diseño de mezclas 2011 - ii.docx

Diseo de Mezclas de Concreto Mtodo ACI

Diseo de Mezclas de Concreto Mtodo ACI

UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO

FACULTAD DE INGENIERIACIVIL

CURSO: TECNOLOGIA DEL CONCRETO

TEMA: DISEO DE MEZCLAS METODO ACI

PROFESOR: VILLEGAS ZAMORA Victor Raul

GRUPO : 07

ALUMNOS: ENGRACIO AGUIRRE Danilo MEJIA GOMEZ Jhoffre RAMIREZ VIERA Ray HUARAZ - PERU

I.- INTRODUCCINActualmente, el concreto es el elemento ms usado en el mbito mundial para la construccin, lo que conlleva a la evolucin de las exigencias para cada uso del mencionado elemento.Los ingenieros han llegado a tomar plena conciencia del rol determinante que juega el concreto en el desarrollo nacional. La adecuada seleccin de los materiales integrantes de la mezcla; el conocimiento profundo de los materiales integrantes de la mezcla; el conocimiento profundo de las propiedades del concreto; los criterios de diseo de las proporciones de la mezcla ms adecuada para cada caso, el proceso de puesta en obra; el control de la calidad del concreto; y los ms adecuados procedimientos de mantenimiento y reparacin de la estructura, son aspectos a ser considerados cuando se construye estructuras de concreto que deben cumplir con los requisitos de calidad, seguridad, y vigencia en el tiempo que se espera de ellas.La demanda del concreto ha sido la base para la elaboracin de los diferentes Diseos de Mezcla, ya que estos mtodos permiten a los usuarios conocer no slo las dosis precisas de los componentes del concreto, sino tambin la forma ms apropiada para elaborar la mezcla. Los Mtodos de Diseo de mezcla estn dirigidos a mejorar calificativamente la resistencia, la calidad y la durabilidad de todos los usos que pueda tener el concreto.El diseo de mezclas es un proceso que consiste en calcular las proporciones de los elementos que forman el concreto, con el fin de obtener los mejores resultados.Existen diferentes mtodos de Diseos de Mezcla; algunos pueden ser muy complejos como consecuencia a la existencia de mltiples variables de las que dependen los resultados de dichos mtodos, aun as, se desconoce el mtodo que ofrezca resultados perfectos, sin embargo, existe la posibilidad de seleccionar alguno segn sea la ocasin.El adecuado proporcionamiento de los componentes del concreto dan a este la resistencia, durabilidad, comportamiento, consistencia, trabajabilidad y otras propiedades que se necesitan en determinada construccin y en determinadas condiciones de trabajo y exposicin de este, adems con el ptimo proporcionamiento se lograr evitar las principales anomalas en el concreto fresco y endurecido como la segregacin, exudacin, fisuramiento por contraccin plstica y secado entre otras.Este informe slo pretende ser un aporte ms al conocimiento del concreto y, especficamente est orientado al estudio de los procedimientos a seguir para la eleccin de las proporciones de la unidad cbica de concreto por el Mtodo de A.C.I.

El Grupo

II.- OBJETIVOS Aplicar correctamente el Mtodo ACI para el diseo de mezclas.

Obtener la dosificacin en peso y volumen, para 3 briquetas de fc = 210 Kg/cm2 y para 3 briquetas de fc = 280 Kg/cm2 con canto rodado, adems de 3 briquetas de fc = 210 Kg/cm2 y para 3 briquetas de fc = 280 Kg/cm2 con piedra partida.

Ensayar las briquetas elaboradas, analizar los resultados y compararlos.

III.- ALCANCESEl presente informe puede servir para promociones posteriores, o personas que quieran conocer el Mtodo de A.C.I. diseando con agregados gruesos diferentes como son la piedra partida y el canto rodado. Tambin servir de gua en el diseo de mezclas de un concreto con las caractersticas expuestas para personas interesadas en elaborar un concreto de las resistencias especificadas.En el mtodo de Diseo A.C.I. (American Concrete Institute), se determina en primer lugar los contenidos de pasta de cemento (cemento, agua, aire) y agregado grueso por diferencia de la suma de volmenes absolutos en relacin con la unidad, el volumen absoluto y peso seco del agregado fino.

IV.- JUSTIFICACINEste informe nos ayudar a comprender como se realiza el diseo de mezclas a travs del Mtodo A.C.I. y ayudarnos en adecuar la dosificacin segn la prctica.

La importancia en el uso de las proporciones exactas, y el mtodo practica en campo para tener una buena consistencia en el concreto y que cumpla con los requerimientos de obra.

La necesidad de aprender el comportamiento de los materiales de construccin, y siendo dentro de stos el ms importante el concreto nos lleva aprender a determinar el comportamiento del concreto en su estado tanto endurecido como fresco y aprender la dosificacin, o sea, la cantidad de los componentes que conforman el concreto de una manera no emprica, sino por el contrario de una forma tcnica bajo la supervisin del ingeniero a cargo del curso.

V.- MARCO TERICODISEO DE MEZCLAS:Definicin:

La seleccin de las proporciones de los materiales integrantes de la unidad cbica de concreto, es definida como el proceso que, en base a la aplicacin tcnica y prctica de los conocimientos cientficos sobre sus componentes y la interaccin entre ellos, permite lograr un material que satisfaga de la manera ms eficiente y econmico los requerimientos particulares del proyecto constructivo.

