Download - Comparacion de 4 metodos diseño de mezclas
TRABAJO DE INVESTIGACION JHONATAN, KENEDY, JUAN
UNIVERSIDAD PERUANA UNION
FACULTAD INGENIERIA Y ARQUITECTURA
E.A.P. Ingeniería civil
INFORME DE INVESTIGACION
Informe presentado en cumplimiento parcial de tecnología de concreto
Autor
Alumnos:
Jhonatan German Choquechambi Mamani
Kenedy Hanes Cutisaca Bellido
Juan Carlos Quispe Galindo
Docente
Ing: Juana Beatriz Aquise Pari
Juliaca, Noviembre del 2013
TRABAJO DE INVESTIGACION JHONATAN, KENEDY, JUAN
AGRADECIMIENTOAGRADECIMINETOS
A Dios:
Por sus bendiciones que nos da cada día.
A los docentes, por quienes me exigen y permiten que yo sea formado de la mejor
manera.
A nuestros padres Porque es ellos nos permiten continuar con nuestros estudiossuperiores.
ÍNDICE GENERAL
IDENTIFICACION DEL PROBLEMA.............................................................................................................5
PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION.................................................................................................5
Capitulo I: Introducción............................................................................................................................6
OBJETIVOS ................................................................................................................................................6
General .............................................................................................................................................6
Específicos ........................................................................................................................................6
JUSTIFICACION .........................................................................................................................................6
Capítulo II : Marco teórico........................................................................................................................7
1. DISEÑO DE MEZCLA......................................................................................................................7
a) informacion necesaria para un diseño de mezcla....................................................................7
b) Secuencia necesaria para un diseño de mezclas......................................................................7
1.1.1. METODO ACI ....................................................................................................................8
1.1.2. METODO DE FULLER.........................................................................................................8
1.1.3. METODO DE WALKER.......................................................................................................9
1.1.4. METODO DE MODULO DE FINEZA ...................................................................................9
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1.1.5. CONCRETO........................................................................................................................9
1.1.6. AGREGADOs .................................................................................................................. 10
1.1.7. AGREGADO FINO........................................................................................................... 10
1.1.8. AGREGADO GRUESO ..................................................................................................... 10
1.1.9. CEMENTO ...................................................................................................................... 10
2. ENSAYOS PARA LOS AGREGADOS ............................................................................................. 11
1.1.1. ENSAYO DE PUC Y PUS DE LOS AGREGADOS ................................................................ 11
MATERIALES Y HERRAMIENTAS .................................................................................................... 11
PROCEDIMIENTO Y METODOLOGIA.............................................................................................. 11
1.1.2. ENSAYO DE GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS .................................................... 12
MATERIALES Y HERRAMIENTAS .................................................................................................... 12
PROCEDIMIENTO Y METODOLOGIA.............................................................................................. 13
Determinación de la granulometría del agregado grueso ............................................................ 13
Determinación de granulometría del agregado fino..................................................................... 13
MATERIALES Y HERRAMIENTAS .................................................................................................... 13
PROCEDIMIENTO Y METODOLOGIA.............................................................................................. 14
1.1.3. PESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOS ......................................................................... 14
MATERIALES Y HERRAMIENTAS .................................................................................................... 14
PROCEDIMIENTO Y METODOLOGIA.............................................................................................. 14
1.1.4. PORCENTAJE DE absorción y contenido de humedad de los agregados ...................... 15
absorcion....................................................................................................................................... 15
MATERIALES Y HERRAMIENTAS .................................................................................................... 15
PROCEDIMIENTO Y METODOLOGIA.............................................................................................. 15
ABSORCION. .................................................................................................................................. 15
MATERIALES Y HERRAMIENTAS .................................................................................................... 15
PROCEDIMIENTO Y METODOLOGIA.............................................................................................. 16
Capítulo III : Materiales y métodos (metodología) ............................................................................... 16
1. Materiales ................................................................................................................................. 16
2. herramientas ............................................................................................................................. 16
Capítulo IV : Resultados y discusión...................................................................................................... 18
1. Resultados obtenidos de los ensayos ....................................................................................... 18
2. calculo y comparacion de los metodos de diseño .................................................................... 18
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CUADRO COMPARATIVO DE LOS METODOS DE DISEÑO ...................................................................... 18
3. RESULTADOS obtenidos de los ensayos.................................................................................... 22
RESULTADOS OBTENIDOS EN EL DISEÑO DE MEZCLA.......................................................................... 22
............................................................................................................................................................... 27
4. op............................................................................................................................................... 29
5. op............................................................................................................................................... 29
Capítulo V : ............................................................................................................................................ 30
1. Conclusiones.............................................................................................................................. 30
2. Recomendaciones ..................................................................................................................... 30
3. Referencias................................................................................................................................ 30
4. Anexos....................................................................................................................................... 30
ÍNDICE DE FIGURAS
ÍNDICE DE TABLAS
ÍNDICE DE ANEXOS
SÍMBOLOS USADOSA/C: Relación agua cemento.
f’c: Resistencia especificada.
F’cr :Resistencia promedio requerida.
PUC: Peso unitario compactado o varillado.
PUS: Peso Unitario Suelto.
MACI:metodo de diseño de mezclas de ACI.
MFULR: Método de fuller
MMF: Método del módulo de fineza.
