INFORME DISEÑO DE MEZCLAS.......................docx

INTEGRANTES:  BALLARTE MORENO JOSE  CAPCHA HERNANDEZ PAULO  ESPINOZA EUSEBIO TATIANA  HONORES TANTALEAN GREGORY  SALAZAR SALDAÑA JOSEP

[INFORME DISEÑO DE MEZCLAS]

Contenido I. OBJETIVOS........................................................................................................................ 2 II. MARCO TEÓRICO............................................................................................................ 2 III. EQUIPOS Y MATERIALES...............................................................................................5 IV. PROCEDIMIENTO............................................................................................................ 8 V. RESULTADOS................................................................................................................... 9 VI. OBSERVACIONES.........................................................................................................10 VII. CONCLUSIONES.......................................................................................................... 11 VIII. RECOMENDACIONES.................................................................................................11 IX. BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................. 11 X. ANEXOS.......................................................................................................................... 11

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DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO (MÉTODO ACI) I. OBJETIVOS ●

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1.1. Objetivo General: Realizar el diseño de mezcla de concreto que presente la resistencia final que se requiera (210 Kg/cm2). 1.2. Objetivos Específicos: Obtener un concreto que tengan las características requeridas, consistencia plástica con un control de calidad bueno. Elaborar testigos de concreto que cumplan los requerimientos especificados, para luego ser sometidos a rotura. Comprobar si la resistencia obtenida de la rotura es la misma que la resistencia diseñada. Comprobar el slump según el diseño.

II. MARCO TEÓRICO El concreto comúnmente se conoce en el medio como un material de construcción que se diseña bajo normas específicas dependiendo del proyecto que se vaya a utilizar y con las características económicas para un determinado fin. El concreto se hace a base de diseños, con trabajos de ingeniería y por esta condición están sujetos a cambios y modificaciones para optimizarlo. Para su elaboración se deben tener en cuenta que este proceso implica el diseño, elaboración, colocación, curado y protección, de los cuales depende si este es un concreto bueno o malo Esto conlleva a investigar en elaboración de un concreto que cumpla con todas las especificaciones mencionadas y que además se incorporen nuevos materiales, que aporten a mejorar dicho elemento. 2.1. Características del concreto fresco y endurecido Suele llamársele así a la etapa del concreto que abarca, desde la mezcla de todos los materiales que lo integran, permaneciendo trabajable durante un tiempo, hasta que el concreto comienza a endurecer desarrollando la resistencia que soporta la estabilidad de las estructuras. Durante este período de tiempo el concreto debe ser colocado en su posición final, consolidado, terminado y curado adecuadamente. ING. CIVIL – TECNOLOGIA DEL COCNRETO

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[INFORME DISEÑO DE MEZCLAS] Durante la etapa del concreto fresco se genera el proceso de hidratación, el cual consiste en la reacción del agua con el cemento formándose algunos compuestos químicos que ocasionan el proceso de endurecimiento de las mezclas y la generación de calor. Las reacciones químicas de este proceso son exotérmicas, esto es, generan calor en la pasta de cemento y en el concreto. Los productos de hidratación que van formándose con el tiempo, son el cementante que une a las grava y la arena, desarrollando así la resistencia del concreto. El concreto recién mezclado debe ser plástico o semifluido y capaz de ser moldeado a mano. En una mezcla de concreto plástico todas las partículas de arena y grava quedan encerradas y en suspensión, la mezcla fluye como líquido viscoso, sin segregarse ni desmoronarse durante el transporte y colocación; y cuando éste endurece, se transforma en una mezcla homogénea de todos los componentes.

