Ejercicio Propuesto Diseño de Mezclas

EJERCICIO PROPUESTO: SE DESEA CALCULAR LAS PROPORCIONES DE LOS MATERIALES INTEGRANTES DE UNA MEZCLA DE CONCRETO A SER EMPLEADA EN LA CONSTRUCCION DE UN PILAR DE PUENTE, ELEMENTO ESTRUCTURAL QUE VA A ESTAR EXPUESTO A LA ACCION DEL AGUA EN UNA ZONA DE LA SIERRA PERUANA EN LA QUE LA TEMPERATURA PUEDEN DESCENDER HASTA -18 °C . LAS ESPECIFICACIONES DE LA OBRA INDICAN: A) EN EL DISEÑO DEBERA CONSIDERARSE LA POSIBLIDAD DE CONGELACION POR PRESENCIA DE HUMEDAD Y BAJAS TEMPERATURAS DEBIENDO INCORPORARSE AIRE EN LA MEZCLA B) LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE DISEÑO ESPECIFICADA ES DE 245 KG/CM2 A LOS 28 DIAS, LA DESVIACION ESTANDAR DE LA COMPAÑÍA CONSTRUCTORA ES DE 23 KG/CM2. C) LAS CONDICIONES DE COLOCACION REQUIEREN UNA MEZCLA DE CONSISTENCIA SECA MATERIALES: 1. CEMENTO: - PORTLAND ASTM TIPO 1 “PACASMAYO” - PESO ESPECIFICO : 3.12 2. AGUA: De rio. Cumple con las condiciones de agua no potables a ser empleadas en el concreto 3. AGREGADO FINO: - PESO ESPECIFICO = 2.72 - ABSORCION = 1.2% - HUMEDAD = 5.0% - MODULO DE FINEZA = 2.7 4. AGREGADO GRUESO : - TAMAÑO MAXIMO DEL AGREGO = 1” - PESO SECO COMPACTADO = 1520 Kg/m3 - ABSORCION = O.7% - HUMEDAD = 0.32%

SOLUCION:

1) LA SELECCIÓN DE LA RESISTENCIA PROMEDIO A LA COMPRESION: -

f ' cr =f ' c+ 1.34 σ

------

f ' cr =245+1.34∗(23)

R .¿ f ' cr =276 kg /cm2 -

'

'

f cr =f c+ 2.33 S−35

-------

f ' cr =245+2.33∗ (23 )−35

R . ) f’cr = 264 kg/cm2 RESPUESTA: se escoge siempre la mayor, pues la resistencia promedio viene a ser el nuevo f’c (resistencia a la compresión) f’c=276 kg/cm2 2) SELECCIÓN DEL TAMAÑO MAXIMO DEL AGREGADO: TMA = 1” EQUIVALEA 25.4mm 3) SELECCIÓN DEL ASENTAMIENTO En el problema me dicen que es un CONSISTENCIA SECA entonces de acuerdo con la teoría en el tema de CONSISTENCIA de propiedades del concreto fresco, nos proporcionan una tabla donde hablan : CONSISTENCIA SECA : 1”-2” CONSISTENCIA PLASTICA : 3” – 4” CONSISTENCIA FLUIDA : < 5” 4) VOLUMEN UNITARIO DE AGUA En la tabla de cantidades aprox. De agua y contenido de aire según nuestro SLUMP que obtuvimos : 1” – 2” con intersección del TMA ( 1”) y lo que nos dice en nuestro problema “ incorporándose aire en la mezcla” nos da a entender que tomamos la parte que dice “ con aire incorporado” entonces será el siguiente: VUA= 160 lt/m3 5) CONTENIDO DE AIRE Obtenemos un % de aire incorporado de acuerdo a la temperatura del lugar que este ubicado o de que se halla extraído la muestra --- la cual será EXTREMA con un valor de 6 % 6) RELACION AGUA CEMENTO (A/C) Interpolamos estos datos, obtenemos un resultado de a/c = 0.49 7) FACTOR CEMENTO Lo hallamos el volumen unitario del agua entre la relación a/c :

Cemento=

160 =327 kg /m3 0.49

Para obtener bolsas de cemento sabemos que en una bolsa pesa 42.5 kg entonces para un peso de 327 kg cuantas bolsas de cemento necesitare, para esto empleamos una regla de tres simple cuyo valor es el siguiente :

7.7 bolsas de cemento

8) PESO DEL AGREGADO GRUESO De la tabla de volumen de ag. Grueso por unidad de vol. De concreto teniendo como valores el TMA vs modulo de fineza ( 1” vs 2.7) entonces nos damos cuenta que no esta pero al interpolar obtenemos un valor igual a 0.68 entonces : Pag = 0.68 * 1520 = 1034 kg/m3 9) CALCULO DE VOLUMENES ABSOLUTOS ( cemento, agua, aire y agregado grueso)

- Cemento: - Agua :

327 3.12∗1000

160 1∗1000

= 0.105 m3

= 0.16 m3

- Aire: 6% = 0.06 m3 - AG:

1034 2.65∗1000

=0.39 m3

…… Vol total=0.715 m3 10) CALCULO DE VOLUMENES ABSOLUTOS (AGREGADO FINO) Y PESO UNITARIO Se dice que para el calculo del volumen absoluto se emplea que el volumen del concreto es de 1m3 que es igual ala suma de volúmenes absolutos del cemento, agua, aire, agregados (gruesos como finos) entonces : Volumen de ag. Fino = 1m3 – 0.715 m3 = 0.285 m3 PESO UNITARIO DEL AG. FINO:

0.285∗2.72∗1000

= 775 kg/m3

11) -

VALORES DE DISEÑO CEMENTO = 327 kg/m3 AGUA = 160 lt/m3 AG. FINO = 775 kg/m3 AG. GRUESO = 1034 kg/m3

12) -

CORRECCION POR HUMEDAD DEL AGREGADO Ag. Fino : 775*(105%) = 814 kg/m3 Ag. Grueso: 1034 *(100.32%) = 1037 kg/m3 ….. humedad superficial: a) Ag. Fino : 775 *(5.0%-1.2%) = 29 lt/m3 b) Ag. Grueso: 1034*(0.32% - 0.7%) = -4 lt/m3

Se obtiene un resultado de 25 lt/m3 Entonces se resta el volumen unitario de agua menos 25 lt/m3 Se obtiene = 160 –25 = 135 lt/m3 agua Los materiales ya corregidos: 13)

Cemento : 327 kg/m3 Agua = 135 lt/m3 Ag fino = 814 kg/m3 Ag. Grueso = 1037 kg/m3 PROPORCION EN PESO

Sin corregir :

327 775 1034 : : 327 327 327

----- 1:2.37:3.16

Corregido :

327 814 1037 : : 327 327 327

-

------ 1: 2.49:3.17

Relación a/c = 160/327---- a/c = 0.49 Relación a/c efectiva = 135/327---- a/c = 0.41