MWK: Método de Walter
AGR: Volumen absoluto de Agregados
Vabs AF: Volumen absoluto de agregado fino
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Vabs AG Agregado grueso
AFh: Agregado fino húmedo
AGh: Agregado grueso húmedo
RESUMENEs muy importante conocer más acerca de los diferentes métodos de diseño de mezcla de concretoque existen, del cual necesitamos saber su eficiencia y su costo de cada uno de ellos, en el presenteinforme se hará una comparación de cuatro métodos de diseño y determinar cuál es más adecuado,para realizar esta investigación se realizaran los respectivos ensayos que se requieren de acuerdo anormas establecidas, en esta ocasión se trabajara con materiales extraídos de la cantera Unocollaubicados a unos 4km al oeste de la cuidad de Juliaca, además de esto se determinara la resistencia ala que llega el material de esta cantera haciendo un diseño de mezcla sin usar aditivos para unaresistencia de 300kg/cm2 en donde se harán tres muestras por cada método de diseño.
IDENTIFICACION DEL PROBLEMAEn nuestro país no contamos con un método de diseño que este dirigido a nuestra zona con losrequerimientos, razón por la cual se recurre a los sistemas de diseño de mezcla de otrasorganizaciones o países internacionales.
Existen varios métodos de diseños de mezcla en las cuales hay notables cantidades de diferencia enlo que es respecto a la cantidad que se requiere de cada material en el diseño de mezcla, siendo másespecíficos nos referimos a la cantidad de cemento, cantidad de agregado grueso, cantidad deagregado fino y la cantidad de agua que se requieren para un metro cubico de concreto, que muchasveces tiene que ver con el costo y la resistencia con la que se quiere diseñar el concreto lo cual debeser adecuado a las necesidades de la sociedad que a su vez esté al alcance de sus bolsillos.
Es necesario saber que método usar según las exigencias de la sociedad sin poner en riesgo suseguridad ni su situación económica.
PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIONLa presente investigación tiene la finalidad de hacer una evaluación comparativa en cuanto aresistencia y costo de los cuatro métodos de diseño de mezcla las cuales son; MODULO DE FINEZA,METODO DE FULLER, METODO DE WALKER Y ACI, con la finalidad de poder determinar cual resultaser resistente y económicamente viable a razón de 1M3 de concreto.
Parea esta finalidad se utilizará agregado global de la cantera denominada Unocolla para determinarno solo la diferencias que en los métodos de diseño de mezclas sino que también determinaremos acuanta resistencia llega con cada uno de los métodos, con cual trabaja mejor y el costo con cual esmás cómodo.
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En este caso se preparan tres briquetas para cada una de los métodos de diseño de mezclas, todosestos para una resistencia de 300kg/cm2. Los resultados obtenidos se presentaran en una tablacomparativa.
CAPITULO I: INTRODUCCIÓNLos concretos en zonas frías como a 3800 m.s.n.m. necesitan un trato especial de
temperatura, la creciente innovación y descubrimientos en cuanto el concreto a nivel
mundial anima a el estudio e investigación de concretos más eficientes cada vez y más
económicos, por lo cual en este proyecto se centrará en el diseño de mezclas por los cuatro
métodos: Método del comité 211 de ACI, Método de fuller, Método del módulo de finura y el
método de Walker, cuyos métodos serán comparados en cuanto a su resistencia y
eficiencia se refiere para lograr así de esta manera una investigación que aporte más a el
diseño de concretos a nivel mundial.
OBJETIVOSGENERAL
Obtener el rendimiento para un metro cubico de concreto y comparar los resultados
entre los siguientes métodos de diseño de mezcla; ACI, módulo de finura, Fuller y
Walter.
ESPECÍFICOS Evaluar la eficiencia de cada método de diseño según su requerimiento y costo.
Observar cuál de los métodos se somete más a las normas y está dentro de las
especificaciones.
Determinar el comportamiento del material de cantera diseñado para una resistencia
de 300kg/cm2.
JUSTIFICACIONCon la siguiente investigación se quiere conocer cuál es el método que su ajusta a la exigencias de lasnormas, cuanto de material se requiere y con qué costo se puede lograr, lo cual será de gran ayudapara nosotros como estudiantes tener referencia para lo posterior saber que método elegir pararealizar un diseño de mezcla de concreto.
Además se desea conocer el comportamiento del material de la cantera de Unocolla y así determinarla calidad del material que tiene esta cantera.
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CAPÍTULO II : MARCO TEÓRICO
1. DISEÑO DE MEZCLA
La selección de las proporciones de los materiales integrantes de la unidad cúbica de concreto, esdefinida como el proceso que, en base a la aplicación técnica y práctica de los conocimientoscientíficos sobre sus componentes y la interacción entre ellos, permite lograr un material quesatisfaga de la manera más eficiente y económico los requerimientos particulares del proyectoconstructivo.
El concreto es un material heterogéneo, el cual está compuesto por material aglutinante (como elcemento Portland), material de relleno (agregados naturales o artificiales), agua, aire naturalmenteatrapado o intencionalmente incorporado y eventualmente aditivos o adiciones, presentando cadauno de estos componentes propiedades y características que tienen que ser evaluadas así comoaquellas que pueden aparecer cuando se combinan desde el momento del mezclado.
A) INFORMACION NECESARIA PARA UN DISEÑO DE MEZCLA Análisis granulométrico de los agregados Precio unitario comportado de los agregados (fino y grueso) Peso específico de los agregados (fino ingreso) Contenido de humedad y porcentaje de absorción de los agregados (fino y grueso) Perfil y textura de los agregados Tipo y marca del cemento Peso específico del cemento Relaciones entre resistencia y la relación agua/cemento, para combinaciones posibles de
cemento y agregados.
B) SECUENCIA NECESARIA PARA UN DISEÑO DE MEZCLASLos siguientes pasos se consideran fundamentales en el proceso de selección de proporciones demezcla para alcanzar propiedades deseadas del concreto
Paso 1.Estudio detallado de los planos y especificaciones.
