Actividad no 3, Tecnologia del concreto

Electiva 1. Tecnología del concreto
Actividad complementaria No 3
Universidad Militar Nueva Granada
Ingeniería Civil a distancia
2016
Presentado Por:
Camilo Andrés Parada
Aarón
Cod: D7302836
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1. Se está construyendo una carretera en la que se requiere un muro de
contención reforzado (elemento esbelto). Los estudios indican que la estructura
no estará expuesta a intemperismo ni a condiciones agresivas.
El Diseño estructural exige una resistencia a la compresión a los 28 días de 21 Mpa
(210 kg/cm2). De acuerdo con los diseños estructurales se requiere que la mezcla de
concreto tenga un asentamiento de 5”.
No se cuenta con datos para determinar la desviación estándar de la muestra.
Datos de los materiales disponibles para elaborar el concreto:
TM= 1.1/2” es decir 38,1mm
TMN= 1” es decir 25,4 mm
Granulometría:

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𝑴𝑭 =
(0 + 7,3 + 22,3 + 35,3 + 52,5 + 78,8 + 94,3)
100
𝑴𝑭 = 2,905
Granulometría:
Realizar el diseño de mezcla de concreto, aplicando el método correspondiente, de
acuerdo al cumplimiento o no de los agregados con relación a las especificaciones de
NTC 174, cada uno de los datos determinados o asumidos se deben justificar.
Datos de los materiales:
Agregado grueso:

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Grava triturada de rio pre lavada, buen porcentaje de caras fracturadas, bien
deleznables.
TM= 1.1/2” es decir 38,1mm
TMN= 1” es decir 25,4 mm
Agregado Fino:
Arena de rio prelavado color gris
𝑀𝐹 = 2,905
Cemento portland densidad 3100 kg/m^3
Con un asentamiento de 5” es decir 127mm grado de trabajabilidad alto, tipo de
consistencia (del concreto) humedad.
Ahora:
Contenido de aire
Los estudios indican que la estructura no estará expuesta a intemperismo ni a
condiciones agresivas. Por tanto no se requiere del uso de incorporador de aire. En
cuanto a la estimación de la cantidad de aire atrapado, se toma de la tabla denominada
Contenido aproximado de aire en el concreto para varios grados de exposición, para un
TMN de 1” se tiene una cantidad aproximada de aire atrapado de 1,5%, es decir
0,015m^3
Tabla: Contenido aproximado de aire en el concreto para varios grados de exposición
Fuente: ASOCRETO. Tecnología del concreto Tomo 1. Nomos lmpresores.Colombia.2010

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Estimación de Ia cantidad de agua de mezclado
Para un TMN de 1”, agregados buen porcentaje de caras fracturadas, asentamiento de
12,7 cm y concreto sin aire inducido, se tiene 0,210m^3
Elección de la Relación agua/cemento (a/c)

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La elección de la relación agua/cemento depende básicamente de la resistencia y la
durabilidad. No se prevén condiciones de exposición y por inconvenientes de tiempo no
se pueden obtener curvas de resistencia vs relaciones agua/cemento. (Como se
recomienda). Por estas razones se utilizan los valores mostrados en la tabla
denominada Relación entre la resistencia a la compresión y algunos valores de la
relación a/c de donde se consigue para una resistencia de 210 kg/cm^2 (3000psi) para
concreto sin aire incluido, una relación agua/cemento de 0,58.
Tabla Relación entre la resistencia a la compresión y algunos valores de la relación a/c
Cálculo del contenido de cemento
Con la relación agua/cemento (en peso) elegida y la cantidad de agua, se logra la
cantidad (en peso) de cemento por metro cúbico de concreto:
𝑟 =
𝑎
𝑐
Como:
r = 0,58,
a = 210 kg/m^3,
Entonces:
𝑐 =
210 𝑘𝑔/𝑚3
0,58
𝑐 = 362,068𝑘𝑔/𝑚3
El volumen de cemento por metro cúbico de concreto será:

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𝑣𝑐 =
362,068𝑘𝑔
𝑚3
3100
𝑘𝑔
𝑚3
𝑣𝑐 = 0,1167𝑚3
/𝑚3
Verificación de las especificaciones granulométricos
Puesto que los agregados cumplen con las especificaciones granulométricas, se utiliza
el método
ACI 211 para dosificar la arena y la grava.
Fuente NTC 174. Concretos. Especificaciones de los agregados para concreto
Estimación del contenido de grava
Para un módulo de finura de la arena de 2,905 y un TMN de 1” se observa la tabla
Volumen de gravilla por unídad de volumen de concreto (b/b0), se hace una
interporlacion de datos y se obtiene un valor de 0,66
Tabla Volumen de gravilla por unídad de volumen de concreto (b/b0)

