universidaD nacional de cajamarca
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAIng. civil
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Escuela Acadmico Profesional de Ingeniera Civil
FACULTAD DE INGENIERA
INFORME DE PRCTICA:
DISEO DE MEZCLAS POR EL METODO DIN 1045 DISEO DE MEZCALA CON
FIBRA DE ACERO
CURSO:
TECNOLOGA DEL CONCRETO
DOCENTE:
MCs. Ing. PEREZ LOAYZA, Hctor
ALUMNO:
PALOMINO BECERRA, Nilder Leonardo.
GRUPO:
B
Cajamarca, Julio de 2015.
DISEO DE MEZCLA DE CONCRETO
I.INTRODUCCIN:
En el amplio 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. Cabe sealar que para disear una
mezcla de concreto existen diferentes mtodos, en esta prctica el
mtodo a usar es el DIN-1045.
II.OBJETIVOS: Realizar el diseo de mezcla de concreto de alta
resistencia, mediante el mtodo DIN 1045, utilizando un aditivo sper
plastificante y fibra de acero. Elaborar probetas para corroborar
las propiedades del concreto fresco y endurecido, tambin para
comprobar las caractersticas dadas para dicho diseo. Lograr un
diseo econmico y favorable partiendo de las propiedades de los
agregados estudiados y utilizados
III.MARCO TEORICO:
PROPIEDADES DE LA MEZCLA.Las caractersticas que se desea en una
mezcla de concreto estn en funcin de la utilidad que prestar en
obra. As si se quiere utilizar 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 al
flexo-traccin, deba comportarse adecuadamente frente a la abrasin
producida por el rozamiento que va a haber entre la loza y los
neumticos de los vehculos.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 especfica. Estas propiedades se pueden dividir en dos
grupos: cuando el concreto est en estado fresco y 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
mezclado.La consistencia se mide mediante el ensayo de slump con el
Cono de Abrams (ASTM C-143), para concretos hechos con agregado
grueso cuyo tamao mximo es menor de 2.En la actualidad se acepta
una correlacin entre la norma alemana y los criterios
norteamericanos; considerndose que: A las consistencias secas
corresponde asentamiento de 0 a 2 (0 mm a 50 mm). A las
consistencias plsticas corresponde asentamiento de 3 a 4 (75 mm a
100 mm). A las consistencias fluidicas corresponde asentamientos de
ms de 5( 125 mm)
Trabajabilidad.Se entiende por Trabajabilidad a aquella
propiedad del concreto en estado frescola cual determina su
capacidad para ser manipulado, transportado, colocado y consolidado
adecuadamente con un mnimo de trabajo y un mximo de homogeneidad;
as como para ser acabado sin que se presente segregacin.Esta
definicin involucra conceptos tales como capacidad de moldeo,
cohesividad y capacidad de compactacin. Igualmente, la
Trabajabilidad involucra el concepto de fluidez, con nfasis en la
plasticidad y uniformidad dado que ambas tienen marcada influencia
en el comportamiento y apariencia final de la estructura.
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.
Segregacin:La segregacin se puede definir como la descomposicin
mecnica del concreto en sus partes constituyentes, de modo que su
distribucin deje de ser uniforme. Se puede presentar dos formas de
segregacin: en la primera las partculas gruesas tienden a separarse
del mortero porque suelen desplazarse a lo largo de una pendiente o
se asientan ms que las partculas finas; en la segunda forma de
segregacin la lechada se separa de la mezcla y se produce
exclusivamente en aquellas que estn hmedas.
Exudacin:La exudacin o sangrado es una forma de segregacin en la
cual una parte del agua de la mezcla tiende a elevarse a la
superficie de un concreto recin colocado. Este fenmeno se debe a
que los constituyentes slidos no pueden retener toda el agua cuando
se sedimentan.En el proceso de la exudacin se presentan dos
factores importantes, los mismos que no necesariamente estn
relacionados, pero que es preciso distinguirlos:
La velocidad de exudacin, que viene a ser la rapidez con la que
el agua se acumula en la superficie del concreto. La capacidad de
exudacin, que est definida por el volumen total de agua que aparece
en la superficie del concreto.La exudacin del concreto no cesa
hasta que la pasta de cemento se ha endurecido lo suficientemente,
como para poner fin al proceso de sedimentacin.
PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDO.Elasticidad.El concreto no
es un material completamente elstico y la relacin esfuerzo
deformacin para una carga en constante incremento, adopta
generalmente la forma de una curva. Generalmente se conoce como
mdulo de elasticidad a la relacin del esfuerzo a la deformacin
medida en el punto donde la lnea se aparta de la recta y comienza a
ser curva.Para el diseo estructural se supone un mdulo de
elasticidad constante en funcin de la resistencia a la compresin
del concreto. En la prctica, el mdulo de elasticidad del concreto
es una magnitud variable cuyo valor promedio es mayor que aquel
obtenido a partir de una frmula.En el diseo de mezclas se debe
tener en cuenta que el mdulo de elasticidad del concreto depende,
entre otros de los siguientes factores: La resistencia a la
compresin del concreto y, por lo tanto de todos aquellos factores
que lo afectan. A igualdad de resistencia, de la naturaleza
petrogrfica de los agregados. De la tensin del trabajo De la forma
y tiempo de curado del concreto Del grado de humedad del
concreto.
El mdulo de elasticidad del concreto aumenta al incrementarse la
resistencia en compresin y, para un mismo concreto, disminuye al
aumentar la tensin de trabajo.Resistencia:La resistencia a la
compresin simple del concreto es su propiedad ms caractersticay 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 ms 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 este tiempo y del estado de humedad durante el tiempo de
depsito.Durabilidad:Es aquella propiedad que se define como la
capacidad que el concreto tiene para resistir las condiciones, para
las cuales se ha proyectado, sin deteriorarse con el
tiempo.Resistencia a la compresin:Se considera generalmente que la
resistencia del concreto, constituye la propiedad ms valiosa,
aunque sta no debe ser el nico criterio de diseo, ya que en algunos
casos pueden resultar ms importantes caractersticas como la
durabilidad, impermeabilidad, etc. Sin embargo la resistencia nos
da una idea general de la calidad del concreto.ENSAYO A FLEXIN DEL
CONCRETO:Dispositivo de aplicacin de carga: Se debe utilizar un
dispositivo capaz de aplicar cargas en los tercios del claro de
prueba de tal modo que las fuerzas sean perpendiculares a las caras
horizontales de la viga y se distribuyan y apliquen uniformemente
en todo lo ancho. Este dispositivo debe ser capaz de mantener fija
la distancia entre los puntos de carga y los puntos de apoyo del
espcimen con una tolerancia de 2 mm; adems, las reacciones deben
ser paralelas a la direccin de las fuerzas aplicadas durante el
tiempo que dure la prueba. La relacin de la distancia del punto de
aplicacin de cada una de las cargas a la reaccin ms cercana
dividida entre la altura de la viga, no debe ser menor de uno. Los
bloques para la aplicacin de la carga y de apoyo de la viga deben
ser de acero del mismo ancho o mayor que el de la viga con una
altura que no exceda de 65 mm, medida a partir del centro de
giro
La distancia entre apoyos debe ser de tres veces el peralte de
la viga con una tolerancia de 2 % Esta distancia debe ser marcada
en las paredes de la viga antes del ensaye. Cabe decir que las
caras laterales del espcimen deben estar en ngulo recto con las
caras horizontales. Todas las superficies deben ser lisas y libres
de bordes, hendiduras, agujeros o identificaciones grabadas.
Se debe voltear el espcimen sobre un lado con respecto a la
posicin del moldeado. Se centra en los bloques de apoyo; stos a su
vez deben estar centrados respecto a la fuerza aplicada.Aplicacin
de la carga: La carga se debe aplicar a una velocidad uniforme, tal
que el aumento de esfuerzo de las fibras extremas no exceda de 980
kPa/min (10 kgf/cm2 por min), permitindose velocidades mayores
antes del 50% de la carga estimada de ruptura.Medicin del espcimen
despus de la prueba: Se determina el ancho promedio, el peralte y
la localizacin de la lnea de falla, con el promedio de tres medidas
una en el centro y dos sobre las aristas del espcimen aproximndolas
al milmetro.Para calcular el Momento se calculan reacciones y luego
se toman momentos en los puntos de aplicacin de las cargas.
