Diseño de Mezcla ACI WALKER MF (1)

METODO DEL COMITE ACI 318 METODO DE WALKER METODO DEL MODULO DE FINURA

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DEDICATORIA A nuestra Universidad Nacional Autónoma de Chota, alma mater de la juventud, que después de una larga lucha de nuestros hermanos Chotanos se consiguió su creación y funcionamiento, siendo el principal centro de formación profesional en la cuidad de chota, en pos de universidad nacional, hoy en día es un orgullo para nosotros como estudiantes, para los profesionales que laboran en tal institución y para nuestro pueblo en general.

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AGRADECIMIENTO En primer lugar, a DIOS por habernos dado toda la salud, y permitirnos llegar hasta este punto, siendo el manantial de vida, por darnos lo necesario para seguir adelante día a día para lograr nuestros objetivos, además de su infinita bondad y amor. A nuestro docente: Ing. CIEZA LEON Danta Hartman, por su constante motivación en el curso al momento de impartir sus clases, tanto teóricas como en laboratorio, e impulsar a desarrollarnos en nuestra formación de bachillerato de la carrera de Ingeniería Civil. A nuestros padres: por ser de primordial ayuda para poder lograr nuestros objetivos y metas, en el aspecto académico, desenvolvimiento en la vida. También estamos agradecidos con cualquier persona que se tome el tiempo de contactarnos con respecto a cualquier parte de este trabajo para darnos su opinión y sugerencias para mejorar.

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RESUMEN: El presente informe contiene todo el procedimiento detallado de las diferentes pruebas realizadas en el Laboratorio de Materiales de la Universidad Nacional Autónoma de Chota, ubicado en el mismo campus de la Universidad, en la localidad de Colpa Matara – Chota. El material que utilizamos fue extraído del margen del río Chotano, a la altura del Colegio Nacional “San Juan”, dicho material es una mezcla de agregado grueso más agregado fino, esto es más conocido como hormigón. Los ensayos comenzaremos determinado el contenido de humedad de los agregados, previo a esto se realizó la separación de los agregados en fino y grueso con el tamiz 1/4 '' , luego hallaremos el peso unitario de los agregados, es decir en agregado grueso y agregado fino, en la estado seco del material, tanto en su condición suelto y compactado o varillado, también determinamos el peso unitario de los agregados en la condición saturado con su superficialmente seca (sss), que es el estado en el que se encuentran los agregados en estado natural, además hallaremos los pesos específicos de agregado grueso y de agregado fino, este valor es utilizado en el diseño de mezclas de concreto (Peso específico de masa), también realizamos el análisis granulométrico del agregado fino y grueso que tiene como objetivo identificar si es el agregado es uniforme, respecto a la distribución de sus partículas, el cual es un indicador de buena calidad para pavimentos, y finalmente se realizó la prueba de abrasión, con la máquina de los ángeles, en la cual se determinó cuán resistente es el agregado grueso al desgaste mecánico. Palabras claves: Agregados, peso específico, granulometría, tamiz.

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ABSTRACT: El presente informe contiene todo el procedimiento detallado de las diferentes pruebas realizadas en el Laboratorio de Materiales de la Universidad Nacional Autónoma de Chota, ubicado en el mismo campus de la Universidad, en la localidad de Colpa Matara – Chota. El material que utilizamos fue extraído del margen del río Chotano, a la altura del Colegio Nacional “San Juan”, dicho material es una mezcla de agregado grueso más agregado fino, esto es más conocido como hormigón. Los ensayos comenzaremos determinado el contenido de humedad de los agregados, previo a esto se realizó la separación de los agregados en fino y grueso con el tamiz 1/4 '' , luego hallaremos el peso unitario de los agregados, es decir en agregado grueso y agregado fino, en la estado seco del material, tanto en su condición suelto y compactado o varillado, también determinamos el peso unitario de los agregados en la condición saturado con su superficialmente seca (sss), que es el estado en el que se encuentran los agregados en estado natural, además hallaremos los pesos específicos de agregado grueso y de agregado fino, este valor es utilizado en el diseño de mezclas de concreto (Peso específico de masa), también realizamos el análisis granulométrico del agregado fino y grueso que tiene como objetivo identificar si es el agregado es uniforme, respecto a la distribución de sus partículas, el cual es un indicador de buena calidad para pavimentos, y finalmente se realizó la prueba de abrasión, con la máquina de los ángeles, en la cual se determinó cuán resistente es el agregado grueso al desgaste mecánico. Key words: Agregados, peso específico, granulometría, tamiz.

