01 Definición de Fisuras en el concreto.pdf

1. LA PATOLOGIA MÁS IMPORTANTE EN EL CONCRETO: ES LA FISURA ING. JOSEPH RUMICHE

2. • El concreto es un material constituido por la mezcla en cierta proporciones de cemento, agua, agregados y opcionalmente aditivos. Que inicialmente denota una estructura plástica, moldeable y que posteriormente adquiere una consistencia rígida con propiedades aislantes y resistentes, lo que lo hace un material ideal para la construcción. DEFINICION DE CONCRETO

3. DEFINICIÓN DE FISURAS

4. Generación de una fisura • Por fuerza física • Por diferencia de temperatura • Por reacción química.

5. • CLASIFICACIÓN DE LAS FISURAS DE ACUERDO ACI 224

6. CAUSAS DE FISURACIÓN DEL CONCRETO EN ESTADO PLÁSTICO CAUSAS DE FISURACIÓN DEL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO En las primeras 24 horas después del vaciado Después de las 24 horas del vaciado ACI 224 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras en Estructuras de Hormigón 3.- RETRACCION POR SECADO 4.-TENSION DE ORIGEN TÉRMICO 5.-REACCIONES QUIMICAS 6.-METEORIZACIÓN 7.-CORROSIÓN DE ARMADURAS 8.-PRACTICAS CONSTRUCCTIVAS INADECUADAS 9.-SOBRECARGAS DURANTE LA CONSTRUCCION 10.-ERRORES DE DISEÑO 11.-CARGAS APLICADAS 1.- FISURACIÓN POR RETRACCIÓN PLÁSTICA 2.-FISURACIÓN POR PRECIPITACIÓN DE LOS AGREGADOS

7. Después del Endurecimiento Cambios de Volumen Diseño/ Estructurales Acción Físico/química Contracción por secado Contracción térmica Cargas/ sobrecargas Sub-rasantes/ Sub-bases Resistencia del hormigón Alcali-Sílice / Sultatos Corrosión armaduras Creep Congelación y Deshielo TIPOS DE FISURAS EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO CLASIFICADAS SEGÚN SU MOMENTO DE APARICION

8. Consideraremos los cambios de volumen que pueden ocurrir en el concreto durante el lapso de tiempo que va desde su colocación hasta su fraguado final. Los cambios de volumen en este estado pueden ser los siguientes: • Contracción química • Contracción autógena • Contracción plástica • Asentamiento plástico CAMBIOS DE VOLUMEN EN ESTADO FRESCO De interés particular en pavimentos

9. EVALUACIÓN DE LA FISURACIÓN Determinación de la ubicación y magnitud de la fisuración del hormigón Observación directa e indirecta Ensayos no destructivos Ensayos en testigos de hormigón Revisión de planos y datos constructivos ACI 224 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras en Estructuras de Hormigón

10. MÉTODOS DE REPARACIÓN DE FISURAS Inyección de resinas epoxi Perfilado y sellado Costura de fisuras Armadura adicional Perforación y obturación Llenado por gravedad Llenado con mortero Colocación de mortero como mezcla seca Detención de fisuras Impregnación con polímero Sobrecapas y tratamientos superficiales Autocurado ACI 224 Causas, Evaluación y Reparación de Fisuras en Estructuras de Hormigón

11. DISEÑO DE MEZCLA

12. ¿COMO ELABORAR CONCRETO PARA EVITAR FISURAS EN OBRA? TENEMOS QUE ELEGIR LOS MATERIALES. TENEMOS QUE MEDIR LOS MATERIALES. TENEMOS QUE DOSIFICAR LOS MATERIALES. TENEMOS QUE CONTROLAR LA CALIDAD DE CONCRETO. PARA HACERLO:

13. Debemos tener conocimiento del: Cemento Agregados Agua SE DEBE CONTROLAR EL DISEÑO DE MEZCLA

29. Aire = 1% a 3% Cemento = 7% a 15% Agua = 15% a 22% Agregados = 60% a 75% PROPORCIONES DE LOS MATERIALES

30. CEMENTO

31. Mecanismo de hidratación del Cemento  Fraguado Inicial ( Caso Junta fría )  Estado Plástico  Endurecimiento  Fraguado Final

32. COMPARACION DE UN CONCRETO CON DIFERENTE RELACION A/C

33. Resistencia en compresión vs Relación Agua/Cemento 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 Relación Agua/cemento en peso Resistencia en compresión f´c en kg/cm2

34. Como funciona la pasta en estado fresco AGUA CEMENTO Pasta a/c=0.67 Pasta a/c=0.37 AIRE

35. Pasta a/c=0.67 Pasta a/c=0.37 Como funciona la pasta en estado fresco Ca (OH)2 Hidróxido de calcio AGUA CEMENTO AIRE

36. S-C-H Silicato de calcio hidratados Ca (OH)2 Hidróxido de calcio Comportamiento de la partícula de cemento H H H H H H H H H H H H sobre los granos de cemento hidratados, fijada la reacción, se crea una membrana permeable para el agua el agua se arrastra al interior completamente debido a la concentración alta de calcio dentro la presión se desarrolla, revienta sobre y eyecta concentraciones de C3S de y C2S respecto a el agua. esta hidratación forma espinas estas se entrelazan en una red que se fusiona al final

