UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CURSO :

Tecnologa del Concreto

DOCENTE :

Ing. Jos Lezama Leiva

IMFORME :

Diseo de Mezcla de Concreto

INTEGRANTES:

Glvez Cabanillas, Cesar

Paima Arroyo, Manuel Torres Cabrera, Luis

Cajamarca Septiembre de 2004

DISEO DE MEZCLA DE CONCRETO

I. INTRODUCCIN:

En el basto campo de la Ingeniera civil el diseo de mezclas, es sin

lugar a dudas, una de las principales bases para elaborar todo tipo de

estructuras de Ingeniera, ya que la durabilidad y el desenvolvimiento efectivo

de dicha obra se debe casi en su totalidad al concreto con el cual se trabaja.

Es as que la labor del ingeniero es el de disear el concreto ms econmico,

trabajable y resistente que fuese posible, partiendo, desde luego, de las

caractersticas fsicos de los agregados, el cemento y el agua.

Es por ello que en la presente prctica se pretende elaborar un concreto

que rena las caractersticas necesarias para ser utilizado en distintas obras

de Ingeniera.

II. OBJETIVOS:

Realizar el diseo de mezcla de concreto con los materiales estudiados

en la primera practica de laboratorio.

Elaborar especimenes para corroborar las propiedades del concreto

fresco y endurecido.

Lograr un diseo econmico y favorable partiendo de las propiedades de

los agregados estudiados y utilizados.

PROPIEDADES DE LA MEZCLA.

Las caractersticas que se desea en una mezcla de concreto son funcin

de la utilidad que presentar en obra. As si se quiere utilizarlo en una

estructura, se tendr una resistencia acorde a las solicitaciones y adems

resistente al intemperismo, es decir que sea estable.

En carreteras con losas de concreto, adems de su resistencia al

intemperismo y a la flexotraccin, deba comportarse adecuadamente frente a

la abrasin producida por el trfico.

En depsitos estancos ya sean elevados, en superficie o enterrados,

deber ser impermeable.

Para lograr estas cualidades se debe recurrir a procedimientos

adecuados de dosificacin y en algunos casos el uso de aditivos.

Existen algunas propiedades que son comunes a todos los concretos y

no dependen de la utilidad especifica. Estas propiedades se pueden dividir en

dos grupos: cuando el concreto est en estado fresco y cuando est

endurecido.

PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO.

Consistencia o fluidez.

Es la resistencia que opone el concreto a experimentar deformaciones.

Depende de la forma, gradacin y tamao mximo del agregado en la mezcla

en la mezcla, cantidad de agua de mezclados.

La consistencia se mide mediante el ensayo de revenimiento o slump

con el Cono de Abrams (ASTM C-143), para concretos hechos con agregado

grueso cuyo tamao mximo menor de 2.

Trabajabilidad.

Es la cantidad de trabajo necesaria para compactar al mximo una

mezcla de concreto. Depende de la fluidez, la docilidad y el equipo de

compactacin con que se cuente. Como se puede apreciar, la trabajabilidad

es una combinacin de muchas variables ; de manera que se puede apreciar,

la trabajabilidad es una combinacin de muchas variables; de manera que se

puede la misma trabajabilidad combinando adecuadamente los factores que

la definen.

Homogeneidad.

Se refiere a que los componentes del concreto se encuentren en la

misma proporcin en cualquier parte de la masa. Considerando que el

concreto es una mezcla cuyos componentes tienen diferente peso especfico,

estos tendern a segregarse. La homogeneidad depende del tipo y tiempo de

mezclado, del transporte, de la compactacin, etc. Para el muestreo del

concreto se debe tomar masas que correspondan al tercio central de una

tanda de mezcladora o de un mixer.

PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDO.

Elasticidad.

Como el concreto no es material linealmente elstico, no sigue en ningn

momento la ley de Hooke, es decir que el diagrama esfuerzo deformacin no

presenta ningn tramo recto. De manera que el pseudo Mdulo de

Elasticidad es la pendiente de la secante a la curva desde el origen a un

punto de tensin determinado (generalmente la tensin de trabajo).

Para esfuerzos de trabajo pequeos y alternantes el mdulo en el origen

puede tomarse como mdulo de elasticidad dinmico.

El mdulo de elasticidad del concreto es una funcin compleja de

muchas variables como la tensin de trabajo, forma de solicitacin, duracin

de las cargas, estado higroscpico, etc.

