DISEÑO DE MEZCLAS

MÉTODO : “DIN”

O Diseñar y obtener la resistencia demandada del concreto utilizando el método DIN.

O Realizar el diseño de mezcla de concreto con el estudio ya realizado a los agregados en la práctica anterior de laboratorio, utilizando sus características de estos y demás.

 O Elaborar una probeta para verificar las propiedades del

concreto fresco y endurecido, también para comprobar las características dadas para dicho diseño.

 O Determinar las cantidades necesarias de acuerdo al diseño a

realizar. O Alcanzar la resistencia promedio para lo cual ha sido diseñada

el espécimen de prueba.

OBJETIVOS

INFORMACION REQUERIDA PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS

O Análisis granulométrico de los agregados. O Peso unitario compactado de los agregados (fino y

grueso).O Peso específico de los agregados (fino y grueso). O Contenido de humedad y porcentaje de absorción.

de los agregados (fino y grueso). O Perfil y textura de los agregados. O Tipo y marca del cemento. O Peso específico del cemento. O Relaciones entre resistencia y la relación

agua/cemento, para combinaciones posibles de cemento y agregados.

PROPIEDADAGREGADO

FINOAGREGADO

GRUESO

Peso específico de masa. 2.69 gr/cm3 2.41gr/cm3

GRANULOMETRIA

Módulo de finura 2.859 6,52

Tamaño máximo Nominal

1” ………

PESO UNITARIO

Peso unitario suelto

1696kg/m3 1469kg/m3

Peso unitario compactado

1818kg/m3 1536kg/m3

CONTENIDO DE HUMEDAD 1.375% 0.35%

Porcentaje de Absorción 2.4% 1.3%

Perfil agregado Angular

CEMENTO PORTLAND (PEM) 3150 kg/m3

DISEÑO POR EL MÉTODO WALKER

1.- Para un f´c de 240 kg/cm2 240 (1.2) = 288 kg/cm2.

2.- TMN = 1”

3.- SLUMP = plástico (3” – 4”).

4.- V aire atrapado y el V de agua de mezcla (se verifica en la tabla con el slump y el TMN del agrgado grueso).

Asentamiento

Agua en kg/m3 de concreto para los tamaños nominal máximo del agregado grueso y consistencia indicados

3/8” ½” ¾” 1” 1 ½” 2” 3” 6”

Concreto sin aire incorporado

1” a 2” 207 199 190 179 166 154 130 113

3” a 4” 228 216 205 193 181 169 145 124

6” a 7” 243 228 216 202 190 178 160 --

Airea atrapado

3 2.5 2 1.5 1 0.5 0.3 0.2

Concreto con aire incorporado

1” a 2” 181 175 168 160 150 142 122 107

3” a 4” 202 193 184 175 165 157 133 119

6” a 7” 216 205 197 184 174 166 154 --

Aire total 8 7 6 5 4.5 4 3.5 3

Se obtiene: - V de agua de mezcla = 193 lts.

- V aire atrapado = 1.5%

5.- Determinamos la relación agua cemento a/c. Tabla. Relación agua/cemento y resistencia a la compresión del concreto.

Para un f´cr de 288 kg/cm2, hallamos su relación a/c por interpolación:

x = 0.5668

6.- Determinamos el FC

7.- Hallamos el volumen absoluto de la pasta

Agua

Cemento

Aire = 0.015

Vabs de la pasta = 0.3161 m3.

8.- Determinamos el Vabs del agregado global:

1m3 - 0.3161 m3 = 0.6839m3

9.- Usamos la tabla de Módulo de finura de la combinación de agregados para determinar el grado de incidencia del agregado fino y del grueso.