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INTODUCCION: Cuando hablamos de agregados, estamos hablando del material que se añadirá al concreto de manera indispensable para obtener un elemento estructural rígido, por decir en el campo de la construcción. El concreto puede definirse como la mezcla uniforme de los agregados y la pasta de cemento (mezcla uniforme de cemento con agua), convencionalmente puede utilizarse el agregado grueso y fino juntos a la vez, para obtener concreto que se utilizará en concreto reforzado, o bien solo el agregado fino, para obtener el mortero de cemento que se utiliza como pasta cementante en los muros para la unir ladrillos. Si bien es cierto la calidad del material que se utiliza como agregado debe ser certificada, para garantizar que se obtendrá las estructuras con las especificaciones que se pide en los planos elaborados por el ingeniero proyectista, para ello debemos realizar una serie de pruebas en laboratorio para determinar dichas propiedades de las cuales se determinará la calidad del material, y por lo tanto se sabrá si utilizaremos ese material para una obra específica. Las normas estandarizadas para diseño de concreto establecen ciertos rangos de valores con los que debe cumplir los materiales que se utilizará como agregados, por ejemplo el peso específico, su porcentaje de absorción, pesos unitarios, entre otras propiedades. Así como las propiedades de los materiales es un factor que se toma en consideración para los diseños del concreto, En esta oportunidad realizaremos el informe de los principales ensayos de prueba de los materiales extraídos del margen del río Chotano, que posiblemente sean utilizados como agregados para concreto.

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OBJETIVOS:

2.1. OBJETVO PRINCIPAL:  Conocer el procedimiento para la elaboración de especímenes de concreto. 2.2.OBJETVOS ESPECÍFICOS:  Determinar el peso unitario del concreto fresco.  Encontrar el contenido de aire atrapado en el concreto, tras el diseño por el método del comité ACI 318, Walker y módulo de finura de la combinación de agregados realizado en el laboratorio de materiales bajo estricto control en los pesos de ,os materiales y condiciones de ensayo.  Aprender a diseñar mezcla de concreto por el método ACI, Walker y módulo de finura de la combinación de agregados.  Determinar la resistencia característica del concreto, tras el ensayo a compresión de los especímenes diseñados a cierta resistencia promedio.

III.

MARCO TEÓRICO:

3.1. El cemento. El cemento es un material pulverizado, que resulta de la molienda del clinker, al cual se le añade yeso para controlarla velocidad de endurecimiento. Contiene óxido de calcio (se excluyen cales hidráulicas y cales aéreas), sílice, alúmina y óxido de hierro, que al adicionarle una cantidad apropiada de agua, obtenemos una pasta conglomerante capaz de endurecer bajo el agua como en el aire. 3.1.1. Su fabricación. a) Procedimiento seco: en esta vía de obtención, las materias primas se trituran y adicionan en las proporciones correctas en un molino de mezclado, donde se secan y se reduce su tamaño a un polvo fino (grano crudo), para luego ser enviado a una máquina rotatoria de hasta 150 m de longitud y 5 m de diámetro interior que gira lentamente, un poco inclinada respecto a la horizontal, de donde es enviado a un horno a altas temperaturas, donde la masa se funde en bolas de color negro – grisáceo, de diámetros que varían entre 3 y 25 mm, conocidas como clinker. esta clinker es enviado a una máquina que funciona como circuito cerrado, la cual separa las partículas de acuerdo a tamaños, mediante mallas. Cuando las partículas son 1,1×1012 por kg, es apto para ser embolsado, distribuido al mercado.

