diseÑo de mezcla por el metodo walker

8/21/2019 DISEO DE MEZCLA POR EL METODO WALKER

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-INTEGRANTES: -ALAYA GARCIA, Renzo Antonio-CHUNQUE ALCANTARA, Alfredo-LEON VALLEJOS, Mucio Fidel

-RAMIREZ FLORES, Tommy-TRIVEOS RAMIREZ, Brand Cristopher


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INTRODUCCION: Actualmente el concreto es el material de construccin de mayor uso. Sin

embargo, si bien su calidad final depende en forma muy importante tanto deun profundo conocimiento del material como de la calidad profesional delingeniero, el concreto en general es muy desconocido en muchos de sus sietegrandes aspecto: naturaleza, materiales, propiedades, seleccin de lasproporciones, proceso de puesta en obra, control de calidad e inspeccin, ytratamiento de los elementos estructurales.

La seleccin de las proporciones por unidad cbica de concreto debe permitir

obtener un concreto con la facilidad de colocacin, densidad, resistencia,durabilidad u otras propiedades que se consideran necesarias para el casoparticular de la mezcla diseada.

Las posibilidades de empleo del concreto en la construccin son cada damayores, pudiendo en la actualidad ser utilizados para una amplia variedad depropsitos. la nica limitacin a sus mltiples aplicaciones puede ser el

desconocimiento por pate del ingeniero de todos los aspectos ya indicados; ascomo la importancia relativa de los mismos de acuerdo al uso que se pretendadar al material.

Es necesario al seleccionar las proporciones de la mezcla debe tenerse encuenta las condiciones de colocacin, la calidad y experiencia del personal

profesional y tcnico, la interrelacin entre las diversas propiedades delconcreto.


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OBJETIVOS: - Determinar el diseo de la mezcla de concreto por el Mtodo de

Diseo planteado por Walker. - Determinar la resistencia a compresin (f'c) alcanzado mediante ste

mtodo y el mdulo de elasticidad del concreto fabricado en ellaboratorio.

- Verificar el tipo de rotura obtenida en el ensayo de compresin de lasprobetas, as como la distribucin granulomtrica que se ha obtenidocon el uso de este mtodo y las condiciones de mezclado usadas.

- Verificar la hiptesis de que el Mtodo de Diseo planteado por

Walker da como resultados de diseo mezclas sobregravosas.

- Conocer mejor la tecnologa del concreto desde el punto de vistaprctico.


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III. ALCANCES SOBRE EL MTODO

Secuencia de diseo propuesta por Walker.

Determinar la resistencia promedio (f'cr) en funcin a la resistenciaespecificada (f'c) y la desviacin estndar de la compaa constructora y dellaboratorio de ensayos (S).

Seleccin del tamao mximo nominal del agregado grueso en funcin de la

granulometra y las dimensiones del elemento estructural a colar, as comoespaciamiento mnimo entre los elementos de refuerzo.

Seleccionar la consistencia de la mezcla a obtener en funcin de condiciones deobra (consistencia: plstica, seca o f luida).

Determinar el Volumen unitario de agua de diseo, en funcin del TamaoMximo Nominal, Slump, tipo de concreto (con o sin aire incorporado) [TablaWalker 10.2.2].


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Determinacin de la cantidad de aire (volumen) en funcin del TamaoMximo Nominal y si es aire atrapado o incluido, condiciones de servicio(problemas de congelamiento y deshielo, ataque de sales diversas o in sulfato).

Seleccin de la relacin Agua-Cemento: por resistencia = f (f'cr) y pordurabilidad = f(exposicin del elemento).

Determinacin del factor cemento (F.C.) en funcin del agua de mezclado y larelacin agua-cemento.

Determinacin de la suma de Volmenes Absolutos de cemento agua y aire(Pasta).

Determinacin del Volumen absoluto del Agregado Integral o Total.

Determinacin del porcentaje de incidencia del agregado fino en el contexto devolumen absoluto del agregado global.

Determinacin por diferencia del volumen de incidencia del agregado grueso.

Determinacin de los pesos secos de los agregados fino y grueso.