37. Agua de exudación Pasta a/c=0.67 Pasta a/c=0.37 Como funciona la pasta en estado fresco

38. Pasta a/c=0.67 Pasta a/c=0.37 Como funciona la pasta en estado fresco

39. Pasta a/c=0.67 Pasta a/c=0.37

40. Pasta a/c=0.67 Pasta a/c=0.37 P 2P Zona mas resistente P 2P

41. Pasta a/c=0.67 Pasta a/c=0.37 P 3P Zona menos resistente P 3P UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL

42. Estructura Plástica o coagulada Como funciona la pasta en estado fresco

43. Estructura semisólida consistente Estructura semisólida fluida Estructura semisólida fluida y segregable Bajo contenido de agua por metro cúbico de concreto alto contenido de agua por metro cúbico de concreto contenido en exceso de agua por metro cúbico de concreto

44. La hidratación del cemento C3S e C2S H20 C-S-H

45. C-S-H

46. Eliminación del CH El CH se encuentra libre en presencia del H2O, esto no apoya la resistencia mecanica e impermeabilidad del cemento H2O estrutura porosa UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL

47. Estructura de Hidratación de la pasta vs Relación Agua/Cemento 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 Relación Agua/Cemento Porcentaje Cemento Hidratado Cemento sin hidratar Poros capilares Agua de hidratación Agua Sobrante

48. Conceptos básicos sobre relación Agua/cemento e hidratación  Para A/C alta sobra agua de hidratación y todo el cemento se hidrata.  Para A/C < 0.42 queda cemento sin hidratar  Para A/c = 0.42 no sobra agua de hidratación  Influencia en el curado!!

54. AGREGADOS

55. Clasificación de los Agregados para el Concreto  Por su procedencia: Naturales o artificiales.  Por su gradación: Fino y Grueso  Por su densidad: Normales, ligeros o pesados

56. MINERALES ROCAS IGNEAS ROCAS METAMORFICAS SILICE Granito Mármol Cuarzo Sienita Metacuarcita Opalo Diorita Pizarra Calcedonia Gabro Filita Tridimita Pendotita Esquisto Cristobalita Pegmatita Anfibolita SILICATOS Vidrio Volcánico Hornfelsa Feldespatos Obsidiana Gneiss Ferromagnesianos Pumicita Serpentina Hornblenda Tufo Augita Escoria Arcillas Perlita Ilitas Fetsita Caolinas Basalto Mortmorillonita ROCAS SEDIMENTARIAS Mica Conglomerados Zeolita Arenas CARBONATOS Cuarcita Calcita Arenisca Dolomita Piedra Arcillosa SULFATOS Piedra Aluvional Yeso Argillita y Pizarra Anhidrita Carbonatos SULFUROS DE HIERRO Calizas Pirita Dolomitas Marcasita Marga Pirotita Tiza OXIDOS DE HIERRO Horsteno Magnetita Hematita Geotita Ilmenita Limonita Tabla 5.1.- Rocas y constituyentes minerales en agregados para concreto.

57. Características de un buen garegado Características Geométricas Textura:De lisa a rugosa Forma: De angular a muy redondeada Químicas: No reactivos (ASR) Exentas de sales, materiales orgánicos, etc. Físicas: Resistencia (f´c), dureza (abrasión, mohs) y durabilidad (poca absorción). Libre de polvos, arcillas y partículas livianas.

58. Gradación de la curva

59. Tabla 5.3.- Tamices standard ASTM. DENOMINACION ABERTURA EN ABERTURA EN DEL TAMIZ PULGADAS MILIMETROS 3” 3 75 1 1/2” 1.5 37.5 3/4” 0.75 19 3/8” 0.375 9.5 No 4 0.187 4.75 No 8 0.0937 2.36 No 16 0.0469 1.18 No 30 0.0234 0.59 No 50 0.0117 0.295 No 100 0.0059 0.1475 No 200 0.0029 0.0737

60. MODULO DE FINEZA 1. Concepto general para arena y piedra 2. Duff Abrams  1925 3. Suma de % retenidos acumulativos hasta el tamiz # 100 dividido entre 100 4. Proporcional al promedio logarítmico del tamaño de partículas. 5. Granulometrías con igual M.F. Producen mezclas similares en f´c, trabajabilidad y cantidad de agua.