Paso 2 Selección de la resistencia promedio. Requerida
Paso 3 Selección del tamaño máximo nominal
Paso 4 Elegir la consistencia de la mezcla en función al asentamiento
Paso 5 Determinar el volumen de agua de mezclado
Paso 6 Determinar porcentaje de aire atrapado
Paso 7 Seleccionar la relación agua cemento por resistencia deseada en el elemento estructural.
Paso 8 Selección de relación agua cemento requerida en función de durabilidad.
Paso9 Seleccionar la menor de las relaciones agua/cemento elegidas por resistencia y durabilidad.
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Paso 10 Determinar factor cemento por unidad cúbica de concreto
Paso 11 Determinar proporciones relativas de los agregados fino y grueso.
Paso 12 Determinar empleando el método de diseño seleccionado, las proporciones de mezclaconsiderando el agregado está en estado seco.
Paso 13 Corregir dichas proporciones en función del porcentaje de absorción y contenido dehumedad.
Paso 14 Ajustar las proporcione seleccionadas de acuerdo a los resultados de ensayo de la mezclarealizados.
Paso 15 Ajustar las proporciones finales de acuerdo a los resultados realizados bajo condiciones deobra.
1.1.1. METODO ACI Selección de la f´cr a partir de la f’c y la desviación estándar. Selección del tamaño máximo nominal del agregado grueso. Selección del volumen unitario de agua de diseño. Selección del contenido de aire Selección contenido aire Selección de la relación agua cemento Determinación del factor cemento Determinación de contenido de agregado grueso Determinación de la suma de volúmenes absolutos de cemento, agua de diseño, aire y
agregado grueso. Determinación del volumen absoluto del agregado fino Determinación de los valores de diseño del cemento, agua, aire y agregado grueso, Corrección de los valores de diseño por humedad del agregado Determinación de peso de diseño y de obra. Determinación de pesos por tanda de una bolsa.
1.1.2. METODO DE FULLER Determinación de la resistencia promedio requerida Selección del asentamiento Determinación del contenido de agua Elección de contenido de aire Calculo de contenido agua cemento (c/w)=z Elección de contenido de agregados Calculo de contenido de agregado fino Calculo de contenido de agregado grueso
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1.1.3. METODO DE WALKER Selección de la resistencia promedio a partir de la resistencia a la compresión especificada y
la desviación estándar de la compañía constructora. Selección del tamaño máximo nominal del agregado grueso Selección del asentamiento Selección del volumen unitario de agua de diseño Selección del contenido de aire Selección de la relación agua cemento por resistencia y por durabilidad Determinación del factor cemento Determinación de la suma de volúmenes absolutos cemento, agua y aire. Determinación del volumen de agregado total. Determinación del porcentaje de agregado fino en relación al volumen absoluto total del
agregado. Determinación del volumen absoluto de agregado grueso. Determinación de los pesos secos de los agregados fino y grueso Corrección de los valores de diseño por humedad de agregado Determinación de la proporción en peso de diseño y de obra Determinación de pesos por una tanda de una bolsa.
1.1.4. METODO DE MODULO DE FINEZA Determinación de la resistencia promedio Selección del tamaño máximo nominal del agregado grueso Selección del asentamiento Volumen unitario de agua Selección del contenido de aire Relación agua cemento Factor cemento Volúmenes absolutos del cemento agua y contenido De aire. Volumen total de agregados Proporciones relativas de agregado fino y grueso Las proporciones de diseño en seco Corregir proporciones en función de humedad y absorción
1.1.5. CONCRETOEl concreto es básicamente una mezcla de dos componentes: agregados y pasta. La pasta, compuestode cemento Portland y agua, une a los agregados (arena y grava o piedra triturada), para formar unamasa semejante a una roca ya que la pasta endurece debido a la reacción química entre el cemento yel agua.
Antes de iniciar este capítulo de diseño de mezclas es necesario conocer los materiales utilizadospara la elaboración de las probetas de concreto y los parámetros hallados en la dosificación demezclas.
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Todos estos parámetros están normados por el ASTM así como por las NTP (Normas
Técnicas Peruanas).
1.1.6. AGREGADOSGeneralmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometría variable. Elconcreto es un material compuesto básicamente por agregados y pasta cementicia, elementos decomportamientos bien diferenciados:
Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyasdimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la NTP 400.011.
Los agregados son la fase discontinua del concreto y son materiales que están embebidos en la pastay que ocupan aproximadamente el 75% del volumen de la unidad cúbica de concreto.
Los agregados son materiales inorgánicos naturales o artificiales que están embebidos en losaglomerados (cemento, cal y con el agua forman los concretos y morteros).
Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consistenen arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que pueden llegar hasta 10mm; losagregados gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta152 mm. El tamaño máximo de agregado que se emplea comúnmente es el de 19 mm o el de 25 mm.
Los agregados conforman el esqueleto granular del concreto y son el elemento mayoritario ya querepresentan el 80-90% del peso total de concreto, por lo que son responsables de gran parte de lascaracterísticas del mismo. Los agregados son generalmente inertes y estables en sus dimensiones.
La pasta cementicia (mezcla de cemento y agua) es el material activo dentro de la masa de concretoy como tal es en gran medida responsable de la resistencia, variaciones volumétricas y durabilidaddel concreto. Es la matriz que une los elementos del esqueleto granular entre sí.
Cada elemento tiene su rol dentro de la masa de concreto y su proporción en la mezcla es clave paralograr las propiedades deseadas, esto es: trabajabilidad, resistencia, durabilidad y economía.
1.1.7. AGREGADO FINOSe define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200, el más usual es laarena producto resultante de la desintegración de las rocas.
1.1.8. AGREGADO GRUESOSe define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200, el más usual es laarena producto resultante de la desintegración de las rocas.