Resistencia.

La resistencia a la compresin simple del concreto es su propiedad mas

caracterstica y la que define su calidad. En 1919, Duff Abrams estableci

experimentalmente que la resistencia a la compresin es funcin de la

relacin agua/cemento (a/c) en forma mas significativa que otras variables

como la calidad de los agregados, la compacidad, etc. La resistencia aumenta

con el tiempo y depende del estado de humedad durante el tiempo y

depende del estado de humedad durante el tiempo de depsito.

Es de suma importancia predecir la resistencia del concreto a la edad de

28 das a partir de los resultados a edades tempranas. Slater propone la

siguiente expresin.

c'fkc'fc'f 728

f'c7 = Resistencia a los 7 dias.

K = Factor regional que se determina experimentalmente.

III. CARACTERSTICAS FSICO - MECNICAS:

A.- Agregados Fino y Grueso:

PROPIEDADES A.

FINO

A.

GRUESO

TAMAO MXIMO - 2

TAMAO MXIMO NOMINAL - 1

PESO ESPECFICO DE MASA

(gr/cm3) 2.57 2.49

PESO ESPECFICO SSS

(gr/cm3) 2.60 2.52

PESO ESPECIFICO APARENTE

(gr/cm3) 2.66 2.56

ABSORCIN

(%) 1.23 1.20

CONTENIDO DE HUMEDAD 1.03 0.60

(%)

MDULO DE FINURA 3.144 7.99

SUPERFICIE ESPECFICA

(cm2/gr) 33.40 1.01

PESO UNITARIO SUELTO SECO

(Kg/m3 )

1638.

204

1596.

058

PESO U. S. COMPACTADO

(Kg/m3 )

1722.

495

1682.

259

MATERIAL < TAMIZ N 200

(%) 0.92 0.515

ABRASIN

(%) - 24.72

B.- Cemento:

Prtland Tipo I Mejorado ( ASTM C 1157)

Peso Especfico 3.11 gr/cm3.

C.- Agua:

Agua Potable, cumple con la Norma NTP 339.088 o E 0-60

D.- Elemento Estructural:

Losa Aligerada

E.- Resistencia a Compresin:

fc = 210 Kg/cm2

IV.- DISEO DE MEZCLA DE CONCRETO - METODO ACI COMIT 211:

1.- Resistencia Promedio (Resistencia media requerida):

f cr = 1.2 x f c

f cr = 1.2 x 210 Kg/cm2

f cr = 252 Kg/cm2 (Resistencia de diseo)

2.- Eleccin del asentamiento (Tabla N I).

Slump : 3 4

4. - TMN : 1

5.- Estimacin de agua de mezcla (Tabla NII)

181 litros

Aire Atrapado 1.0%

6.- Relacin A / MC (Tabla III - A):

NOTA: Utilizamos la tabla III-A, ya que el tamao mximo del agregado

grueso utilizado es de 2.

Para un TMN de 1 .

245 0.58

252 X

280 0.53

Luego:

A / MC = 0.57

Cantidad de cemento: 317.54 Kg.

Factor Cemento: 7.5 bolsas / m3

7.- Volumen de Agregado Grueso por unidad de volumen (Tabla N IV):

mf = 3.144 TMN = 1 "

2.80 3.00 3.144

0.72 0.70 X

Luego:

V = 0.686 / m3

Agregado grueso = 0.686 / m 3 x 1682 Kg. / m3 = 1154 Kg.

8.- Agregado Fino Mtodo de los Volmenes Absolutos:

Cemento 317.54/3110 = 0.1021 m3

Agua 181/1000 = 0.181 m3

A Grueso 1154/2490 = 0.4634 m3

Aire 1/100 = 0.01 m3

Total 0.7565 m3

Volumen De Agregado Fino : 1 0.7565 = 0.2435 m3

Cantidad De Agregado Fino Seco: 0.2435 x 2570 = 625.80

Kg.

9.- Pesos Secos por Metro Cbico:

Cemento = 318 Kg.

A Fino = 626 Kg.

A Grueso = 1154 Kg.

Agua = 181 Litros

10.- Pesos Hmedos por Metro Cbico:

Cemento = 318 Kg.

A Fino = 626 x 1.0103 = 632 Kg.

A Grueso = 1154 x 1.006 = 1161 Kg.

