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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TECNOLOGIA DEL CONCRETO I

TECNOLOGIA DEL CONCRETO I

CICLO 2014-II TRABAJO: INFORME FINAL TEMA: DISEÑO Y DOSIFICACION DE MEZCLAS PROFESOR: ING. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

ALUMNO: Otero Monteza Danty Alexander CODIGO:20121124G

04 de Diciembre del 2014.

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TECNOLOGIA DEL CONCRETO I

Diseño y dosificación de mezclas Introducción: El proporcionamiento de mezclas de concreto, más comúnmente llamado diseño de mezclas es un proceso que consiste de pasos dependientes entre si: a) Selección de los ingredientes convenientes (cemento, agregados, agua y aditivos). b) Determinación de sus cantidades relativas “proporcionamiento” para producir un, tan económico como sea posible, un concreto de trabajabilidad, resistencia a compresión y durabilidad apropiada. Estas proporciones dependerán de cada ingrediente en particular los cuales a su vez dependerán de la aplicación particular del concreto. También podrían ser considerados otros criterios, tales como minimizar la contracción y el asentamiento o ambientes químicos especiales. Aunque se han realizado gran cantidad de trabajos relacionados con los aspectos teóricos del diseño de mezclas, en buena parte permanece como un procedimiento empírico. Y aunque hay muchas propiedades importantes del concreto, la mayor parte de procedimientos de diseño, están basados principalmente en lograr una resistencia a compresión para una edad especificada así como una trabajabilidad apropiada. Además es asumido que si se logran estas dos propiedades las otras propiedades del concreto también serán satisfactorias (excepto la resistencia al congelamiento y deshielo u otros problemas de durabilidad tales como resistencia al ataque químico).

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Aspectos teóricos: 1- Factores que intervendrán en el diseño del concreto. 

Economía

El costo del concreto es la suma del costo de los materiales, de la mano de obra empleada y el equipamiento. Sin embargo excepto para algunos concretos especiales, el costo de la mano de obra y el equipamiento son muy independientes del tipo y calidad del concreto producido. Por lo tanto los costos de los materiales son los más importantes y los que se deben tomar en cuenta para comparar mezclas diferentes. Debido a que el cemento es más costoso que los agregados, es claro que minimizar el contenido del cemento en el concreto es el factor más importante para reducir el costo del concreto. En general, esto puede ser echo del siguiente modo: - Utilizando el menor slump que permita una adecuada colocación. - Utilizando el mayor tamaño máximo del agregado (respetando las limitaciones indicadas en el capítulo anterior). - Utilizando una relación óptima del agregado grueso al agregado fino. - Y cuando sea necesario utilizando un aditivo conveniente.



Resistencia y durabilidad

En general las especificaciones del concreto requerirán una resistencia mínima a compresión. Estas especificaciones también podrían imponer limitaciones en la máxima relación agua/cemento (a/c) y el contenido mínimo de cemento. Es importante asegurar que estos requisitos no sean mutuamente incompatibles. Como sabemos también, no necesariamente la resistencia a compresión a 28 días será la más importante, debido a esto la resistencia a otras edades podría controlar el diseño. Las especificaciones también podrían requerir que el concreto cumpla ciertos requisitos de durabilidad, tales como resistencia al congelamiento y deshielo ó ataque químico. Estas consideraciones podrían establecer limitaciones adicionales en la relación agua cemento (a/c), el contenido de cemento y en adición podría requerir el uso de aditivos. 

Trabajabilidad

Claramente un concreto apropiadamente diseñado debe permitir ser colocado y compactado apropiadamente con el equipamiento disponible. El acabado que permite el concreto debe ser el requerido y la segregación y sangrado deben ser minimizados. Como regla general el concreto debe ser suministrado con la trabajabilidad mínima que permita una adecuada colocación. La cantidad de agua requerida por trabajabilidad dependerá principalmente de las características de los agregados en lugar de las características del cemento.

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2- Información requerida para el diseño de mezclas - Análisis granulométrico de los agregados - Peso unitario compactado de los agregados (fino y grueso) - Peso específico de los agregados (fino y grueso) - Contenido de humedad y porcentaje de absorción de los agregados (fino y grueso) - Perfil y textura de los agregados - Tipo y marca del cemento - Peso específico del cemento - Relaciones entre resistencia y la relación agua/cemento, para combinaciones posibles de cemento y agregados.

3- Pasos para el diseño de mezcla.            

