I. DISEÑO DE MEZCLA SIN ADITIVO
A. Se diseñará un concreto de las siguientes condiciones:
-
f´c = 250 kg/cm2
-
Consistenci...
El slump elegido será para la construcción de vigas y muros reforzados
Slump = 3” – 4”  consistencia plástica
5. Volumen ...
1” 1.5
1½” 1
2” 0.5
3” 0.3
6” 0.2
De la tabla obtenemos:
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7. Relación a/c para f´cr = 334 kg/cm2
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= 0.181 𝑚3
Aire : =1% = 0.01𝑚3
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(Hsi*peso seco agregado)/100
 Agregado fino:
−4 ∗ 719.86
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Agregado fino + agregado grueso
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PROPIEDADES EVALUADAS DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO.
1. SLUMP:
Obtenida la mezcla de concreto y estando en estado fresco, ...
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Material y Equipo:
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RESULTADOS DE ENSAYO:
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3 3000 0.7 0.002 16.98
4 4000 0.8 0.003 22.64
5 5000 0.9...
CALCULO DE ESFUERZO ALCANZADO EN EL LABORATORIO:
Esfuerzo máximo alcanzado a los 7 días de edad: 137 kg/ cm2
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  1. 1. I. DISEÑO DE MEZCLA SIN ADITIVO A. Se diseñará un concreto de las siguientes condiciones: - f´c = 250 kg/cm2 - Consistencia: plástica , entonces slump = 3”-4” - No se expondrá a agentes degradantes - No tendrá aire incorporado - No se usa aditivo B. Datos:  Cantera : “Rio Mashcon”  Peso específico del cemento : 3.12g/cm3 DESCRIPCIÓN UNIDAD Ag. FINO Ag GRUESO Peso específico masa g/Cm3 2.59 2.54 Puv suelto seco Kg/m3 1483.76 1454.17 Puv seco compactado Kg/m3 1890.6 1557.5 W % % 8.69 3.99 Abs % % 12.69 1.71 Modulo de Finura 0 3. 00 7.13 C. Cálculos y resultados: 1. Resistencia especificada a los 28 días = 250 kg/cm2 2. Calculo de la resistencia promedio No se tiene registros de resistencia de probetas y tampoco se conoce el grado de control de calidad en obra o laboratorio ∗ 𝒇′ 𝑪𝒓 = 𝐟′ 𝐂 + 𝟖𝟒 *𝒇′ 𝑪𝒓 = (𝟐𝟓𝟎+ 𝟖𝟒) 𝒌𝒈𝒔 𝒄𝒎 𝟐⁄ *𝒇′ 𝑪𝒓 = 𝟑𝟑𝟒 𝒌𝒈𝒔 𝒄𝒎 𝟐⁄ (Resistencia de diseño) 3. Tamaño máximo nominal del agregado TMN Durante el ensayo de granulometría se pudo determinar: TMN:1 1/2” 4. Determinación del Slump f’c f’cr Menos de 210 f’c+70 210 – 350 f’c+84 >350 f’c+98
