Lab09 - Diseño de Mezcla - Tecnología del Concreto (UPAO) - TECNOCO

DISEÑO DE MEZCLA TECNOLOGIA DEL CONCRETO

La demanda del concreto ha sido la base para la elaboración de los diferentes Diseños de Mezcla, ya que estos métodos permiten a los usuarios conocer no sólo las dosis precisas de los componentes del concreto, sino también la forma más apropiada para elaborar la mezcla.

UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

LABORATORIO N° 09 DISEÑO DE MEZCLA

ASIGNATURA: TECNOLOGIA DEL CONCRETO

CICLO: VI

ALUMNO: CALDERÓN ALAYO, Jhordy Eduardo

DOCENTE: Ing. HURTADO ZAMORA, Oswaldo

HORARIO: JUEVES 7:50 – 9:35 pm NRC: 4277 TRUJILLO – PERÚ 2015 – I

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

DISEÑO DE MEZCLA PROBLEMA: Se desea calcular las proporciones de los materiales integrantes en una mezcla de concreto a ser empleada en la construcción de muros y pavimentos que será construido en la ciudad de Trujillo. Las especificaciones de obra indican: a) El tipo de cemento a usar en el diseño será Cemento Portland MS “Pacasmayo” con un peso específico de 3.15 Kg/cm3. b) La resistencia a la compresión del diseño de mezcla especificada a los 28 días es f’c = 280 Kg/cm2. c) No existen limitaciones en el diseño por presencia de procesos de congelación; presencia de ión cloruro o ataques por sulfatos. d) Agua potable, de la red de servicio público de Trujillo. e) Materiales: CARACTERÍSTICAS

AGREGADO FINO

Cantera

AGREGADO GRUESO

Huanchaco

Perfil

Arena Gruesa

Piedra Chancada de ¾’’

Módulo de Fineza

2.5

7.5

T.M.N

3/8’’

1’’

P.U.S

1 759 kg/m3

1 425 kg/m3

P.U.C.

1 884 kg/m3

1 546 kg/m3

Cont. de Humedad

0.36 %

0.84 %

Peso específico seco

2.72

2.69

% Absorción

2.04 %

0.71 %

Se desea conocer cuáles serán las proporciones en peso y en volumen en obra.

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

SOLUCION: [¡] IMPORTANTE: Determinamos la resistencia promedio para el diseño: RESISTENCIA DE LA COMPRENSIÓN PROMEDIO 𝐅´𝐜 Menos de 210 210 a 350 Sobre 350

𝐅´𝐜𝐫 F´c + 70 F´c + 84 F´c + 98

F’cr

=

F’c + 84

F’cr

=

280 + 84

F’cr = 364 kg/cm2

PASO 1º Selección y determinación del Asentamiento TABLA Nº 1 RESISTENCIA DE LA COMPRENSIÓN PROMEDIO TIPO DE ESTRUCTURA Zapatas y muros de cimentación reforzados Cimentaciones simples y calzaduras Vigas y muros armados Columnas Muros y Pavimentos Concreto ciclópeo

SLUMP MÁXIMO 3’’ 3’’ 4’’ 4’’ 3’’ 2’’

SLUMP MÍNIMO 1’’ 1’’ 1’’ 2’’ 1’’ 1’’

Como el enunciado nos dice que el tipo de estructura será Muros y Pavimentos entonces usaremos un asentamiento seca - plástica, es decir:

Slump = 3’’ – 1’’

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

PASO 2º Cálculo del aire atrapado. TABLA Nº 2 CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO TMN del Agregado Grueso Aire Atrapado % 3/8’’ 1/2’’ 3/4’’ 1’’ 1 1/2'’ 2’’ 3’’ 4’’

3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.3 0.2

Como el tamaño máximo nominal (TMN) del agregado grueso es de 1’’ entonces: Aire atrapado = 1.5 %

PASO 3º Cálculo de la cantidad de agua de mezclado. TABLA Nº 3 VOLUMEN DE AGUA POR M2 Asentamiento

1” a 2” 3” a 4” 6” a 7” 1” a 2” 3” a 4” 6” a 7”

Agua, en lt/m3, para los tamaños máximo nominales de agregados grueso y consistencias indicados 3/8” 1/2” 3/4” 1” 1 ½” 2” 3” 6” Concreto sin aire incorporado 207 199 190 179 166 154 130 113 228 216 205 193 181 169 145 124 243 228 216 202 190 178 160 ..... Concreto con aire incorporado 181 175 168 160 150 142 122 107 202 193 184 175 165 157 133 119 216 205 197 184 174 166 154 …..

