Informe de Practicas-diseño de Mezclas

PROFESIONALES, LES, PRACTICAS PRE- PROFESIONA

ESTUDIANTE: MALQUI MALQUI TUPA ALBERTH EDWAR EDWAR ”

Página | 1 “DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO”



DISEÑO DE MEZCLA MEDOLOGIA 1. INTRODUCCIÓN 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 más 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. La mayor parte de procedimientos de diseño están basados principalmente en lograr u una resistencia a com presión para una edad determinad a así como la manejabilidad apropiada para un tiempo

determinado, además se debe diseñar para unas propiedades que el concreto debe cumplir cuando una estructura se coloca en servicio. Prácticamente el comienzo de las técnicas modernas para el diseño de mezclas de concreto fueron a principios, del siglo (1900). Los trabajos de Feret, Fuller y Thompson, Abrams, Bolomey , etc., marcaron una nueva etapa en la investigación investigac ión y desarrollo del concreto como material de construcción construcc ión ,antes de 1900 el diseño era en base al hormigón proporcionando relaciones preestablecidas preestable cidas (por ejemplo se especificaban mezclas 1:3 por volumen suelto para pavimentos, 1:5 para losas, 1:4 para vigas y columnas, etc.) por lo que la calidad de la mezcla era poco poco controlada .Para la mayoría de aplicaciones aplicaciones en la actualidad es indispensable sino obligatorio utilizar un procedimiento procedimient o correcto de diseño de mezclas para cumplir las rigurosas especificaciones que se Ie exigen al material en la construcción quedando de lado la utilización del material . A continuación se se muestra la metodología metodología seguida por el ACI (American Concrete Instituto):




DISEÑO DE MEZCLA MEDOLOGIA 1. INTRODUCCIÓN 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 más 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. La mayor parte de procedimientos de diseño están basados principalmente en lograr u una resistencia a com presión para una edad determinad a así como la manejabilidad apropiada para un tiempo

determinado, además se debe diseñar para unas propiedades que el concreto debe cumplir cuando una estructura se coloca en servicio. Prácticamente el comienzo de las técnicas modernas para el diseño de mezclas de concreto fueron a principios, del siglo (1900). Los trabajos de Feret, Fuller y Thompson, Abrams, Bolomey , etc., marcaron una nueva etapa en la investigación investigac ión y desarrollo del concreto como material de construcción construcc ión ,antes de 1900 el diseño era en base al hormigón proporcionando relaciones preestablecidas preestable cidas (por ejemplo se especificaban mezclas 1:3 por volumen suelto para pavimentos, 1:5 para losas, 1:4 para vigas y columnas, etc.) por lo que la calidad de la mezcla era poco poco controlada .Para la mayoría de aplicaciones aplicaciones en la actualidad es indispensable sino obligatorio utilizar un procedimiento procedimient o correcto de diseño de mezclas para cumplir las rigurosas especificaciones que se Ie exigen al material en la construcción quedando de lado la utilización del material . A continuación se se muestra la metodología metodología seguida por el ACI (American Concrete Instituto):




Figura Metodología grafica en et diseño de mezclas según ACI 211.1

RECOPILACIÓN DE DATOS GENERALES DE DISEÑO (TODO LOS ENSAYOS NECESARIOS)

APLICAR LOS RESULTADOS EMPÍRICOS (TABLAS Y RELACIONES) Y OBTENER LAS PROPORCIONES INICIALES

PREPARAR MEZCLA DE PRUEBA, REVISAR ASENTAMIENTO

NO CUMPLE

CORREGIR

SI PREPARAR MEZCLA DE PRUEBA, REVISAR MEZCLA

NO CUMPLE

CORREGIR

SI PROPORCION DEFINITIVA


PRACTICAS PRE- PROFESIONALES,

ESTUDIANTE: MALQUI TUPA ALBERTH EDWAR ”

2. ALCANCE.



Frase

COMPOSICIÓN DEL CONCRETO.

extraída del

libro” DOSIFICACIONES DE HORMIGON” de Ing.

CARLOS VIDELA de la Pontificia Universidad Católica de Chile






METODOS DE DOSIFICACION.-



CONDICIONES GENERALES PARA LA DOSIFICACIONES.-

3. METODOLOGIA DE DISEÑO ACI 211.1-81 (REVISADO EN 1985). El método del A.C.I (American Concrete Instituto) se basa en tablas empíricas mediante las cuales se determinan las condiciones de partida y la dosificación.

Se determina la resistencia promedio necesaria para el diseño; la cual está en función al f’c, la desviación estándar, el coeficiente de variación. 

Mediante las ecuaciones del ACI se tiene : 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 y f’cr= Resistencia promedio de diseño






Cuando no se tiene registro de resistencia de probetas correspondientes a obras y proyectos anteriores.

f’c+70 f’c+84 f’c+98 Donde f’c=Resistencia a la compresión esperada (ala que se quiere llegar) 

Teniendo en cuenta el grado de control de calidad en la obra.