Correccin por humedad de los agregados Y proporcionamiento tanto en


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PROCEDIMIENTO Y CALCULOS:

-CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES:

-AGREGADO FINO : ARENA DE RIOPeso Especfico Aparente : 2.5 g/cm3Peso Unitario Suelto Seco : 1322.7 kg/m3Peso Unitario Seco Compactado : 1596 kg/m3Humedad Natural : 4.53%Absorcin : 6.38 %

Mdulo de Finura : 2.79 -AGREGADO GRUESO : PIEDRA CHANCADA

Perfil : AngularTamao Mximo Nominal : 1Peso Especfico Aparente : 2.53 g/cm3

Peso Unitario Suelto Seco : 1281.1 kg/m3

Peso Unitario Seco Compactado : 1453 kg/m3Humedad Natural : 1.03%Absorcin : 1.09 %Mdulo de Finura : 7.78


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Cemento:

CEMENTO PORTLAND ASTM C-150 TIPO I PACASMAYO.

PESO ESPECIFICO: 3150 Kg/m3

Agua:

Potable.

Concreto:

Las especificaciones del concreto son:

Fc= 300 kg/cm2

D.S. = 20 kg/cm2

Consistencia Plstica = 3- 4


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-Elaboracin del diseo de mezcla :

Determinacin de la resistencia promedio (f cr), en funcin de la

Resistencia a Compresin especificada ( f c )

f c = 300 kg/cm2y DS= 20 kg/cm2Luego por formula:fcr = 300 + 1.33 (20) = 326.60f cr = 300+2.33 (20)-35=311.60Utilizaremos el f cr mayor que ser: f cr = 326.60

Seleccin del Slump de Diseo:Consistencia plstica: 3-4

Seleccin del TMN del Agregado Grueso segn el ensayo degranulometra realizado en laboratorio:

TMN: 1


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Seleccin del volumen unitario de agua de mezclado, en este casodisearemos un concreto sin aire incorporado, de tal manera que

Agua de mezclado = 197 litros/m3

Seleccin del Contenido de Aire:No se requiere incluir aire:Contenido de aire = 1.5%

Seleccin de la Relacin Agua/Cemento:Dado que no se presenta problemas para utilizar el diseo por

durabilidad utilizaremos solo el diseo tomando en cuenta solo laresistencia.Para un concreto con un f c de 300 kg/cm2y sin aire incorporado.

A/C = 0.55


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Factor CementoFc = = = 35818 kg

Cantidad de cemento por bolsas = = 8.43 bolsas/m38 bolsas/m3

Calculo del volumen absoluto sin agregado ( quiere decir elvolumen de la pasta)

Cemento: 358.18/3150 = 0.1137 m3Agua: 197/1000 =0.197 m3Aire: 1.5/100 = 0.015 m3

Volumen de la pasta: 0.3257 m3

Calculo del volumen del agregado total.agregado total= 1 0.3257 = 0.6743 m3


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Calculo del porcentaje de incidencia del agregado fino sobre elagregado total.

MF del Af = 2.79

Por lo tanto de la tabla de Walker se tendra:

8.43 ---------------x8 ------------------467 ------------------49

X= %Af = 44.71 %

Calculo del Volumen del Af y Ag :Af = 0.6743 x (44.71%) = 0.3015 m3.Ag= 0.6743 x (100-44.71%) = 0.3728 m3.

Calculo de los pesos de los agregados (secos):Peso Af = 0.3015 x 2500 = 753.75 kg.Peso Ag = 0.3728 x 2530 = 943.184 kg


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Determinamos la cantidad de material por m3de concreto:Cemento : 358.18 kg/m3Agregado Fino : 753.75 kg/m3Agregado Grueso : 943.184 kg/m3

Agua de Mezcla: 197 lts/m3Contenido de Aire Atrapado: 1.5 %

Realizamos la correccin por humedad de los agregados:Calculo de los pesos hmedos

- Af = Peso Af x ( ) = 753.75 x ( ) = 787.89 kg

- Ag = Peso Ag x ( ) = 943.184 x ( ) = 952.90 kg

Calculo de la humedad superficial:Humedad superficial = ( W - Ab) %

Af= (4.53 6.38) % = -1.85%Ag= (1.03 1.09) % = -0.06%


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Aporte de agua por humedad superficial del agregado:Af= 753.75 x ( -0.0185) = -13.9443 ltsAg= 943.184 x (-0.0006) = -0.5659 lts

Aporte por humedad = -14.5102 lts Volumen de agua efectiva:

Agua efectiva = Agua de mezcla - Aporte por humedad

= 197 (-14.5102) = 211.5102

212 lts. Determinamos la cantidad de material por m3de concretoal pie de obra :