  2. 2. El slump elegido será para la construcción de vigas y muros reforzados Slump = 3” – 4”  consistencia plástica 5. Volumen de agua de mezcla ASENTAMIENTO AGUA EN Kg./m3 DE CONCRETO PARA LOS TAMAÑOS NOMINAL MÁXIMO DEL AGREGADO GRUESO Y CONSISTENCIAINDICADOS 3/8” 1/2” 3/4" 1” 1½” 2” 3” 6” CONCRETO SIN AIRE INCORPORADO 1” a 2” 3” a 4” 6” a 7” 207 228 243 199 216 228 190 205 216 179 193 202 166 181 190 154 169 178 130 145 160 113 124 ---- CONCRETO CON AIRE INCORPORADO 1” a 2” 3” a 4” 6” a 7” 181 202 216 175 193 205 168 184 197 160 175 184 150 165 174 142 165 174 122 133 154 107 119 ---- Entrando en la tabla correspondiente, con el valor del slump, y el TMN de 1 ½”, y sin aire incorporado, se tiene que el volumen unitario de agua es de 181 lt/m3 6. Contenido de aire atrapado Cont. De aire atrapado (%) Tamaño Máximo Nominal Aire Atrapado 3/8” 3 1/2” 2.5 3/4" 2
  3. 3. 1” 1.5 1½” 1 2” 0.5 3” 0.3 6” 0.2 De la tabla obtenemos: % Aire atrapado: 1% 7. Relación a/c para f´cr = 334 kg/cm2 F’cr (28 días) Relación agua-cemento de diseño en peso CONCRETO SIN AIRE INCORPORADO CONCRETO CON AIRE INCORPORADO 150 200 250 300 350 400 450 0.80 0.70 0.62 0.55 0.48 0.43 0.38 0.71 0.61 0.53 0.46 0.40 0.35 0.31 -16.000 350.00 0.48 50.00 334.000 x -0.05 400 0.43 x 0.496 8. Calculo del factor cemento
  4. 4. Fc = volumen de agua de mezcla a c⁄ Fc = 181 kg/m3 0.496 𝐅𝐜 = 𝟑𝟔𝟒. 𝟗𝟐 𝐤𝐠/𝐦 𝟑 Traduciendo a bolsas/m3 será: Fc = 364.92 kg/m3 42.5 kg/bolsa = 𝟖. 𝟓𝟖𝟔 𝐛𝐨𝐥𝐬𝐚𝐬/𝐦 𝟑 9. Cantidad de agregado grueso Tamaño Máximo del agregado Volumen de agregado grueso compactado en seco para distintos módulos de finura de la arena 2.4 2.6 2.8 3 3/8” 0.5 0.48 0.46 0.44 1/2” 0.59 0.57 0.55 0.53 3/4” 0.66 0.64 0.62 0.6 1” 0.71 0.69 0.67 0.65 11/2” 0.75 0.73 0.71 0.69 2” 0.78 0.76 0.74 0.72 3” 0.82 0.79 0.78 0.75 6” 0.87 0.85 0.83 0.81 Luego obtenemos la relación: 𝑏 𝑏0 = 0.69 Dónde: b0 = peso seco del agregado grueso compactado b = peso suelto seco agregado grueso  b = 0.69*1557.5 kg/m3 b =1074.675/m3 Por lo tanto, Peso suelto seco AG =1153.74 Kg/m3 10. Cantidad de agregado fino Por el método de volúmenes absolutos: Cemento : 𝟑𝟔𝟒.𝟗𝟐 𝑘𝑔/𝑚3 3150 𝑘𝑔/𝑚3 = 0.1169 𝑚3
  5. 5. Agregado grueso : 1153.74 𝑘𝑔/𝑚3 2.4862∗1000 𝑘𝑔/𝑚3 = 0.4231 𝑚3 Agua : 181 𝑘𝑔/𝑚3 1000 𝑘𝑔/𝑚3 = 0.181 𝑚3 Aire : =1% = 0.01𝑚3  ∑ = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚. 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 0.7221 Entonces el volumen de A.F 1 − 0.7221 = 0.2779 Peso del agregado fino: AF = 0.2779* (2590 kg/m3 ) AF= 719.86 kg/m3 11. Valores de diseño de laboratorio CEMENTO 364.919355 Kg/m3 AGUA DE DISEÑO 181 Lts/m3 AGREGADO FINO SECO 719.860131 Kg/m3 AGREGADO GRUESO SECO 1074.675 Kg/m3 12. corrección por humedad de los agregados. a). Peso húmedo de los agregados  Agregado fino: Pe húmedo = peso seco* (1 + w (%)) 719.86 ∗ [ 8.69 100 + 1] = 𝟔𝟖𝟖. 𝟑𝟕 𝐤𝐠/𝒎 𝟑  Agregado grueso: Pe húmedo = peso seco* (1 + w (%)) 1074.675 ∗ [ 3.99 100 + 1] = 𝟏𝟏𝟏𝟗.𝟑𝟒/𝒎 𝟑 b). humedad superficial Humedad superf. = W (%) - % ABS AF: 8.69% -12.69% = -4% AG: 3.99% -1.71 % = 2.28 % c). aportes de agua de mezcla por humedad de los agregados
