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DISEÑO DE CONCRETOS ANDRES ESCARRAGA l
SMART CONCRETE S.A.S , es compañía industrial, líder nacional en la elaboración y comercialización de mezclas de concreto. Un excelente control de calidad a las materias primas y procesos respaldan la calidad y excelencia en todos nuestros productos y servicios, apoyado por un equipo humano capacitado y comprometido, una infraestructura tecnología de última generación y un compromiso social y ambiental permanente, han permitido posicionarnos en el sector de la construcción.
En SMART CONCRETE S.A.S nos especializamos en el diseño de mezclas para elementos de alta resistencia mecánica como pilotes, vigas y placas prefabricadas.
1.1. NUESTRA EMPRESA
SmartConcrete S.A.S - Consutores tecnológicos - Ingeniería de Materiales, Civil y Financiera
▪ Las mezclas de concreto diseñadas por nosotros destinadas a la producción de pilotes, vigas y placas de alta resistencia, requieren una consistencia muy seca que implaca la aplicación mediante vibración mecanica o de canales.
▪ El diseño de nuestro producto se hace siguiendo los estandares y normas tecnicas colombianas NTC, basadas en las internacionales ASTM para la elaboración de materiales compuestos.
▪ Las materias primas utilizada debe cumplir con los parametros de calidad de los agregados antes de ser utilizadas en nuestros diseños
1.2. NUESTRO PRODUCTO
SmartConcrete S.A.S - Consutores tecnológicos - Ingeniería de Materiales, Civil y Financiera
2. CARACTERÍSTICAS DE NUESTRO CONCRETO
COEFICIENTE DE FORMA: XXX PARTICULAS ANGULARES
CARACTERIZACION DE MATERIAS
PRIMAS
DISEÑO DEL CONCRETO
PROPIEDADES CONCRETO
ENDURECIDO
Agregados usados (grava y balastro) y concreto endurecido
SmartConcrete S.A.S - Consutores tecnológicos - Ingeniería de Materiales, Civil y Financiera
2.1. CARACTERIZACIÓN MATERIAS PRIMAS 2.1.1. CARACTERIZACIÓN DEL CEMENTO Y AGUA
AGUA En los ensayos se uso agua potable abastecida por las Empresas Publicas de Cali (EMCALI) a la Universidad del Valle.
CEMENTO ARGOS GRIS TIPO I
SmartConcrete S.A.S - Consutores tecnológicos - Ingeniería de Materiales, Civil y Financiera
2.1.2. CARACTERIZACIÓN AGREGADOS GRUESOS 2.1.3. CARACTERIZACIÓN AGREGADOS FINOS
SmartConcrete S.A.S - Consutores tecnológicos - Ingeniería de Materiales, Civil y Financiera
Normas Ensayo
NTC
129 Toma de muestra de agregados
92 Masa unitaria y vacíos entre partículas de agregados
237 Densidad y absorción del agregado fino
127 Impurezas orgánicas del agregado fino
176 Densidad y absorción del agregado grueso
1776 Contenido de humedad de los agregados
77 Tamizado de los agregados finos y gruesos
MASA UNITARIA Y VACIOS
MASA UNITARIA SUELTA : 1468,44 kg/m3
MASA UNITARIA COMPACTA: 1735,19 kg/m3
AUMENTO DE MASA UNITARIA: 15,37%
2.1.2. CARACTERIZACIÓN AGREGADOS GRUESOS
Clasificación de los agregados según su densidad
DENSIDAD, ABSORCIÓN Y HUMEDAD
ABSORCIÓN : 1,69 %
DENSIDAD: 2,56 g/cm3
HUMEDAD: 1,66%
Según coeficiente de forma 0,17: Formas angulares
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MASA UNITARIA Y VACIOS
MASA UNITARIA SUELTA : 1656,60 kg/m3
MASA UNITARIA COMPACTA: 1749,45 kg/m3
AUMENTO DE MASA UNITARIA: 5,31 %
2.1.3. CARACTERIZACIÓN AGREGADOS FINOS
DENSIDAD, ABSORCIÓN Y HUMEDAD
ABSORCIÓN : 0,67 %
DENSIDAD: 1,93 g/cm3
HUMEDAD: 1,52 %
CONTENIDO DE MATERIA ORGANICA ESCALA 2. NTC 127
Según la norma NTC 127 se determina que el agregado fino no presentaba cantidades perjudiciales de materia orgánica
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Según coeficiente de forma:0,75 Formas redondeadas
2.1.4. CURVA GRANULOMETRICA DE LOS AGREGADOS Norma de Ensayo: NTC -77
Tamaño máximo de partícula: 1/2pulg Sistema vertical de tamices descendente, sometido a
vibración mecánica.
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Cuarteo de mezcla
2.1.4. CURVA GRANULOMETRICA DE LOS AGREGADOS
Tamiz
Peso retenido
(kg ±0,01kg)
% Retenido
% Retenido acumulado
% que pasan
(kg ±0,01kg) No.
