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DISEÑO DE MEZCLA TECNOLOGIA DEL CONCRETO
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.
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
LABORATORIO N° 09
DISEÑO DE MEZCLA
ASIGNATURA:
TECNOLOGIA DEL CONCRETO
CICLO:
VI
INTEGRANTES:
CALDERÓN ALAYO, Jhordy Eduardo
CASAS PEREDA, Erick
IZQUIERDO SÁNCHEZ, Enok
DOCENTE:
Ing. HURTADO ZAMORA, Oswaldo
HORARIO:
JUEVES 7:50 – 9:35 pm NRC: 4277
TRUJILLO – PERÚ
2015 – I
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
DISEÑO DE MEZCLA
PROBLEMA:
Se desea calcular las proporciones de los materiales integrantes en una
mezcla de concreto a ser empleada en la construcción de muros y
pavimentos que será construido en la ciudad de Trujillo. Las especificaciones
de obra indican:
a) El tipo de cemento a usar en el diseño será Cemento Portland MS
“Pacasmayo” con un peso específico de 3.15 Kg/cm3.
b) La resistencia a la compresión del diseño de mezcla especificada a
los 28 días es f’c = 280 Kg/cm2.
c) No existen limitaciones en el diseño por presencia de procesos de
congelación; presencia de ión cloruro o ataques por sulfatos.
d) Agua potable, de la red de servicio público de Trujillo.
e) Materiales:
CARACTERÍSTICAS AGREGADO FINO AGREGADO GRUESO
Cantera Huanchaco
Perfil Arena Gruesa Piedra Chancada de
¾’’
Módulo de Fineza 2.5 7.5
T.M.N 3/8’’ 1’’
P.U.S 1 759 kg/m3 1 425 kg/m3
P.U.C. 1 884 kg/m3 1 546 kg/m3
Cont. de Humedad 0.36 % 0.84 %
Peso específico seco 2.72 2.69
% Absorción 2.04 % 0.71 %
Se desea conocer cuáles serán las proporciones en peso y en volumen en
obra.
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
SOLUCION:
[¡] IMPORTANTE: Determinamos la resistencia promedio para el diseño:
RESISTENCIA DE LA COMPRENSIÓN PROMEDIO
𝐅´𝐜 𝐅´𝐜𝐫
Menos de 210
210 a 350
Sobre 350
F´c + 70 F´c + 84 F´c + 98
F’cr = F’c + 84
F’cr = 280 + 84
F’cr = 364 kg/cm2
PASO 1º Selección y determinación del Asentamiento
TABLA Nº 1
RESISTENCIA DE LA COMPRENSIÓN PROMEDIO
TIPO DE ESTRUCTURA SLUMP
MÁXIMO
SLUMP
MÍNIMO
Zapatas y muros de cimentación reforzados 3’’ 1’’
Cimentaciones simples y calzaduras 3’’ 1’’
Vigas y muros armados 4’’ 1’’
Columnas 4’’ 2’’
Muros y Pavimentos 3’’ 1’’
Concreto ciclópeo 2’’ 1’’
Como el enunciado nos dice que el tipo de estructura será Muros y
Pavimentos entonces usaremos un asentamiento seca - plástica, es decir:
Slump = 3’’ – 1’’
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
PASO 2º Cálculo del aire atrapado.
TABLA Nº 2
CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO
TMN del Agregado Grueso Aire Atrapado %
3/8’’ 3.0
1/2’’ 2.5
3/4’’ 2.0
1’’ 1.5
1 1/2'’ 1.0
2’’ 0.5
3’’ 0.3
4’’ 0.2
Como el tamaño máximo nominal (TMN) del agregado grueso es de 1’’
entonces:
Aire atrapado = 1.5 %
PASO 3º Cálculo de la cantidad de agua de mezclado.
