TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
UNIVERSIDAD NACIONAL “PEDRO RUIZ GALLO” FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL, SISTEMAS YARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
CURSO
:
PROFESOR :
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO ING. CARLOS MONDRAGON CASTAÑEDA
TRABAJO FINAL Nº 03
TEMA: LOSA DE TECHO NERVADA Grupo N° 2 No ALUMNO 1 Sandoval Llauce Jose Antonio
CODIGO 061878-G
EMAIL
[email protected]
2 3 4
Saldivar Rodriguez Edwin Bustamante Nuñez Alexander Quevedo Aldaz Juan Manuel
070318-K 075142-H 061874-A
[email protected] [email protected] [email protected]
5
Palomino Castro Irving
061870-F
[email protected]
FIRMA
LAMBAYEQUE, NOVIEMBRE DEL 2010
INTRODUCCION INFORME FINAL
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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
En el presente informe, basado en el procedimiento de cómo elaborar un diseño de mezcla de concreto, con determinadas características y propiedades, que este sea capaz de resistir las fuerzas de la naturaleza, las fuerzas generadas por acción del hombre, etc. Y sobre todo que sea perdurable en el tiempo, todas estas atribuciones serán tomadas en cuenta para la estructura que diseñaremos que
trata de una LOSA DE TECHO
NERVADA. Para lograr estas propiedades debemos tener en consideración diferentes características, ya sea de los agregados, cemento y calidad del agua, para ello nos centraremos en las características físicas de los agregados, para saber si estas cumplen con los requisitos mínimos establecidos por las normas y de ellas elaborar un diseño con las diferentes proporciones de mezcla que sean capaces de resistir esfuerzos y cumplir con las determinadas características de esta estructura. Para que este concreto logre alcanzar las características necesarias es también de vital importancia que posea una consistencia adecuada, medida por su asentamiento y que esta posea cohesión, dando al concreto una buena trabajabilidad. En el trabajo realizado, se llevaron a cabo los procedimientos necesarios para hacer un diseño a través de la preparación de probetas cubicas de concreto, para luego ser sometidas a la máquina de compresión y así determinar principalmente el esfuerzo que es capaz de soportar que debe estar entre los rangos especificados. En el diseño de mezclas de concreto, se ha aplicado los conocimientos técnico y práctico adquiridos sobre los componentes (cemento, agregados, agua) y la interacción entre ellos, para lograr un material resultante que satisfaga al elemento estructural asignado de acuerdo a su condición de exposición.
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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO I. OBJETIVOS
Elaborar un diseño de mezcla para obtener un concreto de buena calidad y sobre todo que sea económico.
Que el concreto diseñado en el laboratorio cumpla con los requerimientos establecidos por el proyectista principalmente en lo que respecta a su esfuerzo de compresión.
Analizar las características del concreto en estado fresco y endurecido y proporcionar aportes para superar cualquier inconveniente en obra.
ABSTRACT: RESUMEN: PRIMER INFORME A).-ANTECEDENTES: UBICACIÓN DE LA OBRA: CONSTRUCCION DE UNA VIVIENDA MULTIFAMILIAR
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LUGAR
:José Leonardo Ortiz
-
DISTRITO
:José Leonardo Ortiz
-
PROVINCIA
:Chiclayo
-
DEPARTAMENTO :Lambayeque
AGREGADOS CONVENCIONALES: DISTRITO
: Mesones Muro
PROVINCIA
: Ferreñafe
DEPARTAMENTO : Lambayeque
Cantera La Victoria: De la cual proviene nuestro agregado fino, aproximadamente en el Km. 32 de la carretera a Chongoyape hay un desvío a la izquierda más o menos a 4 Km. de éste desvío se encuentra la cantera.
Cantera Chancadora: De la cual proviene nuestro agregado grueso (piedra chancada) aproximadamente a 4 Km, en dirección noreste de Tres Tomas.
B).- INFORMACIÓN DISPONIBLE: 1.- LOSA DE TECHO NERVADA: Elemento estructural de espesor reducido respecto a sus otras dimensiones usado como techo o piso, Generalmente horizontal y armado en una o dos direcciones según el tipo de apoyo existente en su contorno. Las losas nervadas están constituidas por pequeñas vigas T llamadas nervaduras o viguetas, unidas a través de una losa de igual espesor que el ala de la viga.
RECOMENDACIONES DEL CÓDIGO DEL ACI REFERENTES A LAS LOSAS NERVADAS: Tenemos las Principales Recomendaciones:
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Si la losa tiene embebidas tuberías, su espesor deberá ser por lo menos 2.5 cm
mayor que el diámetro exterior de los tubos La distancia libre entre nervaduras no será mayor que 75 cm. Las nervaduras o viguetas deberán tener un ancho de al menos 10 cm y un peralte no mayor que 3 veces y medida dicho ancho.
C.- DESCRIPCIÓN DE LAS CONDICIONES DE USO DE LA ESTRUCTURA:
RESISTENCIA A LA COMPRESION: La Losa Nervada tiene una Resistencia
De Compresión de F´c: 210 kg/ cm2 dado que la estructura soporta tanto cargas muertas como cargas vivas.
TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL: 3/4 de pulgada ASENTAMIENTO EN EL CONO DE ABRAMS: 3 pulgadas
TEMPERATURA:
Por estar la ciudad de Chiclayo situado en una zona tropical, cerca del ecuador, el clima debería ser caluroso, húmedo, y lluvioso; sin embargo su estado es sub tropical, de temperatura agradable, seca, sin lluvias, esto se debe a los fuertes vientos denominados "ciclones" que bajan la temperatura ambiental a un clima moderado primaveral en casi todo el año, salvo en los meses veraniegos que se eleva la temperatura. Periódicamente, cada 7, 10, 15, años se presentan temperaturas elevadas, con lluvias regulares y aumento extremado del agua de los ríos. Temperatura promedio anual: 19 °C Visibilidad: 10 km Humedad: De 60% a 88% Nubosidad: Mayoritariamente Cielo claro
CLIMA:
Lambayeque tiene un clima variable, entre cálido y templado durante las estaciones de primavera, otoño e invierno, y caluroso en la época de verano. En condiciones normales presenta temperaturas máximas de 28 ºC en los meses de enero y marzo correspondientes al período más caluroso y temperaturas INFORME FINAL
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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO mínimas de 15º C en los meses de invierno. La precipitación pluvial promedio anual varía desde 0,5 hasta 24 mm. La característica fundamental es la escasez y deficiencia de lluvias durante todo el año. En verano los días tienen cerca de 55% de horas de sol, en tanto que en invierno el promedio es 45%. La humedad relativa en la ciudad es alta con un promedio anual de 82%, mínimo de 61% y un máximo de 85%. Los meses de menor humedad son los de verano, incrementándose esta en los meses de invierno y durante la presencia del Fenómeno del NIÑO
ATAQUES QUIMICOS
CLORUROS Se mantiene un riesgo pequeño pero no menos importante que los demás aspectos al utilizar agua y mezclar nuestro agregado con el suelo en una zona cercana al mar. Los cloruros contenidos de manera natural o artificial tienen una acción insignificante sobre el concreto.
SULFATOS Los sulfatos que afectan la durabilidad del concreto se hallan usualmente en solución en agua de lluvia, en aguas contaminadas por desechos industriales o por flujos en suelos agresivos. Por lo general consisten en sulfatos de sodio, potasio, calcio, magnesio.
ABRASION
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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO Se define la resistencia a la abrasión como la habilidad de una superficie de concreto a ser desgastada por roce y fricción. Este proceso se origina de varias maneras, en nuestro caso las más comunes son las atribuidas a las condiciones de servicio, como son el tránsito de peatones, y el efecto del viento cargado de partículas solidas.
AGENTES BIOLÓGICOS
Los agentes biológicos que pueden actuar sobre el concreto generando un deterioro de orden químico, son diferentes tipos de microorganismos: bacterias, hongos y líquenes, estos últimos en cuanto forman colonias del tamaño microscópico.
CORROSIÓN DEL CONCRETO: Se produce la corrosión debido a factores como la temperatura y humedad.
SISTEMA DE COLOCACION DEL CONCRETO: La colocación deberá ser lo más cerca posible de su ubicación final y de esta manera se evita su segregación. El concreto no se debe colocar en la estructura que haya endurecido temporalmente o que esté contaminado con sustancias extrañas y nocivas.
ADITIVO PLASTIFICANTE: Es Un compuesto químico reductor de agua que se le adiciona a la mezcla de concreto, en proporción al la cantidad de cemento que se va a usar por tanda con la finalidad de obtener una mezcla con una alta fluidez haciéndolo autocompactable, en nuestros ensayos solo hemos utilizado aditivo plastificante ya que por diversos motivos no hemos podido obtener el aditivo súper plastificante. Características del Aditivo plastificante: La dosis varía entre 0.3 y 0.7 % del peso del cemento, en donde para lograr una buena impermeabilidad la dosis debe ser de 0.4%.
D).-ANALISIS DEL PROBLEMA: INFORME FINAL
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Dado que la losa no está expuesta a la intemperie no existe ataques de agentes químicos ni biológicos, pero sin embargo se prevee de cualquier percance adicionándole al concreto una baja porosidad, reduciendo de esta manera su porosidad.
E).- CONCLUSIONES:
Realizar ensayos idóneos para de esta manera determinar un concreto resistente y a la vez liviano.
Buscamos una relación de A/C lo menos permeable con la finalidad de reducir las probabilidades de ataques químicos.
F).- PLAN DE ACTUACION:
Contenido de Humedad
Peso unitario
Peso específico y absorción
Granulometría, tamaño máximo, modulo de fineza
Material que pasa la malla 200
G).- ANEXOS:
FOTOS:
Se puede apreciar encofrado de la losa aligerada
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Apreciar el
vaciado de concreto f´c= 210
kg/cm2 en vigas
UBICACIÓN: UBICACION DE LA OBRA
UBICACIÓN DE CANTERAS
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TRES TOMAS LA VICTORIA
RESUMEN: SEGUNDO INFORME RESUMEN: SEGUNDO INFORME
a) FASE DE LABORATORIO Los materiales extraídos de la cantera: LA VICTORIA
:
Agregado fino.
TRES TOMAS
:
Agregado Grueso.
