ESTRUCTURAS EN CONCRETO

LABORATORIO 1DISEO DE MEZCLA

MARIA FERNANDA DUQUE 38.878.015HEYNER ROMAN TRUJILLO 94.471.667FEYDER HAWER ARENAS RIOS 94.482.175JOSE JULIAN MENA LORZA 6.429.534

TUTORCARLOS AUGUSTO MONTOYA BOTERO

UNIVERSIDAD DEL QUINDIOFACULTAD DE INGENIERATECNOLOGIA EN OBRAS CIVILESBUGA OCTUBRE DE 2014

ESTRUCTURAS EN CONCRETO

JOSE JULIAN MENA LORZA COD. 6.429.534

Informe # 1

TUTORCARLOS AUGUSTO MONTOYA BOTERO

UNIVERSIDAD DEL QUINDIOFACULTAD DE INGENIERATECNOLOGIA EN OBRAS CIVILESBUGA OCTUBRE 2014

TABLA DE CONTENIDO

introduccin justificacin

objetivos general objetivos especficos informacin para realizar el ejercicio Procedimiento paso n 1 seleccin del asentamiento paso n 2 seleccin del tamao mximo del agregado paso n 3 estimacin de los contenidos de agua (a) y aire paso n 4. determinacin de la resistencia de diseo paso n 5. seleccin de la relacin agua/material cementante paso n 6. Calculo del contenido de cemento paso n 7. estimacin del contenido de agregado grueso paso n 8. estimaciones del contenido de agregado fino. paso n 9. ajustes por humedad. paso n 10. ajuste a las mezclas de prueba paso n 11. uso de aditivos. paso n 12. dosificacin definitiva en peso y volumen bibliografa.

INTRODUCCION

En las obras civiles el concreto se constituye como un material fundamental para el desarrollo de las mismas, el concreto es uno de los materiales con los que ms se tiene contacto en la vida cotidiana ya que se puede encontrar en una vivienda, en una calle, en un edificio, en fin el concreto esta muchas de las edificaciones y las estructuras con las que se convive a diario.Teniendo en cuenta lo anteriormente mencionado y los datos de diseo proporcionados para el desarrollo de esta actividad en el siguiente informe se presenta el diseo de una mezcla de concreto calculada para una resistencia especificada de 24.5 Mpa (249.8 kg/cm2) para una losa de concreto dispuesta para trfico vehicular, en este informe se describe paso a paso el proceso de dosificacin de una mezcla de concreto de forma que se puedan apreciar los criterios de diseo y las bases tcnicas para dicho diseo.Mediante la realizacin de este ejercicio los alumnos podrn tener un acercamiento y retroalimentacin en temas relacionados con el concreto y sus propiedades como lo son: los materiales a utilizar, sus propiedades, su funcionabilidad dependiendo la obra para que estn dispuestos, las tcnicas de diseo y las normas que rigen actividades como estas.

JUSTIFICACION

Este diseo de mezcla permite que los alumnos del programa de Obras Civiles de V semestre de la Universidad del Quindo, tengan un acercamiento detallado a lo que significa la realizacin del diseo de una mezcla de concreto con el seguimiento de un paso a paso y la utilizacin de normas y procedimientos tcnicos que permiten poner en prctica los conocimientos y las bases tericas adquiridas a lo largo del programa. Con este ejercicio se adquiere experiencia sobre los diseos de mezclas para de esta manera obtener criterios que permitan realizar diseos de mezclas confiables, serios y basados en tcnicas y procedimientos estandarizados.

OBJETIVOS

GENERAL Determinar la combinacin ms prctica de los materiales con los que se dispone para producir un concreto que satisfaga los requisitos de comportamiento bajo las condiciones particulares de uso y realizar el diseo de una mezcla de concreto para una losa de concreto destinada a trfico vehicular.

ESPECIFICOS

Seleccionar el tamao mximo del agregado grueso.

Seleccionar la relacin agua/material cementante.

Calcular el contenido de cemento.

Estimar las cantidades de agregado grueso y agregado fino para la mezcla.

Determinar el contenido de agua en litros.

Seleccionar el asentamiento adecuado dependiendo el tipo de estructura.

Dosificar los materiales en peso y en volumen.

Optimizar los agregados para obtener un buen desempeo en la mezcla.

Obtener una buena resistencia para el diseo realizado.

Adquirir destreza a la hora de elaborar el diseo de mezcla y Posteriormente fundir los cilindros.

1. CEMENTO: 1. densidad aparente: (2.96 ton/m3)2. clase de cemento: tipo 1 de 50 kg.Ficha tcnica del cemento: 2.96 ton/m3 dependiendo del cemento.

