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DISEÑO DE MEZCLA DEL CONCRETO

"Año de la Promoción de la Industria Responsable y Compromiso

Climático"

INGENIERIA CIVIL TECNOLOGIA DEL CONCRETO

DISEÑO DE MEZCLAColumnas-Vigas

Docente: DANIEL VERGARA LOVERA

Alumnos: LUJAN PALLIN, CYNTHIACiclo: IV-“A”

DISEÑO DE MEZCLA DEL

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INTRODUCCIÓN

El diseño de mezclas de concreto es un proporcionamiento entre los materiales usados para su elaboración, teniendo en consideración los ensayos realizados en laboratorio, los cuales fueron corregidos al llevarlos de diseño a obra, por los parámetros establecidos y de conocimiento general.El presente informe está orientado al diseño de mezcla para la construcción de columnas y vigas utilizando los métodos: Modulo de fineza de la combinación de agregados, Del comité 211 de ACI.Se deben conocer datos esenciales para el diseño de mezcla ya que con esta información y por medio de tablas donde se encuentran tabuladas las especificaciones del diseño de mezclas se realizan los cálculos correspondientes para la ejecución de la obra. Después de calculados los volúmenes de cada uno de los materiales que se utilizan en un concreto, se realizan ajustes para preparar una mezcla prueba la cual nos indicará si cumple con los parámetros que requiere la obra; si por algún motivo no se cumple alguno de los requerimientos debido a peculiaridades que no se detecten en los ensayos corrientes que se efectúan a los materiales, se pueden hacer ajustes similares a los indicados hasta lograr los resultados deseados.


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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 denominada “Palomino”.

2.CARACTERISTICAS DE LOS COMPONENTES DEL CONCRETO:

2.1 CEMENTO.

2.1.1Tipo y Marca.

Los cementos utilizados para nuestros diseños son tipo I marca SOL, usado comúnmente en la ciudad de Ica; tipo IP (MS) marca INKA, el cual provee una protección de moderada resistencia hacia los sulfatos; y el tipo II marca ANDINO que es uno de los cementos usados mayormente en la ciudad de Pisco por sus propiedades de control hacia los sulfatos presentes en los suelos.

2.1.2Peso Específico.

El peso específico del cemento “SOL TIPO I” es 3.11El peso específico del cemento “INKA TIPO IP (MS)” es 3.15 El peso específico del cemento “ANDINO TIPO II” es 2.97


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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 compuesta.

Muestra 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

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DISEÑO DE MEZCLA DEL CONCRETO

RESUMEN DEL ANÁLISIS DE LOS AGREGADOS:

PROCEDENCIA DE LOS AGREGADOS:

AGREGADO FINO: Rio “La Achirana”AGREGADO GRUESO: Cantera “Palomino”

AGREGADO FINO

Peso específico : 2.5812Porcentaje de absorción (%) : 1.2107%Contenido de humedad (%) : 0.6898%Peso unitario suelto seco : 1494.0359 Kg⁄m3

Peso unitario suelto húmedo : 1504.3403 kg/m3Peso unitario compactado seco : 1580.2469 Kg⁄m3 Peso unitario compactado húmedo: 1591.1458 kg/m3 Módulo de fineza : 2.1115

AGREGADO GRUESO

Peso específico : 2.6142Perfil : AngularPorcentaje de absorción (%) : 1.0199%Contenido de humedad (%) : 0.8222%Peso unitario suelto seco : 1431.2210 Kg⁄m3

Peso unitario suelto húmedo : 1442.9885 kg/m3Peso unitario compactado seco : 1540.6659 Kg⁄m3 Peso unitario compactado húmedo: 1553.3333 kg/m3T.M.N. (NTP) : 1”Módulo de fineza : 7.3854


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2.3 AGUA. 2.3.1Procedencia.

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.


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3.Diseños de mezcla

Para realizar el diseño de mezcla debemos tener en cuenta los siguientes cuadros:

TABLA I:

TABLA II:

TABLA III:

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TABLA IV:

3.1 DISEÑO “A-1” Condiciones normales

Diseño de Mezcla de Concreto por el método ACI

INDICACIONES PARA EL DISEÑO:

Diseñar la Mezcla de Concreto por el método ACI. Fć 28 días =210 kg/cm2

Condiciones Normales. No se cuenta con información estadística de Dispersión. Utilizar cemento disponible en el mercado.

- Cemento Utilizado: Tipo I- Marca: SOL- Peso Específico: 3.11


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3.3.1. DESARROLLO DEL DISEÑO:

PASO 1: Hallando Fćr.Según datos, cuando se cuenta con menos de 15 ensayos,

se tiene: Si Fć <210 kg/cm2 , Fćr = Fć +70 kg/cm2

Si 210 < Fć < 350 kg/cm2 , Fćr = Fć +85

kg/cm2 Entonces, Fćr = 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 1”.

PASO 4: Hallando el Volumen unitario de agua.Según la tabla II, el Volumen Unitario de Agua recomendable es 195 lt/m3.

PASO 5: Selección del Contenido de aire.Según la tabla II, el contenido de aire total es 1.5 %.

PASO 6: Selección de la relación Agua-Cemento.Dado que tenemos condiciones normales, solo hallamos a/c por Resistencia, según la tabla III, e interpolando, tenemos:

350 -------------0.48295------------X

280 ------------- 0.57

350 − 295350 − 280 0.48 − 𝑋= 0.48 − 0.57X = a/c = 0.55

PASO 7: Determinación del Factor Cemento.

Si a/c = 0.55 , y Agua = 195 lt, entonces:195= 0.55


1

𝐶

1


C = 354.5455 KgEntonces, Cemento = 354.5455 Kg

PASO 8: Determinación del contenido se Agregado Grueso.

Para esto, utilizamos la tabla IV, teniendo en cuenta que: M°F° (fino) = 2.1115PUC (seco) grueso = 1540.6659 Kg/m3

Factor de

volumen: 2.00

-----------------0.752.1115-----------X

2.20 ------------- 0.73

2.00 − 2.11152 − 2.20 0.75 − 𝑋= 0.75 − 0.73Entonces el Factor de volumen = X = 0.7389 Entonces: 0.7389 x 1540.6659 = 1138.3980 Kg/m3

Finalmente, cantidad de agregado grueso es 1138.3980 Kg/m3

PASO 9: Determinación del Peso Seco del

Agregado Fino. Volúmenes Absolutos:V.Abs. agua = 195 / 1000 = 0.195 m3V.Abs. cemento= 354.5455 / (3.11 x 1000) = 0.1140 m3V.Abs. ag. Grueso = 1138.3980 / (2.6142 x 1000) = 0.4355 m3V. Abs. aire = 0.015 m3∑ = 0.7595Entonces:V.Abs. Ag.fino = 1- 0.7624 = 0.2405 m3Formula: 𝑉𝑜𝑙𝑉𝑎𝑏𝑠. (𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜) = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜 (𝐴𝑔 𝑓𝑖𝑛𝑜)𝑃. 𝑒 𝑥 1000

0.2405 = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜(𝐴𝑔

1

DISEÑO DE MEZCLA DEL 𝑓𝑖𝑛 𝑜) 2.5812 𝑥 1000Entonces, Peso Seco del Agregado fino es 620.7786 kg/m3


1

PASO 10: Valores de diseño para 1 m3 de concreto:

Cemento : 354.5455 kg Agua : 195 ltAgr. Fino : 620.7786 kg Agr. Grueso : 1138.3980 kg.