Diámetro (mm±0,0
1mm)
3/4 0 0 0 100
1/2 18,75 0,06 2,400 2,400 97,6
3/8 9,525 0,945 37,800 40,20 59,8
4 4,75 1,41 46,400 66,60 31,4
8 2,381 0,08 3,200 99,80 0,2
16 1,191 0,005 0,200 100,00 0
30 5,95E-01 0 0,000 100,00 0
50 2,98E-01 0 0,000 100,00 0
100 1,49E-01 0 0,000 100,00 0
Fondo 0 0,000 100,00 0
Peso Total 2,5 100,00
Tamiz
Peso retenido
(kg ±0,01kg)
% Retenido
% Retenido acumulado
% que pasan
(kg ±0,01kg) No.
Diámetro (mm±0,01
mm)
3/4 0 0 0 100
1/2 18,75 0,181 6,033 6,033 93,97
3/8 9,525 0,13 4,333 10,37 89,63
4 4,75 0,449 14,967 25,33 74,67
8 2,381 0,399 13,300 38,63 61,37
16 1,191 0,62 20,667 59,30 40,70
30 5,95E-01 0,323 10,767 70,07 29,93
50 2,98E-01 0,526 17,533 87,60 12,40
100 1,49E-01 0,273 9,100 96,70 3,30
Fondo 0,099 3,300 100,00 0,000
Peso Total 3,000 100,00 0,000
Agregados gruesos Agregados finos
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Índice de finura: 1,964 Índice de finura: 4,9113
2.1.4. CURVA GRANULOMETRICA DE LOS AGREGADOS
Norma de Ensayo: NTC 77
PROPORCIONES AGREGADOS
60% GRUESOS
40% FINOS
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2.2. DISEÑO DEL CONCRETO
El diseño del concreto es el proceso mediante el cual se calculan las proporciones de los elementos que van a ser parte de concreto.
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Materias primas en estudio
2.2. DISEÑO DEL CONCRETO CONSISTENCIA OFRECIDA AL CLIENTE
Este diseño esta basado en la consistencia deseada por el cliente (Muy seca) Los tipos de construcciones para los cuales este diseño son los siguientes: • Vigas cuadradas de alta resistencia • Pilotes premoldeados, tableestacas
prefabricadas • Losas prefabricadas reforzadas de alta
resistencia Debido a que la consistencia deseada es “Muy Seca” los prefabricados deben ser construidos mediante sistemas de vibración mecánica forzada
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Según las normas internacionales los concretos de alta resistencia para pilotes y bloques deben tener una resistencia entre 40MPa y 60MPa.
TAMAÑO MAX NOMINAL
RESISTENCIA MEDIA
Una vez identificadas las aplicaciones posibles para la consistencia deseada, se plantea un tamaño máximo nominal 3/8 pulg, sugerido para elementos de 6-15 cm, tamaño óptimo para hacer las pruebas técnicas.
La relación agua / cemento de la mezcla se tomo de 0.4 según pruebas preliminares donde se obtiene la mayor resistencia
Relación agua/cemento, para una resistencia media de 420 Kg/cm2 (41.18MPa), medida a los 28 días. Ref: Propiedades del Concreto de A. M. Neville.
RELACIÓN AGUA - CEMENTO
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Concretos de alta resistencia
Re
sist
en
cia
me
dia
Kg
/cm
2
El diseño del concreto es el proceso mediante el cual se calculan las proporciones de los elementos que van a ser parte de concreto. 175 kg/m3: Agua mezclado
CONTENIDO DE AGUA
2.2.3. RESISTENCIA MEDIA
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ESPECIFICACIONES DEL DISEÑO
ESPECIFICACIONES VALORES
Consistencia Muy Seca
Asentamiento (mm) 0 mm
Tamaño máximo nominal
del agregado ½”
Contenido de aire en
porcentaje por volumen 3???
Relación a/c 0,2
Agua de mezclado, en
Kg/m³ de concreto 175
Resistencia a la
compresión Kg/cm² 420
Resistencia a la
compresión MPa 41,18
• Cemento Portland tipo I
• Agua potable
• Arena de rio-balastro
• Grava
Selección y caracterización de los materiales
C =A
a/c=
175Kgm3
0,4= 437,5
Kg
m3
• Relación Cemento/Agregado: ¼ • Cantidad de agregados (kg/m3): 1750 • % Agregados finos: 40% • % Agregados gruesos: 60% • Cantidad finos (kg/m3): 700 • Cantidad gruesos (kg/m3): 1050
Contenido de cemento
Proporción de agregado en la mezcla
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2.3. PROPIEDADES DEL CONCRETO
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Normas Ensayo
NTC ASTM
454 C 172 Concreto fresco toma de muestra
396 C 143 Método de ensayo para determinar el asentamiento del
concreto.