Slump = 3’’ – 1’’ y TMN = 1’’

=>

Agua de mezclado = 193 lt/m3.

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

PASO 4º Cálculo de la relación agua – cemento (a/c). TABLA Nº 4 RELACIÓN AGUA / CEMENTO POR RESISTENCIA f’cr Kg/cm2 150 200 250 300 350 400 450

Relación Agua /Cemento en peso Concreto sin Concreto con aire incorporado aire incorporado 0.80 0.71 0.70 0.61 0.62 0.53 0.55 0.46 0.48 0.40 0.43 *** 0.38 ***

Como no se menciona, si el diseño es con aire incorporado, consideramos que éste será un concreto sin aire incorporado. Con el valor de f’cr = 364 Kg/cm2, de la tabla n° 4 tenemos: F’cr 400 364 350

a/c 0.43 X 0.48

Entonces Interpolamos: 400 − 350 0.43 − 0.48 = 364 − 350 𝐗 − 0.48 50 −0.05 = 14 𝐗 − 0.48 −0.05 𝐗 − 0.48 = 50 14 𝐗 − 0.48 = −0.014 𝐗 = −0.014 + 0.48 𝐗 = 0.466

La Relación agua – cemento es igual a:

 A  R  = 0.466  C

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

[¡] Importante: Calculamos la cantidad de cemento estimada. a ( ) = 0.466 c a c= 0.466 193 c= 0.466

Cemento = 414,1631 Kg/m3 => 9.8 bolsas/m3.

PASO 5º Determinar la cantidad de Agregado Grueso. TABLA Nº 5 PESO DEL AGREGADO GRUESO POR UNIDAD DE VOLUMEN DEL CONCRETO T.M.N. DEL AGREGADO GRUESO 3/8’’ 1/2’’ 3/4’’ 1’’ 1 1/2’’ 2’’ 3’’ 6’’

Volumen del agregado grueso seco, compactado (*) por unidad de volumen de concreto, para diversos módulos de fineza del agregado fino (b/bo) MODULO DE FINEZA DEL AGREGADO FINO 2.40 2.60 2.80 3.00 0.50 0.48 0.46 0.44 0.59 0.57 0.55 0.53 0.66 0.64 0.62 0.60 0.71 0.69 0.67 0.65 0.76 0.74 0.72 0.70 0.78 0.76 0.74 0.72 0.81 0.79 0.77 0.75 0.87 0.85 0.83 0.81

MF (Ag. Fino) = 2.5

y

TMN (Ag. Grueso) = 1’’

2.60 2.50 2.40

0.69 X 0.71

Entonces Interpolamos: 2.60 − 2.40 0.69 − 0.71 = 2.50 − 2.40 𝐗 − 0.71

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

0.2 −0.02 = 0.1 𝐗 − 0.71 −0.02 𝐗 − 0.71 = 0.2 0.1 𝐗 − 0.71 = −0.01 𝐗 = −0.01 + 0.71 𝐗 = 0.70

Volumen del Ag. Grueso = 0.70

Entonces, se multiplica el volumen del agregado grueso seco y compactado, por el peso unitario seco y compactado del agregado grueso. Peso Ag. Grueso = 0.70 x 1546 Peso Ag. Grueso = 1080.20 Kg/m3

PASO 6º Volúmenes absolutos de los agregados para hallar el agregado fino de los materiales por m3. Volumen =