61. 1. Nos permite comprender la relación entre los agregados y la pasta de cemento. 2. Es el área superficial total de las partículas de agregados referida al peso absoluto. Se expresa en cm2/gr. 3. El agregado fino siempre tiene una superficie específica alta, en cambio el correspondiente al agregado grueso suele ser bastante baja. Superficie Específica

63. 13.5 pulg. cuadradas (866 mm2) 1-1/2” (38mm) 27 pulg. cuadradas (1732 mm2) 3/4” (19mm) Area Superficial

65. 1” Agregado 3/8” Agregado Combinado Agua necesaria Para Llenar vacios

68. Requisito Granulometrico ASTM C-33 para Agregado Grueso Malla 1 2 3 357 4 457 31/2” a 11/2” 21/2” a 11/2” 2” a 1” 2” a # 4 11/2” a 3/4” 11/2” a #4 4” 100 3 1/2” 90 a 100 3” ----- 100 2 1/2” 25 a 60 90 a 100 100 100 2” ----- 35 a 70 90 a 100 95 a 100 100 100 1 1/2” 0 a 15 0 a 15 35 a 70 ----- 90 a 100 95 a 100 1” ----- ----- 0 a 15 35 a 70 20 a 55 ----- 3/4” 0 a 5 0 a 5 ----- ----- 0 a 15 35 a 70 1/2” 0 a 5 10 a 30 ----- ----- 3/8” ----- 0 a 5 10 a 30 # 4 0 a 5 0 a 5 Malla 5 56 57 6 67 7 8 1”a 1/2” 1”a 3/8” 1” a #4 3/4”a 3/8” 3/4” a #4 1/2” a #4 3/8” a #8 1 1/2” 100 100 100 1” 90 a 100 90 a 100 95 a 100 100 100 3/4” 20 a 55 40 a 85 ----- 90 a 100 90 a 100 100 1/2” 0 a 10 10 a 40 25 a 60 20 a 55 ----- 90 a 100 100 3/8” 0 a 5 0 a 15 ---- 0 a 15 20 a 55 40 a 70 85 a 100 # 4 0 a 5 0 a 10 0 a 5 0 a 10 0 a 15 10 a 30 # 8 0 a 5 0 a 5 0 a 5 0 a 10 # 16 0 a 5 Número de identificación de granulometría ASTM C-33 Número de identificación de granulometría ASTM C-33

69. 63 mm 50 mm 37.5 mm 25.0 mm 19 mm 9.5 mm (2 1/2 pulg) (2 pulg) (1 1/2 pulg) (1 pulg) (3/4 pulg) (3/8 pulg) 1 90 mm A 37.5 mm (3 1/2 pulg a 1 1/2 pulg) 100 90 a 100 - 25 a 60 - 0 a 5 - - - - 2 63 mm a 37.5 mm (2 1/2 pulg a 1 1/2 pulg) - - 100 90 a 100 35 a 70 0 a 15 - 0 a 5 - - 3 50 mm a 25,0 mm (82 pulg a 1 pulg) - - - 100 90 a 100 35 a 70 0 a 15 - 0 a 5 - 357 50 mm a 4.75 mm (2 pulg a Nnno 4) - - - 100 95 a 100 - 35 a 70 - 10 a 30 - 4 37.5 mm a 19,0 mm (1 1/2 pulg a 3/4 pulg) - - - - 100 90 a 100 20 a 55 0 a 15 - 0 a 5 467 37.5 mm a 4.75 mm (1 1/2 a Nno 4) - - - - 100 95 a 100 - 35 a 70 - 10 a 30 5 25 mm a 12.5 mm (1 pulg a 1/2 pulg) - - - - - 100 90 a 100 20 a 55 0 a 10 0 a 5 56 25.0 mm a 9.5 mm (1 pulg a 3/8 pulg) - - - - - 100 90 a 100 40 a 85 10 a 40 0 a 15 57 25.0 mm a 4.75 mm (1 pulg a No4) - - - - - 100 95 a 100 - 25 a 60 - 6 19.0 mm a 9.5 mm (3/4 pulg a 3/8 pulg) - - - - - - 100 90 a 100 20 a 55 0 a 15 67 19.0 mm a 4.75 mm (3/4 pulg a No4) - - - - - - 100 90 a 100 - 20 a 55 8 9.5 mm a 2.36 mm (3/8 pulg a No 8) - - - - - - - - 100 85 a 100 89 9.5 mm a 1.18 mm (3/8 pulg a No 16) - - - - - - - - 100 90 a 100 9 4.75 mm a 1.18 mm (No4 a No16) - - - - - - - - - 100 HUSO TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL PORCENTAJE QUE PASA POR LOS TAMICES NORMALIZADOS 100 mm (4 pulg) 90 mm (31/2 pulg) 75 mm (3 pulg) 12.5 mm (1/2 pulg) 7 12.5 mm a 4.75 mm (1/2 pulg a No4) - - - - - - - 100 90 a 100 40 a 70

