METODO MODULO DE FINURA DE LA COMBINACION DE AGREGADOS.docx

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC INTRODUCCIÓN: En el amplio campo de la Ingeniería civil el diseño de mezclas, es sin lugar a dudas, una de las principales bases para elaborar todo tipo de estructuras de Ingeniería, ya que la durabilidad y el desenvolvimiento efectivo de dicha obra se debe casi en su totalidad al concreto con el cual se trabaja. Es por ello que en la presente práctica se pretende elaborar un concreto que reúna las características necesarias para ser utilizado en distintas obras de Ingeniería. Cabe señalar que para diseñar una mezcla de concreto existen diferentes métodos, en esta práctica el método a usar el Método Modulo de finura de la combinación de agregados. Las características que se desea en una mezcla de concreto están en función de la utilidad que prestará en obra. Así si se quiere utilizar en una estructura, se tendrá una resistencia acorde a las solicitaciones y además resistente al intemperismo, es decir que sea estable. Para lograr estas cualidades se debe recurrir a procedimientos adecuados de dosificación y en algunos casos el uso de aditivos. Existen algunas propiedades que son comunes a todos los concretos y no dependen de la utilidad específica. Estas propiedades deben ser controladas por el diseñador tanto en el concreto en estado fresco y endurecido. Lo cual implica un sumo cuidado en la elaboración y curado del espécimen o muestra de prueba a realizarse teniendo en la consistencia, trabajabilidad, segregación, y las propiedades de en el estado endurecido.

La realización de un óptimo control de calidad en la muestra de prueba nos dará resultados favorables en cuanto a las especificaciones impuestas en cualquier construcción civil.

1

DISEÑO DE MEZCLAS: “MÉTODO MÓDULO DE FINURA DE LA COMBINACIÓN DE AGREGADOS”

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC OBJETIVOS:

 Diseñar y obtener la resistencia demandada del concreto utilizando el método de módulo de finura de la combinación de agregados.  Realizar el diseño de mezcla de concreto con el estudio ya realizado a los agregados en la práctica anterior de laboratorio, utilizando sus características de estos y demás.  Elaborar una probeta para verificar las propiedades del concreto fresco y endurecido, también para comprobar las características dadas para dicho diseño.  Determinar las cantidades necesarias de acuerdo al diseño a realizar.  Alcanzar la resistencia promedio para lo cual ha sido diseñada el espécimen de prueba.

2


TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC

INFORMACION REQUERIDA PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS:        

Análisis granulométrico de los agregados Peso unitario compactado de los agregados (fino y grueso) Peso específico de los agregados (fino y grueso) Contenido de humedad y porcentaje de absorción de los agregados (fino y grueso). Perfil y textura de los agregados Tipo y marca del cemento Peso específico del cemento Relaciones entre resistencia y la relación agua/cemento, para combinaciones posibles de cemento y agregados.

AGREGADO FINO

AGREGADO GRUESO

2.69 gr/cm3

2.41gr/cm3

Módulo de finura

2.859

6.52

Tamaño máximo Nominal

1”

-----

Peso unitario suelto

1696kg/m3

1469kg/m3

Peso unitario compactado

1818kg/m3

1536kg/m3

1.375%

0.35%

2.4%

1.3%

-----

Angular

PROPIEDAD Peso específico de masa.

GRANULOMETRIA

PESO UNITARIO

CONTENIDO DE HUMEDAD

Porcentaje de Absorción Perfil agregado CEMENTO PORTLAND(PEM)

3

3150kg/m3


TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC DISEÑO POR EL METODO WALKER: 1) 2) 3) 4)

Para un f´c de 240 kg/cm2  240 (1.2) = 288 kg/cm2 TMN = 1” SLUMP = plástico (3” – 4”). V aire atrapado y el V de agua de mezcla (se verifica en la tabla con el slump y el TMN del agrgado grueso).

Asentamiento 1” a 2” 3” a 4” 6” a 7” Airea atrapado 1” a 2” 3” a 4” 6” a 7” Aire total

Agua en kg/m3 de concreto para los tamaños nominal máximo del agregado grueso y consistencia indicados 3/8” ½” ¾” 1” 1 ½” 2” 3” 6” Concreto sin aire incorporado 207 199 190 179 166 154 130 113 228 216 205 193 181 169 145 124 243 228 216 202 190 178 160 -3 2.5 2 1.5 1 0.5 0.3 0.2 Concreto con aire incorporado 181 175 168 160 150 142 122 107 202 193 184 175 165 157 133 119 216 205 197 184 174 166 154 -8 7 6 5 4.5 4 3.5 3

Se obtiene: -

V de agua de mezcla = 193 lts. V aire atrapado = 1.5%

5) Determinamos la relación agua cemento a/c. (con la taba). Tabla. Relación agua/cemento y resistencia a la compresión del concreto

4



Para un f´cr de 288 kg/cm2, hallamos su relación a/c por interpolación:

X = 0.5668 6) Determinamos el FC:

7) Hallamos el volumen absoluto de la pasta: Agua Cemento

Aire

= 0.015 Vabs de la pasta = 0.3161 m3.