Agua Efectiva = 189 Litros

11.- Pesos Hmedos Para Tres Especimenes:

Volumen del espcimen0.02m3

Cemento = 6.4 Kg.

A Fino = 12.6 Kg.

A Grueso = 23.2 Kg.

Agua Efectiva = 3.8 Litros

12.- Proporcin en Peso:

318 632 1161 189

---------- : ----------- : ----------- / --------

318 318 318 318

+-----------------------------------------+

| 1 : 1.99 : 3.65 / 0.59 |

+-----------------------------------------+

V.- RESULTADOS DE ENSAYOS EN LABORATORIO:

A.- Elaboracin de la Mezcla de Concreto Fresco:

Material y Equipo:

Cemento

Agregado grueso

Agregado fino

Agua

Balanza de precisin

Bandeja

Palana

Badilejo

Probeta (1000 ml)

Procedimiento:

Se determina los pesos de los agregados como del cemento, de igual

manera se mide el volumen del agua efectiva resultado del diseo.

Se colocan los agregados junto con el cemento y se empieza a

remover con la ayuda de un badilejo, en diferentes direcciones logrando una

mezcla uniforme.

Luego se procede colocar el agua batiendo con cuidado para no

perder agua, y que la mezcla se haga conforme al diseo.

Una ves obtenida la mezcla se determina el SLUMP luego, despus de

pesados, aceitados (para evitar la adherencia de la mezcla al molde), y

nombrados los moldes se coloca dentro de esta la mezcla en tres capas cada

una de estas compactada con golpes realizados con el empleo de una varilla

compactadota.

Resultados de Ensayo:

a) Aspecto de la Mezcla: Sobre gravosa

b) Agua aadida : 0 Litros

B.- Ensayo para determinar el Revenimiento del Concreto SLUMP

TEST:

Material y Equipo:

Cono de Abrans.

Varilla 5/8 de pulgada x 60 cm.

Balanza de precisin.

Bandeja.

Palana

Badilejo

Wincha (5m)

Procedimiento:

Obtenida la mezcla de concreto, se procedi a colocar 3 capas de

concreto fresco en el Cono de Abrans; la primera capa se coloc a una

tercera parte del volumen del cono apisonndolo por medio de una varilla de

acero con 25 golpes, la segunda hasta las dos terceras partes y por ultimo se

apisona y enrasa, durante dicho proceso el cono debe permanecer lo ms

quieto posible, ya que el ensayo puede fallar al mnimo movimiento. Luego se

procede a retirar cono y determinar el valor del asentamiento.

Resultados de Ensayo:

SLUMP: 10.5 cm. ---------- 4

C.- Peso Unitario de Concreto Fresco:

Material y Equipo:

Concreto fresco

Balanza de precisin

Badilejo

Moldes cilndricos de 6 de dimetro por 12 de altura.

Procedimiento:

Primeramente se registra el peso del molde al vaco. Luego se procede

a colocar la mezcla de concreto en los 3 moldes metlicos para finalmente

registrar su peso en conjunto.

El volumen del molde se obtuvo a partir de sus dimensiones, ya que si

colocbamos agua en este, escurra por toda la base.

Resultados de Ensayo:

ESPECIMEN 1 2 3

W Molde

(Kg.)

8.

20

8.

285

8.

265

W Molde + Concreto

fresco (Kg.)

21

.940

22

.170

22

.105

V Molde

(m3)

0.

0056

0.

0056

0.

0056

W Concreto

(Kg.)

13

.740

13

.885

13

.750

P.U. DE C FRESCO

(Kg/m3 )

24

53.57

24

79.46

24

55.36

PROMEDIO

(Kg/m3 ) 2454.47

NOTA:

El promedio es obtenido de las muestras 1 y 3, ya que el resultado de la

muestra 2 es muy elevado con respecto a las otras muestras.

D.- Resistencia a la Compresin:

Material y Equipo:

Mquina de Compresin Simple

Concreto fresco

Moldes cilndricos de 6 de dimetro por 12 de altura.

Procedimiento:

Elaborada la mezcla de concreto fresco, se procede a colocarla en los

respectivos moldes metlicos, distribuida en tres capas cada una apisonada

con 25 golpes por medio de una varilla de acero. Luego de transcurrido un

da se desmoldan y se dejan curar en agua por siete das, tiempo por el cual

la resistencia del concreto deber alcanzar el 70% de su resistencia a los 28

das. Transcurrido el tiempo de curado se deja secar para luego ser sometidos

al ensayo de compresin, registrando as la carga de falla y sus respectivas

deformaciones.

