• Author / Uploaded
• Karilu Ccanto

Citation preview

ROSSEL RIVERO CHACON

ÍNDICE 5.- DISEÑO DE MEZCLA....................................................................................................................... 4 5.1 MARCO TEÓRICO ...................................................................................................................... 4 5.1.1 DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA............................................................................... 11 5.2 OBTENCIÓN DE DATOS PARA EL DISEÑO ............................................................................... 11 5.3 DESARROLLO DEL DISEÑO DE MEZCLA .................................................................................. 14 5.4 RESULTADOS DE DOSIFICACIÓN PARA MEZCLA, EN CANTIDADES Y PRESUPUESTO PARA BRIQUETAS ................................................................................................................................... 16

ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA 1 MEZCLADO DE CONCRETO ................................................................................................. 4 FIGURA 2 VACIADO CON CONCRETO ................................................................................................ 5 FIGURA 3 DOSIFICACIÓN DE MEZCLAS PARA LA OBTENCIÓN DEL CONCRETO............................... 11

ÍNDICE DE TABLAS TABLA 1 TABLA 2 TABLA 3 TABLA 4 TABLA 5 TABLA 6 TABLA 7

RESSITENCIA A LA COMPRESIÓN PROMEDIO ..................................................................... 7 ASENTAMIENTOS RECOMENDADOS PARA DIFERENTES TIPOS DE OBRA ........................... 8 VOLUMEN UNITARIO DE AGUA........................................................................................... 8 CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO ........................................................................................ 9 RELACIÓN AGUA /CEMENTOPOR RESISTENCIA .................................................................. 9 CONDICIONES ESPECIALES DE EXPOSICIÓN ...................................................................... 10 CONTENIDO DE AGREGADO GRUESO ............................................................................... 10

5.- DISEÑO DE MEZCLA 5.1 MARCO TEÓRICO

El concreto y sus derivados son resultados de diseños, trabajos reales de ingeniería, susceptibles de toda acción de ajuste, modificación y lo que es más importante, de optimización. Ello no debe implicar que hacer un buen concreto sea difícil. La experiencia ha demostrado que los materiales y procedimientos de un concreto bueno y uno malo pueden ser los mismos y que la diferencia entre los dos radica en los criterios juiciosos que se aplican durante su diseño, elaboración, transporte, colocación, compactación, curado y protección; lo cual en ningún momento genera un costo adicional como generalmente se cree. La selección de las proporciones de los materiales integrantes de la unidad cúbica de concreto, es definida como el proceso que, en base a la aplicación técnica y práctica de los conocimientos científicos sobre sus componentes y la interacción entre ellos, permite lograr un material que satisfaga de la manera más eficiente y económico los requerimientos particulares del proyecto constructivo. FIGURA 1 MEZCLADO DE CONCRETO

FUENTE: IMÁGENES GOOGLE

PROPIEDADES DEL CONCRETO

Propiedades del concreto de acuerdo a la definición del Ing. Flavio Abanto Castillo en su libro Tecnología del Concreto del año 1996. PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO:

Las propiedades del concreto fresco son: Trabajabilidad, consistencia, segregación, exudación, contracción, peso unitario fresco y contenido de aire. Para el presente trabajo se investigó el peso unitario fresco.

PESO UNITARIO FRESCO: El peso unitario del concreto fresco y del endurecido depende del

tamaño máximo, granulometría y densidad de los agregados, así como también de la cantidad de aire atrapado e incorporado, y del contenido de agua y cemento. La densidad y cantidad de cada agregado afecta la masa unitaria del concreto en estado fresco. Cuando estos son de muy alta porosidad, la masa unitaria del concreto puede variar dependiendo del grado de saturación de los agregados antes de la mezcla.

PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDO

Las propiedades del concreto endurecido son: Resistencia, durabilidad e impermeabilidad RESISTENCIA: Es una habilidad para resistir esfuerzos, y de allí que se pueda considerar de cuatro maneras: Compresión, tracción, flexión, y corte. El concreto presenta una alta resistencia a los esfuerzos de compresión y muy poca a los de tracción, razón por la cual, la resistencia a la compresión simple es la propiedad a la que se le da mayor importancia.

