informe de disec3b1o de mezcla y resistencia a la compresion

7/22/2019 Informe de Disec3b1o de Mezcla y Resistencia a La Compresion

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DISEO DE MEZCLA Y ENSAO A LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DECILINDROS DE CONCRETO

YULIANA PEREIRA SOLANO

MANUEL FERNANCO GOMEZ PEREZ

JHON JAIRO OSORIO ROMAN

RAFAEL SAMITH MANJARREZ HERRERA

ING:

MARCOS DE LEON

UNIVERSIDAD DE SUCRE

FACULTAD DE INGENIERA

DEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVIL

MATERIALES DE LA CONTRUCCION

SINCELEJOSUCRE

2012


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INTRODUCION

Se puede decir que las propiedades del concreto se estudian principalmente conel propsito de seleccionar los ingredientes apropiados de la mezcla.

En la usanza britnica, la seleccin de los ingredientes de la mezcla y susproporciones se llama diseo de mezcla. Este trmino, aunque comn, tiene ladesventaja de denotar que la seleccin es una parte del proceso del diseoestructural. Esto no es correcto porque el diseo estructural se relaciona con eldesempeo requerido del concreto, y no con el proporcionamiento por menorizadode los materiales que aseguran ese desempeo. El termino americanoproporcionamiento de la mezcla no es nada excepcional, pero no se usa sobrebase universal. Por esta razn, adoptaremos, la expresin del encabezado de estetrabajo, a veces abreviada como seleccin de mezcla.

Aunque el diseo estructural no se relaciona normalmente con la seleccin demezcla, el diseo impone dos criterios para esta seleccin: la resistencia delconcreto y su durabilidad. Es importante agregar un requisito implcito en elsentido de que la trabajabilidad debe ser apropiada para las condiciones decolado. El requisito de trabajabilidad se aplica, digamos, no solo al revenimientoen el tiempo de la descarga desde la mezcladora sino tambin a una limitacinsobre la prdidadel revenimiento hasta el momento de la colocacin del concreto.

A causa de la dependencia de la trabajabilidad requerida respecto de lascondiciones de la obra, por lo que no se deber fijar la trabajabilidad antes deconsiderar el procedimiento de construccin.

Adems, la seleccin de las proporciones de la mezcla tiene que tener en cuentael mtodo de transporte del concreto, especialmente si se piensa en bombeo.Otros criterios importantes son: tiempo de fraguado, el grado de sangrado yfacilidad de acabado; estos tres estn interconectados. Dificultades considerablespueden surgir si estos criterios no se consideran debidamente durante la seleccinde las proporciones de la mezcla o cuando se ajustan estas proporciones.

La seleccin de las proporciones de la mezcla es as, simplemente, el proceso de

escoger los ingredientes adecuados del concreto y determinar las cantidadesrelativas de los mismos con el objeto de producir, tan econmicamente como seaposible, concreto con cierto mnimo de propiedades especialmente resistencia,durabilidad y una consistencia requerida.


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OBJETIVOS

General:

Realizar el diseo de una mezcla de concreto partir de unos agregados

previamente analizados.

Especifico:

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 yposteriormente fundir los cilindros.


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PROCEDIMIENTO


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Datos para 1 m3de concreto

Asentamiento de 5cm-10cm

T.M.N = 1

Contenido de aire 1.7% = 17 litros= 0.017 m3/m3= Vaire

Estimacin del agua de mezclado

Asentamiento sin inclusor de aire = 195 kg/m3

Vagua = m/ = 0.195 m3/m3; =1000 kg/m3

Estimacin de la relacin a/c para fc = 296 kg/cm2

a/c = 0.453;

Entonces c= agua de mezclado/(a/c)

c = 195 kg/m3/ 0.453 Entonces

c = 430.46 kg/m3

PARA EL VOLUMEN DE CEMENTO TENEMOS QUE:

Vc = c/c= 430.46 kg/m3

/2840 kg/m3

Vc = 0.152 m3/m3

DOSIFICACIN PARA LA ARENA:

Modulo de finura de la arena: 2.34

b/b0=0.71

b0= (1407.6kg/m3

)/2660=0.6.

b= (b/b0)* b0

b= (0.71)*0.6= 0.426.

por lo tanto para hallar el volumen de los agregados hacemos:


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VT= Vc + Vagua+ Vaire+ Va

Entonces

1-0.152-0.195-0.017 = Va

Vagregados = 0.636m3/m3.