70. FIG. 5.5 CARACTERISTICAS FISICAS Y GRANULOMETRICAS DE ARENA PARA CONCRETO MUESTRA : ARENA PARA CONCRETO FECHA : 07/10/93 PROCEDENCIA : CANTERA HOSPICIO TECNICO : V. RAMOS GRANULOMETRIA CARACTERISTICAS FISICAS MALLA PESO % % % MODULO DE FINEZA 2.82 RETENIDO RETENIDO RETENIDO PASANTE TAMAÑO MAXIMO N/A EN GR. ACUMUL. ACUMUL. PESO ESPECIFICO 2.66 gr/cm3 3" 0.0 0.0 100.0 IMPUREZAS ORGANICAS NO HAY 2 1/2" 0.0 0.0 100.0 % HUMEDAD 0.6 2" 0.0 0.0 100.0 % ABSORCION 0.7 1 1/2" 0.0 0.0 100.0 % MATERIAL < # 200 1.2 (lavado) 1" 0.0 0.0 100.0 % ABRASION a 500 3/4" 0.0 0.0 100.0 REVOLUCIONES N/A 1/2" 0.0 0.0 100.0 % ARCILLA Y PARTICULAS 3/8" 0.0 0.0 100.0 DESMENUZABLES NO HAY # 4 24.0 2.3 2.3 97.7 % PARTICULAS LIGERAS 0.7 # 8 187.3 17.6 19.9 80.1 % DESGASTE a 5 ciclos con # 16 185.8 17.5 37.4 62.6 SO4Na2 1.34 # 30 195.8 18.4 55.8 44.2 REACTIVIDAD ALCALINA # 50 178.7 16.8 72.7 27.3 # 100 221.9 20.9 93.5 6.5 OTROS : # 200 58.6 5.5 99.1 0.9 < # 200 9.9 0.9 100.0 0.0 PESO UNITARIO SUELTO : 1,667 Kg/m3 MODULO PESO UNITARIO TOTAL 1,062.0 100.0 FINEZA 2.82 COMPACTADO : 1,794 Kg/m3 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 TAMICES STANDARD ASTM % P AS ANTE 3" 21/2" 2" 11/2" 1" 3/4" 1/2" 1" 4 8 16 30 50 100 200 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10 0 % RETE NID O 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 TAMICES STANDARD ASTM % P AS ANTE 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % RETE NIDO LIMITES ASTM C-33 PARA ARENA 2" 3" 21/2" 11/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" No 4 No 8 No 16 No 30 No 50 No 100 No 200

71. Requisitos Granulométricos para agregado fino y límites para sustancias perjudiciales en agregado fino y grueso según ASTM C-33 Tamiz Standard Límites Totales Descripción Agregado Fino Agregado Grueso % acum pasante ( % ) ( % ) 3/8” 100 1) Lentes de arcilla y partículas desmenuzables. 3 2.0 a 10.0 (c) # 4 95 a 100 2) Material menor que la malla # 200 3.0 a 5.0 (a) 1.0(g) # 8 80 a 100 3) Carbón y lignito 0.5 a 1.0 (b) 0.5 a 1.0 (d) # 16 50 a 85 4) Partículas ligeras ( G 2.4 ) ----- 3.0 a 8.0 (e) # 30 25 a 60 5) Suma de 1), 3), y 4) ----- 3.0 a 10.0 (f) # 50 10 a 30 6) Abrasión ----- 50 # 100 2 a 10 7) Desgaste con Sulfato de Na 10 12 8) Desgaste con Sulfato de Mg 15 18 Requisitos Límites para sustancias perjudiciales

72. Andesitas Pizarras Opalinas Dolomitas Calcíticas Argillitas Filitas Calizas Dolomíticas Ciertas Calizas y Dolomitas Cuarcita Dolomitas de grano fino Calcedonia Cuarzosa Cristobalita Riolitas Dacita Esquistos Vidrio Volcánico Pizarras Silicias y ciertas otras formas de cuarzo Gneiss Granítico Vidrio Silíceo, Sintético y Natural Opalo Tridimita REACCION REACCION Minerales, rocas y materiales sintéticos que pueden ser potencialmente reactivos con los álcalis del cemento CONDICIONES :  Mineral reactivo  Alto contenido de Álcalis > 0.6%  Humedad relativa y temperatura Elevadas(>80%y35ºC)  Tiempo no menor De 5 años

79. Diseños de Mezclas.

80. Ejercicio de diseño de mezcla Método ACI Código ACI 211

81. Ejercicio de diseño de mezcla Método ACI (Código ACI 211) Parámetros básicos f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento (Slump) = 4” Elemento Peso esp. Seco Peso Unitario compactado M.F. Absorción Humedad Cemento Arena Piedra Agua 3150 kg/m3 2700 kg/m3 2600 kg/m3 1000 kg/m3 1400 kg/m3 1600 kg/m3 1550 kg/m3 2.80 5.85 2.3 1.1 5.1 0.3

82. Asentamiento Tamaño Máximo Nominal del Agregado 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/2" 2" 3" 4" Concreto sin Aire Incorporado 1" a 2" 207 199 190 179 166 154 130 113 3" a 4" 228 216 205 193 181 169 145 124 6" a 7" 243 228 216 202 190 178 160 -- % Aire atrapado 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0.3 0.2 Ejercicio de diseño de mezcla Método ACI (Código ACI 211) Cantidades Aproximadas de agua de mezcla para diferentes asentamientos, TM, y contenido de aire (Litros). f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento = 4” MF (arena) = 2.80 PUC = 1550 kg/m3 Agua = 193 L Aire = 1.5 % 1 m3 de concreto

83. Ejercicio de diseño de mezcla Método ACI (Código ACI 211) Relación a/c vs f’c f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento = 4” f'c a 28 días kg/cm2 Relación Agua / Cemento en peso Sin aire incorporado Con aire incorporado 450 0.38 - 400 0.42 - 350 0.47 0.39 300 0.54 0.45 250 0.61 0.52 200 0.69 0.6 150 0.79 0.7 MF (arena) = 2.80 PUC = 1550 kg/m3 Agua = 193 L Aire = 1.5 % a/c = 0.61 1 m3 de concreto