TABLA Nº 3
VOLUMEN DE AGUA POR M2
Asentamiento
Agua, en lt/m3, para los tamaños máximo nominales de
agregados grueso y consistencias indicados
3/8” 1/2” 3/4” 1” 1 ½” 2” 3” 6”
Concreto sin aire incorporado
1” a 2”
3” a 4”
6” a 7”
207
228
243
199
216
228
190
205
216
179
193
202
166
181
190
154
169
178
130
145
160
113
124
.....
Concreto con aire incorporado
1” a 2”
3” a 4”
6” a 7”
181
202
216
175
193
205
168
184
197
160
175
184
150
165
174
142
157
166
122
133
154
107
119
…..
Slump = 3’’ – 1’’ y TMN = 1’’ => Agua de mezclado = 193 lt/m3.
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
PASO 4º Cálculo de la relación agua – cemento (a/c).
TABLA Nº 4
RELACIÓN AGUA / CEMENTO POR RESISTENCIA
f’cr
Kg/cm2
Relación Agua /Cemento en peso
Concreto sin
aire incorporado
Concreto con
aire incorporado
150 0.80 0.71
200 0.70 0.61
250 0.62 0.53
300 0.55 0.46
350 0.48 0.40
400 0.43 ***
450 0.38 ***
Como no se menciona, si el diseño es con aire incorporado, consideramos
que éste será un concreto sin aire incorporado.
Con el valor de f’cr = 364 Kg/cm2, de la tabla n° 4 tenemos:
F’cr a/c
400 0.43
364 X
350 0.48
Entonces Interpolamos:
400 − 350
364 − 350=
0.43 − 0.48
𝐗 − 0.48
50
14=
−0.05
𝐗 − 0.48
𝐗 − 0.48 =−0.05
5014
𝐗 − 0.48 = −0.014
𝐗 = −0.014 + 0.48
𝐗 = 0.466
La Relación agua – cemento es igual a:
C
AR = 0.466
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
[¡] Importante: Calculamos la cantidad de cemento estimada.
(a
c) = 0.466
c =a
0.466
c =193
0.466
Cemento = 414,1631 Kg/m3 => 9.8 bolsas/m3.
PASO 5º Determinar la cantidad de Agregado Grueso.
TABLA Nº 5
PESO DEL AGREGADO GRUESO POR UNIDAD DE VOLUMEN DEL CONCRETO
T.M.N. DEL
AGREGADO
GRUESO
Volumen del agregado grueso seco, compactado (*) por
unidad de volumen de concreto, para diversos módulos
de fineza del agregado fino (b/bo)
MODULO DE FINEZA DEL AGREGADO FINO
2.40 2.60 2.80 3.00
3/8’’ 0.50 0.48 0.46 0.44
1/2’’ 0.59 0.57 0.55 0.53
3/4’’ 0.66 0.64 0.62 0.60
1’’ 0.71 0.69 0.67 0.65
1 1/2’’ 0.76 0.74 0.72 0.70
2’’ 0.78 0.76 0.74 0.72
3’’ 0.81 0.79 0.77 0.75
6’’ 0.87 0.85 0.83 0.81
MF (Ag. Fino) = 2.5 y TMN (Ag. Grueso) = 1’’
2.60 0.69
2.50 X
2.40 0.71
Entonces Interpolamos:
2.60 − 2.40
2.50 − 2.40=
0.69 − 0.71
𝐗 − 0.71
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
0.2
0.1=
−0.02
𝐗 − 0.71
𝐗 − 0.71 =−0.02
0.20.1
𝐗 − 0.71 = −0.01
𝐗 = −0.01 + 0.71
𝐗 = 0.70
Volumen del Ag. Grueso = 0.70
Entonces, se multiplica el volumen del agregado grueso seco y
compactado, por el peso unitario seco y compactado del agregado
grueso.
Peso Ag. Grueso = 0.70 x 1546
Peso Ag. Grueso = 1080.20 Kg/m3
PASO 6º Volúmenes absolutos de los agregados para hallar el agregado fino
de los materiales por m3.