Clculo y expresin de resultados: Si la fractura se presenta en
el tercio medio del claro el mdulo de ruptura se calcula como
sigue: R=(P*L)/(b*d2 )
Dnde: R Es el mdulo de ruptura, en kPa (kgf/cm2 ). P Es la carga
mxima aplicada, en N (kgf). L Es la distancia entre apoyos, en cm.
b Es el ancho promedio del espcimen, en cm. d Es al peralte
promedio del esp- cimen, en cm.
En el clculo anterior, no se incluyen las masas del bloque de
apoyo superior y del espcimen.Nota: Si la ruptura se presenta fuera
del tercio medio del claro, en no ms del 5% de su longitud, se
calcula el mdulo de ruptura como sigue:R=(3 P*a )/(b*d2 )
Dnde: a, Es la distancia promedio entre la lnea de fractura y el
apoyo ms cercano en la superficie de la viga en mm. Si la fractura
ocurre fuera del tercio medio del claro en ms del 5% se desecha el
resultado de la prueba. ANLISIS DE UNA VIGA SOMETIDA A FLEXIN
PURA.Consideremos una viga deformada sobre la cual tomamos un
elemento diferencial:
En la figura anterior se muestra una viga sobre la que acta un
momento flector positivo M. El eje Y es el eje de simetra de la
viga. El eje X coincide con la fibra neutra de la viga, y el plano
XZ que contiene los ejes neutros de todas las secciones (paralelos
al eje Z) recibe el nombre de superficie neutra. Los elementos de
la viga que estn sobre dicha superficie tendrn deformacin nula. Al
aplicar el momento M se produce una curvatura de la viga. As, la
seccin AB (originalmente paralela a CD, puesto que la viga era
recta) girar un ngulo d hasta la posicin AB. Los trazos AB y AB son
rectos, de forma que se verifica la hiptesis de que las secciones
planas permanecen as durante flexin. Si se denota como radio de
curvatura del eje neutro de la viga, ds la longitud de un elemento
diferencial de dicho eje y d para el ngulo entre las rectas CD y
AB.Entonces se tiene que:
El cambio de longitud de una fibra separada del eje neutro una
distancia y es:
La deformacin es igual a la variacin de longitud dividida por la
longitud inicial:
Y sustituyendo las expresiones
As, la deformacin es proporcional a la distancia y desde el eje
neutro. Ahora bien, como = E*, se tiene que:
La fuerza que acta sobre un elemento de rea dA es * dA , y
puesto que dicho elemento est en equilibrio, la suma de fuerzas
debe ser nula. Por consiguiente,
La ecuacin anterior determina la localizacin del eje neutro de
la seccin.
Por otro lado, el equilibrio requiere que el momento flector
interno originado por el esfuerzo sea igual al momento externo M.
Esto es,
I se define como el momento de inercia del rea transversal con
respecto al eje z: (Iz). De la ecuacin anterior,
Finalmente, despejando :
La ecuacin anterior establece que la tensin es directamente
proporcional a la distancia y desde el eje neutro y al momento
flector M.
Distribucin de tensiones en FLEXION PURA.
NORMATIVIDAD
ENSAYO A TRACCIN INDIRECTA.Este ensayo consiste en someter a
compresin diametral una probeta cilndrica, igual a la definida en
el ensayo Marshall, aplicando una carga de manera uniforme a lo
largo de dos lneas o generatrices opuestas hasta alcanzar la
rotura. Esta configuracin de carga provoca un esfuerzo de traccin
relativamente uniforme en todo el dimetro del plano de carga
vertical, y esta traccin es la que agota la probeta y desencadena
la rotura en el plano diametral.
Por la norma la velocidad de desplazamiento del sistema durante
la carga ser uniforme e igual a 50,8 mm/min, igual a la empleada
por la prensa en el ensayo Marshall. Distribucin terica de
tensionesTomas W. Kennedy y W. Ronald Hudson desarrollaron las
tensiones tericas que se dan en una probeta cilndrica sometida a
una carga diametral, tal y como sucede en el ensayo de traccin
indirecta. Esta distribucin terica de tensiones a lo largo de los
ejes horizontales y verticales para una carga concentrada se
muestra en la figura.