Los materiales obtenidos de las canteras mencionadas fueron traídos al laboratorio y almacenados en sacos; para después hacer los análisis apropiados que nos determinaran las características que poseen nuestros agregados, estos resultados nos van a poder determinar si son aptos para la elaboración de nuestro concreto requerido. Además estas propiedades de los materiales nos van a permitir elaborar un adecuado diseño de mezcla de nuestro concreto. INFORME FINAL
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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO DE LOS ENSAYOS 1. Granulometría de Agregado Fino y Agregado Grueso. Es la técnica cuyo objetivo principal es determinar y medir el tamaño de las partículas de un agregado así como la distribución de la misma. En este ensayo se determinará la distribución granulométrica de las partículas de los agregados fino y grueso por tamaño, módulo de fineza del agregado fino y tamaño máximo nominal del agregado grueso. 2. Contenido de Humedad de Agregado Fino y Agregado Grueso. Esto ensayo nos sirve para determinar la humedad natural de nuestros agregados, esta humedad es con la cual se trabajara en obra y nos sirve para poder corregir el agua en el diseño de la mezcla. 3. Peso Unitario Suelto y varillado de Agregado Fino y Agregado Grueso. Calcula el contenido de vacíos, clasificaría los agregados en livianos, normales y pesados. Así como tener una medida de la uniformidad del agregado. Estos datos son muy importantes porque nos va a permitir ver el rendimiento en peso por metro cubico de agregado considerando los espacios vacíos entre las partículas de los agregados el cual es usado en obra para la preparación de la mezcla en volúmenes. 4. Peso Específico del Agregado Fino y Agregado Grueso. Es un indicador de la calidad del agregado, se dice que entre más bueno es un material su peso especifico va a ser mucho mayor, en cambio sucede lo contrario si su peso especifico es menor. Esto de la calidad está muy relacionado a las propiedades de porosidad y resistencia. Matemáticamente es igual a la relación a una temperatura estable de la masa de un volumen unitario de material, a la masa del mismo volumen de agua destilada libre de gas. 5. Grado de Absorción de Agregado Fino y Agregado Grueso.
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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO En este ensayo se determina la capacidad que tiene un agregado de poder absorber agua esto al igual que el contenido de humedad también influye en el en el agua utilizada en la mezcla. b) FASE DE CALCULO DE LOS ENSAYOS Los datos obtenidos en laboratorio han sido evaluados de tal manera de poder determinar las propiedades de los agregados. A continuación presentamos un resumen de los resultados obtenidos de los ensayos hechos a los materiales a utilizar en nuestro diseño de mezcla para la losa nervada. RESULTADOS Y TABLA DE CONTENIDO 1. CONTENIDO DE HUMEDAD: a)
Agregado fino: 0.2 %
b)
Agregado grueso: 0.12%
2. PESO UNITARIO SUELTO DE LOS AGREGADOS: a)
Agregado fino: 1.62 gr/cm3.
b)
Agregado grueso: 1.51 gr/cm3.
3. PESO VOLUMÉTRICO VARILLADO DE LOS AGREGADOS. a)
Agregado fino: 1.77 gr/cm3.
b)
Agregado grueso: 1.56 gr/cm3.
4. PESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOS: a)
Agregado fino: 2.64.
b)
Agregado grueso: 2.93.
5. GRADO DE ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS: a)
Agregado fino: 0.604%.
b)
Agregado grueso: 0.54%.
6. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE LOS AGREGADOS: a)
Agregado fino:
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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO Modulo de fineza: 3.14
AGREGADO FINO 150 100 AGREGADO FINO
50
% QUE PASA ACUMULADO
0 1 100 0.01 ABERTURA (mm)
b)
Agregado grueso:
Tamaño máximo nominal: 3/4”
AGREGADO GRUESO 150 100 % QUE PASA ACUMULADO
50
AGREGADO GRUESO
0 100 10 1 ABERTURA (mm)
TABLA DE CONTENIDO A SER USADO EN LA ELABORACIÓN DE NUESTRO DISEÑO DE MEZCLA N 1 2 3 4 5 6
ENSAYOS: Granulometría Contenido de humedad Grado de Absorción Peso Específico de Masa Peso Unitario Suelto. Peso unitario Varillado
UNIDAD % % gr/cm3 gr/cm3 gr/cm3
c) DISCUSIÓN:
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ARENA MF = 3.14 0.2 0.604 2.64 1.62 1.77
PIEDR A TMN= 3/4” 0.12 0.54 2.93 1.51 1.56
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO En el ensayo de granulometría en el agregado fino hemos obtenido un módulo de fineza de 3.14 el cual nos da a conocer que nuestro agregado fino pertenece al grupo de las arenas gruesas.
d) CONCLUSIONES: 1. Se concluye que los datos obtenidos en los ensayos realizados se encuentran dentro del rango establecido por la norma por el cual los agregados son los adecuados para realizan un buen diseño de mezclas. 2. Hemos obtenido unos resultados idóneos dado que se ha utilizado de la manera más adecuada y precisa los instrumentos con los cuáles hemos desarrollado los ensayos. 3. También verificamos que mientras más se acerquen nuestros resultados a los valores de las normas establecidas estaremos encontrando mayor precisión en nuestros resultados y la vez preparando los materiales idóneos para un buen diseño de mezclas.
4. Los agregados porosos tienden absorber el agua de la mezcla, en un tiempo corto provocando pérdida de revenimiento en estado fresco, produciendo micro fisuras y vacíos en el concreto endurecido, en nuestro caso tenemos agregados con características dentro de lo normal en cuanto a este aspecto; además de peso especifico de 2.64 para la arena y de 2.93 para la piedra; que es un indicados importante para realizar concretos de peso normal.