El concreto es un material heterogneo, el cual est 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 caractersticas que tienen que ser evaluadas as como aquellas que pueden aparecer cuando se combinan desde el momento del mezclado.

Consideraciones y/o criterios para el diseo de las mezclas:

Debemos enfocar el concepto del diseo de mezcla para producir un concreto, tan econmicamente sea posible, que cumplan con los requisitos requeridos para los estados frescos como mezclado, transporte, colocacin, compactado y acabado; y en el estado endurecido, la resistencia a la compresin y durabilidad.

En general, prcticamente todas las propiedades del concreto endurecido estn asociadas a la resistencia y, en muchos casos, es en funcin del valor de ella que se las cuantifica o cualifica. Sin embargo, debe siempre recordarse al disear una mezcla de concreto que muchos factores ajenos a la resistencia pueden afectar otras propiedades.

Es usual el suponer que esta tcnica consiste en la aplicacin sistemtica de ciertas tablas y proporciones ya establecidas que satisfacen prcticamente todas las situaciones normales en las obras, lo cual est muy alejado de la realidad, ya que es en esta etapa del proceso constructivo cuando resulta primordial la labor creativa del responsable de dicho trabajo y en consecuencia el criterio personal.

Debemos advertir finalmente que la etapa de diseo de mezclas de concreto antes que el fin de un proceso, representa slo el inicio de la bsqueda de la mezcla ms adecuada para el caso particular que abordaremos y ninguno de los mtodos que trataremos puede soslayar la prueba definitiva que supone el empleo de los diseos bajo condiciones reales y su optimizacin en obra, con los procedimientos, los equipos y en las cantidades que en la prctica se van a emplear, teniendo en cuenta que algunas veces las especificaciones tcnicas indican las condiciones que se presentarn en el momento del vaciado.

Conseguir una mezcla con un mnimo de pasta y volumen de vacos o espacios entre partculas y consecuentemente cumplir con las propiedades requeridas es lo que la tecnologa del concreto busca en un diseo de mezclas.Antes de proceder a dosificar una mezcla se debe tener conocimiento del siguiente conjunto de informacin:

a) Los materiales.b) Del elemento a vaciar, tamao y forma de las estructuras.c) Resistencia a la compresin requerida.d) Condiciones ambientales durante el vaciado.e) Condiciones a la que estar expuesta la estructura.

Parmetros bsicos en el comportamiento del concreto:

a) La trabajabilidad:

Es una propiedad del concreto fresco que se refiere a la facilidad con que este puede ser mezclado, manejado, transportado, colocado y terminado sin que pierda su homogeneidad (exude o se segregue). El grado de trabajabilidad apropiado para cada estructura, depende del tamao y forma del elemento que se vaya a construir, de la disposicin y tamao del refuerzo y de los mtodos de colocacin y compactacin.

Los factores ms importantes que influyen en la trabajabilidad de una mezcla son los siguientes: La gradacin, la forma y textura de las partculas y las proporciones del agregado, la cantidad del cemento, el aire incluido, los aditivos y la consistencia de la mezcla.Un mtodo indirecto para determinar la trabajabilidad de una mezcla consiste en medir su consistencia o fluidez por medio del ensayo de asentamiento con el cono de Abrahms.El requisito de agua es mayor cuando los agregados son ms angulares y de textura spera (pero esta desventaja puede compensarse con las mejoras que se producen en otras caractersticas, como la adherencia con la pasta de cemento).

b) La resistencia:

La resistencia a la compresin simple es la caracterstica mecnica ms importante de un concreto, pero otras como la durabilidad, la permeabilidad y la resistencia al desgaste son a menudo de similar importancia.

c) Durabilidad:

El concreto debe poder soportar aquellas exposiciones que pueden privarlo de su capacidad de servicio tales como congelacin y deshielo, ciclos repetidos de mojado y secado, calentamiento y enfriamiento, sustancias qumicas, ambiente marino y otras semejantes. La resistencia a algunas de ellas puede fomentarse mediante el uso de ingredientes especiales como: cemento de bajo contenido de lcalis, puzolanas o agregados seleccionados para prevenir expansiones dainas debido a la reaccin lcalis agregados que ocurre en algunas zonas cuando el concreto est expuesto a un ambiente hmedo, cementos o puzolanas resistentes a los sulfatos para concretos expuestos al agua de mar o en contacto con suelos que contengan sulfatos; o agregados libres de excesivas partculas suaves, cuando se requiere resistencia a la abrasin superficial. La utilizacin de bajas relaciones agua/cemento prolongara la vida til del concreto reduciendo la penetracin de lquidos agresivos.

La resistencia a condiciones severas de intemperie, particularmente a congelacin y deshielo y a sales utilizadas para eliminar hielo, se mejora notablemente incorporando aire correctamente distribuido. El aire inyectado debe utilizarse en todo concreto en climas donde se presente la temperatura del punto de congelacin.

