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DISEÑO DE CONCRETOS ANDRES ESCARRAGA l

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Page 1: Diseño de mezclas de concretos

DISEÑO DE CONCRETOS ANDRES ESCARRAGA l

Page 2: Diseño de mezclas de concretos

SMART CONCRETE S.A.S , es compañía industrial, líder nacional en la elaboración y comercialización de mezclas de concreto. Un excelente control de calidad a las materias primas y procesos respaldan la calidad y excelencia en todos nuestros productos y servicios, apoyado por un equipo humano capacitado y comprometido, una infraestructura tecnología de última generación y un compromiso social y ambiental permanente, han permitido posicionarnos en el sector de la construcción.

En SMART CONCRETE S.A.S nos especializamos en el diseño de mezclas para elementos de alta resistencia mecánica como pilotes, vigas y placas prefabricadas.

1.1. NUESTRA EMPRESA

SmartConcrete S.A.S - Consutores tecnológicos - Ingeniería de Materiales, Civil y Financiera

Page 3: Diseño de mezclas de concretos

▪ Las mezclas de concreto diseñadas por nosotros destinadas a la producción de pilotes, vigas y placas de alta resistencia, requieren una consistencia muy seca que implaca la aplicación mediante vibración mecanica o de canales.

▪ El diseño de nuestro producto se hace siguiendo los estandares y normas tecnicas colombianas NTC, basadas en las internacionales ASTM para la elaboración de materiales compuestos.

▪ Las materias primas utilizada debe cumplir con los parametros de calidad de los agregados antes de ser utilizadas en nuestros diseños

1.2. NUESTRO PRODUCTO

SmartConcrete S.A.S - Consutores tecnológicos - Ingeniería de Materiales, Civil y Financiera

Page 4: Diseño de mezclas de concretos

2. CARACTERÍSTICAS DE NUESTRO CONCRETO

COEFICIENTE DE FORMA: XXX PARTICULAS ANGULARES

CARACTERIZACION DE MATERIAS

PRIMAS

DISEÑO DEL CONCRETO

PROPIEDADES CONCRETO

ENDURECIDO

Agregados usados (grava y balastro) y concreto endurecido

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Page 5: Diseño de mezclas de concretos

2.1. CARACTERIZACIÓN MATERIAS PRIMAS 2.1.1. CARACTERIZACIÓN DEL CEMENTO Y AGUA

AGUA En los ensayos se uso agua potable abastecida por las Empresas Publicas de Cali (EMCALI) a la Universidad del Valle.

CEMENTO ARGOS GRIS TIPO I

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Page 6: Diseño de mezclas de concretos

2.1.2. CARACTERIZACIÓN AGREGADOS GRUESOS 2.1.3. CARACTERIZACIÓN AGREGADOS FINOS

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Normas Ensayo

NTC

129 Toma de muestra de agregados

92 Masa unitaria y vacíos entre partículas de agregados

237 Densidad y absorción del agregado fino

127 Impurezas orgánicas del agregado fino

176 Densidad y absorción del agregado grueso

1776 Contenido de humedad de los agregados

77 Tamizado de los agregados finos y gruesos

Page 7: Diseño de mezclas de concretos

MASA UNITARIA Y VACIOS

MASA UNITARIA SUELTA : 1468,44 kg/m3

MASA UNITARIA COMPACTA: 1735,19 kg/m3

AUMENTO DE MASA UNITARIA: 15,37%

2.1.2. CARACTERIZACIÓN AGREGADOS GRUESOS

Clasificación de los agregados según su densidad

DENSIDAD, ABSORCIÓN Y HUMEDAD

ABSORCIÓN : 1,69 %

DENSIDAD: 2,56 g/cm3

HUMEDAD: 1,66%

Según coeficiente de forma 0,17: Formas angulares

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Page 8: Diseño de mezclas de concretos

MASA UNITARIA Y VACIOS

MASA UNITARIA SUELTA : 1656,60 kg/m3

MASA UNITARIA COMPACTA: 1749,45 kg/m3

AUMENTO DE MASA UNITARIA: 5,31 %

2.1.3. CARACTERIZACIÓN AGREGADOS FINOS

DENSIDAD, ABSORCIÓN Y HUMEDAD

ABSORCIÓN : 0,67 %

DENSIDAD: 1,93 g/cm3

HUMEDAD: 1,52 %

CONTENIDO DE MATERIA ORGANICA ESCALA 2. NTC 127

Según la norma NTC 127 se determina que el agregado fino no presentaba cantidades perjudiciales de materia orgánica

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Según coeficiente de forma:0,75 Formas redondeadas

Page 9: Diseño de mezclas de concretos

2.1.4. CURVA GRANULOMETRICA DE LOS AGREGADOS Norma de Ensayo: NTC -77

Tamaño máximo de partícula: 1/2pulg Sistema vertical de tamices descendente, sometido a

vibración mecánica.

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Cuarteo de mezcla

Page 10: Diseño de mezclas de concretos

2.1.4. CURVA GRANULOMETRICA DE LOS AGREGADOS

Tamiz

Peso retenido

(kg ±0,01kg)

% Retenido

% Retenido acumulado

% que pasan

(kg ±0,01kg) No.