Distribucin de tensiones en el dimetro horizontal.Tensin
horizontal:
Tensin vertical:
Tensiones tangenciales:
Distribucin de tensiones en el dimetro Vertical.Tensin
horizontal:
Tensin vertical:
Tensiones tangenciales:
Dnde: P, es la carga total aplicada (N). t, es la altura de la
probeta (mm0,1mm). d, es el dimetro de la probeta (mm0,1mm).x, y,
son las coordenadas respecto al centro de la probeta.
Tensin de roturaLas ecuaciones descritas anteriormente son
vlidas para un slido elstico lineal idealizado. Aunque la mayora de
los materiales no son elsticos, los valores de tensin horizontal se
aproximan suficientemente a los reales. El fallo inicial se produce
por rotura a traccin de acuerdo con la ecuacin, por lo tanto, la
resistencia a traccin indirecta en el momento de la rotura viene
dada por la siguiente ecuacin:
Dnde: St es la resistencia a la rotura por traccin indirecta.
Pmx, es la carga mxima o carga de rotura t, es el espesor de al
probeta de la probeta d, es el dimetro de la probeta x, y, son las
coordenadas respecto al centro de la probeta.
Normas de ensayo:Como se ha comentado anteriormente, el ensayo a
traccin indirecta est normalizado segn la norma NLT-346/90
Resistencia a compresin diametral (ensayo brasileo) de mezclas
bituminosas. En dicha norma se indica el procedimiento para
determinar la resistencia a traccin indirecta de mezclas
bituminosas fabricadas en laboratorio o provenientes de testigos
extrados del pavimento. Obtenemos un parmetro que caracteriza a la
mezcla bituminosa, a la vez que optimiza el contenido de ligante,
la cohesin de la mezcla y su resistencia al esfuerzo cortante. Este
ensayo puede utilizarse para el proyecto y tambin para el control
de calidad de las mezclas bituminosas durante su fabricacin o
durante la puesta en obra. REFORZAMIENTO DEL CONCRETO CON FIBRA DE
ACERO.El uso de las fibras metlicas como refuerzo del concreto es
cada da ms cotidiano en el Mundo.Sus aplicaciones ms comunes van
desde el refuerzo de pisos industriales, comerciales y pistas de
aeropuertos, hasta el de lineamientos de tneles y la estabilizacin
de taludes a travs de concreto lanzado por va hmeda o seca.Las
fibras metlicas ofrecen muchos beneficios al concreto. A 10 aos de
haberse comenzado a utilizar este material en nuestro pas, un gran
nmero de constructores, diseadores, ingenieros, arquitectos y
usuarios finales ya incorporan en sus especificaciones este tipo de
refuerzo. Sin embargo, pocos comprenden realmente las propiedades
que las fibras metlicas aportan al concreto.
Qu hacen las fibras metlicas en el concreto?DuctilidadLas fibras
metlicas han demostrado incrementos notables del comportamiento
dctil (flexural toughness) del concreto, que es la capacidad de
redistribuir esfuerzos en la masa. Esta absorcin de energa
prcticamente ofrece una mayor capacidad de carga al concreto, por
lo que en muchos casos el incorporar fibras metlicas permite
disminuir el espesor de los pisos de concreto.El incremento del
comportamiento dctil del concreto se puede medir a travs del mtodo
de prueba normalizado. ASTM C 1018 4 Esta prueba consiste en
aplicar tres puntos de esfuerzo a una viga; la ductilidad o
absorcin de energa que ofrecen las fibras metlicas al concreto
corresponde al rea debajo de la curva carga- deflexin; la primera
corresponde a lo que normalmente se conoce como mdulo de ruptura
del concreto.A partir de este punto se calcula el rea debajo de la
curva en distintos intervalos. La realizacin de esta prueba
requiere un deflectmetro para evaluar la deflexin de la viga.
Resistencia a la fatiga.Gracias a la redistribucin de esfuerzos
en la masa de concreto que se logra con la incorporacin de fibras
metlicas, se observa un incremento significativo a la resistencia a
la fatiga. Elconcreto reforzado con fibras metlicas asegura
resistencia a un mayor nmero de repeticiones de carga, de 1.2 a 2
veces ms de las que el concreto simple soporta.Resistencia al
cortante.Las fibras metlicas brindan resistencia al cortante, que
es primordial en la construccin de pisos, tanto de uso industrial
como comercial. Esta ventaja permite prescindir de elementos como
canastillas con pasajuntas en las juntas aserradas o de control.