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Ahora se sabe que:
𝑏0′ =
𝑀𝑈𝐶
𝑑𝑔
=
1568 𝑘𝑔/𝑚3
2630𝑘𝑔/ 𝑚3
= 0,5961
Por lo que el volumen de grava por metro cúbico de concreto (b), será:
𝑏 =
𝑏 ∗ 𝑏0′
𝑏0
= 0,5961 ∗ 0,66 = 0,3934
𝑚3
𝑚3
Estimación del contenido de arena
El volumen de arena será el complemento de la suma del volumen de los ingredientes
ya encontrados para un metro cúbico
O sea,
El volumen de arena (VA)

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𝑉𝐴 = = 1 − (0,015+ 0,210 + 0,1167+ 0,3934) = 0,2649
𝑚3
𝑚3
Pesos húmedos de los agregados
Empleando la fórmula de la densidad y despejando se tiene:
𝑀ℎ𝑔 = 928,5(1 + (0,58/100)) = 934
𝑘𝑔
𝑚3
Hg= 0,0058
Absorción.g= 0,45/100=0,0045
Como la humedad es mayor que la absorción entonces la grava tiene agua en exceso o
agua libre.
Entonces se tiene
Ag = 928,5 (0,0058 - 0,0045) = 1,207 kg
Para la arena:
Hf = 0,0436
Abs.f = 0,0219
Peso húmedo de la arena:
𝑀ℎ𝑓 = 702(1 + (0,0436)) = 732,6
𝑘𝑔
𝑚3
También tiene agua en exceso.
Af = 702 (0,0436-0,0219) = 15,2334 kg
Agua total en exceso (A):
A = Ag+Af
A= 15,2634+ 1,207 = 16,44 kg
De tal manera que la cantidad de agua de mezclado será:
210 – 16,44 = 194 kg/m^3.

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Material Peso W1
(kg/m^3)
Densidad D1
(kg/m^3)
Volumen V1
(m^3/m^3)
Ajustes por
humedad W1
(kg/m^3)
Cemento 362,068 3100 0,1167 362,068
Aire 0 0 0,015 0
Agua 210 1000 0,210 194
Grava 928,5 2630 0,3934 934
Arena 702 2650 0,2649 732,6
Total 2202 kg/m^3 1 m^3 2223 kg/m^3
Finalmente el peso unitario de este concreto será de 2223 kg/m^3
2. Indicar las recomendaciones del concreto diseñado; con el fin de tenerlas en
cuenta en obra:
-Manejo.
Para evitar problemas de alergias o irritaciones durante la manipulación de este
producto, deben utilizarse guantes, gafas, mascarilla y ropa adecuada que cubra brazos
y piernas.
Producto no comestible.
No inhalar.
En caso de sentir molestias por la manipulación, acuda o llame al médico.
El criterio de aceptación y rechazo del producto en la obra es el asentamiento, por lo
tanto, se debe medir para cada viaje de acuerdo con lo contenido en la norma NTC396,
dentro de los 15 minutos siguientes de la llegada del carro a la obra.
No se debe adicionar agua, cemento o aditivos al concreto en la obra, ya que esto
alterará su diseño.
-Mezclado.
La función del mezclado de concreto es revestir la superficie de los agregados con la
pasta de cemento, la cual dará como resultado una masa homogénea. Para asegurar
este concreto de manera uniforme se utilizan mezcladoras1. Aquí se va adicionar
primero el cemento y la arena, luego la grava, y finalmente el agua. Se deja en la
mezcladora hasta hacer una pasta uniforme.
1 Fuente: http://www.arqhys.com/construccion/concreto-mezclado.html

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-Colocación.
Se debe mantener la superficie húmeda en las primeras horas para evitar retracción
plástica, ya que todo proceso de curado especialmente en las primeras edades, trae
como consecuencia mayor hidratación del cemento y mejora la calidad de su obra.
-Compactación.
Debido al asentamiento No es recomendable compactarlo con demasiada vibración.
El concreto que haya empezado con el proceso de fraguado no debe vibrarse,
mezclarse, ni utilizarse en caso de demoras en obra.
-Curado.
El curado de las muestras debe iniciarse antes de que transcurran 30 minutos después
de retirados los moldes (NTC 550). Éstas deben permanecer completamente
sumergidas y se deben ensayar de acuerdo con lo contenido en la norma NTC 673.
El período de curado de los elementos de concreto debe ser de por lo menos 7 días a
una temperatura mínima de 10°C y máxima de 32 °C.. Alternativamente, cuando se
hacen ensayos de resistencia sobre cilindros, hay que mantener el curado hasta que la
resistencia sea el 70% de la resistencia especificada.
Un factor muy importante del curado es su temperatura, debido a que un aumento
durante este proceso acelera las reacciones químicas de la hidratación, lo cual afecta
en forma benéfica la resistencia a edades tempranas del concreto, pero con
consecuencias adversas en la resistencia posterior.
La resistencia del concreto que no se cura, es inferior al que recibe este cuidado, esto
ocurre porque al no proporcionar las condiciones adecuadas durante las primeras
edades, la hidratación del cemento es incompleta.
3. Cuando los agregados no cumplen con las especificaciones de la norma NTC
174 (franjas granulométricas), explique cómo se procede a determinar la
granulometría óptima, mediante el método gráfico (Método de la Road Note
Laboratory).
Comúnmente en nuestra sociedad se da que ní la arena ni la grava que hay para
elaborar el concreto cumplen con la recomendación granulométrica. Sin embargo, se
puede hacer una optimización mezclando la arena y la grava que se tienen en una
proporción tal, que se puedan lograr relaciones agregado fino - agregado grueso que
suplan la necesidad de la mezcla requerida.

