CURSO: TECNOLOGIA DEL CONCRETO
CICLO: IV-A2015
DISEÑO DE MEZLAS
DOCENTE: Ing. DANIEL VERGARA LOVERA
ALUMNO: MIGUEL ANGEL REYMUNDO SOTELO
1
“Universidad Nacional San Luis Gonzaga de Ica” “Facultad de Ingeniería Civil”
INTRODUCCIÓNInvestigar la variación de la calidad de los agregados gruesos y finos para concreto, obtenidos de la Cantera Palomino S.R.L. y bancos de arena obtenidos del Rio de Ica, teniendo como base las Normas Técnicas Peruanas (NTP). Esta establece los procedimientos para la descripción de suelos para propósitos de ingeniería.
La identificación está basada en un examen visual y ensayos manuales.
Cuando se requiera una clasificación de suelos precisa para propósitos de ingeniería, deberán utilizarse los procedimientos prescritos en la NTP 339.134
Ensayo de laboratorio“Tecnología de materiales”
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“Universidad Nacional San Luis Gonzaga de Ica” “Facultad de Ingeniería Civil”
CONTENIDO DE HUMEDAD DE AGREGADO Materiales y equipos a usar:
Horno. Fuente de Calor capaz de mantener una temperatura de 110°C ± 5°C. Balanza. Una balanza con precisión, graduada como mínimo a 0,05 kg. Tara. Se utiliza para introducir la muestra en el horno.Agregados. Es el material al que vamos a sacar su contenido de humedad.
Formula a usar:
%w=[ Pesohumedo−Peso secoPeso Seco ]×100
PROCEDIMIENTO:1. Elegimos 4 taras, luego la pesamos cada uno para poder saber
su peso y luego restarlo para poder saber el peso del agregado.2. Vaciamos un poco de agregado hasta maso menos llenarlo,
dos taras con agregado grueso y dos taras con agregado fino.
3. después de hacer esto pesamos las 2 taras con agregado grueso y las otras 2 taras con agregado fino.
4. Luego de pesar las 4 taras con sus respectivos llevamos al horno para su respectivo secado. El horno va estar a una temperatura de 110°C ±5°C por 24 horas y de esta manera poder secarlo y perder su humedad.
5. Después de haberlo dejado por 24 horas en el horno a la temperatura especificada se saca y se pesa inmediatamente para esto se utilizaron 2 muestras para cada tipo de agregado.
DATOS Y RESULTADOS OBTENIDOS EN EL ENSAYO:
“Tecnología de materiales”
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Contenido de humedad
Grueso Fino
N° Tara P-11 B-12 T-4 S-1Peso Tara(gr) 41.8 40.92 42.63 39.97Peso T + Ag. Húmedo(gr)
485.03 484.93 579.56 588.94
Peso T + Ag. Seco(gr) 481.22 480.83 575.536 584.96%Humedad 0.7917 0.8527 0.6992 0.6804%Humedad
Promedio0.8222 0.6898
%W Para el agregado grueso:
De P−11:%w=[ 485.03−481 .2 2481.22 ]×100……………%w=0.7917
DeB−12:%w=[ 484.93−480 .83480.83 ]×100……………%w=0.8527
%wpromedio=0.8222
%W Para el agregado fino:
DeT−4 :%w=[ 579 .56−575.536575.536 ]×100…………%w=0.6992
DeS−1 :%w=[ 58 8. 94−58 4.96584.96 ]×100…………… ..%w=0.6804
%wpromedio=0.6898
ANÁLISIS VOLUMÉTRICO EN LOS AGREGADOS
“Tecnología de materiales”
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Peso unitario suelto y compactado:
Materiales y equipos a usar:
PalaVarilla compactadora
Recipiente de medida con capacidad del tamaño máximo del agregado.Balanza con sensibilidad de 0.1% de la masa del material.Recipiente de medida de 10 dm3 aprox.Agregados que se van a utilizar.
Formula a usar:
PU= Pesode agregadoVolumendel recipiente
Procedimiento:El procedimiento para el agregado fino el similar para el empleo del agregado grueso.
Peso Unitario Suelto:
1. Se llena el recipiente por medio de una pala de modo que el agregado se descargue de una altura no mayor de 50 cm: por encima del borde, hasta colmarlo.
2. Se enrasa la superficie del agregado con una regla o con una varilla, de modo que las partes salientes se compensen con las depresiones en relación al plano de enrase.
3. Se determina la masa en kg. del recipiente lleno, mediante la báscula.
Peso Unitario Compactado:
“Tecnología de materiales”
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1. El agregado se coloca en el recipiente, correspondiente a tres capas de igual volumen aproximadamente, hasta colmarlo.
2. Cada una de las capas se empareja y se apisona con 25 golpes de varilla, distribuidos uniformemente en cada capa. La varilla de acero es de 16 mm. de ancho y 60 cm. de longitud, terminada en una semiesfera. Al apisonar se aplica la fuerza necesaria para que la varilla atraviese solamente la capa respectiva.
3. Una vez colmado el recipiente se enrasa la superficie usando la varilla como regla y se determina la masa del recipiente lleno, en kg.
