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METODO DE WALKER

I.

INTRODUCCIÓN

En el amplio campo de la Ingeniería civil el diseño de mezclas, es sin lugar a dudas, una de las principales bases para elaborar todo tipo de estructuras de Ingeniería, ya que la durabilidad y el desenvolvimiento efectivo de dicha obra se debe casi en su totalidad al concreto con el cual se trabaja. Es por ello que en la presente práctica se pretende elaborar un concreto que reúna las características necesarias para ser utilizado en distintas obras de Ingeniería. Cabe señalar que para diseñar una mezcla de concreto existen diferentes métodos, en esta práctica el método a usar el Método Walker. Las características que se desea en una mezcla de concreto están en función de la utilidad que prestará en obra. Así si se quiere utilizar en una estructura, se tendrá una resistencia acorde a las solicitaciones y además resistente al intemperismo, es decir que sea estable. Para lograr estas cualidades se debe recurrir a procedimientos adecuados de dosificación y en algunos casos el uso de aditivos. Existen algunas propiedades que son comunes a todos los concretos y no dependen de la utilidad específica. Estas propiedades deben ser controladas por el diseñador tanto en el concreto en estado fresco y endurecido. Lo cual implica un sumo cuidado en la elaboración y curado del espécimen o muestra de prueba a realizarse teniendo en la consistencia, trabajabilidad, segregación, y las propiedades de en el estado endurecido. La realización de un óptimo control de calidad en la muestra de prueba nos dará resultados favorables en cuanto a las especificaciones impuestas en cualquier construcción civil.

II.

OBJETIVOS

-

Realizar el diseño de una mezcla de concreto usando el método del WALKER, basándonos en una resistencia especificada f’c =480 Kg/cm2 (resistencia requerida).

-

Determinar las propiedades tanto del concreto fresco (slump, peso unitario), como del concreto endurecido (esfuerzo de rotura, módulo de elasticidad).

-

III.

Evaluar la resistencia alcanzada por el concreto endurecido.

RESUMEN

La finalidad del presente es realizar el diseño de mezclas de concreto utilizando el método de WALKER. Este método requiere de una serie de operaciones previas, tales como determinar las propiedades físicas de los materiales a usar: - Peso específico de masa, grado de absorción, contenido de humedad, módulo de finura (agregado fino y agregado grueso). - Tamaño Máximo Nominal, peso seco compactado y como requisito primordial, el PERFIL (agregado grueso). - Tipo, fábrica y peso específico del cemento. - Calidad del agua.

Marco Teórico Secuencia de diseño propuesta por Walker 1.-Determinar la resistencia promedio (f´cr) en función a la resistencia especificada (f´c) y la desviación estándar de la compañía constructora y del laboratorio de ensayos. 2.-Selección máximo del tamaño nominal del agregado grueso en función de la granulometría y las dimensiones del elemento estructural a colar, así como espaciamiento mínimo entre los elementos de refuerzo. 3.Seleccionar la consistencia de la mezcla a obtener enfunción de condiciones de obra (consistencia: plástica, seca o fluida). 4.Determinar el volumen unitario del agua de diseño, enfunción del tamaño máximo nominal, slump, tipo deconcreto (con o sin aire incorporado) 5.-Determinación de la cantidad de aire (volumen) en función del tamaño máximo nominal y si es aire atrapado oincluido, condiciones de serv icio (problemas decongelamiento y deshielo, ataque de sales diversas o ión sulfato 6.-Selección de la relación Agua-Cemento: por resistencia =f(f´+cr) y por durabilidad = f (exposición del elemento). 7.-Determinación del factor cemento (F.C) en función del agua de mezclado y la relación agua-cemento. 8.Determinación de la suma de Volúmenes Absolutos de cemento agua y aire (Pasta) 9.-Determinación del volumen absoluto del Agregado Integral total. 10.-Determinación del porcentaje de incidencia del fino en el contexto de volumen absoluto del agregado global.

agregado

11.-Determinación por diferencia del volumen de incidencia del agregado grueso. 12.-Determinación de los pesos secos de los agregados fino y grueso. 13.-Corrección por humedad de los agregados. 14.-Proporcionamiento tanto en diseño como en obra.

