Embed Size (px)
Citation preview
CURSO: TECNOLOGIA DEL CONCRETOPROFESOR: Ing. Carlos Mondragón Castañeda
TEMA: TRABAJO Nº03DISEÑO DE MEZCLA PARA PILAR DE UN PUENTE
GRUPO Nº 04
Nº. ALUMNO EMAILFIRMA
1 ARÉVALO MONTENEGRO HERNÁN [email protected]
2 CIEZA IRIGOIN LUIS ERNESTO [email protected]
3 HERRERA DÍAZ PERCY OMAR [email protected]
4 VEGA MARLO ALEX ENDER [email protected]
RESUMEN
En el presente informe desarrollamos los pasos a seguir en el DISEÑO DEMEZCLA para la elaboración de un PILAR DE UN PUENTE, teniendo enconsideración la características de los agregados podremos obtener lascantidades necesarias de los materiales, tal como agua, cemento,agregado grueso, agregado fino y aditivo para cada una de las tandas deensayo que realizaremos en función a diferentes relaciones deagua/cemento.
Posterior a ello se elaborarán las probetas para los dos diferentes diseños demezcla que hemos realizado; el concreto pasará de su estado fresco aendurecido dentro de los moldes cilíndricos a usar, pasado el tiempocorrespondiente se desmoldarán las probetas y se procederá a curarlas conagua.
Para comprobar si las probetas cumplen con la resistencia requerida lassometemos al ensayo de compresión en este caso esto se realiza a los 7 díasy la proyectamos hacia los 28 días, verificamos resultados y luego estimamosla correcta relación agua/cemento necesaria para obtener concreto con laresistencia promedio especificada.
Determinar la cantidad de materiales para la elaboración del
diseño de mezcla de un concreto que satisfaga los
requerimientos de uso teniendo en cuenta economía y que
cumpla con las especificaciones exigidas para nuestra obra.
Conocer y elaborar los diseños de mezcla necesarios segúnlos requerimientos de diseño
Elaborar las probetas con las cantidades necesarias para
cada una de las tandas de ensayo y realizar los procesos de
colocación, desencofrado y curado del concreto
Determinar la resistencia a la compresión, que debe estar deacuerdo con el concreto diseñado en el laboratorio.
DISEÑO DE MEZCLAS
se utilizará el método del COMITÉ 211 ACI (Instituto Americano del
Concreto).
En función a los datos iniciales y las tablas establecidas, es que podemos
calcular:
La resistencia promedio
Relación agua/cemento conveniente
Estimación del agua de mezclado y el contenido de aire
Calculo del contenido de cemento
Volumen de agregado grueso
Estimación de las proporciones de agregados
Ajustes por humedad de los agregados
Ajustes para mezclas de prueba
Resumen de materiales a utilizar con sus respectivas cantidades para
producir un concreto de trabajabilidad, resistencia a compresión y
durabilidad apropiada.
USO Pozo de cimentación (Caisson)
Resistencia Especificada 280 kg/cm2
Cemento a usarPortland Pacasmayo MS Peso específico 3.17
AditivoSika :PlastimentHE 98 Dosis adoptada
3 cm3 por Kg de cemento
canteraPiedra Tres tomas
Arena La Victoria
Características: ARENA PIEDRA
Humedad Natural 3.52 % 0.84 %
Absorción 2.04 % 1.89 %
Peso Específico de MASA 2.45 2.78
Peso Unitario Varillado 1.75 gr/cm3 1.57 gr/cm3
Peso Unitario Suelto Seco 1.58 gr/cm3 1.47 gr/cm3
Módulo de fineza 3.00
T.M. del Agregado 3/4 pulgadas
Dosificación Determinación de la resistencia promedio:TABLA 7.4.3:
RESISTENCIA A LA COMPRESION PROMEDIO
f'c f'cr
menos de 210 f'c + 70
210 a 350 f'c + 84
sobre 350 f'c + 98
Selección de la relación Agua-Cemento (A/C)
RELACIÓN AGUA-CEMENTO POR RESISTENCIA
F'cr (28dias) Relación agua-cemento diseño en peso
sin aire incorporado con aire incorporado
150 0.8 0.71
200 0.7 0.61
250 0.62 0.53
300 0.55 0.46
350 0.48 0.4
400 0.43 --
450 0.38 --
Estimación del agua de mezclado y contenido de aire
Por tratarse de un CONCRETO TREMIE el asentamiento debe ser
de 8” a 9” porque debemos tener un concreto fluido.