DATOS Y RESULTADOS OBTENIDOS EN EL ENSAYO
Peso Unitario Suelto (PUS)
Agregados Grueso FinoPeso
Recipiente5.310 Kg 4.400 Kg
Peso Rec. + Ag (kg)
26.150 26.200 26.050 18.650 18.550 18.625
Vol. Recipiente
0.0145 m3 0.0096 m3
P. Unit.(kg/m3)
1437.2414 1440.6897 1430.3448 1484.3750 1473.9583 1481.7708
P.U.S. promedio
1436.0920 1480.0347
Procedemos al cálculo:
Agregado Grueso
P .U . Suelto (muestra1 )=26.150−5.3100.0145
=1437.2414kg /m3
P .U . Suelto (muestra2 )=26.200−5.3100.0145
=1440.6897kg /m3
P .U . Suelto (muestra3 )=26.050−5.3100.0145
=1430.3448kg /m3
Agregado Fino
P .U . Suelto (muestra1 )=18.650−4.4000.0096
=1484.3750kg /m3
“Tecnología de materiales”
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P .U . Suelto (muestra2 )=18.550−4.4000.0096
=1473.9583kg /m3
P .U . Suelto (muestra3 )=18.625−4.4000.0096
=1481.7708 kg/m 3
Peso Unitario Compactado (PUC)
Agregados Grueso FinoPeso
Recipiente5.310 Kg 4.400 Kg
Peso Rec. + Ag (kg)
27.200 27.275 27.225 19.375 19.450 19.350
Vol. Recipiente
0.0145 m3 0.0096 m3
P. Unit.(kg/m3)
1509.6552
1514.8276
1511.3793
1559.8958
1567.7083
1557.2917
P.U.C promedio
1511.9574 1561.6319
Procedemos al cálculo:
Agregado Grueso
P .U .Compactado (muestra1 )=27.200−5.3100.0145
=1509.6552kg /m3
P .U .Compactado (muestra2 )=27.275−5.3100.0145
=1514.8276kg /m3
P .U .Compactado (muestra3 )=27.225−5.3100.0145
=1511.3793 kg/m 3
Agregado Fino
P .U .Compactado (muestra1 )=19.375−4.4000.0096
=1559.8958 kg/m 3
P .U .Compactado (muestra2 )=19.450−4.4000.0096
=1567.7083 kg/m 3
P .U .Compactado (muestra3 )=19.350−4.4000.0096
=1557.2917kg /m3
GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO
Tamaño máximo según la NTP:
“Tecnología de materiales”
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Es el menor tamiz por el que se pasa toda la muestra.
Tamaño Máximo según ASTM:
Está dado por la abertura de la malla inmediatamente superior
a la que retiene el 15% o más al cribar (tamizar) por ella el
agregado más grueso.
Tamaño máximo nominal según la NTP:
Es aquel que corresponde al menor tamiz de la serie utilizada
que produce el primer retenido.
Materiales a utilizar
Balanza. Una balanza o báscula con precisión dentro del 0.1%
de la carga de ensayo en cualquier punto dentro del rango de
uso, graduada como mínimo a 0,05 kg. El rango de uso de la
balanza es la diferencia entre las masas del molde lleno y
vacío.
Serie de Tamices. Son una serie de tazas esmaltadas a través
de las cuales se hace pasar una muestra de agregado que sea
fino o grueso, su orden es de mayor a menor. En su orden se
utilizarán los siguientes tamices:
Tamiz 2”. 1½". 1", ¾". ½" ,3/8", # 4 Fondo para el
Agregado Grueso
Tamiz # 4, # 8, # 16, # 30, # 50, # 100, # 200 y fondo
para el Agregado Fino.
PROCEDIMIENTO
“Tecnología de materiales”
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El procedimiento para el agregado fino el similar para el empleo del
agregado grueso.
1. Se selecciona una muestra la más representativa posible.
2. Una vez secada la muestra se pesan 1000 gramos del agregado
fino y 10000 gramos de agregado grueso.
3. Después la muestra anterior se hace pasar por una serie de
tamices o mallas dependiendo del tipo de agregado. En el caso
del agregado grueso se pasa por los siguientes tamices en
orden descendente (1½" ,1", ¾", ½”, 3/8" , # 4 y Fondo)
4. La cantidad de muestra retenida en cada uno de los tamices se
cuantifica en la balanza obteniendo de esta manera el peso
retenido.
5. Lo mismo se realiza con el agregado fino pero se pasa por la
siguiente serie de tamices (# 4, # 8, # 16, # 30 #50, #100, #200
y Fondo).