Materiales que intervienen en una mezcla de concreto:

Cemento:

Es por excelencia el pegante ms barato y ms verstil, y sus propiedades fsicas y mecnicas son aprovechadas en multitud de usos.Es el principal componente del concreto, el cual ocupa entre el 7% y el 15% del volumen de la mezcla, presentando propiedades de adherencia y cohesin, las cuales permiten unir fragmentos minerales entre s, formando un slido compacto con una muy buena resistencia a la compresin as como durabilidad.Tiene la propiedad de fraguar y endurecer slo con la presencia de agua, experimentando con ella una reaccin qumica, proceso llamado hidratacin.

Agua:

Componente del concreto en virtud del cual, el cemento experimenta reacciones qumicas para producir una pasta eficientemente hidratada, que le otorgan la propiedad de fraguar y endurecer con el tiempo.Adems este componente proporciona a la mezcla una fluidez tal que permita una trabajabilidad adecuada en la etapa del colocado del concreto.Este componente que ocupa entre el 14% y el 18% del volumen de la mezcla.En una porcin de pasta hidratada, el agua se encuentra en dos formas diferentes, como agua de hidratacin y agua evaporable.

Agregado:

Este componente que ocupa entre 60% a 75% del volumen de la mezcla, son esencialmente materiales inertes, de forma granular, naturales o artificiales, las cuales han sido separadas en fracciones finas (arena) y gruesas (piedra), en general provienen de las rocas naturales.

Gran parte de las caractersticas del concreto, tanto en estado plstico como endurecido, dependen de las caractersticas y propiedades de los agregados, las cuales deben ser estudiadas para obtener concretos de calidad y econmicos.Los agregados bien gradados con mayor tamao mximo tienen menos vaco que los de menor tamao mximo; por consiguiente, si el tamao mximo de los agregados en una mezcla de concreto se aumenta, para un asentamiento dado, los contenidos de cemento y agua disminuirn.

En general, el tamao mximo del agregado deber ser el mayor econmicamente disponible y compatible con las dimensiones de la estructura.Las partculas de agregado alargadas y chatas tienen efecto negativo sobre la trabajabilidad y obligan a disear mezclas ms ricas en agregado fino y por consiguiente a emplear mayores cantidades de cemento y agua. Se considera que dentro de este caso estn los agregados de perfil angular, los cuales tienen un ms alto contenido de vacos y por lo tanto requieren un porcentaje de mortero mayor que el agregado redondeado. El perfil de las partculas, por s mismo, no es un indicador de que un agregado est sobre o bajo el promedio en su capacidad de producir resistencia.

Aire:

Aire atrapado o natural, usualmente entre 1% a 3% del volumen de la mezcla, estn en funcin a las caractersticas de los materiales que intervienen en la mezcla, especialmente de los agregados en donde el tamao mximo y la granulometra son fuentes de su variabilidad, tambin depende del proceso de construccin aplicado durante su colocacin y compactacin.

Tambin puede contener intencionalmente aire incluido, mayormente entre el 3% a 7% del volumen de la mezcla, con el empleo de aditivos.La presencia de aire en las mezclas tiende a reducir la resistencia del concreto por incremento en la porosidad del mismo.

Aditivos:

El ACI 212 la define como un material distinto del agua, agregados y cemento hidrulico, que se usa como ingrediente de concretos y morteros y se aade a la mezcla inmediatamente antes o durante su mezclado.

Su empleo puede radicar por razones de economa o por mejorar puntualmente alguna propiedad del concreto tanto en estado fresco o endurecido como por ejemplo: reducir el calor de hidratacin, aumentar la resistencia inicial o final, etc.

Pasos bsicos para disear una mezcla de concreto:

1. Recaudar el siguiente conjunto de informacin:

Los materiales. Del elemento a vaciar, tamao y forma de las estructuras. Resistencia a la compresin requerida. Condiciones ambientales durante el vaciado. Condiciones a la que estar expuesta la estructura.

2. Determinar la resistencia requerida:

fc = resistencia a la compresin (kg/cm2) resistencia de diseo establecida por el Ingeniero estructural.

Del ACI 318-99 se tiene:

fc r = fc + 1.33 .. (1)fc r = fc + 2.33 - 35 .. (2)

Dnde:

: desviacin estndar (kg/cm2)fc r: resistencia a la compresin requerida (kg/cm2)

Se escoger el mayor valor de las frmulas (1) y (2).

3. Seleccionar el tamao mximo nominal del agregado grueso:

La mayora de veces son las caractersticas geomtricas y las condiciones de refuerzo de las estructuras las que limitan el tamao mximo del agregado que pueden utilizarse, pero a la vez existen tambin consideraciones a tomar en cuenta como la produccin, el transporte y la colocacin del concreto que tambin pueden influir en limitarlo.

El tamao mximo nominal del agregado grueso no deber ser mayor de uno de estos puntos:

1/5 de la menor dimensin entre las caras de encofrados.

3/4 del espacio libre mnimo entre barras o alambres individuales de refuerzo, paquetes de barras, torones o ductos de presfuerzo.

1/3 del peralte de las losas.

Estas limitaciones a menudo se evitan si la trabajabilidad y los mtodos de compactacin son tales que el concreto puede colocarse sin dejar zonas o vacos en forma de panal.

Muchas veces la seleccin del tamao mximo de agregado est en funcin de la disponibilidad del material y por su costo.

4. Seleccin del asentamiento:

Si el asentamiento no se encuentra especificado entonces se puede partir con los valores indicados en la tabla 02 en el caso de tener slo aire atrapado y la tabla 06 si contiene aire incorporado.