1.1.9. CEMENTOLos cementos portland son cementos hidráulicos compuestos principalmente de silicatos hidráulicosde calcio.
Los cementos hidráulicos fraguan y endurecen por la reacción química con el agua.
Hidratación: cemento + agua = pasta.
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Conglomeración: Pasta + agregados = concreto.
2. ENSAYOS PARA LOS AGREGADOS
1.1.1. ENSAYO DE PUC Y PUS DE LOS AGREGADOSLa masa volumétrica de un agregado es la más el peso del agregado necesario para llenar unrecipiente con un volumen unitario especificado. El volumen a que se refiere aquí es aquel ocupadopor los agregados y por los vacíos entre las partículas de agregado. La masa volumétrica aproximadadel agregado comúnmente usado en el concreto de peso normal varía de 1200 a 1750 kg/m3.
La cantidad de vacíos entre las partículas afecta la demanda de pasta en el diseño de la mezcla.
La cantidad de vacíos varia de cerca del 30% a 45% para el agregado grueso y de cerca del 40% a 50%para el agregado fino. La insularidad aumenta la cantidad de vacíos, mientras que los tamañosmayores de un agregado bien graduado y la mejoría de la granulometría disminuyen el contenido elcontenido de vacíos.
MATERIALES Y HERRAMIENTAS
Balanza digital Recipiente de medida (testigos). Barra compactadora. Pala de mano. Balde Cinta métrica. Agua.
PROCEDIMIENTO Y METODOLOGIA
SUELTO
Se pesó el recipiente que se utilizó para para el ensayo. Se seleccionó el agregado de la cual se determinara su P U V. Una vez ya separadas se llenó el recipiente dejando caer el agregado desde una altura no
mayor de 5cm Eliminar el exceso del agregado con la varilla compactadora Determinar el peso de la muestra más el recipiente. Se determinó el peso de la muestra y luego el cálculo.
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COMPACTADO
Se pesó el recipiente el cual se va a utilizar. Se hizo una selección del agregado del cual se va a utilizar. Se llenó el recipiente hasta la tercera parte dejando caer de una altura no mayor de 5cm Se compacto con la barra compactadora 25 golpes distribuidos uniformemente. Se llenó hasta 2/3 partes del recipiente y también se compacto con 25 golpes. Luego se llenó hasta rebosar, y golpear 25 veces uniformemente. Hacer los cálculos respectivos.
1.1.2. ENSAYO DE GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOSEste método consiste en la determinación por tamices de la distribución del tamaño de las
partículas de agregados finos y gruesos. Para una gradación optima, los agregados se
separan mediante el tamizado, en dos o tres grupos de diferentes tamaños para las arenas,
y en varios grupos de diferentes tamaños para los gruesos.
MATERIALES Y HERRAMIENTAS
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Agregados. Juego de Tamices normados. Bandejas. Pala de mano. Balanza digital Brocha. Baldes.
PROCEDIMIENTO Y METODOLOGIA
Se tomó una cantidad de muestra para ambos ensayos la cantidad de 12.089, la cual seobtuvo por medio del cuarteo.
Se hizo el tamizado en la malla 3/8 para obtener el agregado grueso y fino.
DETERMINACIÓN DE LA GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO GRUESO Después de haber obtenido el agregado grueso se procedió a pesar en la balanza. Una vez obtenida el peso se procedió a Pasar por todas los tamices 1 ½ , 1, ¾, ½, 3/8. Una vez tamizados se procede a pesar el material retenido. Luego se determina con los cálculos respectivos.
DETERMINACIÓN DE GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO FINO Se pesó todo el agregado que paso en la malla 3/8. Se procedió a tamizar por los tamices: 4, 8, 10, 16, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100. Se anotó todos los datos del material retenido de cada uno de los tamices. Se hizo el cálculo respectivo
Este método consiste en la determinación por tamices de la distribución del tamaño de laspartículas de agregados finos y gruesos. Para una gradación optima, los agregados se separanmediante el tamizado, en dos o tres grupos de diferentes tamaños para las arenas, y en variosgrupos de diferentes tamaños para los gruesos.
MATERIALES Y HERRAMIENTAS
Agregados. Juego de Tamices normados. Bandejas. Pala de mano. Balanza digital Brocha. Baldes.
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PROCEDIMIENTO Y METODOLOGIA
Se tomó una cantidad de muestra para ambos ensayos la cantidad de 12.089, la cual seobtuvo por medio del cuarteo.
Se hizo el tamizado en la malla 3/8 para obtener el agregado grueso y fino. Determinación de la granulometría del agregado grueso Después de haber obtenido el agregado grueso se procedió a pesar en la balanza. Una vez obtenida el peso se procedió a Pasar por todas los tamices 1 ½ , 1, ¾, ½, 3/8. Una vez tamizados se procede a pesar el material retenido. Luego se determina con los cálculos respectivos. Determinación de granulometría del agregado fino Se pesó todo el agregado que paso en la malla 3/8. Se procedió a tamizar por los tamices: 4, 8, 10, 16, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100. Se anotó todos los datos del material retenido de cada uno de los tamices. Se hizo el cálculo respectivo
1.1.3. PESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOSEl peso específico (densidad relativa) de un agregado es la relación de su peso respecto al pesode un volumen absoluto igual de agua (agua desplazada por inmersión). Se usa en ciertoscálculos para proporcionamientos de mezclas y control, por ejemplo en la determinación delvolumen absoluto ocupado por el agregado. Generalmente no se le emplea como índice decalidad del agregado, aunque ciertos agregados porosos que exhiben deterioro acelerado a lacongelación-deshielo tengan pesos específicos bajos. La mayoría de los agregados naturalestienen densidades relativas entre 2.4 y 2.9.
