Diseño de Mezclas - Cantera Cabanillas

E va l ua c i ó n de la ca l id a d de agregados para diseño de mezcla de conc co ncre reto tos s po porr cua cuatr tro o mét métod odos os de las c a nt e r a s de C a b a n i ll a s y U n oc oll a d e l a p ro v in c ia d e S an Román. Alm. Co Alm. Conz nza a Cc Cco opa a ant nte e !"# $ Al Alm. m. !'# &evin

%all %a lles este tero ros s Ci Ciri rine neo o

RESUMEN. En este artículo se presenta los estudios realizados a las canteras de agregados, ubicados en Caba Cabani nill llas as,, Un Unoc ocol olla la,, Yocara cara y Mono Monose sesq sque uenn de la prov provin inci ciaa de San San Ro Ro! !n, n, y su copor coporta taien iento to en el con concre creto to dise"a dise"ado do por por cuatro cuatro #todo #todos. s. $a %inalid %inalidad ad del estudi estudioo coprende la evaluaci&n de las propiedades %ísicas de los agregados. 'plicar los agregados en la dosi%i dosi%icac caci&n i&n de ezcla ezcla de con concre creto, to, dise"a dise"ado do por cuatro cuatro #todo #todoss para para copro coprobar bar su in%luencia en la resistencia, seg(n el #todo aplicado. )robar la in%luencia de los agregados en la resistencia a copresi&n de acuerdo a sus propiedades %ísicas por cantera y su relaci&n por  #todo de dise"o aplicado.  $a evaluaci&n realizada deterina las propiedades %ísicas, que intervienen principalente en un dise"o de ezcla de concreto para una resistencia especi%icada. $a principal venta*a de utilizar  un #todo de dise"o de ezcla ezcla apropiado seg(n las propiedades propiedades %ísicas de los agregados, agregados, es optiizar aterial y reducir costos con con resultados !s e+actos. e+actos. ada la situaci&n indiscutible en el tea del concreto son principalente el costo y la tecnología, el en%oque propuesto  pretende encontrar un punto de co-esi&n entre el costo y la tecnología para obtener una resistencia resistencia a copresi& copresi&nn del concreto concreto as optio optio por tipo de cantera cantera y #todos #todos de dise"o. 'de!s la di%erencia en la resistencia del concreto concreto para la relaci&n aguaceento, est! su*eto a varios %actores, entre ellos los !s !s deterinantes son las propiedades %ísicas del agregado agregado tales coo/ cabios del taa"o, granuloetría, te+tura super%icial, %ora, resistencia y rigidez del agregado. !"#

Conza Ccopa ante( alumno estudiante de la carrera de ingenier)a civil de la Universidad *eruana Unión$ !'#%allesteros Cirineo &evin( alumno estudiante de la carrera de ingeniar)a civil de la Universidad *eruana Unión.

0. 1N2R3UC13N 0.0. Seg(n la nora t#cnica peruana es iportante el control de calidad del aterial  para ser utilizado en la construcci&n, es por ello que viendo que en la ciudad de 4uliaca e+isten varias canteras de agregados en %uncionaiento nace la oportunidad de analizar dic-as canteras. Coenzando desde su granuloetría siguiendo sus propiedades y el dise"o de las ezclas por 5 #todos di%erentes y terinando con la deterinaci&n de la resistencia a copresi&n. ise"o de ezcla de concreto noral y sus #todos.

El concreto es un aterial -eterog#neo el cual est! copuesto principalente de la cobinaci&n de ceento, agua, y agregados %ino y grueso. El concreto contiene un peque"o voluen de de aire atrapado, y puede contener tabi#n aire intencionalente incorporado ediante el epleo de un aditivo. $a selecci&n de los di%erentes ateriales que coponen la ezcla de concreto y de la proporci&n de cada uno de ellos debe ser siepre el resultado de un acuerdo razonable entre la econoía y el cupliiento de los requisitos que debe satis%acer el concreto %resco y el endurecido.