2. AGREGADO GRUESO:3. tamao mximo: (38mm). Corresponde a 1.1/24. peso unitario compacto (grava) = 1572 kg/m3Volumen molde: A = 3.1416 * r2 = 176.715 cm2V=A*hV=176.715cm2 * 16.5cm=2916 cm3V=2916cm3.Peso unitario material compactado/ volumen del molde= 44587 gr/2916gr= 1.572gr/cm 1.572gr/cm * 1000m3= 1572kg/m3 5. densidad aparente= (2.46ton/m3).A. Peso de la muestra seca en gramos = 3585 gr.B. Peso de la muestra seca saturada = 3654 gr.C. Peso de la muestra sumergida en el agua = 2285 gr.

Clculos: formulas. B-C 3654gr-2285gr = 1369gr. A-C 3585gr-2285gr = 1300gr. B-A 3654gr-3585gr = 69gr.Peso especfico aparente: La Frmula es: A / (B-C) = 358.5 gr / (3654 gr-2285gr) = 3585gr/ 1369gr =2.62 gr. 6. PORCENTAJE DE ABSORCIN: (1.9%) La frmula es: (B-A)/ A * 100% = (3654gr-3585gr)/ 3585gr= 69 gr/3585 gr.=0.019*100%= 1.92%7. Humedad:(1.3%)Formula:(Peso hmedo-peso seco) /peso seco * 100%=(2950 gr-2912gr) /2912 =*100%= 38 gr/0,01304 gr *100%= 1.3% de la humedad.

3. AGREGADO FINO:8. mdulo de finura (3.00).Para halla el mdulo de finura de la arena: es la sumatoria de porcentajes retenidos acumulados del tamiz de pulgada hasta el tamiz n100 luego se divide por 100 y da como resultado el mdulo de finura.9. densidad aparente saturada (2.52 ton/m3). G= peso de la muestra seca suelta = 490.1 gr Ga= peso del agua aadida en probeta = 302.0 gr V= volumen de la probeta en cm3 = 500.0 cm3 Clculos: Formulas V-Ga => 500gr-302gr= 198gr 500-G=> 500gr-490.1 gr= 9.9gr. Densidad nominal = G/ (V-Ga)-(500-G)= Densidad nominal= 490.1 gr/ (500gr-302gr)-(500gr-490.1gr)= Densidad nominal= 490.1gr/ 198 gr-9.9 gr= Densidad nominal= 490.1gr/188.1 gr= Densidad nominal= 2.606 gr10. absorcin (2.1 %) Formulas: 500gr-G/G * 100= 500 gr-490.1gr/490.1gr*100= 2.02% 11. humedad (3.3 %) Arena humedad- arena seca/ arena seca= (1275gr-1232gr)/1232 gr= 0.034gr*100%= 3.49%

4. TIPO DE ADITIVOS:12. no vamos a emplear aditivos.5. RESISTENCIA ESPECIFICADA:13. 24.5Mpa Hacemos la conversin de Mpa a kg/cm2:24.5 *10 = 245kg/cm2 * 14.28 =3500 psi.

7. ASENTAMIENTOS DEL CONCRETO O TIPO DE ESTRUCTURA A FUNDIR14. Asentamiento: segn el tipo de estructura a seguir escogida entre 5 y 10 cms y la resistencia especificada.

PROCEDIMIENTOS:

SELECCIN DEL ASENTAMIENTO (PASO1).Escogemos una consistencia media plstica que es el ms comn con un asentamiento del 50-100mm que se realiza con la prueba del slump para determinar su consistencia y fluidez. Para el control del agua en la mezcla es necesario sacar 2 pruebas una cuando el material se encuentra saturado y otra cuando el material se encuentra totalmente seca.

Tabla N 19. Asentamientos recomendados para concretos de diferentes grados de manejabilidadConsistenciaAsentamiento cmTipo de estructura y condiciones de colocacin

Muy seca0 2.0Pilotes o vigas prefabricadas de alta resistencia, con vibradores de formaleta

Seca2.0 3.5Pavimentos con maquina terminadora vibratoria

Semi-seca3.5 5.0Pavimentos con vibradores normales. Fundaciones de concreto simple. Construcciones en masas voluminosas. Losas medianamente reforzadas con vibracin.

Media5.0 10.0Pavimentos compactados a mano. Losas mediana mente reforzadas con mediana compactacin, columnas, vigas, fundaciones y muros reforzados con vibracin.

Hmeda10.0 15.0Revestimiento de tneles, secciones con demasiado refuerzo. Trabajos donde la colocacin sea difcil. Normalmente no es apropiado para compactarlo con demasiada vibracin.