Las fibras metlicas, gracias a su capacidad de anclaje y
resistencia, ofrecen transferencia de carga a travs de las juntas
de contraccin, primordial cuando van a circular vehculos pesados o
montacargasResistencia al impacto.Las fibras metlicas son el nico
elemento de refuerzo que brinda al concreto un incremento de la
resistencia al impacto que va de 15 a 100 veces ms de lo que el
concreto simple soporta.Efectos de las fibras Similares al efecto
de armaduras: Mejoran el comportamiento del hormign a traccin
Aumentan la ductilidad del hormign (rea bajo la curva tensin de
compresin-deformacin) Efectos adicionales Proporcionan isotropa en
ft al no presentar direccin preferente Aumentan resistencia al
impacto y choque Aumentan resistencia a fatiga Reducen la abertura
de fisuras (+ durabilidad) Reducen ligeramente la retraccin del
hormign.Inconvenientes de las fibras Empeoran trabajabilidad del
Concreto. El parmetro L/D resulta esencial. Si L/D 1, la fibra es
esfrica y el hormign tiene ms trabajabilidad. Pueden producir
segregacin. Aumento del coste.Aplicaciones especficas Elementos de
lmina delgada. No caben las barras Contenido elevado de fibras
(> 5% en volumen) Las fibras mejoran la resistencia y tenacidad
Componentes que soportan localmente cargas o deformaciones
elevadas. Escudos de proteccin en tneles Estructuras resistentes a
explosiones y vibraciones Pilotes prefabricados para hincar
Componentes con control de figuracin. Forjados, soleras, pavimentos
Funciona como refuerzo secundario
IV.CARACTERSTICAS FSICO - MECNICAS:
Ac mostraremos las caractersticas de los agregados utilizados
para los diseos de mezclas, cabe sealar que las caractersticas de
los agregados son del primer informe que pertenecen a la cantera
Chvez. Tambin se mostrarn todas las caractersticas de los
componentes del concreto para as poder proceder con el diseo.
A.-Agregado Fino y Grueso:
Anlisis granulomtrico del agregado fino:
MALLAPESO RETENIDO
N (mm)
ACUMULADO (gr)
44,7618
82,3627.60
161,1837.20
300,5946.40
500,3070.10
1000,1586.60
CAZOLETA(200)100
Anlisis granulomtrico del agregado grueso:
MALLAPESO RETENIDO
N (mm)
ACUMULADO (%)
2"50,000.00
1 1/2"37,500.00
1"25,400.00
3/4"19,0052.716
1/2"12,700.00
3/8"9,5199.775
N 44,76100
CAZOLETA100,00
DATOS PARA EL CLCULO DEL DIN:MALLAPESO RETENIDO TANTEOS
N (mm)
ACUMULADO (%)AF = 0.495AGR = 0.505
2"50,0000
1 1/2"37,5000
1"25,4000
3/4"19,0052.71626.62158
1/2"12,7000
3/8"9,5199.77550.386375
44,761859.41
82,3627.664.162
161,1837.268.914
300,5946.473.468
500,3070.185.1995
1000,1586.693.367
CAZOLETA(200)100100
SUMA521.528455
MODULO DE FINURA5.21528455
1
PROPIEDADESA. FINOA. GRUESO
TAMAO MXIMO-3/4
TAMAO MXIMO NOMINAL-3/4
PESO ESPECFICO DE MASA (gr/cm3)2.692.41
ABSORCIN (%)2.4 %1.3 %
CONTENIDO DE HUMEDAD (%)1.375 %0.350 %
MDULO DE FINURA2.8596.52
PESO UNITARIO SUELTO SECO (Kg/m3 )16961469
B.- Cemento:Portland Tipo I (ASTM C 1157)Peso Especfico 3.11
gr/cm3.
C.- Agua:Agua Potable, cumple con la Norma NTP 339.088 o E
0-60.