1.3 a 1.5 f’c 1.2f’c 1.1f’c



Según eL comité Europeo del concreto.

f'cr=f'c/(1-t*V) Dónde: f'cr=resistencia promedio a calcular 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.

La fluidez que se desea otorgar al concreto queda definida en este método en base al asentamiento de cono, el que se puede establecer usando como Referencia la Tabla que a continuación se muestra . Esta Tabla define un rango aceptable de Asentamientos para diversos tipos de elementos estructurales. Debe señalarse que esta definición es relativamente

imprecisa, pues, por una parte, el rango señalado es bastante amplio y, por otra, la gama de




elementos estructurales considerados es restringida y delimitada en forma

poco precisa. *por lo dicho lo anterior, la determinación del asentamiento de cono más Conveniente debe complementarse con otros elementos de juicio y la experiencia del usuario.

segundo el método, debe considerar la separación entre las caras del

encofrado , 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.

Se emplea la tabla que a continuación se mostrara, que establece la cantidad de agua expresada en lrt/m3 de concreto colocado y compactado, en función del asentamiento (slump) definido y del tamaño máximo determinados anteriormente. Se debe distinguirse el caso del empleo de aire incorporado, ya que éste permite una reducción de la dosis de agua por su efecto plastificador. Este m Volumen de Agua por metro cúbico (lt/m3) i Tamaño Máximo Nominal del Agregado Grueso Asentamien 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1½" 2" 3" 6" s Concreto Sin Aire Incorporado m 1" a 2" 207 199 190 179 166 154 130 a 3" a 4"

228

216

205

193

181

169

145

5" a 7"

243

228

216

202

190

178

160 -

Concreto Con Aire Incorporado p 1" 181 175 168 160 150 142 122 aa 2" 3" a 4" 202 193 184 175 165 157 133 r 5" a 7" 216 205 197 184 174 166 154 t e de la tabla puede emplearse en el caso de haber previsto el uso de un aditivo

plastificador.


113 124

107 119



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

Relación Agua/Cemento (Resistencia) f'cr Sin Aire Con Aire (kg/cm2) Incorporado Incorporado 150 0.8 200 0.7 250 0.62 300 0.55 350 0.48 400 0.43 450 0.38 500 0.33

0.71 0.61 0.53 0.46 0.4 0.35 0.31

Relación A/C Máxima (Durabilidad) Agua dulce 0.5 Agua de Mar o aguas Solubles 0.45 De baja Permeabilidad Acción de aguas cloacales 0.45 Expuesto a procesos de Sardineles, Cunetas, Secciones delgadas 0.45 Congelamiento y Deshielo en condiciones húmedas Otros Elementos 0.5 Con recubrimiento mínimo 0.4 Expuesto a la acción del agua de Mar, aguas Salubres, Neblina o Si el recubrimiento mínimo se incrementa 15 Rocíos de esta agua mm 0.45 *para la determinación de la cantidad de cemento dividimos el volumen de agua calculado anteriormente con la relación agua cemento ( para la obtención en bolsas hbra que dividir por 42.5 kgr).

Como ya setiene calculado en peso la cantidad de cemento agua aire(%),aditivo ,multiplicamos por sus respectivos PESOS ESPECÍFICOS ,donde el absoluto viene a ser la suma de estos volúmenes .

El volumen absoluto de la pasta + volumen de agregados representan el 100%(1metro cubico ) por lo que por diferencia se puede obtener el volumen de agregado (1-Vpasta ).-para el calculo del volumen de agregado podemos tomar 2 variantes :




Con el tamaño máximo y el módulo de fineza del agregado fino se establece un factor de agregado grueso páralo cual se muestra lasiguinte tabla: Factor p' Calcular Peso del Agregado Grueso con Interpolaciones Módulo de Fineza del Agregado Fino TMN AG 2.4 2.6 2.8 3 3/8" 0.5 0.48 0.46 0.44 1/2" 0.59 0.57 0.55 0.53 3/4" 0.66 0.64 0.62 0.6 1" 0.71 0.69 0.67 0.65 1½" 0.76 0.74 0.72 0.7 2" 0.78 0.76 0.74 0.72 2½" 0.795 0.775 0.755 0.735 3" 0.81 0.79 0.77 0.75 3½" 0.82 0.8 0.78 0.76 4" 0.83 0.81 0.79 0.77 6" 0.87 0.85 0.83 0.81 Donde el peso del agregado será la multiplicación del Factor*peso unitario varillado y este dividido entre su peso específico del agregado grueso resultara el volumen del agregado grueso (multiplicar po 1000 para obtener en m3) .