DATOS Y RESULTADOS
“Tecnología de materiales”
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Granulometría del agregado grueso:
Agregado grueso
Peso total de la muestra = 10000g
MALLAS O TAMICES
PESO RETENIDO
% RETENIDO
% QUE PASA
% RETENIDO ACUMULADO
1 ½” --------- -------- 100 ---------
1” --------- -------- 100 ---------
¾” 3180 31.80 68.20 31.80
½” 6466 64.66 35.34 96.46
3/8” 330 3.3 96.7 99.76
4 24 0.24 99.76 100
FONDO --------- --------- --------- 100
TM=10000
Tamaño Máximo (NTP) : 1”
Tamaño Máximo Nominal (NTP): 1”
Tamaño Máximo (ASTM) : ¾”
mg=%ret acum.(1 ½”+¾”+3 /8”+Nº 4+Nº8+Nº 16+Nº30+Nº 50+Nº100)
100
mg=0+31.80+99.76+100+100+100+100+100+100
100=7.3156
Granulometría del agregado fino
“Tecnología de materiales”
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Agregado fin
Peso total de la muestra = 1000g
MALLAS O TAMICES
PESO RETENIDO
% RETENIDO
% QUE PASA
% RETENIDO ACUMULADO
4 19.5 1.95 99.81 1.95
8 23.3 2.33 99.29 4.28
16 35 3.50 96.61 7.78
30 149.9 14.99 77.63 22.77
50 532.2 53.22 29.01 75.99
100 223.9 22.39 6.22 98.38
200 2 0.2 1.42 98.58
FONDO 14.2 1.42 100
Mf = 2.1115
mg=%ret acum.(1 ½”+¾”+3 /8”+Nº 4+Nº8+Nº 16+Nº30+Nº 50+Nº100)
100
mg=0+0+0+1. 95+4.28+7 .78+22.77+75 .99+98 .38
100=2.1115
PESO ESPECIFICO Y DEL AGREGADO FINO Y GRUESO AGREGADO FINO
Pe = γ = P/V
γ = Peso especifico
P = Peso del agregado
V = Volumen del agregado
Para nuestro ensayo se utilizará la siguiente fórmula:
“Tecnología de materiales”
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Pe ¿peso seco
(p . picnómetro+agua )+( p . seco )−( p . picnómetro+agua+ag . seco)
Volumen = ( p . picn ómetro+agua )+(p . seco )−( p . picnó metro+agua+ag . seco)
Materiales y equipos a utilizar:Balanza con aproximación de 0.1gr.Picnómetro.Cocina muy pequeña.Cucharones y bandeja
PROCEDIMIENTO:1. Pesamos los 2 picnómetros que vamos a utilizar para el
ensayo.2. Seleccionamos el agregado y lo pesamos, aproximadamente el
agregado debe de pesar 100g del agregado saturado superficialmente seco.
3. Luego de haber pesado la muestra el agregado pesado vaciamos hacia los picnómetros los 100g.
4. Luego de haber vaciado la arena hacia el interior del picnómetro pasamos a llenarlo con agua aproximadamente el 90% de su capacidad.
5. Luego de haberlo llenado con agua hacerlo hervir con una cocina eléctrica. De esta forma el agregado fino tiene que hervir durante 5 min después de haber iniciado Hervir.
6. Después de haber hervido el agregado junto al agua este es llevado para que se enfríe es dejado en un balde se le hecha nuevamente agua.
7. Luego de haberlo hecho enfriar el picnómetro con el agregado. Se le saca un poco de agua junto a una línea que está marcada para su pesado, este es pesado junto con el picnómetro.
DATOS Y RESULTADOS
“Tecnología de materiales”
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N° picnómetro. 1 2
Peso de picnómetro. 150.6 155.1
Peso Ag. Fino seco 100 100
Peso = p + agua 656.4 660
Peso = p + agua + Ag. Fino 718.4 720.55
volumen 30.9 33.4
Peso especifico 2.6316 2.5346
Peso específico promedio 2.5831
Pe ¿peso seco
(p . picnómetro+agua )+( p . seco )−( p . picnómetro+agua+ag . seco)
P .e1= 100656.4+100−718.4
=2.6316
P .e2= 100660+100−720.55
=2.5346
P .e promedio=2.6316+2.53462
=2.5831
AGREGADO GRUESO
“Tecnología de materiales”
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Luego de un lavado completo para eliminar las impurezas y polvo que se encontraba en la superficie del agregado. Obtenga el peso de la muestra bajo la condición de saturación con superficie seca. Determine éste y todos los demás pesos con aproximación de 0,5g. Después de pesar coloque de inmediato la muestra saturada con superficie seca en el recipiente o canastilla con alambre y determine su peso en agua a una temperatura especificada. Antes de pesar, tome precauciones para eliminar todo el aire atrapado, agitando el recipiente mientras está sumergido. Luego llevar la muestra o agregado al horno por 24horas, posteriormente pesar el agregado pero antes dejar secar a temperatura ambiente por 1 a 2 horas.
La fórmula a utilizar será:
Pe= Pesoseco al horno(peso al aire)−( pesoen agua)
DATOS Y RESULTADOS
N° TARA T-5 R-5
Peso al aire 449.6 445.7
Peso sumergido al agua 282.5 281.0
Peso seco del horno 445.4 441.6
Volumen 167.1 164.7
Peso especifico 2.6655 2.6812
Peso específico promedio 2.6734
Pe(T−5)= 445.4(449.6)−(282.5)
=2.6655
Pe(R−5)= 441.6(445.7)−(281.0)
=2.6812
Pe( promedio)=2.6665+2.68122
=2.6734
PORCENTAJE DE ABSORCIÓN DE AGREGADO FINO Y GRUESO
AGREGADO FINOMateriales a utilizar:
balanza con aproximación de 0.1 grmolde cónico
“Tecnología de materiales”
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pisónhornocucharonesbandejasformularios.
PROCEDIMIENTO:Pesamos 400g de agregado fino y colocarlo sobre una superficie plana y limpia, al aire libre y chispearle un poco de agua para que sobre pase el estado de saturado a superficialmente seco. Luego se vierte un poco del agregado que se mojó al molde cónico, en una superficie plana y lisa, se apisona 25 veces, dejando caerá una altura de 5mm, luego se retira el cono, si el agregado no se desmorona está muy húmedo entonces se tiene que repetir el ensayo hasta que esté el agregado superficialmente seco (sss), se reconoce este estado cuando al retirar el cono el Agregado se desmorona al primer golpe.