Diámetro (mm±0,0

1mm)

3/4 0 0 0 100

1/2 18,75 0,06 2,400 2,400 97,6

3/8 9,525 0,945 37,800 40,20 59,8

4 4,75 1,41 46,400 66,60 31,4

8 2,381 0,08 3,200 99,80 0,2

16 1,191 0,005 0,200 100,00 0

30 5,95E-01 0 0,000 100,00 0

50 2,98E-01 0 0,000 100,00 0

100 1,49E-01 0 0,000 100,00 0

Fondo 0 0,000 100,00 0

Peso Total 2,5 100,00

Tamiz

Peso retenido

(kg ±0,01kg)

% Retenido

% Retenido acumulado

% que pasan

(kg ±0,01kg) No.

Diámetro (mm±0,01

mm)

3/4 0 0 0 100

1/2 18,75 0,181 6,033 6,033 93,97

3/8 9,525 0,13 4,333 10,37 89,63

4 4,75 0,449 14,967 25,33 74,67

8 2,381 0,399 13,300 38,63 61,37

16 1,191 0,62 20,667 59,30 40,70

30 5,95E-01 0,323 10,767 70,07 29,93

50 2,98E-01 0,526 17,533 87,60 12,40

100 1,49E-01 0,273 9,100 96,70 3,30

Fondo 0,099 3,300 100,00 0,000

Peso Total 3,000 100,00 0,000

Agregados gruesos Agregados finos

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Índice de finura: 1,964 Índice de finura: 4,9113

Page 11: Diseño de mezclas de concretos

2.1.4. CURVA GRANULOMETRICA DE LOS AGREGADOS

Norma de Ensayo: NTC 77

PROPORCIONES AGREGADOS

60% GRUESOS

40% FINOS

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2.2. DISEÑO DEL CONCRETO

El diseño del concreto es el proceso mediante el cual se calculan las proporciones de los elementos que van a ser parte de concreto.

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Materias primas en estudio

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2.2. DISEÑO DEL CONCRETO CONSISTENCIA OFRECIDA AL CLIENTE

Este diseño esta basado en la consistencia deseada por el cliente (Muy seca) Los tipos de construcciones para los cuales este diseño son los siguientes: • Vigas cuadradas de alta resistencia • Pilotes premoldeados, tableestacas

prefabricadas • Losas prefabricadas reforzadas de alta

resistencia Debido a que la consistencia deseada es “Muy Seca” los prefabricados deben ser construidos mediante sistemas de vibración mecánica forzada

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Según las normas internacionales los concretos de alta resistencia para pilotes y bloques deben tener una resistencia entre 40MPa y 60MPa.

TAMAÑO MAX NOMINAL

RESISTENCIA MEDIA

Una vez identificadas las aplicaciones posibles para la consistencia deseada, se plantea un tamaño máximo nominal 3/8 pulg, sugerido para elementos de 6-15 cm, tamaño óptimo para hacer las pruebas técnicas.

La relación agua / cemento de la mezcla se tomo de 0.4 según pruebas preliminares donde se obtiene la mayor resistencia

Relación agua/cemento, para una resistencia media de 420 Kg/cm2 (41.18MPa), medida a los 28 días. Ref: Propiedades del Concreto de A. M. Neville.

RELACIÓN AGUA - CEMENTO

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Concretos de alta resistencia

Re

sist

en

cia

me

dia

Kg

/cm

2

Page 15: Diseño de mezclas de concretos

El diseño del concreto es el proceso mediante el cual se calculan las proporciones de los elementos que van a ser parte de concreto. 175 kg/m3: Agua mezclado

CONTENIDO DE AGUA

2.2.3. RESISTENCIA MEDIA

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Page 16: Diseño de mezclas de concretos

ESPECIFICACIONES DEL DISEÑO

ESPECIFICACIONES VALORES

Consistencia Muy Seca

Asentamiento (mm) 0 mm

Tamaño máximo nominal

del agregado ½”

Contenido de aire en

porcentaje por volumen 3???

Relación a/c 0,2

Agua de mezclado, en

Kg/m³ de concreto 175

Resistencia a la

compresión Kg/cm² 420

Resistencia a la

compresión MPa 41,18

• Cemento Portland tipo I

• Agua potable

• Arena de rio-balastro

• Grava

Selección y caracterización de los materiales

C =A

a/c=

175Kgm3

0,4= 437,5

Kg

m3

• Relación Cemento/Agregado: ¼ • Cantidad de agregados (kg/m3): 1750 • % Agregados finos: 40% • % Agregados gruesos: 60% • Cantidad finos (kg/m3): 700 • Cantidad gruesos (kg/m3): 1050

Contenido de cemento

Proporción de agregado en la mezcla

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2.3. PROPIEDADES DEL CONCRETO

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Normas Ensayo

NTC ASTM

454 C 172 Concreto fresco toma de muestra

396 C 143 Método de ensayo para determinar el asentamiento del

concreto.