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b) Procedimiento húmedo: generalmente cuando la materia prima es la marga o la arcilla, lo primero es triturar este material, luego se dispersa en agua en un molino de lavado, removiéndolo y mezclándolo con determinadas cantidades de agua, para romper por completo los sólidos. Si fuese caliza, se realiza la molienda hasta en dos trituradoras, hasta obtener partículas bien finas. La lechada resultante es almacenada en estanques, para ser bombeada a la máquina rotatoria de hasta 5 m de diámetro interior y 150 m de longitud. De ahí en adelante se repite el mismo proceso que para la vía seca. 3.1.2. Tipos de cemento. Tabla 1 Tipos de cemento.

ASTM C – 1157 TIPO Descripción GU

HE

MS

HS

MH

LH

Uso general

ASTM C – 150 TIPO Descripción I

Uso general

ASTM C – 590 TIPO Descripción C. puzolánico IP (15% a 40%) C. puzolánico IPM modificado (>15%)

Alta Moderada resistencia II (MS) resistencia a inicial sulfatos Medrada Moderado calor resistencia a II (MH) IS de hidratación sulfatos Alta Alta resistencia resistencia a III ICo inicial sulfatos Moderado Bajo calor de calor de IV IL hidratación hidratación Bajo calor de Alta resistencia V IT hidratación a sulfatos

C. de escoria (25% a 70%) C. compuesto ( 4 en G y > 6 en S, Cc entre 1 y 3 para G y S) de las partículas, para tener mejores propiedades de resistencia en el concreto. c) Por su forma y textura superficial: De acuerdo a su forma de las partículas los agregados lo encontramos como: Redondeadas, cuando los agregados están totalmente desgastados por el agua o completamente limada por frotamiento (agregado de río). Angular, presenta caras de dimensiones más o menos iguales. Irregular, cuando los agregados presentan irregularidad natural, o parcialmente limada por frotamiento y con orillas redondeadas (agregado extraído de canteras de cerro). Escamosa, agregado natural que presenta su espesor reducido con respecto a sus demás dimensiones. Alargadas, agregado que presenta sus dimensiones longitud – ancho en la relación 1.5. De acuerdo a su textura superficial de las partículas los agregados lo encontramos como: Lisa: el agregado presenta este tipo de superficie si fue desgastada por el frotamiento del agua o por la fractura de una roca laminada. Áspera, cuando el agregado es resultado de la ruptura de roca compuesta de granos finos o de mediano diámetro, compuestos de cristales no fácilmente visibles. Cristalina, a diferencia del anterior, presenta cristales visibles. 3.2.3. Propiedades físicas a) Granulometría, es una propiedad muy importante de los agregados en la cual se distribuye los tamaños de las partículas que constituyen una masa, para conocer su uniformidad, si no cumple con las gradaciones establecidas para ser utilizado como agregado, dicho agregado debe ser mejorado. Por ejemplo se rechazará el agregado grueso procedente de un depósito coluvial si tiene más de 0.6 % de finos, o la arena presente más de 3.5 %. Con los datos obtenidos aquí, también obtenemos el módulo de finura, coeficiente de curvatura y de uniformidad, TM, TMN (1° retenido).

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b) Densidad: si bien sabemos que los agregados están compuestos por fase de sólidos (partículas sólidas), en las cuales están contenidos los poros inaccesibles, externamente los poros accesibles y agua (en forma de humedad), por lo que podemos expresar la densidad real (Peso específico de masa - Pem) como la relación entre el peso y el volumen de las partículas sólidas, excluyendo todos los vacíos; la densidad aparente como la relación entre el peso y el volumen de las partículas incluyendo los vacíos inaccesibles, y la densidad nominal como la relación entre el peso y el volumen de las partículas excluyendo únicamente los poros saturables. c) Contenido de humedad: es la relación que hay entre el peso del agua y de los sólidos, se expresa en porcentaje. De acuerdo con esto podemos encontrar los agregados en estado seco, húmedo, saturado con superficie seca y sobre saturado. d) Absorción: es la propiedad de los agregados que representa la cantidad de agua retenida en el interior de los sólidos, se expresa en porcentaje con relación a la masa seca. Se considera agregados de baja absorción si corresponde a un valor de absorción inferior al 1.0 %. e) Peso unitario suelto seco: es el peso por unidad de volumen del agregado, estando este en estado seco y suelto libremente desde una altura establecida, en un recipiente de dimensiones conocidas. f) Peso unitario suelto compactado: es el peso por unidad de volumen del agregado, estando este en estado seco y compactado por una varilla compactadora estándar de 5/8’’, en un recipiente de dimensiones conocidas. 3.3. El agua de mezclado. 3.3.1. Requisitos de calidad: siendo el agua el líquido elemento de la humanidad, también se utiliza para la preparación del concreto, como un agente de hidratación del cemento para permitir una consistencia manejable de acuerdo a los requerimientos de obra. Para su uso debe estar libre de impurezas orgánicas e inorgánicas, libre de desechos de industria. Por lo que se debe realizar las pruebas necesarias de pH (mediante el procedimiento que indica la Norma MTC E - 718), salinidad.

