INFORME DISEO DE MEZCLAS

[INFORME DISEO DE MEZCLAS]UNS

ContenidoI. OBJETIVOS2II. MARCO TERICO2III. EQUIPOS Y MATERIALES5IV. PROCEDIMIENTO8V. RESULTADOS9VI. OBSERVACIONES10VII. CONCLUSIONES11VIII. RECOMENDACIONES11IX. BIBLIOGRAFA11X. ANEXOS11

DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO (MTODO ACI)

I. OBJETIVOS1.1. Objetivo General: Realizar el diseo de mezcla de concreto que presente la resistencia final que se requiera (210 Kg/cm2).1.2. Objetivos Especficos: Obtener un concreto que tengan las caractersticas requeridas, consistencia plstica con un control de calidad bueno. Elaborar testigos de concreto que cumplan los requerimientos especificados, para luego ser sometidos a rotura. Comprobar si la resistencia obtenida de la rotura es la misma que la resistencia diseada. Comprobar el slump segn el diseo.

II. MARCO TERICOEl concreto comnmente se conoce en el medio como un material de construccin que se disea bajo normas especficas dependiendo del proyecto que se vaya a utilizar y con las caractersticas econmicas para un determinado fin.El concreto se hace a base de diseos, con trabajos de ingeniera y por esta condicin estn sujetos a cambios y modificaciones para optimizarlo. Para su elaboracin se deben tener en cuenta que este proceso implica el diseo, elaboracin, colocacin, curado y proteccin, de los cuales depende si este es un concreto bueno o maloEsto conlleva a investigar en elaboracin de un concreto que cumpla con todas las especificaciones mencionadas y que adems se incorporen nuevos materiales, que aporten a mejorar dicho elemento.2.1. Caractersticas del concreto fresco y endurecidoSuele llamrsele as a la etapa del concreto que abarca, desde la mezcla de todos los materiales que lo integran, permaneciendo trabajable durante un tiempo, hasta que el concreto comienza a endurecer desarrollando la resistencia que soporta la estabilidad de las estructuras. Durante este perodo de tiempo el concreto debe ser colocado en su posicin final, consolidado, terminado y curado adecuadamente.Durante la etapa del concreto fresco se genera el proceso de hidratacin, el cual consiste en la reaccin del agua con el cemento formndose algunos compuestos qumicos que ocasionan el proceso de endurecimiento de las mezclas y la generacin de calor. Las reacciones qumicas de este proceso son exotrmicas, esto es, generan calor en la pasta de cemento y en el concreto.

Los productos de hidratacin que van formndose con el tiempo, son el cementante que une a las grava y la arena, desarrollando as la resistencia del concreto.El concreto recin mezclado debe ser plstico o semifluido y capaz de ser moldeado a mano. En una mezcla de concreto plstico todas las partculas de arena y grava quedan encerradas y en suspensin, la mezcla fluye como lquido viscoso, sin segregarse ni desmoronarse durante el transporte y colocacin; y cuando ste endurece, se transforma en una mezcla homognea de todos los componentes.

Durante la etapa del concreto fresco se puede identificar algunas caractersticas muy importantes en el comportamiento del concreto, tales como: Exudacin: Es la migracin del agua hacia la superficie superior del concreto en estado fresco, provocada por el asentamiento de los materiales slidos; este asentamiento es consecuencia del efecto combinado de la vibracin - durante la compactacin y la gravedad, es decir, la exudacin es un tipo de segregacin en la que parte del agua de la mezcla tiende a subir a la superficie del concreto recin colado, lo que puede ocasionar demasiada humedad en la capa superficial del concreto y si el agua queda atrapada entre elementos superpuestos del concreto, el resultado puede ser un concreto poroso, dbil y poco durable. En algunas formas de colocacin de concreto es recomendable que se presente la exudacin para facilitar el acabado del elemento. Cohesin: Representa la propiedad del concreto que describe la facilidad o dificultad que tiene la pasta de cemento y la mezcla con los agregados, de atraerse para mantenerse como suspensin en el concreto, evitando as la disgregacin de los materiales. Segregacin: Separacin de los materiales del concreto, provocada por falta de cohesin de la pasta de cemento con el resto de los componentes de la mezcla, de tal modo que su distribucin ya no es uniforme.Existen dos tipos de segregacin, en el primero de ellos las partculas ms gruesas tienden a desplazarse hacia fuera de la mezcla y en el segundo tipo se manifiesta una separacin de la lechada de la mezcla. Trabajabilidad: Es una propiedad del concreto, asociada al grado de facilidad o dificultad con la que una mezcla de concreto puede ser mezclada, transportada, colocada y terminada (acabado final). Est condicionada al equipo que se utilice en las actividades de cada etapa, es decir, la trabajabilidad adecuada para el concreto masivo no es siempre suficiente cuando se trate de secciones delgadas, de difcil acceso o con mucho acero de refuerzo.