Nota: Nos piden disear una mezcla de concreto normal teniendo
como base los valores de las propiedades fsicas mecnicas de los
agregados estudiados, con las siguientes
caractersticas:*(Resistencia especificada a los 28 das)
Consistencia: FLUIDA
V.- DISEO DE MEZCLA DE CONCRETO - METODO DIN 1045 UTILIZANDO
ADITIVO SPER PLASTIFICANTE Y FIBRA DE ACERO:
Paso 1: Clculo de la Resistencia Promedio (Resistencia media
requerida):
Para el clculo de la resistencia promedio tomamos como base la
resistencia especificada dada y la siguiente tabla. (Cabe sealar
que para la eleccin de la resistencia promedio hay varias opciones,
nosotros hemos elegido este que a continuacin se presenta).
Resistencia a la compresin promedio
BUENO1.1
REGULAR1.2
MALO1.5
Segn la tabla se tiene que:
* **(Resistencia de diseo).
Paso 2: Eleccin del asentamiento:Segn el requerimiento de obra
dado se requiere una consistencia plstica entonces se tiene que:
Slump: 6 7 (FLUIDO).Paso 3: TMN AGR 3/4
Paso 4: Estimacin de la cantidad de agua por m3 y el porcentaje
de aire atrapado:Utilizamos la tabla 10.2.2 (estos valores de la
tabla corresponden a concretos sin aire incorporado).Tamao mximo
nominal de agregado gruesoVolumen unitario de agua, expresado en
lt/m3, para los asentamientos y perfiles de agregado grueso
indicados.
1a 23 a 46 a 7
Agregado redondeadoAgregado angularAgregado redondeadoAgregado
angularAgregado redondeadoAgregado angular
3/8"185212201227230250
1/2"182201197216219238
3/4"170189185204208227
1"163182178197197216
1 1/2"155170170185185204
2"148163163178178197
3"136151151167163182
De la tabla obtenemos:Agua: 227 lts/m3El plastificante reduce
10% agua: 227*0.9 = 204.3 lts/m3Paso 4: clculo de aire
atrapado:Tamao mximo nominalAire atrapado
3/8"3,0%
1/2"2,5%
3/4"2,0%
1"1,5%
1 1/2"1,0%
2"0,5%
3"0,3%
6"0,2%
% Aire atrapado: 2.0 %
Paso 5: Clculo de la relacin agua/cemento.Como en el
requerimiento de obra nos dice que es para un concreto normal
entonces la eleccin de la relacin agua/cemento para el diseo lo
haremos por resistenciaDe la tabla obtenemos:Como se trata de un
concreto de alta resistencia entonces asumimos la relacin
agua/cemento:Agua/Cemento: 0.388
Paso 6: Clculo del factor cemento:
Se sabe que la cantidad de agua es: 227 lts/m3
Factor cemento: 536.55
Al resultado obtenido se le divide entre 42.5 para as calcular
el factor cemento:
Factor Cemento: 12.39 bolsas / m3
Paso 7: Balance de pesos y volmenes absolutos de lo ya calculado
(cemento, agua, aire, y calcular por diferencia de 1.00m3 el
volumen por completar con agregados)
ElementoPeso en kg/m3Volumen en m3
Agua204.30.2043
Cemento0.1693
Aire0.02
Aditivo0.9%F.C.0.001370
Balance de volmenes0.39498
Volumen absoluto del agregado total.1.00 m30.39498m3=0.60502
m3
Paso 8: Determinamos el porcentaje de incidencia de agregado
fino y agregado grueso en relacin al volumen absoluto del agregado
total.MALLAPESO RETENIDO TANTEOS
N (mm)
ACUMULADO (%)AF = 0.495AGR = 0.505
2"50,0000
1 1/2"37,5000
1"25,4000
3/4"19,0052.71626.62158
1/2"12,7000
3/8"9,5199.77550.386375
44,761859.41
82,3627.664.162
161,1837.268.914
300,5946.473.468
500,3070.185.1995
1000,1586.693.367
CAZOLETA(200)100100
SUMA521.528455
MODULO DE FINURA5.21528455
Paso 9: Determinacin del porcentaje de incidencia del agregado
fino y grueso:
% incidencia de agregado fino:0.495 m3*0.60502 = 0.29948 m3%
incidencia de agregado grueso:0.505 m3*0.60502 = 0.30554 m3
Peso de agregado fino:0.29948*2690 = 805.601 kgPeso de agregado
grueso:(0.30554-0.002564)*2410 = 730.172 kg
Paso 10: Peso secoElementoPeso en kg/m3
Agua204.3
Cemento526.546
Aire2%
agregado fino805.601
agregado grueso730.172
Aditivo0.00137
Fibra de Acero20.00
Paso 11: valores de diseo:
*pesos secos por metro cbico.
