Tec Metodo Aci211

11-12-2014

DISEÑO DE LA MEZCLA DE

CONCRETO –METODO ACI 211

CURSO:

TECNOLOGIA DEL CONCRETO

DOCENTE:

ING. JUAN CARLOS AVILA

ALUMNOS:

ALCANTARA CHAVEZ.PIERRE

CAYOTOPA CABANILLAS KEVIN

INFANTE CALDERON LUIS ENRIQUE

LOBATO CHAVEZ NEISER

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INGENIERIA CIVIL

I. ANTECEDENTES.

Este trabajo de laboratorio se llevó a cabo debido a la exploración a la

cantera “DON LUCHO” a comienzos del presente ciclo, continuando con

los ensayos de laboratorio realizados a los agregados de la cantera ya

mencionada, para ahora proceder a hacer un diseño de mezcla de

concreto usando el método ACI 211. Este trabajo representa un inicio en

una rama de nuestra carrera que es la construcción, ya que un buen

diseño de mezclas del concreto es fundamental. No debemos olvidarnos

de la calidad de los agregados, del agua y del tipo de entorno a realizar la

obra para poder elegir el adecuado cemento y, si es necesario, el uso de

aditivos.

II. OBJETIVO.Diseñar mezclas de concreto a partir de las características o

propiedades físicas básicas de los componentes, de manera

óptima, para obtener resultados óptimos en cuanto a:

- Manejabilidad del concreto recién mezclado.

- Propiedades requeridas en el concreto endurecido.

- Economía.

Verificar mediante ensayos de laboratorio el asentamiento.

III. MARCO TEORICO. Siempre que sea posible, la dosificación de concreto deberá

basarse en datos obtenidos de experiencias en laboratorio, en las cuales han sido utilizados los materiales a ser empleados en obra, si esta información es limitada o en el peor de los casos no se dispone de esta información. Las estimaciones dadas en estas recomendaciones pueden ser empleadas.

Será útil la siguiente información de materiales disponibles:

➢ Análisis Granulométrico del agregado fino y grueso.➢ Peso unitario del agregado grueso.➢ Peso específico de masa, porcentajes de absorción y humedad de los agregados a utilizarse.➢ Tipo y marca del cemento Portland escogido.➢ Peso específico del cemento Portland.

IV. PROCEDIMIENTOINSTALACIONES ELECTRICAS

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INGENIERIA CIVIL

La obtención de los pesos de las mezclas de concreto

especificado, se hace siguiendo una secuencia de pasos

lógicos y directos, los cuales acomodan las características de

los materiales disponibles en una mezcla adecuada para el

trabajo.

Las especificaciones con las que un diseñador cuenta pueden

ser algunas o todas las siguientes

➢ Máxima relación Agua – Cemento.

➢ Mínimo contenido de cemento.

➢ Contenido de aire.

➢ Asentamiento (Slump).

➢ Tamaño máximo de agregado.

➢ Resistencia.

➢ Otros requerimientos tales como: Resistencia de sobre

diseño, aditivos y tipos especiales de concreto o agregados.

CARACTERÍSTICAS FÍSICO – MECÁNICAS DE LOS

AGREGADOS

CANTERA DON LUCHO

(salida a la costa)

1. AGREGADO FINO

➢ Peso Específico de Masa → 2660 kg/m3

➢ Contenido de Humedad → 3.690%

➢ Absorción → 1.26%

➢ Módulo de Finura → 2.73

2. AGREGADO GRUESO

➢ Peso Específico de Masa: → 2620 kg/m3

➢ Peso Específico compactado. → 1533.96 kg/m3

➢ Contenido de Humedad → 1.033 %

➢ Absorción → 1.4553 %

3. Cemento Pacasmayo Tipo V

➢ Peso Específico → 3130 kg/m3

INSTALACIONES ELECTRICAS

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INGENIERIA CIVIL

4. Agua Potable

5. Elemento Estructural

➢ Pilar de puentes.

6. Resistencia a la Compresión

➢ f’c = 210 kg/cm2 (28 días)

7. Desviación estándar.

➢ 23.

8. Consistencia.

➢ Plástica.

9. Tamaño máximo nominal.

➢ 1.5.

10. Peso específico del cemento.

➢ 1.13.