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Ilustración 1. Requisitos del agua de mezclado

Cloruros 300 ppm Sulfatos 300 ppm Sales de magnesio 150 ppm Sales solubles totales 1500 ppm PH Mayor de 7 Sólidos en suspensión 1500 ppm Materia orgánica 10 ppm 3.4. El concreto 3.4.1. Definición: es la mezcla de cemento portland, agregado grueso, agregado fino, agua, con o sin aditivos, que al endurecerse y alcanzar su fraguado final forma un bloque artificial con las formas adoptadas del encofrado. 3.4.2. Tipos: a) Premezclado: b) Pesado: c) Liviano: d) Masivo: e) Compactado con rodillo (CCR): f) Lanzado: 3.4.3. Propiedades a) Peso unitario del concreto fresco: es el peso por unidad de volumen del concreto en estado fresco, se determina mediante el procedimiento que indica el método normalizado de ensayo en la Norma ASTM C - 138 – 09, en este ensayo también se determina el contenido de aire gravimétrico (aire atrapado que representa los vacíos en el concreto) y el rendimiento del Concreto. También podemos seguir el procedimiento que indica la Norma MTC E – 706. b) Resistencia a la compresión promedio (f’c): esta propiedad normalmente aumenta con la edad, indica la capacidad de resistencia a la compresión de un espécimen de concreto, siendo este esfuerzo el máximo que puede soportar el concreto sin romperse. Sagún la Teoría de Abrams, la resistencia se ve influenciada por la relación agua cemento.

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c) Resistencia a la compresión requerida (f’cr): este valor es con el que se diseña el concreto. 3.5. Diseño de mezcla 3.5.1. Método del comité ACI 318 Para diseñar por este método se sigue la siguiente secuencia: 1) Seleccionamos la resistencia requerida (f’cr), el cual se obtiene mediante fórmulas, de tales valores, seleccionamos el mayor valor. 2) Seleccionamos el Slump, teniendo en cuenta los requerimientos de consistencia de mezcla para la obra. 3) Seleccionamos el Tamaño Máximo Nominal. 4) Elegimos el menor valor de volumen unitario de gua de mezclado, además el aire atrapado. 5) Seleccionamos le menor relación agua - cemento. 6) Despejamos la cantidad de cemento (Factor cemento). 7) Determinamos el contenido de Agregado Grueso. 8) Por diferencia del total de componentes del concreto, determinamos el contenido de Agregado Fino. 9) Como bien sabemos, los agregados tienen agua en su interior, en forma de humedad, por lo que realizamos el ajuste por humedad. 10) Finalmente proporcionamiento en peso, y luego en volumen. 3.5.2. Método Walker Para diseñar por este método se sigue la siguiente secuencia: 1) Seleccionamos la resistencia a la compresión requerida, evaluando en fórmulas y eligiendo el mayor valor. 2) Seleccionamos el Tamaño Máximo Nominal. 3) Elegimos el Slump apropiado para nuestro diseño. 4) Seleccionamos el volumen unitario de agua, eligiendo el menor valor, además el aire atrapado. 5) Relación a/c (“Menor valor”). 6) Determinamos la cantidad de cemento (Factor cemento). 7) Calculamos el volumen de la pasta de cemento (Cemento + Agua de diseño + Aire atrapado).