SELECCIN DEL TAMAO MXIMO DEL AGREGADO (PASO 2).Tamao del agregado disponible = 38mm 1.1/2 grava.Las normas de diseo estructural recomiendan que el tamao mximo nominal del agregado grueso sea mayor que sea mayor que sea econmicamente disponible, siempre que sea compatible con las dimensiones y caractersticas de la estructura.La norma NSR-10 prescribe que el agregado grueso no ser mayor de: 1/5 de la menor dimensin entre las caras de encofrado; o 1/3 del peralte de la losa; o 3/4 del espacio libre mnimo entre barras individuales de refuerzo, paquetes de barras, tendones o ductos de refuerzos.El TMN determinado aqu, ser usado tambin como tamao mximo simple.

ESTIMACIN A LOS CONTENIDOS DE AGUA (A) Y AIRE (PASO3).Concreto sin aire incluido. Se supone que con 180 kg de agua por m3 de concreto se obtiene el asentamiento de 5,0 cm para tamao mximo nominal.

A = 180kg/m3 de concreto

Cantidad de agua de recomendada, en kg por m3 de concreto, para los tamaos mximos nominales indicados y de acuerdo al valor del asentamiento.

Asentamiento (cm)Concreto sin aire incluido

Tamaos mximos nominales (mm)

10131925385075

0,0 - 2,5185180165160140135125

3,0 - 5,5,205200185180160155145

5,5 - 7,5215210190185170165155

8,0 - 10,0225215200195175170165

10,5 - 15,0235225205200180175170

15,5 - 18,0240230210205185180175

% contenido del aire3,02.52,01,51,00,50,3

DETERMINACIN DE LA RESISTENCIA DE DISEO (PASO 4).Para fc = 24Mpa (245 kg/cm2).El concreto debe dosificarse y producirse para lograr una resistencia de diseo fc dada por el calculista. Dada la variabilidad del concreto por la cantidad de parmetros que se involucran en su fabricacin, es necesario dosificar para una resistencia fcr mayor que la fc especificada. Resistencia:Fcr = fc+70 si fc< 210 kg/cm2Fcr = fc+85 si 210 fc < 350kg/cm2Fcr = fc+100 si fc 350 kg/cm2 Fcr= fc+85 si 210fc p.seco del A. grueso (kg/m3) = 0.68 * (1572 kg/m3) = =>p.seco del A. grueso (kg/m3) = 1068.96 kg/m3

Vol. Agregado grueso (m3)= p. seco del A. grueso/ p. especifico del A. grueso=>vol. A. grueso (m3) = 1068.96kg/m3/ 2460kg/m3 = 0.4345 kg/m3=> Vol. A. grueso= 0.4345 kg/m3

ESTIMACIN DEL CONTENIDO DE AGREGADO FINO (PASO 8)La cantidad de agregado fino se determina por las diferencias entre el volumen total de la mezcla (1m3) y la suma de los volmenes de cemento-agua y agregado grueso. Para facilitar el clculo de las proporciones iniciales y los ajustes posteriores, es agregado fino se expresa como porcentaje con respecto al volumen total del agregado.

Vol. A. fino (m3)= 1-(vol. Agua+ vol. Aire +vol. Cemento+ vol. A. grueso)Vol. A. fino (m3)= 1-(0.180 + 0.010 + 0.13 +0.4345)Vol. A. fino (m3)= 1-0.7545Vol. A. fino (m3)= 0.245Por consiguiente el peso seco del agregado fino ser:p. A. fino (kg/m3) = (vol. A. fino) (p. especifico del A. fino)=> p. A. fino (kg/m3) = (0.245) (2520)

=> p. A. fino (kg/m3) = 617.4 kg/m3

AJUSTES POR HUMEDAD( PASO 9)El contenido de agua aadida para formar la pasta ser afectada por el contenido de humedad de los agregados. Si ellos estn secos al aire absorbern agua y disminuir la relacin a/c y la trabajabilidad. Por otro lado si ellos tienen humedad libre en su superficie (agregado mojados) aportaran algo de esta agua a la pasta aumentado la relacin a/c, la trabajabilidad y disminuyendo la resistencia a compresin. Por lo tanto estos efectos deben ser tomados estimados y la mezcla debe ser ajustada tomndolos en cuenta.As:Agregado grueso: Humedad =%Wg % absorcin =%ag

Agregado fino: Humedad =%Wf % absorcin =%af

Pesos de agregados hmedos:p. A. gruesos hmedos (kg)= (p. A. grueso seco). (1+%Wg / 100)=> p. A. gruesos hmedos (kg)= (1068.96kg/m3) (1+1.3% /100)=> p. A. gruesos hmedos (kg)= (1068.96kg/m3) 1+0.013=> p. A. gruesos hmedos (kg)= (1068.96kg/m3) 1.013=> p. A. gruesos hmedos (kg)= 1082.85 kg/m3

p. A. finos hmedos (kg)= (p. A. finos seco). (1+%Wf / 100)=> p. A. finos hmedos (kg)= (617.4kg/m3) (1+3.3% /100)=> p. A. finos hmedos (kg)= (617.4kg/m3) 1+0.033=> p. A. finos hmedos (kg)= (617.4kg/m3) 1.033=> p. A. finos hmedos (kg)= 637.77 kg/m3