TABLA 10.2.1 VOLUMEN UNITARIO DE AGUA
Asenta
miento
Agua en lt/m3 para los tamaños máximos
nominales de agregado y consistencia
indicados
3/8'' 1/2" 3/4" 1" 1 1/2" 2" 3" 6"
CONCRETO SIN AIRE INCORPORADO
1 a 2 207 199 190 179 166 154 130 113
3 a 4 220 216 205 193 181 169 145 124
6 a 7 243 228 216 202 190 178 160 --
CONCRETO CON AIRE INCORPORADO
1 a 2 181 175 168 160 150 142 122 107
3 a 4 202 193 184 175 165 157 133 119
6 a 7 216 205 197 184 174 166 154 --
CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO
CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO
Tamaño máximo nominal Aire atrapado
3/8'' 3
1/2" 2.5
3/4" 2
1" 1.5
1 1/2" 1
2" 0.5
3" 0.3
6" 0.2
Estimación del contenido de agregado grueso
PESO DEL AG. GRUESO POR UNIDAD DE VOLUMEN DEL
CONCRETO
Tamaño
máximo
nominal
Volumen de agregado grueso, seco y
compactado, por unidad de Volumen del
concreto para diversos módulos de fineza
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" 0.76 0.74 0.72 0.7
2" 0.75 0.76 0.74 0.72
3" 0.81 0.79 0.77 0.75
6" 0.87 0.85 0.83 0.81
Resumen de materiales por metro cubico
Agua (Neta de Mezclado) 216 lit.
Cemento 464 kg
Agregado Grueso 950 kg
Agregado Fino 708 kg
Dosificación en Peso
𝟏 ∶ 𝟏. 𝟓𝟑 ∶ 𝟏. 𝟔𝟐 / 𝟐𝟎𝒍𝒊𝒕𝒓𝒐𝒔
𝒃𝒐𝒍𝒔𝒂
Resumen de materiales para una tanda de 0.015 m3 para la
elaboración de 02 probetas:
Materiales Relación Agua/Cemento
0.40 0.466 0.50
Agua (Lts.) 3.26 3.24 3.234
Cemento (Kg.) 8.10 6.95 6.48
Agregado Fino (Kg.) 9.71 10.61 11
Agregado Grueso (Kg.) 14.24 14.25 14.25
Aditivo (Lts.) 0.024 0.021 0.02
PREPARACION DE LAS
MEZCLAS DE PRUEBA
El primer paso es hacer las mediciones de los materiales en
cantidades necesarias, para luego proceder al realizar el
mezclado
Verificar que los equipos se encuentren en buen estado de
limpieza y calidad; además obtener los pesos secos de los
moldes y pasamos a humedecer el trompo.
Pesamos los materiales según especifica la tanda.
Colocamos el agregado grueso.
Colocamos el agregado fino y que se mezcle con el agregadogrueso, por un lapso de 1 minuto aproximadamente.
Agregamos el cemento y dejamos que estos se mezclen.
Colocamos el agua que ha sido mezclado con el aditivo.Debemos tener mucho cuidado al colocar el agua tratandode que no se pierda cantidad y lo metemos de a pocos talque mientras los materiales van mezclándose, estos vanremojándose.
Mezclado de agregados
ENSAYO DE
CONSISTENCIA DEL
CONCRETO
ENSAYO DE CONSISTENCIA DEL CONCRETO
El ensayo de consistencia, llamado también de revenimiento o "slump test", esutilizado para caracterizar el comportamiento del concreto fresco. Estaprueba, desarrollada por Duft Abrams, fue adoptada en 1921 por el ASTM yrevisada finalmente en 1978.
La medida de la consistencia de un concreto fresco por medio del cono deAbrams es un ensayo muy sencillo de realizar en obra, no requiriendo equipocostoso ni personal especializado y proporcionando resultados satisfactorios,razones que han hecho que este ensayo sea universalmente empleado aunquecon ligeras variantes de unos países a otros.
REFERENCIA NORMATIVA
•N.T.P 339.035 CONCRETO. Método de ensayo para la medición delAsentamiento del concreto con el cono de Abrams.