84. Ejercicio de diseño de mezcla Método ACI (Código ACI 211) Cálculo de cemento, mediante la relación agua/cemento f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento = 4” Agua cemento = 0.61 193 kg cemento = 0.61 Cemento = 316 kg. MF (arena) = 2.80 Agua = 193 L Aire = 1.5 % a/c = 0.61 1 m3 de concreto Cemento = 316 kg. PUC = 1550 kg/m3

85. Ejercicio de diseño de mezcla Método ACI (Código ACI 211) Volumen de agregado grueso compactado en seco por metro cúbico de concreto f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento = 4” Tamaño Máximo de agregado Volumen de agregado grueso compactado en seco para diversos módulos de fineza de la arena (m3 ) 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 1 1/2" 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 MF (arena) = 2.80 Agua = 193 L Aire = 1.5 % a/c = 0.61 1 m3 de concreto Cemento = 316 kg. PUC = 1550 kg/m3

86. Ejercicio de diseño de mezcla Método ACI (Código ACI 211) f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento = 4” Agua = 193 L Aire = 1.5 % a/c = 0.61 1 m3 de concreto Cemento = 316 kg. MF (arena) = 2.80 Cálculo del peso de la piedra 0.67 x PUC (kg/m3) = Peso de la piedra (kg) PUC = 1550 kg/m3 0.67 x 1550 kg/m3 = 1038.5 kg Piedra =1038.5 kg. Peso de la piedra = 1038.5 kg

87. Ejercicio de diseño de mezcla Método ACI (Código ACI 211) Cálculo de Volumen absoluto f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento = 4” Peso esp. Seco 3150 kg/m3 2700 kg/m3 2600 kg/m3 1000 kg/m3 A Volumen B/A 1.000 m3 Elemento Cemento Arena Piedra Agua Aire 0.1003 m3 0.1930 m3 0.0150 m3 MF (arena) = 2.80 Agua = 193 L Aire = 1.5 % a/c = 0.61 1 m3 de concreto Cemento = 316 kg. PUC = 1550 kg/m3 Piedra =1038.5 kg. 1038.50 kg. 0.3994 m3 0.2923 m3 789.21kg. 2700 kg/m3 x 0.2923 m3 Arena = 789.21kg. 1 m3 de concreto B 316.00 kg 193.00 L

88. Ejercicio de diseño de mezcla Método ACI (Código ACI 211) Cálculo de Volumen absoluto f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento = 4” Elemento Peso esp. Seco 1 m3 de concreto 316.00 kg 193.00 L Cemento Arena Piedra Agua 3150 kg/m3 2700 kg/m3 2600 kg/m3 1000 kg/m3 Volumen A B B/A 0.1003 m3 0.1930 m3 1.000 m3 Aire 0.0150 m3 MF (arena) = 2.80 Agua = 193 L Aire = 1.5 % a/c = 0.61 1 m3 de concreto Cemento = 316 kg. PUC = 1550 kg/m3 Piedra = 1038 kg. 1038.50 kg. 0.3994 m3 0.2923 m3 789.21kg. Arena = 789.21kg. 2336.71 kg.

89. Ejercicio de diseño de mezcla Método Módulo de Finura

90. Ejercicio de diseño de mezcla Método Módulo de Finura Parámetros básicos f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento (Slump) = 4” Elemento Peso esp. Seco Peso Unitario compactado M.F. Absorción Humedad Cemento Arena Piedra Agua 3150 kg/m3 2700 kg/m3 2600 kg/m3 1000 kg/m3 1400 kg/m3 1600 kg/m3 1550 kg/m3 2.80 5.85 2.3 1.1 5.1 0.3

91. Asentamiento Tamaño Máximo Nominal del Agregado 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/2" 2" 3" 4" Concreto sin Aire Incorporado 1" a 2" 207 199 190 179 166 154 130 113 3" a 4" 228 216 205 193 181 169 145 124 6" a 7" 243 228 216 202 190 178 160 -- % Aire atrapado 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0.3 0.2 Cantidades Aproximadas de agua de mezcla para diferentes asentamientos, TM, y contenido de aire (Litros). f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento = 4” MF (arena) = 2.80 MF (piedra) = 5.85 Ejercicio de diseño de mezcla Método Módulo de Finura Agua = 193 L Aire = 1.5 % 1 m3 de concreto

92. Relación a/c vs f’c f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento = 4” f'c a 28 días kg/cm2 Relación Agua / Cemento en peso Sin aire incorporado Con aire incorporado 450 0.38 - 400 0.42 - 350 0.47 0.39 300 0.54 0.45 250 0.61 0.52 200 0.69 0.6 150 0.79 0.7 MF (arena) = 2.80 MF (piedra) = 5.85 Ejercicio de diseño de mezcla Método Módulo de Finura Agua = 193 L Aire = 1.5 % a/c = 0.61 1 m3 de concreto