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN: En términos generales, la gran mayoría de estructuras de concreto son diseñadas bajo la suposición de que éste resiste únicamente esfuerzos de compresión, por consiguiente, para propósitos de diseño estructural, la resistencia a la compresión es el criterio de calidad, y de allí que los esfuerzos de trabajo estén prescritos por los códigos en términos de porcentajes de la resistencia a la compresión.

FIGURA 2 VACIADO CON CONCRETO

SECUENCIA DE DISEÑO  Selección de la resistencia de diseño a partir de la resistencia en compresión especificada, y la desviación estándar de la compañía constructora.  Selección de tamaño máximo de agregado  Selección del asentamiento.  Selección del volumen de agua de diseño.  Selección del contenido del aire.  Selección de la relación agua-cemento, por resistencia y durabilidad.  Determinación del factor cemento.  Determinación del contenido de agregado grueso.  Determinación de volúmenes absolutos de cemento, agua de diseño, aire y agregado grueso.  Determinación del volumen absoluto del agregado fino.  determinación del peso seco del agregado fino.  determinación de los valores de diseño del cemento, agua, aire agregados finos y gruesos.  Corrección de los valores de diseño por humedad del agregado.  Determinación de la proporción en peso, de diseño y de obra  Determinación de los pesos por tanda de un saco Según Riva López en su libro “Tecnología del Concreto – Diseño de Mezclas”, este procedimiento propuesto por el comité ACI 211, está basado en el empleo de tablas. El comité 211 del ACI ha desarrollado un procedimiento de diseño de mezclas bastante simple, el cual, basándose en algunas de las tablas, permite obtener valores de los diferentes materiales que integran la unidad cúbica del concreto. El procedimiento para la selección de las proporciones que se presenta en este capítulo es aplicable a concretos de peso normal y a las condiciones que para cada una de las tablas se indican en ellas. Es usual que las características de obra establezcan limitaciones a quien tiene la responsabilidad de diseñar la mezcla. Entre dichas limitaciones pueden estar:  Relación agua-cemento máxima.  Contenido mínimo de cemento.  Contenido máximo de aire.  Asentamiento.  Tamaño máximo nominal del agregado grueso.

 Resistencia en compresión mínima.  Requisitos especiales relacionados con la resistencia promedio, el empleo de aditivos, o la utilización de tipos especiales de cemento o agregados.

PRIMER PASO: Selección de la resistencia requerida (f´cr), se tomá el mayor valor f´cr = f´c + 1.33σ f´cr = f´c + 2.33σ - 35 donde σ: desviación standard (kg/cm2)

Cuando no se cuente con un registro que permita obtener la desviación estándar, la resistencia promedio requerida deberá ser determinada empleando los valores de la Tabla 1. (Pasquel, 1998).

TABLA 1 RESSITENCIA A LA COMPRESIÓN PROMEDIO

SEGUNDO PASO: Selección del TMN del agregado grueso. TERCER PASO: Selección del asentamiento TABLA N° 2 CUARTO PASO: Seleccionar el contenido de agua TABLA N° 3 QUINTO PASO: Seleccionar el contenido de aire atrapado TABLA N° 4 SEXTO PASO: Selección de la relación agua/cemento sea por resistencia a compresión o por durabilidad. TABLAS N° 5 y 6 SÉPTIMO PASO: Cálculo del contenido de cemento

OCTAVO PASO: Seleccionar el peso del agregado grueso TABLA N° 7 NOVENO PASO: Calcular la suma de los volúmenes absolutos de todos los materiales sin considerar el agregado fino. DÉCIMO PASO: Cálculo del volumen del agregado fino. DÉCIMO PRIMER PASO: Cálculo del peso en estado seco del agregado fino. DÉCIMO SEGUNDO PASO: Presentación del diseño en estado seco. DÉCIMO TERCER PASO: corrección por humedad de los agregados. DÉCIMO CUARTO PASO: Presentación del diseño en estado corregido.

