apoyo diseño de mezclas por método de walker

diseño de mezclas por método de Walker

El concreto es un material heterogéneo constituido principalmente de la combinación de

cemento, agua y agregados fino, grueso. El concreto contiene un pequeño volumen de

aire atrapado, y puede contener también aire intencionalmente incorporado mediante el

empleo de un aditivo.

El denominado Método WALKER se desarrolla debido a la preocupación del profesor

norteamericano Stanton Walker en relación con el hecho de que, sea cual fuera la

resistencia de diseño del concreto y por tanto su relación agua/cemento, contenido de

cemento y características del agregado fino, la cantidad de agregado grueso era la

misma.

Considerando que la relación fino-grueso debería variar en función del contenido de la

pasta en la mezcla, así como del perfil y del TMN del agregado grueso, y que otro factor

que debería ser considerado era la mayor o menor fineza del agregado fino, el profesor

Walker desarrolló una serie de tablas en donde consideró esto último, clasificando al

agregado fino como fino, mediano y grueso. Igualmente se considera si el agregado

grueso es de perfil redondeado o angular y para cada uno de los dos casos, se considera

cuatro alternativas de factor cemento. Todo ello permite encontrar un porcentaje de

agregado fino que se considera como el más conveniente en relación al volumen absoluto

total de agregado.

Este informe sólo pretende ser un aporte más al conocimiento del concreto y,

específicamente está orientado al estudio de los procedimientos a seguir para la elección

de las proporciones de la unidad cúbica de concreto por el Método Walker.

RESUMEN:

En el presente informe se ha realizado el diseño de mezclas por el método de Walker por

el que hemos tomado las proporciones en la dosificación para los criterios dados como la

resistencia de un f’c = 210 kg/cm2 y con un “slump” plástico.

Una vez completado el diseño y determinadas las cantidades en peso de cada uno de los

constitutivos del concreto se procedió con su preparación, para luego determinar su

SLUMP y peso unitario (concreto fresco); posteriormente se efectuó el vaciado en los

moldes metálicos previamente engrasados.

El concreto reposó en el molde metálico por espacio de 24 horas, al cabo de las mismas

las probetas fueron desmoldadas y sumergidas completamente en agua.

A los 7 días de vida, las probetas, fueron sometidas al Ensayo de Resistencia a la

Compresión, previa determinación de sus dimensiones y peso seco, considerando que a

esta edad alcanza el 70% de la resistencia especificada a los 28 días.

OBJETIVOS:

OBJETIVOS GENERALES:

1. Realizar el diseño de mezclas por el Método WALKER de un concreto cuya resistencia

sea de f’c = 210 kg/cm2 y de consistencia plástica.

2. Conocer la realización práctica y teórica del diseño de mezclas.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

1. Obtener un concreto que tengan las características requeridas (f’c = 210 kg/cm2,

consistencia plástica)

2. Evaluar la resistencia alcanzada por el concreto endurecido.

3. Establecer el Módulo de Elasticidad del concreto.

ALCANCE:

El presente informe puede servir para promociones posteriores, o personas que quieran

conocer el Método de WALKER diseñando con agregados de la cantera de Chávez.

También servirá de guía en el diseño de mezclas de un concreto con las características

expuestas para personas interesadas en elaborar un concreto con la cantera de Chávez.

MARCO TEÓRICO:

EL DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO

Es conceptualmente la aplicación técnica y práctica de los conocimientos científicos sobre

sus componentes y la interacción entre ellos, para lograr un material resultante que

satisfaga de la maneramás eficiente los requerimientos particulares del proyecto

constructivo.

Es usual el suponer que esta técnica consiste en la aplicación sistemática de ciertas

tablas y proporciones ya establecidas que satisfacen prácticamente todas las situaciones

normales en las obras, lo cual está muy alejado de la realidad, ya que es en esta etapa

del proceso constructivo cuando resulta primordial la labor creativa del responsable de

dicho trabajo y en consecuencia el criterio personal.

En la Tecnología del concreto moderna es una premisa básica el que no se puede

separar el diseño de mezcla, del proceso constructivo en su integridad, ya que entre

ambos existe una correspondencia biunívoca, pues para cada obra existen

condicionantes ambientales, de diseño estructural, de materiales, mano de obra, equipo,

etc., que necesariamente requieren una solución original en lo que al diseño de mezcla se

refiere.

Por otro lado, enfrentamos en la actualidad una tendencia muy marcada en los

profesionales a rehuir el diseño de mezclas en las obras, encargando muchas veces estas

labores a técnicos de laboratorio, que como sabemos, se trata por lo general en nuestro

medio de personal normalmente empírico sin formación académica (ya que en el país

existen muy pocas instituciones orientadas para instruirlos), y cuya habilidad es variable

dependiendo de lo asimilado en forma práctica durante su experiencia laboral.