93. Cálculo de cemento, mediante la relación agua/cemento f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento = 4” Agua cemento = 0.61 193 kg cemento = 0.61 Cemento = 316 kg. MF (arena) = 2.80 Aire = 1.5 % a/c = 0.61 1 m3 de concreto Cemento = 316 kg. MF (piedra) = 5.85 Ejercicio de diseño de mezcla Método Módulo de Finura

94. Módulo de fineza de la combinación de agregados f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento = 4” MFF (arena) = 2.80 Agua = 193 L Aire = 1.5 % a/c = 0.61 1 m3 de concreto Cemento = 316 kg. MFG (piedra) = 5.85 Ejercicio de diseño de mezcla Método Módulo de Finura 3" 6.16 6.24 6.31 6.39 Tamaño máximo nominal del agregado grueso Módulo de fineza de la combinación de agregados que da las mejores condiciones de trabajabilidad para los contenidos de cemento en sacos/metro cúbico indicado. 6 7 8 9 3/8" 3.96 4.04 4.11 4.19 1/2" 4.46 4.54 4.61 4.69 3/4" 4.96 5.04 5.11 5.19 1" 5.26 5.34 5.41 5.49 1 1/2" 5.56 5.64 5.71 5.79 2" 5.86 5.94 6.01 6.09 Cemento = 316 kg. =7.44 bolsas

95. Cálculo del módulo de finura del agregado global f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento = 4” MFF (arena) = 2.80 Agua = 193 L Aire = 1.5 % a/c = 0.61 1 m3 de concreto Cemento = 316 kg. MFG (piedra) = 5.85 Ejercicio de diseño de mezcla Método Módulo de Finura 7.00 ------- 5.34 8.00 ------- 5.41 7.44 ------- X 8.00 - 7.00 5.41 – 5.34 7.44 - 7.00 X – 5.34 = X = M = 5.37

96. Porcentaje de agregado fino en relación absoluto total de los agregados f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento = 4” MFF (arena) = 2.80 Agua = 193 L Aire = 1.5 % a/c = 0.61 1 m3 de concreto Cemento = 316 kg. MFG (piedra) = 5.85 Ejercicio de diseño de mezcla Método Módulo de Finura rf = MFG-M MFG-MFF rf = 5.85 - 5.37 5.85 – 2.80 rf = 0.15738 rf = 15.74 %

97. Cálculo de Volumen absoluto f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento = 4” Peso esp. Seco 3150 kg/m3 2700 kg/m3 2600 kg/m3 1000 kg/m3 A 1 m3 de concreto 316 kg 193 L B 1.000 m3 Elemento Cemento Arena Piedra Agua Aire Volumen B/A 0.1003 m3 0.1930 m3 0.0150 m3 MF (arena) = 2.80 Agua = 193 L Aire = 1.5 % a/c = 0.61 1 m3 de concreto Cemento = 316 kg. 0.6917 m3 MF (piedra) = 5.85 Ejercicio de diseño de mezcla Método Módulo de Finura

98. Cálculo de Volumen de los agregados f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento = 4” MF (arena) = 2.80 Agua = 193 L Aire = 1.5 % a/c = 0.61 1 m3 de concreto Cemento = 316 kg. MF (piedra) = 5.85 Ejercicio de diseño de mezcla Método Módulo de Finura Vol. Agregado fino = rf x 0.6917 m3 Vol. Agregado fino = 15.74 % x 0.6917 m3 Vol. Agregado fino = 15.74 % x 0.6917 m3 Vol. Agregado fino = 0.1089 m3 Peso del Agregado fino = 0.1089 m3 x (Peso esp. Fino) Peso del Agregado fino = 0.1089 m3 x 2700 kg/m3 Peso del Agregado fino = 293.96 kg Arena = 293.96kg.

99. Cálculo de Volumen absoluto f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento = 4” Peso esp. Seco 3150 kg/m3 2700 kg/m3 2600 kg/m3 1000 kg/m3 A 1 m3 de concreto 316.00 kg 193.00 L B 1.000 m3 Elemento Cemento Arena Piedra Agua Aire Volumen B/A 0.1003 m3 0.1930 m3 0.0150 m3 MF (arena) = 2.80 Agua = 193 L Aire = 1.5 % a/c = 0.61 1 m3 de concreto Cemento = 316 kg. 0.5828 m3 0.1089 m3 293.96 kg. 1515.28 kg. 2600 kg/m3 x 0.5828 m3 Piedra = 1515.28kg. MF (piedra) = 5.85 Ejercicio de diseño de mezcla Método Módulo de Finura Arena = 293.96kg.