3b*etivos Evaluar las canteras de acuerdo a su utilidad en el dise"o de ezclas Recoendar un #todo de dise"o de ezclas paras cada cantera

6. C3MCE)23S 7'S1C3S E $3S ME233S E 1SE83 E ME9C$'. 6.0.

:3$UMEN UN12'R13 E$ ';U'. $a selecci&n del voluen del agua se re%iere a la deterinaci&n del contenido de agua que se le debe incorporar ala escladora, por unida cubica de concreto,  para deterinar una consistencia adecuada para el agregado seco. $a tabla a sido preparada en base a recoendaciones del coit# 600 de 'C1. Ella perite seleccionar el contenido de agua, para el agregado en estado seco, en concretos preparados con o sin aire incorporado< teniendo %actores a ser  considerados la consistencia que se desea para la escla el taa"o !+io seleccionado del agregado.  Agua, lt/m3 concreto para TM, mm

 Asentamiento, cm

3/8

1/2

3/4

1

1 1/2

2

3

6

Concreto sin aire incluido De 1 a 2

207

1

10

17

166

1!4

130

113

De 3 a 4

228

216

20!

13

181

16

14!

124

De 6 a 7

243

228

216

202

10

178

160

"""

Concreto con aire incluido

6.6.

De 1 a 2

181

17!

168

160

1!0

142

122

107

De 3 a 4

202

13

184

17!

16!

1!7

133

11

De 6 a 7

216

20!

17

174

174

166

1!4

"""

C3N2EN13 E '1RE. $as burbu*as de aire pueden estar presentes en la pasta coo resultado de a las operaciones propia del proceso de puesta en obra, cuyo caso se le conoce coo aire atrapado o aire natural< o pueden encontrarse en la escla debido a que -a sido incorporada intencionalente, cuyo caso se le conoce coo aire incorporado.

Tama#o m$%imo en pulgadas

3/8

1/2

3/4

1

1 1/2

2

3

6

Cantidad apro%& aire atrapado

3

2&!

2

1&!

1

0&!

0&3

0&2

6.=.

RE$'C13N ';U'>CEMEN23. esde la ayoría de propiedades deseables en el concreto endurecido depende de la calidad de la pasta, producto %inal de proceso de -idrataci&n del ceento, Se considera que una de las etapas %undaentales en la selecci&n de las  proporciones de una escla de concreto es la elecci&n de la relaci&n agua>ceento as adecuada.

'esistencia a la compresi(n a los 28 d)as *g/cm2

Concreto sin aire incluido

Concreto con aire incluido

420

0&41

"""

3!0

0&48

0&40

280

0&!7

0&48

210

0&68

0&!

140

0&82

0&74

6.5.

SE$EC13N E$ ';RE;'3. $a selecci&n de la proporci&n de los agregados %ino y grueso en la unidad cubica de concreto tiene por %inalidad obtener una escla en la que, con un ínio de contenido de pasta, se puedan obtener la propiedades necesarias deseadas en le concreto. )ara ello es deseable que la granuloetría general de los agregados sea tal que el voluen de vacios, o espacio entre partículas, sea ínio.

Tama#o m$%imo de agregado, mm

+olumen de agregado grueso arillado en seco, por olumen unitario de concreto para distintos m(dulos de -inura de la arena

 

2&40

2&60

2&80

3&00

&! .3/8

0&!0

0&48

0&46

0&44

12&! .1/2

0&!

0&!7

0&!!

0&!3

1 .3/4

0&66

0&64

0&62

0&60

2! .1

0&71

0&6

0&67

0&6!

37&! .1 1/2

0&7!

0&73

0&71

0&6

!0 .2

0&78

0&76

0&74

0&72

7! .3

0&82

0&80

0&78

0&76

1!0 .6

0&87

0&8!

0&83

0&81

=. ME233 E$ 'C1600. El coit# 600 del 'C1 -a desarrollado un procediiento de dise"o de escla  bastante siple el cual, bas!ndose en la tablas presentadas, perite tener valores de los di%erentes ateriales que integran la unidad cubica del concreto. $a estiaci&n de las cantidades del aterial requeridas para prepara una unidad cubica de concreto iplica una secuencia cuyo cupliiento perite, en %unci&n de las características de los ateriales, preparar la escla adecuada para el traba*o que se va a e*ecutar. =.0.