En este punto, hay que precisar contra lo que algunos piensan, que el objeto del diseño

de mezcla no es llegar a obtener un valor de f'c, pues dicho parámetro sólo mide una de

las propiedades del concreto, luego no hay que perder de vista qué cosa deseamos del

resto del comportamiento del concreto, y como podemos lograrlo, ya que normalmente la

resistencia en compresión es lo más simple deobtener, pero no nos garantiza el resto.

Existen en la actualidad una serie de métodos de diseño de mezclas que con mayor o

menor refinamiento establecen tablas y/o gráficos para estimar cantidades de agua de

amasado en función del tamaño máximo, geometría del agregado y el asentamiento;

relaciones Agua/cemento a usar referidas a resistencias en compresión determinadas

experimentalmente; las proporciones en que deben intervenir la piedra y la arena en base

a gradaciones y consideraciones teóricas y/o prácticas etc.

En algunos proyectos, las especificaciones técnicas obligan al empleo de ciertos métodos

de diseño de mezcla en particular, con lo que pensamos se limita la creatividad de quién

finalmente debe diseñar e implementar las mezclas en obra.

Creemos personalmente, que las especificaciones técnicas de los proyectos deben

establecer con mucha claridad y precisión el marco conceptual para el ejecutor con

precisiones detalladas de los objetivos particulares en relación al concreto, tales como

resistencia, condiciones de durabilidad, requisitos que deben cumplir los agregados,

cemento, agua y aditivos, acabados especiales, limitaciones en cuanto a deformaciones,

generación de calor, conductividad térmica, procesos constructivos, etc. siendo lo

coherente el dejar en libertad al responsable de lograr esto en obra en cuanto a elegir el

método de diseño de mezclas que desee en la medida que se garantice el cumplimiento

de lo especificado y la calidad del producto final.

Cuando nos referimos a mezclas normales lo hacemos a concretos con densidades entre

2,300 a 2,400 Kg/m3 y resistencias máximas del orden de 350 a 400 Kg/cm2, que en la

actualidad no son difíciles de lograr si se optimizan adecuadamente todos los parámetros.

Para los efectos de estimar cantidades de agua deamasado, contenidos de aire atrapado,

relaciones Agua/cemento, recomendaciones de asentamientos y aire incorporado, nos

vamos a referir en todos los casos a las tablas elaboradas por el comité ACI-211.1-91, ya

que pese a no ser aplicables en forma absoluta para todos los casos, nos dan un punto de

partida conservador y científicamente respaldado, para luego perfeccionar los parámetros

en base a los resultados prácticos.

Debemos advertir finalmente que la etapa de diseño de mezclas de concreto antes que el

fin de un proceso, representa sólo el inicio de la búsqueda de la mezcla más adecuada

para el caso particular que abordemos, y ninguno de los métodos que trataremos puede

soslayar la prueba definitiva que supone el empleo de los diseños en condiciones reales y

su optimización en obra.

PROPIEDADES:

El concreto no es un material linealmente elástico; la relación esfuerzo deformación para

cargas crecientes en forma continua se traza como línea curva.

a) Trabajabilidad:

Es la propiedad del concreto recién mezclado, que determina la facilidad con que esta

puede ser mezclado, transportado, colocado, compactado y acabado con el menor

esfuerzo y sin la presencia de segregación y exudación durante estas operaciones.

Sin embargo se puede manifestar que la trabajabilidad es un fenómeno relativo; puesto

que dicha propiedad es función de factores tales como las características del elemento

estructural y el equipo de compactación empleado.

b) Consistencia:

Es el comportamiento de la masa en diferentes condiciones de humedad y está

relacionada con la habilidad relativa que tiene el concreto fresco para fluir. De acuerdo al

mayor o menor contenido de agua, se dice que la mezcla tiene consistencia húmeda

cuando es muy fluida, se trata de una consistencia plástica cuando es defluidez media, y

tiene consistencia seca cuando la mezcla es poco fluida.

Para medir su consistencia existen tres pruebas, nosotros usaremos la más conocida

(Prueba del revenimiento o slump test).

Slump test: Esta prueba es de carácter práctico, y se usa frecuentemente tanto en el

laboratorio como en el campo debido a su simplicidad. Su empleo es aceptado para

caracterizar el comportamiento del concreto fresco y consistencia en consolidar una

muestra representativa del mismo en un molde metálico troncocónico de 12” de alto, con

8” de diámetro en la base y 4” en la parte superior.

Procedimiento: El molde se coloca sobre una superficie plana, suave, no absorbente,

asegurándose de que la superficie interna del mismo se encuentra completamente limpia,

manteniéndolo inmóvil pisando las aletas que lleva en su parte inferior.

En seguida se vierte una capa de concreto hasta un tercio del volumen y se apisona con

una varilla de 5/8”, 60 cm de largo, redondeado en su parte inferior, aplicando 25 golpes,

uniformemente distribuidos.