Podemos resumir la secuencia del diseño de mezclas de la siguiente manera: Estudio detallado de los planos y especificaciones técnicas de obra. Elección de la resistencia. Elección del Asentamiento (Slump) Selección del tamaño máximo del agregado grueso. Estimación del agua de mezclado y contenido de aire. Selección de la relación agua/cemento (a/c). Cálculo del contenido de cemento. Estimación del contenido de agregado grueso y agregado fino. Ajustes por humedad y absorción. Cálculo de proporciones en peso. Cálculo de proporciones en volumen. Cálculo de cantidades por tanda.

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Análisis: En el laboratorio de ensayo de materiales se hizo el diseño y dosificación del concreto para una resistencia de 350 kg/cm2 con un slump de 3 a 4 pulgadas, para lo cual se realizó 2 dosificaciones distintas. Primera dosificación: f'c control f'cr agua x m3 a/c A.saturado

CEMENTO AGUA ARENA PIEDRA A.SATURADO

P.FISICAS P.e C.H Abs PUs PUc A.GLOBAL

arena 2600 1.87 1.17 1581 1773 0.5

W.U.S

W.OBRA

1.000 0.388 1.447 1.481

541.7 207.6 798.6 805.3

W.UNIT. O 1 0.383 1.474 1.487

350 1.28 470.4301075 210 0.38769 1.5

WS

PE

541.67 210.00 783.95 802.04 1.5

3150 1000 2600 2660

VOL ABS 0.172 0.210 0.302 0.302 0.015

piedra 2660 0.4 0.78 1501 1718 0.5

VOL (PIE3) 1.00 16.29 1.40 1.49

1 TANDA DE 54KG 12.43 4.76 18.33 18.48

Para este ensayo tuvimos que añadirle a la mezcla 1.4 litros más de agua con el fin que nos salga el slump requerido, por ese motivo tuvimos q realizar otra dosificación de mezcla haciendo la corrección por trabajabilidad, aumentando el agua de 210 a 220 litros por metro cubico, pero manteniendo la relación agua/cemento constante.

f'c control f'cr agua x m3 a/c A.saturado

350 1.28 470.4301075 220 0.38769 1.5

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CEMENTO AGUA ARENA PIEDRA A.SATURADO

WS

PE

567.46 220.00 760.31 777.85 1.5

3150 1000 2600 2660

VOL ABS 0.180 0.220 0.292 0.292 0.015

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W.U.S

W.OBRA

1.000 0.388 1.340 1.371

567.5 217.6 774.5 781.0

W.UNIT. O 1 0.384 1.365 1.376

VOL (PIE3) 1.00 16.30 1.30 1.38

1 TANDA DE 54KG 13.09 5.02 17.87 18.02

 Rotura de probetas a los 7 días:

1era probeta 2da probeta

Diámetro promedio 15.3 cm 15.25 cm

carga aplicada 45200 kg 47000 kg

resistencia 249 kg/cm2 258 kg/cm2

Resistencia promedio=253.5 kg/cm2 F=253.5*100%/350=73% Como observamos se llegó a cumplir la resistencia requerida ya que el rango de resultados era entre 70 a 75%.

 Rotura de probetas a los 28 días:

3era probeta

Diámetro promedio 15.27 cm

carga aplicada 67500 kg

resistencia 369 kg/cm2

La resistencia nos sale mayor al f’c con lo cual damos por aceptado y culminado el ensayo.

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Conclusiones: El diseño de mezclas se tendrá que realizar en gabinete y se tendrá que corroborar los resultados en laboratorio, ya que no siempre puede cumplir lo hecho en el diseño por diferentes factores. En el momento de mezclado de materiales, es probable que la muestra le haga falta más agua para conseguir la consistencia apropiada, esto se presenta cuando los agregados contienen una cantidad considerable de finos. El agregado global nos permitirá modificar el porcentaje de arena y piedra, para así conseguir una mezcla óptima y encontrar la trabajabilidad y resistencia requerida.

Recomendaciones: Diseñar 3 mezclas distintas variando el agua por metros cúbicos, ya que como dijimos será probable que falte agua para llegar a cumplir la consistencia del concreto. Llevar a curar las probetas el día siguiente del laboratorio, para que así pueda llegar a la resistencia requerida.

Bibliografía: http://www.academia.edu/4010257/Dise%C3%B1o_de_mezclas_por_el_m%C3%A9todo_ del_ACI http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/21390/capitulo4.pdf