SECUENC1' E 1SE83 SE;?N 'C1. 1ndependienteente las características %inales del concreto sean indicadas en las especi%icaciones o de*adas al criterio del pro%esional responsable del dise"o de la escla, las cantidades por etro cubico pueden ser lo siguientes seg(n el 'C1.

              

Selecci&n de la resistencia proedio a partir de la resistencia en coprensi&n especi%icada. Selecci&n del taa"o !+io noinal del agregado. Selecci&n del asentaiento. Selecci&n del voluen unitario del agua. Selecci&n del contenido de aire. Selecci&n de la relaci&n agua >ceento por resistencia o durabilidad. eterinaci&n del %actor de ceento. eterinaci&n del contenido de agregado grueso eterinaci&n de la sua de los vol(enes absolutos del ceento, agua, aire y agregado grueso. eterinaci&n del voluen absoluto del agregado %ino. eterinaci&n del peso seco del agregado %ino. eterinaci&n del los valores de dise"o del ceento, agua, aire, agregado %ino, agregado grueso. Correcci&n de los valores de dise"o por -uedad del agregado. eterinaci&n de la proporci&n en peso de dise"o y de obra. eterinaci&n de los pesos por tanda de una bolsa.

5. ME233 E M3U$3 E @1NE9'. En el #todo de dise"o del coit#, se deterina en prier lugar los contenidos de ceento, agua, airey agregado grueso por di%erencia de la sua de vol(enes absolutos con relaci&n de la unidad, el voluen absoluto y el peso seco del agregado %ino. e esta anera, sea cual %uera la resistencia deseada en tanto se antenga constante el taa"o !+io noinal del agregado grueso y el odulo de %ineza del agregado %ino el contenido total del agregado grueso en escla ser! el iso, independienteente de la pasta. Este proceso debe producir un concreto traba*able en condiciones ordinarias siepre en cuando el odulo de %ineza de la cobinaci&n se apro+ie a los valores indicados.

5.0.

)3RCEN2'4E E :3$UMEN E ';RE;'3 @1N3. r%ABBMgMc>BMgM%D0 3NE/  Mc/ odulo de %ineza de la cobinacion  Mg/ odulo de %ineza del agregado grueso  M%/ odulo de %ineza del agregado %ino  r%/ porceta*e de voluen del agregado %ino.

5.6.

SECUENC1' E 1SE83 SE;?N M3U$3 E @1NE9'. 1ndependienteente las características %inales del concreto sean indicadas en las especi%icaciones o de*adas al criterio del pro%esional responsable del dise"o de la escla, las cantidades por etro cubico pueden ser lo siguientes seg(n el M3U$3 E @1NE9'.                 

Selecci&n de la resistencia proedio a partir de la resistencia en coprensi&n especi%icada. Selecci&n del taa"o !+io noinal del agregado. Selecci&n del asentaiento. Selecci&n del voluen unitario del agua. Selecci&n del contenido de aire. Selecci&n de la relaci&n agua >ceento por resistencia o durabilidad. eterinaci&n del %actor de ceento. eterinaci&n de la sua de los vol(enes absolutos del ceento, agua, aire. eterinaci&n del voluen absoluto del agregado. eterinaci&n del odulo de %ineza de la cobinaci&n. Calcular el valor de r%. eterinaci&n del voluen absoluto de los agregados. )eso seco de lo agregados. eterinaci&n del los valores de dise"o del ceento, agua, aire, agregado %ino, agregado grueso. Correcci&n de los valores de dise"o por -uedad del agregado. eterinaci&n de la proporci&n en peso de dise"o y de obra. eterinaci&n de los pesos por tanda de una bolsa.