TABLA 2 ASENTAMIENTOS RECOMENDADOS PARA DIFERENTES TIPOS DE OBRA

TABLA 3 VOLUMEN UNITARIO DE AGUA

TABLA 4 CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO

TABLA 5 RELACIÓN AGUA /CEMENTOPOR RESISTENCIA

TABLA 6 CONDICIONES ESPECIALES DE EXPOSICIÓN

TABLA 7 CONTENIDO DE AGREGADO GRUESO

5.1.1 DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA

Método ACI

El trabajo a realizar se desarrollará de la siguiente forma:  Primero se recaudará toda la información pertinente al tema de investigación  Se procederá con la selección, adquisición y almacenamiento de materiales a emplear.  Se evaluarán las características físicas del agregado fino y del agregado grueso.  Se elaborará el diseño de mezcla para la elaboración del concreto.  Se fabricarán los testigos de concreto con cemento PORTLAND TIPO 1P  Se realizarán las pruebas de “Slump” para evaluar el revenimiento.  Se realizara los testigos que van a pasar la prueba de resistencia a la compresión.  Se procederá a efectuar la rotura de testigos de concreto.  Se procesarán los datos recolectados de las diferentes pruebas.  Se concluirá con las relaciones matemáticas obtenidas a partir de los datos recolectados y se formularán las recomendaciones pertinentes. FIGURA 3 DOSIFICACIÓN DE MEZCLAS PARA LA OBTENCIÓN DEL CONCRETO

5.2 OBTENCIÓN DE DATOS PARA EL DISEÑO

CÁLCULO DE LOS PESOS UNITARIOS SECO - COMPACTADO DEL AGREGADO GRUESO Y AGREGADO FINO

CÁLCULO DE LOS PESOS UNITARIOS PARA EL AGREGADO GRUESO

PESO DEL MOLDE(gr) p1(molde+agregado)(gr) p2(molde + agregado)(gr) p3(molde + agregado)(gr) volumen molde(cm^3) P.U SUELTO A/G(gr/cm^3)

PESO UNITARIO SUELTO DEL AGREGADO GRUESO 7505 PESO SOLO A/G suelto(gr) PESO PROMEDIO (gr) 11370 3865 3885.0 11470 3965 11330 3825 2942.36 1.32

MOLDE A/G diametros(cm) alturas(cm) 15 16.5 15.1 16.51 15.1 16.5 promedios 15.07 16.50 VOLUMEN(cm^3) 2942.36

PESO UNITARIO COMPACTO DEL AGREGADO GRUESO PESO DEL MOLDE(gr) 7505 PESO SOLO A/G compacto (gr) PESO PROMEDIO(gr) p1(molde+agregado)(gr) 12030 4525 4491.7 p2(molde + agregado)(gr) 12020 4515 p3(molde + agregado)(gr) 11940 4435 volumen molde(cm^3) 2942.36 P.U COMPACTO A/G(gr/cm^3) 1.53

CÁLCULO DE LOS PESOS UNITARIOS PARA EL AGREGADO FINO

PESO DEL MOLDE(gr) p1(molde+agregado)(gr) p2(molde + agregado)(gr) p3(molde + agregado)(gr) volumen molde(cm^3) P.U SUELTO A/F (gr/cm^3)

PESO DEL MOLDE(gr) p1(molde+agregado)(gr) p2(molde + agregado)(gr) p3(molde + agregado)(gr) volumen molde(cm^3) P.U COMPACTO A/F(gr/cm^3)

PESO UNITARIO SUELTO DEL AGREGADO FINO 5195 PESO SOLO A/F suelto(gr) PESO PROMEDIO(gr) 7225 2030 2016.666667 7215 2020 7195 2000 1302.63 1.55

PESO UNITARIO COMPACTO DEL AGREGADO FINO 5195 PESO SOLO A/F compacto(gr) PESO PROMEDIO(gr) 7385 2190 2205.0 7410 2215 7405 2210 1302.63 1.69

MOLDE A/F diametros(cm) alturas(cm) 10 16.35 10.1 16.4 10.1 16.35 promedios 10.06666667 16.3666667 VOLUMEN(cm^3) 1302.63

CÁLCULO DEL PESO ESPECIFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO FINO VARIABLES A B S C

CARACTERISTICAS PESO EN EL AIRE DE LA MUESTRA SECADA EN EL HORNO (SIN TARAS) PESO DEL PICNÓMETRO + AGUA PESO DE LA MUESTRA SATURADA Y SUPERFICIALMENTE SECA PESO DEL PICNÓMETRO + MUESTRA + AGUA