PASO 11: Corrección de Humedad de los agregados.

Aporte de Humedad del Agr. Fino:

𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝑓𝑖𝑛𝑜 = (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝐴𝑔. 𝐹𝑖𝑛𝑜)𝑥(𝑊% − 𝐴𝐵𝑆% )1000.6897 − 1.2107𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝑓𝑖𝑛𝑜. = 620.7786 𝑥 ( 100 ) = −3.2343 𝑙𝑡.

Aporte de Humedad del Agr. Grueso:

𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 = (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜)𝑥(𝑊% − 𝐴𝐵𝑆% )100𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜. = 1138.3980 𝑥 ( 0.8222 − 1.0199100

) = −2.2506Entonces el aporte de humedad es –5.4849 lt, hay que agregarle 5.4849 litros al agua de diseño, por lo tanto, el agua efectiva es 200.4849 lt.

Peso del Agregado Fino en Obra:

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝐴𝑔. 𝑓𝑖𝑛𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜𝑥(1 + 𝑊%)100𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 620.7786 (1 + 0.6897100 ) = 625.0601 𝑘𝑔

Entonces, El peso del Ag. Fino en obra es 625.0601 kg

Peso del Agregado Grueso en Obra:


1

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝐴𝑔. 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜𝑥(1 + 𝑊%)100𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 1138.3980 x (1 + 0.8222100 ) = 1147.7579

Entonces, El peso del Ag. Grueso en obra es 1147.7579 kg.


1

PASO 12: Cantidad de Materiales para 1m3 en OBRA.

Cemento : 354.5455 kg Agua : 200.4849 lt Agr. Fino : 625.0601 kg Agr. Grueso : 1147.7579 kg.

PASO 13: Cantidad de material por saco de Cemento en Obra.

Cemento = 42.5 x (354.5455/354.5455) = 42.5 kg.Agua = 42.5 x (200.4849 /354.5455) = 24.0325 lt/bolsa.Ag. Fino = 42.5 x (625.0601 /354.5455) = 74.9271kgAg. Grueso = 42.5 x (1147.7579 /354.5455) = 137.5838 kg.

PASO 14: Proporciones en Peso: C: A: P / a/c.

Proporciones de peso en Diseño:

C : A : P / a/c354.5455/354.54

55620.7786 /354.5455

1138.3980 /354.5455

195 /354.54551 1.7509 3.2109 / 0.55

Proporciones de peso en Obra:

C : A : P / a/c354.5455/354.54

55625.0601 /354.5455

1147.7579 /354.5455

200.4849/354.54551 1.7630 3.2373 / 0.5655

PASO 15: Proporciones en Volumen (C: A: P / a/c), en OBRA.

Hallando el Factor Cemento: 354.545542.5 = 8.3423Hallando el Factor Agua : 0.5655x 42.5 = 24.0338 lt/bolsa.

Proporciones de Volúmenes en Obra:


1

C : A : P / a/c8.3423/8.3422314.6719 /8.3423 28.0865 /8.3423 24.0323 lt/bolsa

1 : 1.7587 : 3.3668 / 24.0323 lt/ bolsa

Proporciones de Volúmenes en Diseño:

C : A : P / a/c8.3423/8.3423 14.6719 /8.3423 28.0865 /8.3423 23.3749 lt/bolsa1 : 1.7587 : 3.3668 / 23.3749 lt/ bolsa

3.2 DISEÑO “A-2” Condiciones normales

Diseño de Mezcla de Concreto por el método COMBINACION DE AGREGADOS


Diseñar la Mezcla de Concreto por el método ACI. Fć 28 días =210 kg/cm2

Condiciones Normales. No se cuenta con información estadística de Dispersión. Utilizar cemento disponible en el mercado.

- Cemento Utilizado: Tipo I- Marca: SOL- Peso Específico: 3.11

PASO 1: Hallando Fćr.

Según datos, cuando se cuenta con menos de 15 ensayos, se tiene: Si Fć <210 kg/cm2 , Fćr = Fć +70 kg/cm2

Si 210 < Fć < 350 kg/cm2 , Fćr = Fć +85


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).


1

PASO 3: Hallando el Tamaño Máximo Nominal.

Es la malla inmediata superior que retenga el agregado grueso, y en nuestro caso, el TMN es 1”.

PASO 4: Hallando el Volumen unitario de agua.

Según la tabla II, el Volumen Unitario de Agua recomendable es 195 lt/m3.

PASO 5: Selección del Contenido de aire.

Según la tabla II, el contenido de aire total es 1.5 %.

PASO 6: Selección de la relación Agua-Cemento.

Dado que tenemos condiciones normales, solo hallamos a/c por Resistencia, según la tabla III, e interpolando, tenemos:

350 -------------0.48295------------X

280 ------------- 0.57

350 − 295350 − 280 0.48 − 𝑋= 0.48 − 0.57X = a/c = 0.55

PASO 7: Determinación del Factor Cemento.

Si a/c = 0.55 , y Agua = 195 lt, entonces:195= 0.55𝐶C = 354.5455 Kg cantidad de

bolsa=8.3423 Entonces, Cemento =

354.5455 Kg

PASO 8: Hallando el Volumen de los

agregados: V.Abs. agua= 195 / 1000 = 0.195V.Abs. cemento= 354.5455 / (3.11 x 1000) = 0.1140 m3V.Abs. aire = 0.015


1

Vol. Agregados = 1 – (0.195+0.1169 +0.015) = 0.6760

M MM


1

PASO 9: Cálculo de la cantidad de Agregado Fino:Vol. Agr. Fino = f

x (Vol. Agregados).

Entonces, según la fórmula:

g cf

g Mf

Donde, Mc = Módulo de fineza de la Combinación de agregados, quien, según la tabla y sabiendo que el TMN es 1’’ y que la cantidad

de bolsas es 8.3423,obtenemos:

8-------------5.418.3423----------X9 ------------- 5.49

8 − 8.34228 − 9 5.41 − 𝑋= 5.41 − 5.49Mc = 5.4374

Reemplazando este dato en la Fórmula:7.3854 − 5.4374f ® = 7.3854 − 2.1115 = 0.3694 𝐸𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑅𝑔 = 0.6306

Vol. Agr. Fino = f

x (Vol. Agregados).Vol. Agr. Fino = 0.3694 x 0.6760 Vol. Agr. Fino =

0.2497 m3

Luego: Con la siguiente Fórmula hallamos la cantidad de agregado fino:

𝑉𝑎𝑏𝑠. (𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜) = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜 (𝐴𝑔 𝑓𝑖𝑛𝑜)𝑃. 𝑒 𝑥 10000.2497 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜(𝐴𝑔 𝑓𝑖𝑛𝑜) 2.5812 𝑥 1000


1

Por lo tanto, Agregado Fino =644.5256 kg/m3

PASO 10: Cálculo de la cantidad de Agregado Grueso.