•ASTM C143-78 “SLUMP OF PORTLAND CEMENT CONCRETE”
FUNDAMENTO TEORICO:
El ensayo consiste en consolidar una muestra de concreto fresco en un moldetroncocónico, midiendo el asiento de la mezcla luego de desmoldado. Se estimaque desde el inicio y el termino no debe trascurrir más de dos minutos, de loscuales el proceso de desmolde no tome más de 5 segundos.
La consistencia se modifica fundamentalmente por variaciones del contenido delagua de mezcla.
CONSISTENCIA SLUMP TRABAJABILIDAD METODO DE
COMPACTACION
SECA 0" a 2" Poco Trabajable Vibración Normal
PLÁSTICA 3" a 4" Trabajable Vibración Ligera
Chuseado
FLUIDA > 5" Muy Trabajable Chuseado
Si el concreto desciende de una forma uniforme se tienen conos válidos, pero hayveces que la mitad del cono desliza a lo largo de un plano inclinado obteniéndoseun asiento oblicuo provocado por una deformación por cortante. En este casodebe repetirse el ensayo, y si se siguen obteniendo conos similares habrá quemodificar la dosificación, debido a que estas deformaciones son sintomáticas demezclas carentes de cohesión.
Se distinguen 03 tipos de asentamientos característicos del concreto al retirar el molde:
•“NORMAL”, obtenido con mezclas bien dosificadas y un adecuado contenido deagua. El concreto no sufre grandes deformaciones ni hay separación deelementos.•“DE CORTE”, obtenido cuando hay exceso de agua y la pasta que cubre losagregados pierde su poder de aglutinar. Puede que no se observe granasentamiento, pero si se puede observar corte en la muestra.•“FLUIDO”, cuando la mezcla se desmorona completamente.
MATERIALES Y EQUIPOS:
Cono de Abrams y bandeja: Es un tronco decono. Los dos círculos bases son paralelos entresí, midiendo 20 cm y 10 cm de diámetrorespectivamente, la altura del molde es de 30cm
Varilla Compactadora: Para compactar elconcreto se utiliza una barra de acero liso de5/8" de diámetro, 60 cm de longitud y puntasemiesférica.
•Wincha: Nos ayuda para medir ladiferencia de alturas entre el concretofresco y el cono de Abrams, dando comoresultado el Slump.
PROCEDIMIENTO:
1º. Colocar el cono sobre una bandeja, ambos humedecidos.
Humedézcase el interior del cono y colóquese sobre una superficie plana,horizontal y firme, también humedecida, cuya área sea superior a la de labase del cono. Cuando se coloque el concreto manténgase el cono firmementesujeto en su posición mediante las aletas inferiores.
2°. Llenar el cono en tres capas
Llénese el cono hasta 1/3 de su volumen y compáctese con la varilla de acero,dando 25 golpes repartidos uniformemente por toda la superficie.De forma similar llénese el cono hasta sus 2/3 y luego completamente, con unligero exceso de concreto, compáctese cada capa con 25 golpes uniformementerepartidos por la superficie del concreto, cuidando que la barra penetreligeramente en la capa anterior rellenando todos los huecos.
3º. Sacar el molde con cuidado
Sáquese el molde levantándolo con cuidado en direcciónvertical lo más rápidamente posible. No mover nunca elconcreto en este momento, sujetando la bandeja para evitarque se levante junto con el concreto.
4º. Medida del asentamiento
El concreto moldeado fresco se asentará de talmanera que la diferencia entre la altura del moldey la altura de la muestra fresca se denominaSlump.
Los asentamientos que resultaron en este ensayo seajustan a los requeridos para la estructura (pilar de unpuente) que están en el rango de 6” – 7”, ya que será unconcreto tremie.
RESULTADOS
ELABORACIÓN Y
CURADO DE PROBETAS
EN EL LABORATORIO, DE
MUESTRAS DE
CONCRETO PARA EL
ENSAYO DE RESISTENCIA
CONCEPTOS GENERALES
Solamente se puede garantizar la resistencia del concreto, si los
cilindros se fabrican y curan de acuerdo con métodos normalizados.
Lo que se busca es seguir un procedimiento adecuado para la
elaboración y curado de muestras de concreto en el laboratorio bajo
estricto control de materiales y condiciones de ensayo, usando
concreto compactado por apisonado o vibración como se describe
en la presente norma.
REFERENCIA NORMATIVA
Este Modo Operativo está basado en las Normas ASTM C 192 y
AASHTO T 126, los mismos que se han adaptado, a nivel de
implementación, a las condiciones propias de nuestra realidad.