SECUENCIA DEL DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO

Prescindiendo de si las características del concreto son dadas

en las especificaciones o son dejadas a criterio de quien diseña

las mezclas, obtenemos los pesos de las muestras por metro

cúbico de concreto de la siguiente manera:

MÉTODO ACI

Concreto sin aire incorporado: f’c = 210 kg/cm2

1) Calculo de la resistencia de diseño.

f’cr = 210 + 1.34 (23) = 240.82 = 241 kg / cm2

f’cr = 210 + 2.33 (23) - 35 = 228.54 = 229 kg / cm2

2) Elección del Asentamiento (Tabla I)

Asentamiento Máximo = 3”

Asentamiento Mínimo = 4”

→ SLUMP = 3” – 4”


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INGENIERIA CIVIL

3) Elección del Tamaño Máximo Nominal del

Agregado Grueso

→ T.M.N. = 1 1/2”

4) Volumen unitario de agua y contenido de aire (Tabla

II-A)

→Agua de mezcla = 181 lts/m3

→Aire Atrapado = 1 %

5) Relación: Agua (Tabla III)

Interpolando: 0.63

6) Determinación del Factor Cemento

181/0.63 = 285 kg / m3

Peso de una bolsa de cemento = 42.5 kg

→ La cantidad de cemento a utilizar será: 6.71 bolsas /

m3

7) Determinación del Agregado Grueso (Tabla IV)

Volumen Seco Compactado = Vsc = 0.687 m3

Además: Peso Unitario Seco Compactado = Pusc =

1533.9614 kg/m3

→ La cantidad de Agregado Grueso de diseño será:

1053.83 kg/m3

8) Calculo de volúmenes absolutos.

Cemento = 285 / (3.13 * 1000) = 0.091 m3

Agua = 181 / (1*1000) = 0.18 m3

Aire = 1 % = 0.01 m3

Agregado grueso = 1053.83 / (2.62*1000) = 0.4022 m3

Volumen total conocido = 0.683 m3

9) Determinación del Agregado Fino

Vol. (Ag. fino) = 1 – 0.683 = 0.316 m3

→ Vol. (Ag. fino) = 0.316 m3

→ La cantidad de Agregado Grueso de diseño será:

0.316x2660 kg = 842.62 kg / m3


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10)Materiales de diseño por m3

Cemento → 285 kg

Agua → 181 lt

Ag. Fino → 842.62 kg

Ag. Grueso → 1054 kg

Aire → 1%

11)Corrección por humedad de los agregados

Peso húmedo de:

Ag. Fino = 842.62 kg x (1 + 0.0369) = 873.71 kg /

m3

Ag. Grueso = 1054 kg x (1 + 0.01033) = 1064.89

kg / m3

Humedad superficial del agregado:

Ag. Fino = 3.690 – 1.26 = +2.42 %

Ag. Grueso = 1.033 – 1.4553 = -0.4223 %

Aporte de los agregados:

Ag. Fino = 842.62 * (+0.0242) = +20.39 lts / m3

Ag. Grueso = 1054 * (-0.004223) = -4.45 lts / m3

= +15.94 lts /

m3

Agua efectiva = 181 – 15.94 = 165.06 lts / m3

Pesos corregidos de los materiales:

Cemento → 285 kg

Agua → 165 lt

Ag. Fino → 874 kg

Ag. Grueso → 1065 kg

12)Elaboración de Especímenes

Para nuestro ensayo se va a calcular los pesos

necesarios para la elaboración de 6 probetas.

Volumen por probeta = ((π ¿0.152) / 4) * 0.3 =

0.0053 m3

Volumen total de probetas = 0.0053 * 6 = 0.0318

m3

Por lo tanto el requerimiento de materiales para la

elaboración de los ensayos:

Cemento → 0.0318 * 285 = 9.065 kg

Agua Efectiva → 0.0318 * 165 = 5.248 lts

Ag. Fino → 0.0318 * 874 = 27.801 kg


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INGENIERIA CIVIL

Ag. Grueso → 0.0318 * 1065 = 33.876 kg

V. DESCRIPCION DE ENSAYOS OBSERVADOS.

Comprobación del

asentamiento:

Para la comprobación del asentamiento se ha

realizado tres pruebas de asentamiento para lo

cual se ha hecho la medición de los pesos totales

de la dosificación que no ha salido para la

realización de 6 probetas.

Luego se ha colocado todos los materiales ya

medidos a la mezcladora tipo trompo

Seguidamente se ha hecho la prueba de

asentamiento hasta en 3 ocasiones con la mezcla

resultante.

Resultados.

Primera prueba de asentamiento:



Los resultados de la primera y segunda prueba no

fueron los adecuados debido a que en la primera

prueba se ha llenado el cono con concreto que no

se ha mezclado adecuadamente o que no ha

estado el tiempo necesario en la mezcladora para

tener la consistencia requerida, y en la tercera

prueba se ha llenado el cono con concreto que

debió ser para la quinta y sexta probeta y este ha

sido un concreto que se ha quedado por así

decirlo en la mezcladora y no ha tenido la

consistencia requerida ya que gran parte de

concreto ya se había llenado en las probetas y

quedaba un concreto bastante pobre de agregado

grueso.

Llenado de las 6 probetas de concreto.


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INGENIERIA CIVIL

Para esto se ha utilizado 5 moldes

de probeta proporcionado por el laboratorista.

Se ha llenado completamente solamente 5

probetas debido a que el volumen calculado no he

sido el adecuado, esto se debe a que un

porcentaje de la mezcla se ha quedado pegado en

la mezcladora y es por eso que la sexta probeta no

se ha llenado.