  6. 6. (Hsi*peso seco agregado)/100  Agregado fino: −4 ∗ 719.86 100 = −𝟐𝟖. 𝟕𝟗 𝒍𝒕𝒔/𝒎 𝟑  Agregado grueso: 2.28 ∗ 1074.675 100 = 𝟐𝟒. 𝟓𝟎 𝒍𝒕𝒔/𝒎 𝟑 Aporte de agua: -4.29lts/m3 13. Agua efectiva Entonces: 181 lts/m3 – (-4.29) lts/m3 = 185.29 lts/m3 14. Proporcionamiento de mezcla CEMENTO 364.919355 AGUA EFECTIVA 185.291815 AGREGADO FINO SECO 788.369435 AGREGADO GRUESO SECO 1119.33653 SIN CORREGIR CEMENTO Ag. Fino Ag. Grueso AGUA 364.919355 719.860131 1074.675 181 364.919355 364.919355 364.91935 364.919355 1 1.97 2.94 0.5 CORREGIDO
  7. 7. CEMENTO Ag. Fino Ag. Grueso AGUA 364.919355 788.369435 1119.3365 185.291815 364.919355 364.919355 364.91935 364.919355 1 2.16 3.07 0.51 15. cantidad de mezcla de prueba CEMENTO 364.919355 Kg/m3 0.012 2.91935484 AGUA EFECTIVA 185.291815 Lts/m3 1.48233452 AGREGADO FINO SECO 788.369435 Kg/m3 6.30695548 AGREGADO GRUESO SECO 1119.33653 Kg/m3 8.95469222 II. EXPRESION DE RESULTADOS DE LAMEZCLA SIN ADITIVO EN EL LABORATORIO Paso 1: Elaboración de la Mezcla de Concreto Fresco: Luego del diseño realizado se procedió a realizar la probeta para una cantidad de prueba de 1 ½ probetas. Es como sigue. Procedimiento: Teniendo los pesos que vamos a utilizar para la tanda de prueba proseguimos a realizar los pasos necesarios de manera progresiva:
  8. 8. Agregado grueso: Se tamiza el agregado grueso para separarlo del agregado fino por los tamiz 3/8. Pesamos: 9.3433 kg Agregado fino: Todo el pasante de la malla 3/8 se define como agregado fino. Pesamos: 5.377 kg Cemento: El tipo de cemento utilizado: TIPO I PACASMAYO, del cual pesamos 2.896 kg que nos servirá para preparar la mezcla equivalente a 1 ½ probeta estándar. Agua: El agua utilizada es agua potable la más recomendable para el diseño de mezclas del cual pesamos también 1.296 kg Después de pesar los ingredientes para el diseño de mezclas se proceden a colocarlos en el trompo donde se hace la pasta, en el orden siguiente: Primero se limpia bien la máquina mezcladora. Trompo Luego se coloca el agregado grueso y el agregado fino, se mezcla durante 1 minutos para conseguir un mezclado aceptable. Seguidamente se vacía el cemento , se mezcla estos elementos por 1 minutos más y finalmente el agua buscando que la pasta tenga en este caso una consistencia plástica tal como fue diseñado, por otro minuto más.
  9. 9. Agregado fino + agregado grueso Añadiendo el cemento y el agua (fig. derecha) Una vez obtenida la mezcla se determina el SLUMP utilizando el cono de Abraham Continuando se pesa el molde de la probeta y tras ser aceitado (para evitar la adherencia de la mezcla), y nombrado el molde se coloca dentro de esta la mezcla en tres capas cada una de estas compactada con 25 golpes realizados con el empleo de una varilla compactadora.
