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Diseo de Mezcla por el mtodo del Mdulo de finura de la combinacin de agregados

Mg. ING. PEREZ LOAYZA, HECTORCURSO: TECNOLOGIA DEL CONCRETOI. IntroduccinEl proporcionamiento de mezclas de concreto, ms comnmente llamado diseo de mezclas es un proceso que consiste de pasos dependientes entre s:

Seleccin de los ingredientes convenientes (cemento, agregados, agua y aditivos).

b) Determinacin de sus cantidades relativas proporcionamiento para producir un, tan econmico como sea posible, un concreto de trabajabilidad, resistencia a compresin y durabilidad apropiada.Estas proporciones dependern de cada ingrediente en particular los cuales a su vez dependern de la aplicacin particular del concreto. Tambin podran ser considerados otros criterios, tales como minimizar la contraccin y el asentamiento o ambientes qumicos especiales.II. ObjetivosGeneralRealizar una mezcla de concreto con el mtodo del Mdulo de finura de la combinacin de agregados que cumpla las especificaciones propuestas.EspecficosObtener los datos de los materiales necesarios, tales como peso especfico, P.U.S., mdulo de finura, etc.Obtener los datos de obra requerida para el diseo, tales como forma y tamao del elemento a vaciar, resistencia a la compresin requerida, condiciones a las que estar expuesta la estructura,; as como la fiabilidad del laboratorio en el cual estamos realizando los controles de calidad.Con los datos, realizar el diseo de mezcla por el mtodo del Mdulo de finura de la combinacin de agregados.Clculo de las proporciones en peso o en volumen para realizar las probetas.III. Marco TericoEconomaEl costo del concreto es la suma del costo de los materiales, de la mano de obra empleada y el equipamiento. Sin embargo excepto para algunos concretos especiales, el costo de la mano de obra y el equipamiento son muy independientes del tipo y calidad del concreto producido.En general, esto puede ser echo del siguiente modo:Utilizando el menor slump que permita una adecuada colocacin.Utilizando el mayor tamao mximo del agregado (respetando las limitaciones indicadas en el captulo anterior).Utilizando una relacin ptima del agregado grueso al agregado fino.Y cuando sea necesario utilizando un aditivo conveniente.TrabajabilidadClaramente un concreto apropiadamente diseado debe permitir ser colocado y compactado apropiadamente con el equipamiento disponible. El acabado que permite el concreto debe ser el requerido y la segregacin y sangrado deben ser minimizados. Como regla general el concreto debe ser suministrado con la trabajabilidad mnima que permita una adecuada colocacin.Cuando la trabajabilidad debe ser mejorada, el rediseo de la mezcla debe consistir en incrementar la cantidad de mortero en lugar de incrementar simplemente el agua y los finos (cemento). Resistencia y DurabilidadEn general las especificaciones del concreto requerirn una resistencia mnima a compresin. Estas especificaciones tambin podran imponer limitaciones en la mxima relacin agua/cemento (a/c) y el contenido mnimo de cemento. Es importante asegurar que estos requisitos no sean mutuamente incompatibles.Las especificaciones tambin podran requerir que el concreto cumpla ciertos requisitos de durabilidad, tales como resistencia al congelamiento y deshielo ataque qumico. Estas consideraciones podran establecer limitaciones adicionales en la relacin agua cemento (a/c), el contenido de cemento y en adicin podra requerir el uso de aditivos.IV. MaterialesA. Agregados Fino y Grueso:PROPIEDADESA. FINOA. GRUESOTAMAO MXIMO NOMINAL-1 1/2PESO ESPECFICO DE MASA (gr/cm3)2.592.54ABSORCIN (%)12.691.71CONTENIDO DE HUMEDAD (%)8.693.99MDULO DE FINURA37.13PESO U. S. COMPACTADO (Kg/m3 )1891.61557.5B. Cemento:Portland Tipo I (ASTM C 1157)Peso Especfico 3.15 gr/cm3.C. Agua:Agua Potable, cumple con la Norma N.T.P. 339.088 o E 0-60.D. Resistencia a la Compresin a los 28 das::fc28das = 300 Kg/cm2V. Diseo de MezclaEspecificaciones Tcnicas.Antes de disear una mezcla de concreto debemos tener en mente, primero, el revisar los planos y las especificaciones tcnicas de obra, donde podremos encontrar todos los requisitos que fij el ingeniero proyectista para que la obra pueda cumplir ciertos requisitos durante su vida til.Eleccin de la resistencia promedio.La resistencia requerida se puede obtener de 4 formas:- Cuando no se cuente con un registro de resultados de ensayos- Por el Grado de Control de Calidad- Por el Comit Europeo- Por la ecuacin del ACI:Pero en nuestro caso con tamos con una desviacin estndar de 20, por lo que tenemos que utilizar la siguiente tabla:

Nuestro fc es de 300, por lo que el fcr sera:fcr28das = 300+84 = 384 Kg/cm22. Eleccin del asentamiento (Slump).

Si las especificaciones tcnicas de obra requieres que el concreto tenga una determinada consistencia, el asentamiento puede ser elegido de la siguiente tabla:En nuestro caso requerimos de una mezcla de consistencia fluidica, por lo tanto:Slump: 5-63. Seleccin del Tamao Mximo Nominal.T.M.N. = 1 1/2 (Por granulometra)4. Estimacin del agua de mezcla.Para el volumen unitario de agua de mezcla usaremos las siguientes tablas:

Volumen unitario de agua de mezcla = 190 Lts/m35. Estimacin del contenido de aire.

Volumen de Aire = 1%6. Eleccin de la relacin a/c.Existen dos criterios (por resistencia y por durabilidad) para la seleccin de la relacin a/c.6.1 Por ResistenciaPara concretos preparados con cemento Portland tipo I o cementos comunes puede tomarse la relacin a/c de la tabla 12.2.2

En nuestro caso elegiremos por resistencia, entonces al interpolar los valores de la tabla 12.2.2, la relacin A/C sera:a/c = 0.4467. Clculo del factor cemento.8. Clculo del volumen absoluto de la pasta.9. Clculo del volumen absoluto del Agregado Global.10. Determinacin del mdulo de finura de la combinacin de agregados.El mdulo de fineza de la combinacin de agregados se aproxima a los valores indicados en la tabla 16.3.10

Vab A. Global = 1 - 0.327= 0.673 m3De la tabla 16.3.10 obtenemos el mdulo de fineza de la combinacin de agregados (mc):Por interpolacin tenemos: al mismo tiempo contamos, previamente, con valores de los mdulos de fineza del agregado fino (mf) y del agregado grueso (mg), de los cuales haremos uso para obtener el porcentaje de agregado fino respecto al volumen total de agregados mediante la siguiente frmula:

BolsasMF10.0237x95.7985.71mc = 5.8711. Clculo del porcentaje de incidencia del A. Fino respecto al A. Global12. Clculo del porcentaje de incidencia del A. Grueso respecto al A. Global.13. Clculo del volumen absoluto de los agregados.rg = 100 30.51 = 69.49 %Vab ag. Fino = 0.673 x 0.3051 = 0.21 m3Vab ag. Grueso = 0.673 x 0.6949 = 0.463 m314. Clculo de los pesos secos de los agregados.15. Valores de diseo en laboratorio16. Correccin por humedad superficial de los agregadosEl contenido de agua aadida para formar la pasta ser afectada por el contenido de humedad de los agregados. Por lo tanto estos efectos deben ser tomados estimados y la mezcla debe ser ajustada tomndolos en cuenta.Se sabe:Ag. Fino = 0.21 x 2590 = 543.9 KgAg. Grueso = 0.463 x 2540 = 1176.02 KgCemento = 426.009 Kg/m3Agua = 190 Lts/m3Ag. Fino seco = 543.9 Kg/m3 Ag. Grueso seco = 1176.02 Kg/m3

17. Clculo de los pesos hmedos.18. Humedad superficial19. Clculo del aporte de agua por humedad de los agregados.W%-Abs%HSAf8.69-12.69=-4Ag3.99-1.71=2.2820. Agua efectiva21. Valores de diseo al pie de obra22. ProporcionamientoAgua efectiva = 190 5.054 = 184.946 Lts.Cemento = 426.009 Kg/m3Agua efectiva = 184.946 Lts/m3Ag. Fino hmedo = 591.165 Kg/m3Ag. Grueso hmedo = 1222.94 Kg/m3VI. EnsayosA. Concreto fresco

