1. Objetivo Diseñar la mezcla del concreto f’c= 280 kg/cm2 Calculo de palas en la mezcla

 

 

 

 

DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO

1. COSTOS UNITARIOSLa estructura de costos unitarios en la ingeniería civil están dado por:

Materiales Mano de Obra Equipos y Herramientas Gastos Generales y Utilidad

Los tres primeros constituyen el costo directo y el último es el costo indirecto para realizar un estricto y riguroso análisis de costos que tendremos que hacer un estudio de:

Diseño de mezcla Diseño de encofrado Análisis de los rendimientos de mano de obra Análisis de los rendimientos de equipo mecánico y herramienta

De esta manera hacemos una estructura de costos real que refleje la realidad de la obra que estamos realizando.

1. TIPOS DE MEZCLASPara la elaboración de costos unitarios de partida hay que determinar la cantidad de insumos y el tipo de ellos que intervienen en cada partida. Para poder cuantificar la cantidad de insumos hay que conocer en profundidad el diseño de mezcla ya que este nos dará las proporciones con que intervienen cada componente. Necesitamos conocer las mezclas para: 

CONCRETO SIMPLE: cimientos, sobrecimientos, falsopiso. CONCRETO ARMADO: columnas, losas, zapatas, etc. TARRAJEO: primario, de muros, columnas, vigas, etc. ASENTADO DE LADRILLOS: aparejo de soga, cabeza, cato, etc. PISOS: de concreto, losetas, mayólica, etc. CONTRAZOCALO: loseta, comento, etc.

Así por ejemplo:

La mezcla para cimientos y sobrecimientos es de cemento hormigón en la proporción 1:10+30% de piedra mediana para cimientos y 1:10+25% de piedra mediana para sobrecimientos.

1. UNIDADES LÓGICAS:Los costos unitarios en lo que respecta a materiales se cuantifican en m3, m2, ml, kg, punto. En m3 se cuantifican por lo general los cimientos corridos, sobrecimientos, vigas. Columnas y losas es decir las partidas de concreto simple y concreto armado en lo respecta a concreto simple. También se acostumbra a metrar en metros lineales los cimientos, sobrecimientos, vigas y columnas. En m2 se cuantifican las partidas de encofrados y desencofrados en concreto armado. También todo referente a muros, revoques, pisos y contrapisos, carpintería en general, vidrios, pintura. En metros lineales se cuantifican los contrazocalos.

1. DISEÑO DE MEZCLAS.  1. PESO UNITARIO DEL CONCERETO

El peso unitario del concertó es la suma de todos los componentes que intervienen en el. Nos proporciona un valor que lo podamos comparar tanto en estado fresco como en estado endurecido. Se puede comparar concreto con tres características diferentes que son:

a) Concretos normales cuyo peso por unidad de volumen se encuentra entre 2200 a 2400 kg/m3b) Concretos livianos son aquellos que tiene un peso por unidad de volumen inferior a los 1900

kg/m3c) Concretos pesados cuyo peso por unidad de volumen se encuentra entre 2800 a 6000 kg/m3

1. CANTIDAD DE MATERIAL POR METRO CUBICO

Una vez logrado hallar las condiciones necesarias del diseño de mezcla, se procede a cuantificar la cantidad de material que se necesitó por metro cubico para un determinado diseño. En nuestro caso hemos obtenido diferentes valores para cada una de las relaciones agua/cemento y cada una de ellas con su cambio de módulo de finura global. Con esto tendremos un estimado de cuanto material necesitamos para logra un metro cubico de concreto.

Estos valores son hallados tanto en el diseño seco como en el diseño de obra, en nuestro caso como las propiedades de todos los elementos utilizados se encuentran con valores normales, solo es necesario poner atención al diseño en seco, ya que el diseño en obra puede variar por el procedimiento constructivo que se siga y el grado de control que en ella se esté tomando en cuenta.

DESARROLLO DE LOS ENSAYOS EN LABORATORIO

6.1. Ensayos de los agregados

El ensayo se realizó con las indicaciones de la norma ASTM C136 y la NTP 400.012. Mediante este método se obtiene la granulometría de los agregados al ser tamizados por las mallas normalizadas.