  10. 10. PROPIEDADES EVALUADAS DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO. 1. SLUMP: Obtenida la mezcla de concreto y estando en estado fresco, se procedió a colocar 3 capas de concreto fresco en el Cono de Abrans; la primera capa se colocó a una tercera parte del volumen del cono apisonándolo por medio de una varilla de acero con 25 golpes, la segunda hasta las dos terceras partes y por último se apisona y enrasa, durante dicho proceso el cono debe permanecer lo más quieto posible, ya que el ensayo puede fallar al mínimo movimiento. Luego se procede a retirar cono y determinar el valor del asentamiento. Medición del slump, (slump = 5 cm) Además se puede observar una apariencia sobre gravosa 2. APARIENCIA: La apariencia que presenta la pasta es sobre gravosa es decir a simple vista se observa mayor presencia de agregado grueso 3. Peso Unitario de Concreto Fresco: Terminado de la probeta
  11. 11. Procedimiento: Ahora al tener compactada la probeta se procede a analizar el peso unitario del concreto fresco del siguiendo los pasos: Primeramente se registra el peso del molde al vacío. Luego se procede a colocar la mezcla de concreto en el molde metálico para finalmente registrar su peso en conjunto. El volumen del molde se obtuvo a partir de sus dimensiones Pesamos la muestra en estado fresco, y la dejamos que se seque durante 24 horas. 1) Resultados de Ensayo: PROPIEDADES MECANICAS EVALUADAS DEL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO Resistencia a la Compresión: PROPIEDAD PROBETA W molde ( kg) 8.27 W molde + C° (kg) 24.77 P.U.de C° (kg) 16.5
  12. 12. Material y Equipo:  Máquina de Compresión Simple  Moldes cilíndricos de 6” de diámetro por 12” de altura. Procedimiento: Elaborada la mezcla de concreto fresco, se procede a colocarla en el molde metálico, distribuida en tres capas cada una apisonada con 25 golpes por medio de una varilla de acero. Luego de un día se desmolda y se dejan curar en agua por 7 días, tiempo por el cual la resistencia del concreto deberá alcanzar el 70% de su resistencia a los 28 días. Transcurrido el tiempo de curado se deja secar para luego ser sometidos al ensayo de compresión. Etapa de fraguado de las probetas: se cubre con una bolsa para impedir la evaporación del agua de mezcla. Después de esta etapa se desencofra y se somete a un proceso de curado. Después de todo este proceso se evaluara sus propiedades mecánicas. Falla del mortero pero no del agregado
  13. 13. RESULTADOS DE ENSAYO: 1) Resultados de Ensayo:
  14. 14. Grafica: LECTURA mm 1 1000 0.4 0.001 5.66 2 2000 0.55 0.002 11.32 3 3000 0.7 0.002 16.98 4 4000 0.8 0.003 22.64 5 5000 0.95 0.003 28.29 6 6000 1.08 0.004 33.95 7 7000 1.17 0.004 39.61 8 8000 1.29 0.004 45.27 9 9000 1.35 0.004 50.93 10 10000 1.45 0.005 56.59 11 11000 1.54 0.005 62.25 12 12000 1.6 0.005 67.91 13 13000 1.67 0.005 73.57 14 14000 1.74 0.006 79.23 15 15000 1.81 0.006 84.88 16 16000 1.88 0.006 90.54 17 17000 1.95 0.006 96.20 18 18000 2 0.007 101.86 19 19000 2.07 0.007 107.52 20 20000 2.14 0.007 113.18 21 21000 2.21 0.007 118.84 22 22000 2.3 0.008 124.50 23 23000 2.41 0.008 130.16 23.5 23500 2.42 0.008 132.99 NIVEL CARGA(KG) DEFORM. UNITARIA ESFUERZO (kg/cm2) área resistente A = 176.71cm2 ; altura h = 305 mm
  15. 15. CALCULO DE ESFUERZO ALCANZADO EN EL LABORATORIO: Esfuerzo máximo alcanzado a los 7 días de edad: 137 kg/ cm2 Necesitamos el esfuerzo alcanzado a los 28 días para lo cual interpolamos. F‘c a los 7 días = 70% f ‘c a los 28 días en laboratorio 137 = 70 % f ‘c 28 dias en laboratorio Entonces: f‘c 28 dias en laboratorio = 195.7 Kg/ cm2 Observ ación: 195.7 kg/cm2 se dif erencia en más del 10% del f ´c que es 250 kg/cm2, se podría deber a que solo el mortero f allo, pero el agregado a quedado intacto, y otra causa podría ser que solo horas antes se puso la probeta al aire libre para el secado, por lo que se habría disminuido la resistencia de diseño. CÁLCULO DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD. De la gráfica adjuntas de la probeta podemos encontrar así el módulo de elasticidad. 𝐸 = 𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜𝑙𝑝𝑒 𝐷𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎𝑙𝑝𝑒 𝐸 = 64 0.005 = 12800 𝑘𝑔 𝑐𝑚2 ESF.MAX =137 Kg/cm2 E uni.MAX =0.008 Kg/cm2

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