MATERIALES Y EQUIPOS IMAGEN
Moldes cilíndricos: Son cilindros hechos de
acero, de 150 mm de diámetro por 300 mm
de altura (ASTM C-470).Unidos por unos
sujetadores a una superficie plana en la
parte inferior, logrando la hermeticidad.
Varilla Compactadora: Para compactar el
concreto se utiliza una barra de acero liso
de 5/8" de diámetro y 60 cm de longitud y
punta semiesférica.
Martillo de Caucho: Martillo con cabeza
que está hecha de caucho, sirve para
repartir golpes en la superficie cilindro, esto
para eliminar las acumulaciones de aire
dentro del concreto.
ELABORACION DE LAS PROBETAS DE CONCRETO
Siguiendo el siguiente procedimiento:
Se aseguró que el cilindro de prueba
este sujeto a la base plana mediante
los sujetadores, logrando la
hermeticidad; además se impregnó
aceite en el interior de dichos
cilindros para que el concreto no sepegue en las paredes interiores.
Luego se colocó parte del concreto
al molde cilíndrico, hasta 1/3 de su
volumen, y empezó a compactarse
con la varilla de acero, dando 25
golpes repartidos uniformemente portoda la superficie.
De forma similar se siguió llenando el cilindro
de prueba hasta sus 2/3 y luegocompletamente con un ligero exceso de
concreto; compactándose cada capa con
25 golpes uniformemente repartidos por la
superficie del concreto, cuidando que la
barra penetre ligeramente en la capa
anterior rellenando todos los huecos.
Durante la compactación de las capas
quedaran marcadas las huellas de la barra,es por eso que se golpeó ligeramente los
lados del molde con un mazo de goma
hasta que desaparezcan las mismas.
Después de la compactación se procedió a retirar el concreto sobrante,
enrasando su superficie y manipulando lo menos posible para dejar la
cara lisa de forma tal que cumpla las tolerancias de acabado.
CURADO DE LAS PROBETAS
Una vez colocado el concreto dentro de los moldes de las probetas, estas se dejan
secar por un lapso de 24 horas. Luego las probetas son extraídas de los moldes, para
ser sometidas al proceso de curado, el cual consiste en sumergirlas completamente
en agua por un tiempo de 7 días. Esto a fin de evitar la evaporación de agua del
concreto que está en proceso de endurecimiento.
ANÁLISIS DE DATOS
OBTENIDOS DURANTE EL
ENSAYO
PESO POR TANDAS
La relación agua /cemento requerida debido a que se ubica en la
zona de Reque, con clima cálido, sin aire incorporado y para
alcanzar una resistencia de 364 kg/cm2 a los 28 días es de 0.466;
sabemos que en la elaboración de las probetas se realiza con tresrelaciones de agua-cemento (dos probetas por cada relación
agua-cemento), por lo tanto hemos tomado las relaciones agua-
cemento: 0.466, 0.40 y 0.50.
Referencias:
Este modo operativo está basado en EL METODO DEL COMITÉ 211 –
ACI.
Datos Obtenidos:
ProbetasA/C =0.40 A/C =0.466 A/C =0.50
2a 2b 1a 1b 3a 3b
Peso del
Molde +
Mezcla (gr)
20780 21324 21860 21716 20910 20490
Peso del
Molde (gr)7640 8155 8295 8245 7657 7720
Volumen del
Molde(cm3)5301.44 5301.44 5301.44 5301.44 5301.44 5301.44
Peso Mezcla
(gr)13140 13169 13565 13471 13253 12770
Peso Unitario
(gr/cm3)2.48 2.48 2.56 2.54 2.50 2.41
Peso Unitario
por A/C
(gr/cm3)
2.48 2.55 2.455
Slump 7” 7” 7.5”
Materiales:
Los materiales empleados en la elaboración de las probetas se obtienen de la multiplicación del resumen de materiales por m3 de un diseño de mezclas por la tanda de ensayo.
De cada tanda de ensayo se extrae dos probetas que van hacer ensayadas por una máquina de compresión axial, con la finalidad de saber cuál es la resistencia a la compresión del diseño de mezcla empleado.