Con el tamaño máximo y la cantidad de bolsas por metro cubico se establece un módulo de fineza de la combinación de agregados con la siguiente tabla : MF de la Combinación de Agregados con Interpolaciones Bolsas de Cemento por metro cúbico TMN AG 6 7 8 9 3/8" 3.96 4.04 4.11 4.19 1/2" 4.46 4.54 4.61 4.69 3/4" 4.96 5.04 5.11 5.19 1" 5.26 5.34 5.41 5.49 1½" 5.56 5.64 5.71 5.79 2" 5.86 5.94 6.01 6.09 2½" 6.01 6.09 6.16 6.24 3" 6.16 6.24 6.31 6.39 3½" 6.26 6.34 6.41 6.49 4" 6.36 6.44 6.51 6.59 6" 6.76 6.84 6.91 6.99




Luego con módulo de fineza del agregado grueso y en módulo de fineza de la mezcla de agregados finos (si lo huera ), determinamos el % de agregado grueso : %agregado grueso=(MfcombinacionAgregado-MfmezclaFinos)/(MfAgregadogruesoMfmezclaFinos).

Dependiendo del metodo utilizado para el cálculo del volumen del agregado grueso (Método: PU Varillado Agr. Grueso, Combinación de MF) establecemos dicho volumen ,mientras que para el cálculo del volumen de agregado fino simplemente por diferencia entre el volumen absoluto total (agregado grueso+ fino ,que se calculó inicio )y el volumen de agregado absoluto grueso .

Resulta de la multiplicación del volumen por sus respectivos pesos específicos (por 1000 para tener en kgr/m3)

La corrección por humedad se puede despejar de la formula :

ℎ = 1+%ℎ Como dato de los ensayos se tiene la absorción de los agregados por lo que habrá que quitar a dicha absorción el contenido de humedad y multiplicarlo por el peso seco de los agregados (Grueso ,finos ) y la suma total de estos abra que adicionar el volumen de agua calculado anteriormente .




4. ENSAYOS UTILIZADOS PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO. 

Contenido de Humedad

MTC E 108 – 2000,



Cantidad de Material Fino que pasa el Tamiz N° 200

MTC E 202 – 2000



Análisis granulométrico de Agregados Grueso y Fino

MTC E 204 – 2000



Peso Específico y Absorción de Agregados Finos

MTC E 205 – 2000



Peso Específico y Absorción de Agregados Gruesos

MTC E 206 – 2000



Peso Unitario y Vacíos

MTC E 203 – 2000

4.1 CONTENIDO DE HUMEDAD (MTC E 108 - 2000, Basado en la Norma ASTM D-2216) La humedad o contenido de humedad de los agregados es una relación, expresado en porcentaje (%) del peso del agua en el agregado entre el peso del solido. 4.1.1

4.1.2

OBJETIVO.Poder determinar el contenido de Humedad tanto del agregado fino como Grueso. APARATOS. Horno de secado capaz de mantener una temperatura de 110 ± 5 ºC.  Balanza con precisión de 0.01 gr.  Recipientes para la colocación de la muestra, resistentes a la corrosión y cambio de peso.  otros utensilios que permitan la manipulación ,guantes ,tenazas, espátulas…etc .

4.1.3

DE LA MUESTRA Las muestras que se almacenen antes de ensayar estarán en contenedores herméticos de manera que no varíe las condiciones iniciales como por ejemplo la humedad, la cantidad mínima para el ensayo se muestra en el siguiente cuadro:

*La cantidad mínima no será menos de 20g para que sea representativas




4.1.4

PROCEDIMIENTO.1. Determinar y registrar la masa del contenedor limpio y seco (y su tapa si es que se usa). 2. Seleccionar el espécimen 3. Colocar el espécimen en el contenedor, determinar el peso del contenedor y material húmedo y registrar el valor. Nota.- para evitar errores los contenedores deberán ser codificados 4. Colocar el contenedor con el material húmedo en el horno , secar hasta que la masa general sea constante ,el tiempo puede ser establecida por un buen juicio ,y experiencia. 5. Luego que el material haya secado a peso constante, se permitirá el enfriado del material a temperatura de ambiente o hasta que pueda ser manipulado cómodamente, determinar el peso de la muestra seca con el contenedor y registrar su valor.

4.1.5

CALCULOS El contenido de la humedad está dado por :

  ∗%  =    

4.1.6

DE LA CANTIDAD DE ENSAYOS.No existe un valor de referencia aceptado, ya que la variación de resultados es mínima, se recomienda 3 ensayos delos cuales consideramos el promedio.