Vol. Agr. Grueso = Rg x (Vol. Agregados). Vol. Agr. Grueso = 0.6306x 0.6760Vol. Agr. Grueso = 0.4263 Luego, aplicando la fórmula:


2

𝑉𝑎𝑏𝑠. (𝐴𝑔, 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜) = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜 (𝐴𝑔 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜)𝑃. 𝑒 𝑥 10000.4263 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜(𝐴𝑔. 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜) 2.6142 𝑥 1000

Tenemos, Cantidad de Agregado grueso = 1114.4335 kg/ m3

PASO 11: Valores de diseño para 1 m3 de

concreto: Cemento : 354.5455 kgAgua : 195 ltAgr. Fino : 644.5256 kg Agr. Grueso : 1114.4335 kg.


Aporte de Humedad del Agr. fino:𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝑓𝑖𝑛𝑜 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜( 𝐴𝑔. 𝐹𝑖𝑛𝑜)𝑥( 𝑊% − 𝐴𝐵𝑆% )1000.6897 − 1.2107𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝑓𝑖𝑛𝑜 = 644.5256 x ( 100 ) = −3.3580 𝑙𝑡.Aporte de Humedad del Agr. Grueso:𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜( 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜)𝑥 ( 𝑊% − 𝐴𝐵𝑆% )1000.8222 − 1.0199𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 = 1114.4335 𝑥 ( 100 ) = −2.2032𝑙𝑡Entonces el aporte de humedad es -5.5612 lt, hay que agregarle 5.5612 litros al agua de diseño, por lo tanto, el agua efectiva es 200.5612 lt.


𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝐴𝑔. 𝑓𝑖𝑛𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜𝑥(1 + 𝑊%)100


2

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 644.5256 x (1 + 0.6897100 ) = 648.9709 𝑘𝑔Entonces, El peso del Ag. Fino en obra es 648.9709 𝑘𝑔.


2

Peso del Agregado Grueso en Obra:𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝐴𝑔. 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜𝑥(1 + 𝑊%)100𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 1114.4335 (1 + 0.8222100 ) = 1123.5964


PASO 13: Cantidad de Materiales para 1m3 en

OBRA. Cemento : 354.5455 kgAgua : 200.5612 lt. Agr. Fino : 648.9709 𝐾𝑔 Agr. Grueso : 1123.5964 kg


Cemento = 42.5 x (354.5455 /354.5455 ) = 42.5 kg.Agua = 42.5 x (200.5612 /354.5455 ) = 24.0416 lt/bolsa. Ag. Fino = 42.5 x (648.9709 /354.5455 ) = 77.7933 kg Ag. Grueso = 42.5 x (1123.5964/354.5455 ) = 134.6875 kg.

PASO 15: Proporciones en Peso: C: A: P / a/c.Proporciones en Diseño:

C : A : P / a/c354.5455

/354.5455644.5256 /354.5455

1114.4335 /354.5455

195/354.54551 1.8179 3.1433 / 0.55

Proporciones en Obra:

C : A : P / a/c354.5455

/354.5455648.9709 /354.5455

1123.5964 /354.5455

200.5612 /354.54551 1.8304 3.1691 / 0.5657

PASO 15: Proporciones en Volumen ( C : A : P / a/c), en OBRA.


2

Hallando el Factor Cemento: 354.545542.5 = 8.3423


2

Hallando el Factor Agua : 0.5657 x 42.5 = 24.0423 lt/bolsa.


C : A : P / a/c8.3423/8.3423 15.2331/8.3423

27.4952 /8.3423 23.375 lt/bolsa1 : 1.8260 : 3.2959 / 23.375 lt/ bolsa


C : A : P / a/c8.3423/8.3423 15.2331/8.3422

27.4952 /8.3423 24.0423 lt/bolsa1 : 1.8260 : 3.2959 / 24.0423 lt/ bolsa

3.3 DISEÑO “B-1” Exposición moderada a hielo y deshielo

INDICACIONES PARA EL DISEÑO: Diseñar la Mezcla de Concreto por el método ACI. Fć 28 días indicados en la tabla. Exposición moderada a hielo y deshielo. No se cuenta con información estadística de Dispersión. Utilizar cemento disponible en el mercado y aditivo plastificante.- Cemento Utilizado: Tipo II

- Marca: Andino- Peso Específico: 2.97

DATOS DE LA TABLA: Las estructuras serán vigas y columnas Fć (28 dias) = 350 kg/m3.

DESARROLLO DEL DISEÑO:PASO 1: Hallando Fćr.


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Por tabla del ACI, sabiendo que tenemos menos de 15 ensayos nos indica: 𝑘𝑔𝑓′𝑐𝑟 = 1.1𝑓′𝑐 + 50 = 435 𝑐𝑚2POR LO TANTO: Fćr = 435 kg/cm2

PASO 2: Hallando el SLUMP.Nos recomiendan un revenimiento de 2 a 10 cm, de acuerdo a las tablas correspondientes tomaremos un revenimiento de 8 a 10 cm de tal manera que sea un asentamiento plástico

PASO 3: Hallando el Tamaño Máximo.Es la malla inmediata superior que retenga de agregado grueso, y en nuestro caso, el TMN es 1”

PASO 4: Hallando el Volumen unitario de agua.Según la tabla II, el Volumen Unitario de Agua recomendable es 175 lt/m3. Incorporaremos un aditivo plastificante, el agua en diseño se reduce en porcentaje;Agua recomendable: es 140 lt/m3.

PASO 5: Selección del Contenido de aire atrapado.Según la tabla II, el contenido de aire total es 4.5 %.

PASO 6: Selección de la relación Agua-Cemento.Hallamos a/c por Resistencia, según la tabla III,

a/c =0.40Hallamos a/c por Durabilidad, según la tabla III, teniendo en cuenta que está expuesta a hielo y deshielo tenemos:

a/c = 0.50Tenemos que utilizar cemento Tipo II, cuyo peso específico es 2.97


2

Por lo tanto a/c = 0.40PASO 7: Determinación del Factor Cemento.