5. Determinacin del volumen de agua:

La cantidad de agua (por volumen unitario de concreto) que se requiere para producir un asentamiento dado, depende del tamao mximo de agregado, de la forma de las partculas y gradacin de los agregados y de la cantidad de aire incluido.

La tabla 01 proporciona estimaciones de la cantidad de agua requerida en la mezcla de concreto en funcin del tamao mximo de agregado y del asentamiento con aire incluido y sin l.Segn la textura y forma del agregado, los requisitos de agua en la mezcla pueden ser mayores o menores que los valores tabulados, pero estos ofrecen suficiente aproximacin para una primera mezcla de prueba.

Estas diferencias de demanda de agua no se reflejan necesariamente en la resistencia, puesto que pueden estar involucrados otros factores compensatorios. Por ejemplo, con un agregado grueso angular y uno redondeado, ambos de buena calidad y de gradacin semejante, puede esperarse que se produzcan concretos que tengan resistencias semejantes, utilizando la misma cantidad de cemento, a pesar de que resulten diferencias en la relacin agua/cemento debidas a distintos requisitos de agua de la mezcla. La forma de la partcula, por si misma, no es un indicador de que un agregado estar por encima o por debajo del promedio de su resistencia potencial.

6. Determinacin del contenido de aire:

El ACI 211 establece una tabla que proporciona aproximadamente el porcentaje de contenido de aire atrapado en una mezcla de concreto en funcin del tamao mximo nominal del agregado grueso.La tabla 02 indica la cantidad aproximada de contenido de aire atrapado que se espera encontrar en concretos sin aire incluido.En el caso del contenido de aire incorporado tambin presenta una tabla indicando valores aproximados en funcin adems de las condiciones de exposicin, suave, moderada y severa.

Estos valores sealados en la tabla 06 no siempre pueden coincidir con las indicadas en algunas especificaciones tcnicas. Pero muestra los niveles recomendables del contenido promedio de aire para el concreto, cuando el aire se incluye a propsito por razones de durabilidad.

7. Seleccionar la relacin agua/cemento:

La relacin agua/cemento requerida se determina no solo por los requisitos de resistencia, sino tambin por los factores como la durabilidad y propiedades para el acabado. Puesto que distintos agregados y cementos producen generalmente resistencias diferentes con la misma relacin agua/cemento, es muy conveniente conocer o desarrollar la relacin entre la resistencia y la relacin agua/cemento de los materiales que se usaran realmente.

Para condiciones severas de exposicin, la relacin agua/cemento deber mantenerse baja, aun cuando los requisitos de resistencia puedan cumplirse con un valor ms alto.

Las tablas 05 y 07 muestran estos valores lmites.

8. Clculo del contenido de cemento:

Se obtiene dividiendo los valores hallados en los pasos (5)/ (7).

9. Clculo de los pesos de los agregados:

Est en funcin del mtodo de diseo especfico a emplear o basado puntualmente en alguna teora de combinacin de agregados.

10. Presentar el diseo de mezcla en condiciones secas.

11. Correccin por humedad del diseo de mezcla en estado seco:

Hay que tener en cuenta la humedad de los agregados para pesarlos correctamente. Generalmente los agregados estn hmedos y a su peso seco debe sumarse el peso del agua que contienen, tanto absorbida como superficial.

Peso agregado hmedo = Peso agregado seco x (1 + C.H. (%))C.H. (%): Contenido de humedad del agregado.

El agua que va agregarse a la mezcla de prueba debe reducirse en una cantidad igual a la humedad libre que contiene el agregado, esto es, humedad total menos absorcin.

Aporte de humedad de los agregados:

Por absorcin: L1 = peso agregado seco x %absorcin del agregado.Por contenido de humedad: L2 = peso agregado seco x %C.H. del agregado.

Entonces:Agua efectiva = Agua de diseo + L1 L2

12. Presentar el diseo de mezcla en condiciones hmedas.

13. Realizar los ajustes a las mezclas de pruebas:

Para obtener las proporciones de la mezcla de concreto que cumpla con las caractersticas deseadas, con los materiales disponibles se prepara una primera mezcla de prueba con unas proporciones iniciales que se determinan siguiendo los pasos que a continuacin se indican. A esta mezcla de prueba se le mide su consistencia y se compra con la deseada; si difieren, se ajustan las proporciones.Se prepara, luego, una segunda mezcla de prueba con las proporciones ajustadas, que ya garantiza la consistencia deseada; se toman muestras de cilindro de ella y se determina su resistencia a la compresin; se compara con la resistencia deseada y si difieren, se reajustan las proporciones. Se prepara una tercera mezcla de prueba con las proporciones reajustadas que debe cumplir con la consistencia y la resistencia deseadas; en el caso de que no cumpla alguna de las condiciones por algn error cometido o debido a la aleatoriedad misma de los ensayos, se pueden ser ajustes semejantes a los indicados hasta obtener los resultados esperados.Como puede verse el procedimiento de dosificacin de mezclas se basa en el mtodo de ensayo y error que en este caso converge rpidamente con el sistema de ajuste y reajuste.

