I. DISEÑO DE MEZCLA SIN ADITIVO

A. Se diseñará un concreto de las siguientes condiciones:

- f´c = 250 kg/cm2

- Consistencia: plástica , entonces slump = 3”-4”- No se expondrá a agentes degradantes- No tendrá aire incorporado- No se usa aditivo

B. Datos:

Cantera : “Rio Mashcon” Peso específico del cemento : 3.12g/cm3

DESCRIPCIÓN UNIDAD Ag. FINO Ag GRUESOPeso específico

masa g/Cm3

2.59 2.54

Puv suelto seco Kg/m3 1483.76 1454.17Puv seco

compactado Kg/m3

1890.6 1557.5W % % 8.69 3.99

Abs % % 12.69 1.71Modulo de Finura 0 3. 00 7.13

C. Cálculos y resultados:

1. Resistencia especificada a los 28 días = 250 kg/cm2

2. Calculo de la resistencia promedioNo se tiene registros de resistencia de probetas y tampoco se conoce el grado de control de calidad en obra o laboratorio

¿ f 'Cr=f'C+84

*f 'Cr=(250+84 )kgs /cm2

*f 'Cr=334 kgs /cm2

(Resistencia de diseño)

3. Tamaño máximo nominal del agregado TMN

Durante el ensayo de granulometría se pudo determinar:TMN: 1 1/2”

f’c f’cr Menos de 210 f’c+70

210 – 350 f’c+84 >350 f’c+98

4. Determinación del Slump

El slump elegido será para la construcción de vigas y muros reforzados

Slump = 3” – 4” consistencia plástica

5. Volumen de agua de mezcla

ASENTAMIENTO

AGUA EN Kg./m3 DE CONCRETO PARA

LOS TAMAÑOS NOMINAL MÁXIMO DEL AGREGADO

GRUESO Y CONSISTENCIA INDICADOS

3/8” 1/2” 3/4" 1” 1½” 2” 3” 6”

CONCRETO SIN AIRE INCORPORADO

1” a 2”

3” a 4”

6” a 7”

207

228

243

199

216

228

190

205

216

179

193

202

166

181

190

154

169

178

130

145

160

113

124

----

CONCRETO CON AIRE INCORPORADO

1” a 2”

3” a 4”

6” a 7”

181

202

216

175

193

205

168

184

197

160

175

184

150

165

174

142

165

174

122

133

154

107

119

----

Entrando en la tabla correspondiente, con el valor del slump, y el TMN de 1 ½”, y sin aire incorporado, se tiene que el volumen unitario de agua es de 181 lt/m3

6. Contenido de aire atrapado

Cont. De aire atrapado (%)

Tamaño Máximo Nominal

Aire Atrapado

3/8” 3

1/2” 2.5

3/4" 2

1” 1.5

1½” 1

2” 0.5

3” 0.3

6” 0.2

De la tabla obtenemos: % Aire atrapado: 1%

7. Relación a/c para f´cr = 334 kg/cm2

F’cr

(28 días)

Relación agua-cemento de diseño en peso

CONCRETO SIN AIRE

INCORPORADO

CONCRETO CON AIRE

INCORPORADO

150200250300350400450

0.800.700.620.550.480.430.38

0.710.610.530.460.400.350.31

-16.000 350.00 0.4850.00 334.000 x -0.05

400 0.43

x 0.496

8. Calculo del factor cemento

Fc= volumende aguademezclaac

Fc=181kg /m3

0.496Fc=364.92kg/m3

Traduciendo a bolsas/m3 será:

Fc= 364.92kg/m3

42.5kg /bolsa=8.5 86bolsas/m3

9. Cantidad de agregado grueso

Tamaño Máximo

del agregado

Volumen de agregado grueso compactado en seco para distintos módulos de finura de

la arena2.4 2.6 2.8 3

3/8” 0.5 0.48 0.46 0.441/2” 0.59 0.57 0.55 0.533/4” 0.66 0.64 0.62 0.61” 0.71 0.69 0.67 0.65

11/2” 0.75 0.73 0.71 0.692” 0.78 0.76 0.74 0.723” 0.82 0.79 0.78 0.756” 0.87 0.85 0.83 0.81

Luego obtenemos la relación: bb0

=0. 69

Dónde: b0 = peso seco del agregado grueso compactado b = peso suelto seco agregado grueso

b = 0.69*1557.5 kg/m3

b =1074.675/m3

Por lo tanto, Peso suelto seco AG =1153.74 Kg/m3

10. Cantidad de agregado fino

Por el método de volúmenes absolutos:

Cemento : 364.92kg/m3

3150kg/m3 =0.1169m3

Agregado grueso : 1153.74 kg /m3

2.4862∗1000kg /m3=0.4 231m3

Agua : 181kg/m3

1000kg/m3 =0.181m3

Aire : =1% = 0.01m3

∑ ¿volum .absoluto=0.7221

Entonces el volumen de A.F

1−0.7221=0.2779

Peso del agregado fino:

AF = 0.2779* (2590 kg/m3)

AF= 719.86 kg/m3

11. Valores de diseño de laboratorio

CEMENTO364.91935

5Kg/m3

AGUA DE DISEÑO 181 Lts/m3

AGREGADO FINO SECO719.86013

1Kg/m3

AGREGADO GRUESO SECO 1074.675 Kg/m3

12. corrección por humedad de los agregados.

a). Peso húmedo de los agregados

Agregado fino:Pe húmedo = peso seco* (1 + w (%))

719.86∗[ 8.69100

+1]=688.37 kg/m3

Agregado grueso:Pe húmedo = peso seco* (1 + w (%))

1074.675∗[ 3.99100

+1]=1119.34/m3

b). humedad superficial

Humedad superf. = W (%) - % ABS

AF: 8.69% -12.69% = -4% AG: 3.99% -1.71 % = 2.28 %

c). aportes de agua de mezcla por humedad de los agregados

(Hsi*peso seco agregado)/100

Agregado fino:−4∗719.86

100=−28.79lts /m3

Agregado grueso:2.28∗1074.675

100=24.50lts /m3

Aporte de agua: -4.29lts/m3

13. Agua efectiva

Entonces: 181 lts/m3 – (-4.29) lts/m3 = 185.29 lts/m3

14. Proporcionamiento de mezcla

CEMENTO 364.919355

AGUA EFECTIVA 185.291815

AGREGADO FINO SECO 788.369435AGREGADO GRUESO

SECO 1119.33653

SIN CORREGIR

CEMENTO Ag. Fino Ag. AGUA

Grueso

364.919355

719.860131 1074.675 181

364.919355

364.919355

364.91935

364.919355

1 1.97 2.94 0.5CORREGIDO

CEMENTO Ag. FinoAg.

Grueso AGUA

364.919355

788.369435

1119.3365

185.291815

364.919355

364.919355

364.91935

364.919355

1 2.16 3.07 0.51

15. cantidad de mezcla de prueba

CEMENTO 364.919355 Kg/m3 0.012 2.91935484

AGUA EFECTIVA 185.291815 Lts/m3 1.48233452

AGREGADO FINO SECO 788.369435 Kg/m3 6.30695548AGREGADO GRUESO

SECO 1119.33653Kg/m3

8.95469222

II. EXPRESION DE RESULTADOS DE LA MEZCLA SIN ADITIVO EN EL LABORATORIO

Paso 1: Elaboración de la Mezcla de Concreto Fresco:

Luego del diseño realizado se procedió a realizar la probeta para una cantidad de prueba de 1 ½ probetas. Es como sigue.

Procedimiento: Teniendo los pesos que vamos a utilizar para la tanda de prueba proseguimos a

realizar los pasos necesarios de manera progresiva:

Agregado grueso: Se tamiza el agregado grueso para separarlo del agregado fino por los tamiz 3/8. Pesamos: 9.3433 kg

Agregado fino: Todo el pasante de la malla 3/8 se define como agregado fino. Pesamos: 5.377 kg

Cemento: El tipo de cemento utilizado: TIPO I PACASMAYO, del cual pesamos 2.896 kg que nos servirá para preparar la mezcla equivalente a 1 ½ probeta estándar.

Agua: El agua utilizada es agua potable la más recomendable para el diseño de mezclas del cual pesamos también 1.296 kg

Después de pesar los ingredientes para el diseño de mezclas se proceden a colocarlos en el trompo donde se hace la pasta, en el orden siguiente:

Primero se limpia bien la máquina mezcladora.

Trompo

Luego se coloca el agregado grueso y el agregado fino, se mezcla durante 1 minutos para conseguir un mezclado aceptable. Seguidamente se vacía el cemento , se mezcla estos elementos por 1 minutos más y finalmente el agua buscando que la pasta tenga en este caso una consistencia plástica tal como fue diseñado, por otro minuto más.

Agregado fino + agregado grueso

Añadiendo el cemento y el agua (fig. derecha)

Una vez obtenida la mezcla se determina el SLUMP utilizando el cono de Abraham

Continuando se pesa el molde de la probeta y tras ser aceitado (para evitar la adherencia de la mezcla), y nombrado el molde se coloca dentro de esta la mezcla en tres capas cada una de estas compactada con 25 golpes realizados con el empleo de una varilla compactadora.

PROPIEDADES EVALUADAS DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO.