VCemento =

VAgua =

414.1631 3.15 x 1000

193 1000

= 0.193 m3

VAire = 1.5 % =

VAg. Grueso =

= 0.131 m3

1.5 100

= 0.015 m3

1080.20 2.69 x 1000

= 0.402 m3

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑃𝑒∗1000

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

Volumen Parcial = VCemento + VAgua + VAire + VAg. Grueso Volumen Parcial = 0.131 + 0.193 + 0.015 + 0.402 [m3] VParcial = 0.741 m3

[¡] Importante: Cálculo del Peso del Agregado Fino. Volumen del Ag. Fino = 1 m3 – VParcial VAg. Fino = 1 m3 – 0.741 m3 VAg. Fino = 0.259 m3 Entonces, multiplicamos el volumen del agregado fino seco y compactado, por el peso unitario seco y compactado del agregado fino. Peso Ag. Fino = VAg. Fino x PEAg. Fino x 1000 Peso Ag. Fino = 0.259 x 2.72 x 1000 Peso Ag. Fino = 704.48 Kg/m3

PASO 7º Cuadro de Resumen por m3 de concreto. MATERIAL

PESO

Cemento

414.16 kg/m3

Ag. Fino

704.48 kg/m3

Ag. Grueso

1080.20 kg/m3

Agua

193 lt/m3

PASO 8º Corrección por Humedad Relativa de los Agregados.

𝐏𝐞𝐬𝐨 𝐀𝐠𝐫𝐞𝐠𝐚𝐝𝐨 (𝑯) = 𝐏 𝐀𝐠(𝐬) × [ 𝟏 + Donde: PAg(s) = Peso del Agregado seco. H [%] = Contenido de humedad [%].

𝐇% ] 𝟏𝟎𝟎

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

0.36

Agregado Fino = 704.48 x (1 + 100 ) Agregado Fino (H) = 707.016 kg/m3

0.84

Agregado Grueso = 1080.20 x (1 + 100 ) Agregado Grueso (H) = 1089.274 kg/m3

PASO 9º Corrección por Absorción de Agregados y Agua Efectiva.

𝐏𝐞𝐬𝐨 𝐀𝐠𝐫𝐞𝐠𝐚𝐝𝐨 (𝑨𝒃𝒔) = 𝐏 𝐀𝐠(𝐬) × [

𝐇% − 𝐀𝐛𝐬% ] 𝟏𝟎𝟎

Donde: PAg(s) = Peso del Agregado seco. H [%] = Contenido de humedad [%]. Abs [%] = Absorción [%].

0.36 − 2.04

Agregado Fino = 704.48 x (

100

)

Agregado Fino (Abs) = – 11.84 lt/m3

Agregado Grueso = 1080.20 x (

0.84 − 0.71 100

)

Agregado Grueso (Abs) = + 1.40 lt/m3 Entonces, la humedad de los agregados sería: Humedad de agregados = Ag. Fino (Abs) + Ag. Grueso (Abs) Humedad de agregados = -11.84 +1.40 [lt/m3] HAgregados = – 10.44 lt/m3

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

PASO 10º Calculamos el agua neta efectiva. Agua Efectiva = ADiseño - HAgregados Agua Efectiva = 193 – 10.44 [lt/m3] Agua Efectiva = 182.56 lt/m3

A [¡] Importante: Calculamos la  R  efectiva.  C

 A  R  Diseño = 0.466  C 182.56  A  R  Efectiva = 414.163  C

 A  R  Efectiva = 0.441  C

PASO 11º Cuadro de Resumen Final. MATERIAL

PESO

Cemento

414 kg/m3

Ag. Fino

707 kg/m3

Ag. Grueso

1089 kg/m3

Agua

183 lt/m3

PASO 12º Las proporciones en obra serán (Dosificación): CEMENTO

414 414

∶

:

AG. FINO

707 414

:

∶

AG. GRUESO

1089 414

/

/

AGUA

183 𝑥 42.5 414

DOSIFICACIÓN:

1 : 1.71 : 2.63 / 18.79 [lt/bol]