MATERIALES Y HERRAMIENTAS
Balanza digital Probeta para la medición de material. Pala de mano. Cinta métrica. Agua. Agregado grueso y fino de 200gr, 400gr y 600gr. Tamiz 3/8 para separar agregado fino del grueso.
PROCEDIMIENTO Y METODOLOGIA
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Se necesita primero tener una probeta. Se midió el diámetro como también la altura. Se tomó una cantidad exacta de agregados tanto fino y grueso de 200gr, 400gr y
600gr. Se llenó una cierta cantidad de agua en la probeta. Se midió la altura del parte superior de del agua hasta el ras de la probeta. Tomando la muestra de 200gr se echó a la probeta con agua y luego se midió la altura
con el agregado más el agua. Se hizo los mismos procedimientos tanto para las muestras de 400gr y 600gr. Se tomó todos los datos correspondientes para el cálculo respectivo.
1.1.4. PORCENTAJE DE ABSORCIÓN Y CONTENIDO DE HUMEDAD DELOS AGREGADOS
ABSORCION
Los agregados pueden tener algún grado de humedad lo cual está directamente
relacionado con la porosidad de las partículas. La porosidad depende a su vez del
tamaño de los poros, su permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros.
MATERIALES Y HERRAMIENTAS
Agregados. Bandejas. Horno a temperatura constante. Pala de mano. Balanza digital
PROCEDIMIENTO Y METODOLOGIA Se tomó una muestra del agregado fino y de agregado grueso la cual ya se había
tamizado anteriormente. Se pesó cada una de las muestras. Luego se le llevo al horna de temperatura constate. Se hace el cálculo respectivo.
ABSORCION.Estos poros permiten caracterizar ciertas propiedades como son la permeabilidad, absorción ypor supuesto, su porosidad. Determinar esta absorción es de suma importancia en la prácticaporque a través de su cuantificación arroja una noción de que cantidad de agua es capaz dealojar el agregado en su interior.
MATERIALES Y HERRAMIENTAS
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Agregados. Bandejas. Horno a temperatura constante. Pala de mano. Balanza digital
PROCEDIMIENTO Y METODOLOGIA
Se tomó una muestra del agregado fino y de agregado grueso la cual ya se habíatamizado anteriormente.
Se pesó cada una de las muestras. Luego se puso en un recipiente donde se colocó un aproximado de 24 horas. Al día siguiente se pesó el agregado grueso. Ese mismo día el agregado fino se secó en la cocina, se rellenó en el cono de
revenimiento hasta que se desmorone y luego s peso y se le llevo al horno. Después de 24 horas aproximadamente se pesó. Se hace el cálculo respectivo.
CAPÍTULO III : MATERIALES Y MÉTODOS (METODOLOGÍA)
1. MATERIALES
Cemento Agregado grueso Agregado fino Agua
2. HERRAMIENTAS
Bandejas Baldes Briqueteras Cilindro Paletas Palas Carretilla Balanza Petróleo Esclerómetro Piedra para lijar Plumones Termómetro Termostato
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3. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
DIA/MES/AÑO ACTIVIDADES REALIZADAS
28/10/2013 designación de canteras para la investigación por el docente
29/10/2013 planteamiento de actividades para la elaboración de laelaboración del concreto con los integrantes del grupo y sucosto
30/10/2013 Se vio la cantidad del agregado que se tenía en ellaboratorio.
31/10/2013 transporte
01/11/2013
02/11/2013
03/11/2013 traslado del material de la cantera de Unocolla
04/11/2013 secado de material al a la temperatura del ambiente
05/11/2013 secado de material al a la temperatura del ambiente
06/11/2013 secado de material al a la temperatura del ambiente
07/11/2013 recojo de material para el posterior ensayo en laboratorio
08/11/2013 determinación peso unitario volumétrico del materialsuelto y compactado
09/11/2013
10/11/2013 determinación de peso específico, granulometría,contenido de humedad
11/11/2013 determinación de absorción dar agregado en el laboratorio
12/11/2013 calculo de diseño de mezcla por los diferentes métodos,ACI, MODULO DE FINEZA, WALKER, FULLER
13/11/2013 traslado de cemento para la elaboración de mezcla
14/11/2013
15/11/2013
16/11/2013
17/11/2013 elaboración de briquetas en el laboratorio
18/11/2013 curado de las briquetas en el laboratorio en agua fría
19/11/2013 curado de las briquetas en agua a una temperada cerca alos 20ªC con la calentadora de peceras
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20/11/2013
21/11/2013
22/11/2013
23/11/2013
24/11/2013 determinación de la resistencia a los 7 días del curado
25/11/2013
26/11/2013
27/11/2013
28/11/2013
29/11/2013
30/11/2013
01/12/2013
02/12/2013 exposición de la investigación
CAPÍTULO IV : RESULTADOS Y DISCUSIÓN
1. RESULTADOS OBTENIDOS DE LOS ENSAYOS
DATOS AGREGADO FINO AGREGADO GRUESOPUS 1537.95kg/m3 1391.74 kg/m3PUC 1595.08kg/m3 1523.603 kg/m3%ABSORCION 1.0471 1.51CONTENIDO DE HUMEDAD 1.1122 0.9082PESO ESPECIFICO 2510kg/m3 2688.33 kg/m3MODULO DE FINURA 3.96TMN AG 1”
CEMENTOPESO ESPECIFICO 3.15gr/cm3MARCA Y TIPO IP PUZOLANICO
2. CALCULO Y COMPARACION DE LOS METODOS DE DISEÑO
CUADRO COMPARATIVO DE LOS METODOS DE DISEÑO
Aspecto teórico Método del ACI Método de Método de Método del
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de diseño Walker fuller módulo definura
PASO 1 planos yespecificaciones.PASO 2ResistenciarequeridaDesviaciónestándarCoeficiente devariación
1.ResistenciarequeridaDesviación estándar
1.ResistenciarequeridaDesviaciónestándar
1.Resistenciapromediorequerida
1.Resistenciapromediorequerida.