Si a/c = 0.40 , y Agua = 140 lt , entonces :

C = 350.00 KgEntonces, Cemento = 350.00 Kg Número De Bolsas = 8.2353

140𝐶 = 0.40


Para esto, utilizamos la tabla IV, teniendo en cuenta que : M°F° (fino) = 2.1115Factor de volumen:

2.00-------------0.752.1115--------X

2.20 ------------ 0.732,00 − 2,11152,00 − 2.20 0.75 − 𝑥= 0.75 − 0.73Entonces el Factor de volumen = X = 0.7389 Entonces: 0.7389 x 1540.6659 = 1138.3980 Kg/m3


PASO 9: Determinación del Peso Seco del Agregado Fino.Volúmenes Absolutos:V.Abs. agua = (140/1000)= 0.140 m3V.Abs. cemento= (350/2.97x 1000)= 0.1179 m3V.Abs. ag. Grueso = (1138.3980 /2.6142 x 1000) =0.4355 m3V. Abs. aire = 0.045 m3V. aditivo = (6/1000) =0.006 Entonces:


2

V.Abs. Ag.fino = 1- (0.140+0.1179 +0.4355 +0.045+0.006) = 0.2556 m3


2

Formula: 𝑉𝑎𝑏𝑠. (𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜) = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜 (𝐴𝑔 𝑓𝑖𝑛𝑜)𝑃. 𝑒 𝑥 1000

0.2556 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜 (𝐴𝑔 𝑓𝑖𝑛𝑜) 2.5812𝑥1000Entonces, Peso Seco del Agregado fino es 659.7547 kg/m3

PASO 10: Valores de diseño para 1 m3 de concreto: Cemento : 350.00 kgAgua : 140 ltAgr. Fino : 659.7547 kg Agr. Grueso : 1138.3980 kg.

PASO 11: Corrección de Humedad de los agregados.Aporte de Humedad del Agr. Fino:



𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 = (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜)𝑥( 𝑊% − 𝐴𝐵𝑆% )100𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜. = 1138.3980 𝑥 ( 0.8222 − 1.0199100

) = −2.2506


2

Entonces el aporte de humedad es –5.6873 lt, hay que agregarle 5.6873 litros al agua de diseño, por lo tanto, el agua efectiva es 145.6873 lt.


3


𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝐴𝑔. 𝑓𝑖𝑛𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜𝑥(1 + 𝑊%)100𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 659.7547 X (1 + 0.6898100 ) = 664.3057 𝑘𝑔

Entonces, El peso del Ag. Fino en obra es 664.3057 kg.

Peso del Agregado Grueso en Obra:

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝐴𝑔. 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜𝑥(1 + 𝑊%)100𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 1138.3980 x (1 + 0.8222100 ) = 1147.7579


PASO 13: Cantidad de Materiales para 1m3 en OBRA. Cemento : 350 .00 kgAgua : 145.6873 lt Agr. Fino : 664.3057 kg Agr. Grueso : 1147.7579 kg.


Cemento = 42.5 x (350 /350) = 42.5 kg.Agua = 42.5 x (145.7814 /350) = 17.7 lt/bolsa. Ag. Fino = 42.5 x (664.3057 /350) = 80.6657 kg Ag. Grueso = 42.5 x (1147.7579 /350) = 139.3706 kg.


3



3

Proporciones en diseñoC : A : P / a/c aditivo

350/350

659.7547 /350

1138.3980 /350

140/350 6lt /m3

1 1.8850 3.2526 / 0.40

Proporciones en obra:C : A : P / a/c aditivo

350/350

664.3057 /350 1147.7579 /350

145.7814/350 6lt /m3

1 1.8980 3.2793 / 0.4165

PASO 16: Proporciones en Volumen ( C : A : P / a/c), en OBRA. Hallando el Factor Cemento:35042.5 = 8.2353Hallando el Factor Agua 0.4165 x 42.5 = 17.7013 lt/bolsa.


C : A : P / a/c Aditivo

8.2353/8.235 15.5931 /8.2353 28.0865/8.2353 17.7013 lt/bolsa 6lt /m3

1 : 1.8935 : 3.4105 / 17.7013 lt/bolsa


C : A : P / a/c Aditivo

8.2353/8.2353 15.5931 /8.2353 28.0865/8.2353 17 lt/ bolsa 6lt /m3


3

1 : 1.8935 : 3.4105 17 lt/ bolsa

3.4 DISEÑO B-2 “Exposición moderada a hielo y deshielo”

Diseño de Mezcla de Concreto por el método COMBINACION DE AGREGADOS

INDICACIONES PARA EL DISEÑO: Diseñar la Mezcla de Concreto por el método COMBINACION DE

AGREGADOS. Fć 28 días indicados en la tabla. Moderada exposición a ciclos de hielo y deshielo. No se cuenta con información estadística de Dispersión. Utilizar cemento disponible en el mercado. Uso de Aditivo Plastificante de Rango medio

o Cemento Utilizado: Tipo II

o Marca: Andino

o Peso Específico: 2.97

DATOS DE LA TABLA: Las estructuras serán vigas y columnas Fć ( 28 dias ) = 350 kg/m3.


PASO 1: Hallando Fćr. Por tabla del ACI, sabiendo que tenemos menos de 15 ensayos nos indica: 𝑘𝑔𝑓′𝑐𝑟 = 1.1𝑓′𝑐 + 50 = 435 𝑐𝑚2


3

POR LO TANTO: Fćr = 435 kg/cm2


3

PASO 2: Hallando el SLUMP.Nos recomiendan un revenimiento de 2 a 10 cm, de acuerdo a las tablas correspondientes tomaremos un revenimiento de 8 a 10 cm de tal manera que sea un asentamiento plástico

PASO 3: Hallando el Tamaño Máximo.Es la malla inmediata superior que retenga más del 15 % de agregado grueso, y en nuestro caso, el TM es 1”

PASO 4: Hallando el Volumen unitario de agua.Según la tabla II, el Volumen Unitario de Agua recomendable es 175 lt/m3. Incorporaremos un aditivo plastificante de rango mediano, el agua en diseño se reduce en porcentaje;Agua recomendable: es 140 lt/m3.

PASO 5: Selección del Contenido de aire incorporado.Según la tabla II, el contenido de aire total es 4.5 %.

PASO 6: Selección de la relación Agua-Cemento.Hallamos a/c por Resistencia, según la tabla III, Al ser una resistencia diseñada mayor de 350 escogemos el a/c menor, tenemos a/c= 0.40.Hallamos a/c por Durabilidad, según la tabla III , teniendo en cuenta que existen 2050 ppm tenemos:

a/c = 0.50a/c Elegida= 0.40

Tenemos que utilizar cemento Tipo II, cuyo peso específico es 2.97Por lo tanto a/c = 0.40

M MM


3

PASO 7: Determinación del Factor Cemento. Si a/c = 0.40 , y Agua = 140 lt , entonces :

140𝐶 = 0.4C = 350.00 Kg

Entonces, Cemento = 350.00 Kg Número De

Bolsas = 8.2353

PASO 8: Hallando el Volumen de los agregados: V.Abs. agua= 140 / 1000 =

0.140 m3V.Abs. cemento= 350 / (2.97 x 1000) =

0.1178m3 V.Abs. aire =0.045 m3

V. Abs Aditivo = 0.060 m3∑Total= 0.3628Vol. Agregados = 1 – (0.3628) = 0.6372 m3

PASO 9: Cálculo de la cantidad de Agregado Fino:

Vol. Agr. Fino = f

x (Vol. Agregados).Entonces, según la fórmula:

g c

fg Mf

Donde, Mc = Módulo de fineza de la Combinación de agregados, quien, según la tabla y sabiendo que el TMN es 1” y que la cantidad de bolsas es 8.2353, obtenemos:


3

9 − 89 − 8.2353 0.08= 5.49 − 𝑥


3

Mc = 5.4288Reemplazando este dato en la Fórmula:

f ® = 7.3854 − 5.42887.3854 − 2.1115= 0.3710 𝐸𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑅𝑔 = 0.6290

Vol. Agr. Fino = f x (Vol. Agregados).Vol. Agr. Fino = 0.3710 x 0.6372 Vol. Agr. Fino =

0.2364 m3


𝑉𝑎𝑏𝑠. (𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜) = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜 (𝐴𝑔 𝑓𝑖𝑛𝑜)𝑃. 𝑒 𝑥 1000Por lo tanto, Agregado Fino =610.1988 kg/m3

PASO 10: Cálculo de la cantidad de Agregado Grueso.

Vol. Agr. Grueso = Rg x (Vol. Agregados). Vol. Agr. Grueso = 0.6290x 0.6372Vol. Agr. Grueso = 0.4008 Luego, aplicando la fórmula:

𝑉𝑎𝑏𝑠. (𝐴𝑔, 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜) = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜 (𝐴𝑔 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜)𝑃. 𝑒 𝑥 1000


3



4

PASO 11: Valores de diseño para 1 m3 de concreto:EN DISEÑOCemento : 350 kgAgua : 140 ltAgr. Fino : 610.1988 kg Agr. Grueso : 1047.7714 kg. Aditivo: 6 lt

PASO 12: Corrección de Humedad de los agregados.Aporte de Humedad del Agr. Fino:

𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝑓𝑖𝑛𝑜 = (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝐴𝑔. 𝐹𝑖𝑛𝑜)𝑥(𝑊% − 𝐴𝐵𝑆% )1000.6897 − 1.2107𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝑓𝑖𝑛𝑜. = 610.1988 x ( 100 ) = −3.1791 𝑙𝑡.


𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 = (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜)𝑥( 𝑊% − 𝐴𝐵𝑆% )100𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜. = 1047.7714 𝑥 ( 0.8222 − 1.0199100

) = −2.0714



𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝐴𝑔. 𝑓𝑖𝑛𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜𝑥(1 + 𝑊%)100


4

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 610.1988 x (1 + 0.6898100 ) = 614.4073 𝑘𝑔


4

Entonces, El peso del Ag. Fino en obra es 614.4073 kg. Peso del Agregado Grueso en Obra:

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝐴𝑔. 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜𝑥(1 + 0.8222𝑊%)100

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 1047.7714 x (1 + 100 ) = 1056.3862Entonces, El peso del Ag. Grueso en obra es 1056.3862 kg.

PASO 13: Cantidad de Materiales para 1m3 en OBRA. Cemento : 350 kgAgua : 145.2505 lt Agr. Fino : 614.4073 kg Agr. Grueso : 1056.3862 kg. Aditivo : 6.0 lt


Cemento = 42.5 x (280/350) = 42.5 kg.Agua = 42.5 x (145.2505 /350) = 17.6376 lt/bolsa.Ag. Fino = 42.5 x (614.4073 /350) = 74.6066 kgAg. Grueso = 42.5 x (1056.3862 /350) = 128.2755 kg.


C : A : P / a/c Aditivo350/350

610.1988 /350 1047.7714/350 140/350 6lt/m31 1.7434 2.9936 / 0.40 -

Proporciones en Obra:C : A : P / a/c Aditivo

350/350

614.4073/350

1056.3862/350

145.2505/350

6lt/m3

1 1.7554 3.0182 / 0.4150


4


Hallando el Factor Cemento: 35042.5

= 8.2353Hallando el Factor Agua : 0.4150 x 42.5 = 17.6375 lt/bolsa.

Proporciones de Volúmenes en Obra:C : A : P / a/c Aditivo

8.2353/8.2353 14.4218/8.2353 25.850

6/8.2353 17.6375

lt/bolsa 6lt/m3

1 : 1.7512 : 3.1390 / 17.6375

lt/ bolsa -

Proporciones de Volúmenes en Diseño:C : A : P / a/c Aditivo

8.2353/8.2353 14.4218/8.2353 25.850

6/8.2353 17 lt/bolsa 6lt/m3

1 : 1.7512 : 3.1390 / 17

lt/ bolsa -

3.5 DISEÑO C-1 (Exposición moderada a sulfatos):

Diseño de Mezcla de Concreto por el método ACI


Diseñar la Mezcla de Concreto por el método ACI. Fć 28 días indicados en la tabla. Moderada Resistencia a los sulfatos. No se cuenta con información estadística de Dispersión. Utilizar cemento disponible en el mercado.

o Cemento Utilizado: Tipo IP (MS)o Marca: Incao Peso Específico: 3.15

3.1. DESARROLLO DEL DISEÑO :


4

PASO 1: Hallando Fćr.Según datos, cuando se cuenta con menos de 15 ensayos,

se tiene: Si Fć <210 kg/cm2 , Fćr = Fć +70 kg/cm2


4

Si 210 < Fć < 350 kg/cm2 , Fćr = Fć +85



Nos indican que es una estructura en condiciones de moderada resistencia a los sulfatos, 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.

Hallando el tamaño máximo nominal, sabiendo que es donde se obtiene el primer retenido en el ensayo de granulometría. TMN es 1”.


Según la tabla II, el Volumen Unitario de Agua recomendable es 195

lt/m3.

PASO 5: Selección del Contenido de

aire. Según la tabla II, el contenido de aire

total es 1.5 %.

PASO 6: Selección de la relación Agua-Cemento.

- Por Resistencia: Según la tabla III ACI, e interpolando, tenemos:

350 -------------0.48295------------X

280 ------------- 0.57

−70−15 0.09= 0.57 − 𝑋X = a/c = 0.55

- Por Durabilidad: Al tener una resistencia moderada a los sulfatos usamos la Tabla III C, al usar Cemento Tipo IP (MS) La relación a/c recomendada será:

a/c= 0.50a/c Elegida= 0.50

PASO 7: Determinación del Factor


4

Cemento. Si a/c = 0.50 , y Agua =

195 lt, entonces:195= 0.50𝐶


4

C = 390 KgEntonces, Cemento = 390 Kg


Para esto, utilizamos la tabla IV, teniendo en cuenta que:- M°F° (fino) = 2.115- PUC (seco) grueso = 1540.6659 Kg/m3

Factor de volumen:

2.00------------- 0.752.115----------X

2.20 ------------- 0.73

2.00 − 2.1152.00 − 2.20 0.75 − 𝑋= 0.75 − 0.73Entonces el Factor de volumen = X = 0.7389 m3Entonces: 0.7389 x 15403.6659 = 1138.3980 Kg/m3


PASO 9: Determinación del Peso Seco del Agregado Fino.