El llenado del molde se completa con dos capas sucesivas similares a la primera,

enrasando la parte superior, teniéndose cuidado de que al apisonar la barra no penetre la

capa inmediata inferior.

Lleno y enrasado el molde, este debe mantenerse sujeto con los pies hasta que el

concreto excesivo alrededor de la base se haya limpiado.

Luego el molde se levanta lenta y cuidadosa en dirección vertical, permitiendo así que el

concreto resbale para medir su altura, cuando ha cesado el asentamiento. Se recomienda

que desde el inicio de la operación hasta el término no deben transcurrir más de dos

minutos.

La consistencia se registra en términos de centímetros de caída del espécimen.

c) Segregación:

La segregación se puede definir como ladescomposición mecánica del concreto en sus

partes constituyentes, de modo que su distribución deje de ser uniforme. Se puede

presentar dos formas de segregación: en la primera las partículas gruesas tienden a

separarse del mortero porque suelen desplazarse a lo largo de una pendiente o se

asientan más que las partículas finas; en la segunda forma de segregación la lechada se

separa de la mezcla y se produce exclusivamente en aquellas que están húmedas.

d) Exudación:

La exudación o sangrado sangrado es una forma de segregación en la cual una parte del

agua de la mezcla tiende a elevarse a la superficie de un concreto recién colocado. Este

fenómeno se debe a que los constituyentes sólidos no pueden retener toda el agua

cuando se sedimentan.

En el proceso de la exudación se presentan dos factores importantes, los mismos que no

necesariamente están relacionados, pero que es preciso distinguirlos:

La velocidad de exudación, que viene a ser la rapidez con la que el agua se acumula en la

superficie del concreto.

La capacidad de exudación, que está definida por el volumen total de agua que aparece

en la superficie del concreto.

La exudación del concreto no cesa hasta que la pasta de cemento se ha endurecido lo

suficientemente, como para poner fin al proceso de sedimentación.

e) 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.

f) Resistencia a la compresión:

Se considera generalmente que la resistencia del concreto, constituye la propiedad más

valiosa, aunque ésta no debe ser el único criterio de diseño, ya que en algunos casos

pueden resultar más importantes características como la durabilidad, impermeabilidad,

etc. Sin embargo la resistencia nos da una idea general de la calidad del concreto.

PASOS GENERALES EN LOS METODOS DE DISEÑO DE MEZCLAS.

Asumiendo que se conocen todas las características de los materiales como son el tipo de

Cemento elegido y sus propiedades, los agregados y sus pesos específicos y pesos

unitarios secos, granulometrías, humedades, absorciones y las condiciones particulares

de la obra a ejecutar, todos los métodos aplican los siguientes pasos:

SECUENCIA DE DISEÑO

Los siguientes pasos se consideran fundamentales en el proceso de selección de las

proporciones de la mezcla para alcanzar las propiedades deseadas en el concreto.

Ellos deben efectuarse independientemente de procedimiento de diseño seleccionado.

1. Estudiar cuidadosamente los requisitos indicados en los planos y en las

especificaciones de la obra.

2. Seleccionar la resistencia promedio requerida para obtener en obra la resistencia de

diseño especificada por el proyectista, en esta etapa se deberá tener en cuenta la

desviación estándar y el coeficiente de variación de la compañía constructora, así como el

grado del control que se ha de ejercer en obra

3. Seleccionar, en función de las características del elemento estructural y del sistema de

locación del concreto, el tamaño máximo nominal del agregado grueso.

4. Elegir la consistencia de la mezcla y expresarla en función del asentamiento de la

misma. Se tendrá en consideración, entre otros factores la trabajabilidad deseada, las

características de los elementos estructurales y las facilidades de colocación y

compactación del concreto.

5. Determinar el volumen de agua de mezclado por unidad de volumen del concreto,

considerando el tamaño máximo nominal del agregado grueso, la consistencia deseada y

la presencia de aire, incorporado oatrapado en la mezcla.

6. determinar el porcentaje de aire atrapado o el de aire total, se trate de concretos

normales o de concretos en los que exprofesamente, por razones de durabilidad, se ha

incorporado aire, mediante el empleo de un aditivo.

7. Seleccionar la relación agua-cemento requerida para obtener la resistencia deseada en

el elemento estructural. Se tendrá en consideración la resistencia promedio seleccionada

y la presencia o ausencia de aire incorporado.

8. Seleccionar la relación agua-cemento requerida por condición de durabilidad. Se tendrá

en consideración los diferentes agentes externos e internos que podrían atentar contra la

vida de la estructura.

9. Seleccionar la menor de las relaciones agua-cemento elegidas por resistencia y

durabilidad, garantizando con ello que se obtendrá en la estructura la resistencia en

comprensión necesaria y la durabilidad requerida.

10. Determinar el factor cemento por unidad cúbica de concreto, en función del volumen

unitario de agua y de la relación agua-cemento seleccionada.