AGREGADO FINO % que pasa % retenido

Malla

Mm

N° 4 N° 8 N° 10 N° 16 N° 20 N° 30 N° 40 N° 50 N° 80 N° 100 N° 200

4.760 2.360 2.000 1.180 0.850 0.600 0.420 0.300 0.300 0.150 0.080 Recipiente

Mm

3”

76.200 63.500 50.800 36.100 25.400 19.050 12.700 9.525 4.850 2.360 Recipiente

2” 1 ½” 1” ¾” ½” 3/8”

N° 4 N° 8

0.00 18.60 3.50 12.10 2.60 21.10 2.10 19.50 2.35 11.55 4.49 2.01

AGREGADO GRUESO % que pasa % retenido

Malla

2 ½”

100.00 77.90 65.80 63.20 42.10 40.10 40.00 20.40 18.05 6.50 2.01

100.00 100.00 100.00 100.00 81.60 77.12 53.70 38.40 0.30 0.00

0.00 0.00 0.00 0.00 18.40 4.48 23.42 15.30 38.10 0.30 0.00

%Retenido acumulado 0.00 18.60 22.10 34.20 36.90 57.90 60.00 79.60 81.95 93.50 97.99 100.00

%Retenido acumulado 0.00 0.00 0.00 0.00 18.40 22.88 48.30 61.60 99.70 100.00 100.00

Descripción P. Unitario Suelto Seco P. Unitario Compactado Seco P. Especifico Masa seca Contenido de Humedad % Absorción Modulo de Fineza Tamaño Máximo dominal

A. Fino 1663.40 1803.90

A. Grueso 1601.00 1690.50

2.44 3.25% 3.40% 244

Kg/cm3 Kg/cm3

2.56 1.90% 2.05

Gr/cm3 % %

3/4

“

1. ESPECIFICACIONES DE SERVICIO

a)

Resistencia Especificada:

f’c = 480Kg./cm2.

b)

-

Usando el criterio 2 (dado en clase).

Cuando

se

tiene

registros

de

resistencias

de

probetas

correspondientes a obras y proyectos anteriores, puesto que ya hemos realizado trabajos anteriores; podremos utilizar este criterio y la tabla que nos ofrece:V

f’c Menos de 210 210 – 350 >350

c)

f’cr f’c+70 f’c+84 f’c+98

Concreto Normal NO expuesto a condiciones severas.

2. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES

a)

Cemento -

Portland Tipo I “Pacasmayo”

-

Peso específico = 3.15 gr./cm3.

b)

Agua -

c)

Potable

Agregados:

PROPIEDADES

A. FINO

A. GRUESO

TAMAÑO MÁXIMO

-

1”

TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL

-

1”

PESO ESPECÍFICO DE MASA (gr/cm3)

2.62

2.43

ABSORCIÓN

3.09

1.05

8.30

1.34

2.863

7.55

-

1533.96

CONTENIDO DE HUMEDAD

(%) (%)

MÓDULO DE FINURA PESO U. S. COMPACTADO

(Kg/m3 )

PERFIL

IV.

anguloso

DESARROLLO DEL MÉTODO DE WALKER

1. Cálculo de f'cr. -

Tomando en cuenta el criterio 2 sabemos que:

f ´cr  f ´c  84 480 + 84 = 578

2. Determinación del TMN del Agregado Grueso.

Por lo tanto:

TMN = 3/4”

3. Determinación del Slump.

Consistencia fluídica

Slump: 3” – 5”

4. Determinación la cantidad de agua de mezclado.

Agregado angular. Volumen de Agua de Mezcla = 184

5. Determinación del contenido de aire.

Volumen de aire atrapado = 2.0%

6. Determinación de la relación a/c.

a). Por Resistencia

Interpolando: 450----------------- 0.38 578------------------ X

450----------------- 0.38

X=0.38 ∴ a/c = 0.38

NOTA: Por ser un concreto NO expuesto a condiciones severas, sólo se determinará la relación agua/cemento por Resistencia, mas no por Durabilidad.