VI. CONTROLES AMBIENTALES

En la ejecución de nuestro diseño se mezcla, tuvimos sumo

cuidado de no contaminar con el concreto mezclado al entorno

con el que estábamos trabajando. El cemento, como sabemos

es una mezcla que al contacto con el agua reacciona y puede

irritar diferentes partes de nuestro cuerpo, debido a esto, el

contacto directo con el cemento debe ser el mínimo posible.

La contaminación con el concreto también se puede dar con la

naturaleza a nuestro entorno, esto incluye la flora, la fauna o el

terreno en el cual estos interactúan; debido a este conocimiento,

fuimos cuidadosos de no botar el cemento en cualquier parte;

sino, en la zona de desmonte de materiales de nuestro

laboratorio; y lavamos el mixer de manera que no quede restos

de concreto en el lugar de lavado ni en el mixer.

VII. COMPARACION DE LOS ENSAYOS VERSUS LAS

NORMAS. Según nuestros cálculos, el asentamiento en el ensayo del cono de

Abrams nos debería salir 3” a 4” con un error de ± ½“, según lo

especificado en la norma, pero en la aplicación de laboratorio nos dimos


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INGENIERIA CIVIL

cuenta, intuitivamente, de que la cantidad de agua era

insuficiente, hecho que comprobamos al ver que nuestro asentamiento

era de casi de una 1” pulgadas.

Luego de investigar en nuestros datos, dedujimos que la razón de

nuestro error en la prueba de asentamiento sea probablemente una falla

en el ensayo de humedad del agregado fino, Esta diferencia enorme de

humedad nos quitaba más de 2 litros de agua para la mezcla de diseño,

según muestran los siguientes cálculos:

12) Corrección por humedad del agregado:

Por peso húmedo de:

• Agregado Fino : 945.5

0 Kg/m3

• Agregado Grueso : 943.2

7 Kg/m3

A continuación determinamos la humedad superficial del agregado:

• Agregado Fino : 1.57 %• Agregado Grueso : -1.13 %

Y los aportes de los agregados serán:

• Agregado Fino : 14.41 l/m3• Agregado Grueso : -10.51 l/m3

Aporte de humedad de los agregados =

3.8971767 l/m3

Agua efectiva =

175.102823 l/m3

• Cemento: 261.7

0 Kg/m3

• Agua: 175.1

0 Kg/m3

• Agregado fino: 945.5

0 Kg/m3

• Agregado grueso: 943.2

7 Kg/m3


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INGENIERIA CIVIL

13) Proporciones en peso:

Diseño: 1.00 : 3.51 : 3.56 / 29.07 l/bolsaEfectivo: 1.00 : 3.61 : 3.60 / 28.44 l/bolsa

14) Para el cono de Abrams:

Diseño: 1.00 : 3.51 : 3.56 : 0.68Efectivo: 1.00 : 3.61 : 3.60 : 0.67

15) Multiplicación del volumen por los pesos volumétricos de cada material

8.32 30.0830.0

0 5.57kg. kg. kg. Litros

Finalmente, con los nuevos resultados, agregamos la cantidad de agua que

faltaba a la mezcla y obtuvimos un asentamiento de 3” lo cual, como ya

dijimos anteriormente, está dentro del error permisible por la norma.

VIII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

➢ El diseño de mezcla realizado proporciona una primera aproximación

de las proporciones de la mezcla, con el propósito de ser comprobado,

preparando y ensayando mezclas de prueba en el laboratorio, debiendo

ser ajustado si es necesario para producir las características deseadas

del concreto.

➢ La granulometría de los agregados, determinada por el análisis de

tamices es un elemento importante en la determinación: del

requerimiento unitario de agua, las proporciones del agregado grueso y

fino, y el contenido de cemento para obtener la trabajabilidad deseada.

➢ Las características físicas y químicas del cemento, influyen en las

propiedades del concreto endurecido, pero a pesar de esto, la única

propiedad del cemento usada en el cálculo de las proporciones de la

mezcla de cemento es el peso específico debido a que no genera un

error apreciable en el diseño de mezcla.


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➢ Para un conjunto dado de materiales y condiciones

de trabajo, la cantidad neta de agua utilizada por unidad de cemento,

determinan la resistencia del concreto. Esta cantidad neta de agua

excluye la cantidad de agua absorbida por los agregados.

IX. FORMATO FIRMADO POR EL TECNICO DE

LABORATORIO UPN.

Archivado en anexos

X. FOTOS Y VIDEOS

Fotos presentadas en anexos y video en diapositivas

XI. ANEXOS.

TABLA N 1


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TABLA N°2


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TABLA N 3

TABLA N 4

TABLA N 5


13

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TABLA N 6


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FOTOS: Medición del agua

Adición del agua a la mezcla.

Llenado del cono de Abrams


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INGENIERIA CIVIL

Aplicación de los 25 golpes al cono.

Retirado del cono del primer llenado:

Verificación del asentamiento:


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Verificación del segundo llenado:

Verificación del asentamiento del tercer llenado:


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