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• Christian Chavez Pereyra

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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC 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.

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DISEÑO DE MEZCLAS: “MÉTODO WALKER”

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC OBJETIVOS:

 Diseñar y obtener la resistencia demandada del concreto utilizando el método de módulo de finura de la combinación de agregados.  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.  Elaborar una probeta para verificar las propiedades del concreto fresco y endurecido, también para comprobar las características dadas para dicho diseño.  Determinar las cantidades necesarias de acuerdo al diseño a realizar.  Alcanzar la resistencia promedio para lo cual ha sido diseñada el espécimen de prueba.

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DISEÑO DE MEZCLAS: “MÉTODO WALKER”

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC INFORMACION 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.

AGREGADO FINO

AGREGADO GRUESO

2.69 gr/cm3

2.41gr/cm3

Módulo de finura

2.859

6.52

Tamaño máximo Nominal

1”

………

Peso unitario suelto

1696kg/m3

1469kg/m3

Peso unitario compactado

1818kg/m3

1536kg/m3

1.375%

0.35%

2.4%

1.3%

PROPIEDAD Peso específico de masa.

GRANULOMETRIA

PESO UNITARIO

CONTENIDO DE HUMEDAD

Porcentaje de Absorción Perfil agregado CEMENTO PORTLAND (PEM)

3

Angular 3150 kg/m3

DISEÑO DE MEZCLAS: “MÉTODO WALKER”

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC DISEÑO POR EL METODO 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 1” a 2” 3” a 4” 6” a 7” Airea atrapado 1” a 2” 3” a 4” 6” a 7” Aire total

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 207 199 190 179 166 154 130 113 228 216 205 193 181 169 145 124 243 228 216 202 190 178 160 -3 2.5 2 1.5 1 0.5 0.3 0.2 Concreto con aire incorporado 181 175 168 160 150 142 122 107 202 193 184 175 165 157 133 119 216 205 197 184 174 166 154 -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. (con la taba). Tabla. Relación agua/cemento y resistencia a la compresión del concreto

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DISEÑO DE MEZCLAS: “MÉTODO WALKER”

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC 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 Walker para determinar el grado de incidencia del agregado fino respecto del agregado integral.

A la tabla se entra con los siguientes datos: -

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TMN = 1” Perfil del agregado grueso = angular Factor cemento = 8.012 Módulo de finura del agregado fino = 2.859

DISEÑO DE MEZCLAS: “MÉTODO WALKER”

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC Tamaño máximo Nominal del agregado

Agregado redondeado Agregado angular Factor cemento en sacos x m3 Factor cemento en sacos x m3 5 6 7 8 5 6 7 8 Agregado fino – módulo de finura de 2.3 a 2.4 3/8 “ 60 57 54 51 69 65 61 58 ½“ 49 46 43 40 57 54 51 48 ¾“ 41 38 35 33 48 45 43 41 1“ 40 37 34 32 47 44 42 40 1 ½” 37 34 32 30 44 41 39 37 2“ 36 33 31 29 43 40 38 36 Agregado fino – módulo de finura de 2.6 a 2.7 3/8 “ 66 62 59 56 75 71 67 64 ½“ 53 50 47 44 61 58 55 53 ¾“ 44 41 38 36 51 48 46 44 1“ 42 39 37 35 49 46 44 42 1 ½” 40 37 35 33 47 44 42 40 2“ 37 35 33 32 45 42 40 38 Agregado fino – módulo de finura de 3.0 a 3.1 3/8 “ 74 70 66 62 84 80 76 73 ½“ 59 56 53 50 70 66 62 59 ¾“ 49 46 43 40 57 54 51 48 1“ 47 44 41 38 55 52 49 46 1 ½” 44 41 38 36 52 49 46 44 2“ 42 38 36 34 49 46 44 42 Los valores de la tabla corresponden a porcentajes del agregado fino en relación a volumen absoluto total de agregados

EXTERPOLAMOS DE LOS VALORES:

2.7

2.859

3

42

x

46

De donde: x = 44.12 Por tanto el grado de incidencia del agregado fino es = 44.12% y del agregado grueso es = 55.88%.