A la tabla se entra con los siguientes datos:

TMN = 1”Factor cemento = 8.012

Se obtiene el valor de: m = 5.25

Tamaño máximo Nominal del

agregado grueso

Módulo de finura de la combinación de agregados que da las mejores condiciones de trabajabilidad para los

contenidos de cemento en sacos/metro cúbico indicados

6 7 8 9

3/8 “ 3.96 4.04 4.11 4.19

½ “ 4.46 4.54 4.61 4.69

¾ “ 4.96 5.04 5.11 5.19

1 “ 5.26 5.34 5.41 5.49

1 ½” 5.56 5.64 5.71 5.79

2 “ 5.86 5.94 6.01 6.09

3 “ 6.16 6.24 6.31 6.39

O Cálculo de la incidencia del agregado fino y grueso respecto del agregado global

10.- Volúmenes absolutos de los agregados:

AGREGADO FINO = 35% X 0.6839m3 = 0.239m3.AGREGADO GRUESO = 65% X 0.6839m3 = 0.444 m3.

11.- Calculos de los pesos secos:O Peso seco del agregado fino = 0.239m3 X 2690 =642,91kg O Peso seco del agregado grueso = 0.444 m3 X 2410 = 1070,04 kg

12.- Valores de diseño en el laboratorio:

Volumen de agua de mezcla = 193 lts.Cemento = 340.508 kg.Agregado fino seco = 642,91kg.Agregado grueso seco = 1070,04 kg.13.- Corrección por humedad de los agregados:

Peso húmedo del agregado fino = 642,91kg X (1 + 1.375%) = 651,75 kgPeso húmedo del agregado grueso = 1070,04 kg X (1 + 0.35%) = 1073,79 kg

14.- Aporte de agua por humedad de los agregados:O Para el agregado fino = 651,75kg X (1.375% - 2.4%) = -6,68O Para el agregado fino = 1073,79kg X (0.35% - 1.3%) = -

10.20O Aporte = -16.633

15.- Cálculo del agua efectiva.

193 lts. +16.88 lts = 209.88lts

16.- Materiales al pie de obra:

Agregado fino húmedo = 651,75kg.Agregado grueso húmedo = 1073,79 kg.Cemento = 340.508 kg.Agua de mezcla = 209.88lts.

O Tanda usada en el laboratorio:

O Agregado fino húmedo = 5.656 kg.O Agregado grueso húmedo =

11.529 kg.O Cemento = 3.4051 kg.O Agua de mezcla = 2.096lts.

Se extrajo material de la cantera La Victoria, en la cantidad aproximada.  Se pesó el agregado fino, el agregado grueso y el cemento en las proporciones requeridas.

PROCEDIMIENTO EN EL LABORATORIO

Se mezcló en el equipo el agregado fino, el agregado grueso, el cemento y el agua. Los tres primeros se mezclaron bien.

Se procedió a añadir la mezcla en el cono de Abrams, compactándolo con una varilla de acero, primero una tercera parte la cual fue compactada con 25 golpes, luego se agregó un poco más de mezcla hasta las 2/3 partes, compactándolo también con el mismo número de golpes y finalmente se llenó hasta el ras y compacto.

Se enrazo ayudándonos con una varilla de acero, luego se procedió a desmoldar

Finalmente se midió el slump con ayuda de una regla. 

Se procedió a añadir la mezcla en el molde, la cual se realizó por capas en un número de tres, chuzándolo con una varilla de acero, en un número de 25 golpes, para evitar la segregación.

se procedió a pesar, para obtener el peso especifico del concreto fresco. 

Luego se deja secar a las probetas por 24 horas, para luego ser sumergidas en agua(fraguar) durante 8 díasLuego de los 8 días se procederá a ensayar en la máquina de compresión para verificar si se llegó a la resistencia requerida

Segregación El concreto elaborado tiene una NULA. Exudación

La exudación, en el concreto elaborado no se produjo. Slump

El Slump determinado con la prueba del Cono de Abrams es 3”.

 

ROTURA DE LA PROBETA Y CÁLCULO DEL

MÓDULO DE ELASTICIDAD.