Por medio del mtodo grafico encontramos que la optimizacin de los agregados

es de: 69% de los agregados gruesos y 31% de los agregados finos. Con esto se

puede hallar los volmenes de estos agregados.

Vfinos= 0.636*0.31= 0.197 m3/m3.

Vgruesos=0.636*0.69=0.439 m3

/m3

.

Por lo tanto de las prcticas anteriores tenemos que:

Densidad Aparente del agregado grueso=2.5 gr/cm3=2500kg/m3.

Densidad Aparente del agregado fino=2.63 gr/cm3=2630kg/m3.

dg = 2500kg/m3

df= 2630kg/m3

dpromedio = (%f)*df + (%g)*dg

dpromedio = 0.31 x 2630 + 0.69 x 2500= 2540.3kg/m3.

Los pesos de los agregados ser de:

Warena= dpromedio *Vagregados* %arena.

Warena=( 2540.3kg/m3)( 0.636m3/m3)(0.31)

Warena= 500.84 kg/m3.

Wgrava= dpromedio *Vagregados* %grava.

Wgrava=( 2540.3kg/m3)( 0.636m3/m3)(0.69).


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Wgrava= 1114.79 kg/m3.

Material Masa kg/m Densidad

(kg/m3)

Volumen m /m

Cemento 430.46 2840 0.152Aire 0 0 0.017

Agua 195 1000 0.195

Arena 500.84 2630 0.197

Grava 1114.79 2500 0.439

Para hacer la correccin por humedad hacemos:

La arena presento una humedad de 2% y se toma que para la grava presento una

humedad de 0%, por lo tanto tenemos que:

Mharena= Marena(1+h) = 500.84 kg/m3(1 + 0.02) = 510.86kg/m3.

Como la humedad es mayor que la absorcin en la arena entonces se sabe que tendr

mas agua en exceso por lo tanto se le hace una correccin:

Correccin por humedad

Aguaarena= Ma(habs.) = 500.84 kg/m3(0.020.0067)= 6.66 kg/m3.

Esta agua ser en exceso para mezcla.

Por lo tanto se debe corregir el contenido de agua:

El agua de mezclado ser de

Ma = 195 - 6.66= 188.34 kg/m3. Esta ser la cantidad de agua de mezclado.

Ajustamos las diferentes variables del cementos y los agregados.

Para el cemento tenemos que:

c = 188.34 kg/m3/ 0.453


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c = 415.76 kg/m3.

Ahora para hallar el volumen total de los agregados tenemos que:

VT= Vc + Vagua+ Vaire+ Va

Vagregados =1 m3/m3- 0.146m3/m3 - 0.18834m3/m3 - 0.017 m3/m3.

Vagregados=0.649m3/m3.

Ahora encontraremos sus respectivos pesos:

Warena= dpromedio *Vagregados* %arena.

Warena= (2540.3kg/m3)( 0.649m3/m3)(0.31)

Warena= 519.75 kg/m3.

Wgrava= dpromedio *Vagregados* %grava.

Wgrava=( 2540.3kg/m3)( 0.660m3/m3)(0.69).

Wgrava= 1156.85 kg/m3.

Material Masa (kg/m ) Densidad

(kg/m3)

Volumen m /m

Cemento 415.76 2840 0.146

Aire 0 0 0.017

Agua 188.34 1000 0.18834

Arena 511.1 2630 0.194

Grava 1137.57 2500 0.455

Vcilindro= /4 (15cm)2x 30/1003

Vcilindro=5.3E-3 m3.


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Para hallar la cantidad de cemento que se necesita para un cilindro tenemos que:

1 m3 415.76kg

5.3E-3m3 Mc.