Resultados de Ensayo:

ESPECIMEN N 1:

C

ARGA

(Kg)

DEFORMA

CION (mm)

DEF.

UNIT

ESFU

ERZO

(Kg/cm2)

1

000 0.1100

0.00

2 5.48

2000 0.2900

0.00

6 10.96

3

000 0.4100

0.00

8 16.45

4

000 0.5100

0.01

0 21.93

5

000 0.6000

0.01

2 27.41

6

000 0.6800

0.01

4 32.89

7

000 0.8000

0.01

6 38.37

8

000 0.9100

0.01

8 43.86

9

000 0.9700

0.02

0 49.34

1

0000 1.0500

0.02

1 54.82

1

1000 1.1100

0.02

2 60.30

1

2000 1.1800

0.02

4 65.78

1

3000 1.2400

0.02

5 71.27

1

4000 1.2900

0.02

6 76.75

1

5000 1.3500

0.02

7 82.23

1 1.4100 0.02 87.71

6000 8

1

7000 1.4700

0.03

0 93.19

1

8000 1.5150

0.03

1 98.68

1

9000 1.5700

0.03

2

104.1

6

2

0000 1.6200

0.03

3

109.6

4

2

1000 1.6700

0.03

4

115.1

2

2

2000 1.7100

0.03

5

120.6

0

2

3000 1.7650

0.03

6

126.0

9

2

4000 1.8100

0.03

7

131.5

7

2

5000 1.8600

0.03

8

137.0

5

2

6000 1.9000

0.03

8

142.5

3

2

7000 1.9500

0.03

9

148.0

1

2

8000 1.9900

0.04

0

153.5

0

2

9000 2.0400

0.04

1

158.9

8

3

0000 2.0900

0.04

2

164.4

6

31000 2.1500

0.04

3

169.9

4

3

2000 2.1900

0.04

4

175.4

2

3

3000 2.2600

0.04

6

180.9

1

3

4000 2.3500

0.04

7

186.3

9

3

4500 2.3700

0.04

8

189.1

3

ESPECIMEN N 2:

C

ARGA

(Kg)

DEFORMA

CION (mm)

DEF.

UNIT

ESFU

ERZO

(Kg/cm2)

1

000 0.01

0.00

02 5.48

2

000 0.04

0.00

08 10.96

3

000 0.24

0.00

48 16.45

4

000 0.42

0.00

84 21.93

5

000 0.52

0.01

04 27.41

6

000 0.71

0.01

42 32.89

7000 0.84

0.01

68 38.37

8

000 0.96

0.01

92 43.86

9

000 1.06

0.02

12 49.34

1

0000 1.11

0.02

22 54.82

1

1000 1.25

0.02

5 60.30

1

2000 1.35

0.02

7 65.78

1

3000 1.44

0.02

88 71.27

1

4000 1.51

0.03

02 76.75

1

5000 1.605

0.03

21 82.23

1

6000 1.69

0.03

38 87.71

1

7000 1.77

0.03

54 93.19

1

8000 1.84

0.03

68 98.68

1

9000 1.91

0.03

82

104.1

6

2

0000 1.99

0.03

98

109.6

4

2 2.05 0.04 115.1

1000 1 2

2

2000 2.11

0.04

22

120.6

0

2

3000 2.17

0.04

34

126.0

9

2

4000 2.22

0.04

44

131.5

7

2

5000 2.28

0.04

56

137.0

5

2

6000 2.34

0.04

68

142.5

3

2

7000 2.41

0.04

82

148.0

1

2

8000 2.48

0.04

96

153.5

0

2

9000 2.54

0.05

08

158.9

8

3

0000 2.60

0.05

2

164.4

6

3

1000 2.70

0.05

4

169.9

4

ESPECIMEN N 3:

C

ARGA

(Kg)

DEFORMA

CION (mm)

DEF.