Granulometra Global:

Las diferentes investigaciones desarrolladas para obtener una granulomtrica de combinacin ideal se basan en la capacidad de acomodamiento y compactacin de las partculas en un volumen dado, para lograr una mxima densidad y por ende una mxima resistencia.No existe una granulometra global que sea la ms adecuada para todas las condiciones de obra, la tendencia del concreto a segregar vara con las caractersticas de la mezcla.Cada mtodo de diseo de mezcla, seala un procedimiento para la eleccin de los porcentajes respectivos pero en general o como regla general los porcentajes definitivos o finales deben basarse en pruebas baja condiciones de obra.

Secuencias de los principales mtodos de diseos de mezclas:

Mtodo ACI 211

Este procedimiento propuesto por el comit ACI 211, est basado en el empleo de tablas.

Secuencia:

1. Seleccin de la resistencia requerida (fc r):

fc r = fc + 1.33 fc r = fc + 2.33 35

Donde : desviacin estndar (kg/cm2)

2. Seleccin del TMN del agregado grueso.

3. Seleccin del asentamiento.

4. Seleccionar el contenido de agua TABLA 01.

5. Seleccionar el contenido de aire atrapado TABLA 02.

6. Seleccin de la relacin agua/cemento sea por resistencia a compresin o por durabilidad. Tablas 05 y 07.

7. Clculo del contenido de cemento (4)/ (5).

8. Seleccionar el peso del agregado grueso.

TABLA 04 proporciona el valor de b/bo, donde bo y b: son los pesos unitarios secos con y sin compactar respectivamente del agregado grueso.

9. Calcular la suma de los volmenes absolutos de todos los materiales sin considerar el agregado fino.

10. Clculo del volumen del agregado fino.

11. Clculo del peso en estado seco del agregado fino.

12. Presentacin del diseo en estado seco.

13. Correccin del diseo por el aporte de humedad de los agregados.

14. Presentacin del diseo en estado hmedo.

TABLA IIIASENTAMIENTOS EN RELACIN CON TIPO DE ESTRUCTURA (Referencial y no Limitativos)

TIPOS DE ESTRUCTURASSLUMP MXIMOSLUMP MNIMO

ZAPATAS Y MUROS DE CONTENCIN REFORZADOS31

CIMENTACIONES SIMPLES Y CALZAFURAS31

VIGAS Y MUROS ARMADOS41

COLUMNAS42

LOSAS Y PAVIMENTOS31

CONCRETO CICLPEO21

VI.- EQUIPOS, MATERIALES, CLCULOS Y PROCEDIMIENTO1) En Gabinete:

Disear la mezcla para 12 briquetas, tres cuya resistencia especificada fc = 210 kg/cm2, con piedra partida y tres de igual resistencia con canto rodado, adems de tres cuya resistencia especificada fc = 280 kg/cm2 con piedra partida y tres de igual resistencia con canto rodado.El concreto no ser expuesto a agentes degradantes (no tendr aire incorporado) adems no se usar aditivos. Realizar el diseo por el Mtodo A.C.I.CARACTERSTICAS FSICO - MECNICAS:A.-Agregados Fino y Grueso:CaractersticasARENACANTO RODADO

Peso Unitario (Kg/m3)1641.971607.64

Peso Especfico (Kg/m3)2550.522617.89

% W1.410.58

% Absorcin.2.10.52

M.F.2.36--

T. Max.--3/4"

CaractersticasARENAPIEDRA PART.

Peso Unitario (Kg/m3)1641.971523.143

Peso Especfico (Kg/m3)2550.522638.99

% W1.420.14

% Absorcin.2.10.51

M.F.2.9--

T. Max.--3/4"

B.- Cemento y Agua:Agua Potable, cumple con la Norma NTP 339.088 o E 0-60AGUACEMENTO

Peso Especfico (Kg/m3)10003100

C.- Resistencia a Compresin:Fc = 210 Kg/cm2 y 280 Kg/cm2

DISEO DE MEZCLA METODO A.C.I COMIT 211CLCULOS Y RESULTADOS:

mostraremos paso a paso la elaboracin del diseo para una mezcla de concreto de fc = 210 kg/cm2 con piedra partida.

1. DETERMINACIN DEL T M N DEL AGREGADO GRUESO.

TMN =

2. DETERMINACIN DEL SLUMP.

Slump: 3 4

3. DETERMINACIN DE LA CANTIDAD DE AGUA O VOLUMEN DE AGUA DE MEZCLADO.

De acuerdo a la tabla confeccionada por el comit 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 3/4, el slump varia de 3 a 4, y sin aire incorporado el valor sera:

Volumen de Agua de mezcla = 205 lts/m3

4. DETERMINACIN DEL CONTENIDO DE AIRE.

Segn tabla, que toma en cuenta el TMN.

Volumen de Aire = 2 %

5. DETERMINACIN DE LA RELACIN a/c.

Teniendo en cuenta la tabla, RELACIN AGUA CEMENTO POR RESISTENCIA.Esta tabla est en relacin al aire no incorporado y al fc, siendo esta relacin:

A/c = 0.674

NOTA: Por ser un concreto NO expuesto a condiciones severas, slo se determinar la relacin a/c por resistencia, mas no por durabilidad.