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Durante la etapa del concreto fresco se puede identificar algunas características muy importantes en el comportamiento del concreto, tales como: Exudación: Es la migración del agua hacia la superficie superior del concreto en estado fresco, provocada por el asentamiento de los materiales sólidos; este asentamiento es consecuencia del efecto combinado de la vibración - durante la compactación y la gravedad, es decir, la exudación es un tipo de segregación en la que parte del agua de la mezcla tiende a subir a la superficie del concreto recién colado, lo que puede ocasionar demasiada humedad en la capa superficial del concreto y si el agua queda atrapada entre elementos superpuestos del concreto, el resultado puede ser un concreto poroso, débil y poco durable. En algunas formas de colocación de concreto es recomendable que se presente la exudación para facilitar el acabado del elemento. Cohesión: Representa la propiedad del concreto que describe la facilidad o dificultad que tiene la pasta de cemento y la mezcla con los agregados, de atraerse para mantenerse como suspensión en el concreto, evitando así la disgregación de los materiales. Segregación: Separación de los materiales del concreto, provocada por falta de cohesión de la pasta de cemento con el resto de los componentes de la mezcla, de tal modo que su distribución ya no es uniforme. Existen dos tipos de segregación, en el primero de ellos las partículas más gruesas tienden a desplazarse hacia fuera de la mezcla y en el segundo tipo se manifiesta una separación de la lechada de la mezcla. Trabajabilidad: Es una propiedad del concreto, asociada al grado de facilidad o dificultad con la que una mezcla de concreto puede ser mezclada, transportada, colocada y terminada (acabado final). Está condicionada al equipo que se utilice en ING. CIVIL – TECNOLOGIA DEL COCNRETO

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[INFORME DISEÑO DE MEZCLAS] las actividades de cada etapa, es decir, la trabajabilidad adecuada para el concreto masivo no es siempre suficiente cuando se trate de secciones delgadas, de difícil acceso o con mucho acero de refuerzo. El grado de trabajabilidad de una mezcla debe ser congruente con el equipo usado para colocarlo y consolidarlo. La energía proporcionada por una regla vibratoria será muy diferente a la energía que se aplicará con una regla manual. Las mezclas secas y poco trabajables deberán consolidarse por medio de vibrado, pero en caso de mezclas fluidas puede no ser necesario el vibrado mecánico y solamente requerirse una consolidación por varillado. Durante la etapa del concreto endurecido se pueden identificar algunas características importantes en el comportamiento del concreto, tales como: ● Estado Endurecido: Se inicia después del fraguado final, el cual se determina con el penetrómetro. ● Resistencia: La resistencia de un material se define como la habilidad para resistir esfuerzos sin llegar a la falla. La resistencia del concreto es la propiedad más valorada por los ingenieros. ● Resistencia a compresión: La resistencia a compresión del concreto, se puede definir como la máxima resistencia medida en un espécimen de concreto a carga axial. Generalmente se expresa en kilogramos por centímetro cuadrado (kg/cm 2) a la edad de 28 días y se le designa con el símbolo f’c. Para determinar la resistencia a compresión del concreto se utilizan especímenes cilíndricos de 15 x 30 cm, de acuerdo a la norma MTC E 704 - 2000, Aplicando carga constante a una velocidad de 0.14 a 0.34 MPa/s (20 a 50 lb/pulg2 - seg) hasta la falla del espécimen ● Durabilidad: La durabilidad de un material es el atributo que lo identifica

con el tiempo que puede prestar el servicio requerido en forma satisfactoria La durabilidad del concreto hecho con cemento portland se define como su habilidad para resistir las acciones de intemperismo, ataque químico, abrasión o cualquier otro proceso de deterioro Un concreto será durable si mantiene su forma original, calidad y servicio cuando es expuesto a su medio ambiente.