Cemento : 358.18 kg/m3Agregado Fino : 787.89 kg/m3

Agregado Grueso : 952.90 kg/m3Agua de Mezcla: 212 lts/m3Contenido de Aire Atrapado: 1.5 %


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Finalmente realizamos el proporcionamiento al piede obra:

1 : 2.2 : 2.7 / 25.14 lts/bolsa Calculamos las proporciones de cada material para

realizar las probetas:

Volumen de probeta: = =0.0053m3Factor =2*volumen de probeta =0.0106Cemento: 358.18*0.0106 =3.79 kg.

Agregado Fino: 787.89*0.0106 =8.35 kg.Agregado Grueso: 952.90*0.0106 =10.10 kg.Agua efectiva: 212*0.0106 =2.25 Lts.


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Adicin de los elementos de mezclado:

Luego se procede a aadir cada uno de las cantidades de los elementos, en elorden siguiente:

Primero una pequea cantidad de agua para mojar la superficie.

Luego se coloca el agregado grueso y el agregado fino, se mezcla durante untiempo.

Seguidamente se vaca el cemento, se mezcla estos elementos.

Luego se procede colocar el agua batiendo con cuidado para no perder agua, yque la mezcla se haga conforme al diseo.

Vaciamos la mezcla del trompo a una carretilla

Luego vamos a realizar clculos respecto a las caractersticas del concreto frescoy luego lo encofraremos en la probeta para luego realizar el estudio del concretoendurecido


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CALCULO DEL SLUMP

Material y Equipo: Cono de Abrans.

Varilla 5/8 de pulgada x 60 cm. Balanza de precisin. Bandeja. Reglay Badilejo Procedimiento:

Colocamos 3 capas de concreto fresco en el Cono de Abrams; la primera capa secoloc a una tercera parte del volumen del cono apisonndolo por medio deuna varilla de acero con 25 golpes, la segunda hasta las dos terceras partes y porltimo se apisona y enrasa, durante dicho proceso el cono debe permanecer loms quieto posible, ya que el ensayo puede fallar al mnimo movimiento.

Luego se procede a retirar cono y determinar el valor del asentamiento.

Al retirar el cono se determina el slump midiendo con una regla elasentamiento, con el cual determinamos su consistencia.


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Resultados de Ensayo:

CONCLUSIN:La consistencia esperada o asumida fue una consistenciaplstica cuyos valores fluctan entre 3-4 pulgadas ycomo podemos observar en la tabla adjunta los valores

obtenidos corresponden al asentamientopredeterminado.

SLUMP OBERVACIONPROBETA cm Pulg. consistencia

N 01 8.89 3.5 C. Plastica


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REALIZACIN DE LA PROBETA DE CONCRETO

Aceitamos las paredes del molde de la probeta (paraevitar la adherencia de la mezcla al molde)


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Colocamos la mezcla dentro del molde en tres capas. Cada una deestas capas es compactada con golpes realizados con el empleo deuna varilla compactadora


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Luego se enraza la superficie.

Y se la lleva a un lugar fresco y se cubre con una bolsa para impedirque la evaporacin del agua de mezcla.


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DETERMINACIN DEL 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:

Ahora al tener compactadas las dos probetas se procede analizar el pesounitario del concreto fresco del concreto fresco siguiendo los pasos:

Primeramente se registra el peso del molde vaco (el cual se ha registradoinicialmente antes de vaciar la mezcla).

Pesamos la muestra en estado fresco, y la dejamos que se seque durante24 horas

Calculamos el volumen del molde a partir de sus dimensiones haciendo usodel vernier.


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Propiedad Probeta N1

Wmolde(kg.) 11.185

Wmolde +C (kg.) 24.460

Volumen del molde (cm3) 5301.438P.U. del C (kg) 2.504


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RESISTENCIA A LA COMPRESIN:Material y Equipo:

-Mquina Universal de Compresin Simple-Concreto fresco-Moldes cilndricos de 6 de dimetro por 12 de altura.

MEDIDAS DE ACONDICIONAMIENTO PREVIO:

Luego de un da se desmoldan y se dejan curar en agua por 7 das,tiempo por el cual la resistencia del concreto deber alcanzar el60% a 70% de su resistencia a los 28 das.