El grado de trabajabilidad de una mezcla debe ser congruente con el equipo usado para colocarlo y consolidarlo. La energa proporcionada por una regla vibratoria ser muy diferente a la energa que se aplicar con una regla manual.

Las mezclas secas y poco trabajables debern consolidarse por medio de vibrado, pero en caso de mezclas fluidas puede no ser necesario el vibrado mecnico y solamente requerirse una consolidacin por varillado.

Durante la etapa del concreto endurecido se pueden identificar algunas caractersticas importantes en el comportamiento del concreto, tales como: Estado Endurecido: Se inicia despus del fraguado final, el cual se determina con el penetrmetro. Resistencia: La resistencia de un material se define como la habilidad para resistir esfuerzos sin llegar a la falla. La resistencia del concreto es la propiedad ms valorada por los ingenieros. Resistencia a compresin: La resistencia a compresin del concreto, se puede definir como la mxima resistencia medida en un espcimen de concreto a carga axial. Generalmente se expresa en kilogramos por centmetro cuadrado (kg/cm2) a la edad de 28 das y se le designa con el smbolo fc.Para determinar la resistencia a compresin del concreto se utilizan especmenes cilndricos de 15 x 30 cm, de acuerdo a la norma MTC E 704 - 2000, Aplicando carga constante a una velocidad de 0.14 a 0.34 MPa/s (20 a 50 lb/pulg2 - seg) hasta la falla del espcimen

Durabilidad: La durabilidad de un material es el atributo que lo identifica con el tiempo que puede prestar el servicio requerido en forma satisfactoria La durabilidad del concreto hecho con cemento portland se define como su habilidad para resistir las acciones de intemperismo, ataque qumico, abrasin o cualquier otro proceso de deterioro Un concreto ser durable si mantiene su forma original, calidad y servicio cuando es expuesto a su medio ambiente.

III. EQUIPOS Y MATERIALES Balanza electrnica

Recipientes

Mezcladora tipo trompo

Cucharas

Buggy

Probetas para testigos de concreto

Varilla de compactacin

Prensa para ensayo a compresin

IV. PROCEDIMIENTO1) Elegir el asentamiento.2) Elegir el tamao mximo nominal (TMN).3) Estimar el contenido de aire.4) Estimar la cantidad de agua de mezclado.5) Elegir la relacin agua/cemento.6) Calcular el contenido de cemento.7) Verificar si los agregados cumplen las recomendaciones granulomtricas.8) Si cumplen: Estimar el contenido de agregado grueso. Luego estimar el contenido de agregado fino.9) Si no cumplen: Optimizar la granulometra. Luego estimar el contenido de arena y grava.10) Ajustar la cantidad de agua por el contenido de humedad del agregado11) Ajustar las mezclas de prueba

V. RESULTADOS

DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO

Resistencia final: fCR= 294 Kg/cm2

Slump: 1 a 2

Caractersticas de la arena: Peso especfico Seco: 2870 Kg/m3 Mdulo de fineza: 2.9 Absorcin: 1.118% Humedad: 0.56%

Caractersticas de la piedra: Peso especfico Seco:3140 Kg/m3 Peso unitario compactado seco:1550 Kg/m3 Absorcin:1.327% Humedad:0.40%

Caractersticas del cemento: Peso especfico:3.05 gr/cm3

Caractersticas del agua: Peso especfico:1000 Kg/m3

5.1) Volumen de agua: 0.190 m3

5.2) Relacin agua/cemento:a/c = 0.548

5.3) Volumen de cemento:0.114 m3

5.4) Volumen de agregado grueso:0.301 m3

5.5) Volumen de aire:0.020 m3

5.6) Volumen de agua, cemento y piedra:0.625 m3

5.7) Volumen arena:0.375 m3

5.8) Pesos en base a los volmenes obtenidos: Cemento:348.749 Kg Arena (seca):1074.934 Kg Piedra (seca):945.500 Kg Agua:190 Kg

5.9) Correccin por humedad: Piedra hmeda: 949.282 Kg Arena hmeda:1080.953 Kg

5.10) Balance de agua en la piedra:-0.0093

5.11) Balance de agua en la arena:-0.0056

5.12) Contribucin de agua de la piedra:-8.7998 Kg

5.12) Contribucin de agua de la arena:-6.0317 Kg

5.12) Agua de la mezcla corregida:204.832 Kg

5.13) Diseo final, para 1m3 de concreto: Cemento:348.749 Kg Arena (seca):1080.953 Kg Piedra (seca):949.282 Kg Agua:204.832 Kg

RESISTENCIA OBTENIDA EN LA ROTURA DE TESTIGOS DE CONCRETO Primer testigo de 7 das de edad: 135 kg/cm2 Segundo testigo de 7 das de edad: 144 kg/cm2

VI. OBSERVACIONESEl mtodo ACI, data del ao 1994 y est basado en que los agregados cumplan con los requisitos fsicos y granulomtricos establecidos por ASTM C-33. De fine al agua de mezcla empricamente en funcin del Tamao Mximo de la piedra y el Mdulo de fineza de la arena exclusivamente, y correlaciona la relacin agua/cemento en peso con la Resistencia en compresin.Las principales deficiencias de este mtodo residen en que no est concebido para agregados marginales ni condiciones constructivas especiales.