El objetivo del ensayo es el de trazar la curva granulométrica, y a partir de ello determinar el tamaño máximo nominal para el caso del agregado grueso y el módulo de fineza para el caso del agregado fino.

TAMIZ MATERIAL RETENIDO RET (AC) PASA (AC)

ASTM gr % % %

1 1/2 0 0 0 100

1 2121 21.21 21.21 78.79

3/4 4479 44.79 65.99 34.04

1/2 2379 23.79 89.78 10.22

3/8 530 5.3 95.08 4.92

#4 320 3.2 98.28 1.72

< #4 172 1.72 100 0

total 10001 100    

•Agregado Grueso

AGREGADO GRUESO

TMN=1”

TAMIZ MATERIAL RETENIDO RET (AC) PASA (AC)

ASTM gr % % %

3/8 2.05 0.42 0.42 99.58

#4 15.07 3.10 3.52 96.48

#8 42.57 8.76 12.28 87.72

#16 80.66 16.60 28.78 71.13

#30 116.76 24.01 52.89 47.11

#50 87.91 18.09 70.97 29.03

#100 109.17 22.46 93.43 6.57

#200 22.68 4.67 98.10 1.90

CAZUELA 9.23 1.90 100.00 0.00

total 486.05 100    

TMN=2.62

AGREGADO FINO

DISEÑO DE MEZCLA F’C= 280 KG/CM2 MÉTODO A.C.I Diseño de mezcla para concreto F’C= 280 kg/cm2, cemento tipo I 5.6. MATERIALES Cemento Portland ASTM1 tipo I marca “sol” Peso específico de cemento: 3.11 gr/cm3 Agregado fino: Contenido de humedad 0.80% Porcentaje de absorción 1.02% Módulo de fineza 2.62 Peso específico de masa 2.68 gr/cm3 Peso unitario suelto 1.695 gr/cm3 Peso unitario compactado 1.785 gr/cm3 Agregado grueso Contenido de humedad 1.05% Porcentaje de absorción 0.65% Tamaño máximo nominal del A.G 1” Peso específico de masa 2.737 gr/cm3 Peso unitario suelto 1.495 gr/cm3 Peso unitario compactado 1.858 gr/cm3

SOLUCIÓN Determinación de la resistencia promedio Cuando no se cuenta con un registro de resultados de ensayos que posibilite los

cálculos, para determinar la resistencia requerida deberá ser determinada empleando los valores de tablas como:

Resistencia del concreto: f’c= 280kg/cm2 Tomaremos: f’cr= f’c + 84 = 364kg/cm2   Selección del tamaño máximo nominal   De acuerdo a la granulometría del agregado grueso. El agregado grueso deberá de estar conformado por partículas limpias, de perfil

preferentemente angular, compacta, resistentes y de textura rugosa. El TMN del agregado grueso no deberá ser mayor de: 1/5 de la menor dimensión entre las caras de encofrado 1/3 del peralte de las losas ¾ del espacio libre mínimo entre barras o alambres individuales de refuerzos. De acuerdo a la granulometría de agregado grueso, el TMN es de

1”

Selección del asentamiento del concreto Estos valores de asentamiento mostrado, se aplican cuando el

método de consolidación utilizado sea vibración. Utilizaremos una mezcla de consistencia plástica a la que

corresponde un asentamiento de 3-4’’

    Volumen unitario de agua La cantidad de agua por unidad de volumen de concreto necesaria

para obtener el asentamiento deseado, depende del TMN, perfil, textura y granulometría de los agregados; así como de la cantidad de aire incorporado.

Se determina de la siguiente tabla del comité ACI:

 Para un asentamiento de 3”-4” en una mezcla sin aire incorporado cuyo agregado grueso tiene un tamaño máximo nominal de 1” es de: 193 lt/m3.

Contenido de aire total La estructura no va a estar sometida a congelación y deshielo, no será

incorporar aire a la mezcla, de acuerdo a la tabla. A un concreto con agregado cuyo tamaño máximo nominal de 1” le corresponde 1.5% de aire incorporado.

                     

Relación agua/cemento por resistencia: Existen dos criterios (por resistencia, y por durabilidad) para la selección de la relación

a/c, de los cuales Se elegirá el menor de los valores. Con el cual se garantiza el cumplimiento de los requisitos de las especificaciones.