8) Determinamos el Vabs del agregado global: 1m3 - 0.3161 m3 = 0.6839m3

9) Usamos la tabla de Módulo de finura de la combinación de agregados para determinar el grado de incidencia del agregado fino y del grueso.

A la tabla se entra con los siguientes datos:

-

5

TMN = 1” Factor cemento = 8.012


TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC Tamaño máximo Nominal del agregado grueso 3/8 “ ½“ ¾“ 1“ 1 ½” 2“ 3“

Módulo de finura de la combinación de agregados que da las mejores condiciones de trabajabilidad para los contenidos de cemento en sacos/metro cúbico indicados 6 7 8 9 3.96 4.46 4.96 5.26 5.56 5.86 6.16

4.04 4.54 5.04 5.34 5.64 5.94 6.24

4.11 4.61 5.11 5.41 5.71 6.01 6.31

4.19 4.69 5.19 5.49 5.79 6.09 6.39

Se obtiene el valor de: m = 5.41

10) Cálculo de la incidencia del agregado fino y grueso respecto del agregado global:







11) Cálculo del volumen absoluto del agregado grueso y fino:

AGREGADO FINO = 30.3% X 0.6839m3 = 0.2074 m3. AGREGADO GRUESO = 69.7% X 0.6839m3 = 0.4767 m3.

12) Cálculos de los pesos secos: Peso seco del agregado fino

= 0.2074 m3 X 2690 = 557.906 kg

Peso seco del agregado grueso = 0.4767 m3 X 2410 = 1148.85 kg

6


TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC 13) Valores de diseño en el laboratorio: - Volumen de agua de mezcla = 193 lts. - Cemento = 340.508 kg. - Agregado fino seco = 557.906 kg. - Agregado grueso seco = 1148.85 kg. 14) Corrección por humedad de los agregados: Peso húmedo del agregado fino

= 557.906 kg X (1 + 1.375%) = 565.577 kg

Peso húmedo del agregado grueso = 1148.85 kg X (1 + 0.35%) = 1152.87 kg

15) Aporte de agua por humedad de los agregados: Para el agregado fino = 557.906 kg X (1.375% - 2.4%) = -5.719 Para el agregado fino = 1148.85 kg X (0.35% - 1.3%) = -10.914 Aporte = -16.633 16) Cálculo del agua efectiva.

193 lts. - -16.6331 lts = 209.633 lts

17) Materiales al pie de obra: -

Agregado fino húmedo = 565.577 kg. Agregado grueso húmedo = 1152.87 kg. Cemento = 340.508 kg. Agua de mezcla = 209.633 lts.

18) Tanda usada en el laboratorio: -

7

Agregado fino húmedo = 5.656 kg. Agregado grueso húmedo = 11.529 kg. Cemento = 3.4051 kg. Agua de mezcla = 2.096lts.



PROCEDIMIENTO EN EL LABORATORIO: PROCEDIMIENTO: 

Se extrajo material de la cantera La Victoria, en la cantidad aproximada.



Se pesó el agregado fino, el agregado grueso y el cemento en las proporciones requeridas

Fig. N° 01: Pesando tanto el agregado fino y grueso.



Se mezcló en el equipo el agregado fino, el agregado grueso, el cemento y el agua. Los tres primeros se mezclaron bien.

8



Fig. N° 02: Mezclando agregados con cemento. Fig. N° 03: Observando la homogeneidad

Se midió el Slump utilizando el cono de Abrams 

Se procedió a añadir la mezcla en el cono de Abrams, compactándolo con una varilla de acero, primero una tercera parte la cual fue compactada con 25 golpes, luego se agregó un poco más de mezcla hasta las 2/3 partes, compactándolo también con el mismo número de golpes y finalmente se llenó hasta el ras y compacto.

Fig. N° 04: Colocando la mezcla en el Cono de Abrams

9



Fig. N° 05: Compactando la mezcla con 25 golpes

 Se enrazo ayudándonos con una varilla de acero, luego se procedió a desmoldar.

Fig. N° 6: Enrazando la mezcla en el cono

10

Fig. N° 7: Desmoldando la mezcla


TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC 

Finalmente se midió el slump con ayuda de una regla.

| 

Se procedió a añadir la mezcla en el molde, la cual se realizó por capas en un número de tres, compactándolo con una varilla de acero, en un número de 25 golpes, para evitar la segregación.

Fig. N° 10: Colocando la mezcla en los moldes estándar

11


TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC 

Se enrazo el molde con ayuda de una varilla de acero.



se procedió a pesar, para obtener el peso específico del concreto fresco.



Luego se deja secar a las probetas por 24 horas, para luego ser sumergidas en agua(fraguar) durante 8 días



Luego de los 8 días se procederá a ensayar en la máquina de compresión para verificar si se llegó a la resistencia requerida.

12



PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS I.

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. Una vez completado el diseño y determinadas las cantidades en peso de cada uno de los constitutivos del concreto se procedió con su preparación, para luego determinar su slump y peso unitario (concreto fresco); posteriormente se efectuó el vaciado en los moldes metálicos previamente engrasados.