550 C 31 Elaboración y curado de especímenes de concreto en obra

5653 C 642 Gravedad especifica, absorción y vacíos en el concreto endurecido

1926 C 138 La densidad (peso unitario, peso volumétrico, peso específico) y el rendimiento del concreto fresco

C1585 Medición de la velocidad de absorción de agua del concreto

673 C349 Resistencia a la compresión de especímenes cilíndricos de concreto

722 C496 Resistencia a la tensión indirecta de especímenes cilíndricos de concreto

Asentamiento entre 0-2 cm garantizado

Page 18: Diseño de mezclas de concretos

Peso unitaria del concreto: 980 Kg /m3

Rendimiento relativo del concreto

𝑅𝑦 =𝑌

𝑌𝑑=

0,008922𝑚3

0,009476𝑚3∗ 100% = 94,15%

Material Masa utilizada (Kg)

Agua 1,66

Cemento 4,15

A. Grueso 9,95

A. Fino 6,63

Total 22,39 Cono abrams 5.5dm3 5857,107

20 Cilindros de 5.3dcm3 8614,836

Subtotal 8614,836

Desperdicio (10%) 861,4836

Total cm3 9476,32

Total m3 0,009476

Volumen de mezcla

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2.3.1. ESPECIFICACIONES DEL CONCRETO DISEÑADO

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2.3.2. PROCEDIMIENTO DE PREPARACIÓN CONCRETO

MEZCLA MOLDEADO CURADO

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Resistencia mecánica Para la determinación de la resistencia promedio de compresión (f’c) y resistencia a la tración indirecta se realizan ensayos de resistencia a 3 cilindros por cada edad de curado y por cada prueba.

CONCRETO

Durabilidad Habilidad del concreto en resistir a la acción del ambiente, al ataque químico y a la abrasión, manteniendo sus propiedades de ingeniería.

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Inspección de viga prefabricada

Page 21: Diseño de mezclas de concretos

2.3.3. RESISTENCIA MECÁNICA

Resistencia a la compresión a los 28 días: 39,5 MPa

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Respuesta del material

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2.3.4. RESISTENCIA MECÁNICA

Resistencia a la tracción indirecta a los 28 días: 370,79 kPa

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Respuesta del material

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2.3.5. DURABILIDAD DEL CONCRETO

Porcentaje en peso de absorción : 4,89 %

Gravedad especifica, absorción y vacíos en el concreto endurecido NTC 5653

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Absorción después de inmersión 4,06 Absorción después de inmersión y ebullición 5,61 Densidad seca 4,93 Densidad después de inmersión 5,13 Densidad después de inmersión y ebullición 5,20 Densidad aparente 6,11 Volumen de poros permeable cm3 19,33 %Poros permeables 3,42

Page 24: Diseño de mezclas de concretos

2.3.6. INSPECCIÓN VISUAL DEL CONCRETO VISTA FRONTAL CONCRETO ENDURECIDO

▪ Porosidad superficial

▪ Grietas debido al apisonamiento

▪ Superficie superior rugosa

▪ Cambio de peso: 0.051 g después del curado

VISTA SUPERIOR CONCRETO ENDURECIDO

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3.1. VALOR AGREGADO PRODUCTO

Nuestros métodos de obtención de las mezclas son de excelente precisión lo que garantiza la composición real del producto sin sobredimensionamiento que eleva costos.

Los concretos de alta resistencia son aquellos cuya resistencia a la compresión a 28 días (f’c) son iguales o mayores 39-40 MPa.

Aplicaciones • Pilotes y pilas de cimentación (cimientos) • Elementos pre-esforzados; como lo son vigas y losas pre

o post-tensadas • Columnas en edificios de mediana y gran altura • Placas prefabricadas de alta resistencia mecánica • Columnas y vigas en puentes

Nuestro concreto a 28 días tiene una resistencia a la compresión y tracción indirecta de: 39,5 Mpa y 370,79kPa

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3.2. COSTOS DE FABRICACIÓN

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Datos provenientes de: Cotización en Ferretería La Floresta Materiales de Construcción El Cortijio

Material Unidad de

venta Peso por

unidad (kg) Valor Unitario (valor

en pesos)

Requerido para mezcla

(kg /m3) Para 1 m3 de concreto

(pesos $) Cemento

Argos 50 kg 50,0 23.500 437,5 205.625,0 Grava

triturada 1 m3 1.468,4 26.500 1.050 18.948,7 Canto rodado 1 m3 1.656,6 18.500 700 7.817,2

Agua 1 m3 1.000,0 1.669 175 292,1 Total $232.683

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Page 28: Diseño de mezclas de concretos

REFERENCIAS

Diego Sánchez de Guzmán, Tecnología del concreto y del mortero. Pontificia Universidad Javeriana, 2001.

Enrique Rivva L., Durabilidad y Patología del concreto. Asocem Perú. 2006 Tecnología del Concreto, A.M. Neville. Editorial Limusa, Noriega. Editores, 1989 Portafolio de Servicios. Cementos Mexicanos. CEMEX ASTM Standards in Building Codes (Normas de ASTM en los códigos de construcción). Normas Técnicas Colombianas NTC para la construcción.

Page 29: Diseño de mezclas de concretos

GRACIAS