4.2 ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE AGREGADOS GRUESO Y FINO (MTC E 204 - 2000, BASADO EN LA NORMA ASTM C-136 Y AASHTO T-27) 4.2.1. Objetivo. Determinar cuantitativamente los tamaños de las partículas en agregado grueso y fino así como la distribución de tamaño (usos) de las partículas a través de tamices dispuestos sucesivamente de mayor a menos abertura. 4.2.2. APARATOS. Balanza con precisión de 0.1% del peso de la muestra.  Juego de tamices.  Horno de secado capaz de mantener 110 ± 5 ºC. 4.2.3. DE LA MUESTRA.La muestra para el ensayo se obtendrá por cuarteo manual o mecánico ,el agregado deberá estar mezclado y tener la humedad que evite la segregación , para el caso de agregado fino el mínimo es de 300gr en caso del agregado grueso se considera el siguiente cuadro :

Para el de materiales mezclados (hormigón), la muestra será separada en dos tamaños por el tamiz Nro 4. Y su ensayo será por separado Nota .- La cantidad que pasa el tamiz de 75 umm (Nro 200) se puede determinar por medio del lavado (Ensayo MTC E202),por lo que se recomienda primero hacer el lavado y luego secar ese material y realizar su análisis granulométrico para finamente adicionar a la cazuela lo obtenido en el lavado. Nota.- No se permite seleccionar la muestra en peso exacto seleccionado (se considera lo obtenido en el cuarteo )




4.2.4. PROCEDIMIENTO 1. Seleccionar un grupo de tamices de tamaño adecuado para cumplir con las especificaciones del material que se va ensayar .colocando de orden decreciente 2. Vierta el material en el juego de tamices de manera fraccionada de tal forma que no cause deformación permanente en alguna malla de tamiz, ajite a razón de 150 veces por minuto aproximadamente 3. Determine el peso dela muestra retenida en cada tamiz. Nota.-el peso total del material después del tamizado deberá ser comparado con el peso original de la muestra antes del tamizado , si la cantidad difiere de mas de 0.3% del peso de la muestra seca antes del tamizado , el resultado no deberá ser aceptado. 4.2.5. CALCULOS. Se calcula el porcentaje que pasa, el porcentaje total retenido ,o el porcentaje de las fracciones de varios tamaños .  Las mallas utilizadas en el análisis granulométrico para agregado grueso son:

TAMIZ Nº 4" 3½" 3" 2½" 2" 1½" 1" 3/4" 1/2" 3/8" Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 50 Bandeja 

ABERTURA (mm) 100 90 75 63 50 37.5 25 19 12.5 9.5 4.75 2.36 1.18 0.30

Las mallas utilizadas en el análisis granulométrico para agregado fino son:

TAMIZ Nº

ABERTURA (mm)

3/8" Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30

9.5 4.75 2.36 1.18 0.600 Página | 14

“DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO”



Nº 50 Nº 100 Nº 200 Bandeja



0.300 0.150 0.075

Los usos en los que puede estar nuestro agregado son:

Tamiz Nº

DIAMETRO (mm)

4" 3½" 3" 2½" 2" 1½" 1" 3/4" 1/2" 3/8" Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 50 TAMAMO MAXIMO

100 90 75 63 50 37.5 25 19 12.5 9.5 4.75 4.75 4.75 4.75 DESDE ASTA

Tamiz Nº

DIAMETRO (mm)


100 90 75 63 50 37.5 25 19 12.5 9.5 4.75 4.75 4.75 4.75 DESDE ASTA

Huso 1 Inferior Superior 1I 1S 100% 100% 90% 100% 55% 83% 25% 60% 10% 35% 0% 15% 0% 11% 0% 10%

Huso 2 Inferior Superior 2I 2S 100% 100% 100% 100% 100% 100% 90% 100% 35% 70% 0% 15% 0% 11% 0% 10%

Huso 3 Inferior Superior 3I 3S 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 90% 100% 35% 70% 0% 15% 0% 11% 0% 10%

3½" 1½"

3½" 1½"

2" 1"

Huso 357 Inferior Superior 357I 357S 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 95% 100% 70% 90% 35% 70% 23% 50% 10% 30% 6% 21% 0% 5%

Huso 4 Inferior Superior 4I 4S 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 90% 100% 20% 55% 0% 5% 0% 1% 0% 0%


2" Nº 4

1½" 1/4"

1½" Nº 4




Tamiz Nº

DIAMETRO (mm)


100 90 75 63 50 37.5 25 19 12.5 9.5 4.75 4.75 4.75 4.75 DESDE ASTA

Tamiz Nº

DIAMETRO (mm)


100 90 75 63 50 37.5 25 19 12.5 9.5 4.75 4.75 4.75 4.75 DESDE ASTA

Tamiz Nº

DIAMETRO (mm)

4" 3½" 3" 2½" 2"

100 90 75 63 50

Huso 5 Inferior Superior 5I 5S 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 90% 100% 20% 55% 0% 10% 0% 5%


Huso 57 Inferior Superior 57I 57S 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 95% 100% 70% 88% 25% 60% 15% 40% 0% 10% 0% 5%

1" 1/2"

1" 3/8"

1" Nº 4




3/4" 3/8"

3/4" Nº 4

1/2" Nº 4

Huso 8 Inferior Superior 8I 8S 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%

Huso 89 Inferior Superior 89I 89S 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%

Huso 9 Inferior Superior 9I 9S 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% Página | 16

“DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO”