6. CLCULO DEL VOLUMEN DE CEMENTO (FC)

VC =

VC = 0.098m3

7. CANTIDAD DE AGREGADO GRUESO: Para un mdulo de finura del agregado fino de 2.9 y para un TMN=3/4, haciendo uso de la tabla e interpolando:

Agregado Grueso = 0.6097Volumen Absoluto = 0.6097x1523.143/2638.99Volumen Absoluto = 0.352m3

8. CLCULOS DE VOLUMENES ABSOLUTOS (Cemento, agua, aire).

Cemento = = 0.098 m3

Agua de mezcla = = 0.205 m3

Aire = 2 % = 0.02 m3

Agregado Grueso = = 0.352 m3

V absolutos = 0.675 m3

9. DETERMINACIN DE LA ARENA:

1- 0. 675

10. CLCULO DE LOS PESOS:

CEMENTO: 0.098x3100 = 303.8 Kg.

AGUA:0.205x1000 = 205 Kg. AGREGADO GRUESO:0.352x2638.99 = 928.92Kg.

ARENA:0.325x2550.52 = 828.92Kg.

Total = 2266.64 Kg.

11. CORRECCIN POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS

Utilizando el contenido de humedad en el momento en que se realiza el ensayo, puesto que como sabemos tanto la absorcin como el contenido de humedad son parmetros que cambian, y se tiene que corregir tomando en cuenta estos factores en el momento de realizacin de la prctica.

Arena: 928.92*((1.42/100)+1)= 956.79Agregado Grueso: 828.92* ((0.14/100)+1)=828.92

12. HUMEDAD SUPERFICIAL

(W- % Absorcin)

Arena: 0.0142 0.021 = -0.0068Agregado Grueso: 0.0014 0.0051 = -0.0037

13. APORTE DE AGUA A LA MEZCLA

Arena:-3.54Agregado Grueso:-5.92

14. AGUA EFECTIVA: 205L + 3.54L + 5.92L = 214.46L

15. PROPORCIONAMIENTO EN PESO DE DISEO:

16. PESOS POR TANDA(3 probetas estndar):

CEMENTO = 5.29 Kg. ARENA = 14.4 Kg. AGREGADO GRUESO= 16.16 Kg. AGUA EFECTIVA= 3.72 Lts.DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO METODO ACI

ESPECIFICACIONESDATOS

Sin aire comprimidoARENACANTO RODADOCEMENTO

Slump3 - 4"% W1.42%% W0.58%Pe3100.00Kg/m3

fc210Kg/cm2% Abs.2.10%% Abs.0.52%

Pe2550.52Kg/m3Pe2617.89Kg/m3AGUA

Pu1641.97Kg/m3Pu1607.64Kg/m3Pe1000.00Kg/m3

MF2.90MF7.03

TMN 4TM 3/4"

1) Determinacin del agua

Los valores se obtienen de la Tabla IAgua205Lts - Kg

Es la relacin entre la cantidad de aguaVolumen Abs. De Agua0.205m3

sobre su peso especfico

2) Determinacin del cemento

Los valores de A/C se obtienen de la Tabla IIA/C (en peso)0.674

Se obtiene despejando de la relacin A/CCemento304.15Kg

Vol. Abs. De Cemento0.098m3

3) Determinacin del agregado grueso

Los valores se obtienen de la Tabla IVAgregado grueso0.6097m3

Es la relacin entre el Pu y el Pe del agregadoVol. Abs. Agreg. Grueso0.374m3

grueso multiplicado por la cantidad de agregado grueso

4) Determinacin del volumen de aire atrapado

Los valores se obtienen de la Tabla I% aire atrapado2%

Se obtiene multiplicando por (1/100) el Vol. Abs. Aire Atrapado0.02m3

% de aire atrapado

5) Determinacin de arenaVol. Agua0.205m3

Resumiendo se tienen los volmenes parcialesVol. Cemento0.098m3

Vol. Ag. Grueso0.374m3

Vol. Aire Atrapado0.02m3

TOTAL0.698m3

Se expresa como la resta para llegar a la unidad.

Vol. Abs. Arena0.302m3

6) Clculo de los pesos

ELEMENTOVOL. ABSPePESO

Agua0.2051000.00205Vol. Abs. (m3)

Cemento0.0983100.00304Pe (Kg/m3)

Piedra (seco)0.3742617.89980Peso (Kg)

Arena (seco)0.3022550.52771

Aire0.020-

TOTAL1.0002261

El peso se obtiene multiplicando el Volumen Absoluto por el Pe.

7) Correccin por Humedad y Absorcin

Se utiliza el % W de la arena y se convierteArena Hmeda782Kg

Se utiliza el % W de la piedra y se conviertePiedra Hmeda986Kg

Se resta el % W y el % Abs (%W-%Abs)Balance de agua de la arena-0.0068345

Se resta el % W y el % Abs (%W-%Abs)Balance de agua de la piedra0.0006067

Se multiplica arena humedad*balance de agua Contribucin de agua en la arena-5.3Kg

Se multiplica piedra humedad*balance de agua Contribucin de agua en la piedra0.6Kg