Agua = 204.3 Litros Cemento = 526.546 Kg. A Fino = 805.601 Kg. A
Grueso = 730.172 Kg. Aditivo = 0.00137 K
Paso 12: Correccin por humedad:Para hacer esta correccin
necesitamos los siguientes datos:PROPIEDADESA. FINOA. GRUESO
ABSORCIN (%)2.41.3
CONTENIDO DE HUMEDAD (%)1.3750.35
*Los pesos hmedos de los agregados fino y grueso sern igual al
respectivo peso seco multiplicado por la unidad ms el contenido de
humedad expresado en forma decimal.
Peso hmedo del agregado:Fino.805.601x 1.01375 = 816.68
kg/m3Grueso.730.172 x 1.0035 = 732.73 kg/m3
*El agua de absorcin no es parte del agua de mezclado, por lo
que deber ser excluida de las correcciones por humedad del
agregado, para ello se debe calcular la humedad superficial.
Humedad superficial del agregado:Fino.1.375-2.4 = -1.025%Grueso.
0.35-1.30 = -0.95%
*Conocida la humedad superficial se puede determinar el aporte
de cada uno de los agregados al agua de mezcla. Para ello se
multiplicara el peso seco del agregado por la humedad superficial
del mismo expresada en fraccin decimal.
Aporte de humedad del agregado:
Fino.805.601 x -1.025 %= -8.257 lt/m3Grueso.730.172 x-0.95 %=
-6.937 lt/m3Total. = -15.194 lt/m3*Como el agregado quita agua del
diseo de mezcla, dicha cantidad deber ser aumentada al agua de
diseo para as poder determinar el agua efectiva para el diseo, sea
aquella que debe ser incorporada a mescladora para no modificar la
relacin agua /cemento.
*agua efectiva204.3 + 5.194 = 219.494 lt/m3
*Y los pesos de los materiales por metro cubico de concreto, ya
corregidos por humedad del agregado, a ser empleados en las mezclas
de prueba, sern:Cemento = 526.546 Kg. A Fino = 816.68 kg.A Grueso =
732.73 kg. Agua Efectiva = 219.494 lt.Aditivo = 0.00947 kgFibra de
acero = 20.00 kg
*Proporcin en Peso para un metro cubico:
526.546 732.73 816.68 219.494---------- : ----------- :
----------- / -------- 526.546 526.546 526.546 42.5 1 : 1.39 : 1.55
/ 5.16 lts
*Volumen del espcimen 0.02m3
Cemento = 10.53 Kg A Fino = 16.33 Kg A Grueso = 14.65 Kg Agua
Efectiva = 4.39 ltsAditivo = 94.77 gFibra de Acero = 340g
PROPIEDADES EVALUADAS DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO.
A.- SLUMP:Slump 6.8
PROPIEDADES MECANICAS EVALUADAS DEL CONCRETO EN ESTADO
ENDURECIDO
D.- Resistencia a la Compresin:
1) Material y Equipo:
Mquina de Compresin Simple Concreto fresco Moldes cilndricos de
6 de dimetro por 12 de altura.
2) 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 un da se desmoldan y se dejan curar en agua por 5 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.
Etapa de fraguado de las probetas: se cubre con una bolsa para
impedir que la evaporacin del agua de mezcla. Despus de esta etapa
se desencofra y se somete a un proceso de curado. Despus de todo
este proceso se evaluara sus propiedades mecnicas.