PASO 3Tamaño máximonominal
3 Tamaño máximonominal
3 Tamañomáximonominal
3 Tamañomáximonominal
3 Tamañomáximonominal
PASO 4Asentamiento 4.sentamiento 4.sentamiento 4.sentamiento 4.sentamiento
PASO 5Agua de diseño 5.Agua de diseño 5.Agua de
diseño5.Agua dediseño
5.Agua dediseño
PASO 6Aire 6.Contenido de aire 6.Contenido de
aire6.Contenido deaire
6.Contenido deaire
PASO 7Relación de A/Cpor resistencia
7.Relación A/C 7.Relación A/C1/z=A/CZ=Km*f´cr+0.5Km:0.003-0.004PiedrachancadaKm:0.0040.006piedraredondeada.
7.Relación A/C
PASO 8Relación de A/Cpor durabilidad
Relación aguacemento Severas,Normal.
Relación aguacementoSeveras,Normal.
Relación aguacementoSeveras,Normal.
PASO 9Relación de A/Cfinal
9.Tomar el menorde las dosrelaciones tanto pordurabilidad y porresistencia.
9.Tomar elmenor de lasdos relacionestanto pordurabilidad ypor resistencia.
9.Tomar elmenor de lasdos relacionestanto pordurabilidad ypor resistencia.
PASO 10Factor cemento 10.factor cemento. 10.factor
cemento.10.factorcemento.
10.factorcemento.
PASO 11Agregado FinoAgregadoGrueso
11.Hallamos b/b0*PUCAG=Cont. Agregadogrueso.11.2Sumatoria devolúmenesabsolutos decemento, agregadogrueso, agua y aire.11.31m3-
volumenes
absolutos=Agregadofino
11.1VolumenabsolutoCementoAgua aire11.2Volumenabsoluto deagregados11.3Porcentaje deagregado fino11.4Volumenabsoluto deagregado
Hallar αMedianteC:porcentajeIdeal quepasa porabertura.A:Porcentajeque pasa lamalla n4B:Porcentajeque pasa lamalla n4agregadogruesoC=sqrt (4.76/TMN)
11.1VolumenabsolutoCementoAgua aire11.2Volumenabsoluto deagregados11.3Porcentaje deagregado fino11.4Volumenabsoluto deagregado
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20
grueso grueso
PASO 12Diseño seco
Diseño secoAguaCementoAgregado finoAgregado grueso
Proporcionesen seco.
Proporcionesen seco.
Proporcionesen seco.
PASO 13Diseño húmedo Diseño húmedo Diseño húmedo Diseño húmedo Diseño húmedo
PASO 14ReajusteLaboratorio
Proporciones dediseño en obra.
Proporcionesde diseño enobra.
Proporcionesde diseño enobra.
Proporcionesde diseño enobra.
PASO 15Reajuste Obra Tanda por bolsa. Tanda por
bolsa.Tanda porbolsa.
Tanda porbolsa.
CUADRO COMPARATIVO DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS DELDISEÑO DE MEZCLA
Aspectoteórico dediseño
Método del ACI Método deWalker Método de fuller Método del
módulo de finura
PASO 1planos yespecificaciones.
Para este caso nohubo planos
Para este caso nohubo planos
Para este caso nohubo planos
Para este caso nohubo planos
PASO 2ResistenciarequeridaDesviaciónestándarCoeficientede variación
1.se hallo por laformula
84`` cfcrf84300` crf
2/384` cmkgcrf
1.se hallo por laformula
84`` cfcrf84300` crf
2/384` cmkgcrf
1.se hallo por laformula
84`` cfcrf84300` crf
2/384` cmkgcrf
1.se hallo por laformula
84`` cfcrf84300` crf
2/384` cmkgcrf
PASO 3Tamañomáximonominal
3 Para este casoes de 1”
3 Para este casoes de 1”
3 Para este casoes de 1”
3 Para este caso esde 1”
PASO 4Asentamiento
4.Es deconsistenciaplástica por ellose eligió.3”-4”
4.Es deconsistenciaplástica por ellose eligió.3”-4”
4. Es deconsistenciaplástica por ellose eligió.3”-4”
4.Es deconsistenciaplástica por ello seeligió.3”-4”
PASO 5Agua dediseño
5.Agua de diseñode acuerdo a latabla.195lt.
5.Agua de diseñode acuerdo a latabla.195lt.
5.Agua de diseñode acuerdo a latabla.195lt.
5.Agua de diseñode acuerdo a latabla.195lt.
PASO 6Aire
6.Aire atrapado eacuerdo a tabla.1.5 %
6.Aire atrapado eacuerdo a tabla.1.5 %
6.Aire atrapado eacuerdo a tabla.1.5 %
6.Aire atrapado eacuerdo a tabla.1.5 %
PASO 7Relación de
7.Por resistenciaRelación A/C
7.Por resistenciaRelación A/C
1/z=A/CZ=Km*f´cr+0.5
7.Por resistenciaRelación A/C
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21
A/C porresistencia
0.50 0.50 Km:0.003-0.004Piedra chancadaKm:0.0040.006piedra redondeada.