A. Concreto Endurecido

V. Diseo de Mezcla con aditivoEspecificaciones Tcnicas.Antes de disear una mezcla de concreto debemos tener en mente, primero, el revisar los planos y las especificaciones tcnicas de obra, donde podremos encontrar todos los requisitos que fij el ingeniero proyectista para que la obra pueda cumplir ciertos requisitos durante su vida til.Eleccin de la resistencia promedio.La resistencia requerida se puede obtener de 4 formas:- Cuando no se cuente con un registro de resultados de ensayos- Por el Grado de Control de Calidad- Por el Comit Europeo- Por la ecuacin del ACI:Pero en nuestro caso con tamos con una desviacin estndar de 20, por lo que tenemos que utilizar la siguiente tabla:

Nuestro fc es de 300, por lo que el fcr sera:fcr28das = 300+84 = 384 Kg/cm22. Eleccin del asentamiento (Slump).

Si las especificaciones tcnicas de obra requieres que el concreto tenga una determinada consistencia, el asentamiento puede ser elegido de la siguiente tabla:En nuestro caso requerimos de una mezcla de consistencia fluidica, por lo tanto:Slump: 5-63. Seleccin del Tamao Mximo Nominal.T.M.N. = 1 1/2 (Por granulometra)4. Estimacin del agua de mezcla.Para el volumen unitario de agua de mezcla usaremos las siguientes tablas:

Volumen unitario de agua de mezcla = 190 Lts/m3Por el aditivo 190-0.25*190=142.5 lts5. Estimacin del contenido de aire.

Volumen de Aire = 1%6. Eleccin de la relacin a/c.Existen dos criterios (por resistencia y por durabilidad) para la seleccin de la relacin a/c.6.1 Por ResistenciaPara concretos preparados con cemento Portland tipo I o cementos comunes puede tomarse la relacin a/c de la tabla 12.2.2

En nuestro caso elegiremos por resistencia, entonces al interpolar los valores de la tabla 12.2.2, la relacin A/C sera:a/c = 0.4467. Clculo del factor cemento.8. Clculo del volumen absoluto de la pasta.9. Clculo del volumen absoluto del Agregado Global.10. Determinacin del mdulo de finura de la combinacin de agregados.El mdulo de fineza de la combinacin de agregados se aproxima a los valores indicados en la tabla 16.3.10

Vab A. Global = 1 - 0.2593 = 0.7407 m3De la tabla 16.3.10 obtenemos el mdulo de fineza de la combinacin de agregados (mc):Por interpolacin tenemos: al mismo tiempo contamos, previamente, con valores de los mdulos de fineza del agregado fino (mf) y del agregado grueso (mg), de los cuales haremos uso para obtener el porcentaje de agregado fino respecto al volumen total de agregados mediante la siguiente frmula:

BolsasMF75.647.52x85.71mc = 5.6811. Clculo del porcentaje de incidencia del A. Fino respecto al A. Global12. Clculo del porcentaje de incidencia del A. Grueso respecto al A. Global.13. Clculo del volumen absoluto de los agregados.rg = 100 35.11 = 64.89 %Vab ag. Fino = 0.7407 x 0.3511 = 0.26 m3Vab ag. Grueso = 0.7407 x 0.6489 = 0.48 m314. Clculo de los pesos secos de los agregados.15. Valores de diseo en laboratorio16. Correccin por humedad superficial de los agregadosEl contenido de agua aadida para formar la pasta ser afectada por el contenido de humedad de los agregados. Por lo tanto estos efectos deben ser tomados estimados y la mezcla debe ser ajustada tomndolos en cuenta.Se sabe:Ag. Fino = 0.26 x 2590 = 673.4 KgAg. Grueso = 0.48 x 2540 = 1219.2 KgCemento = 319.51 Kg/m3Agua = 142.5 Lts/m3Ag. Fino seco = 673.4 Kg/m3Ag. Grueso seco = 1219.2 Kg/m3Aditivo = 4.79 cm3/m3