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Por diferencia de un metro cubico para el cual se está diseñando, determinamos el volumen de Agregado Fino más Agregado Grueso Vol (AF + AG). 8) Determinamos la cantidad de Agregado Fino (como porcentaje - %AF) de la Tabla de Walker. Luego el volumen del Agregado Fino está dado por:



*Vol(AF + AG), de

100

donde calculamos el peso del Agregado Fino, multiplicando este volumen por su peso especifico del agregado. 9) Por diferencia calculamos la cantidad de Agregado Grueso. El volumen del Agregado Grueso, lo determinamos por diferencia del total de agregados: Vol(AF + AG) – (Vol AF). Luego calculamos el peso del Agregado Grueso, multiplicando su volumen por su peso específico respectivo. 10) Realizamos la corrección por humedad del material. 11) Proporcionamos el concreto en peso y en volumen. 3.5.3. Método del módulo de finura de la combinación de agregados Para diseñar por este método se sigue la siguiente secuencia: 1) Determinamos f’cr, eligiendo el mayor valor de los obtenidos mediante fórmulas. 2) De la granulometría de los agregados determinamos el Tamaño Máximo Nominal. 3) Elegimos el Slump correspondiente. 4) Seleccionamos el volumen unitario de agua y el aire atrapado. 5) Elegimos la relación agua cemento (“Menor valor”). 6) Despejamos el contenido de cemento - Factor Cemento. 7) Determinamos el volumen de agregados: vol(AF + AG). 8) Determinamos la cantidad de Agregado Fino: rf = (mg - mc)/(mg - mf )

1 = rf + rg

mc = fr*mf + rg*mg

Donde: mc : módulo de finura de la combinación de agregados (Tabla). fr : % de Agregado Fino. mf : módulo de finura del Agregado Fino. rg : % de Agregado Grueso.

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mg : módulo de finura del Agregado Grueso. Luego determinamos el volumen del agregado fino: vol(AF) = fr*vol(AF + AG), con este dato podemos calcular el peso del agregado fino. 9) Determinamos la cantidad de Agregado Grueso. El volumen del agregado grueso está dado por: Vol(AG) = fg*(AF + AG), con esta dato podemos calcular el peso del agregado grueso. 10) Realizaremos la corrección por humedad de los agregados, que puede ser cuando el material está en estado seco o en estado saturado con superficie seca (sss). 11) Realizamos el proporcionamiento en peso y en volumen. 3.6. Elaboración de especímenes de concreto 3.6.1. Referencias normativas: NTP 339.183 - CONCRETO. Práctica normalizada para la elaboración y curado de especímenes de concreto en el laboratorio. ASTM C 192, práctica estándar para la fabricacion y curado de probetas de concreto en el laboratorio de materiales. AASHTO T – 126, método estándar para hacer y curar probetas de concreto en el laboratorio. 3.6.2. Equipos y materiales EQUIPOS a) Moldes en general. Los moldes para las muestras y los sujetadores de dichos moldes que deben estar en contacto con el concreto deben ser de acero, hierro forjado, o de algún otro material que no absorbe y que no reaccione con el concreto utilizado en los ensayos. Los moldes deben estar hechos conforme a las dimensiones y tolerancias especificadas en el método para el cual van a ser usados. Los moldes deben ser herméticos de tal forma que no se escape el agua de la mezcla contenida. Puede utilizarse un sellante apropiado como arcilla, parafina, grasa o cera microcristalina. Para fijar el molde a la base del mismo, éste debe tener medios adecuados para ello. Los moldes reutilizables se deben cubrir ligeramente con aceite mineral o un material apropiado de desprendimiento, antes de su uso.

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Moldes para fabricación de muestras para pruebas verticales: deben estar hechos de un metal de alta resistencia o de otro material rígido no absorbente. El plano transversal del cilindro debe ser perpendicular al eje del cilindro. La tolerancia en la medida del diámetro exigido debe ser de ± 2.0 mm y en la altura la tolerancia será de ± 6.0 mm. Los moldes de 150 mm de diámetro por 300 mm de altura, deben estar de acuerdo con la especificación ASTM C - 470 "moldes para formar cilindros de prueba de hormigón verticalmente".