11. Determinar las proporciones relativas de los agregados fino y grueso. La selección de

la cantidad de cada uno de ellos en la unidad cúbica de concreto está condicionada al

procedimiento de diseño seleccionado.

12. Determinar, empleando el método de diseño seleccionado, las proporciones de la

mezcla, considerando que el agregado esta en estado seco y que el volumen unitario de

agua no ha sido corregido por humedad del agregado.

13. Corregir dichas proporciones en función del porcentaje de absorción y el contenido de

agregados finos y gruesos.

14. Ajustar las proporciones seleccionadas de acuerdo a los resultados de los ensayos de

la mezcla realizados en el laboratorio.

15. Ajustar las proporciones finales de acuerdo a losresultados de los ensayos realizados

bajo condiciones de obra.

METODOLOGÍA Y PROCEDIMIENTO

La metodología realizada fue práctica, y se realizó en el laboratorio de materiales de

construcción.

MÉTODO WALKER

Este procedimiento considera nueve pasos para el proporcionamiento de mezclas de

concreto normal, los seis primeros pasos son idénticos al método ACI, el siguiente paso

es perteneciente al método de WALKER y los dos últimos son idénticos al método ACI

incluidos el ajuste por humedad de los agregados y la corrección a las mezclas de prueba.

1. El primer paso contempla la selección del revenimiento, cuando este no se especifica el

informe del ACI incluye una tabla en la que se recomiendan diferentes valores de

revenimiento de acuerdo con el tipo de construcción que se requiera. Los valores son

aplicables cuando se emplea el vibrado para compactar el concreto, en caso contrario

dichos valores deben ser incrementados en dos y medio centímetros.

2. La elección del tamaño máximo del agregado, segundo paso del método, debe

considerar la separación de los costados de la cimbra, el espesor de la losa y el espacio

libre entre varillas individuales o paquetes de ellas. Por consideraciones económicas es

preferible el mayor tamaño disponible, siempre y cuando se utilice una trabajabilidad

adecuada y el procedimiento de compactación permite que el concreto sea colado sin

cavidades o huecos. La cantidad de agua que se requiere para producir un determinado

revenimiento depende del tamaño máximo, de la forma y granulometría de los agregados,

la temperatura del concreto, la cantidad de aire incluido y el uso de aditivos químicos.

3. Como tercer paso, se selecciona el asentamiento en función de las características del

elemento estructural y del sistema de locación delconcreto.

4. Como cuarto paso, el informe presenta una tabla con los contenidos de agua

recomendables en función del revenimiento requerido, el tamaño máximo del agregado y

el perfil del mismo, considerando concreto sin y con aire incluido.

5. Como quinto paso, el ACI proporciona una tabla con los valores de la relación

agua/cemento de acuerdo con la resistencia a la compresión a los 28 días que se

requiera, por supuesto la resistencia promedio seleccionada debe exceder la resistencia

especificada con un margen suficiente para mantener dentro de los límites especificados

las pruebas con valores bajos. En una segunda tabla aparecen los valores de la relación

agua/cemento para casos de exposición severa.

6. El contenido de cemento se calcula con la cantidad de agua, determinada en el paso

cuatro, y la relación agua cemento, obtenida en el paso quinto; cuando se requiera un

contenido mínimo de cemento o los requisitos de durabilidad lo especifiquen, la mezcla se

deberá basar en un criterio que conduzca a una cantidad mayor de cemento, esta parte

constituye el sexto paso del método.

7. Hasta el paso anterior se tienen estimados todos los componentes del concreto,

excepto el agregado global que es el grueso y fino, cuya cantidad se calcula por

diferencia. Para este séptimo paso, se determina el porcentaje y peso seco del agregado

fino en relación al volumen absoluto total del agregado según la tabla especificada por el

método WALKER, también se determina el volumen absoluto del agregado grueso y su

respectivo peso seco.

8. El octavo paso consiste en ajustar las mezclas por humedad de los agregados, el agua

que se añade a la mezcla se debe reducir en cantidad igual a la humedad libre contribuida

por el agregado, es decir, humedad total menos absorción.

9. El último pasose refiere a los ajustes a las mezclas de prueba, en las que se debe

verificar el peso volumétrico del concreto, su contenido de aire, la trabajabilidad apropiada

mediante el revenimiento y la ausencia de segregación y sangrado, así como las

propiedades de acabado. Para correcciones por diferencias en el revenimiento, en el

contenido de aire o en el peso unitario del concreto el informe ACI 211.1-91 proporciona

una serie de recomendaciones que ajustan la mezcla de prueba hasta lograr las

propiedades especificadas en el concreto.

Método Práctico

Se realizó de la siguiente manera:

1º) A través de obtenida la dosificación, en el laboratorio se pesaron el agregado, tanto

fino como grueso, la cantidad de cemento y la cantidad de agua, de manera tal que

cumple para un volumen igual al de una tanda de tres probetas es decir para un volumen

0.02m3.