Mc= 2.20kg.

Por lo tanto Para los 4 cilindros mas 15% de cemento tenemos que m= 10.12 kg.

Ahora para la arena tenemos que:

1 m3 511.1kg

5.3E-3m3Ma

Ma = 2.71 kg.

Para los 4 cilindros y 15% de mas es de m=12.466kg.

Para la grava ser de:

1 m3 1137.57kg

5.3E-3m3 Mg

Mg = 6.03kg

Para los 4 cilindros y 15% de mas es de m= 27.738kg.

Agua

1 m3 188.34 kg

5.3E-3m3 Magua

Magua = 0.998kg

Para los 4 cilindros y 15% de mas es de m= 4.59kg.


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ANALISIS DE RESULTADOS

Despus de haber realizado los clculos pertinentes y obtener los resultados previstos se

tiene que:

Para los parmetros iniciales estimados como TMN, asentamiento, contenido de aire y

estimacin del agua de mezclado, lo cual nos permiti calcular el volumen de agua en la

mezcla que fue de 0.195 m3/m3. Previamente conociendo la relacin agua-cemento con

los parmetros antes mencionados se obtuvo un contenido de cemento de c = 430.46

kg/m3y un volumen de 0.152 m3/m3.

La optimizacin de los agregados se tuvo que implementar ya que el agregado

fino no cumpli con la granulometra optima, lo cual se realizo el procedimientoadecuado dando como resultados para la arena un peso de 500.84 kg/m3y volumen

de 0.197 m3/m3, para la grava un peso de 1114.79 kg/m3 y un volumen de 0.439

m3/m3.

Se hizo un reajuste por humedad lo cual se le realizo a la grava ya que presento

una humedad de 2%. Al hacer todo este procedimiento los datos corregidos son

de masa del cemento 415.76 kg/m3, volumen 0.146 m3/m3, para el agua su peso

fue de 188.34 kg/m3 y volumen de 0.18834 m3/m3, para la grava su peso fue de1137.57kg/m3y su volumen de 0.455 m3/m3, por ultimo para la arena tenemos que

el peso fue de 511.1kg/m3y su volumen de 0.194m3/m3.

La cantidad de materiales para la elaboracin de 4 cilindros ms un adicional del

15% por perdidas ya que hay que realizar la prueba de asentamiento se distribuyo

de la siguiente manera 10.12 kg de cemento, 12.46 kg de arena, 27.738 kg de

grava y 4.59 kg de agua.


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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 laprctica 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, elconcreto 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.


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DISEO Y MEDIDA DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LOSCILINDROS DE CONCRETO

Los cilindros fueron realizados de acuerdo a los resultados del diseo de mezcladel grupo nmero 2, razn por la cual los resultados obtenidos en nuestro diseo

de mezcla son totalmente diferentes a los que se utilizaron para la realizacin delos cilindros de concreto. Las masas de los diferentes componentes del cilindroson las siguientes.

Tabla 1.0

DISEO DE MEZCLA

Masa de la Arena (Kg) 10,35

Masa de la Grava (Kg) 24,69

Masa del Cemento (Kg) 8,989

Masa del Agua (Kg) 4,076

Los cilindros fueron ensayados a los 7 y 14 das (No alcanzo el tiempo para los 28das) obteniendo los resultados que se mostraran a continuacin:

Tabla 1.1

ENSAYO A LOS 7 DIAS

Dimetro 1 (m) 0,1516 Altura 1 (m) 0,305



Dimetro Promedio (m) 0,1524 Altura Promedio (m) 0,30833333

Fuerza Axial de Falla (KN) 384,2

Masa del Cilindro (Kg) 13,324

Tabla 1.2

ENSAYO A LOS 14 DIAS




Dimetro Promedio (m) 0,1533 Altura Promedio (m) 0,30833333

Fuerza Axial de Falla (KN) 487,5Masa del Cilindro (Kg) 13,422

Para los 7 das, como se puede observar en la tabla 1.1 La fuerza Axial de fallaes de 384,2 KN y el dimetro promedio de 0,1533 m; con estos se halla elesfuerzo de falla.