PESOS(gr) 490.76 962.6 496.6 962.6

CÁLCULOS A/F PESO ESPECIFICO DE LA MASA

Pem

0.99

PESO ESPECIFICO DE LA MASA SATURADA CON SUPERFICIE SECA

PeSSS

1.00

PESO ESPECIFICO APARENTE

Pea

1.00

ABSORCIÓN

Ab

1.19%

CÁLCULO DEL PESO ESPECIFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO GRUESO

VARIABLES A B C

CARACTERISTICAS PESO EN EL AIRE DE LA MUESTRA SECADA EN EL HORNO( SIN TARAS) PESO DE LA MUESTRA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA EN AIRE PESO EN AGUA DE LA MUESTRA SATURADA

CÁLCULOS PESO ESPECIFICO DE LA MASA

Pem

2.47

PESO ESPECIFICO DE LA MASA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA

Pe SSS

2.50

PESO ESPECIFICO APARENTE

Pea

2.54

ABSORCIÓN

Ab

1.22%

PESOS(gr) 1974.4 1998.5 1198.5

5.3 DESARROLLO DEL DISEÑO DE MEZCLA DISEÑO DE MEZCLAS MÉTODO "ACI" P.E CEMENTO PORTLAND TIPO I

(gr/cm^3)

CARACTERISTICAS AGREGADO FINO PESO ESPECIFICO DE LA MASA (gr/cm^3) ABSORCIÓN CONTENIDO DE HUMEDAD MODULO DE FINEZA

CARACTERISTICAS AGREGADO GRUESO TAMAÑO MÁXIMO TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL PESO SECO COMPACTADO(kg/m^3) PESO ESPECIFICO DE MASA(gr/cm^3) ABSORCIÓN CONTENIDO DE HUMEDAD SLUMP CANTIDAD AGUA (l/m^3) AIRE ATRAPADO

2.85

0.99 1.19% 6.15% 6.14

1 1/2" 1" 1530 2.47 1.22% 0.67%

3.5" 181 1%

CÁLCULO DE LA RELACIÓN AGUA - CEMENTO INTERPOLANDO PARA RESISTENCIA DE DISEÑO 384 kg/cm^2 f'cr 300 294 250

a/c 0.54 0.55 0.62

FACTOR CEMENTO O PESO TOTAL CEMENTO (kg/m^3) PESO CADA BOLSA DE CEMENTO (kg) CANTIDAD DE BOLSAS X m^3

330 42.5 7.8

VOLUMEN DE AGREGADO GRUESO SECO COMPACTADO X UNIDAD DE VOLUMEN DE CONCRETO PESO DEL AGREGADO GRUESO(kg/m^3)

0.336 514.08

CÁLCULO DE VOLUMENES ABSOLUTOS CEMENTO ( m^3) AGUA (m^3) AIRE (m^3) AGREGADO GRUESO TOTAL (m^3)

VOLUMEN DE AGREGADO FINO SECO (m^3) PESO DEL AGREGADO FINO SECO(kg/m^3)

0.116 0.181 0.010 0.208 0.515

0.485 480

CANTIDADES DE MATERIALES A USAR COMO VALORES DE DISEÑO EN PESO CEMENTO (kg/m^3) AGUA DE DISEÑO( lt/m^3) AIRE(kg/m^3) AGREGADO FINO SECO(kg/m^3) AGREGADO GRUESO SECO(kg/m^3)

330 181 ………………. 480 514.08

CORRECCIÓN POR HUMEDAD DEL AGREGADO AGREGADO FINO (kg/m^3) AGREGADO GRUESO (kg/m^3)

510 518

DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD SUPERFICIAL DEL AGREGADO AGREGADO FINO AGREGADO GRUESO

4.96% -0.55%

APORTES DE HUMEDAD SUPERFICIAL DEL AGREGADO AGREGADO FINO (lt/m^3) AGREGADO GRUESO (lt/m^3) APORTE DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS(lt/m^3) AGUA EFECTIVA(lt/m^3)