Pesando el agregado grueso

2º) Al molde contenedor del concreto se le puso una capa de aceite quemado de tal

manera que el concreto cuando este en su estado endurecido no se adhiera con el molde.

Moldes engrasados con aceite

3º) Se hizo un lavado del trompo de manera tal que no absorbiera agua de diseño.

4º) Se introdujo cada uno de los materiales de tal manera que el trompo girara para

garantizar una buena mezcla, la más homogénea.

Colocando todos los componentes del concreto para su respectivo mesclado

5º) La mezcla obtenida fue sobre gravosa.

6º) Se midió el “slump” a través del cono de Abrams, y se verificó que la muestra fuera

plástica.

Compactamos cada 1/3 de la altura del cono Comprobando si el slump es de acuerdo al

diseño

7º) La mezcla se le introdujo al molde metálico, se lo compacta con 25 golpes con una

vara en tres partes igualesEl concreto se introduce en el molde La probeta está siendo

compactada

8º) Se enraza la probeta, se la pesa y se la deja endurecer por un día.

La probeta está siendo enrazada Pesando la probeta ya enrazada

9º) Luego se saca la muestra del molde metálico y de ello se obtuvo su peso, se lo

introdujo al concreto en estado endurecido a un tanque con agua por espacio de 5 días

para su curado respectivo.

Pesando la probeta después de 24 horas Introduciendo el espécimen al agua durante 5

días

10º) Luego se saca la muestra y se la seco por un tiempo de 1 día.

Probetas después de su saturación

11º) Se rompió la probeta y se hizo el diagrama esfuerzo – deformación, antes de romper

las probetas se pesaron estas.

Probetas antes de ser ensayada a compresión

Colocación de probetas en la máquina de ensayo a compresión.

Deformímetro puesto en cero y elemento que mide la carga de compresión

Momento en que la probeta sufrió la rotura y falla, se vio que la pasta del concreto fue la

que fallo y el agregado por lo que el agregado no es tan bueno.

Se evaluó finalmente la apariencia final del concreto.

PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Diseñar una mezcla cuya resistencia especificada f’c= 210 kg/cm2, asumiendo que la

elaboración del concreto va a tener un excelente grado de control. Las condiciones de

obra requieren una consistencia plástica. El concreto no será expuesto a agentes

degradantes (no tendrá aire incorporado) además no se usará aditivos. Realizar el diseño

por el Método WALKER.

F’c=210 kg/

Consistencia plástica

Peso específico del cemento: 3.15 g/

AGREGADO FINO:

Pesoespecífico de masa: 2.124 g/

% de Abs. = 4.167 %

W% = 2.65 %

Módulo de finura: 2.54

AGREGADO GRUESO:

TMN=3/8’’

Peso específico de masa: 3.0415 g/

% de Abs. = 1.916 %

W% = 2.40 %

CARACTERÍSTICAS FÍSICO - MECÁNICAS:

A.- Agregados Fino y Grueso:

PROPIEDADES

A. FINO

A. GRUESO

TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL

-

3/8"

PESO ESPECÍFICO DE MASA (gr/cm3)

2.124

3.0415

ABSORCIÓN (%)

4.167

1.916

CONTENIDO DE HUMEDAD (%)

2.65

2.40

MÓDULO DE FINURA

2.54

6.10

ABRASIÓN (%)

-

37.06

PERFIL DEL AGREGADO

-

Redondeado

B.- Cemento:

Pórtland Tipo I Mejorado (ASTM C 1157)

Peso Específico 3.15 g/.

C.- Agua:

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

D.- Resistencia a Compresión:

f’c = 210 kg/

DISEÑO DE MEZCLA POR EL METODO WALKER

CALCULOS Y RESULTADOS:

1. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA PROMEDIO: (F’cr). Cuando no se cuente con un

registro de resultados de ensayos que posibilite el cálculo de la desviación estándar, la

resistencia promedio referida deberá ser calculada empleando la tabla y formula que se

adjunta:

Control en obra

k

Bueno

1.2

Mediano

1.3

Malo

1.4

No Control

1.5

F’cr = k*F’c

Usando la tabla con la condición de la obra tenemos: F’cr= 1.3*210 = 273 Kg/

2. TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL: Los ensayos realizados, reportan un TMN= 3/8’’

3. CONSISTENCIA: Plástica ( Slump de 3’’ a 4’’)

4. VOLUMEN UNITARIO DE AGUA: Entrando a la tabla (Tabla 10.2.2) correspondiente,

con el valor del slump y el TMN de 3/8’’, y SIN AIRE INCORPORADO, para un agregado

de forma REDONDEADO, se tiene que el volumen unitario de agua es de 201 l/

5. CONTENIDO DE AIRE: Al no haberse INCORPORADO aire solo determinaremos el

aire ATRAPADO haciendo uso de la tabla 11.2.1para un TMN de 3/8’’se tiene 3 %

6. RELACIÓN AGUA- CEMENTO (a/c):

RESISTENCIA: haciendo uso de la tabla 12.2.2 para un concreto sin aire incorporado y

para una resistencia promedio de 273 Kg/ e interpolando se tiene:

300-------------0.55

273-------------X

250-------------0.62

De donde X= 0.5878

DURABILIDAD: COMO el concreto va a estar expuesto a agentes degradantes se tiene:

Entonces tomamos:

7. FACTOR CEMENTO:

8. VOLUMEN ABSOLUTO DEL AGREGADO GLOBAL:

CEMENTO:

AGUA:

AIRE: 3%=0.03

VOLUMEN DE CEMENTO+ AGUA+AIRE = 0.3728

VOLUMEN ABSOLUTO DEL AGREGADO GLOBAL:

9. PORCENTAJE DE AGREGADO FINO: Utilizando la tabla 16.3.7, para un agregado

grueso redondeado con un TMN de 3/8’’ y agregado fino con un modulo de finura de 2.54,

encontramos para un F.C. de 10.51 , un porcentaje de agregado fino de 49 %, este valor

se lo obtuvo con la siguiente interpolación:

10 ------------- 50

10.51-------------X

11 ------------- 48

De donde X= 49

10. VOLUMENES ABSOLUTOS DEL AGREGADO FINO Y GRUESO:

VOLUMEN AGREGADO FINO:

VOLUMEN AGREGADO GRUESO :

11. PESOS SECOS DEL AGREGADO FINO Y GRUESO:

PESO SECO DEL AGREGADO FINO:

PESO SECO DEL AGREGADO GRUESO :

12. VALORES DE DISEÑO:

CEMENTO:

AGUA: /

AIRE: 3 %

AGREGADO GRUESO:

AGREGADO FINO:

13. CORRECCIÓN POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS:

PESO HUMEDO AGREGADO FINO: 652.7052 * (0.0265+1)= 670.002 Kg/

PESO HUMEDO AGREGADO GRUSO: 972.976 * (0.0240+1)= 996.327 Kg/

14. APORTE DE AGUA:

(W- % Abs)*Peso Seco /100

AGREGADO FINO:

AGREGADO GRUESO:

------------------

APORTE DE AGUA: -5.1923 l/

15. AGUA EFECTIVA: 201 l-(-5.1923 /)=206.1923 l/

16. PROPORCIONMIENTO ENPESO:

446.67/446.67: 670.002/446.67: 996.327/446.67/(206.1923/10.51

1 : 1.499 : 2.2306 / 19.591 l/bolsa.

17. PROPORCIONMIENTO PARA TRES PROBETAS:

CEMENTO:

AGUA: /

AGREGADO FINO:

AGREGADO GRUESO:

RESULTADOS DE LAS PROBETAS Y ANÁLISIS DE ESTAS.

Probeta N° 01

Estado fresco del concreto

a) Slump encontrado:

b) Consistencia: Plástica

c) Apariencia : Sobregravosa

d) No existió fenómeno de exudación.

e) No existió fenómeno de segregación.

f) Buen mezclado.

g) Peso y Peso específico del concreto en estado fresco:

DATOS PROBETA N° 01 EN ESTADO FRESCO

Peso de molde + probeta (gr)

24296

Peso de la probeta (gr)

13070

Peso del molde (gr)

11226

Diámetro del molde (cm)

15

Alto del molde (cm)

30

Volumen del molde (cm3)

5301,437603

Peso específico del concreto fresco (gr/cm3)

2,465369015

Estado seco del concreto

a) Peso específico del concreto en estado seco después de un día (cuando se saco del

molde).

DATOS PROBETA N° 01 EN ESTADO SECO (DESPUES DE UN DÍA DE SECADO)


24158


12932

Peso del molde (gr)

11226


15

Alto del molde (cm)

30


5301,437603


2,43933834

b) Peso específico del concreto antes de ser ensayado (después de ser curado por 5 días

y secado por 1 día)

DATOS PROBETA N° 01 ANTES DE SER ENSAYADA


12924


15

Alto del molde (cm)

30


5301,437603


2,437829315

c) Ensayo a compresión, carga de rotura, resistencia a compresión y módulo de

elasticidad.