1½" 1" 3/4" 1/2" 3/8" Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 50 TAMAMO MAXIMO

37.5 25 19 12.5 9.5 4.75 4.75 4.75 4.75 DESDE ASTA



100% 100% 100% 100% 85% 10% 0% 0%

100% 100% 100% 100% 100% 30% 10% 5%

100% 100% 100% 100% 90% 25% 5% 0% 0%

3/8" Nº 8

100% 100% 100% 100% 100% 55% 30% 10% 5%

100% 100% 100% 100% 100% 85% 10% 0% 0%

3/8" Nº 16

100% 100% 100% 100% 100% 100% 40% 10% 5% Nº 4 Nº 16

Para el cálculo de módulo de finura como la suma de los porcentajes retenidos acumulados, para cada una de las siguientes mallas :

%   (3", 12", 3⁄4 ", 3⁄8 ",  4,  8,  16,  30,  50,  100) °



°

°

°

°

°

Para el cálculo del tamaño máximo absoluto ,y tamaño máximo nominal se basan en las siguientes definiciones: AMAÑO MÁXIMO ABSOLUTO (DA).- Se define como la abertura de tamiz donde por el cual pasa el 100% del áridos) TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL (D N).-Corresponde a la abertura del tamiz inferior al DA , debe pasar el 90% o más, si no se considera que DA = DN. 



4.3 CANTIDAD DE MATERIAL FINO QUE PASA EL TAMIZ Nº200 (MTC E 202 - 2000, Basado en la Norma ASTM C-117 y AASHTO T-11). Durante este ensayo se separa de la superficie del agregado, por lavado ,las partículas que pasan el tamiz N200 tales como arcilla ,agregados muy finos y materiales solubles en agua . 4.3.1. OBJETIVOS.Determinar por lavado la cantidad de material fino que pasa el tamiz de 75Umm (Nro 200) en el agregado 4.3.2. APARATOS. Balanza con sensibilidad de por lo menos de 0.1% del peso dela muestra a ensayar.  Tamiz de 75 mm (Nro 200) Y 1.18mm(Nro 16).  Recipientes, una bandeja para mantener la muestra cubierta de agua, permitiendo la separación del material fino del agregado.  Horno de secado capaz de mantener 110 ± 5 ºC.




4.3.3. DE LA MUESTRA DEL ENSAYO.La muestra ensayada será aquella obtenida mediante cuarteo, hasta una cantidad de acuerdo al tamaño máximo del material, debiendo no ser menos que la siguiente tabla :

4.3.4. PROCEDIMIENTO.1. Séquese la muestra del ensayo hasta una temperatura constante que no exceda el 100+-5 ºC , espere a que enfrié a temperatura del medio ambiente y pésese con una precisión de 0.1%. 2. Después del secado y pesado ,colóquese en un recipiente y agregue suficiente cantidad de agua para cubrirla ,remueva y vierta sobre el juego de tamices ,puede utilizar una cuchara grande para hacer el removido dentro del tamiz. 3. Agitece o remueva para permitir la separación total de las partículas finas y permitiendo la suspensión, por medio de decantación remueva el agua con las partículas finas suspendidas .repita este procedimiento hasta que el agua de lavado salga completamente limpia. 4. Devuelva todo el material en el juego de tamices a un recipiente limpio ,seque el agregado lavado en un horno a una temperatura constante no mayor a 100+-5 ºC ,hasta una temperatura constante y pésese . Nota .- el agua empleada deberá estar libre de detergentes ,agentes dispersantes o sustancia de similar característica 4.3.5. CALCULOS.El cálculo de material que pasa el tamiz de 75 Umm(Nro 200) por lavado se dará de la siguiente forma :




4.4 MEZCLA DE LA GRANULOMETRIA DE 2 AGREGADOS. (AGREGADOS FINOS). La mezcla de dos agregados finos estará en función de su módulo de fineza, se sabe que es recomendable que se encuentre en el rango de 2.35-3.15. Para poder calcular la proporción de cada agregado tomaremos como modo de fineza ideal el promedio de 2.35-3.15 que viene a ser 2.75 ,luego el % de material fino quedara de repartida proporcionalmente como se muestra : Sea:   

Agregado fino 1 (F1) con módulo de fineza MF1. Agregado fino 2 (F2) con módulo de fineza MF2. Módulo de fineza ideal MF =2.75

% de materia de agregado FI (%F1)= (MF-MF2)/(MF2-MF1) % de materia de agregado F2 (%F2)= (MF-MF2)/(MF2-MF1) Donde : %F1 + %F2 = 100% Quedando la tabla repartida de la siquiente forma TAMIZ Nº

ABERTURA (mm)

3/8" Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50 Nº 100 Nº 200 Bandeja

9.5 4.75 2.36 1.18 0.600 0.300 0.150 0.075 Total =

% RETENIDO DE LA MEZCLA (%Retenido de F1 en 3/8”)*(%F1) + (%Retenido de F2 en 3/8”)*(%F2)