17. Clculo de los pesos hmedos.18. Humedad superficial19. Clculo del aporte de agua por humedad de los agregados.W%-Abs%HSAf8.69-12.69=-4Ag3.99-1.71=2.2820. Agua efectiva21. Valores de diseo al pie de obra22. ProporcionamientoAgua efectiva = 142.5 0.85 = 141.65 Lts.Cemento = 319.51 Kg/m3Agua efectiva = 141.65 Lts/m3Ag. Fino hmedo = 731.92 Kg/m3Ag. Grueso hmedo = 1267.85 Kg/m3Aditivo = 4.79 cm3/m3

Esfuerzo Mximo y Mdulo de ElasticidadTiempoL(cm)d(cm)Area(cm2)2 min30.4815.24182.415PuntoCargaDeformacin Total (mm)Esfuerzo (Kg/cm2)Deformacin Unitaria * 10^-3Esfuerzo (Kg/cm2).28 DIAS120000.5510.9640111.804515.6629240001.221.92803.937031.3257360001.632.89205.249346.9886480001.943.85606.233662.65155100002.254.82017.217878.31446120002.465.78417.874093.97727140002.5576.74818.3661109.64018160002.787.71218.8583125.30309180002.998.67619.5144140.965910200003109.64019.8425156.628711220003.1120.604110.1706172.291612240003.15131.568110.3346187.954513260003.25142.532110.6627203.617314280003.35153.496110.9908219.280215300003.45164.460211.3189234.943116320003.55175.424211.6470250.606017340003.62186.388211.8766266.268818360003.72197.352212.2047281.931719380003.85208.316212.6312297.594620400003.93219.280212.8937313.257421422004.05231.340613.2874330.4866

VII. ConclusionesLas resistencias de los concretos elaborados se asemejan normalmente a los de diseo. Obtenindose en el diseo son aditivo una resistencia por debajo del requerido y con aditivo ligeramente mayor al requerido de diseo.Se obtuvo la consistencia pedida, pues resulto que dio una consistencia plstica.Hemos logrado aprender tanto tericamente como en forma prctica a elaborar un diseo de mezclas mediante el mtodo MDULO DE FINURA.Realizamos ptimamente la grfica tratando en lo posible dndole un tendencia cuadrtica.Luego de realizada las grficas, mediante la ayuda de stas hemos podido hallar los mdulos de elasticidad.En nuestro ensayo pudimos verificar que lo que fall fue la pasta ms no los agregados; por lo que podemos decir que es un concreto de buena calidad.VIII. BibliografaAbanto Castillo, Flavio. Tecnologa del Concreto. Editorial San Marcos

American Concrete Institute Capitulo Peruano. Tecnologa del Concreto. 1998.

Rivva Lpez, Enrique. Diseo de Mezclas. Lima Per. 2013

http://www.imcyc.com/ccid/pdf/jul-dic10_2.pdfPROPIEDADVALORES

Valores por tanda Cemento = 3.83 Kg Agua efectiva = 1.69 Lts Ag. Fino hmedo = 8.78 Kg Ag. Grueso hmedo = 15.21 Kg Aditivo = 4.79 cm3

Slump8.15 pulgadas

Peso Unitario Concreto Fresco2470 Kg/ cm2

Peso del Concreto Endurecido2380 Kg/cm2

fc (Kg./cm2)pedido300 Kg./cm2

fcPromedio (7 das)230 kg/cm2

fcPromedio (28 das)328.57 Kg./cm2

Mdulo de Elasticidad (Kg./cm2)

PROPIEDADVALORES

Valores Por tanda Cemento = 5.11 Kg Agua efectiva = 2.21 Lts Ag. Fino hmedo = 7.09 Kg Ag. Grueso hmedo = 14.67 Kg

Slump6.2 pulgadas

Peso Unitario Concreto Fresco2360 Kg./ cm2

Peso del Concreto Endurecido2320 Kg./cm2

fc (Kg./cm2)pedido300 Kg./cm2

fcPromedio (7 das)190 kg/cm2

fcPromedio (28 das)271.43 Kg./cm2

Mdulo de Elasticidad (Kg./cm2)