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Para lograr esto, es necesario hacer uso de una especificación que involucre todo el
agregado del concreto, desde las partículas más finas de la arena hasta las partículas
más grandes de la grava.
Sin embargo debido a la deficiencia de arena y sobre todo cuando las mezclas son
pobres, el problema se hace más notorio y difícil de manejar , especialmente para
concretos con menos de 350 kg/m^3, de cemento.
En vista de este inconveniente, se han desarrollado algunos ensayos con el fin de
encontrar un rango granulométrico que además de obtener adecuadas manejabilidades,
sin segregación ni exudación, con el mínimo de huecos posibles, económicas y que con
mayor densidad de empaquetado, proporciona altas resistencias a la compresión.
Estos rangos se indican en la siguiente tabla.
Con esta tabla se escoge la especificación granulométrica según el tamaño máximo, se
optimiza la granulometría determinando cual es la mejor mezcla de arena y de grava
para lograr un concreto de buenas propiedades de manejabilidad y resistencia para un
contenido de cemento dado.
En la práctica, el método más utilizado es el gráfico que consiste en lo siguiente:

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 Se dibuja un cuadro de 10
divisiones en ordenadas y 10
divisiones en abscisas, tal como se
aprecia en la figura optimización de
las granulometrías de la tabla
anterior
 Se enumeran los ejes de las
ordenadas de abajo hacia arriba de
0 a 100 y los ejes de las abscisas,
el superior de 0 a 100 de izquierda
a derecha y el inferior de derecha a
izquierda, de este modo cualquier
valor de arriba sumado al
correspondiente valor de abajo da
100.
 Se escoge el eje superior como eje
de porcentajes de arena y al inferior
como eje de porcentajes de grava.
 Sobre el eje de las ordenadas
correspondientes al 100% de la
arena se coloca la granulometría de
la arena y sobre el eje
correspondiente al 100% de la
grava se coloca la granulometría de
dicho material.
 Se unen por medio de líneas rectas
los puntos correspondientes a cada
tamiz en las dos granulometrías. Se
tienen entonces líneas inclinadas
que representan los posibles
porcentajes de mezcla de
agregados que pueden pasar por
cada uno de los tamices.
 Sobre las líneas inclinadas se
colocan los puntos
correspondientes a la
especificación elegida.
 Se traza un eje vertical que separe
los puntos hallados en igual
cantidad a izquierda y derecha. A
este eje le corresponde un
porcentaje de arena y un
porcentaje de grava que representa
la mezcla óptima

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CONCLUSION
En este trabajo se aprendió que para desarrollar una mezcla de concreta que cumpla
las especificaciones deseadas para una obra hay dos posibles situaciones. Una en la
cual los agregados cumplen con las especificaciones granulométricas y la otra cando
hay que efectuarle una optimización a los agregados disponibles.
En cuanto al asentamiento los valores determinan el uso y aplicación del concreto,
adicionalmente indican que tipo de manejo se le debe dar al mismo en la colocación.
Un diseño de mezcla permite maximizar presupuesto, minimizar costos y gastos por
reproceso. Pues permite hallar una proporción optima donde no se sacrifica la
resistencia y propiedades del concreto.
El Método de la Road Note Laboratory es muy bueno pues permite al constructor
buscar una mezcla ideal de agregados fino y grueso sin sacrificar la resistencia y
propiedades del concreto, con el material que se tiene a disposición. Es decir como
realmente le pasa al constructor pequeño que debe trabajar con lo que hay y no con lo
que indican las normas.
BIBLIOGRAFIA
ASOCRETO. Tecnología del concreto Tomo 1. Nomos lmpresores.Colombia.2010
ICONTEC. NTC 174. Concretos. Especificaciones de los agregados para concreto
WEB CONSULTADAS
http://www.arqhys.com/construccion/concreto-mezclado.html
http://es.wikihow.com/hacer-concreto
http://www.arkigrafico.com/normas-para-hacer-un-concreto-de-calidad/
http://www.cemexcolombia.com/SolucionesConstructor/files/CatalogoDeSoluciones.pdf
http://blog.360gradosenconcreto.com/377/
http://blog.360gradosenconcreto.com/recomendaciones-para-la-colocacion-de-concreto-
en-obra/
http://blog.360gradosenconcreto.com/recomendaciones-para-el-manejo-del-concreto-
en-la-obra/
http://www.academia.edu/8105557/GRANULOMETRIA_DE_AGREGADOS_GRUESO_
Y_FINOS
http://es.slideshare.net/EduardoCalderonAlayo/lab03granulometriadeagregadosupao-
47351366
http://es.slideshare.net/carloshuerta7737/granulometrico-de-los-agregados-articulo

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