Volumen = 𝑃𝑒𝑠𝑜
𝑃𝑒∗1000
VCemento = 414.1631
3.15 x 1000 = 0.131 m3
VAgua = 193
1000 = 0.193 m3
VAire = 1.5 % = 1.5
100 = 0.015 m3
VAg. Grueso = 1080.20
2.69 x 1000 = 0.402 m3
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Volumen Parcial = VCemento + VAgua + VAire + VAg. Grueso
Volumen Parcial = 0.131 + 0.193 + 0.015 + 0.402 [m3]
VParcial = 0.741 m3
[¡] Importante: Cálculo del Peso del Agregado Fino.
Volumen del Ag. Fino = 1 m3 – VParcial
VAg. Fino = 1 m3 – 0.741 m3
VAg. Fino = 0.259 m3
Entonces, multiplicamos el volumen del agregado fino seco y compactado,
por el peso unitario seco y compactado del agregado fino.
Peso Ag. Fino = VAg. Fino x PEAg. Fino x 1000
Peso Ag. Fino = 0.259 x 2.72 x 1000
Peso Ag. Fino = 704.48 Kg/m3
PASO 7º Cuadro de Resumen por m3 de concreto.
MATERIAL PESO
Cemento 414.16 kg/m3
Ag. Fino 704.48 kg/m3
Ag. Grueso 1080.20 kg/m3
Agua 193 lt/m3
PASO 8º Corrección por Humedad Relativa de los Agregados.
𝐏𝐞𝐬𝐨 𝐀𝐠𝐫𝐞𝐠𝐚𝐝𝐨 (𝑯) = 𝐏 𝐀𝐠(𝐬) × [ 𝟏 +𝐇%
𝟏𝟎𝟎 ]
Donde:
PAg(s) = Peso del Agregado seco.
H [%] = Contenido de humedad [%].
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Agregado Fino = 704.48 x (1 +0.36
100)
Agregado Fino (H) = 707.016 kg/m3
Agregado Grueso = 1080.20 x (1 +0.84
100)
Agregado Grueso (H) = 1089.274 kg/m3
PASO 9º Corrección por Absorción de Agregados y Agua Efectiva.
𝐏𝐞𝐬𝐨 𝐀𝐠𝐫𝐞𝐠𝐚𝐝𝐨 (𝑨𝒃𝒔) = 𝐏 𝐀𝐠(𝐬) × [ 𝐇% − 𝐀𝐛𝐬%
𝟏𝟎𝟎 ]
Donde:
PAg(s) = Peso del Agregado seco.
H [%] = Contenido de humedad [%].
Abs [%] = Absorción [%].
Agregado Fino = 704.48 x (0.36 − 2.04
100)
Agregado Fino (Abs) = – 11.84 lt/m3
Agregado Grueso = 1080.20 x (0.84 − 0.71
100)
Agregado Grueso (Abs) = + 1.40 lt/m3
Entonces, la humedad de los agregados sería:
Humedad de agregados = Ag. Fino (Abs) + Ag. Grueso (Abs)
Humedad de agregados = -11.84 +1.40 [lt/m3]
HAgregados = – 10.44 lt/m3
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
PASO 10º Calculamos el agua neta efectiva.
Agua Efectiva = ADiseño - HAgregados
Agua Efectiva = 193 – 10.44 [lt/m3]
Agua Efectiva = 182.56 lt/m3
[¡] Importante: Calculamos la
C
AR efectiva.
C
AR Diseño = 0.466
C
AR Efectiva =
182.56
414.163
C
AR Efectiva = 0.441
PASO 11º Cuadro de Resumen Final.
MATERIAL PESO
Cemento 414 kg/m3
Ag. Fino 707 kg/m3
Ag. Grueso 1089 kg/m3
Agua 183 lt/m3
PASO 12º Las proporciones en obra serán (Dosificación):
CEMENTO : AG. FINO : AG. GRUESO / AGUA
414
414 ∶
707
414 ∶
1089
414 /
183
414 𝑥 42.5
DOSIFICACIÓN:
1 : 1.71 : 2.63 / 18.79 [lt/bol]