Luego pesar el agregado (sss) para luego ser llevado al horno y posteriormente ser pesado. Sacarlo dentro de24horas.La fórmula a utilizar será:
% Absorción=Psss−PsecoPseco
x100
DATOS Y RESULTADOS
N° TARA W-7 K-1
Peso tara 37.67 36.34
Peso. T. +Ag. Fino(sss) 462.32 458.21
Peso seco + tara 457.32 452.97Peso seco 420.1 425.59
Peso de agua 3.28 3.24% absorción 1.1902 1.2312
“Tecnología de materiales”
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% absorción (promedio) 1.2107
% ABSORCIÓN (W−7)=462. 32−457.32420 .1
x100=1.1902
% ABSORCIÓN (K−1)=458.21−452.97425.59
x100=1.2312
% ABSORCION ( promedio )=1.1902+1.23122
=1.2107
AGREGADO GRUESOMateriales a utilizar:balanza.cucharones y bandejas.envase (baldes)canastilla con alambre.tarasformularios.
PROCEDIMIENTODespués de un lavado completo para eliminar el polvo y otras impurezas superficiales de las partículas, Sé que la muestra de agua y haga la roda sobre un paño grande absorbente hasta hacer desaparecer toda película de agua visible.Seque separadamente las partículas más grandes. Tenga cuidado en evitar la Evaporación del agua en los poros del agregado, durante la operación del secado de la superficie. Obtenga el peso de la muestra bajo la condición de saturación con superficie seca. Determine éste y todos los demás pesos con aproximación de 0,5g.Después de pesar coloque de inmediato la muestra saturada con superficie seca en el recipiente o canastilla con alambre y determine su peso en agua a una temperatura especificada. Antes de pesar, tome precauciones para eliminar todo el aire atrapado, agitando el recipiente mientras está sumergido.
“Tecnología de materiales”
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Luego llevar la muestra o agregado al horno por 24horas, posteriormente pesar el agregado pero antes dejar secar a temperatura ambiente por 1 a 2 horas.La fórmula a usar será:
% Absorción=P .aire−PsecoPseco
x100
DATOS Y RESULTADOS
N° DE TARA M-15 T-4
Peso al aire 449.38 447
Peso sumergido al agua 282.5 281
Peso seco del horno 444.82 443.203
% de absorción 1.0251 1.0147
% absorción promedio 1.0199
% ABSORCION (M−15)=449.38−444.82444.82
x100=1.0251
% ABSORCION (T−4 )=447.7−443.203443.203
x 100=1.0147
% ABSORCION ( promedio )=1.0251+1.01472
=1.0199
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los ensayos de laboratorios de los agregados finos y gruesos que se llevan a cabo en el laboratorio sirven para comprobar los diferentes tamaños de los agregados y la calidad de estos. Analizamos los agregados para conocer las características físicas, los aportes al concreto para su propia resistencia a la rotura y que nos es útil en la construcción. Es importante conocer las normas que rigen sus procedimientos para lograr al final un resultado certero del material que analizamos. Se deben seguir los pasos establecidos y acatar las disposiciones dadas para obtener resultados exactos.
“Tecnología de materiales”
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Mediante los ensayos realizados en el laboratorio, se pudieron estudiar algunas características básicas de los agregados fundamentales para la elaboración de concreto y morteros, como lo son: granulometría, contenido de humedad, peso unitario suelto y compactado, peso específico y porcentaje de absorción.
Cuando tomemos muestras debemos de tener en cuenta el método de cuarteo par así obtener muestras que representa a los agregados que estamos usando.
Es recomendable que cuando hagamos el peso unitario compactado, los golpes que se dan con la varilla deba ser con la mimo módulo de fuerza para así obtener resultados más precisos.
También podemos recomendar que al momento de realizar cualquier ensayo evitar perder gran parte del agregado ya que esto ocasiona alteraciones en los resultados.
Todo lo que hagamos en el laboratorio tiene que ser con ayuda del supervisor, para hacer un buen ensayo y también para evitar algunos accidentes.
DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
1. PROCEDENCIA DE LOS AGREGADOS:
Los agregados utilizados en este Diseño de Mezcla, han sido extraídos de dos lugares, el agregado fino se obtuvo del cauce “La Achirana”, mientras que el agregado grueso se obtuvo de la cantera “Palomino”.
2. CARACTERISTICAS DE LOS COMPONENTES DEL CONCRETO:
2.1 CEMENTO
2.1.1 Tipo y Marca.
Los cementos utilizados para nuestros diseños son tipo I marca SOL, usado comúnmente en la ciudad de Ica.
“Tecnología de materiales”
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2.1.2 Peso Específico.
El peso específico del cemento “SOL TIPO I” es 3.11
2.2 AGREGADOS
a) Muestreo de los Agregados:
Muestra compuesta: Es la cantidad de material que comprende todas las muestras simples. Muestra parcial: Es la cantidad de material cuya masa no debe ser menor de mil gramos, y que es obtenida de una muestra simple o compuestaMuestra simple: Es la cantidad de material que se extrae de un solo sondeo o tamaño, de una sola vez de la fuente de abastecimiento.