F. ME233 E @U$$ER. 2oaos los valores de los porcenta*es que pasa por las ayas que se -a prede%inido la granuloetría de los agregados y gra%icaos una nueva curva coparativa para obtener  lo vol(enes de los agregados %inos y gruesos. Se trazara una línea vertical en la abertura de la aya nG5 en la gra%ica de los cuatro curvas del agregado grueso, %ino curva de %uller y curva granulo#trica. Y es allí donde se deterinaran lo valores de ',7,C respectos a la línea vertical, en porcenta*es.  pdA0DraízBd> 3NE/

  

pd/ porcenta*e que pasa por la aya HdI. dA abertura de la alla re%erencial. 2aa"o !+io de agregado.

0G. 'Ataa"o %ino 6G. 7Ataa"o grueso. =G. CAdistancia edia entre curva granulo#trica y curva de %uller.

J. ME233 E K'$LER. El denoinado #todo de Kaler se desarrolla debido ala preocupaci&n del pro%esor  norteaericano Stanton Kaler en relaci&n con el -ec-o de que, sea cual %uera la resistencia de dise"o del concreto y por tanto su relaci&n agua ceento, contenido de ceento y contenido de agregado %ino, la cantidad de agregado grueso era la isa, ello cuanto se aplica el procediiento de dise"o desarrollado por el coit# 600 del 'C1. $a tabla de Kaler corresponde a concreto sin aire incorporado.

J.0.

SECUENC1' E 1SE83 SE;?N M3U$3 E @1NE9'. 1ndependienteente las características %inales del concreto sean indicadas en las especi%icaciones o de*adas al criterio del pro%esional responsable del dise"o de la escla, las cantidades por etro cubico pueden ser lo siguientes seg(n K'$LER.

         

Selecci&n de la resistencia proedio a partir de la resistencia en coprensi&n especi%icada. Selecci&n del taa"o !+io noinal del agregado. Selecci&n del asentaiento. Selecci&n del voluen unitario del agua. Selecci&n del contenido de aire. Selecci&n de la relaci&n agua >ceento por resistencia o durabilidad. eterinaci&n del %actor de ceento. eterinaci&n de la sua de los vol(enes absolutos del ceento, agua, aire. eterinaci&n del voluen absoluto del agregado. eterinaci&n del porcenta*e de agregado %inio en relaci&n al voluen absoluto total de agregado.

    

eterinaci&n del voluen absoluto del agregado grueso. )eso seco de los agregados. Correcci&n de los valores de dise"o por -uedad del agregado. eterinaci&n de la proporci&n en peso de dise"o y de obra. eterinaci&n de los pesos por tanda de una bolsa.

. Materiales y #todos Betodología. .0.

C'N2ER' E C'7'N1$$'.

.0.0. atos obtenidos en laboratorio de gravedad especi%ica de los agregados gravedad especifca del agregado fno ite m 1 2 "

Descripción peso en el aire de la muestra seca (Wma) A peso del picnometro lleno de agua (Wpw) B peso del picnometro cali#rado con muestra $ agua (Wpcw) % peso de la muestra en estado saturado superfcialmente seco 4 (Wmsss) 

un d. gr. gr. gr. gr.

' peso especifco aparente  peso especifco aparente . ! peso especifco aparente nominal & A#sorción

+

cant. 481 4! &'' ' 2*''28 "" 2*41 ! 2*!8"4 82 "*&'1" &'

gravedad especifca del agregado grueso item Descripción 1 peso en el aire de la muestra seca (Wma) A 2 peso del aire de la muestra con superfcie seca (Wmass) B peso sumergido en agua de la muestra saturada (Wmsw) " % ' peso especifco aparente  peso especifco aparente . ! peso especifco aparente nominal & A#sorción

und. cant. gr. "!4*!! gr. "8'4 gr.

+

2"1 2*44!8"48' 2*''8'1! 2*'&8'&!4" 2*"!1"1'1

.0.6. Contenido de -uendad. contenodo de ,umedad del agregado fno + contenodo de ,umedad del agregado grueso +

1*1! 1*1!

.0.=. ;ranuloetría.

TAMC  ATM

2 1/2 2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 1/4 4 8 16

Aertura

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