Vigas y moldes prismáticos. Deben ser de forma rectangular (salvo que se especifique de otro modo) y de las dimensiones requeridas para producir especímenes del tamaño deseado. La superficie interior del molde debe ser lisa, y las caras interiores deben ser perpendiculares entre sí y libres de torceduras ni ondulaciones. La tolerancia en las dimensiones nominales de la sección transversal será de ± 3,2 mm (1/16") para dimensiones mayores o iguales a 152 mm (6") y de ± 1,6 mm (1/16") para dimensiones menores de 152 mm (6"). Excepto para muestras destinadas a ensayos de flexión, la longitud nominal de los moldes debe tener una tolerancia de 1,6 mm (1/16”). Los moldes para ensayos de flexión no deberán tener una longitud inferior en más de 1,6 mm (1/16") con respecto a la longitud especificada, pero puede excederse dicha longitud en más del valor mencionado. b) Varilla compactadora. Debe ser de acero, cilíndrica y su extremo compactador debe ser hemisférico con radio igual al radio de la varilla. Según el diámetro y longitud, la varilla compactadora puede ser de dos tipos: Varilla compactadora larga: de diámetro igual a 16 mm (5/8"), y aproximadamente 600 mm (24") de longitud. Varilla compactadora corta: de diámetro igual a 10 mm (3/8") y aproximadamente 300 mm (12") de longitud. c) Martillo: es un pequeño martillo de caucho, que pesa 0,57 ± 0,23 kg (1,25 ± 0,5 lb). d) Cono para medir el asentamiento: es el conocido Cono de Abrams, debe cumplir con los requisitos indicados en la norma MTC E 705.

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e) Recipientes para muestreo y mezcla: en el laboratorio se tiene una charola metálica de alto calibre, de fondo plano, impermeable, de profundidad aproximadamente 10 cm y de suficiente capacidad para permitir una mezcla fácil. f) Aparatos para medir el contenido de aire: en nuestro laboratorio tenemos la olla washinton, la misma que está establecida en la norma MTC E - 706. g) Balanzas – Las balanzas para determinar la masa de las muestras deben tener una precisión de 0.30 %. MATERIALES a) Cemento: el cemento se debe almacenar en recipientes donde la humedad no afecte su estado normal. Debe cumplir con la finura (abertura 850 μm – tamiz Nº 20). b) Agregados: los agregados seleccionados son debidamente realizado sus ensayos respectivos (por ejemplo el peso específico y la absorción de los agregados se deberán determinar de acuerdo con las normas MTC E 205 y MTC E 206) para tener en cuenta estas propiedades al momento de realizar un diseño de mezcla. Se debe mantener en estado húmedo (saturado con superficie seca recomendable), y se tendrá en cuenta este estado para realizar el ajuste respectivo por humedad de los agregados. 3.6.3. Muestra a) Las muestras cilíndricas: puede ser de varios tamaños, siendo el mínimo de 50,0 mm (2") de diámetro por 100 mm (4") de longitud. Los cilindros que realizamos en este ensayo fueron de 15 cm x 30 cm (6” x 12”). Las muestras cilíndricas para los ensayos, deben ser moldeadas con el eje del cilindro vertical y dejándolo en esta posición durante el fraguado. b) Con respecto a las partículas superiores al tamaño máximo nominal, que se pueden presentar de manera ocasional durante el moldeo, deben ser retiradas de la mezcla. Cuando el concreto contenga partículas de tamaño mayor que el apropiado para el tamaño del molde o de los equipos a ser usados, la muestra deberá someterse a tamizado húmedo, conforme a lo indicado en la norma MTC E 701 (Toma de muestras de concreto fresco). c) El número de muestras o número de especímenes, están sujetas a la práctica local y la naturaleza del programa de ensayos. Los métodos de ensayo o las