b) Norma Técnica Peruana:
AGREGADOS. Extracción y preparación de las muestras - NTP 400.010
PROCEDENCIA DE LOS AGREGADOS:
AGREGADO FINO: Rio “La Achirana”AGREGADO GRUESO: Cantera “Palomino”
AGREGADO FINO
Peso específico: 2.5812
Porcentaje de absorción (%): 1.2107%
Contenido de humedad (%): 0.6898%
Peso unitario suelto seco: 1480.0347 Kg⁄m3
Peso unitario suelto húmedo: 1490.2440 kg/m3
Peso unitario compactado seco: 1561.6319 Kg⁄m3
“Tecnología de materiales”
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Peso unitario compactado húmedo: 1572.4040 kg/m3
Módulo de fineza: 2.1115
AGREGADO GRUESO
Peso específico: 2.6734
Perfil: Angular
Porcentaje de absorción (%): 1.0199%
Contenido de humedad (%): 0.8222%
Peso unitario suelto seco: 1436.0920 Kg⁄m3
Peso unitario suelto húmedo: 1447.8995 kg/m3
Peso unitario compactado seco: 1511.9574 Kg⁄m3
Peso unitario compactado húmedo: 1524.3887 kg/m3
T.M.N: 3/4”
Módulo de fineza: 7.3156
2.3 AGUA.
2.3.1 Procedencia.
En nuestros diseños de mezcla, y mezcla de prueba se empleó el AGUA POTABLE, este tipo de agua es la más usada en las construcciones, ya que se adapta al tipo de agua ideal que se debe de usar en la preparación del concreto (siempre y cuando los ácidos y sales se encuentren dentro de los valores máximos admisibles).
El agua potable utilizada en el ensayo de la probeta, es proveniente de la “Universidad Nacional San Luis Gonzaga” de Ica, Facultad de Ingeniería Civil.
3. Diseños de mezcla
INDICACIONES PARA EL DISEÑO:
“Tecnología de materiales”
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1.1 DISEÑO “Condiciones normales”
Diseño de Mezcla de Concreto por el método COMBINACION DE AGREGADOS
INDICACIONES PARA EL DISEÑO:
Diseñar la Mezcla de Concreto por el método MFCA F´c 28 días =210 kg/cm2
Condiciones Normales No se cuenta con información estadística de Dispersión. Utilizar cemento disponible en el mercado.
Cemento Utilizado: Tipo IMarca: SOLPeso Específico: 3.11
PASO 1: Hallando F´cr.
Según datos, cuando se cuenta con menos de 15 ensayos, se tiene:Si F´c <210 kg/cm2 , à F´cr = F´c +70 kg/cm2 Si 210 < F´c < 350 kg/cm2 , à F´cr = F´c +85 kg/cm2
Entonces, F´cr = 295 kg/cm2
PASO 2: Hallando el SLUMP.
Nos indican que es una estructura en condiciones normales así que se tomara un asentamiento plástico, entonces el SLUMP va a variar de 3” a 4” (75mm a 100 mm).
PASO 3: Hallando el Tamaño Máximo Nominal.
Es la malla inmediata superior que retenga el agregado grueso, y en nuestro caso, el TMN es ¾””.
PASO 4: Hallando el Volumen unitario de agua.
Según la tabla II, el Volumen Unitario de Agua recomendable es 200 lt/m3.
PASO 5: Selección del Contenido de aire.
Según la tabla II, el contenido de aire total es 2 %.
PASO 6: Selección de la relación Agua-Cemento.
“Tecnología de materiales”
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Dado que tenemos condiciones normales, solo hallamos a/c por Resistencia, según la tabla III, e interpolando, tenemos:
250 ----------- 0.62295 ----------- X300 ----------- 0.55
300−250300−295
=0.55 – 0.620.62−X
X=0.557
PASO 7: Determinación del Factor Cemento.
Si a/c = 0.557 , y Agua = 200 lt, entonces:
195C
=0.557
C = 359.0664 Kg , Cantidad de bolsa = 8.4486
Entonces, Cemento = 359.0664 Kg
PASO 8: Hallando el Volumen de los agregados:
V. Abs. agua = 200 / 1000 = 0.200 m3V. Abs. cemento = 359.0664 / (3.11 x 1000) = 0.11546 m3V. Abs. aire = 0.02 m3
Vol. Agregados = 1 – (0.185+0.11583 +0.02) = 0.66454 m3
PASO 9: Cálculo de la cantidad de Agregado Fino:
Vol. Agr. Fino = γ f x (Vol. Agregados).
Entonces, según la fórmula:
γ f=
M g−M c
M g−M f
Donde, Mc = Módulo de fineza de la Combinación de agregados, quien, según la tabla y sabiendo que el TMN es 3/4’’ y que la cantidad de bolsas es 8.4486, obtenemos:
“Tecnología de materiales”
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“Universidad Nacional San Luis Gonzaga de Ica” “Facultad de Ingeniería Civil”
8-------------5.118.4486------------- X9 ------------- 5.19
9−89−8.3386
=5.19−115.19−X
Mc = 5.1459
Reemplazando este dato en la Fórmula:
γ f = 7.3156−5.14597.3156−2.1115
=0.4169 , entoncesRg=0.5831
Vol. Agr. Fino = γ f x (Vol. Agregados).
Vol. Agr. Fino = 0.4169 x 0.66454 Vol. Agr. Fino = 0.27705 m3
Luego: Con la siguiente Fórmula hallamos la cantidad de agregado fino:
Vabs .(Ag , Fino)=PesoSeco (Ag fino)
P .e x1000
0.27705=Peso seco (Ag fino)
2.5812x 1000
Por lo tanto, Agregado Fino = 715.1215 kg/m3
PASO 10: Cálculo de la cantidad de Agregado Grueso.