Volúmenes Absolutos:V.Abs. agua = 195 / 1000 = 0.195m3V.Abs. cemento = 390 / (3.15 x 1000) = 0.1238 m3V.Abs. ag. Grueso = 1138.3980 (2.6142 x 1000)= 0.4355 m3V. Abs. aire = 0.015 m3= 0.015 m3

∑= 0.7693 m3Entonces:

V.Abs. Ag.fino = 1- 0.7693= 0.2307 m3

Formula: 𝑉𝑜𝑙𝑉𝑎𝑏𝑠. (𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜) = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜 (𝐴𝑔 𝑓𝑖𝑛𝑜)𝑃. 𝑒 𝑥 1000

0.2307 = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜(𝐴𝑔 𝑓𝑖𝑛𝑜) 2.5812 𝑥 1000Entonces, Peso Seco del Agregado fino es 595.4828 kg/m3


4


concreto: Cemento : 390 kgAgua : 195 ltAgr. Fino : 595.4828 kg


4

Agr. Grueso : 1138.3980 kg.


Aporte de Humedad del Agr. Fino:


Aporte de Humedad del Agr. Grueso:𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 = (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜)𝑥( 𝑊% − 𝐴𝐵𝑆% )100𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜. = 1138.3980 𝑥 ( 0.8222 − 1.0199100) = −2.2506


Peso del Agregado Fino en Obra:𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝐴𝑔. 𝑓𝑖𝑛𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜𝑥(1 + 𝑊%)100𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 595.4828 (1 + 0.6897100 ) = 599.5898 𝑘𝑔

Entonces, El peso del Ag. Fino en obra es 599.5898 kg.

Peso del Agregado Grueso en Obra:𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝐴𝑔. 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜𝑥(1 + 𝑊%)100𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 1138.3980 x (1 + 0.8222100 ) = 1147.7579


PASO 12: Cantidad de Materiales para 1m3 en OBRA.


5

Cemento : 390 kg Agua : 200.3531 lt Agr. Fino: 599.5898 kg.Agr. Grueso : 1147.7579 kg.


5


Cemento = 42.5 x (390/390) = 42.5 kg.Agua = 42.5 x (200.3531/390) = 21.8334 lt/bolsa.Ag. Fino = 42.5 x (599.5898/390) = 65.3399 kgAg. Grueso = 42.5 x (1147.7579/390) = 125.0762 kg.


Proporciones en Diseño:

C : A : P / a/c390/390 595.4828/390 1138.3980/39

0195/390

1 1.5269

2.9190

/ 0.50


C : A : P / a/c390/390 599.5898/390 1138.3980/39

0200.3531/390

1 1.5374

2.943 / 0.5137


Hallando el Factor Cemento: 39042.5

= 9.1765Hallando el Factor Agua : 0.5137 x 42.5 = 21.8323 lt/bolsa.






5

3.6 DISEÑO C-2((Exposición moderada a sulfatos):

Diseño de Mezcla de Concreto por el método de COMBINACION DE AGREGADOS

INDICACIONES PARA EL DISEÑO: Diseñar la Mezcla de Concreto por el método Combinación de

agregados. Fć 28 días indicados en la tabla. Moderada Resistencia a los sulfatos. No se cuenta con información estadística de Dispersión. Utilizar cemento disponible en el mercado

o Cemento Utilizado: Tipo IP (MS)o Marca: Incao Peso Específico: 3.15


PASO 1: Hallando Fćr.

Según datos, cuando se cuenta con menos de 15 ensayos, se tiene: Si Fć <210 kg/cm2 ,

Fćr = Fć +70 kg/cm2

Si 210 < Fć < 350 kg/cm2 , Fćr = Fć +85



Nos indican que es una estructura en condiciones de moderada resistencia a los sulfatos, 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.

Hallando el tamaño máximo nominal, sabiendo que es donde se obtiene el primer retenido en el ensayo de granulometría. TM es 1”.


Según la tabla II, el Volumen Unitario de Agua recomendable es 195 lt/m3.

PASO 5: Selección del Contenido de aire.

Según la tabla II, el contenido de aire total es 1.5 %.

M MM


5

PASO 6: Selección de la relación Agua-Cemento.- Por Resistencia: Según la tabla III ACI, e interpolando, tenemos:

350 -------------0.48295------------X

280 ------------- 0.57

−70−15 0.09= 0.57 − 𝑋X = a/c = 0.55

- Por Durabilidad: Al tener una resistencia moderada a los sulfatos usamos la Tabla III C, al usar Cemento Tipo IP (MS) La relación a/c recomendada será:

a/c= 0.50a/c Elegida= 0.50

PASO 7: Determinación del Factor

Cemento. Si a/c = 0.50 , y Agua =

195 lt, entonces:195= 0.50𝐶C = 390 Kg

Entonces, Cemento = 390 Kg

PASO 8: Hallando el Volumen de los agregados

V.Abs. agua = 195 / 1000 = 0.195m3V.Abs.

cemento= 390 / (3.15 x 1000)

= 0.1238 m3V.Abs. aire∑= 0.3338 m3

= 0.015 m3 = 0.015 m3

Vol. Agregados = 1 – (0.3338) = 0.6662 m3

PASO 9: Cálculo de la cantidad de Agregado Fino:Vol. Agr. Fino = f

x (Vol. Agregados).Entonces, según la fórmula:

g c

fg Mf


5

Donde, Mc = Módulo de fineza de la Combinación de agregados, quien, según la tabla E y sabiendo que el TM es ¾ y que la cantidad de bolsas es 8.5251 , obtenemos :

Mc = 5.49


5

Reemplazando este dato en la Fórmula:7.3854 − 5.497.3854 − 2.1115Rf = 0.3594 𝐸𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑅𝑔 = 0.6406

Vol. Agr. Fino = f

x (Vol. Agregados).

Vol. Agr. Fino = 0.3594 x (0.6662 m3) Vol. Agr. Fino =

0.2394 m3


𝑉𝑎𝑏𝑠. (𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜) = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜 (𝐴𝑔 𝑓𝑖𝑛𝑜)𝑃. 𝑒 𝑥 10000.2394 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜(𝐴𝑔 𝑓𝑖𝑛𝑜) 2.5812𝑥1000

Por lo tanto, Agregado Fino = 617.9393 kg/m3

PASO 10: Cálculo de la cantidad de Agregado Grueso.Sabiendo que:Vol. Abs. Agregados = 0.6662 y Vol. Agr. Fino = 0.2394Entonces Vol. Agr. Grueso =

0.4268 Luego, aplicando la

fórmula:

𝑉𝑎𝑏𝑠. (𝐴𝑔, 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜) = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜 (𝐴𝑔 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜)𝑃. 𝑒 𝑥 10000.4268 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜 (𝐴𝑔 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜) 2.6142𝑥1000



5


concreto: Cemento : 390 kgAgua : 195 ltAgr. Fino : 617.9393 kg Agr. Grueso : 1115.7406 kg.