ENSAYO A COMPRESIÓN DE LA PROBETA N ° 1 A7 DÍAS

CARGA DE PRUEBA (kg)

AREA DE LA PROBETA (cm2)

ESFUERZO (kg/cm2)

DEFORMACIÓN (mm)

DEFORMACIÓN UNITARIA

1000

180,5046041

5,540024892

0,000

0,0000

2000

180,5046041

11,08004978

0,000

0,0000

3000

180,5046041

16,62007467

0,000

0,0000

4000

180,5046041

22,16009957

0,000

0,0000

5000

180,5046041

27,70012446

0,000

0,0000

6000

180,5046041

33,24014935

0,000

0,0000

7000

180,5046041

38,78017424

0,020

0,0001

8000

180,5046041

44,32019913

0,100

0,0003

9000

180,5046041

49,86022402

0,160

0,0005

10000

180,5046041

55,40024892

0,230

0,0008

11000

180,5046041

60,94027381

0,280

0,0009

12000

180,5046041

66,4802987

0,310

0,0010

13000

180,5046041

72,02032359

0,370

0,0012

14000

180,5046041

77,56034848

0,430

0,0014

15000

180,5046041

83,10037337

0,470

0,0015

16000

180,5046041

88,64039827

0,510

0,0017

17000

180,5046041

94,18042316

0,560

0,0018

18000

180,5046041

99,72044805

0,620

0,0020

19000

180,5046041

105,2604729

0,670

0,0022

20000

180,5046041

110,8004978

0,730

0,0024

21000

180,5046041

116,3405227

0,780

0,0026

22000

180,5046041

121,8805476

0,840

0,0028

23000

180,5046041

127,4205725

0,870

0,0029

24000

180,5046041

132,9605974

0,930

0,0031

25000

180,5046041

138,5006223

1,010

0,0033

25250

180,5046041

139,8856285

1,050

0,0035

DATOS PROBETA N° 1 EN ESTADO SECO

Carga de rotura (kg)

25250

Esfuerzo a compresión a los 7 días (kg/cm2)

139,8856285

Esfuerzo a compresión a los 28 días( kg/cm2)

181,8513171

Observaciones

Se notó que el agregado falló junto con la pasta, además la falla fue en un sólo costado y

en la parte superior de la probeta y de forma diagonal. Además la mezcla fue homogénea.

Modulo de elasticidad (según formula)

177409,8825

Modulo deelasticidad (de la grafica)

96210,93002

Tipo de falla

DUCTIL (Progresiva)

Probeta N° 02


a) Slump encontrado:

b) Consistencia: Plástica

c) Apariencia : Sobregravosa

d) No existió fenómeno de exudación.

e) No existió fenómeno de segregación.

f) Buen mezclado.

g) Peso y Peso específico del concreto en estado fresco:



20732


12546

Peso del molde (gr)

8186


15

Alto del molde (cm)

30


5301,4376


2,3665279



molde).



20610


12424

Peso del molde (gr)

8186


15

Alto del molde (cm)

30


5301,4376


2,34351527





12402


15

Alto del molde (cm)

30


5301,4376


2,33936546


elasticidad.

ENSAYO A COMPRESIÓN DE LA PROBETA N ° 2 A 7 DÍAS



ESFUERZO (kg/cm2)

DEFORMACIÓN (mm)


1000

180,5046041

5,540024892

0,000

0,0000

2000

180,5046041

11,08004978

0,010

0,0000

3000180,5046041

16,62007467

0,080

0,0003

4000

180,5046041

22,16009957

0,150

0,0005

5000

180,5046041

27,70012446

0,230

0,0008

6000

180,5046041

33,24014935

0,300

0,0010

7000

180,5046041

38,78017424

0,370

0,0012

8000

180,5046041

44,32019913

0,430

0,0014

9000

180,5046041

49,86022402

0,490

0,0016

10000

180,5046041

55,40024892

0,550

0,0018

11000

180,5046041

60,94027381

0,620

0,0020

12000

180,5046041

66,4802987

0,680

0,0022

13000

180,5046041

72,02032359

0,750

0,0025

14000

180,5046041

77,56034848

0,800

0,0026

15000

180,5046041

83,10037337

0,850

0,0028

16000

180,5046041

88,64039827

0,900

0,0030

17000

180,5046041

94,18042316

0,950

0,0031

18000

180,5046041

99,72044805

0,990

0,0033

19000

180,5046041

105,2604729

1,050

0,0035

20000

180,5046041

110,8004978

1,120

0,0037

21000

180,5046041

116,3405227

1,180

0,0039

22000

180,5046041

121,8805476

1,240

0,0041

23000

180,5046041

127,4205725

1,290

0,0042

24000

180,5046041

132,9605974

1,360

0,0045

24750

180,5046041

137,1156161

1,410

0,0046



24750


137,1156161


178,2503009

Observaciones

Se notó que el agregado falló junto con la pasta, además la falla fue en un sólo costado y



175644,5661

Modulo de elasticidad (de la grafica)

83034,15794

Tipo de falla

DUCTIL (Progresiva)

Probeta N° 03


h) Slump encontrado:

i) Consistencia: Plástica

j) Apariencia : Sobregravosa

k) No existió fenómeno de exudación.

l) No

existió fenómeno de segregación.

m) Buen mezclado.

n) Peso y Peso específico del concreto en estado fresco:



23982


12812

Peso del molde (gr)

11170


15

Alto del molde (cm)

30


5301,4376


2,41670297



molde).