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III. EQUIPOS Y MATERIALES ● Balanza electrónica

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Recipientes

● Mezcladora tipo trompo

● Cucharas

● Buggy

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● Probetas para testigos de concreto

● Varilla de compactación

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● Prensa para ensayo a

compresión

IV. PROCEDIMIENTO 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8)

Elegir el asentamiento. Elegir el tamaño máximo nominal (TMN). Estimar el contenido de aire. Estimar la cantidad de agua de mezclado. Elegir la relación agua/cemento. Calcular el contenido de cemento. Verificar si los agregados cumplen las recomendaciones granulométricas. Si cumplen: Estimar el contenido de agregado grueso. Luego estimar el contenido de agregado fino. 9) Si no cumplen: Optimizar la granulometría. Luego estimar el contenido de arena y grava. 10)Ajustar la cantidad de agua por el contenido de humedad del agregado 11) Ajustar las mezclas de prueba

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V. RESULTADOS DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO 

f’CR= 294 Kg/cm2

Resistencia final:

 Slump:

1” a 2”

 Características de la arena: - Peso específico Seco: - Módulo de fineza: - Absorción: - Humedad:

2870 Kg/m3 2.9 1.118% 0.56%

 Características de la piedra: - Peso específico Seco: - Peso unitario compactado seco: - Absorción: - Humedad:

3140 Kg/m3 1550 Kg/m3 1.327% 0.40%

 Características del cemento: - Peso específico:

3.05 gr/cm3

 Características del agua: - Peso específico:

1000 Kg/m3

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5.1) Volumen de agua:

0.190 m3

5.2) Relación agua/cemento:

a/c = 0.548

5.3) Volumen de cemento:

0.114 m3

5.4) Volumen de agregado grueso:

0.301 m3

5.5) Volumen de aire:

0.020 m3

5.6) Volumen de agua, cemento y piedra:

0.625 m3

5.7) Volumen arena:

0.375 m3

5.8) Pesos en base a los volúmenes obtenidos:  Cemento: 348.749 Kg  Arena (seca): 1074.934 Kg  Piedra (seca): 945.500 Kg  Agua: 190 Kg 5.9) Corrección por humedad:  Piedra húmeda: 949.282 Kg  Arena húmeda: 1080.953 Kg 5.10) Balance de agua en la piedra:

-0.0093

5.11) Balance de agua en la arena:

-0.0056

5.12) Contribución de agua de la piedra:

-8.7998 Kg

5.12) Contribución de agua de la arena:

-6.0317 Kg

5.12) Agua de la mezcla corregida:

204.832 Kg

5.13) Diseño final, para 1m3 de concreto:  Cemento: 348.749 Kg  Arena (seca): 1080.953 Kg  Piedra (seca): 949.282 Kg  Agua: 204.832 Kg

RESISTENCIA OBTENIDA EN LA ROTURA DE TESTIGOS DE CONCRETO ING. CIVIL – TECNOLOGIA DEL COCNRETO

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Primer testigo de 7 días de edad: 135 kg/cm 2 Segundo testigo de 7 días de edad: 144 kg/cm2

VI. OBSERVACIONES El método ACI, data del año 1994 y está basado en que los agregados cumplan con los requisitos físicos y granulométricos establecidos por ASTM C-33. De fine al agua de mezcla empíricamente en función del Tamaño Máximo de la piedra y el Módulo de fineza de la arena exclusivamente, y correlaciona la relación agua/cemento en peso con la Resistencia en compresión. Las principales deficiencias de este método residen en que no está concebido para agregados marginales ni condiciones constructivas especiales.

VII. CONCLUSIONES 

Para 1m3 de concreto de f’C=210kg/cm2, se obtuvo la dosificación: 1 : 3.12 : 2.74 | 0.59L

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El cilindro de concreto fue diseñado para soportar un esfuerzo de f’ C= 210kg/cm2, con el factor de seguridad, f’ CR=294Kg/cm2. En los resultados de las pruebas de resistencia a la compresión para los 7 días. Se comprobó en slmpu de diseño de 1”-2”.



VIII. RECOMENDACIONES  

Se recomienda trabajar con tres decimales, para lograr cálculos más precisos. Para lograr una máxima exactitud, se recomienda pesar el material como mínimo tres veces, de manera que se trabajen los cálculos con un peso promedio del material.

IX. BIBLIOGRAFÍA 

Pasquel, E. (1999). Tópicos de Tecnología de Concreto. Impreso por el Colegio de Ingenieros del Perú. Lima, Perú.

