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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.
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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
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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.
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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’’
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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.
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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
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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
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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
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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 [%].
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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
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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]