Diseño de Mezcla de Concreto Metodo Din 1045 (Reparado)

DISEÑO DE MEZCLAS METODO DIN 1045

METODO DIN 1045

TECNOLOGIA DEL CONCRETO

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DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO METODO DIN 1045 I.

INTRODUCCIÓN

El concreto es un material heterogéneo constituido principalmente de la combinación de cemento, agua y agregados fino, grueso. El concreto contiene un pequeño volumen de aire atrapado, y puede contener también aire intencionalmente incorporado mediante el empleo de un aditivo. El método DIN – 1045 es una aplicación singularizada del método del Módulo de Finura de la Combinación de Agregados. Este método parte de la hipótesis que el módulo de finura del agregado integral oscila entre 5.2 y 5.3. El método DIN – 1045 propone 02 Husos Granulométricos estandarizados, el Grading A32 y el Grading B32 (Gradación A32 Y Gradación B32). A veces puede presentarse en la elaboración del concreto con este método una mezcla sobre-arenosa, a la cual hay que necesariamente corregirla, disminuyéndole el 10% de agregado fino o agregándole el 10% de agregado grueso. Si la mezcla se presenta sobregravosa se hará lo contrario. Este informe sólo pretende ser un aporte más al conocimiento del concreto y, específicamente está orientado al estudio de los procedimientos a seguir para la elección de las proporciones de la unidad cúbica de concreto por el Método DIN - 1045. II.

RESUMEN

En el presente informe se ha realizado el diseño de mezclas por el método DIN - 1045 por el que hemos tomado las proporciones en la dosificación para los criterios dados como la resistencia de un f’c = 350 kg/cm2 y con un “Slump” plástico.

Una vez completado el diseño se procedió con su preparación, para luego determinar su SLUMP y peso unitario (concreto fresco); posteriormente se efectuó el vaciado en el molde metálico. El concreto reposó en el molde metálico por espacio de 24 horas, al cabo de las mismas la probeta fue desmoldada y sumergida completamente en agua. A los 07 días de vida, la probeta fue sometida al Ensayo de Resistencia a la Compresión, previa determinación de sus dimensiones y peso seco, considerando que a esta edad alcanza el 70% de la resistencia especificada a los 28 días. TECNOLOGIA DEL CONCRETO

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DISEÑO DE MEZCLAS METODO DIN 1045 III.

OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES 

Realizar el diseño de mezclas por el Método DIN - 1045 de un concreto cuya 2 resistencia sea de f’c = 350 kg/cm y de consistencia plástica.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Obtener un concreto que tengan las características requeridas (f’c = 350 kg/cm 2, consistencia plástica).



Evaluar la resistencia alcanzada por el concreto endurecido a los 28 días.



Establecer el Módulo de Elasticidad del concreto.

IV.

ALCANCES

El presente informe puede servir para promociones posteriores, o personas que quieran conocer el Método DIN - 1045 diseñando con agregados de la cantera Chávez. También servirá de guía en el diseño de mezclas de un concreto con las características expuestas para personas interesadas en elaborar un concreto con la cantera Chávez. V.

MARCO TEÓRICO

Asumiendo que se conocen todas las características de los materiales como son el tipo de Cemento elegido y sus propiedades, los agregados y sus pesos específicos y pesos unitarios secos, granulometrías, humedades, absorciones y las condiciones particulares de la obra a ejecutar, todos los métodos aplican los siguientes pasos: SECUENCIA DE DISEÑO

Los siguientes pasos se consideran fundamentales en el proceso de selección de las proporciones de la mezcla para alcanzar las propiedades deseadas en el concreto. Ellos deben efectuarse independientemente de procedimiento de diseño seleccionado. 1. Estudiar cuidadosamente los requisitos indicados en los planos y en las especificaciones de la obra. 2. Seleccionar la resistencia promedio requerida para obtener en obra la resistencia de diseño especificada por el proyectista, en esta etapa se deberá tener en cuenta la desviación estándar y el coeficiente de variación de la compañía constructora, así como el grado del control que se ha de ejercer en obra