(%Retenido de F1 en Nº 4)*(%F1) + (%Retenido de F2 en Nº 4)*(%F2) (%Retenido de F1 en Nº 8 )*(%F1) + (%Retenido de F2 en Nº 8 )*(%F2) (%Retenido de F1 en Nº 16 )*(%F1) + (%Retenido de F2 en Nº 16 )*(%F2) (%Retenido de F1 en Nº30 )*(%F1) + (%Retenido de F2 en Nº 30 )*(%F2) (%Retenido de F1 en Nº 50 )*(%F1) + (%Retenido de F2 en Nº 50 )*(%F2) (%Retenido de F1 en Nº 100 )*(%F1) + (%Retenido de F2 en Nº 100 )*(%F2) (%Retenido de F1 en Nº 200 )*(%F1) + (%Retenido de F2 en Nº 200 )*(%F2) =SUMA TOTAL




4.5 PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO FINO (MTC E 205 - 2000, Basado en la Norma ASTM C-128 y AASHTO T-84). 4.6.1. DEFINICIONES. Volumen aparente.- cuando a un sólido permeable se le excluye sus vacíos accesibles de agua en condiciones que se establezcan.  Volumen nominal.-cuando se excluye el volumen de vacíos al solido resultante (considerando sin vacíos )  Peso específico aparente.- relación entre el peso al aire del sólido y el peso del agua correspondiente a su volumen aparente  Peso específico nominal.- relación entre el peso al aire del sólido y el peso del agua correspondiente a su volumen nominal. 4.6.1. OBJETIVO. Determinar el peso específico aparente y real así como la absorción después de 24 horas de sumergido en agua para agregados menores a 4.75 mm (tamiz Nro. 4). 4.6.1. APARATOS.  



 

Balanza con capacidad mínima de 1000 gr y sensibilidad de 0.1gr. Matraz o picnómetro, capas de apreciar el volumen con exactitud de +0.1 cm3. Siendo su capacidad mínima de 500 ml. Molde cónico de 0.8 mm de espesor como mínimo, y de 40 +- 3 mm de diámetro interior en su base menor y 90+-3mm de diámetro interior en su base mayor. Con una altura de 75-+ 3mm de altura. Varilla para apisonado metálico ,con un peso de 340 +- 15 gr. Con superficie de terminado en forma circular plana para el apisonado con un diámetro de 25+-3 mm. Bandejas para el apoyo y colocado de muestras. Dispositivo que permita un secado a través de una corriente de aire caliente moderado.

4.6.1. PROCEDIMIENTO.1. Después de homogenizar completamente la muestra y eliminar le material excedente al tamiz Nro 4,seleccionamos por cuarteo una cantidad aproximada de 1 kg que se seca en el horno, luego se enfría al aire a temperatura de medio ambiente ,se registra el peso seco del material y se sumerge en agua durante 24 -+ 4 horas . 2. Después del periodo de saturación , se decanta cuidadosamente el agua para evitar la pérdida de finos y se extiende sobre una bandeja , comenzando la operación de secado lento, por medio de una corriente de aire caliente ” en nuestro caso a través de una cocina a fuego demasiado lento ” ,procurar que el secado sea de manera homogénea por lo cual deberá removerse continuamente la muestra ,realizar este proceso hasta que las partículas puedan fluir libremente Página | 20 “DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO”



3. Para fijar el punto en que las partículas puedan fluir libremente , visualmente antes de que llegue a esta condición ,sujetamos el molde cónico con el diámetro mayor apoyado sobre una superficie ,vertimos el material saturado por medio de algún embudo y sobre este con la varilla de apisonado de forma espiralada realizamos 25 golpes ,luego retiramos el cono y si se produce el primer desmoronamiento ese vendría a ser el punto a fijar , si no se produce un desmoronamiento indica que aún necesita perder humedad ( el punto es válido si no se produce en la primera prueba ), “se registra este peso como peso de ma muestra saturada con superficie seca” . 4. Inmediatamente se introduce sobre el picnómetro previamente tarado aproximadamente no mayor 500gr y se añade agua asta un 90% de su capacidad ,para extraer el aire se usa una bomba de vacíos , posteriormente se registra el peso total (“pinometro + agua + muestra “). 5. Se saca el agregado del matraz se lleva al horno para permitir su secado y se registra el ( “peso seco”.) 6. Ojo.-si nose conoce el peso del picnómetro aforado de agua se tiene que registrar este peso (“peso de picnómetro + agua” ). 4.6.1. RESULTADOS.Los resultado que nos interesan son el peso específico aparente con superficie saturada seca (S.S.S) así como la absorción que están dadas de la siguiente manera:

Donde:

4.6.1. CANTIDAD DE ENSAYOS.Se puede considerar un 95%(un solo operador ) probable si se realizan 2 ensayos en los que: Página | 21 “DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO”





Si no difieren en más de : Para peso específico: Para absorción :

0.03 0.45

4.6 PESO UNITARIO Y VACÍOS DEL AGREGADO GRUESO (MTC E 203 - 2000, BASADO EN LA NORMA ASTM C-29).4.7.1. OBJETIVO.Determinar el peso unitario suelto , compactado y el porcentaje de los vacíos de los agregados, ya sea finos grueso o una mezcla de ambos. 4.7.2. APARATOS. Balanza con exactitud de 0.1% con respecto al material usado. 