5


Aporte de Humedad del Agr. fino:𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝑓𝑖𝑛𝑜 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜( 𝐴𝑔. 𝐹𝑖𝑛𝑜)𝑥( 𝑊% − 𝐴𝐵𝑆% )1000.6897 − 1.2107𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝑓𝑖𝑛𝑜 = 617.9393 x ( 100 ) = −3.2195 𝑙𝑡.Aporte de Humedad del Agr. Grueso: 𝑊% − 𝐴𝐵𝑆%𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜( 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜)𝑥 (0.8222 − 1.0199 )100𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎 𝐴𝑔. 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 = 1115.7406𝑥 ( 100 ) = −2.2058 𝑙𝑡Entonces el aporte de humedad es -5.4253 lt, hay que agregarle 5.4253 litros al agua de diseño, por lo tanto, el agua efectiva es 200.4253 lt.

Peso del Agregado Fino en Obra:𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝐴𝑔. 𝑓𝑖𝑛𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜𝑥(1 + 𝑊%)100𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐹𝑖𝑛𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 617.9393 x (1 + 0.6897100 ) = 622.2012 𝑘𝑔

Entonces, El peso del Ag. Fino en obra es 622.2012 𝑘𝑔.

Peso del Agregado Grueso en Obra:𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝐴𝑔. 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜𝑥(1 + 𝑊%)100𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐴𝑔, 𝐺𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 (𝑂𝑏𝑟𝑎) = 1115.7406𝑥 (1 + 0.8222100 ) = 1124.9142


PASO 13: Cantidad de Materiales para 1m3 en OBRA. Cemento : 390 kgAgua : 200.4253 lt. Agr. Fino : 622.2012 𝑘𝑔 Agr. Grueso : 1124.9142 kg


5


Cemento = 42.5 x (390 /390) = 42.5 kg.Agua = 42.5 x (200.4253 /390) = 21.8412 lt/bolsa. Ag. Fino = 42.5 x (622.2012 /390) = 67.8040 kg Ag. Grueso = 42.5 x (1124.9142/390) = 122.5868 kg.


5


C : A : P / a/c390/390 617.9393/390 1115.7406

/390195/390

1 1.5845

2.8609

/ 0.50


C : A : P / a/c390/390 622.2012 /3901124.9142

/390200.4253 /3901 1.5954 2.8844 / 0.5139

PASO 15: Proporciones en Volumen (C: A: P / a/c), en OBRA. Hallando el Factor Cemento:39042.5 = 9.1765

Hallando el Factor Agua : 0.5139 x 42.5 = 21.8408 lt/bolsa.






6

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 ACI y se hallaron de la siguiente manera:

Con Probeta: radio = 7.5 cm , factor de desperdicio = 25% y considerando un ensayo constituido por 2 probetas.Obtendríamos una tanda de aproximadamente 0.01325m3:

METODO COMITÉ 211 DE ACI:

COMPONENTES 1m3 de concretoCEMENTO 390 kg

AGUA 195 litrosAGREGADO FINO 595.4828 𝒎𝟑

AGREGADO GRUESO 1138.3980 𝒎𝟑COMPONENTES 1 TANDA 0,01325

CEMENTO 5.1675 kgAGUA 2.58375 litros

AGREGADO FINO 7.8901471 𝒎𝟑AGREGADO GRUESO 15.0837735 𝒎𝟑


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METODO DE MODULO DE FINEZA DE LA COMBINACIÓN DE AGREGADOS:

COMPONENTES 1m3 de concretoCEMENTO 390 kg

AGUA 195 litrosAGREGADO FINO 617.9393 𝒎𝟑

AGREGADO GRUESO 1115.7406 𝒎𝟑COMPONENTES 1 TANDA 0,01325

m3CEMENTO 5.1675 kgAGUA 2.58375 litros

AGREGADO FINO 8.187695725 𝒎𝟑AGREGADO GRUESO 14.78356295 𝒎𝟑


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PESOS DE LOS MATERIALES OBTENIDOS DE LOS DISEÑOS "A" Y "B"

DISEÑO DE

MEZCLAMATERIAL

ES

DOSIFICACION POR M3 DE CONCRETO VOLUMEN

ES ABSOLUTO

S M3.

TANDA DE PRUEBA V = 0,0127 M3

PROPORCIONAMIE NTO HUMEDO

PESOS (KG/M3)DISEÑO OBRA MATERIAL

ESKG. PESO VOLUMEN

A (METOD O ACI)

CEMENTO 390 390 0.1238 CEMENTO 5.1675 1 1AGUA 195 200.353

10.195 AGUA 2.58375 0.513

721.8323lt/bolsa

ARENA 595.4828

599.5898

0.2307 ARENA 7.8901471 1.5374

1.5337PIEDRA 1138.39

801147.75

790.4355 PIEDRA 15.083773

52.943 3.0607

AIRE 1.5% 1.5% 0.015 AIRE - - -SUMATOR

IA2318.8

8082337.7

0081.000 SUMATORI

A30.725170

6- -

B (METOD

O DE COMBIN

A- CIONES)

CEMENTO 390 390 0.1238 CEMENTO 5.1675 1 1AGUA 195 200.425

30.195 AGUA 2.58375 0.513

921.8408lt/bolsa

ARENA 617.9393

622.2012

0.2394 ARENA 8.187695725

1.5954

1.5915PIEDRA 1115.74

061124.91

420.4268 PIEDRA 14.783562

952.884

42.9998

AIRE 2% 2% 0.015 AIRE - - -SUMATOR

IA2318.6

7992337.5

4071.000 SUMATORI

A30.722508

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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.

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.


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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 tenerCubrimos 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, 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.

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


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(asegurándose de que no quede material sin mezclar adherido al fondo y en las paredes de la mezcladora).


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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 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.

Ensayo de Consistencia (Slump) ACILuego de realizar la mezcla de prueba, procedimos a realizar el ensayo del Cono de Abrams, el cual arrojo un resultado de 7.5 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 7.5 cm se debe a diversos factores que se mencionan a continuación:


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A tener en cuenta: El módulo de fineza de la arena es 2.1115, lo que nos indica que la

arena es más pequeña, en comparación con otros tipos de agregados finos.

Es consecuencia también del tiempo que se tomó al hacer, la mezcla de prueba y el ensayo cono de Abrams, lo recomendable es que el revenimiento sea verificado en 2 minutos de preparada la mezcla.

Ensayo de Consistencia (Slump) MCFLuego de realizar la mezcla de prueba, procedimos a realizar el ensayo del Cono de Abrams, el cual arrojo un resultado de 8 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 8 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.

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 ser identificadas con un marcador en la parte superior del cilindro, expresando, la fecha de elaboración, la resistencia de diseño, el numero correlativo y la edad a la cual sería realizado.

b) Las probetas deben retirarse de los moldes en un lapso de tiempo comprendido entre 20 y 48 horas, después de su elaboración.

c) Se almacenan las probetas hasta el momento del ensayo directamente bajo agua en el tanque del laboratorio, evitando


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golpearlas en su traslado desde el lugar de vaciado.