5.0384* kmz5.0384*4*10 4 z
49.0z
0.49
0.50
PASO 8Relación deA/C pordurabilidad
Relación aguacemento Severas,Normal.0.51
Relación aguacemento Severas,Normal.0.51
Relación aguacemento Severas,Normal.0.51
PASO 9Relación deA/C final
9.Tomar elmenor de las dosrelaciones pordurabilidad y porresistencia.0.50
9.Tomar elmenor de las dosrelaciones pordurabilidad y porresistencia.0.50
9.Tomar el menorde las dosrelaciones pordurabilidad y porresistencia.0.50
PASO 10Factorcemento
10.factorcemento.
50.0195
C
kgC 390
10.factorcemento.
50.0195
C
kgC 390
10.factorcemento.
10.factor cemento.
50.0195
C
kgC 390
PASO 11AgregadoFinoAgregadoGrueso
11.Hallamosb/b0*PUCAG=Cont.Agregado grueso.De acuerdo a latabla obtuvimos
65.00
b
b
Por lo queagregado grueso:
..0
b
bAGPC
6.152365.034.990.AG
33.2688
34.990. absAGv
11.2 Sumatoriade volúmenesabsolutos decemento,agregado grueso,agua y aire.v.Abs.AF=1-(0.195+0.123+0.015+0.368)=0.2986m3
Factor cemento=9.9811.1VolumenabsolutoCementoAgua aire
667.010
43
11.2Volumenabsoluto deagregados0.66711.3AF=0.28611.4Volumenabsoluto deagregado gruesoAg=513.47
Hallar αMedianteC:porcentajeIdeal que pasapor abertura.A:Porcentaje quepasa la malla n4B:Porcentaje quepasa la malla n4agregado gruesoC=sqrt (4.76/TMN)A:68.67C:43.28B:21.31
BABC
37.46 %Af=0.3092Ag=6.3578
11.1Volumen absolutoCementoAgua aire
11.2Volumen absolutode agregados11.3Porcentaje deagregado fino11.4Volumen absolutode agregado gruesoAg:1-(0.1214+0.015+0.0.195)A glob.=0.6686
Rf= 00.304.848.504.8
Rf=84.4%VolAf=0.326M3VolAg=0.343M3
PASO 12Diseño seco
Diseño secoC:390Kg
Proporciones enseco.
Proporciones enseco.
Proporciones enseco.
TRABAJO DE INVESTIGACION JHONATAN, KENEDY, JUAN
22
H2O:195KgAg:990.34Af=749.28
C:390KgH2O:195KgAf:717.86Ag: 1021.57
C:397.95KgH2O:195KgAf:776.092Ag: 961.88
C:390KgH2O:195KgAf:818.26Ag: 922.09
PASO 13Diseñohúmedo
Diseño húmedoAf:761.870KgAf:999.35KgAg. Efect:200.39Kg
Diseño húmedoH2O:200.62KgAf:725.83Ag: 1030.81
Diseño húmedoH2O:200.13KgAf:784.70KgAg: 970.63Kg
Diseño húmedoAf:825.70Ag: 932.23
PASO 14ReajusteLaboratorio
Proporciones dediseño en obra.H2O:200.34C:390.30Ag:999.35Af:761.870
Proporciones dediseño en obra.
Proporciones dediseño en obra.C:397.95KgH2O:200.13KgAf:789.70Ag: 970.63
Proporciones dediseño en obra.C:390KgH2O:195KgAf:825.70Ag: 932.23
PASO 15ReajusteObra
Tanda por bolsa.1:1.99:2.61:0.53
Tanda por bolsa.1:184:2.62:0.5
Tanda por bolsa.1:1.97:2.44:0.50
Tanda por bolsa.1:2.12:2.34:0.50
3. RESULTADOS OBTENIDOS DE LOS ENSAYOS
RESULTADOS OBTENIDOS EN EL DISEÑO DE MEZCLA
ACI Briqueta 1 Briqueta 2 Briqueta 3Lecturas cara atrás cara atrás cara atrás
1 20 28 22 18 24 182 20 23 18 19 19 223 20 24 20 17 22 194 18 18 22 18 24 225 24 20 18 18 24 166 24 17 18 20 22 187 18 25 18 21 20 188 18 20 20 17 19 189 20 18 18 17 22 18
10 20 18 20 18 24 18Peso 12,42 12,734 11,973
desviación 1,0351 2,7516 0,9759 1 1,8645 0,8345
Fuller Briqueta 1 Briqueta 2 Briqueta 3Lecturas Cara Atrás Cara Atrás cara atrás
1 24 22 14 20 24 242 24 28 16 20 24 223 24 20 18 20 26 244 22 20 18 26 28 205 28 22 20 22 26 246 26 20 16 26 18 24
TRABAJO DE INVESTIGACION JHONATAN, KENEDY, JUAN
23
7 22 12 12 28 22 228 26 20 14 20 24 229 22 20 18 24 22 22
10 22 24 18 26 28 20peso 12,179 12,941 13,396
1,6667 3,2367 1,8323 2,7124 2,9059 1,069
mod de fineza Briqueta 1 Briqueta 2 Briqueta 3Lecturas Cara Atrás Cara Atrás Cara Atrás
1 28 14 20 20 28 182 22 18 22 20 30 303 22 22 24 20 22 284 20 18 26 26 26 265 26 16 28 22 26 246 26 18 22 26 18 287 22 20 22 28 28 348 26 20 24 20 30 289 24 22 28 24 26 24
10 28 22 20 26 22 22peso 12,719 12,941 13,396
2,4721 1,8516 2,6667 2,7124 2,5071 2,7124
Walker Briqueta 1 Briqueta 2 Briqueta 3Lecturas Cara Atrás Cara Atrás
1 30 30 28 22 24 242 26 24 28 18 20 203 30 30 26 22 27 224 30 26 28 20 28 225 36 28 22 20 18 186 30 29 24 18 26 227 30 26 26 20 22 208 34 24 22 24 18 269 27 24 23 18 26 22