Despus de esta etapa se desencofra y se somete a un proceso decurado. Despus de todo este proceso se evaluara sus propiedades

mecnicas.

Transcurrido el tiempo de curado se deja secar para luego sersometidos al ensayo de compresin


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ENSAYO DE RESISTENCIA A COMPRESIN.

Procedimiento

Despus de que la probeta est seca ensayamos a compresin,

utilizando la maquina universal. La probeta hemos ensayado a siete das por lo cual fc(a 7 das) es

igual al 70% del fc de diseo.

Datos de las medidas de la probeta y la sometemos a ensayo uanotamos todos los datos que nos dar la mquina de compresin.


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Dimetro Altura

1medida 15.30 30.0

2medida 15.24 30.33medida 15.28 30.2

promedio 15.27 30.2

cm/cm2/cm3 mm

Dimetro 15.27 152.7

Altura 30.2 302

rea 183.13

Volumen 5530.47


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Medida Carga(Kg) Deformacin(mm)

Esfuerzo(Kg/cm2)

Deformacinunitaria

0 0 0 0,00 0,000001 1000 0,05 5,46 0,000172 2000 0,24 10,92 0,000793 3000 0,47 16,38 0,001564 4000 0,59 21,84 0,001955 5000 0,71 27,30 0,002356 6000 0,86 32,76 0,002857 7000 0,95 38,22 0,003158 8000 1,04 43,68 0,003449 9000 1,13 49,15 0,0037410 10000 1,27 54,61 0,0042111 11000 1,5 60,07 0,0049712 12000 2 65,53 0,0066213 13000 3 70,99 0,00993


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0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

Carga(kg/cm2)

Deformacion

Grafica: Carga Vs. Deformacion

Series1


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0.0010.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

0.00000 0.00200 0.00400 0.00600 0.00800 0.01000 0.01200

Esfuerzo(Kg/cm2)

Deformacion unitaria (mm)

Grafica: Esfuerzo Vs. Deformacion unitaria

Series1


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CALCULOS Y RESULTADOS:

Calculo de esfuerzo alcanzado en el laboratorio:

Esfuerzo mximo alcanzado a los 7 das de curado: 62.8 kg/ cm2

Para verificar si llegamos al porcentaje de resistencia requerido paralos 7 das, hacemos:

7 das 70%fc = 175 kg/ cm2

7 das. x %fc = 70.99 kg/ cm2

X = 23.6633% fcCONCLUSIN:

- La mezcla obtenida en laboratorio por el mtodo Walker da comoresultado una mezcla sobregravosa tal como se haba predicho.

- La mezcla obtenida por ser sobregravosa trae como consecuencia

segregacin en el concreto fresco, esto por la diferencia de pesoespecfico entre el agregado fino y el grueso.


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Forma de falla: Diagonal


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Se ha podido determinar mediante observacin directade las probetas ensayadas y partidas que el grado deacomodo de las partculas no ha sido el ptimo, o seaque el mezclado y compactado no han sido loscorrectos.

- Con respecto a la calidad del agregado grueso se

puede afirmar que en cuanto a la grava esta esresistente pues no ha fallado en la rotura del concretocon excepcin de algunos granos meteorizados.

- El agregado fino presenta mucha impureza y finospor lo que sera necesario lavarlos o regular de algunaotra forma esta deficiencia.


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INTERPRETACION DE RESULTADOS:

El ensayo a compresin del espcimen de la mezcla de prueba

realizado en laboratorio a los 7 das, alcanz un valor de 70.99Kg/cm2, lo que corresponde al 23.6633% de la resistencia acompresin de diseo, a lo cual se le atribuye como factor principaldel poco alcance en la resistencia al tamao de agregado gruesoutilizado en el ensayo y adems las impurezas del agregado fino.

El tipo de falla presente que se presento fue en los apoyossuperiores como se puede apreciar en la figura. La falla es poraplastamiento. Entonces podemos decir que la fala no fue laesperada ya que debi fallara en un plano inclinado de 45 grados ycercano al eje centroidal. Adems se observo que la pasta la que

fallo ms no la el agregado.


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RECOMENDACIONES:

Implementar el material para realizar las prcticas de laboratorio.

Las pruebas para determinar las caractersticas de los agregadospara concreto son muy importantes para la ingeniera civil, ya que sueleccin influye mucho en la resistencia, calidad, cantidad y costosal realizar una obra.

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