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TERCER INFORME TABLA DE CONTENIDO El informe Diseño de Mezclas de concreto siguiendo las recomendaciones del comité 211 del ACI. 1
Elaboración de las probetas y Curado en el Laboratorio de Muestras de Concreto Norma: ASTM
C 192
ASSTHO T 126 2
Método de Ensayo para la medición del asentamiento, con el cono de abrams. Norma: ASTM
C 143
ASSTHO T 119 3
Ensayo a la Resistencia a la Compresión de Testigos Norma: ASTM
C 39
ASSTHO T 22
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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO RESUMEN 1.- FASE DE DISEÑO
Conocer las Especificaciones del proyectista estructural, y las condiciones mínimas de exposición de la estructura: Resistencia a la Compresión f ‘c = 210 Kg. /cm2 Tamaño Máximo Nominal del agregado grueso 3/4” Asentamiento 1” a 2” (consistencia plástica) Conocer los datos de los agregados que fueron analizados y ensayados en el laboratorio. 1. Granulometría de Agregado Fino y Agregado Grueso. 2. Contenido de Humedad de Agregado Fino y Agregado Grueso. 3. Peso Unitario Suelto y varillado de Agregado Fino y Agregado Grueso. 4. Peso Específico del Agregado Fino y Agregado Grueso. 5. Grado de Absorción de Agregado Fino y Agregado Grueso. Realizar el análisis del diseño de mezcla teórico. Criterios,
Pasos y análisis de cuadros referenciales para diferentes
características del concreto. 1. Diseño por resistencia 2. Diseño por Durabilidad El Diseño de Mezclas de concreto con diferentes relaciones A/C 0.51, 0.56, 0.61
2.- FASE DE LABORATORIO Elaboración de probetas, luego el Curado en el Laboratorio de Muestras de Concreto. Ensayo para la medición del asentamiento del hormigón con el cono de abrams. Ensayo de Resistencia a la Compresión de Testigos a los 7 y 28 días. INFORME FINAL
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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO Por causa de tiempo se realizo el ensayo a los 7 días. La resistencia a la compresión se realiza para verificar la resistencia que establecen los concretos dosificados, que quiere decir llegar a una resistencia estable. Se elaboraron 6 testigos de concreto con una relación agua cemento las cuales ya fueron especificadas en el ensayo de diseño de mezclas realizadas por el grupo y de esta manera verificar la resistencia que se establece. Los testigos de concreto son vaciados a un molde de forma cilíndrica, el mismo que tiene un diámetro de 15cm y una altura de 30cm. Dicho molde es dividido en tres capas, cada capa es compactada con una varilla lisa, aplicando en cada una de ellas un promedio de 25 golpes. Para verificar su resistencia de los testigos de concreto se procedió a desmoldarlos luego de transcurridas 24 horas y fueron llevados a una poza de agua, para que sean curados luego de un tiempo establecido de 7 días para luego ensayarlos en la prensa. De esta manera obtuvimos la resistencia del concreto como se detalla más adelante. Los testigos de concreto son evaluados desde el primer día de curado, hasta los 7 días. El primer día de resistencia debe dar el 17% y a los 28 días, debe de dar el 100%. En el Laboratorio de Ensayo de Materiales de la FICSA mayormente se realiza resistencias: A los 7 días: 68% A los 28 días: 100% Los testigos de concreto una vez curados de acuerdo a los días establecidos son sacados de las pozas de agua, para ser secados al aire libre. Son llevados a los refrendadores para colocarles unas capas de azufre para lograr una determinada uniformidad en la distribución de cargas en su sección trasversal.
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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO Área del testigo: Es un área circular de unos 20cm de diámetro. (En este caso por tratarse de un molde cilíndrico de 15cm de diámetro). Según el cuadro de resistencia del concreto a los 7 días debe dar un 68 % de la resistencia especificada. 3.- FASE DE GABINETE Evaluación de los valores obtenidos en el ensayo a la compresión de los testigos. Procedimiento para determinar la aceptabilidad de un determinado Concreto.
RECURSOS USADOS 1. Diseño de Mezclas de concreto Para la elaboración del diseño de mezcla de los concretos de diferentes relaciones A/C + ADITIVO se usaron los datos de laboratorio del informe anterior (características y propiedades físicas del agregado):
ANALISIS DE AGREGADOS AGREGADO FINO o Absorción o Contenido de humedad o Peso unitario sin varillar o Peso unitario varillado o Peso específico del material o Módulo de fineza AGREGADO GRUESO o Absorción o Contenido de humedad o Peso unitario sin varillar INFORME FINAL
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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO o Peso unitario varillado o Peso específico del material o Tamaño máximo
2. Elaboración de Concreto para Ensayo de Laboratorio MATERIALES o Cemento Pacasmayo tipo I o Agregado fino y Grueso. o Agua Potable. o Aditivo Súper Plastificante (en nuestro caso no se pudo conseguir aditivo súper plastificante, pero en su lugar usamos un aditivo plastificante) EQUIPO o Trompo de mezclar. o Balanza. o Cucharón o Probetas Graduadas de 30cm de altura por 15cm de diámetro. o Martillo de goma. o Grasa. o Baldes.
3. Ensayo para la medición del asentamiento del hormigón con el cono de Abrams. o Cono de Abrams o Cucharón o Fuente. o Wincha.
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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO 4. Curado de probetas de Muestras de Concreto Para Ensayo de Laboratorio a. Baldes grandes. b. Agua.
5. Resistencia a la Compresión de Testigos a. Prensa hidráulica. b. Azufre para el refrenado (capeado). c. Cronometro. 6. Procedimiento para determinar la aceptabilidad de un determinado
Concreto. Se usaron métodos estadísticos para la evaluación del concreto en la determinación de aceptabilidad.
METOLOGIA EMPLEADA El diseño de mezcla para un concreto. Se trata de una losa de techo nervada En la que se tomará en cuenta su construcción y la necesidad de satisfacer ciertos requisitos de diseño: Durabilidad a los ataques químicos y físicos que se expone el concreto. Durabilidad a las acciones mecánicas. Impermeabilidad. Resistencia a la compresión. Resistencia a los ataques físicos.