10 30 24 26 24 26 22peso 11,957 12,142 12,713
2,3755 2,2991 1,0954 1,7995 2,6959 1,8559
PromedioBriqueta1 Briqueta 2
Briqueta3
ACI 19,25 18,571 17,875fuller 23,556 19,75 25,429Módulo defineza 20 23,111 25,429Walker 30,3 26,333 22,222
TRABAJO DE INVESTIGACION JHONATAN, KENEDY, JUAN
24
Resistencias Alos 7 díasACI 125 125 125Fuller 140 160 180Módulo defineza 160 160 180Walker 250 198 145
Resistenciapromedio 125 ACI
160 fuller166,67 MOD.FINE197,67 Walker
TABLA 2.1Cantidad de cemento
Cantidad de cemento
ACI 390kg
FULLER 397,95kg
MOD.FINEZA 390kg
WALKER 390kg
Cantidad de cemento
386
388
390
392
394
396
398
400
ACI FULLER MOD.FINEZA WALKER
ACIFULLERMOD.FINEZAWALKER
TRABAJO DE INVESTIGACION JHONATAN, KENEDY, JUAN
25
TABLA2.2
Cantidad de cemento
ACI 0,195
FULLER 0,195
MOD.FINEZA 0,195
WALKER 0,197
Cantidad de agua
0,194
0,1945
0,195
0,1955
0,196
0,1965
0,197
0,1975
ACI FULLER MOD.FINEZA
WALKER
ACIFULLERMOD. FINEZAWALKER
TRABAJO DE INVESTIGACION JHONATAN, KENEDY, JUAN
26
TABLA 2.3
Cantidad de agregado fino
ACI 761,87
FULLER 784,7
MOD.FINEZA 825,7
WALKER 725,83
Cantidad de agregado fino
660680700720740760780800820840
ACI FULLER MOD.FINEZA WALKER
ACIFULLERMOD.FINEZAWALKER
Cantidad de agregado grueso
TRABAJO DE INVESTIGACION JHONATAN, KENEDY, JUAN
27
TABLA 2.3
COSTOS DE MATERIALES
PRECIOS EN JULIACA
cementoPreciobolsa 23,5 0,02833
Agregado Precio m3 23 20Agua m3 1,025colocacion hora 98,175
COSTO POR METODO
SIN CONSIDERAR COLOCACIÓN
Cantidad de agregado grueso
880900
920940960
9801000
10201040
ACI FULLER MOD.FINEZA
WALKER
ACIFULLERMOD. FINEZAWALKER
ACI 999,35
FULLER 970,63
MOD. FINEZA 932,23
WALKER 1030,87
TRABAJO DE INVESTIGACION JHONATAN, KENEDY, JUAN
28
ACI 234,954814 Soles
FULLER 238,204585 soles
MOD.FINEZA 234,974728 soles
WALKER 234,84361 soles
CONSIDERANDO LA COLOCACIÓN
ACI 237,888445 Soles
FULLER 241,120482 soles
MOD.FINEZA 235,924945 soles
WALKER 237,759445 soles
COSTOS POR METODO
233
234
235
236
237
238
239
ACI FULLER MOD.FINEZA WALKER
ACIFULLERMOD.FINEZAWALKER
COSTOS POR METODO
233234235236237238239240241242
ACI FULLER MOD.FINEZA WALKER
ACIFULLERMOD.FINEZAWALKER
TRABAJO DE INVESTIGACION JHONATAN, KENEDY, JUAN
29
Temp.inicial 23,3 día1
23,3 día224,5 día324,5 día4
23 día523 día6
25,2 día624,3 día723,5 día7
Asentamiento cmACI 8,3
8,38,1
MOD.FIN 8,98,98,5
Fuller 8,48,38,2
Walker 87,97,8
4. OP
5. OP
Series1,1, 23.3
Series1,2, 23.3
Series1,3, 24.5
Series1,4, 24.5
Series1,5, 23
Series1,6, 23
Series1,7, 25.2Series1,8, 24.3Series1,9, 23.5
1
2
3
4
5
6
ACI, ACI, 5.3 ACI, , 5.3 ACI, , 5.1
Mod.fineza,ACI, 5.9
Mod.fineza, ,5.9 Mod.fineza, ,
5.5Fuller, ACI,
5.3 Fuller, , 5.3 Fuller, , 5.2Walker, ACI,5 Walker, , 4.9 Walker, , 4.8
Títu
lo d
el e
je
Título del gráfico
ACI
Mod.fineza
Fuller
Walker
TRABAJO DE INVESTIGACION JHONATAN, KENEDY, JUAN
30
CAPÍTULO V :
1. CONCLUSIONES
De los cuatro métodos el que más cemento requiere es del Método de Fuller de acuerdo a latabla 2.1
No se llegó a la resistencia a la cual fue diseñada la briqueta a causa de las variaciones detemperatura que se tuvo Sobrepasando los límites de 23ºC-28ºC
2. RECOMENDACIONES
Trabajar a temperaturas cercanas a los 20ªc Hacer un cronograma de actividades apara una adecuada realización de las briquetas Tener conocimiento previo a cerca de los cálculos de los métodos de diseño realizados
en clase.
3. REFERENCIAS
Enrique Riva López, DISEÑO DE MEZCLAS Abanto Castillo , Diseño de mezclas teoría y problemas Tesis Rafael cachay Huamán ACI 206 Reglamento TECNOLOGIA DEL CONCRETO Y DEL MORTERO Escrito por DIEGO AUTOR SANCHEZ DE
GUZMAN pág. 286 ASTM C94 especificaciones del concreto recién mezclado
4. ANEXOS
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31
TRABAJO DE INVESTIGACION JHONATAN, KENEDY, JUAN
32
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