550 C 31 Elaboración y curado de especímenes de concreto en obra
5653 C 642 Gravedad especifica, absorción y vacíos en el concreto endurecido
1926 C 138 La densidad (peso unitario, peso volumétrico, peso específico) y el rendimiento del concreto fresco
C1585 Medición de la velocidad de absorción de agua del concreto
673 C349 Resistencia a la compresión de especímenes cilíndricos de concreto
722 C496 Resistencia a la tensión indirecta de especímenes cilíndricos de concreto
Asentamiento entre 0-2 cm garantizado
Peso unitaria del concreto: 980 Kg /m3
Rendimiento relativo del concreto
𝑅𝑦 =𝑌
𝑌𝑑=
0,008922𝑚3
0,009476𝑚3∗ 100% = 94,15%
Material Masa utilizada (Kg)
Agua 1,66
Cemento 4,15
A. Grueso 9,95
A. Fino 6,63
Total 22,39 Cono abrams 5.5dm3 5857,107
20 Cilindros de 5.3dcm3 8614,836
Subtotal 8614,836
Desperdicio (10%) 861,4836
Total cm3 9476,32
Total m3 0,009476
Volumen de mezcla
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2.3.1. ESPECIFICACIONES DEL CONCRETO DISEÑADO
2.3.2. PROCEDIMIENTO DE PREPARACIÓN CONCRETO
MEZCLA MOLDEADO CURADO
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Resistencia mecánica Para la determinación de la resistencia promedio de compresión (f’c) y resistencia a la tración indirecta se realizan ensayos de resistencia a 3 cilindros por cada edad de curado y por cada prueba.
CONCRETO
Durabilidad Habilidad del concreto en resistir a la acción del ambiente, al ataque químico y a la abrasión, manteniendo sus propiedades de ingeniería.
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Inspección de viga prefabricada
2.3.3. RESISTENCIA MECÁNICA
Resistencia a la compresión a los 28 días: 39,5 MPa
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Respuesta del material
2.3.4. RESISTENCIA MECÁNICA
Resistencia a la tracción indirecta a los 28 días: 370,79 kPa
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Respuesta del material
2.3.5. DURABILIDAD DEL CONCRETO
Porcentaje en peso de absorción : 4,89 %
Gravedad especifica, absorción y vacíos en el concreto endurecido NTC 5653
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Absorción después de inmersión 4,06 Absorción después de inmersión y ebullición 5,61 Densidad seca 4,93 Densidad después de inmersión 5,13 Densidad después de inmersión y ebullición 5,20 Densidad aparente 6,11 Volumen de poros permeable cm3 19,33 %Poros permeables 3,42
2.3.6. INSPECCIÓN VISUAL DEL CONCRETO VISTA FRONTAL CONCRETO ENDURECIDO
▪ Porosidad superficial
▪ Grietas debido al apisonamiento
▪ Superficie superior rugosa
▪ Cambio de peso: 0.051 g después del curado
VISTA SUPERIOR CONCRETO ENDURECIDO
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3.1. VALOR AGREGADO PRODUCTO
Nuestros métodos de obtención de las mezclas son de excelente precisión lo que garantiza la composición real del producto sin sobredimensionamiento que eleva costos.
Los concretos de alta resistencia son aquellos cuya resistencia a la compresión a 28 días (f’c) son iguales o mayores 39-40 MPa.
Aplicaciones • Pilotes y pilas de cimentación (cimientos) • Elementos pre-esforzados; como lo son vigas y losas pre
o post-tensadas • Columnas en edificios de mediana y gran altura • Placas prefabricadas de alta resistencia mecánica • Columnas y vigas en puentes
Nuestro concreto a 28 días tiene una resistencia a la compresión y tracción indirecta de: 39,5 Mpa y 370,79kPa
3.2. COSTOS DE FABRICACIÓN
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Datos provenientes de: Cotización en Ferretería La Floresta Materiales de Construcción El Cortijio
Material Unidad de
venta Peso por
unidad (kg) Valor Unitario (valor
en pesos)
Requerido para mezcla
(kg /m3) Para 1 m3 de concreto
(pesos $) Cemento
Argos 50 kg 50,0 23.500 437,5 205.625,0 Grava
triturada 1 m3 1.468,4 26.500 1.050 18.948,7 Canto rodado 1 m3 1.656,6 18.500 700 7.817,2
Agua 1 m3 1.000,0 1.669 175 292,1 Total $232.683
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27
REFERENCIAS
Diego Sánchez de Guzmán, Tecnología del concreto y del mortero. Pontificia Universidad Javeriana, 2001.
Enrique Rivva L., Durabilidad y Patología del concreto. Asocem Perú. 2006 Tecnología del Concreto, A.M. Neville. Editorial Limusa, Noriega. Editores, 1989 Portafolio de Servicios. Cementos Mexicanos. CEMEX ASTM Standards in Building Codes (Normas de ASTM en los códigos de construcción). Normas Técnicas Colombianas NTC para la construcción.
GRACIAS