7. Cálculo del factor cemento (FC). FC= 184 /0.38 ∴ FC = 484.21 Kg./m3 = 11.39 Bls/m3

∴ FC = 484 Kg./m3 = 11.39 Bls/m3

8. Cálculo de Volúmenes Absolutos (cemento, agua, aire).

=

480/3150

= 0.152 m3

-

Cemento

-

Agua de mezcla

=

184/1000

-

Aire

=

2.0 %

= 0.184m3

= 0.02 m3 ---------------

Σ absolutos

= 0.356m3

9. Cálculo de Volumen Absoluto del Agregado Global.

 A. Global = 1 – 0.356= 0.644

∴ A. Global = 0.644 m3

10. Determinación del Grado de Incidencia del A. Fino en el A.

Global. (Tabla Walker dada en clase)

Interpolando: Bolsas

% A° F°

11 ----------------- 48 11.39---------------- % A°. F°. 12 ----------------- 45

∴ % A.F. = 46.83 %

  A.F. = 0.644 * 0.4683 = 0.3016 m3

∴ A.F. = 0.3016 m3

11. Determinación del Grado de Incidencia del A. Grueso en el

Agregado Global.

% A.G. = 100 – 46.83 = 53.17 %

∴ % A.G. =53.17 %

  A.G. = 0.644* 0.5317= 0.3424 m3 ∴  A.G. = 0.3424 m3

12. Cálculo del Peso Seco de los Agregados.

- Agregado fino

= (0.3016) * (2.44*1000) = 735.904 Kg./m3

- Agregado grueso = (0.3424) * (2.56*1000) = 876.544Kg./m3

13. Determinación de los Valores de Diseño en el Laboratorio.

- Cemento

= 484 Kg./m3

- Agua de mezcla

= 184 lts./m3

- Agregado fino = 735.904 Kg./m3 - Agregado grueso

= 876.544 Kg./m3

14. Corrección del Diseño por humedad de los agregados. a). Determinación del Peso Húmedo de los Agregados.

Peso húmedo = Peso seco * (1 + w%)

-

Agregado fino

= (735.904) * (1 + 0.03) = 757.98 Kg./m3

-

Agregado grueso =(876.544)*(1 + 0.002) = 877.42 Kg./m3

b). Determinación de la humedad superficial de los

Agregados.

Humedad Superficial = w% –Ab%

-

Agregado fino

= 3 % – 3.40 % = -0.4 %

-

Agregado grueso = 0.1 % – 2.05 % = -1.95 %

c). Cálculo del aporte de agua por humedad superficial de los

agregados.

Aporte de agua = Peso seco * Humedad superficial

= 735.90 * (-0.4/100) =-2.944 lts./m3

-

Agregado fino

-

Agregado grueso = 876.54 * (-1.95 /100) = -17.093 lts./m3 -------------------------------

 Aporte de agua

= -20.037 lts./m3

 Agua Efectiva = 184 – (-20.037) = 204.037 lts/m3

∴ Agua Efectiva = 204.037 lts./m3

15. Determinación de Valores Corregidos de los constitutivos del Concreto o al pie de obra

- Cemento

= 484 Kg./m3

- Agua Efectiva = 204.037 lts./m3 - Agregado fino =757.98 Kg./m3 - Agregado grueso

=877.42 Kg./m3

16. Dosificación en Obra.

En laboratorio:

484/484 : 757.98/484 : 877.42/484 : 204.037/11.39

1: 1.57: 1.81 / 17.91 lts./bls

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

Curso: Tecnología de Concreto Docente: Ing. Carlos Fabián Nima Maza Trabajo: Método de Walker Alumnos:  Medina Suarez, Gabriela  Chinchay Silva, Mayra  Mena Castro, Marelyn  García Rojas, Antony  Chunga Aguilar, Robinson  Morocho Villavicencio, Guido  Espinoza Camacho, Luis  Aguirre Ramirez, Luis Piura, agosto 2017