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DISEÑO DE MEZCLAS METODO DIN 1045 3. Seleccionar, en función de las características del elemento estructural y del sistema de locación del concreto, el tamaño máximo nominal del agregado grueso. 4. Elegir la consistencia de la mezcla y expresarla en función del asentamiento de la misma. Se tendrá en consideración, entre otros factores la trabajabilidad deseada, las características de los elementos estructurales y las facilidades de colocación y compactación del concreto. 5. Determinar el volumen de agua de mezclado por unidad de volumen del concreto, considerando el tamaño máximo nominal del agregado grueso, la consistencia deseada y la presencia de aire, incorporado o atrapado en la mezcla. 6. determinar el porcentaje de aire atrapado o el de aire total, se trate de concretos normales o de concretos en los que exprofesamente, por razones de durabilidad, se ha incorporado aire, mediante el empleo de un aditivo. 7. Seleccionar la relación agua-cemento requerida para obtener la resistencia deseada en el elemento estructural. Se tendrá en consideración la resistencia promedio seleccionada y la presencia o ausencia de aire incorporado. 8. Seleccionar la relación agua-cemento requerida por condición de durabilidad. Se tendrá en consideración los diferentes agentes externos e internos que podrían atentar contra la vida de la estructura. 9. Seleccionar la menor de las relaciones agua-cemento elegidas por resistencia y durabilidad, garantizando con ello que se obtendrá en la estructura la resistencia en comprensión necesaria y la durabilidad requerida. 10. Determinar el factor cemento por unidad cúbica de concreto, en función del volumen unitario de agua y de la relación agua-cemento seleccionada. 11. Determinar las proporciones relativas de los agregados fino y grueso. La selección de la cantidad de cada uno de ellos en la unidad cúbica de concreto está condicionada al procedimiento de diseño seleccionado. 12. Determinar, empleando el método de diseño seleccionado, las proporciones de la mezcla, considerando que el agregado esta en estado seco y que el volumen unitario de agua no ha sido corregido por humedad del agregado. 13. Corregir dichas proporciones en función contenido de agregados finos y gruesos.


del porcentaje de absorción y el

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DISEÑO DE MEZCLAS METODO DIN 1045 14. Ajustar las proporciones seleccionadas de acuerdo a los resultados de los ensayos de la mezcla realizados en el laboratorio. 15. Ajustar las proporciones finales de acuerdo a los resultados de los ensayos realizados bajo condiciones de obra.

VI.

METODOLOGÍA Y PROCEDIMIENTO

La metodología realizada fue práctica, y se realizó en el laboratorio de materiales de construcción. MÉTODO DIN – 1045 Este procedimiento considera nueve pasos para el proporcionamiento de mezclas de concreto normal, los seis primeros pasos son idénticos al método ACI, el siguiente paso es perteneciente al método DIN - 1045 y los dos últimos son idénticos al método ACI incluidos el ajuste por humedad de los agregados y la corrección a las mezclas de prueba. 1. El primer paso contempla la selección del revenimiento, cuando este no se especifica el informe del ACI incluye una tabla en la que se recomiendan diferentes valores de revenimiento 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. 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 revenimiento 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. 3. Como tercer paso, se selecciona el asentamiento en función de las características del elemento estructural y del sistema de locación del concreto.


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DISEÑO DE MEZCLAS METODO DIN 1045 4. Como cuarto paso, el informe presenta una tabla con los contenidos de agua recomendables en función del revenimiento requerido, el tamaño máximo del agregado y el perfil del mismo, considerando concreto sin y con aire incluido. 5. Como quinto 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. 6. El contenido de cemento se calcula con la cantidad de agua, determinada en el paso cuatro, y la relación agua cemento, obtenida en el paso quinto; 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 sexto paso del método. 7. Hasta el paso anterior se tienen estimados todos los componentes del concreto, excepto el agregado global que es el grueso y fino, cuya cantidad se calcula por diferencia. Para este séptimo paso, se determina el módulo de finura del agregado global mediante tanteo de la tabla granulométrica cuyo valor deberá oscilar entre 5.2 – 5.3, los porcentajes obtenidos serán los porcentajes de incidencia de los agregados y se calcula los pesos secos de los agregados. 8. 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. 9. 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 revenimiento y la ausencia de segregación y sangrado, así como las propiedades de acabado. Para correcciones por diferencias en el revenimiento, 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.


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DISEÑO DE MEZCLAS METODO DIN 1045 VII.

CÁLCULOS Y RESULTADOS

DATOS A.- Propiedades de los agregados

B.- Cemento:

Portland Tipo I Mejorado (ASTM C 1157) Peso Específico 3.11 g/ . C.- Agua:

Agua Potable, cumple con la Norma E 0-60 D.- Resistencia a Compresión:

f’c = 350 kg/


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DISEÑO DE MEZCLAS METODO DIN 1045 PROCEDIMIENTO 1. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA PROMEDIO                

2. TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL TMN = ¾”

3. CONSISTENCIA Fluídica: Slump 6” – 7”

4. VOLUMEN UNITARIO DE AGUA

Agua reducida por el aditivo: 208 – 0.1*208 = 187.2 lts.