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Normas consultadas: o MTC 702 o MTC 704

X. ANEXOS MEMORIA DE CÁLCULO DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO  Resistencia final: f’CR=210 Kg/cm2 + 84 Kg/cm2 f’CR= 294 Kg/cm2  Slump:

1” a 2”

 Características de la arena: - Peso específico Seco: - Módulo de fineza: - Absorción: - Humedad:

2870 Kg/m3 2.9 1.118% 0.56%

 Características de la piedra: - Peso específico Seco: - Peso unitario compactado seco: - Absorción: - Humedad:

3140 Kg/m3 1550 Kg/m3 1.327% 0.40%

 Características del cemento: - Peso específico:

3.05 gr/cm3

 Características del agua: - Peso específico:

1000 Kg/m3

5.1) Volumen de agua (Tabla 1):

190Kg = 0.190 m3

5.2) Relación agua/cemento (Tabla 2):

a/c = 0.548

5.3) Volumen de cemento: 190Kg / 0.548 =346.462 Kg 346.462 Kg / 3050 Kg/m3 = 0.114 m3 ING. CIVIL – TECNOLOGIA DEL COCNRETO

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5.4) Volumen de agregado grueso (Tabla 3): Volumen Compactado Seco: 0.61 m3 Volumen piedra: 0.61 m3 x 1550 Kg/ m3 / 3140 Kg/ m3 Volumen piedra: 0.301 m3 0.020 m3

5.5) Volumen de aire:

5.6) Volumen de agua, cemento y piedra: 0.190 m3 + 0.114 m3 + 0.301 m3 + 0.020 m3 0.625 m3 5.7) Volumen arena: 1-0.625 m3 0.375 m3 5.8) Pesos en base a los volúmenes obtenidos:  Cemento: 0.114 m3 x 3050 Kg/ m3 = 348.749 Kg  Arena (seca): 0.375 m3 x 2870 Kg/ m3 = 1074.934 Kg  Piedra (seca): 0.301 m3 x 3140 Kg/ m3 = 945.500 Kg  Agua: 0.190 m3 x 1000 Kg/ m3 = 190 Kg 5.9) Corrección por humedad:  Piedra húmeda: 945.500 Kg x (1.004) = 949.282 Kg  Arena húmeda: 1074.934 Kg x (1.0056) = 1080.953 Kg 5.10) Balance de agua en la piedra:

0.004 – 0.01327 = -0.0093

5.11) Balance de agua en la arena:

0.0056 – 0.01118 = -0.0056

5.12) Contribución de agua de la piedra: 949.282 Kg x -0.0093 = -8.7998 Kg 5.12) Contribución de agua de la arena: 1080.953 Kg x -0.0056 = -6.0317 Kg 5.12) Agua de la mezcla corregida: 190 Kg – (-8.7998 Kg - 6.0317Kg) = 204.832 Kg 5.13) Diseño final, para 1m3 de concreto:  Cemento: 348.749 Kg  Arena (seca): 1080.953 Kg  Piedra (seca): 949.282 Kg ING. CIVIL – TECNOLOGIA DEL COCNRETO

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[INFORME DISEÑO DE MEZCLAS]  Agua:

204.832 Kg

RESISTENCIA OBTENIDA EN LA ROTURA DE TESTIGOS DE CONCRETO  Primer testigo de 7 días de edad: 135 kg/cm 2  Segundo testigo de 7 días de edad: 144 kg/cm2

TABLA 01 Cantidades de agua de amasado para diferentes slump, tamaño máximo de agregado y contenido de aire

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TABLA 02 Relación Agua/Cemento vs f’c

TABLA 03 ING. CIVIL – TECNOLOGIA DEL COCNRETO

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[INFORME DISEÑO DE MEZCLAS] Volumen de agregado grueso compactado en seco por metro cúbico de concreto

FOTOS DEL SLUMP

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FOTOS PROBETAS

FOTOS ENSAYO A LA COMPRESIÓN

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