Vol. Agr. Grueso = Rg x (Vol. Agregados)Vol. Agr. Grueso = 0.5831x 0.66454Vol. Agr. Grueso = 0.38749 m3
Luego, aplicando la fórmula:
Vabs .(Ag ,Grueso)=PesoSeco (AgGrueso)
P .e x1000
0.38749=Peso seco (Ag . grueso)
2.6734 x1000
Tenemos, Cantidad de Agregado grueso = 1035, 9158 kg/ m3
PASO 11: Valores de diseño para 1 m3 de concreto:
“Tecnología de materiales”
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Cemento : 359.0664 kgAgua : 200 ltAgr. Fino : 715.1215 kgAgr. Grueso : 1035.9158 kg.
PASO 12: Corrección de Humedad de los agregados.
Aporte de Humedad del Agr. fino:
Aporta Ag. fino=Peso seco ( Ag .Fino ) x (W %−|%|100
)
Aporta Ag. fino=715.1215 x ( 0.6898−1.2107100 )=−3.7251< .
Aporte de Humedad del Agr. Grueso:
Aporta Ag.Grueso=Pesoseco (Ag .Grueso ) x (W %−|%|100 )
Aporta Ag.Grueso=1035.9158 x( 0.8222−1.0199100 )=−2.0480<¿
Entonces el aporte de humedad es -5.7731 lt, hay que agregarle 5.7731 litros al agua de diseño, por lo tanto, el agua efectiva es 205.7731 lt.
Peso del Agregado Fino en Obra:
Peso Ag ,Fino (Obra )=PesoAg . finoSecox (1+W %100
)
Peso Ag ,Fino (Obra )=715.1215x (1+ 0.6898100 )=720.0544kg
Entonces, El peso del Ag. Fino en obra es 720.0544 kg.
Peso del Agregado Grueso en Obra:
Peso Ag ,Grueso (Obra )=PesoAg . grueso Secox (1+W %100
)
Peso Ag ,Grueso (Obra )=1035.9158(1+ 0.8222100 )=1044.4331
Entonces, El peso del Ag. Grueso en obra es 1044.4331 kg
PASO 13: Cantidad de Materiales para 1m3 en OBRA.
Cemento : 359.0664 kg
“Tecnología de materiales”
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Agua : 205.7731 lt.Agr. Fino : 720.0544KgAgr. Grueso : 1044.4331 kg
PASO 14:Cantidad de material por bolsa de cemento en Obra.
Cemento = 42.5 x (359.0664 /359.0664) = 42.5 kg.Agua = 42.5 x (205.7731 /359.0664) = 24.3558 lt/bolsa.Ag. Fino = 42.5 x (720.0544/359.0664) = 85.2274 kgAg. Grueso = 42.5 x (1044.4331/359.0664) = 123.6217kg.
Cantidad de material por bolsa de cemento en Diseño.
Cemento = 42.5 x (359.0664 /359.0664) = 42.5 kg.Agua = 42.5 x (200 /359.0664) = 23.6725 lt/bolsa.Ag. Fino = 42.5 x (715.1215/359.0664) = 84.6436 kgAg. Grueso = 42.5 x (1035.9158/359.0664) = 122.6136kg.
PASO 15: Proporciones en Peso: C: A: P / a/c.
Proporciones en Obra:
C : A : P / a/c42.5 /42.5 85.2274/42.5 123.5034 /42.5 24.3558 /42.5 1 2.005 2.906 / 0.573
Proporciones en Diseño:
C : A : P / a/c 42.5 /42.5 84.6436 /42.5 122.6136 / 42.5 23.6725/42.5 1 1.992 2.885 / 0.557
PASO 16: Proporciones en Volumen (C : A : P / a/c).
Volumen de componentes 1 bolsa de cemento en obra se tiene:
“Tecnología de materiales”
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Factor Cemento : 1 pie3Factor Agua en obra : 24.3558 lt/bolsa.Ag. Fino en volumen
PESO F .humedoPUS . F .humedo
x35.311 pie3 = 85.2274/1490.2440 x 35.311 = 2.0194
pie3Ag. Grueso en volumen
PESOG.humedoPUS .G.humedo
x 35.311 pie3= 123.6217/1447.8995 x 35.311 = 3.0149
pie3
Proporciones de Volúmenes en 0bra:
C : A : P / a/c1/1 2.0194/1 3.0149 ¿1
24.3558 lt/bolsa1 : 2.019 : 3.015 /
24.3558 lt/ bolsa
Volumen de componentes para 1 bolsa de cemento en diseño se tiene:
Factor Cemento : 1 pie3Factor Agua en obra : 23.6725 lt/bolsa.Ag. Fino en volumen
PESOF . secoPUS . F . seco
x35.311 pie3 = 84.6436/1480.0347 x 35.311 = 2.0194
pie3Ag. Grueso en volumen
PESOG. secoPUS .G. seco
x 35.311 pie3= 122.6136/1436.0920 x 35.311 = 3.0149
pie3
Proporciones de Volúmenes en Diseño:
C : A : P / a/c
1/1 2.0194/1 3.0149 ¿1
23.6725 lt/bolsa1 : 2.019 : 3.015 /
23.6725 lt/ bolsa
“Tecnología de materiales”
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ENSAYOS EN EL LABORATORIO
LA NORMA PARA ENSAYOS DE PROBETA:
ASTM C39/C39M - 12a
Método de Ensayo Normalizado para Resistencia a la Compresión de Especímenes Cilíndricos de Concreto
MEZCLA DE PRUEBA.
Los componentes de la mezcla de prueba se basan en el modelo de
diseño propuesto por el MODULO DE COMBINACION DE FINEZA DE
LOS AGREGADOS.