Barilla compactadora de acero cilíndrica liso de 5/8 “de diámetro y longitud de 24” (60 cm ) ,el extremo debe ser semiesférico (5/16”)



Recipientes metálicos de forma cilíndrica con la siguientes mediciones que dependerán del tamaño máximo nominal del agregado :

El espesor de los contenedores será de las siguientes medidas:




4.7.3. PROCEDIMIENTO.Existe varios métodos para el cálculo del peso unitario esto dependerá del tamaño máximo nominal del agregado, generalmente para el diseño de mezclase usan agregados por debajo de 1 ½” (T.M.N). Por lo que se describe los siguientes métodos:  Método del apisonado.- para agregados de tamaño nominal menor o igual a 39 mm ( 1 ½” ) .AGREGADO GRUESO 1. Registrar el peso del recipiente utilizado 2. El agregado deberá colocarse en tres capas de igual volumen aproximadamente hasta colmarlo ,cada capa será apisonada con 25 golpes distribuidos en forma uniforme (espiral ) con el extremo semiesférico de la varilla . 3. Al apisonar la primera capa, deberá evitarse que la varilla golpee el fondo del recipiente, solo se deberá procurar que penetre a la capa correspondiente. 4. Una vez colado el recipiente se enraza la superficie con varilla, usándolo como una regla. Registrar el peso obtenido. 

Método del llenado ,peso unitario suelto para agregados de tamaño nominal entre 39 mm (1 ½”) - 100mm (4”). AGREGADO FINO – GRUESO 1. Registrar el peso del recipiente utilizado . 2. Se llena el recipiente por medio de una herramienta, procurando que sobrepase unas 2”.

3. Se enraza la superficie con una regla, determinar el peso del recipiente con el agregado . 4.7.4. CALCULOS.Los resultados que necesitamos es peso unitario compactado, peso unitario suelto así como el porcentaje de vacíos que estarán dadas de la siguiente manera:  Vacíos en los agregados :

% = ∗1000− 

Donde : PE: Peso específico aparente calculado según la MTC E 205 en gr . PU : Peso unitario ** dado por (krg/cm3):

   :    

** Esto puede ser el peso unitario suelto (para agregado fino Y grueso) o peso unitario varillado (solo para agregado grueso).






1


OBJETIVOS Y FINES

Los objetivos y fines del presente informe corresponden a determinar los parámetros de diseño de los Agregados y la dosificación para la mezcla del Concreto utilizando materiales de la Cantera HUILLQUE (A.Grueso ) y Vichos Y PISAQ(A.Fino), para tal fin se realizarán pruebas de laboratorio tales como: Contenido de humedad natural, Cantidad de material fino que pasa el tamiz N° 200, Análisis Granulométrico por Tamizado, Peso Específico, Capacidad de Absorción, Peso Unitario Varillado, Peso Unitario Suelto.

2

CARACTERISTICAS DEL PROYECTO Y MATERIALES

El proyecto está conformado por diferentes componentes estructurales, entre los cuales se aprecia la existencia de obras de Concreto Hidráulico, para el cual se requieren los diseños de mezcla según las siguientes características:

RESISTENCIA DE DISEÑO (F´c)

AGREGADO GRUESO

AGREGADO FINO

SLUMP (PULG)

TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL

245 kg/cm²

Cantera Huillque

Cantera Vichos y Pisaq

3”

½”

3

TIPO DE CEMENT O Yura IP

CONSIDERACIONES DEL ESTUDIO.

El diseño de mezclas, materia del presente informe, se realizará mediante el método de diseño realizado por el ACI “American Concrete Institute”, el mismo que considera el P eso Unitario

Varillado del Agregado Grueso y la combinación de módulos de fineza.

El diseño de mezclas considera el estudio de los materiales de Cantera que se han desarrollado siguiendo los lineamientos y recomendaciones que están contenidos en el MANUAL DE ENSAYOS DE MATERIALES PARA CARRETERAS EM-2000, APROBADO MEDIANTE RD N° 0282001-MTC/15.17 que incluyen las normas de la ASTM (American Society for Testing Materials), la AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) y las Normas MTC E del Ministerio de Transportes y Comunicaciones, para la realización de los ensayos y análisis de Laboratorio.






Contenido de Humedad Cantidad de Material Fino que pasa el Tamiz N° 200 Análisis granulométrico de Agregados Grueso y Fino Peso Específico y Absorción de Agregados Finos Peso Específico y Absorción de Agregados Gruesos Peso Unitario y Vacíos



Análisis granulométrico por tamizado.