  Por resistencia a compresión: Para una resistencia de concreto promedio de: 364 kg/cm2, en un concreto sin aire

incorporado, se encuentra una relación a/c máxima en peso                               Relación agua cemento máxima en peso para una resistencia de 364 kg/cm2

aproximado de: 0.466 Se adaptara esta relación w/c=0.466, pues el concreto no estará sometido a condiciones

severas.

Factor cemento El factor cemento será: agua/ (relación agua-cemento)     Contenido de bolsas cantidad de cemento Dividiendo el contenido de cemento entre 42.5 kg. Se obtiene

el número de bolsas por metro cubico de concreto:   9.7 bolsas/m3        

Contenido de agregado grueso Agregados esencialmente del mismo TMN y buena gradación

producirán un concreto de satisfactoria trabajabilidad. El volumen del agregado grueso por metro cubico de concreto

depende solamente del TMN y del módulo de fineza del agregado grueso.

  El contenido de agregado grueso por unidad de volumen del

concreto se determina empleando la siguiente tabla, peso del agregado grueso por unidad de volumen de concreto, con un módulo de fineza del agregado fino de 2.62 y un tamaño máximo nominal de 1”, se encuentra un valor de b/bc igual a 0.688 m3 de agregado grueso seco compactado por unidad de volumen del concreto.

Interpolando se encuentra la relación b / bc =0.688m3Peso del agregado grueso: (b/bc)*(peso unitario compactado)= 1278.3 kg

Calculo de los volúmenes absolutosVolumen absoluto de:Cemento: (factor cemento) / (peso específico del cemento)= 0.132m3Agua: (volumen unitario de agua) /(peso específico de agua) = 0.193m3Aire: (contenido de aire) / 100= = 0.015m3A.G: (peso del agregado grueso) / (peso específico de masa)= 0.467m3Suma de los volúmenes conocidos: 0.807m3 Contenido de agregado finoVolumen absoluto del agregado fino: (1–suma de los volúmenes conocidos) =0.193m3 Peso del agregado fino seco: (0.193) (2.68*1000)=517.24kg/m3   

Valores de diseño sin corregir Cemento: 414.163 kg/m3 Agua: 193 lt/m3 Agregado fino: 517.24 kg/m3 Agregado grueso: 1278.3 kg/m3 Corrección por humedad del agregado Se corregirá por humedad de los agregados con la finalidad de obtener los

valores a ser utilizados en obra: A.F. corregido: (peso del A.F)*(1+humedad A.F./100)= 521.37 kg/m3 A.G. corregido: (peso del A.G)*(1+humedad A.G./100)=1291.72 kg/m3   Ajustes por humedad superficial Agua del A.F: (peso del A.F)*(humedad%-Absorción%) /100)= 1.1lt/m3 Agua del A.G: (peso del A.G)*(humedad%-Absorción%) /100)=5.1lt/m3   Agua neta= (193)-(6.2)= 186.8 lt/m3  

Valores finales Cemento: 414.163 kg/m3 Agua neta: 186.8 lt/m3 Agregado fino: 521.37 kg/m3 Agregado grueso: 1291.72 kg/m3 Proporciones en peso Cemento : (factor cemento/factor cemento)= 1 Agua: (volumen unitario de agua)/(factor cemento/42.5)= 19.1 lt/bolsa Agregado fino: (peso de agregado fino)/(factor cemento)= 1.25 Agregado grueso: (peso de agregado grueso) / (factor cemento)= 3.11   Peso por tanda de una bolsa de cemento Cemento: (proporción cemento)*(peso de una bolsa de cemento): 42.5 Agua: (proporción de agua)*(1): 19.1 lt/bolsa Agregado fino: (proporción de agregado fino)*(peso de una bolsa de

cemento): 53.125 kg/bolsa Agregado grueso: (proporción de agregado grueso)*(peso de una bolsa de

cemento): 132.175 kg/bolsa

Trompo mezcladora de un saco    

  Balde de albañearía balde de albañilería tiene 20 litros de capacidad   En el dato tenemos Agua: 0.95 baldes Para el agregado fino 53.125 kg/bolsa Se necesita 2.65 baldes Para el agregado grueso 132.175 kg/bolsa Se necesita 6.6 baldes

Graciassss