Agua efectiva:

Agua en agregado grueso = (p. A. grueso seco). (%Wg -% ag)/100= X=>Agua en agregado grueso = 1068.96 kg/m3 (1.3-1.9%)/ 100= X=>Agua en agregado grueso = 1068.96 kg/m3 (-0.6) /100 = X=>Agua en agregado grueso = -641.4kg/m3 /100 = X=>Agua en agregado grueso = -6.41376kg/m3 = X

Agua en agregado fino= (p. A. fino seco). (%Wf -% af)/100= y=>Agua en agregado fino = 617.4 kg/m3 (3.3-2.1%)/ 100= y=>Agua en agregado fino = 617.4 kg/m3 (1.2) /100 = y=>Agua en agregado fino = 740.88 kg/m3 /100 = y=>Agua en agregado fino = 7.41kg /m3 = y

Agua efectiva (lts)= agua de diseo- (x+y)Agua efectiva (lts)= 180 lt- (-6.41376 kg/m3 + 7.41 kg/m3)Agua efectiva (lts)= 180 lt- (0.99 kg/m3) Agua efectiva (lts)= 179. lt AJUSTES A LA MEZCLA DE PRUEBAS (PASO 10)Para la realizacin de este diseo no se tiene en cuenta este paso ya que como no se han realizado diseos anteriores, ni sean echo pruebas que arroje. Registros para la realizacin y desarrollo a los ajustes de las mezcla de prueba.En este proceso no se va a utilizar aditivos pero si la mezcla lo requiere se debe de tener en cuenta las recomendaciones del fabricante. Cantidad de aditivo = ad. (Kg/m3 concreto)= % escogido * C

USO DE ADITIVOS(PASO 11) No se us aditivos.

DOSIFICACIN DEFINITIVA EN PESO Y VOLUMEN ( PASO 12)Dosificacin en peso y en volumen:Con los volmenes y las densidades de los materiales, se pueden encontrar las cantidades por peso (en estado seco) de los agregados.MATERIALPESOW VOLUMENV CORRECCION POR HUMEDADW AJUSTE POR HUMEDADW AJUSTE POR HUMEDADV

Cemento3830.133830.13

Aire00,0100.01

Agua1800,18-1.01790.17

Grava10690,43+6.421062.580.43

Arena617.40.24-7.42624.810.25

TOTAL2249.4

Con los datos anteriormente dispuestos en la tabla se puede decir que la dosificacin para este diseo de mezcla es la siguiente: Por peso:Cemento: 383 Agua: 179 Grava: 1062.58 Arena: 624.81

Por volumen:Cemento:0.13 Aire:0.01 Agua: 0.17 Grava: 0.43 Arena: 0.25

CONCLUSION

Los distintos mtodos de seleccin de la mezcla pueden parecer simples y, en realidad, no implican clculos muy complejos. Sin embargo, para llevar a la prctica exitosamente la seleccin se requiere experiencia, que unida al conocimiento de la influencia de los distintos factores que afectan las propiedades del concreto. Este conocimiento se debe basar en una comprensin del comportamiento del concreto. Cuando estas tres experiencias, conocimiento, y comprensin estando todos presentes, es probable que la primera mezcla de ensayo sea aproximadamente satisfactoria, y que se pueda ajustar en forma rpida y exitosa para lograr una mezcla con las propiedades deseadas.

No es suficiente seleccionar una mezcla adecuada de concreto; tambin es necesario asegurar una ejecucin exacta de todas las operaciones comprendidas en la elaboracin del concreto, tal ejecucin requiere destreza respaldada por conocimiento apropiado en el grado de ejecucin. La creencia, alguna vez sostenida, de que cualquiera puede hacer concreto, ha conducido a veces a una situacin tal que as fuera. Las consecuencias de tal ejecucin se manifiestan solas antes de mucho. No se exagera si se dice que, empleado completamente, el concreto es un material de construccin de muy buenos resultados pero, en el sentido literal de la palabra, debe hacerse un estudio previo de los materiales que lo van a constituir para as realizar una diseo de mezcla lo cual cumpla con todas los requerimientos del constructor.

Bibliografa:Libro gua el concreto y otros materiales de construccinManual de supervisin de obras en concretoLaboratorio concresuelos