Contenido de Humedad en agregados.



Gravedad Específica y Absorción de Agregados.



Peso unitario y vacíos.

    

MTC E 108 – 2000 MTC E 202 – 2000 MTC E 204 – 2000 MTC E 205 – 2000 MTC E 206 – 2000 MTC E 203 – 2000

Imagen: Equipos utilizados en los ensayos de laboratorio.



4


CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES



Los resultados se muestran en los cuadros adjuntos, dejando al profesional responsable determinar la mejor intervención acorde a la importancia del proyecto. DISEÑO 245 kg/cm²

Proporción en Peso Cemento 1 kg

A.F. Vicho 0.43 kg

A.F. Pisaq 0.91 kg

Agreg. Grueso 1.93 kg

Agua 0.549 lt

Proporción en Peso por tandas de una bolsa de Cemento Cemento 1 bolsa

A.F. Vicho 18.18 kg

A.F. Pisaq 38.77 kg


Agua 23.34 lt

Proporción en Peso por tandas de un metro cúbico de Concreto Cemento 11.86 bolsas

A.F. Vicho 215.62 kg

A.F. Pisaq 459.77 kg


Agua 276.74 lt

Cálculo de los Materiales en Volumen por metro cúbico Materiales Cemento Agua Efectiva Agregado Grueso Agregado Fino de Vicho Agregado Fino de Pisaq

Peso Húmedo Peso Unitario (kg) (kg/m3) 504.00 1500.00 276.74 1000.00 971.77 1635.40 215.62 1513.31 459.77 1516.59

Volumen (m3) 0.3360 0.2767 0.5942 0.1425 0.3032

Proporción en Volumen Cemento 1 m3

A.F. Vicho 0.42 m3

A.F. Pisaq 0.90 m3

Agreg. Grueso 1.77 m3

Agua 823.62 lt

Proporción en Volumen por tandas de una bolsa de Cemento Cemento 1 bolsa 1 bolsa

A.F. Vicho 0.0120 m3 0.42 pie3

A.F. Pisaq 0.0256 m3 0.90 pie3

Agreg. Grueso 0.0501 m3 1.77 pie3

Agua 23.34 lt 23.34 lt




Proporción en Volumen por tandas de un metro cúbico de Concreto Cemento A.F. Vicho A.F. Pisaq 11.86 bolsas 0.1425 m3 0.3032 m3 11.86 bolsas 5.03 pie3 10.70 pie3  El diseño se realizó con cemento tipo IP.

Agreg. Grueso 0.5942 m3 20.97 pie3

Agua 276.74 lt 276.74 lt



La Cantidad de Finos del Agregado Grueso es 0.64 % y la Cantidad de Finos del Agregado Fino es un total de los dos agregados de 7.34%



La Curva Granulométrica del Agregado Grueso se ajusta al Huso 7.



La mezcla de agregados finos proporciona parámetros del módulo de fineza (entre 2.35 y 3.15), notándose (MF = 2.75), por tal razón su incidencia en la dosificación.



El diseño se realizó para un tamaño máximo nominal de 1” y un tamaño absoluto de 3/4”



Por la cantidad de Sustancias Dañinas, el Agregado Grueso puede utilizarse en concretos sujetos a Abrasión, más no el Agregado Fino.



Se recomienda lavar el Agregado Fino antes de su utilización en la preparación del concreto.



Almacenar los Agregados en un lugar donde no permita su contaminación con materiales finos y/o materia orgánica.



Dosificar los Materiales para la preparación del concreto en las proporciones indicadas en el Diseño.



Se deberá realizar las correcciones respectivas por los cambios en la humedad de los agregados.



Una forma de controlar la cantidad de agua por los cambios en la humedad del agregado es mediante el Slump test, en obra se deberá agregar o disminuir agua con el fin de obtener el Slump de diseño, la dosificación de los otros materiales es constante.



Considerar un 5% adicional a los valores indicados en el diseño por concepto de pérdidas.



Como se puede apreciar en el RNE, Norma E.060 Concreto Armado, Capitulo 2 Materiales, Articulo 3 Materiales, 3.2 Agregados: 3.2.2 Los agregados que no cumplan con algunos de los requisitos indicados, podrán ser utilizados siempre que el Constructor demuestre, por pruebas de laboratorio o experiencia de obras, que pueden producir concretos de las propiedades requeridas. Los agregados seleccionados deberán ser aprobados por el Inspector.




ENSAYOS DE LABORATORIO GRANULOMETRIA

PESO ESPECÍFICO

PESO UNITARIO SUELTO




PORCENTAJE DE FINOS QUE PASALA MALLA Nº200

VERIFICACION DEL DISEÑO

PRUEBA DE SLUMP


Informe de Practicas-diseño de Mezclas

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