Trabajo Escalonado

Universidad Nacional de IngenieríaFacultad de Ingeniería CivilDepartamento de Académico de ConstrucciónTecnología del ConcretoEC612 G

TRABAJO ESCALONADO

GRUPO Nº 03

RESISTENCIA CONTROLADA A 300 kg/cm2

Cálculos

Como nos piden diseñar un concreto que de 300 kg/cm2 a los 14 días sin aditivos procedemos a calcular los valores de resistencia que debemos emplear:

Entonces debemos diseñar un concreto de 300 kg/cm2 a los 14 días es lo mismo

que diseñar un concreto de 375 kg/cm2 a los 28 días.

De los informes anteriores traemos nuestros datos de humedad, absorción, pesos unitarios y específicos que nos servirá para diseñar y evitarnos realizarlos de nuevo, para ello se adjunta al final de este la parte de cálculos de dichos informes.

Datos PUS arena 1560 kg/cm3

PUS piedra 1390 kg/cm3

PUC arena 1740 kg/cm3

PUC piedra 1540 kg/cm3

MF arena 2.96MF piedra 7.46

TMN piedra 1”PE arena 2620 kg/m3

PE piedra 2570 kg/m3

% H arena 0.7%% H piedra 0.2%% A arena 1.5%% A piedra 0.4%

“Trabajo Escalonado – grupo # 03” Página 1

Por lo tanto, si queremos tener a los 14 días una resistencia de

300 kg/cm2, debemos diseñar a los 28 días a una resistencia de 375 kg/cm2 con la interpolación

de resistencias.

Días% de

Resistencia7 días 70%

28 días

100%

14 días

80% (interpolando)


Con estos datos pasamos a ver las tablas para cada caso:

1) Selección del f’cr para el diseño

Como nuestro diseño es basado en la resistencia controlada, no podemos modificar libremente nuestro valor de resistencia y según datos estadísticos, nuestra Ds debe ser el 5% de nuestro valor de diseño por lo que decimos que Ds=18.75 kg/cm2

Con ello: F’cr1 = 384 kg/cm2

F’cr2 = 400 kg/cm2

2) Selección del Slump que se usara en el concreto

Como no se nos indica la utilidad para el cual será usado el concreto, solo pasamos a diseñarlo para obtener trabajabilidad bajo cualquier caso general de obra, es decir un concreto plástico con un Slump de 3” - 4”, con este dato nos vamos a las tablas.

3) Selección del TMN del agregado grueso

Con los ensayos de granulometría que se le aplican al agregado grueso obtenemos que nuestra piedra presenta:

- TMN 1”- TM 1 ½”

Con lo cual es otro dato importante en la estimación de los componentes del concreto.

4) Estimación del agua y contenido de aire en un m3

Según la tabla que nos entregaron en clases decimos que:Cantidad de agua en un m3 es: 193 ltComo nuestro agregado grueso es angular, no necesita la corrección por ser agregado redondeado (se quita 15 litros en diseño).


F’cr=400 kg/cm2


Para el porcentaje de aire atrapado, de la tabla decimos: % aire =1.5

5) Calculo de la relación a/c para la resistencia requerida

Según la tabla decimos que la relación de agua/cemento que nos da aproximadamente una resistencia de 400 kg/cm2 es a/c=0.43 por lo cual procedemos con el siguiente paso.

6) Calculo de la cantidad de cemento en un m3

Como ya sabemos que:1930.43

=449 kg de cemento

7) Estimación del contenido de agregado grueso

En la estimación, primero debemos calcular el valor de b/bo que es la relación del volumen de agregado grueso seco y compactado por unidad de volumen de concreto, el cual depende del modulo de fineza de la arena y TNM de la piedra, para ello decimos:

MF arena = 2.96TNM piedra = 1”

Por lo tanto:Piedra= (PUC piedra) (b/bo)= (1540)*(0.65)=1001 kg de

piedra

8) Estimación del contenido de agregado fino

Para estimar la cantidad de arena en la mezcla, utilizamos el método de volúmenes parciales:

Cemento

449 kg3150 kg/m3

0.1425


b/bo = 0.65


Agua 193 lt1000 kg/m3

0.1930

Piedra1001

kg2570 kg/m3

0.3891

Aire 1.5 % --0.015

0

arena ???2620 kg/m3

0.2604

Por lo tanto con el volumen que queda podemos decir que la arena en la mezcla es:

Arena = 681 kg

9) Corrección por humedad y absorción de los agregados

Nuestra dosificación de diseño es:- Cemento 449 kg- Arena 681 kg- Piedra 1001 kg- Agua 193 lt- Aire 1.5%

Corrigiendo los agregados por humedad:Arena obra = 681(1+0.7/100)= 686 kgPiedra obra = 1001(1+0.2/100)= 1003 kg

Ahora corregimos el volumen de agua:

Agua obra = 193 + (((1.5−0.7)100

∗681)+ ((0.4−0.2)100

∗1001))= 200 lt

Con esto damos la dosificación en obra por metro cubico:- Cemento 449 kg- Arena 688 kg- Piedra 1002 kg- Agua 200.5 lt

10) Dosificación para 0.02 m3 de concreto

La dosificación que utilizaremos para realizar 03 probetas de dimensiones 15 cm de diámetro x 30 de altura es:



- Cemento 9.0 kg- Arena 13.7 kg- Piedra 20.1 kg- Agua 4.0 lt

Procedimientos de laboratorio

En el desarrollo del trabajo de laboratorio se debe tener en cuenta los siguientes pasos para poder tener buenos resultados:

I. Antes de empezar con el mezclado de los materiales primero debemos asegurarnos de tener todos nuestros instrumentos a la mano y húmedos para que de esta forma no perdamos tiempo ni le quitemos agua a nuestro diseño.

II. Cuando decimos húmedos, nos referimos a que el trompo de mezclado (0.02 m3 de capacidad) debe de estar humedeciendo por un par de minutos antes de agregar los materiales.

III. Con los instrumentos húmedos, procedemos a llenar el trompo con los materiales; primero metemos los materiales gruesos hacia los más finos así tenemos que agregamos la piedra, luego la arena y finalmente el cemento. De ver otros elementos sólidos como adiciones o aditivos en polvo se agregan junto con el cemento.

IV. Dejamos que la mezcla se homogenice por el lapso de unos minutos para asegurarnos de no presentar segregación al momento de sacar el concreto.

V. Agregamos el agua de manera lenta; si tuviéramos aditivo líquido este debe ser disuelto en un porción de agua y agregado preferiblemente al final de toda el agua.

VI. Dejamos la mezcla en el trompo por un lapso de 1 minuto, mientras tanto debemos preparar la carretilla húmeda para la recepción del concreto.

VII. Descargamos con cuidado a la carretilla y revisamos el trompo, lo revisamos para ver que no quede demasiado material dentro de este y afecte nuestras cantidades al momento de llenar a las probetas.



VIII. Ahora medimos el slump de nuestro concreto, para ello saturamos el equipo que se va usar y son: tronco cónico de dimensiones fijas (diámetros base inferior 20 cm y superior 10 cm con un espesor no menor de 8 mm), una varilla de acero estándar (5/8” y 60 cm de largo), un martillo de goma y recipientes para el llenado de las probetas y del cono.

IX. Llenamos el cono con 3 capas de concreto con 25 golpes cada uno y de forma en espiral, de ser necesario pegar unos golpes con el martillo de goma, finalmente se enrasa al nivel del cono

X. Retiramos el molde metálico con sumo cuidado para no golpear el contenido con el cono y variar el slump, lo colocamos a su lado y medimos la variación de alturas

CONCLUSIONES

Como podemos apreciar los valores que se obtienen de utilizar las tablas variaran según el modelo que se decida usar en el diseño, ya que como se vio durante la etapa de investigación, contamos con más de una tabla de diseño con valores que varias por varios kilos o litros, por lo cual el diseño tendrá cierta variación usando una tabla u otra.

También podemos decir según el método que se desee emplear en el cálculo de los agregados estos variaran, nosotros usamos el método del ACI 211, pero podíamos emplear el método de las bolsas de cemento o modulo de fineza del agregado global, o el de la relación de pesos respecto con un PE de concreto también en tablas.

Para escoger la resistencia cuando usemos interpolaciones con porcentajes debe tenerse en cuenta el tipo de cemento, ya que cada tipo varia el porcentaje de la resistencia total que alcanza a los 28 días, es decir mientras unos pueden estar al 70% a los 7 días otro puede estar en 50% o 60% a la misma fecha, esto depende del tipo de cemento usado.

Los agregados que se utilizaron en el diseño sufrieron una variación, con esto queremos decir que los agregados que fueron ensayados en absorción, humedad, granulometría, etc. durante las primeras semanas



de clase fueron sustituidas por otra nueva tanda en los almacenes de agregados. Ya ocurrido esto las absorciones y humedades varían.

La resistencia resultante no podrá ser prevista ya que como el diseño fue hecho bajo una absorción y humedad de agregados, y estos al momento de la mezcla fueron sustituidos por nuevo material que no conocemos sus propiedades, será posible que la resistencia sea ligeramente mayor si el agregado quita agua en un rango tal que el cemento aun pueda reaccionar por completo o podría bajar si el agregado da agua a la mezcla aumentando la relación a/c, y muchas más posibilidades que nos daría bajas o subidas de la resistencia diseñada.

No es recomendable que se modifiquen las relaciones de pesos de los materiales cuando se metan a la mezcladora tan a la ligera, ya que un cambio de pesos involucra un cambio de resistencias, lo cual si se desea mantener debe hacerse una corrección en la dosificación. De ocurrido esto rápidamente calcular las cantidades extras que se deben agregar para mantener las propiedades buscadas en el concreto.


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