24 -3 21 160

PESOS DE LOS MATERIALES YA CORREGIDOS POR CONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS CEMENTO (kg/m^3) AGUA EFECTIVA (kg/m^3) AGREGADO FINO HUMEDO (kg/m^3) AGREGADO GRUESO HUMEDO (kg/m^3)

330 160 510 518

PROPORCION EN PESO

PROPORCIÓN CUANDO LOS AGREGADOS ESTAN SECOS X m^3

PROPORCIÓN CUANDO LOS AGREGADOS ESTAN CON AGUA X m^3

PESOS DE AGREGADOS PARA UN VOLUMEN EQUIVALENTE DE 8 BRIQUETAS RELACIÓN a/c DE DISEÑO SIN CORRECCIÓN RELACIÓN a/c EFECTIVA CORREGIDO

CEMENTO(kg) 330 330 1

AGRE. FINO(kg) 480 330 1.5

AGREG. GRUESO(kg) 514.08 330 2

AGUA (lt) X bolsa de cemento 23

CEMENTO 330 330 1

AGRE. FINO 510 330 1.54

AGREG. GRUESO 518 330 1.57

AGUA (lt) X bolsa de cemento 20.6

13.62KG

21.06KG

21.39

6.61LT

0.55 0.48

CEMENTO (kg/ bolsa) AGUA EFECTIVA (kg/ bolsa) AGREGADO FINO HUMEDO (kg/ bolsa) AGREGADO GRUESO HUMEDO (kg/ bolsa)

42.50 20.61 65.62 66.65

PROPORCIÓN

VOLUMEN DE BRIQUETA(m^3) 0.00516

PESO POR TANDA DE UN SACO CON AGREGADO CORREGIDO X HUMEDAD

PROPORCIÓN

PARA 8 BRIQUETAS( volumen m^3) 0.04129

5.4 RESULTADOS DE DOSIFICACIÓN PARA MEZCLA, EN CANTIDADES Y PRESUPUESTO PARA BRIQUETAS La dosificación que se realizó en proporción al peso.

PROPORCIÓN CUANDO LOS AGREGADOS ESTAN CON AGUA X m^3

PESOS DE AGREGADOS PARA UN VOLUMEN EQUIVALENTE DE 8 BRIQUETAS

CEMENTO 330 330 1

AGRE. FINO 510 330 1.54

AGREG. GRUESO 518 330 1.57

AGUA (lt) X bolsa de cemento 20.6

13.62KG

21.06KG

21.39

6.61LT

PROPORCIÓN

CANTIDAD DE MATERIALES X PESO Y VOLUMEN PARA UNA BRIQUETA PESO VOLUMEN ELEMENTO 1m^3 0.00516m^3 1m^3 0.00516m^3 Kg m^3 AGUA 160 0.8256 0.1600 0.00083 CEMENTO YURA 1P 330 1.7028 0.1158 0.00060 AGRE. GRUESO 518 2.67288 0.2097 0.00108 AGRE. FINO 510 2.6316 0.5152 0.00266 TOTAL(m^3) 0.00516

COSTO DE LOS MATERIALES USADOS E INSUMOS PARA "1" BRIQUETA Y "8 " BRIQUETAS CUANDO SE COMPRA AGREGADOS X m^3, 1 bolsa de cemento MATERIAL E INSUMO COSTO S/. 1 BRIQUETA COSTO S/. 8 BRIQUETAS AGUA 0.000371025 S/. 0.002968 CEMENTO YURA 1P 1.001647059 S/. 8.013176 AGRE. GRUESO 0.054106883 S/. 0.432855 AGRE. FINO 0.172781818 S/. 1.382255 TOTAL S/. 9.831254

AL COMPRARLO NO X m^3 MATERIAL E INSUMO COSTO S/. AGUA S/. 0.005 CEMENTO YURA 1P S/. 8.012 AGRE. GRUESO S/. 24.681 AGRE. FINO S/. 24.300 TOTAL S/. 56.998

A continuación se muestra una tabla obtenida de una tesis, sustentada en la escuela profesional de ing. Civil esto con el fin de verificar los datos obtenidos, y los precios calculados.