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especificaciones para los cuales se elaboran los especímenes suelen dar orientaciones sobre el particular. Usualmente, se debe elaborar tres o más especímenes para cada edad y condición del ensayo, a menos que se tenga especificaciones distintas. Por ejemplo nuestros ensayos de compresión lo realizamos a la edad de 7, por lo general esto suele ser a los 28 días. Si hubiera sido para el ensayo a flexión, lo hubiéramos realizado a la edad entre 14 y 28dias. Si es necesario, tanto para el ensayo de compresión como el de flexión, se pueden hacer ensayos a 3, 6 y 12 meses. 3.6.4. Procedimiento. a) Luego de tener las proporciones obtenidas en el diseño (consideramos al menos un 10% adicional para que sobre), por cada método, realizaremos la mezcla manual de los materiales, en un recipiente metálico limpio y con dimensiones óptimas, puesto que no es un concreto con aire incorporado y el volumen de concreto es menor que la cuarta parte de una bolsa de cemento. b) Primeramente se coloca el cemento y el agregado fino sin adición de agua hasta que se logre una mezcla homogénea. Seguidamente, se adiciona el agregado grueso mezclándolo sin adición de agua, hasta que se distribuya uniformemente en la mezcla. Se adicionan el agua y se mezcla la masa lo suficiente para obtener una mezcla de concreto homogénea y de consistencia deseada (en nuestro diseño, plástica). c) Procedemos con la determinación del asentamiento (Slump), para esto, colocamos el concreto en el cono de Abrams, en tres capas, dando 25 golpes en cada capa con la varilla compactadora. Retiramos el cono en forma vertical y medimos el asentamiento, desde el centro de la parte superior de la mezcla, hasta el nivel de la parte superior del cono, donde se colocó la varilla en forma horizontal, para tomarlo como referencia. d) Seguidamente determinamos el contenido de aire, para lo cual colocamos el concreto en la olla washinton, donde obtenemos el porcentaje de aire atapado. e) Luego procedemos a moldear el concreto en los cilindros, llenando en tres capas y dando 25 golpes en cada capa con la varilla compactadora, luego colocamos estos en lugar seguro, libre de vibraciones ni movimientos bruscos y dejamos moldear por un lapso de 24 horas. El número de capas está especificado en la Tabla 3. La compactación puede ser por varillado, si el

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concreto tiene un asentamiento mayor de 3" (75 mm), vibrado si el asentamiento es inferior a 1" (25 mm) o elegiremos ambos si el asentamiento es de 1 a 3" (25 a 75 mm), después de todo, es recomendable utilizar el método realizado en la obra. En la Tabla 4 encontramos la especificaciones de la varilla compactadora a utilizar. Tabla 3 Especificación para el número de golpes con la varilla compactadora.

Tipo de tamaño de la

Método de compactación

muestra en mm (in)

Número de

Altura aproximada de la

capas

capa en mm (in)

Cilindros Hasta 300 (12)

Apisonado (varillado)

3 capas

Mayor que 300 (12)

Apisonado (varillado)

Las necesarias

Hasta 460 (18)

Vibración

2 iguales

Mayor que 460 (18)

Vibración

3 o más

Mayor que 200 (8)

Vibración

2 o más

100 (4)

200 (8)

Tabla 4 Especificaciones de la varilla compactadora

Diámetro del cilindro en

Diámetro de la varilla en

Número de golpes por

mm (in)

mm (in)

capa

50 a 150 (2’’ a 12’’)

10 (3/8’’)

25

150 (6’’)

16 (5/8’’)

25

200 (8’’)

16 (5/8’’)

50

250 (10’’)

16 (5/8’’)

75

f) Después de realizar la compactación se debe efectuar un acabado dando manipulaciones mínimas, de modo que la superficie quede plana y pareja a nivel del borde del molde tratando de tener depresiones menores de 1/8" (3.2mm). 3.7. Curado del concreto. El curado del concreto consiste en cubrir completamente con agua la probeta de concreto después de un día de fabricado el espécimen para evitar la pérdida de agua después de ser preparado. Después de 20 a 48 horas las muestras deben ser removidas. Dentro de las especificaciones para el ambiente de curado, se rescatan, las condiciones de humedad presentará una temperatura de 23° ± 2°C, no debemos exponer la muestra a condiciones de corriente ni goteo de agua.