UNIT

ESFU

ERZO

(Kg/cm2)

1

000 0.01

0.00

02 5.48

2

000 0.1

0.00

2 10.96

3

000 0.25

0.00

5 16.45

4

000 0.4

0.00

8 21.93

5

000 0.53

0.01

06 27.41

6

000 0.65

0.01

3 32.89

7

000 0.75

0.01

5 38.37

8

000 0.84

0.01

68 43.86

9

000 0.91

0.01

82 49.34

1

0000 0.99

0.01

98 54.82

1

1000 1.08

0.02

16 60.30

1

2000 1.15

0.02

3 65.78

13000 1.23

0.02

46 71.27

1

4000 1.29

0.02

58 76.75

1

5000 1.37

0.02

74 82.23

1

6000 1.43

0.02

86 87.71

1

7000 1.5 0.03 93.19

1

8000 1.57

0.03

14 98.68

1

9000 1.63

0.03

26

104.1

6

2

0000 1.67

0.03

34

109.6

4

2

1000 1.75

0.03

5

115.1

2

2

2000 1.82

0.03

64

120.6

0

2

3000 1.86

0.03

72

126.0

9

2

4000 1.91

0.03

82

131.5

7

2

5000 1.95

0.03

9

137.0

5

2

6000 2.01

0.04

02

142.5

3

2 2.06 0.04 148.0

ENSAYO A LA COMPRESIN MUESTRA N 1

y = 5.48x + 0.00

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

0.00 0.02 0.03 0.04

DEFORMACION UNITARIA

ES

FU

ER

ZO

(K

g/c

m2

)

7000 12 1

2

8000 2.11

0.04

22

153.5

0

2

9000 2.16

0.04

32

158.9

8

3

0000 2.2

0.04

4

164.4

6

3

1000 2.27

0.04

54

169.9

4

3

2000 2.31

0.04

62

175.4

2

3

3000 2.37

0.04

74

180.9

1

3

4000 2.42

0.04

84

186.3

9

3

5000 2.47

0.04

94

191.8

7

3

6000 2.52

0.05

04

197.3

5

3

7000 2.57

0.05

14

202.8

3

3

8000 2.67

0.05

34

208.3

2

ENSAYO A LA COMPRESION MUESTRA N 2

y = 5.48x + 0.00

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

180.00

0.0002 0.0168 0.0288 0.0382 0.0456 0.0540

DEFORMACION UNITARIA

ES

FU

ER

ZO

(K

g/c

m2

)

ENSAYO A LA COMPRESION MUESTRA N 3

y = 5.48x + 0.00

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

0.0002 0.0150 0.0246 0.0326 0.0390 0.0454 0.0514

DEFORMACION UNITARIA

ES

FU

ER

ZO

(K

g/c

m2)

NOTA:

El promedio es obtenido de las muestras 1 y 3, ya que el resultado del

ensayo de la muestra 2 nos muy recomendable; tal y como se expresa en las

siguientes observaciones.

Observaciones:

En cuanto al tipo de falla que tuvieron los cilindros se observaron los

siguientes:

El primer especimen si realiz una falla normal, es decir la lnea de

ruptura se ubic en la parte central y a lo largo de la muestra, notndose en

este caso, que no slo el mortero fue la que trabaj sino que tambin lo hizo

los agregados.

El segundo especimen que fue sometido al ensayo de compresin no

tuvo una falla normal, es decir el cilindro fall por un lado de su base, lo que

ESPECIMEN 1 2 3

CARGA (Tn) 34.5

0

31.0

0

38.0

0

RESISTENCI

A

A LA

COMPRESIN

(Kg/cm2)

189.

13

169.

94

208.

32

PROMEDIO

(Kg/cm2) 198.73

indica que la muestra no trabaj en su conjunto, cosa que no debera de

haber pasado.

El tercer especimen realiz una falla similar al primero.

V.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

A.- Conclusiones:

Se elaboro la mezcla de acuerdo al diseo producto de las

propiedades de los agregados ya estudiados.

Se realizaron 3 especimenes donde se pudo observar las

propiedades del concreto fresco (manejabilidad) y endurecido (resistencia a al

compresin).

Los resultados respuesta de la prctica fueron:

Concreto Sobre gravoso.

No se adiciono agua.

SLUMP de 4.

Se obtuvo una resistencia promedio de compresin 198.725 Kg/Cm2

descartando el segundo espcimen.

D.- Recomendaciones:

Se recomienda colocar los especimenes en forma correcta en la

maquina de compresin para evitar errores en el momento de la lectura y

ejecucin de la prctica.

En el momento de calcular el SLUMP se debe lograr una

compactacin adecuada, poniendo correctamente los pies, evitando el

movimiento del cono.

Los especimenes al momento de curado deben estar totalmente

sumergidos.