VII. CONCLUSIONES Para 1m3 de concreto de fC=210kg/cm2, se obtuvo la dosificacin: 1 : 3.12 : 2.74 | 0.59L

El cilindro de concreto fue diseado para soportar un esfuerzo de fC= 210kg/cm2, con el factor de seguridad, fCR=294Kg/cm2. En los resultados de las pruebas de resistencia a la compresin para los 7 das. Se comprob en slmpu de diseo de 1-2.

VIII. RECOMENDACIONES Se recomienda trabajar con tres decimales, para lograr clculos ms precisos. Para lograr una mxima exactitud, se recomienda pesar el material como mnimo tres veces, de manera que se trabajen los clculos con un peso promedio del material.

IX. BIBLIOGRAFA Pasquel, E. (1999). Tpicos de Tecnologa de Concreto. Impreso por el Colegio de Ingenieros del Per. Lima, Per. Normas consultadas: MTC 702 MTC 704

X. ANEXOSMEMORIA DE CLCULO

DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO

Resistencia final: fCR=210 Kg/cm2 + 84 Kg/cm2fCR= 294 Kg/cm2

Slump: 1 a 2

Caractersticas de la arena: Peso especfico Seco: 2870 Kg/m3 Mdulo de fineza: 2.9 Absorcin: 1.118% Humedad: 0.56%

Caractersticas de la piedra: Peso especfico Seco:3140 Kg/m3 Peso unitario compactado seco:1550 Kg/m3 Absorcin:1.327% Humedad:0.40%

Caractersticas del cemento: Peso especfico:3.05 gr/cm3

Caractersticas del agua: Peso especfico:1000 Kg/m3

5.1) Volumen de agua (Tabla 1):190Kg = 0.190 m3

5.2) Relacin agua/cemento (Tabla 2):a/c = 0.548

5.3) Volumen de cemento:190Kg / 0.548 =346.462 Kg346.462 Kg / 3050 Kg/m3 = 0.114 m3

5.4) Volumen de agregado grueso (Tabla 3):Volumen Compactado Seco: 0.61 m3Volumen piedra: 0.61 m3 x 1550 Kg/ m3 / 3140 Kg/ m3Volumen piedra: 0.301 m3

5.5) Volumen de aire:0.020 m3

5.6) Volumen de agua, cemento y piedra:0.190 m3 + 0.114 m3 + 0.301 m3 + 0.020 m30.625 m3

5.7) Volumen arena:1-0.625 m30.375 m3

5.8) Pesos en base a los volmenes obtenidos: Cemento:0.114 m3 x 3050 Kg/ m3 = 348.749 Kg Arena (seca):0.375 m3 x 2870 Kg/ m3 = 1074.934 Kg Piedra (seca):0.301 m3 x 3140 Kg/ m3 = 945.500 Kg Agua:0.190 m3 x 1000 Kg/ m3 = 190 Kg

5.9) Correccin por humedad: Piedra hmeda: 945.500 Kg x (1.004) = 949.282 Kg Arena hmeda:1074.934 Kg x (1.0056) = 1080.953 Kg

5.10) Balance de agua en la piedra:0.004 0.01327 = -0.0093

5.11) Balance de agua en la arena:0.0056 0.01118 = -0.0056

5.12) Contribucin de agua de la piedra:949.282 Kg x -0.0093 = -8.7998 Kg

5.12) Contribucin de agua de la arena:1080.953 Kg x -0.0056 = -6.0317 Kg

5.12) Agua de la mezcla corregida:190 Kg (-8.7998 Kg - 6.0317Kg) = 204.832 Kg

5.13) Diseo final, para 1m3 de concreto: Cemento:348.749 Kg Arena (seca):1080.953 Kg Piedra (seca):949.282 Kg Agua:204.832 Kg

RESISTENCIA OBTENIDA EN LA ROTURA DE TESTIGOS DE CONCRETO Primer testigo de 7 das de edad: 135 kg/cm2 Segundo testigo de 7 das de edad: 144 kg/cm2

TABLA 01Cantidades de agua de amasado para diferentes slump, tamao mximo de agregado y contenido de aire

TABLA 02Relacin Agua/Cemento vs fc

TABLA 03Volumen de agregado grueso compactado en seco por metro cbico de concreto

FOTOS DEL SLUMP

FOTOS PROBETAS

FOTOS ENSAYO A LA COMPRESIN

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