Resultados de Ensayo:3) Resultados de Ensayo:
PROBETA 01:
tiempo:1.36min
Velocidad:36.76kg/seg
a0.15m
b0.15m
L0.40m
MOMENTO MX.200kg-m
EJE NEUTRO:0.075m
M. DE INERCIA4.22E-05m4
Esf. Mx. a Flexin35.56 kg/cm2
CARGA (kg)DEFORMACINEsf. A Flexin (kg/cm2)
0.000.000.000
200.000.502.370
400.001.004.741
600.001.507.111
800.001.909.481
1000.002.3011.852
1200.002.5014.222
1400.002.8016.593
1600.003.0018.963
1800.003.2021.333
2000.003.4023.704
2200.003.5026.074
2400.003.7028.444
2600.003.8030.815
2800.004.0033.185
3000.004.1035.556
FRACTURAANCHO (cm)LONGITUD (cm)
INICIAL0.2013.15
FINAL1.7513.75
Ductilidad = 0.127
Dislocacin de la probeta luego de ser retirada
PROBETA ADICIONAL.
tiempo:1.6min
Velocidad:2.00Tn/min
a0.15m
b0.15m
L0.45m
MOMENTO MX.240kg-m
EJE NEUTRO:0.075m
M. DE INERCIA4.22E-05m4
Esf. Mx. a Flexin 42.67 kg/cm2
CARGA (kg)DEFORMACINEsf. A Flexin (kg/cm2)
0.000.000.000
200.001.402.667
400.002.205.333
600.002.408.000
800.002.7010.667
1000.003.0013.333
1200.003.4016.000
1400.003.7018.667
1600.004.0021.333
1800.004.2024.000
2000.004.4026.667
2200.004.7029.333
2400.005.0032.000
2600.005.4034.667
2800.005.7037.333
3000.006.0040.000
3200.006.9042.667
FRACTURAANCHO (cm)LONGITUD (cm)
INICIAL0.2611.60
FINAL2.6014.25
Ductilidad = 0.182
Dislocacin de la probeta luego de ser retirada
PROBETA 1PROBETA 2
MATERIALES AL PIE DE OBRA:Cemento = 526.546 Kg. A Fino = 816.68
kg.A Grueso = 732.73 kg. Agua Efectiva = 219.494 lt.Aditivo =
0.00947 kgFibra de acero = 20.00 kgCONCRETO FRESCO.Consistencia:
fluida 6.8SEGREGACIN: Leve.EXUDACIN: Leve.PESO UNITARIO: 2.11
kg/cm3CONCRETO ENDURECIDO.RESISTENCIA MXIMA:fc = 35.56 kg/cm2E =
89448.3091 (Terico)Tipo de falla: falla Dctil pasta y agregado,
present humedad.MATERIALES AL PIE DE OBRA:Cemento = 526.546 Kg. A
Fino = 816.68 kg.A Grueso = 732.73 kg. Agua Efectiva = 219.494
lt.Aditivo = 0.00947 kgFibra de acero = 20.00 kgCONCRETO
FRESCO.Consistencia: fluida 6.8SEGREGACIN: Leve.EXUDACIN: Leve.PESO
UNITARIO: 2.11 kg/cm3CONCRETO ENDURECIDO.RESISTENCIA MXIMA:fc =
42.67 kg/cm2E = 97983.41696 (Terico)Tipo de falla: falla Dctil
pasta y agregado, present humedad.
VII._ CONCLUSIONES:
La resistencia de la mezcla de concreto diseada sin aditivo dio
una resistencia promedio a flexin 42.67 kg/cm2. La resistencia de
la mezcla de concreto diseada con aditivo dio una resistencia
promedio a los 28 das de 46.94 kg/cm2. Se obtuvo la consistencia
pedida, pues resulto que dio una consistencia fluidrica de 6.8 de
Slump. Hemos logrado aprender tanto tericamente como en forma
prctica a elaborar un diseo de mezclas mediante el mtodo DIN-1045 y
adicionarle un aditivo sper plastificante y fibra de acero que
aumente su resistencia y trabajabilidad. Pudimos verificar que lo
que fall fue los agregados ms la pasta; por lo que podemos decir
que es un concreto de regular calidad. La fibra de acero
proporciona al concreto una mayor resistencia a flexin, y evita un
colapso frgil. La fibra de acero disminuye la trabajabilidad del
concreto, por lo que es conveniente utilizar un plastificante.
Hemos logrado aprender tanto tericamente como en forma prctica a
elaborar un diseo de mezclas mediante el mtodo DIN 1045. Pudimos
verificar que lo que fall fue los agregados y la pasta; por lo que
podemos decir que es un concreto que no alcanz la resistencia
requerida. La fibra de acero es utilizada en el llenado de losas,
pavimentos y otras estructuras que permitan un correcto acomodo de
la fibra.
TECNOLOGIA DEL CONCRETO34