100. Cálculo de Volumen absoluto f’c= 250 kg/cm2 TM = 1” Asentamiento = 4” Elemento Peso esp. Seco 1 m3 de concreto 316.00 kg 193.00 L Cemento Arena Piedra Agua 3150 kg/m3 2700 kg/m3 2600 kg/m3 1000 kg/m3 Volumen A B B/A 0.1003 m3 0.1930 m3 1.000 m3 Aire 0.0150 m3 MF (arena) = 2.80 Agua = 193 L Aire = 1.5 % a/c = 0.61 1 m3 de concreto Cemento = 316 kg. 1515.28 kg. 0.5828 m3 0.1089 m3 293.96 kg. MF (piedra) = 5.85 Ejercicio de diseño de mezcla Método Módulo de Finura Piedra = 1515.28kg. Arena = 293.96kg. 2318.24 m3

101. • El ordenamiento de las partículas que existe al compactarse. • La forma de las partículas de los agregados. • El tamaño de los agregados. Para el mejor entendimiento del concepto inicial de la compacidad, nombraremos tres características fundamentales de la misma: La Compacidad

102. Si las partículas de los agregados tuvieran una forma uniforme cúbica regular El Ordenamiento de las Partículas y sus Formas La Compacidad

103. El Ordenamiento de las Partículas y sus Formas La Compacidad

104. La Compacidad El Ordenamiento de las Partículas y sus Formas

107. El Ordenamiento de las Partículas y sus Formas La Compacidad

108. El Tamaño de las Partículas La Compacidad D1 > D2

109. El Tamaño de las Partículas La Compacidad GRANULOMETRÍA CONTINUA DISCONTINUA Mayor diversidad de tamaños de partículas de agregados Faltan varios tamaños de partículas según los tamices estándares contemplados en la norma ASTM E-11 Curva granulométrica extendida y continua. Curva granulométrica de tipo aserrada o cortada. Mayor gradación de las partículas granulares. Menor Gradación.

110. El Tamaño de las Partículas La Compacidad CURVA GRANULOMÉTRICA GLOBAL 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.010 0.100 1.000 10.000 100.000 Tamaño de las partículas % Material que Pasa Limite Curva granulométrica global de Fuller d = abertura del tamiz D=Tamaño máximo de partículas h= 0.5 GRANULOMETRIA CONTINUA La única curva ideal continua reconocida por el ACI, es la curva de Fuller y Thompson, escrita en el código ACI-116 del MPC Pertenece a las curvas ideales de tipo parabólico pues su gradación esta en función de una ecuación de segundo grado parabólica.

111. El Tamaño de las Partículas La Compacidad GRANULOMETRIA DISCONTINUA Se elaboran estas curvas eliminando tamaños intermedios de la gradación. GRANULOMETRIA GLOBAL ( 35% 1/2" + 65% 1/4" ) + 53% arena 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.010 0.100 1.000 10.000 100.000 Tamaño de las partículas % Material que Pasa Granulometria Limite Curva granulometrica global de Fuller

112. El Tamaño de las Partículas La Compacidad CONTINUA DISCONTINUA

113. TEORÍA GENERAL DE LOS ENSAMBLES SIMPLES O GRANULARES 1 F F F b p f    La Compacidad

114. Estados extremos a) Ensamble piramidal octaédrico nmáx = 0,9185 nmín + 0,0814 b) Ensamble piramidal tetraédrico nmáx = 0,707 nmín + 0,293 La Compacidad

115. Las Muestras de los Agregados La Compacidad Agregado Grueso Partículas de ½” Partículas de ¼” Agregado Fino PEM= 2.768 PEM= 2.729 PUC=1600.7 PUC=1604.3 PUS=1448.5 PUS=1516.8 PEM=2.589 PUC=1728.5 PUS=1587.4 Kg/cm3 M.F.=1.84 Pasante Malla No 200 =13.94

116. Objetivo del Mejoramiento de la Compacidad La Compacidad AGREGADOS VACÍOS EXCESO DE PASTA PASTA COMPACTADA CON PASTA ESPESOR DEL EXCESO DE PASTA

117. Objetivo del Mejoramiento de la Compacidad La Compacidad AGREGADOS PASTA CONCRETO COMPACTADO Mucha cantidad de vacíos, que serán cubiertos por pasta. Poca cantidad de vacíos, que serán cubiertos por pasta, por tanto hay un exceso de pasta.

118. La Compacidad Combinaciones de los Agregados Gruesos Primero se dosifica las fracciones gruesas: Se elaboran las proporciones de agregados gruesos en función al peso: Se prepara los instrumentos para realizar el ensayo de peso unitario según la norma ASTM C-29 ó NTP 400.017. 10% ½” + 90% ¼” 20% ½” + 80% ¼” 30% ½” + 70% ¼” 40% ½” + 60% ¼” 50% ½” + 50% ¼” 60% ½” + 40% ¼” 70% ½” + 30% ¼” 80% ½” + 20% ¼” 90% ½” + 10% ¼”

119. La Compacidad Combinaciones de los Agregados Gruesos Se extiende las muestras sobre un recipiente amplio:

120. COMBINACION DE PIEDRA 1/2" y 1/4" y = -2E-05x4 + 0.0044x3 - 0.3479x2 + 12.468x + 1530.7 R 2 = 0.933 1600.0 1620.0 1640.0 1660.0 1680.0 1700.0 1720.0 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 % de piedra de un 1/4" Peso Unitario Compactado Peso Unitario Compactado Polinómica (Peso Unitario Compactado) La Compacidad Combinaciones de los Agregados Gruesos