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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.

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.

RESULTADOS DEL ENSAYO DE COMPRESIÓN:

1. Hallando f ć a los 7 días de la PRIMERA PROBETA ACI - I: Datos : Presión Resistida por la Probeta = 60000 lb

Medidas : 15 x 30 cm Convirtiendo a Kg:

1 lb ------------- 0.4535924kg

60000 lb ------------- P kg.

Área de la cara sometida a la Presión:

A = 3.1416 x r 2 = 3.1416 x (7.5)2

los 7 días es 154.0081148 Kg/cm2.

Entonces, la f ć a

2. Hallando f ć a los 7 días de la SEGUNDA PROBETA ACI - II: Datos : Presión Resistida por la Probeta = 151 954 lb

Medidas: 15 x 30 cm Convirtiendo a Kg:

P = 27215.544Kg

A = 176.715


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1 lb ------------- 0.4535924 kg

65000 lb ------------- P kg.

A = 176.715


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P = 29483.506

Área de la cara sometida a la

Presión: A = 3.1416 x r 2 =

3.1416 x (7.5)2

Entonces, la f ć a los 7 días es 166.8421243 Kg/cm2

3. Hallando f ć a los 7 días de la PRIMERA PROBETA MCF - I: Datos : Presión Resistida por la Probeta = 35000 lb


1 lb ------------- 0.4535924kg

35000 lb ------------- P kg.


A = 3.1416 x r 2 = 3.1416 x (7.5)2

f ć a los 7 días es 89.83806694 Kg/cm2.

Entonces, la

4. Hallando f ć a los 7 días de la PRIMERA PROBETA MCF - II: Datos : Presión Resistida por la Probeta = 80000 lb


1 lb ------------- 0.4535924kg

P = 15875.734Kg

A = 176.715


7

80000 lb ------------- P kg.

P = 33887.392Kg


7


A = 3.1416 x r 2 = 3.1416 x (7.5)2

f ć a los 7 días es 191.762963 Kg/cm2.

Entonces, la

COMPARACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS:• Comparación de resultados obtenidos en los ensayos de compresión de

lo

RESISTENCIAS:

Para hallar el factor de 7 días interpolamos: x= 0.67

DISEÑO ACIRESISTENCIA A

LA COMPRESIÓN

Probeta ACI-I Probeta ACI-II

𝒇′𝒓𝒄 𝟕 𝒅𝒊𝒂𝒔 154.0081148 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 166.8421243 𝑘𝑔/𝑐𝑚2𝒇′𝒓𝒄 𝑷𝒓𝒐𝒚𝒆𝒄𝒕𝒂𝒅𝒐𝒂 𝒍𝒐𝒔 𝟐𝟖 𝒅𝒊𝒂𝒔 229.8628579 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 249.018096𝑘𝑔/𝑐𝑚2𝒇′𝒓𝒄 𝟐𝟖 𝒅𝒊𝒂𝒔 promedio 239.440477 kg/cm²𝒇′𝒄 diseño 210.00 𝑘𝑔/𝑐𝑚2

𝒇′𝒄𝒓 por ------------------------𝒇′𝒄𝒓 por diseño 295 𝑘𝑔/𝑐𝑚2

DISEÑO MCFRESISTENCIA A

LA COMPRESIÓN

Probeta MCF-I Probeta MCF-II

𝒇′𝒓𝒄 𝟕 𝒅𝒊𝒂𝒔 89.83806694 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 191.762963𝑘𝑔/𝑐𝑚2𝒇′𝒓𝒄 𝑷𝒓𝒐𝒚𝒆𝒄𝒕𝒂𝒅𝒐𝒂 𝒍𝒐𝒔 𝟐𝟖 𝒅𝒊𝒂𝒔 134.0866671 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 286.2133776𝑘𝑔/𝑐𝑚2𝒇′𝒓𝒄 𝟐𝟖 𝒅𝒊𝒂𝒔 promedio 210.1500224 kg/cm²𝒇′𝒄 diseño 210.00 𝑘𝑔/𝑐𝑚2

𝒇′𝒄𝒓 por ------------------------

A = 176.715


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𝒇′𝒄𝒓 por diseño 295 𝑘𝑔/𝑐𝑚2


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RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LAS PROBETAS

Promedio de las

2 probeta

7 dias Proyección a 28 dias

90 dias 6 meses

1 año 2 años 5 años

Factor 0.67 1 1.17

1.23 1.27 1.31 1.35Resiste

nci a kg/cm2 (ACI)

160.425

239.44

280.145 294.512

304.089 313.667 323.245

Resistenci a kg/cm2 (MCF)

140.80 210.15

245.8755 258.484

266.89 275.296 283.7

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. Pero las modificaciones del P.U son debidas al tipo de agregado

empleado.

𝑃𝐸𝑆𝑂 𝑈𝑁𝐼𝑇𝐴𝑅𝐼𝑂 𝐷𝐸𝐿 𝐶𝑂𝑁𝐶𝑅𝐸𝑇𝑂 = 𝑃𝐸𝑆𝑂 𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 − 𝑃𝐸𝑆𝑂 𝐷𝐸𝐿 𝑀𝑂𝐿𝐷𝐸𝑉𝑂𝐿𝑈𝑀𝐸𝑁 𝐷𝐸𝐿 𝑀𝑂𝐿𝐷𝐸IMPORTANCIA:

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.


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Volumen de Molde=3.1416x(0.0752)x (0.3)= 0.00530145𝒎𝟑

Hallando el Peso Unitario del Concreto de la PRIMERA PROBETA

ACI - I: Peso total = 20KgPeso del molde = 6.6Kg

𝑃𝑈𝐶(𝐴𝐶𝐼 − 𝐼) = 20 − 6.60.00530145 = 2537.610371 𝐾𝑔⁄𝑚3

Hallando Peso Unitario del Concreto de la SEGUNDA PROBETA ACI - II:

Peso total = 20KgPeso del molde = 6.55Kg

𝑃𝑈𝐶(𝐴𝐶𝐼 − 𝐼𝐼) = 20 − 6.550.00530145 = 2537.041753 𝐾𝑔⁄𝑚3

Hallando Peso Unitario del Concreto de la PRIMERA PROBETA MCF - I:Peso total = 20.5Kg Peso del molde = 7.4Kg

𝑃𝑈𝐶(𝑀𝐶𝐹 − 𝐼) = 20.5 − 7.40.00530145= 2376.708259 𝐾𝑔⁄𝑚3

Hallando Peso Unitario del Concreto de la SEGUNDA PROBETA MCF - II:

Peso total = 19.5KgPeso del molde = 7.95Kg

𝑃𝑈𝐶(𝑀𝐶𝐹 − 𝐼𝐼) = 19.5 − 7.950.00530145= 2178.649237 𝐾𝑔⁄𝑚3

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