La probeta tiene las siguientes características:
Radio = 7.5 cm = 0,075 m
Altura = 30 cm = 0,3 m
Factor de desperdicio = 25%
Considerando un ensayo constituido por 2 probetas
Volumen de la probeta = π .r 2 . h = 3.14 x (0.075m)2 x 0.3m =
0.00529875 m3
Obtendríamos en 2 probetas un volumen de: 2
x0.005239875m3= 0.0105975m3
Considerando el desperdicio respectivo, obtendríamos una
tanda de aproximadamente: 0.0105975x (1.25) = 0.01325 m3
METODO DE MODULO DE FINEZA DE LA COMBINACIÓN DE
AGREGADOS:
COMPONENTES 1m3 de concreto en obra
CEMENTO 359.0664 kgAGUA 205.7731 lt.
AGREGADO FINO 720.0554 kgAGREGADO GRUESO 1044.4331 kg
COMPONENTES 1 TANDA 0,01325 m3
“Tecnología de materiales”
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CEMENTO 4.7576 kgAGUA 2.7265 litros
AGREGADO FINO 9.5407 kgAGREGADO GRUESO 13.8387 kg
PESOS DE LOS MATERIALES OBTENIDOS DE LOS DISEÑOS MFCA
DISEÑO DE
MEZCLAMATERIA-
LES
DOSIFICACION POR M3 DE CONCRETO VOLUME
NES ABSOLU-TOS M3.
TANDA DE PRUEBA V = 0.01325 M3
PROPORCIONA- MIENTO HUMEDO
PESOS (KG/M3)
DISEÑO OBRA MATERIALES
KG. PESO VOLUMEN
(METODO MFCA)
CEMENTO 359.0664 359.0664 0.11546 CEMENTO 4.7576 1 1
AGUA 200 205.7731 0.20000 AGUA 2.7265 0.573 24.3558 lt/bolsa
ARENA 715.1215 720.0544 0.27705 ARENA 9.5407 2.005 2.019
PIEDRA 1035.9158
1044.4331
0.38749 PIEDRA 13.8387 2.906 3.015
AIRE 2% 2% 0.02000 AIRE - - -
SUMATORIA
2310.1037
2329.3237
1.00000 SUMATORIA
30.8635 - -
Agregado fino: Agregado grueso:
W (%) : 0.6898% W (%) : 0.8222%P.e : 2.5812 P.e : 2.6734
PREPARACIÓN DE LAS PROBETAS DE PRUEBA
Objetivos:
1. Conocer las características y propiedades de una mezcla de concreto en los que se emplean los agregados extraídos de la cantera Palomino (agregado grueso) y del rio La Achirana (agregado fino).
2. Saber si los agregados que utilizamos cumplen con las NTP para poder usarlos en la preparación del concreto.
“Tecnología de materiales”
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3. Aprender hacer el diseño de mezcla y emplearlo en obra para conocer la resistencia a la compresión de las probetas y si cumple el valor dado por la resistencia de diseño.
I. Preparación de los moldes.
Para poder realizar la elaboración de las probetas primero tenemos que limpiar las impurezas de los moldes; lijando las asperezas que pudiera tener
Cubrimos las caras interiores de los moldes y las superficies de contacto entre las mitades de cada molde con una capa delgada de petróleo.
II. Elaboración de Mezcla de Concreto.
Para elaborar la mezcla de concreto se siguió el procedimiento descrito a continuación:
a) Con nuestro diseño ya hecho proseguimos a pesar los componentes del concreto primero pesamos el agregado fino,
“Tecnología de materiales”
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agregado grueso, cemento y por último el agua con las respectivas proporciones.
b) Se prepara la mezcladora, humedeciéndola antes de cargar los materiales.
c) Se carga el agregado grueso y el agregado fino en la mezcladora, revolviendo durante 30 segundos para mezclar completamente.
“Tecnología de materiales”
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d) Se carga el cemento en la mezcladora y se amasan los materiales durante 2 minutos, mientras se va agregando el agua.
e) Se revuelve manualmente la mezcla verificando su estado (asegurándose de que no quede material sin mezclar adherido al fondo y en las paredes de la mezcladora).
III. Medición del Asentamiento.
a) Se procede a humedecer el interior del cono de Abrams y se
coloca sobre una superficie horizontal, rígida, plana y no
absorbente.
b) El molde se sujeta firmemente por las aletas con los pies; a
continuación se llena en tres capas con la mezcla de concreto
“Tecnología de materiales”
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fresco. Cada capa debe ser de aproximadamente un tercio del
volumen del molde.
c) Cada una de las tres capas se debe compactarse con 25 golpes
de la barra metálica compactadora, golpes que se distribuirán
uniformemente por toda la sección transversal.
d) Al momento de colocar la última capa, el molde debe llenarse
en exceso antes de compactar. Si después de la compactación,
el nivel del concreto se encuentra por debajo del nivel del cono,
se añade mezcla hasta lograr nuevamente un exceso, para
luego enrasar utilizando la barra compactadora
e) Inmediatamente se retira el molde con un cuidadoso
movimiento vertical, enseguida se coloca al lado de la mezcla
ya deformada y se mide el asentamiento.