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3.8.Expresión de resultados 3.8.1. Diseño de mezcla por el método ACI. Se tiene los materiales y sus respectivas propiedades: Propiedad Pem Pesss PUss PUsc w% Abs % TMN mf Abr % Perfil

AF 2.21 2.34 1.43 1.557 2.692 6 N° 4 3.63 -----

AG 2.37 3.38 1.068 1.688 0.635 0.34 1'' 7.04 30.6 Redondeado

Pem Cemento Pe Agua

(g /cm3) (g /cm3)

3 1

Debemos diseñar con f'c = 210 kg/c𝑚2 Para determinar f’cr, reemplazamos f'cr = f'c + 85 = 295 kg/𝑐𝑚2

a) Selección del Slump: 3’’ a 4’’, consistencia plástica. b) TMN: 1’’. c) Elección del volumen unitario de agua y del contenido de aire atrapado. Agua de diseño (AD) = 178 L Aire atrapado: 1.5% d) Buscamos la menor relación agua – cemento: 

Por resistencia: realizaremos la interpolación respectiva. Tabla N° III 300 250 295 Tabla N° III C 350 280 295

0.55 0.62 0.557 0.45 0.54 0.521

De estos valores elegimos el menor, por lo tanto a/c =0.521. 

Por durabilidad: en este diseño no se considerará este criterio porque no hay presencia de temperaturas bajas ni climas adversos.

e) Calculamos el factor cemento:

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE CHOTA Factor cemento =

AD (a/c)

=

178 0.521

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= 341.651 kg, por lo que el número de

bolsas de cemento es 8. 04. f) Contenido de Agregado Grueso: interpolando conseguimos el factor b/ bo. TABLA N° IV (b/bo) 3 0.65 2.8 0.67 3.63 0.587

Luego el peso del Agregado Grueso: 𝑏

P(AG) = bo x PUsc = 0.587x 1688 = 990.856 kg Entonces el volumen del agregado fino: V(AG) =

P(AG) Pem

=

990.856 2370

= 0.418 𝑚3

g) Contenido de Agregado Fino: Cemento Agua Aire AF AG

Peso (kg) 341.838 178 1.5 607.686 990.856

h) Corregimos por humedad: AF (kg) A G (kg) AE (L)

624.045 997.148 195.179

i) Proporcionamos en peso: 1 : 1.8 : 2.9 / 0.6 j) Proporcionamos en volumen: 1 : 1.6 : 2.6 / 24.3 L/bolsa

3.8.2. Diseño de mezcla por el método Walker. 3.8.3. Diseño de mezcla por el método del módulo de finura de la combinación de agregados. Peso unitario del concreto fresco Aire atrapado Resistencia a la compresión

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE CHOTA IV.

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CONCLUSIONES Después de analizar los resultados de resistencia obtenidos en laboratorio, y estando por debajo de la resistencia a la compresión de diseño, (por debajo del 95%), concluimos que el agregado fino utilizado para la elaboración de los especímenes, no debe ser utilizado para la elaboración de concreto porque su módulo de finura es relativamente alto (3.63), lo cual lo descalifica al no cumplir los parámetros, con respecto a su módulo de finura.

V.

RECOMENDACIONES Recomendamos tener mucho cuidado con las cantidades que se coloca para la elaboración de los especímenes, sobre todo de la cantidad de agua y cemento, porque de estos depende en gran manera la resistencia (f’c) que se espera alcanzar.

VI.

BILBIOGRAFÍA 1. Riva López, Enrique: “Diseño de Mezclas” 2da Edición ACI. Lima - Perú. 2. Abanto Castillo, Flavio: “Tecnología del Concreto”, Editorial San Marcos. 3. Asociación de productores de cemento “Boletines técnicos”. Perú. 4. Lezama Leyva, José. “Tecnología del Concreto”, Universidad Nacional de Cajamarca 2008 Cajamarca – Perú. 5. Enrique Pasquel Carbajal. “Tópicos de Tecnología del Concreto en el Perú”, Lima – Perú. 2004. 6. Cegarra Plañe, Manuel (1988). “Proyecto de trazado de conducciones de fluidos y tuberías de transporte. Revista de obras públicas”. Noviembre 1043 a 1602. 8. Ivorseeley (1991) Tecnología de la Construcción. Ed. CAPECO. 9. Harmer E. Davis (1990). Ensayo e Inspección de los Materiales de Ingeniería CECSA.