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Consideraciones previas Características de los materiales a utilizar en el Diseño de Mezcla:
Agua: El agua que ha de ser empleada en la preparación y curado del concreto será fresca, limpia y potable, proporcionada en el Laboratorio, libre de sustancias perjudiciales, tales como aceites, ácidos, álcalis, sales, materias orgánicas u otras sustancias que puedan perjudicar al concreto o al acero y además deberá cumplir con los requisitos de la norma NTP 339.088.
Agregados Para seleccionar los agregados debemos tener en cuenta: que sus partículas estén limpias, de perfil perfectamente angular, duras compactadas y resistentes. Tanto el agregado fino como el grueso deberán estar limpios de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículas escamosas o blandas, esquistos, pizarras, materia orgánica, y otras sustancias perjudiciales, y debe cumplir las normas de su granulometría.
Agregado Fino El agregado fino utilizado, se extrajo de la cantera de la victoria, ubicada a 10km de la cantera Posope-Cumbil.
Agregado Grueso El agregado grueso proviene de la Cantera tres tomas, ubicada en el departamento de Lambayeque.
Cemento La selección del cemento de acuerdo a la parte estructural y a la zona ambiental que se va a ubicar dicha obra, es más conveniente utilizar el Cemento Pacasmayo Tipo I, para USO COMUN. Propiedades de este cemento se detallan a continuación. INFORME FINAL
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Características
Es el cemento Portland Tipo I destinado a obras de concreto en general, cuando en las mismas no se especifique la utilización de otro tipo. (Edificios, estructuras industriales, conjuntos habitacionales). El cemento Portland Tipo I aumenta la resistencia con el tiempo
Datos de los Agregados.
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ENSAYOS: Granulometría Contenido de humedad Grado de Absorción Peso Específico de Masa Peso Unitario Suelto. Peso unitario Varillado
UNIDAD % % gr/cm3 gr/cm3 gr/cm3
ARENA MF = 3.14 0.2 0.604 2.64 1.62 1.77
PIEDR A TMN= ¾” 0.12 0.54 2.93 1.51 1.56
Otras consideraciones F ‘c= 210Kg / cm2 (Que es la resistencia especificada por el diseñador de acuerdo a la obra a construir) Cemento Pacasmayo Tipo I
peso específico.= 3.11.
Tamaño máximo nominal
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3/4”
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DISEÑO DE MEZCLAS Paso Nº 1.- Resistencia en compresión promedio requerida f 'CR Las fórmulas que se describen a continuación son según el criterio del ACI, para utilizar las siguientes formulas se tendrán en cuenta las siguientes consideraciones: a) Se debe conocer el valor de la desviación estándar. b) El numero de ensayos tendrá que ser igual o mayor a 30. c) Se tiene que contar con una amplia experiencia en el diseño y preparación del concreto. d) Al reemplazar el valor de σ (desviación estándar) y del f’c en ambas formulas se tomará el mayor valor. f 'cr = f 'c + 1.34 σ f 'cr = f 'c +2.33 σ –3.45
Debido a que No se conoce el valor de la desviación estándar se utilizará para la determinación de la resistencia promedio requerida (f 'cr) la siguiente tabla.
RESISTENCIA A LA COMPRECION REQUERIDA fr Menos de 210 210 a 350 Sobre 350
frc f´c + 70 f´c + 84 f´c + 98
Para nuestro diseño de mezcla la resistencia compresión promedio requerida: Fcr = 210 + 84 =294 Kg. /cm2 El valor f’c corresponde a la resistencia a la rotura por compresión a los 28 días de un cilindro estándar de 6’’ de diámetro y 12’’ de altura, elaborado y curado en condiciones óptimas y cargado a un determinado ritmo en la máquina de prueba. INFORME FINAL
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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO En los planos y/o especificaciones se indica el valor de la resistencia del concreto f’c este valor se establece a partir de la base que no más de una de cada diez pruebas de un valor debajo del especificado. El valor f’c cuando se evalúa estadísticamente mide el potencial del concreto utilizado. Al determinar el valor promedio de f’cr a obtenerse en una obra determinada debe aumentarse el valor f’c de los planos. De lo contrario por simple ley de probabilidades, la mitad de los resultados darán menos que f’c y la otra mitad mas que f’c. El incremento necesario sobre f’c dependerá de la calidad de la construcción. Esta a su vez depende de: a.- Mano de obra, b.- Equipo, c.- Materiales y d.- Control de la mezcla.
Paso Nº 2.- Selección del Slump (asentamiento) 1. Para seleccionar el valor más conveniente del asentamiento se utilizará la siguiente tabla elaborada por el comité 211 del ACI para distintos tipos de construcción. Tabla 9.2.2 TIPOS DE CONSTRUCCIÓN
Asentamiento Máxim Mínim
Zapatas y Muros de Cimentación
o 3”
o 1”
Armados Cimentaciones simples, cajones, y
3”
1”
subestructuras de muros Vigas y muros armados
4”
1”
Columnas de edificios Pavimentos y losas Concreto ciclópeo Para el concreto en lalosa de techo nervada de la unidad asentamiento de 1” a 3” según lo especificado en la tabla.
Paso Nº 3.- Relación agua /Cemento (A/C) INFORME FINAL
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4” 1” 3” 1” 2” 1” de bomberos, se elegirá un
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
La relación agua/cemento está en función de la resistencia, impermeabilidad
y
durabilidad.