23876


12706

Peso del molde (gr)

11170


15

Alto del molde (cm)

30


5301,4376


2,39670839





12692


15

Alto del molde (cm)

30


5301,4376


2,3940676


elasticidad.

ENSAYO A COMPRESIÓN DE LA PROBETA N ° 3 A 7 DÍAS



ESFUERZO (kg/cm2)

DEFORMACIÓN (mm)


1000

180,5046041

5,540024892

0,000

0,0000

2000

180,5046041

11,08004978

0,080

0,0003

3000

180,5046041

16,62007467

0,160

0,0005

4000

180,5046041

22,16009957

0,280

0,0009

5000

180,5046041

27,70012446

0,390

0,0013

6000

180,5046041

33,24014935

0,460

0,0015

7000

180,5046041

38,78017424

0,530

0,0017

8000

180,5046041

44,32019913

0,590

0,0019

9000

180,5046041

49,86022402

0,660

0,0022

10000

180,5046041

55,40024892

0,780

0,0026

11000

180,5046041

60,94027381

0,800

0,0026

12000

180,5046041

66,4802987

0,840

0,0028

13000

180,5046041

72,02032359

0,900

0,0030

14000

180,5046041

77,56034848

0,960

0,0032

15000

180,5046041

83,10037337

1,040

0,0034

16000

180,5046041

88,64039827

1,100

0,0036

17000

180,5046041

94,18042316

1,140

0,0038

18000

180,5046041

99,72044805

1,200

0,0039

19000

180,5046041

105,2604729

1,240

0,0041

20000

180,5046041

110,8004978

1,300

0,0043

21000

180,5046041

116,3405227

1,370

0,0045

22000

180,5046041

121,8805476

1,440

0,0047

23000

180,5046041

127,4205725

1,490

0,0049

24000

180,5046041

132,9605974

1,550

0,0051

25000

180,5046041

138,5006223

1,600

0,0053

25750

180,5046041

142,655641

1,640

0,0054



25750


142,655641


185,4523332

Observaciones

Se notó que el agregado falló junto con la pasta, además la falla fue en ambos costados y



179157,8053

Modulo de elasticidad (de la grafica)

75816,98401

Tipo de falla

DUCTIL (Progresiva)

DISCUSIÓN DE RESULTADOS:

1. El “slump” conseguido fue el deseado, para una mezcla plástica (8 cm)

2. La mezcla fue sobre gravosa, es decir en el diseño hubo una excesiva cantidad de

agregado grueso.

3. Se pudo apreciar en las tres probetas ensayadas a compresión que había fallado la

pasta y el agregado, y esto nos da a entender que nuestro agregado no es muy

recomendable para

concretos de alta resistencia.

4. El módulo de elasticidad fue de 193378,3029 kg/cm2, 196574,855 kg/cm2 y

198781,8592 kg/cm2, obtenidos a partir de la curva tangente y será necesario para

algunos diseños de concreto armado.

5. La carga de rotura es de 31000 kg, 31000 kg y 31700 kg traducida al diseño final de

139,89 kg/cm2, 137,12 kg/cm2 y 142,66 Kg/cm2. Luego como promedio se halló una

resistencia de 139,89 Kg/cm2 a los 7 días.

6. A los 28 días las resistencias obtenidas son 181,85 kg/cm2, 178,25 kg/cm2 y 185,45

Kg/cm2. Luego como promedio se halló una resistencia de 181,85 Kg/cm2, por lo que se

concluye en que el diseño de mezcla por el método WALKER se realizo de manera

correcta.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

1. Por la grafica el Módulo de Elasticidad es de 96210,93002 kg/cm2, 83034,15794

kg/cm2 y 75816,98401 kg/cm2

2. La Resistencia traducida a los 28 días es de 181,85 kg/cm2 por lo que se concluye en

que el diseño de mezcla por el método WALKER se realizó de manera correcta, además

del buen cálculo del diseño de mezclas se concluye además que las propiedades físico –

mecánicas encontradas de los agregados fueron las correctas.

3. Se obtuvo un “slump” de 8 cm.

4. No se presento el problema de exudación y segregación.

5. El agregado no es el más óptimo para concretos de alta resistencia.

6. El proporcionamiento obtenido fue 1 : 1.499 : 2.2306 / 19.591 l/bolsa.

7. Se recomienda que sea cual fuere el método de diseño empleado, así como el mayor o

menor grado de refinamiento que se aplique en el mismo, el concreto resultante debe

siempre considerarse como un material de ensayo cuyas proporciones definitivas se

establecen en función de los resultados de las experiencias de laboratorio y las

condiciones de trabajo en obra.

BIBLIOGRAFÍA:

Enrique Riva López – Diseño de Mezclas

MTC- Manual de Ensayo DE Materiales

Apuntes de Clases

Páginas de Internet

apoyo diseño de mezclas por método de walker

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