121. La Compacidad Combinaciones de los Agregados Gruesos COMBINACION DE PIEDRA 1/2" y 1/4" y = 8E-07x 4 - 0.0002x 3 + 0.0131x 2 - 0.4746x + 44.867 R 2 = 0.9257 37.5 38.0 38.5 39.0 39.5 40.0 40.5 41.0 41.5 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 % de piedra de un 1/4" % de vacíos Peso Unitario Compactado Polinómica (Peso Unitario Compactado) Mejor Combinación 55%¼” + 45% ½” está será la combinación No 1

124. La Compacidad Combinaciones de los Agregados Gruesos y Finos Se elaboran las proporciones de agregados gruesos en función al peso: Se prepara los instrumentos para realizar el ensayo de peso unitario según la norma ASTM C-29 ó NTP 400.017. 10% arena + 90% grueso 20% arena + 80% grueso 30% arena + 70% grueso 40% arena + 60% grueso 50% arena + 50% grueso 60% arena + 40% grueso 70% arena + 30% grueso 80% arena + 20% grueso 90% arena + 100% grueso

125. La Compacidad Combinaciones 1 Porcentaje de Vacíos Vs Porcentaje de arena en la combinacion de agregados y = -3E-05x3 + 0.0104x2 - 0.7854x + 41.073 R2 = 0.9452 21.0 23.0 25.0 27.0 29.0 31.0 33.0 35.0 37.0 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 % de arena en la combinación % de Vacíos % de Vacíos Polinómica (% de Vacíos) Mejor Combinación 55% gruesos + 45% arena será la combinación No 1

126. La Compacidad Combinaciones 2 Porcentaje de Vacíos Vs Porcentaje de arena en la combinacion de agregados y = -5E-05x3 + 0.0123x2 - 0.8496x + 41.77 R2 = 0.9673 21.0 23.0 25.0 27.0 29.0 31.0 33.0 35.0 37.0 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 % de arena en la combinación % de Vacíos % de Vacíos Polinómica (% de Vacíos) Mejor Combinación 53%gruesos + 47% arena será la combinación No 2

127. Porcentaje de Vacíos Vs Porcentaje de arena en la combinacion de agregados y = -1E-05x 3 + 0.0064x 2 - 0.5629x + 39.351 R 2 = 0.9759 21.0 23.0 25.0 27.0 29.0 31.0 33.0 35.0 37.0 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 % de arena en la combinación % de Vacíos % de Vacíos Polinómica (% de Vacíos) La Compacidad Combinaciones 3 Mejor Combinación 47%gruesos + 53% arena será la combinación No 3

128. g G f n n f g g    f g f f f g g fG G G G f n      g f n n n  La Compacidad Porosidad de una granulometría compuesta

129. La Compacidad Combinaciones 1 Mejor Combinación 55% gruesos + 45% arena será la combinación No 1

130. La Compacidad Combinaciones 2 Mejor Combinación 53%gruesos + 47% arena será la combinación No 2

131. La Compacidad Combinaciones 3 Mejor Combinación 47%gruesos + 53% arena será la combinación No 3

132. La Compacidad Comparación de las tres combinaciones Comparación de comportamiento de combinaciones variando el % de particulas de 1/2" y 1/4" 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0 32.0 34.0 36.0 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 % de arena en la combinación % de Vacíos % de Vacíos, tercera combinacion % de Vacíos de la segunda combinación % de Vacíos, primera combinación Polinómica (% de Vacíos, tercera combinacion) Polinómica (% de Vacíos de la segunda combinación) Polinómica (% de Vacíos, primera combinación )

133. La Compacidad Comparación de la Optima Compacidad con la curva de Fuller y la Norma Técnica Peruana

134. GRANULOMETRÍA GLOBAL ( 45% 1/2" + 55% 1/4" )63% + 37% arena 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.010 0.100 1.000 10.000 100.000 Tamaño de las partículas % Material que Pasa Granulometria Limite Curva granulométrica global de Fuller d = abertura del tamiz D=Tamaño máximo de partículas h= 0.5 Curva granulométrica que cumple la tendencia de la curva global de Fuller La Compacidad Comparación con la curva de Fuller y con la NTP 400.037

135. La Compacidad Comparación con la curva de Fuller y con la NTP 400.037 GRANULOMETRÍA GLOBAL ( 45% 1/2" + 35% 1/4" )63% + 37% arena 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.010 0.100 1.000 10.000 100.000 Tamaño de las partículas % de Material que pasa. GRANULOMETRÍA GLOBAL Límite Superior Límite Inferior Límite Superior Norma NTP 400.037 Límite Inferior Norma NTP 400.037

136. Comparacion entre el Metodo de Fuller y el método de compacidad 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0 32.0 34.0 36.0 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 % de arena en la combinación % de Vacíos % de Vacíos, primera combinación Polinómica (% de Vacíos, primera combinación ) MÉTODO DE COMPACIDAD 45% DE ARENA MÉTODO DE LA CURVA FULLER 37% DE ARENA RANGOS IDEALES DE LA NTP 400.037 La Compacidad Comparación con la curva de Fuller y con la NTP 400.037

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