3.1) Resistencia Se utilizaran la siguiente tabla: Tabla 12.2.2
RELACIÓN AGUA-CEMENTO POR RESISTENCIA
f’cr
Relación agua-cemento da diseño en peso Concretos sin aire
Concretos con aire
incorporado
incorporado
150
0.80
0.71
200 25O 300
0.70 0.62 0.55
0.61 0.53 0.46
350
0.48
0.40
400
0.43
••••
450
0.38
••••
(28 días)
Esta tabla nos proporciona la relación agua/cemento para diferentes valores de la resistencia promedio requerida, ya sea que se trate de concretos con o sin aire incorporado.
3.2) Durabilidad Como en el caso de nuestro diseño, la construcción no va a estar expuesta a agresividad ambiental alguna entonces optamos por usar a relación agua/cemento por resistencia que es 0.5584.
Paso Nº 4.-Tamaño máximo nominal del agregado (TMN) En primer lugar por definición sabemos que el tamaño máximo nominal es el que corresponde al menor tamiz de la serie utilizada que produce el primer retenido. INFORME FINAL
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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO Al haber ya realizado el ensayo granulométrico del agregado grueso en el laboratorio de ensayo de materiales de la FICSA se obtuvo: 3/4".
Paso Nº 5.- Determinación del volumen unitario de agua: Para la determinación del volumen unitario del agua se utilizaran las siguientes tablas: Tabla 10.2.1 La cual nos permite seleccionar el volumen unitario de agua, para agregados al estado seco, en concretos preparados sin aire incorporado; teniendo como factores a ser considerados la consistencia que se desea para la mezcla y el tamaño máximo nominal del agregado grueso seleccionado. Agua, en lt/m3 para los tamaños máximos Asentamiento
nominales 3/8”
1” a 2” 3”a 4”
De agregado grueso y consistencia indicados ½” ¾” 1” 1 ½” 2” 3” 4”
Concreto sin aire incorporado 207 199 190 179 166 154
13
113
228
169
0 14
124
178
5 16
-----
216 228
205 216
193 202
181
6”a 7”
243
190
1” a 2”
Concreto con aire incorporado 181 175 168 160 150 142
0 1
107
2 3”a 4”
202
193
184
175
165
157
2 1
119
3 6”a 7”
216
205
197
184
174
166
3 1 5 4
Tabla 10.2.2
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--
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO Esta tabla permite calcular el volumen unitario de agua, tomando en consideración, además del asentamiento y el tamaño máximo nominal del agregado grueso, el tipo de perfil del mismo. Tamaño
Volumen unitario de agua en lt/m3. Para asentamientos
Nominal
y perfiles del agregado grueso 1” a 2” 3” a 4” 6” a 7” Agregad Agregado Agregad Agregado Agregad Agregad
Del Agregado Grueso 3/8” ½” ¾” 1” 1 ½” 2” 3”
o
o
Redond. 185 182 170 163 155 148 136
Angular 212 201 189 182 170 163 151
Redond. 201 197 185 178 170 163 151
Angular 227 216 204 197 185 178 167
o
o
Redond. 230 219 208 197 185 178 163
Angular 250 238 227 216 204 197 182
Paso Nº 6.-Determinación del Factor Cemento: Se obtiene utilizando la siguiente fórmula:
Factor cemento
=
Volumen unitario de agua Relación agua /cemento
Paso N˚ 7.- Determinación del peso del agregado grueso: Se utilizara la tabla 16.2.2. La cual relaciona el tamaño máximo nominal del agregado grueso y el modulo de fineza del agregado fino
Tamaño Máximo
Volumen de agregado grueso, seco y
Nominal del A. G.
compactado, por unidad de volumen delconcreto, para de 2.40 2.60 diversos 2.80módulos 3.00
3/8” INFORME FINAL
0.50 Página 27
0.48
0.46
0.44
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO ½” ¾” 1” 1 ½” 2”
0.59 0.66 0.71 0.76 0.78
0.57 0.64 0.69 0.74 0.76
0.55 0.62 0.67 0.72 0.74
0.53 0.60 0.65 0.70 0.72
3”
0.81
0.79
0.77
0.75
6”
0.87
0.85
0.83
0.81
Los siguientes Pasos se detallarán en una Tabla, lo que solamente se indicarán los pasos que se seguirán en el Diseño de mezcla.
Paso Nº 8.- Determinación del peso del agregado fino. a) Método de los volúmenes absolutos. VOLUMEN ABSOLUTO CEMENTO Agua Volumen absoluto agregado grueso Aire Sumatoria Volumen Absoluto del Agregado fino = 1 - ∑ Peso del agregado fino = Volumen Agregado fino x Volumen Agregado fino
b) Método de los Pesos Cemento Agua Agregado grueso ∑ (materiales) Paso N˚ 9- Se hallará el resultado del Diseño (Sin ajuste por humedad) Paso N˚ 10.- Ajuste por humedad a los agregados fino y grueso
INFORME FINAL
Página 28
Absoluto del
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO Paso Nº 11.- con estos ajustes se halla el nuevo diseño en Peso Final corregido por humedad con la que se trabajará en laboratorio para la mezcla de concreto de las probetas. Paso Nº 12.-se diseñará la proporción de mezcla en peso a Volumen, esta proporción se usará en la fabricación de nuestro elemento.
DISEÑO DE MEZCLA (A/C =0.5584) Los pasos realizados en el diseño de mezcla se han explicado anteriormente, la relación agua cemento adoptada fue recomendada por el técnico a cargo del laboratorio con el objetivo de establecer a base de experiencia un diseño efectivo, ya que el trabajo del presente informe se basa en la comparación tras la aplicación de aditivo.