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Un resultado aparentemente alto para un cilindro que fue realizado para resistir alos 28 das 21 Mpa + Fs.

Peso Especfico:

Tabla 1.3

Esfuerzo de Falla para 7 Das

rea (m2) 0,01824147

Volumen (m2) 0,00562445

Peso Especifico (KN/m3) 23,2393158

Esfuerzo de Falla (Mpa) 21,0618999

Para los 14 das, como se puede observar en la tabla 1.2, la fuerza axial de fallaes de 487.5 KN y el dimetro promedio de 0.1533 m; con estos se calcula esesfuerzo de falla.

Un resultado aparentemente alto para un cilindro que fue realizado para resistir alos 28 das 21 Mpa + Fs.

Peso Especfico:


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ANALISIS DE RESULTADOS

De acuerdo a los resultados obtenidos tanto en el diseo de mezcla como en laprueba de resistencia a la compresin de los cilindros de concreto se puedeanalizar qu:

El diseo de mezcla fue realizado para soportar 296 Kg/cm2 a los 28 das,

incluido el factor de seguridad, lo que equivale a 29.0376 Mpa. Se sabe que alensayar un cilindro a los 7 das, la resistencia a la compresin tiene que estarcomprendida entre el 50-70% (0.5

- 0.7) de la resistencia a los 28 das para el

cual fue diseado, y para los 14 das 0.9. Para el caso de nuestro ensayo se

tiene:

Resistencia a los 7 das de: 21.062 Mpa

0.5

0.7

21.062 equivale a un porcentaje de:

Como se puede observar la resistencia a los 7 das queda por fuera (Mayor) delrango, este equivale al 72.53% de la resistencia para la cual fue diseado, tan solose aleja un 2.53% por encima lo que se podra aceptar debido a que no se conocela desviacin estndar.

Resistencia a los 14 das de: 26.412 Mpa

0.9

26.412 equivale a un porcentaje de:

E igual que para los 7 das, en los 14 das la resistencia tambin supera loestipulado (0.9

pero tan solo por 0.96%, como es una diferencia muy poca sepuede decir que si est cumpliendo con la condicin.

Para los 28 das; no se pudo realizar el ensayo debido a que no disponamos deltiempo necesario. Razn por la cual no se presentan los clculos para este, perose sabe que la resistencia para los 28 das tiene que ser de

.


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CONCLUSION

Despus de haber realizado todos los respectivos clculos se puede llegar a lassiguientes conclusiones:

El cilindro de concreto fue diseado para soportar un esfuerzo de

= 296Kg/cm2incluido el factor de seguridad, y en los resultados de las pruebas ala resistencia a la compresin para los 7 y 14 das siempre supero por unpequeo porcentaje al estipulado para estos das con respecto a laresistencia para el que fue diseado; para los 7 das 2.53%, para los 14das 0.96% por lo tanto se puede deducir que la optimizacin de losagregados estuvo bien realizada pero con una pequea desviacin, peroigual se obtuvo al final la resistencia

.

Para la realizacin de los cilindros se utilizaron los resultados de todos los

ensayos realizado durante el semestre, obteniendo en la prueba de laresistencia a la compresin el resultado deseado, por lo que se puede decirque todos los laboratorios fueron realizados satisfactoriamente.

El peso especifico del concreto es de 24 KN/m3, el obtenido en los cilindrosrealizados es de 23.24 KN/m3 (Diferencia de 0.76 KN/m3) para el cilindroque se ensayo a los 7 das y 23.14 KN/m3(Diferencia de 0.86 KN/m3) parael de 14 das; esta diferencia o desviacin se debe a un posible error almedir la masa del cilindro o las dimensiones de este, tambin puede serporque no se compacto lo necesario a la hora de fundir el concreto lo que

pudo haber generado que quedaran espacios vacios dentro del cilindrodisminuyendo la masa que debera estar contenida en ese volumen.

Se cumplieron todos los objetivos propuestos, tanto en este ensayo comoen todos los ensayos realizados durante el semestre.

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