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DISEÑO DE MEZCLAS METODO DIN 1045 5. CONTENIDO DE AIRE Haciendo uso de la tabla 11.2.1 para un TMN de 3/4’’se tiene 2 %

6. RELACIÓN AGUA- CEMENTO (a/c) Para concretos de alta resistencia determinar una relación de a/c entre 0.25 a 0.35. En nuestro caso hemos utilizado una relación de a/c de 0.35 7. FACTOR CEMENTO   

  

# bolsas =


 

    

 

  

= 12.58

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DISEÑO DE MEZCLAS METODO DIN 1045 8. VOLUMEN ABSOLUTO DE LA PASTA Y DEL AGREGADO GLOBAL

ELEMENTO

PESO (Kg/m3)

VOLUMEN (M3)

Agua

187.2

0.1872

Cemento

534.86

0.1720

Aire

2%

0.02

Aditivo

8.0229

0.0086

Fibra

30

0.0033

Volumen de la pasta Volumen Absoluto Agregado Global

0.3878 0.6122

9. MODULO DE FINURA DEL AGREGADO INTEGRAL

10. VOLUMENES ABSOLUTOS DEL AGREGADO FINO Y GRUESO ELEMENTO

VOLUMEN (Kg/m3)

A. Fino

0.2878

A. Grueso

0.3490


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DISEÑO DE MEZCLAS METODO DIN 1045 11. PESOS SECOS DEL AGREGADO FINO Y GRUESO Peso Seco del A. Fino

:      

Peso Seco del A. Grueso

:       

12. VALORES DE DISEÑO EN LABORATORIO ELEMENTO

PESO (Kg/m3)

Agua

187.2

Cemento

534.86

Aire

2%

Aditivo

8.02

Fibra

30

A. Fino

751.16

A. Grueso

889.95

13. CORRECCIÓN POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS PESO HÚMEDO A. FINO

: 751.16 * (0.0101+1) = 756.73 Kg/

PESO HÚMEDO A. GRUSO

: 889.95 * (0.0060+1) = 895.29 Kg/

14. HUMEDAD SUPERFICIAL AGREGADO FINO

: (1.01 – 1.31) % = -0.29%

AGREGADO GRUESO

: (0.60 – 1.21) % = -0.61%

15. APORTE DE AGUA AGREGADO FINO

:

()

AGREGADO GRUESO

:

()

Aporte de Agua





= -2.1784  / = -5.4287  /

= - 4.2523 /


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DISEÑO DE MEZCLAS METODO DIN 1045 16. AGUA EFECTIVA: 187.2  / -(-7   / )=194.80  / 17. PROPORCIONMIENTO EN PESO: Al pie de obra ELEMENTO

PESO (Kg/m3)

Agua

194.80

Cemento

534.86

Aire

2%

Aditivo

8.02

Fibra

30

A. Fino

756.73

A. Grueso

895.29

534.86/534.86: 756.73/534.86: 895.29/534.86/(194.80/12.58) 1: 1.41: 1.67 / 15.48 lts/bolsa. 18. PROPORCIONMIENTO PARA UNA PROBETA ELEMENTO

PESO (Kg/m3)

Agua

1.95

Cemento

5.35

Aire

0.0002

Aditivo

0.08

Fibra

0.30

A. Fino A. Grueso TECNOLOGIA DEL CONCRETO

7.57 8.95

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DISEÑO DE MEZCLAS METODO DIN 1045 VIII.

RESULTADOS Y ANÁLISIS

A. ESTADO FRESCO DEL CONCRETO Slump encontrado

: =6''

Consistencia

: Fluídica

Apariencia

: Sobre gravosa

No existió fenómeno de exudación. No existió fenómeno de segregación. Buen mezclado. Peso y Peso específico del concreto en estado fresco:

DATOS PROBETA EN ESTADO FRESCO Peso de molde + probeta (gr)

24076

Peso de la probeta (gr)

12854

Peso del molde (gr)

11222

Diámetro del molde (cm)

15

Alto del molde (cm)

30

Volumen del molde (cm3)

5301.44

Peso específico del concreto fresco (gr/cm3)

2.42


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Apariencia sobre gravosa

Slump fluídico : 6


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DISEÑO DE MEZCLAS METODO DIN 1045 B. ESTADO SECO DEL CONCRETO Peso específico del concreto en estado seco después de un día (cuando se sacó del molde).