1. Requerimiento: Resistencia especificada: 210 kg/cm2 Cemento
: Tipo I
Agregado grueso
: cantera Tres tomas
Agregado fino
: cantera la Victoria
Características: N 1 2 3 4 5 6
ENSAYOS: Granulometría Contenido de humedad Grado de Absorción Peso Específico de Masa Peso Unitario Suelto. Peso unitario Varillado
UNIDAD % % gr/cm3 gr/cm3 gr/cm3
Primera Dosificación: Selección de la relación agua –cemento: La relación agua-cemento es de A/C=0.5084 Por condiciones de exposición Se utilizará
INFORME FINAL
=…… = 0.5084
Página 29
ARENA MF = 3.14 0.2 0.604 2.64 1.62 1.77
PIEDR A TMN= 3/4” 0.12 0.54 2.93 1.51 1.56
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO Estimación del agua de mezclado y contenido de aire Para un asentamiento de 1” a 2” el agua requerida es de 190lt/m3 y el aire es de 2.0% Contenido de cemento: Aproximadamente 8.79 bolsas de C=190/0.5084=373.72Kg cemento Estimación del contenido de agregado grueso: A.G=0.586*1560=914.16Kg Estimación del contenido de agregado fino: Volumen de agua
: 0.1900m3
Volumen sólido de cemento
: 0.1202m3
Volumen sólido de agregado grueso : 0.3469m3 Volumen de aire
: 0.0200 m3
SUMATORIA
: 0.6771m3
Volumen sólido de arena requerida : 1-0.6771=0.3229m3 Peso de arena requerida = 0.3229*2640=852.456 kg. Resumen de materiales por metro cúbico: Agua (neta de mezclado)
190 lt
Cemento
373.72 Kg.
Agregado grueso
914.16Kg.
Agregado fino
852.456 Kg.
Ajuste por humedad del agregado: Agregado grueso
:
914.16(1+0.12/100)=915.26Kg
Agregado fino
:
852.456(1+0.2/100)=854.16Kg
Agua para ser añadida por corrección por absorción: Agregado grueso
:
915.26(0.12-0.54)/100= -3.844Kg
Agregado fino
:
854.456(0.2-0.604)/100= -3.451Kg -7.295kg
Agua efectiva = 190– (-7.295)=197.295 INFORME FINAL
Página 30
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Resumen: Agua (efectiva)
197.295lt
Cemento
373.72Kg.
Agregado grueso
915.26 Kg.
Agregado fino
854.16 Kg.
Dosificación en peso: 1
: 2.28 : 2.45
/
22.45 lt- saco
Cantidad de materiales por tanda para dos probetas: Agua (efectiva)
197.295*0.015
= 2.96 lt- saco
Cemento
273.72*0.015
=5.606 Kg./saco
Agregado grueso
215.26*0.015
=13.73Kg./saco
Agregado fino
854.16*0.015
=12.812 Kg./saco
Segunda Dosificación: Selección de la relación agua –cemento: La relación agua-cemento es de A/C=0.5584 Por condiciones de exposición Se utilizará
=…… = 0.5584
Estimación del agua de mezclado y contenido de aire Para un asentamiento de 1” a 2” el agua requerida es de 190lt/m3 y el aire es de 2.0% Contenido de cemento: Aproximadamente 8.01 bolsas de C=190/0.5584=340.258Kg cemento Estimación del contenido de agregado grueso: A.G=0.586*1560=914.16Kg Estimación del contenido de agregado fino: Volumen de agua INFORME FINAL
: 0.1900m3 Página 31
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO : 0.1094m3
Volumen sólido de cemento
Volumen sólido de agregado grueso : 0.3469m3 Volumen de aire
: 0.0200 m3
SUMATORIA
: 0.6663m3
Volumen sólido de arena requerida : 1-0.6663=0.3337m3 Peso de arena requerida = 0.3337*2640=880.968 kg. Resumen de materiales por metro cúbico: Agua (neta de mezclado)
190 lt
Cemento
340.258 Kg.
Agregado grueso
914.16Kg.
Agregado fino
880.968 Kg.
Ajuste por humedad del agregado: Agregado grueso
:
914.16(1+0.12/100)=915.26Kg
Agregado fino
:
880.968(1+0.2/100)=882.73Kg
Agua para ser añadida por corrección por absorción: Agregado grueso
:
915.26(0.12-0.54)/100= -3.844Kg
Agregado fino
:
882.73(0.2-0.604)/100= -3.566Kg -7.41kg
Agua efectiva = 190– (-7.41)=197.41 Resumen: Agua (efectiva)
197.41lt
Cemento
340.258Kg.
Agregado grueso
915.26 Kg.
Agregado fino
882.73 Kg.
Dosificación en peso: 1
:
2.59
:
2.69
/
24.65 lt- saco
Cantidad de materiales por tanda para dos probetas: Agua (efectiva) INFORME FINAL
197.41*0.015 Página 32
=2.96 lt- saco
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO Cemento
340.258*0.015
=5.1Kg./saco
Agregado grueso
915.26*0.015
=13.73Kg./saco
Agregado fino
882.73*0.015
=13.24 Kg./saco
Tercera Dosificación: Selección de la relación agua –cemento: La relación agua-cemento es de A/C=0.6084 Por condiciones de exposición
=……
Se utilizará
= 0.6084
Estimación del agua de mezclado y contenido de aire Para un asentamiento de 1” a 2” el agua requerida es de 190lt/m3 y el aire es de 2.0% Contenido de cemento: Aproximadamente 7.348 bolsas de C=190/0.6084=312.29Kg cemento Estimación del contenido de agregado grueso: A.G=0.586*1560=914.16Kg Estimación del contenido de agregado fino: Volumen de agua
: 0.1900m3
Volumen sólido de cemento
: 0.1004
Volumen sólido de agregado grueso : 0.3469m3 Volumen de aire
: 0.0200 m3
SUMATORIA
: 0.0.6573m3
Volumen sólido de arena requerida : 1-0.6573=0.3427m3 Peso de arena requerida = 0.3427*2640=904.728 kg. Resumen de materiales por metro cúbico: Agua (neta de mezclado)
190 lt
Cemento
312.29 Kg.
Agregado grueso
914.16Kg.