Se resta las contribuciones al volumen de agua

Agua Final209.7Lts - Kg

8) Resultados Finales

EN PESODOSIFICACIN EN PESO

AGUA209.7Lts - Kg12.573.24

CEMENTO304.2KgCEMENTO : ARENA : PIEDRA

PIEDRA985.9KgDOSIFICACIN EN VOLUMEN

ARENA782.4Kg12.353.03

TOTAL2282.2Kg

MASAPu (suelto)VOLUMEN

Para la dosificacin en volumen se Arena782.41641.970.4765

Necesita los Pu de los agregadosPiedra985.91607.640.6133

Se calcula el VOLUMEN = (masa/Pu)Cemento304.2-0.2027

EN VOLUMEN

AGUA0.210m3

CEMENTO0.203m3

PIEDRA0.613m3

ARENA0.477m3

TOTAL1.502m3

volumen total molde0.0053m3

Para un volumen 0.0061m3

Se tienePara tres muestras

EN PESOEN PESO

AGUA1.2788Lts - KgAGUA3.8363Lts - Kg

CEMENTO1.8543KgCEMENTO5.5630Kg

PIEDRA6.0107KgPIEDRA18.0320Kg

ARENA4.7701KgARENA14.3103Kg

TOTAL13.9139KgTOTAL41.7416Kg

DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO METODO ACI


Sin aire comprimidoARENAPIEDRA PARTIDACEMENTO

Slump3 - 4"% W1.42%% W0.14%Pe3100.00Kg/m3

fc210Kg/cm2% Abs.2.10%% Abs.0.51%



MF2.90MF7.11

TMN 4TM3/4"
















% de aire atrapado





TOTAL0.666m3

Se expresa como la resta para llegar a la unidadVol. Abs. Arena0.334m3



Agua0.2051000.00205Vol. Abs. (m3)

Cemento0.0983100.00304Pe (Kg/m3)


Arena (seco)0.3342550.52853

Aire0.020-

TOTAL1.0002266






Se resta el % W y el % Abs (%W-%Abs)Balance de agua de la piedra-0.0037241


Se multiplica piedra humedad*balance de agua Contribucin de agua en la piedra-3.4Kg

Se resta las contribuciones al volumen de aguaAgua Final214.3Lts - Kg



AGUA214.3Lts - Kg12.842.98



ARENA864.8Kg12.603.01

TOTAL2288.5Kg



Necesita los Pu de los agregados905.31482.780.61060.6133

Se calcula el VOLUMEN = (masa/Pu)304.2-0.20270.2027

EN VOLUMEN

AGUA0.214m3

CEMENTO0.203m3

PIEDRA0.611m3

ARENA0.527m3

TOTAL1.554m3




EN PESOEN PESO








Sin aire comprimidoARENACANTO RODADOCEMENTO

Slump3 - 4"% W1.42%% W0.58%Pe3100.00Kg/m3

fc280Kg/cm2% Abs.2.10%% Abs.0.52%



MF2.90MF7.03

TMN 4TM 3/4"
















% de aire atrapado





TOTAL0.716m3




Agua0.2051000.00205Vol. Abs. (m3)

Cemento0.1163100.00361Pe (Kg/m3)


Arena (seco)0.2842550.52725

Aire0.020-

TOTAL1.0002271






Se resta el % W y el % Abs (%W-%Abs)Balance de agua de la piedra0.0006067


Se multiplica piedra humedad*balance de agua Contribucin de agua en la piedra0.6Kg




AGUA209.4Lts - Kg12.042.73



ARENA735.0Kg11.862.55

TOTAL2291.3Kg





EN VOLUMEN

AGUA0.209m3

CEMENTO0.240m3

PIEDRA0.613m3

ARENA0.448m3

TOTAL1.511m3




EN PESOEN PESO








Sin aire comprimidoARENAPIEDRA PARTIDACEMENTO

Slump3 - 4"% W1.42%% W0.14%Pe3100.00Kg/m3

fc280Kg/cm2% Abs.2.10%% Abs.0.51%



MF2.90MF7.11

TMN 4 3/4 3/4"
















% de aire atrapado





TOTAL0.684m3




Agua0.2051000.00205Vol. Abs. (m3)

Cemento0.1163100.00361Pe (Kg/m3)


Arena (seco)0.3162550.52806

Aire0.020-

TOTAL1.0002276






Se resta el % W y el % Abs (%W-%Abs)Balance de agua de la piedra-0.003724


Se multiplica piedra humedad*balance de agua Contribucin de agua en la piedra-3.4Kg


8)Resultados Finales


AGUA214.0Lts - Kg12.262.51



ARENA817.4Kg12.072.54

TOTAL2297.6Kg





EN VOLUMEN

AGUA0.214m3

CEMENTO0.240m3

PIEDRA0.611m3

ARENA0.498m3

TOTAL1.563m3




EN PESOEN PESO






Procedimiento realizado para la elaboracin de las 12 briquetas:1. Realizar los clculos mostrados anteriormente para el diseo de mezclas para diferentes resistencias y diversos tipos de agregado grueso.

2. Preparar los moldes a usar, limpiarlos por dentro con la escobilla de metal para obtener una superficie lisa; adems cubrirla interiormente con una capa delgada de petrleo para que al momento de sacar la briqueta esta no se quede adherida al molde.

3. Pesar la cantidad necesaria de arena, cemento y canto rodado o piedra partida segn sea el caso.

4. Al tener ya las cantidades necesarias pesadas, juntarlas en un determinado recipiente y mezclarlas hasta obtener una mezcla homognea.5. Medir el volumen requerido con una probeta, y despus aadirla al recipiente que contiene la mezcla.

6. Mezclar de manera uniforme con la pala, hasta que todos los materiales se encuentren bien combinados y se obtenga un concreto trabajable.