Resumen de materiales para una tanda de 0.015 m3 para la elaboración de 02 probetas:
DISEÑO M-1(A/C = 0.466)
Tanda de ensayo: 0.015 m3
Revenimiento de 7” =17.5 cm
DISEÑO M-2 (A/C = 0.40)
Tanda de ensayo: 0.015 m3
Revenimiento de 7” =17.5 cm
DISEÑO M-3 (A/C = 0.50)
Tanda de ensayo: 0.015 m3
Revenimiento de 7.5” =18.75 cm
Peso unitario
Probetas
A/C =0.40 A/C =0.466 A/C =0.50
2a 2b 1a 1b 3a 3b
Peso del Molde +
Mezcla (gr)20780 21324 21860 21716 20910 20490
Peso del Molde
(gr)7640 8155 8295 8245 7657 7720
Volumen del
Molde(cm3)5301.44 5301.44 5301.44 5301.44 5301.44 5301.44
Peso Mezcla (gr) 13140 13169 13565 13471 13253 12770
Peso Unitario
(gr/cm3)2.48 2.48 2.56 2.54 2.50 2.41
Peso Unitario por
A/C (gr/cm3)2.48 2.55 2.455
RENDIMIENTO DE LA TANDA DE ENSAYO
El rendimiento es el volumen de concreto compactado a partir de la cantidad deintegrantes de la mezcla. En obra se toma como el volumen de concreto producido por unatanda en obra.
El cálculo del rendimiento de la tanda de ensayo es el peso de cada tanda de ensayo entreel peso volumétrico del concreto de dicha tanda de ensayo.
FACTOR CEMENTO
El factor cemento es el número de tandas que se necesita para completar un metro cúbico de concreto.
El cálculo del factor cemento es la inversa del rendimiento de la tanda de ensayo.
A/C Peso por Tanda
de Ensayo (Kg)
Peso Volumétrico del
Concreto (Kg/m3)
Rendimiento de la tanda de ensayo
(m3)
0.40 30.334 2480 0.0122
0.466 35.07 2550 0.0138
0.50 35 2455 0.0143
RENDIMIENTO PROMEDIO: 0.0134
A/C Rendimiento Factor Cemento
0.40 0.0122 81.967
0.466 0.0138 72.464
0.50 0.0143 69.93
FACTOR CEMENTO PROMEDIO: 74.787
CONCLUSIONES
La resistencia lograda con los tres ensayos estuvieron por encima del
porcentaje establecido para una resistencia de 280kg/cm2.
El SLUMP obtenido promedio fue de 7.17”= 17.93 cm.
Observamos que con la menor relación agua cemento hemos
obtenido la mayor resistencia.
Al momento de agregar el aditivo a la mezcla esta se torno de una
consistencia mas fluida.
• La resistencia promedio a los 7 y 28 días de los diseños fueron las siguientes:
Probetas Relación A/C f'cf’c promedio (7
días)
f'c ( Proyectado a los
28 días)
1a
0.466
285.8
288.61 424.431b 291.42
2a
0.40
352.25
341.64 502.412b 331.03
3a
0.50
192.4
208.67 306.873b 224.93
ENSAYO DE RESISTENCIA
La resistencia del concreto se calcula
dividiendo la máxima carga soportada por la
probeta para producir la fractura entre el área
de la sección.
𝒇′𝒄 =𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒂 𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂
á𝒓𝒆𝒂 𝒅𝒆 𝒔𝒆𝒄𝒄𝒊ó𝒏
OBTENCIÓN DE MUESTRAS
Durante la preparación éstas deben seguir un buen procedimiento constructivoy durante el curado se deben tener precauciones en el lugar dónde se realizará
el curado (cámara de curado).Las probetas se ensayan a las 4 horas después
de ser retiradas del agua o de la cámara de curado.
Las dimensiones de las probetas deben tener 15 cm de diámetro y 30 cm de
altura.
MATERIALES
MÁQUINA DE COMPRESIÓN
PROCEDIMIENTO:
Una vez retiradas las muestras del proceso de curado, las medimos en
diámetro y altura.
Colocamos a las probetas en máquina del ensayo (fig. 04). Luego
empezamos a ejercerle carga a velocidad constante, evitando choques.
Retiramos las muestras una vez que haya fisuramiento (fig. 05) de la probeta,
tomando la carga máxima registrada.
Fig. 04.
La resistencia requerida es de 364 kg/cm2, para calcular la relación
A/C realizamos la gráfica f’c vs A/C.
GRACIAS