O TABLATONELAD

ASESFUERZO(kg/

cm2)

DEFORMACION PARCIAL (10^-

3)

DEFORMACION UNITARIA

1 5.51090523 5 0.1651255

2 11.0218105 30 0.99075297

3 16.5327157 56 1.84940555

4 22.0436209 69 2.27873184

5 27.5545262 84 2.77410832

6 33.0654314 105 3.4676354

7 38.5763366 115 3.79788639

8 44.0872419 128 4.22721268

9 49.5981471 136 4.49141347

10 55.1090523 150 4.95376486

11 60.6199575 156 5.15191546

12 66.1308628 164 5.41611625

13 71.641768 174 5.74636724

14 77.1526732 178 5.87846764

15 82.6635785 185 6.10964333

16 88.1744837 190 6.27476882

17 93.6853889 196 6.47291942

18 99.1962942 200 6.60501982

19 104.707199 205 6.77014531

20 110.218105 210 6.93527081

21 115.72901 220 7.2655218

22 121.239915 230 7.59577279

23 126.75082 235 7.76089828

24 132.261726 238 7.85997358

25 137.772631 240 7.92602378

26 143.283536 244 8.05812417

27 148.794441 249 8.22324967

28 154.305346 253 8.35535007

29 159.816252 257 8.48745046

30 165.327157 261 8.61955086

31 170.838062 267 8.81770145

32 176.348967 273 9.01585205

33 181.859873 290 9.57727873

34 187.370778 294 9.70937913

35 192.881683 304 10.0396301

36 198.392588 309 10.2047556

37 203.903494 314 10.3698811

Esfuerzo en Kg/cm2

Deformación en mm

0 2 4 6 8 10 120

50

100

150

200

250

f(x) = 1.5627105723325 x² + 4.21216320189027 x + 2.09027826269217R² = 0.991520019154036

Esfuerzo vs Deformacion

  Esfuerzo

Deformación

Máximo 203.9 10.37 mm

PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO

PROBETA

W (molde)

(gr)

W (molde

+ concret

o fresco)

(gr)

W (concre

to fresco)

(C)

Volumen del molde(cm3)

Pe (concre

to fresco)(gr/cm3)

1 11174 24804 13630 5334.438 2.555

1.- Slump :

En teoría el Slump alcanzado deberá estar entre 3” y 4”.El Slump determinado con la prueba del Cono de Abrams es 3”.

2.- Segregación:El concreto elaborado tiene una segregación NULA.

3.- Exudación :La exudación, en el concreto elaborado no se produjo.

PROBETAW (concreto endurecido)

(gr.)

Volumen del molde

(cm3)

Pe (concreto

endurecido)(gr/cm3)

1 13350 5334.438 2.5026

PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDO

Como el concreto tiende a ser de orden exponencial de segundo grado tendremos la gráfica ajustada siguiente:

Donde Y será la tendencia de la curva con una aproximación de 99 %

0 2 4 6 8 10 120

50

100

150

200

250

5.5109052317138311.0218104634277

16.532715695141522.0436209268553

27.554526158569133.065431390283

38.576336621996844.0872418537106

49.598147085424555.1090523171383

60.619957548852166.1308627805659

71.641768012279777.1526732439936

82.663578475707488.1744837074212

93.68538893913599.1962941708489

104.707199402563110.218104634277

115.72900986599121.239915097704

126.750820329418132.261725561132137.772630792846143.283536024559

148.794441256273154.305346487987159.816251719701165.327156951415

170.838062183129176.348967414842

181.859872646556187.37077787827

192.881683109984198.392588341698

203.903493573412f(x) = 1.5627105723325 x² + 4.21216320189027 x + 2.09027826269217R² = 0.991520019154036

Esfuerzo vs Deformacion

PROPIEDAD VALORES

Valores Corregidos de Diseño- Agregado fino húmedo = 5.656 kg.- Agregado grueso húmedo = 11.529 kg.- Cemento = 3.4051 kg.- Agua de mezcla = 2.096lts.

Dosificación

Slump 3 plg

Peso Unitario Concreto Fresco 2555 Kg./cm2

Peso del Concreto Endurecido 2502 Kg./cm2

f’c (Kg./cm2)pedido 240 Kg./cm2

f’cPromedio (07 días) 203.90 kg/cm2

f’cPromedio (28 días) 240 (valor esperado) Kg./cm2

Módulo de Elasticidad (Kg./cm2

CUADRO RESUMEN