para las arenas, y en varios grupos de diferentes tamaños para los gruesos.
11.3 Peso específico de los agregados. El peso específico (densidad relativa) de un agregado es la relación de su peso respecto al peso de un volumen absoluto igual de agua (agua desplazada por inmersión). Se usa en ciertos cálculos para proporcionamientos de mezclas y control, por ejemplo en la 110
determinación del volumen absoluto ocupado por el agregado. Generalmente no se le emplea como índice de calidad del agregado, aunque ciertos agregados porosos que exhiben deterioro acelerado a la congelación-deshielo tengan pesos específicos bajos. La mayoría de los agregados naturales tienen densidades relativas entre 2.4 y 2.9.
11.4 Porcentaje de absorción y contenido de humedad de los agregados. Los agregados pueden tener algún grado de humedad lo cual está directamente relacionado con la porosidad de las partículas. La porosidad depende a su vez del tamaño de los poros, su permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros.
12 MATERIALES Y MÉTODOS (METODOLOGÍA)
Materiales
Cemento
Agregado grueso
Agregado fino
Agua.
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13 HERRAMIENTAS
bandejas
baldes
Briqueteras
Petroleo o desmoldante
Paleta
Palas
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Balanza
Carretilla
14 PROCEDIMIENTO 14.1 PROCEDIMIENTO PARA ELAVORACION DE SLUMP
El diseño de mezcla que se va a utilizar es de 175Kg/cm 2 y la relación A/C= 0.63
Se coloca al molde una capa de aceite o petróleo para que no se pegue al concreto
Se humedece el trompo, luego ingresamos la piedra, segundo en arena y tercero el cemento.
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Procedemos a girar el trompo.
Agregamos el agua a la mezcla. Y dejamos que gire el trompo en un momento Luego se moja la bandeja y el cono de abrams.
Sujetamos con los pies el molde y Luego se vacía la segunda capa, Procedemos a vaciar la mescla al cono en repitiendo los 25 golpes con la varilla. una primera capa, dándole 25 golpes con la varilla de puntas redondeadas. Por último se llena por completo el cono Luego procedemos a sacar suavemente el le abrams. molde y medimos el asentamiento.
14.2 PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR LAS PROBETAS DE CONCRETO Calcular el molde sobre una superficial rígida horizontal, nivelada y libre de vibración. La cual se obtuvo una buena superficie para las probetas.
Llenar el molde con tres capas de igual volumen. En la última capa agregar la cantidad de concreto suficiente para que el molde quede lleno después de la compactación. Cada capa debe ser compactada 25 veces con la varilla distribuyéndolas uniformemente.
Después de compactar cada capa golpear a los lados del molde ligeramente unas 15 veces para liberar las burbujas de aire que puedan estar atrapadas (pequeños moldes con el martillo de goma)
Quitar el exceso de concreto con la varilla de compactación para mejorar el acabado superior. Debe darse el menor número de pasadas para obtener una superficie lisa y acabada
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Quitar el exceso de concreto con la varilla de compactación para mejorar el acabado superior. Debe darse el menor número de pasadas para obtener una superficie lisa y acabada
Se debe proteger adecuadamente la cara descubierta de los moldes con un material térmico para evitar la pérdida de agua por evaporación
Después de elaborar las probetas se Se preparó 2 probetas de ensayos. Fue transportaran a un lugar de con el procedimiento mencionado del almacenamiento donde deberán permanecer sin ser perturbados durante paso 1 al 6 menciona para evaluar la el periodo de curado. Si la parte superior resistencia a la compresión. Las de la probeta se daña durante el traslado resistencias de las probetas se evaluaron debe dar nuevamente el acabado a las edades de 7, 14 y 21 días.
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15 CONCLUSIONES Se realizó el diseño de mezcla de concreto para los concretos de f´c: 140, 175 y 210 con ayuda de una hoja Excel para obtener un mejor proporción de agregados y materiales para el concreto.
Se logró introducir al estudiante en 4 nuevas metodologías para el diseño de mezcla del concreto.
16 RECOMENDACIONES
Trabajar a temperaturas cercanas a los 20ªc
Hacer un cronograma de actividades apara una adecuada realización de las briquetas
Tener conocimiento previo a cerca de los cálculos de los métodos de diseño realizados en clase.
17 REFERENCIAS
Enrique Riva López, DISEÑO DE MEZCLAS
Abanto Castillo , Diseño de mezclas teoría y problemas
Tesis Rafael cachay Huamán
ACI 206 Reglamento
TECNOLOGIA DEL CONCRETO Y DEL MORTERO Escrito por DIEGO AUTOR SANCHEZ DE GUZMAN pág. 286
ASTM C94 especificaciones del concreto recién mezclado
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