1. SLUMP:Obtenida la mezcla de concreto y estando en estado fresco, se procedió a colocar 3 capas de concreto fresco en el Cono de Abrans; la primera capa se colocó a una tercera parte del volumen del cono apisonándolo por medio de una varilla de acero con 25 golpes, la segunda hasta las dos terceras partes y por último se apisona y enrasa, durante dicho proceso el cono debe permanecer lo más quieto posible, ya que el ensayo puede fallar al mínimo movimiento. Luego se procede a retirar cono y determinar el valor del asentamiento.

Medición del slump, (slump = 5 cm)

Además se puede observar una

apariencia sobre gravosa

2. APARIENCIA: La apariencia que presenta la pasta es sobre gravosa es decir a simple vista se observa mayor presencia de agregado grueso

3. Peso Unitario de Concreto Fresco:

Terminado de la probeta

Procedimiento:

Ahora al tener compactada la probeta se procede a analizar el peso unitario del concreto fresco del siguiendo los pasos:

Primeramente se registra el peso del molde al vacío. Luego se procede a colocar la mezcla de concreto en el molde metálico para finalmente registrar su peso en conjunto. El volumen del molde se obtuvo a partir de sus dimensiones

Pesamos la muestra en estado fresco, y la dejamos que se seque durante 24 horas.

1) Resultados de Ensayo :

PROPIEDAD PROBETA

W molde ( kg) 8.27

W molde + C° (kg) 24.77

P.U.de C° (kg) 16.5

PROPIEDADES MECANICAS EVALUADAS DEL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO

Resistencia a la Compresión:

Material y Equipo:

Máquina de Compresión Simple Moldes cilíndricos de 6” de diámetro por 12” de altura.

Procedimiento: Elaborada la mezcla de concreto fresco, se procede a colocarla en el molde

metálico, distribuida en tres capas cada una apisonada con 25 golpes por medio de una varilla de acero. Luego de un día se desmolda y se dejan curar en agua por 7 días, tiempo por el cual la resistencia del concreto deberá alcanzar el 70% de su resistencia a los 28 días. Transcurrido el tiempo de curado se deja secar para luego ser sometidos al ensayo de compresión.

Etapa de fraguado de las probetas: se cubre con una bolsa para impedir la evaporación del agua de mezcla. Después de esta etapa se desencofra y se somete a un proceso de curado. Después de todo este proceso se evaluara sus propiedades mecánicas.

Falla del mortero pero no del agregado

RESULTADOS DE ENSAYO:

1) Resultados de Ensayo :

LECTURA

mm 1 1000 0.4 0.001 5.662 2000 0.55 0.002 11.323 3000 0.7 0.002 16.984 4000 0.8 0.003 22.645 5000 0.95 0.003 28.296 6000 1.08 0.004 33.957 7000 1.17 0.004 39.618 8000 1.29 0.004 45.279 9000 1.35 0.004 50.93

10 10000 1.45 0.005 56.5911 11000 1.54 0.005 62.2512 12000 1.6 0.005 67.9113 13000 1.67 0.005 73.5714 14000 1.74 0.006 79.2315 15000 1.81 0.006 84.8816 16000 1.88 0.006 90.5417 17000 1.95 0.006 96.2018 18000 2 0.007 101.8619 19000 2.07 0.007 107.5220 20000 2.14 0.007 113.1821 21000 2.21 0.007 118.8422 22000 2.3 0.008 124.5023 23000 2.41 0.008 130.16

23.5 23500 2.42 0.008 132.99

NIVEL CARGA(KG)DEFORM. UNITARIA

ESFUERZO (kg/cm2)

área resistente A = 176.71cm2 ; altura h = 305 mm

Grafica:

CALCULO DE ESFUERZO ALCANZADO EN EL LABORATORIO:

Esfuerzo máximo alcanzado a los 7 días de edad: 137 kg/ cm2

Necesitamos el esfuerzo alcanzado a los 28 días para lo cual interpolamos.

F‘c a los 7 días = 70% f ‘c a los 28 días en laboratorio

137=70 % f ‘ c28dias en laboratorio

Entonces: f ‘ c28dias en laboratorio=195.7Kg/ cm2

Observación: 195.7 kg/cm2 se diferencia en más del 10% del f´c que es 250 kg/cm2, se podría deber a que solo el mortero fallo, pero el

agregado a quedado intacto, y otra causa podría ser que solo horas antes se puso la probeta al aire libre para el secado, por lo que se habría

disminuido la resistencia de diseño.

CÁLCULO DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD.

De la gráfica adjuntas de la probeta podemos encontrar así el módulo de elasticidad.

E=Esfuerzolpe

Deformacionunitarialpe

E= 640.005

=12800kgcm 2

ESF.MAX =137 Kg/cm2

E uni.MAX =0.008 Kg/cm2