Agregado fino
904.73 Kg.
Ajuste por humedad del agregado: Agregado grueso
INFORME FINAL
:
914.16(1+0.12/100)=915.26Kg Página 33
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO Agregado fino
:
904.73(1+0.2/100)=906.54Kg
Agua para ser añadida por corrección por absorción: Agregado grueso
:
915.26(0.12-0.54)/100= -3.844Kg
Agregado fino
:
906.54(0.2-0.604)/100= -3.662Kg -7.506kg
Agua efectiva = 190– (-7.506)=197.506 Resumen: Agua (efectiva)
197.506lt
Cemento
312.29Kg.
Agregado grueso
915.26 Kg.
Agregado fino
906.54 Kg.
Dosificación en peso: 1
: 2.9: 2.93
/
26.88 lt- saco
Cantidad de materiales por tanda para dos probetas: Agua (efectiva)
197.506*0.015
=2.96 lt- saco
Cemento
312.29*0.015
=4.684Kg./saco
Agregado grueso
915.26*0.015
=13.73Kg./saco
Agregado fino
906.54*0.015
=13.598 Kg./saco
RESULTADOS INFORME FINAL
Página 34
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Diámetros del concreto fresco en cada tanda. Tanda 1ra 2da 3ra
Diámetro 34.5cm 36cm 40cm
VALORES OBTENIDOS EN EL ENSAYO DE COMPRESIÓN DE LAS PROBETAS CILÍNDRICAS DE CONCRETO( a los siete días) Diámetro de Probe tas
las Probetas A/C
Área Transversal Resistencia a
Cilíndricas
Carga de
De la Probeta
la
(cm.)
Rotura (kg.)
Cilíndrica (cm2)
Compresión
1
0.5084
15
43243
176.71
(Kg./cm2) 244.7
2
0.5084
15
43795
176.71
247.8
3
0.5584
15
34411
176.71
194.7
4
0.5584
15
34411
176.71
194.7
5
0.6084
15
28891
176.71
163.4
6
0.6084
15
31099
176.71
175.9
A/C f 'cprom=
INFORME FINAL
Resistencia a los 7 días
Resistencia proyectada a
246.25 194.7 169.65
los 28 días 362.13 286.32 249.49
Rotura de probetas saturadas a los 7 días 0.5084 0.5584 2 362.13 Kg/cm 286.32 Kg./cm2
Página 35
0.6084 249.49 Kg/cm2
Promedio Fc.(Kg./cm2)
246.25 194.7 169.65
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO DISCUSIONES En lo referente a nuestro diseño de mezcla de concreto, se utilizó cemento Pacasmayo tipo I, debido a que nuestro elemento estructural no está expuesto a ningún ataque. De acuerdo al diseño realizado, el agregado grueso sin problemas en su granulometría, agregado de la cantera TRES TOMAS, por ser más dura y óptima en el diseño. Los valores de resistencia a la compresión de las probetas de concreto a los 7 días, nos dio valores proyectados a los 28 días mayores a los valores requeridos para la estructura. El aditivo plastificante funciono de acuerdo a lo esperado dando a nuestro concreto una consistencia más fluida haciéndola mas trabajable.
CONCLUSIONES A una mayor relación agua/cemento, disminuye la cantidad de cemento, y a la vez, aumenta la cantidad de agregados y agua. Que el curado de las probetas de concreto en laboratorio tiene mucha importancia para obtener resultados satisfactorios en cuanto a la resistencia a la compresión a los 7 días, ya que permite saturar los intersticios existentes en el concreto De aquí que de acuerdo a nuestro diseño de mezcla se logró alcanzar e inclusive superar la resistencia a la compresión requerida.
INFORME FINAL
Página 36
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
CURVA DE RESISTENCIA Y A/C 400 350 300
362.130
286.320
250 RESISTENCIA A LOS 28 DIAS
249.490
200 150 100 50 0 0.5 0.55 0.6 0.65 A/C
INFORME FINAL
Página 37
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
ANEXOS.
Mezclado del concreto
INFORME FINAL
Página 38
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Visión del asentamiento.
Visualización del asentamiento diametral del concreto fresco.
Llenado de probetas
INFORME FINAL
Página 39
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Rotura de probetas.
Probeta después de ser sometida al ensayo de compresión.
INFORME FINAL
Página 40
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO BIBLIOGRAFIA 1)
ENRIQUE RIVVA LOPEZ. Naturaleza y Materiales del Concreto, Capítulo Peruano ACI.
2)
ENRIQUE PASQUEL. Diagnóstico y Reparación de Estructuras de Concreto Armado, Capitulo Peruano ACI
3)
CAPÍTULO PERUANO DEL A. C. I.
INFORME FINAL
Página 41
Supervisión De Obras de Concreto