Mezcla con Canto RodadoMezcla con Piedra Partida7. Vaciar el concreto en los moldes de la siguiente manera:

Primero hasta un tercio de la altura del molde, apisonando con una varilla de 5/8 25 veces y golpeando para sacar el aire con el mazo de caucho. Luego hasta los 2/3 de la altura, apisonando con una varilla de 5/8 25 veces y golpeando para sacar el aire con el mazo de caucho. Finalmente llenar todo el molde, apisonando con una varilla de 5/8 25 veces y golpeando con el mazo de caucho para sacar las burbujas de aire.

8. Al tener lleno el molde, enrazar con una regla posteriormente realizar el acabado aadiendo un poco de cemento, de tal manera que la superficie libre quede uniforme y pulida.

9. Despus de 24 horas, se realiza el curado de las briquetas, sumergindolas en agua durante 5 das.

10. Despus de esto se saca del agua y se deja al aire por un mnimo de dos das quedando listas las briquetas para el ensayo respectivo.

MATERIALES Y EQUIPOS Balanza. Pala. Recipiente o Carretilla. Mazo de Caucho. Petrleo. Cepillo de metal. Moldes Estndar. Varilla de 5/8. Piedra Partida. Canto Rodado. Cemento. Arena. Agua.

CRONOGRAMATIPOFECHA DE FABRICACINFECHA DE CURADOFECHA DE ENSAYO

Canto Rodado de 210 Kg/cm201/12/201102/12/2011 07/12/201120/12/2011

Canto Rodado de 280 Kg/cm201/12/201102/12/2011 07/12/201120/12/2011

Piedra Partida de 210 Kg/cm206/12/201107/12/2011 12/12/201120/12/2011

Piedra Partida de 280 Kg/cm206/12/201107/12/2011 12/12/201120/12/2011

VII.- RESULTADOS CANTO RODADO DE 210 Kg/cm2

KilogramosFc Kg/cm2PromedioDebera estar al 85%

34 000192.4194.28 Kg/cm2178.5 Kg/cm2

24 000135.8

45 000254.647

CANTO RODADO DE 280 Kg/cm2


50 000282.94296.15 Kg/cm2238 Kg/cm2

52 000294.26

55 000311.24

PIEDRA PARTIDA DE 210 Kg/cm2


40 000226.35226.35 Kg/cm2178.5 Kg/cm2

45 000254.65

35 000198.06

PIEDRA PARTIDA DE 280 Kg/cm2


54 000305.58303.69 Kg/cm2238 Kg/cm2

57 000322.55

50 000282.94

A continuacin se mostrar en fotografas todos los ensayes realizado a las 12 briquetas.

VIII.- CONCLUSIONES Se logr obtener el conocimiento terico prctico acerca del diseo de mezclas especficamente el mtodo del A.C.I.

Los ensayos arrojaron las resistencias esperadas, hasta en algunos casos ligeramente mayores a los calculados para los 14 das del concreto.

Si una briqueta se ensaya cuando an no est seca, la resistencia que se obtienes es demasiado baja.

Un correcto diseo de mezclas y materiales buenos nos conllevan a la elaboracin de un concreto de alta resistencia.

El curado es una parte fundamental en todo el proceso de obtencin de resistencias requeridas dentro del concreto.

Para el concreto de 210 kg/cm2 se obtuvo que con la piedra partida se obtiene 40% ms de resistencia que con el canto rodado.

Para el concreto de 280 kg/cm2 se obtuvo que con la piedra partida se obtiene 10% ms de resistencia que con el canto rodado.

El diseo de mezcla est dentro del rango de aceptable ya que se obtuvieron las resistencias esperadas, sin aadir factor de seguridad a la resistencia.IX.- RECOMENDACIONES

Tener mucho cuidado a la hora de hacer los clculos en el diseo de la mezcla.

Que el laboratorio disponga de capping para la mejor distribucin de carga.

Apisonar y golpear de manera apropiada los moldes.

Nivelar lo mejor posible la briqueta a la hora del ensayo para que la carga se distribuya en una superficie homognea.

X.- BIBLIOGRAFA

Abanto Castillo, Flavio. Tecnologa del Concreto. Editorial San Marcos.Lima Per.

American Concrete Institute Capitulo Peruano. Tecnologa delConcreto. 1998.

ASOCEM. Boletines Tcnicos. Lima Per.

Neville, A.M. y Brooks, J.J. Tecnologa del Concreto. Editorial Trillas.Mxico D.F. 1998.

Pasquel Carbajal, Enrique. Tpicos de Tecnologa del Concreto en elPer. Colegio de Ingenieros del Per Consejo Nacional. 1998.

Polanco Rodrguez, Abraham. Manual de Prcticas de Laboratorio deTecnologa del Concreto. Universidad Autnoma de Chihuahua. Mxico.

Reglamento Nacional de Construcciones. NTE E.060Concreto Armado.2004.

Rivva Lpez, Enrique. Diseo de Mezclas. Lima Per. 1996.

Sandoval Ocaa, Guillermo. Apuntes de Clase del Curso de Tecnologa del Concreto. Universidad de Piura. Piura Per.

Tecnologa del ConcretoPgina 1

diseño de mezclas 2011 - ii.docx

Documents