DATOS PROBETA EN (Después de un día de secado)

ESTADO

SECO

Peso de molde + probeta (gr)

23990

Peso de la probeta (gr)

12768

Peso del molde (gr)

11222


15

Alto del molde (cm)

30


5301.44

Peso específico del concreto fresco (gr/cm3)

2.41

Peso específico del concreto antes de ser ensayado (después de ser curado por 6 días y secado por 1 día)

DATOS PROBETA ANTES DE SER ENSAYADA Peso de la probeta (gr)

12686


15

Alto del molde (cm)

30


5301.44

Peso específico del concreto endurecido (gr/cm3)

2.39


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DISEÑO DE MEZCLAS METODO DIN 1045 C. ENSAYO A COMPRESIÓN A LOS 7 DÍAS CARGA DE PRUEBA (kg) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000 17000 18000 19000 20000 21000

AREA DE LA DEFORMACI ESFUERZO DEFORMACI PROBETA ÓN (kg/cm2) ÓN (mm) (cm2) UNITARIA 0 0 0 0 176. 714587 5. 65884241 0. 2 0. 00066667 176. 714587 11. 3176848 0. 2 0. 00066667 176.714587 16.9765272 0.38 0.00126667 176.714587 22.6353697 0.54 0.0018 176.714587 28.2942121 0.71 0.00236667 176.714587 33.9530545 0.85 0.00283333 176.714587 39.6118969 0.97 0.00323333 176.714587 45.2707393 1.09 0.00363333 176.714587 50.9295817 1.16 0.00386667 176.714587 56.5884241 1.23 0.0041 176.714587 62.2472665 1.29 0.0043 176.714587 67.906109 1.34 0.00446667 176.714587 73.5649514 1.41 0.0047 176.714587 79.2237938 1.45 0.00483333 176.714587 84.8826362 1.49 0.00496667 176.714587 90.5414786 1.53 0.0051 176.714587 96.200321 1.56 0.0052 176.714587 101.859163 1.6 0.00533333 176.714587 107.518006 1.63 0.00543333 176.714587 113.176848 1.66 0.00553333 176.714587 118.835691 1.69 0.00563333

22000

176.714587

124.494533

1.74

0.0058

23000

176. 714587

1 30. 153376

1. 79

0. 00596667

24000

176. 714587

1 35. 812218

1. 81

0. 00603333

25000

176. 714587

141. 47106

1. 85

0. 00616667

26000

176. 714587

1 47. 129903

1. 87

0. 00623333

27000

176. 714587

152. 788745

1. 9

0. 00633333

28000

176. 714587

1 58. 447588

1. 93

0. 00643333

29000

176. 714587

164. 10643

1. 96

0. 00653333

30000

176.714587

169.765272

1.98

0.0066

31000

176.714587

175.424115

2.01

0.0067

32000

176.714587

181.082957

2.04

0.0068

33000

176. 714587

186. 7418

2. 06

0. 00686667

34000

176. 714587

1 92. 400642

2. 09

0. 00696667

35000

176. 714587

1 98. 059484

2. 12

0. 00706667

36000

176. 714587

2 03. 718327

2. 15

0. 00716667

37000

176. 714587

2 09. 377169

2. 17

0. 00723333

38000

176. 714587

2 15. 036012

2. 18

0. 00726667

39000

176.714587

220.694854

2.19

0.0073

40000

176. 714587

2 26. 353697

2. 21

0. 00736667

41000

176. 714587

2 32. 012539

2. 24

0. 00746667

42000

176. 714587

2 37. 671381

2. 26

0. 00753333

43000

176. 714587

2 43. 330224

2. 29

0. 00763333


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DISEÑO DE MEZCLAS METODO DIN 1045 GRÁFICA DEFORMACIÓN VS ESFUERZO

ESFUERZO - DEFORMACIÓN 300 250

) 2 m200 c / g K ( O150 Z R E U100 F S E

50

0 0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

DEFORMACIÓN UNITARIA

CURVA AJUSTADA

ESFUERZO - DEFORMACIÓN 300 250

) 2 m c / 200 g K ( O150 Z R E U100 F S E

50

0 0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

DEFORMACIÓN UNITARIA


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DISEÑO DE MEZCLAS METODO DIN 1045 RESISTENCIA A LA COMPRENSIÓN A LOS 28 DÍAS f’c 7 días = 70%* f’c 28 días f’c 28 días =

100 70

 243.33 Kg/cm2

f’c 28 días = 347.61 Kg/cm2

MODULO DE ELASTICIDAD 

MÉTODO TEÓRICO (f’c a los 7 dias = 243.33 Kg/cm2)

 = 15000′


 = 15000 243.33 = 233985,57/2

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Diseño de Mezcla de Concreto Metodo Din 1045 (Reparado)

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