10) Volúmenes absolutos de los agregados: AGREGADO FINO

= 44.12% X 0.6839m3 = 0.3017 m3

AGREGADO GRUESO = 55.88% X 0.6839m3 = 0.3822 m3

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DISEÑO DE MEZCLAS: “MÉTODO WALKER”

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC 11) Calculos de los pesos secos: Peso seco del agregado fino

= 0.3017 m3 X 2690 = 811.573 kg

Peso seco del agregado grueso = 0.3822 m3 X 2410 = 921.102 kg

12) Valores de diseño en el laboratorio: - Volumen de agua de mezcla = 193 lts. - Cemento = 340.508 kg. - Agregado fino seco = 811.573 kg. - Agregado grueso seco = 921.102 kg. 13) Corrección por humedad de los agregados: Peso húmedo del agregado fino

= 811.573 kg X (1 + 1.375%) = 822.732 kg

Peso húmedo del agregado grueso = 921.102 kg X (1 + 0.35%) = 924.326 kg

14) Aporte de agua por humedad de los agregados: Para el agregado fino = 811.573 kg X (1.375% - 2.4%) = -8.3186 Para el agregado fino = 921.102 kg X (0.35% - 1.3%)

= -8.7505

Aporte = -17.0691 15) Cálculo del agua efectiva.

193 lts. - -17.0691 lts = 210.069 lts

16) Materiales al pie de obra: -

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Agregado fino húmedo = 822.732 kg. Agregado grueso húmedo = 924.326 kg. Cemento = 340.508 kg. Agua de mezcla = 210.069 lts.

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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC 17) Tanda usada en el laboratorio: -

Agregado fino húmedo = 8.227 kg. Agregado grueso húmedo = 9.2433 kg. Cemento = 3.4051 kg. Agua de mezcla = 2.1007 lts.

PROCEDIMIENTO EN EL LABORATORIO: PROCEDIMIENTO: 

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

Fig. N° 05: Pesando tanto el agregado fino como grueso



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

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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC

Fig. N° 06: Mezclando agregados con cemento Fig. N° 07: Observando la homogeneidad

Se midió el Slump utilizando el cono de Abrams 

Se procedió a añadir la mezcla en el cono de Abrams, chuzándolo 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.

Fig. N° 08: Colocando la mezcla en el Cono de Abrams

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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC

Fig. N° 09: Compactando la mezcla con 25 golpes

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

Fig. N° 10: Enrazando la mezcla en el cono

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Fig. N° 11: Desmoldando la mezcla

DISEÑO DE MEZCLAS: “MÉTODO WALKER”

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC 

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.

Fig. N° 12: Colocando la mezcla en los moldes estándar

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DISEÑO DE MEZCLAS: “MÉTODO WALKER”

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC 

Se enrazo el molde con ayuda de una varilla de acero.



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



Luego se deja secar a las probetas por 24 horas, para luego ser sumergidas en agua(fraguar) durante 8 días



Luego de los 8 días se procederá a ensayar en la máquina de compresión para verificar si se llegó a la resistencia requerida.

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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC

GARY …completa lo que falta: - TABLA DE ESFUERZO VS DEFORMACIÓN. - DE PESO UNITARIO DE CONCRETO ENDURECIDO. - MODULO DE ESLASTICIDAD GARY..: haz lo mismo que hiciste antes de presentarlo al caliza…arregla los datos que te paso el huayhua en Excel corrige lo de las toneladas y haz que el esfuerzo ultimo te salga 209 kg/cm2… algo asi salió la corrección ESO ES LO UNICO QUE FALTA. no te olvides de hacerlo tanto en word como en diapos ok..!!!

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La resistencia de la mezcla de concreto diseñada dio una resistencia promedio a los 7 días de ……………. kg/cm2.

Logramos elaborar una mezcla con las características pedidas es decir con un f’c de 240 Kg./cm2. Se obtubo la consistencia pedida, pues resulto que dio una consistencia plástica. Hemos logrado aprender tanto teóricamente como en forma práctica a elaborar un diseño de mezclas mediante el método ACI Realizamos óptimamente la gráfica tratando en lo posible dándole un tendencia cuadrática. Luego de realizada las gráficas, mediante la ayuda de éstas hemos podido hallar los módulos de elasticidad. En nuestro ensayo pudimos verificar que lo que falló fue la pasta más no los agregados; por lo que podemos decir que es un concreto de buena calidad.

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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC Para la determinación del slump se recomienda que se debe pisar bien el cono metálico, para que la mezcla este bien compactada y el slump salga adecuadamente.

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