13



DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO Y DEL CONCRETO ENDURECIDO

1.

PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO a)

Slump En teoría el Slump alcanzado deberá estar entre 3” y 4”. El Slump determinado con la prueba del Cono de Abrams es 3”.

PROBETA

W (molde) (gr)

W (molde + concreto fresco) (gr)

W (concreto fresco) (C)

Volumen del molde (cm3)

Pe (concreto fresco) (gr/cm3)

1

11174

24804

13630

5334.438

2.555

b)

Peso Unitario 2.555 gr/cm3

c)

Segregación El concreto elaborado tiene una segregación NULA.

d)

Exudación La exudación, en el concreto elaborado no se produjo.

14


TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC 2.

PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDO a)

Peso del concreto endurecido

PROBETA W (concreto endurecido) Volumen del molde 1

b)

Pe (concreto endurecido)

3

(gr.)

(cm )

(gr/cm3)

13350

5334.438

2.5026

Esfuerzo Máximo y Módulo de Elasticidad Para determinar estas características presentamos a continuación los datos obtenidos en los ensayos de resistencia a la compresión de cada una de las probetas, así como sus gráficas respectivas

15

Tonelaje

CARGA Kg

Deformación

Def. unitaria

Esfuerzo (kg /cm2)

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48

2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000 30000 32000 34000 36000 38000 40000 42000 44000 46000 48000

70 112 136 156 194 210 220 230 239 245 253 260 269 276 280 288 294 302 310 315 320 326 340 350

0.002153846 0.003446154 0.004184615 0.0048 0.005969231 0.006461538 0.006769231 0.007076923 0.007353846 0.007538462 0.007784615 0.008 0.008276923 0.008492308 0.008615385 0.008861538 0.009046154 0.009292308 0.009538462 0.009692308 0.009846154 0.010030769 0.010461538 0.010769231

10.96402912 21.92805824 32.89208736 43.85611648 54.82014559 65.78417471 76.74820383 87.71223295 98.67626207 109.6402912 120.6043203 131.5683494 142.5323785 153.4964077 164.4604368 175.4244659 186.388495 197.3525241 208.3165533 219.2805824 230.2446115 241.2086406 252.1726697 263.1366989


TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC Esfuerzo vs Defromacion 300 y = 4E+06x2 - 19941x + 40.344 R² = 0.9926

250 200 150 100 50 0 0

0.002

0.004

Máximo

0.006

Esfuerzo 263.13

0.008

0.01

0.012

Deformación 10.37 mm

MÓDULO DE ELASTICIDAD 

MÉTODO TEÓRICO (f’c a los 14 dias = 200 kg/cm2)

√ Como el concreto tiende a ser de orden exponencial de segundo grado tendremos la gráfica ajustada siguiente: Donde Y será la tendencia de la curva con una aproximación de 99 %

16


TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC DATOS DE LA MUESTRAS:  Carga de rotura = 48Tn. (APROXIMADAMENTE)  Esfuerzo de rotura = 263.13 kg/cm2. 

Módulo de elasticidad = 24360.8kg/cm2 MODO DE FALLA

Probeta 1

Probeta 2

CARACTERIZACION DE LA FALLA: (FALLO DE ACUERDO A LO ESPERADO, FALLÓ LA PASTA Y NO EL AGREGADO Y OPTE POR LA FALLA AL ANGULO DE 45 GRADOS)

Fig. N° 12: Se observa que falló la pasta y en menor proporción el agregado

17



CUADRO RESUMEN PROPIEDAD Valores Corregidos de Diseño

VALORES -

Agregado fino húmedo = 5.656 kg. Agregado grueso húmedo = 11.529 kg. Cemento = 3.4051 kg. Agua de mezcla = 2.096lts.

Slump

3 plg 2555 Kg./cm2

Peso del Concreto Endurecido

2502 Kg./cm2

f’c (Kg./cm2)pedido

250 Kg./cm2

f’cPromedio (14 días)

263.13 kg/cm2

f’cPromedio (28 días)

250 (valor esperado) Kg./cm2

Módulo de Elasticidad (Kg./cm2)

Peso Unitario Concreto Fresco

18

√



I.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La resistencia de la mezcla de concreto diseñada dio una resistencia promedio a los 7 días 2

de 263.13 kg/cm .

Logramos elaborar una mezcla con las características pedidas es decir con un f’c de 250 Kg./cm2. Se obtuvo la consistencia pedida, pues resulto que dio una consistencia plástica. Hemos logrado aprender tanto teóricamente como en forma práctica a elaborar un diseño de mezclas mediante el método MÓDULO DE FINURA. Realizamos óptimamente la gráfica tratando en lo posible dándole un tendencia cuadrática. Luego de realizada las gráficas, mediante la ayuda de éstas hemos podido hallar los módulos de elasticidad. En nuestro ensayo pudimos verificar que lo que falló fue la pasta más no los agregados; por lo que podemos decir que es un concreto de buena calidad. 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.

19



20


METODO MODULO DE FINURA DE LA COMBINACION DE AGREGADOS.docx

Recommend Documents