“Tecnología de materiales”
32
“Universidad Nacional San Luis Gonzaga de Ica” “Facultad de Ingeniería Civil”
Luego de realizar la mezcla de prueba, procedimos a realizar el
ensayo del Cono de Abrams, el cual arrojo un resultado de 7 cm,
lo que nos demuestra que nuestra mezcla se encuentra dentro del
intervalo del revenimiento requerido por las VIGAS Y COLUMNAS
que es de 2 a 10 cm, este Slump (revenimiento) de 7 cm.
IV. Llenado de las Probetas:
a) Los moldes deben estar previamente limpiadas, lijadas y
barnizadas con el petróleo por el interior
b) Cada molde deberá ser
llenado en tres capas; cada capa
deberá compactarse con 25 golpes con la barra de fierro y
enrasarlas al finalizar.
“Tecnología de materiales”
33
“Universidad Nacional San Luis Gonzaga de Ica” “Facultad de Ingeniería Civil”
c) Así se proseguirá llenando los demás moldes con la mezcla
hecha.
d)
Finalmente se deberán hacer secar.
V. Desencofrado y Curado de las Probetas
a) Las probetas deben retirarse de los moldes en un lapso de
tiempo comprendido entre 20 y 48 horas, después de su
elaboración
“Tecnología de materiales”
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a) . Las probetas deben ser identificadas con un marcador en la
parte superior del cilindro, expresando, la fecha de elaboración,
b) Se almacenan las probetas hasta el momento del ensayo
directamente bajo agua en el tanque del laboratorio, evitando
golpearlas en su traslado desde el lugar de vaciado.
“Tecnología de materiales”
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ENSAYO A COMPRESIÓN DEL CONCRETO.
a) Se coloca en la máquina de ensayo la respectiva probeta a
ensayar.
b) Se aplica la fuerza a una velocidad constante para conseguir
comprimir el cilindro hasta la falla.
“Tecnología de materiales”
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c) Se anota la carga correspondiente a la falla.
d) La resistencia a compresión será el cociente entre la carga
máxima y la sección media de la probeta.
e) Hallando f ´c a los 14 días de la PRIMERA PROBETA MFCA :
Datos E-1: Presión Resistida por la Probeta = 105000 lb
Medidas : 15 x 30 cm
“Tecnología de materiales”
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Convirtiendo a Kg:
1 lb ------------- 0.4535924kg
105000 lb ------------- P kg.
P = 47627.202Kg
Área de la cara sometida a la Presión:
A = 3.1416 x r 2 = 3.1416 x (7.5)2 A = 176.715 cm2
Entonces, la f ´c a los 14 días es 269.5142
Kg/cm2.
DatosE-2: Presión Resistida por la Probeta = 100000 lb
Medidas : 15 x 30 cm
Convirtiendo a Kg:
1 lb ------------- 0.4535924kg
100000 lb ------------- P kg.
P = 45359.24Kg
Área de la cara sometida a la Presión:
A = 3.1416 x r 2 = 3.1416 x (7.5)2 A = 176.715 cm2
Entonces, la f ´c a los 14 días es 256.6802
Kg/cm2.
HALLAMOS EL PROMEDIO DE LOS 2 ENSAYOS:
f c 1+ f c2
2 =269.5142+256.6802
2=¿263.0972
“Tecnología de materiales”
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COMPARACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS:
• Comparación de resultados obtenidos en los ensayos de compresión de lo
RESISTENCIAS:
Para hallar el factor de 14 días interpolamos: x= 0.86
RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LAS PROBETAS
Promedio de las 2 probetas
14 dias Proyección a 28 dias
90 dias 6 meses 1 año 2 años 5 años
Factor 0.86 1 1.17 1.23 1.27 1.31 1.35Resistencia kg/cm2
(MFCA)263.097
2305.9270 357.934
6376.290
2388.527
3400.7644
413.0015
Como notamos la resistencia a la compresión es fc = 305.9270 kg
cm2 , nosotros
diseñamos para un fcr = 295 kg
cm2 . Pero tiene a una aproximación superior de
+10.927. Así que podemos decir que el diseño por el Método de combinación de fineza de los agrados (MFCA) es preciso.
PESO UNITARIO DEL CONCRETO
El peso unitario es el peso varillado, expresado en kilos por metro cubico (kg/m3), de una muestra representativa del concreto.
Cuando las mezclas de concreto experimentan un incremento de aire, disminuye el P.U.
La mayor compactación incrementa el P.U.
“Tecnología de materiales”
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“Universidad Nacional San Luis Gonzaga de Ica” “Facultad de Ingeniería Civil”
Pero las modificaciones del P.U son debidas al tipo de agregado empleado.
PESOUNITARIO DELCONCRETO=PESOTOTAL−PESODELMOLDEVOLUMEN DELMOLDE
IMPORTANCIA:
El peso unitario del concreto se emplea principalmente para:
Determinar o comprobar el rendimiento de la mezcla
Determinar el contenido de materiales (cemento, agua y agregado) ´por metro cubico de concreto, así como el contenido de aire.
Formamos una idea de la calidad del concreto y de su grado de compactación.
Volumen de Molde = 3.1416x(0.0752 ¿x
(0.3) = 0.00530145m3
Hallando Peso Unitario del Concreto de la PRIMERA PROBETA E-1:
Peso total = 20KgPeso del molde = 7.4Kg
PUC (MCF)= 20−7.40.00530145
=2376.7083Kg /m3
Hallando Peso Unitario del Concreto de la SEGUNDA PROBETA E-2:
Peso total = 19.5KgPeso del molde = 7.7Kg
PUC (MCF)= 19.5−7.10.00530145
=2338.9827Kg /m3
“Tecnología de materiales”