UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL

PERÚ

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TÍTULO DEL TEMA DE TESIS

APACCLLA PEÑA MICHAEL

PARA OPTAR TITULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL

HUANCAYO-PERÚ

2012

“INFLUENCIA DE LOS DISEÑOS DE MEZCLA: ACI, MODULO DE

FINEZA Y AGREGADO GLOBAL EN LAS PROPIEDADES DEL

CONCRETO EN LA CIUDAD DE HUANCAYO”

PLAN DE TESIS EN EL ÁREA DE CONCRETO

A. TITULO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN.

“INFLUENCIA DE LOS DISEÑOS DE MEZCLA: ACI, MODULO DE FINEZA Y AGREGADO

GLOBAL EN LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO EN LA CIUDAD DE HUANCAYO”

B. TEMA DE INVESTIGACIÓN.

COMPARACIÓN DE MÉTODOS DE DISEÑO DE MEZCLA.

C. PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACION.

C.1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En los últimos años se han intensificado la ejecución de obras civiles en Huancayo y

a nivel nacional por lo que también se ha intensificado la utilización el concreto, en

la actualidad existen varios métodos para dosificar el concreto a su vez múltiples

formas de contrarrestar la generación de microfisuras en estructuras de concreto,

debido a que nuestro principal problema en el concreto es la microfisuración, y

que son muchas causas por la que se originan ya sean internas (calidad de

materiales, proporcionamiento, etc.) y externas (humedad relativa, temperatura,

velocidad del viento, etc.), en el presente trabajo se realizaran ensayos mediante

los métodos ACI, MODULO DE FINEZA, AGREGADO GLOBAL, para luego

compararlos y ver que método es el que genera mejor comportamiento en las

propiedades del concreto y a su vez menor microfisuración en el concreto en la

ciudad de huancayo.

C.2.-FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.

C.2.1.-PROBLEMA PRINCIPAL

¿Qué método de diseño de mezcla (ACI, MODULO DE FINEZA Y AGREGADO

GLOBAL) genera mejor comportamiento en las propiedades del concreto en la

ciudad de huancayo?

C.2.2.-PROBLEMAS SECUNDARIOS

1. ¿Qué diseño de mezcla en condiciones ambientales desarrolla microfisuras

en el concreto?

2. ¿Cómo influye la relación agua-cemento en las propiedades del concreto

fresco y endurecido?

3. ¿Cómo y de qué forma influye el curado en el concreto endurecido?

D. OBJETIVOS.

D.1.-OBJETIVO GENERAL

Determinar que método de diseño de mezcla (ACI, MODULO DE FINEZA Y

AGREGADO GLOBAL) es el que proporciona mejor comportamiento en las

propiedades del concreto en estado plástico y endurecido en la ciudad de

huancayo.

D.2.-OBJETIVO ESPECÍFICOS

1. Evaluar que diseño de mezcla en condiciones ambientales desarrolla microfisuras en el concreto.

2. Determinar cuánto influye la relación agua-cemento en las propiedades del

concreto fresco y endurecido.

3. Determinar cómo influye el curado en el concreto endurecido.

E. MARCO TEÓRICO

En los últimos años se ha logrado grandes adelantos en la maquinaria y el equipo

para preparar los materiales, para determinar de manera precisa las proporciones

de los materiales, y por lo cual variedad de métodos de diseño de mezcla.

El diseño de mezclas es un proceso que consiste de pasos dependientes entre sí: Selección de los ingredientes convenientes (cemento, agregados, agua y aditivos). Determinación de sus cantidades relativas “proporcionamiento” para producir, un concreto de trabajabilidad, resistencia a compresión y durabilidad apropiada. Se han realizado gran cantidad de trabajos relacionados con los aspectos teóricos del diseño de mezclas. Y aunque hay muchas propiedades importantes del concreto, la mayor parte de procedimientos de diseño, están basados principalmente en lograr una resistencia a compresión para una edad especificada así como una trabajabilidad apropiada. Además es asumido que si se logran estas dos propiedades las otras propiedades del concreto también serán satisfactorias

(excepto la resistencia al congelamiento y deshielo u otros problemas de durabilidad tales como resistencia al ataque químico). En el presente trabajo se realizará una comparación de aparición de fisuras en estado plástico y estado endurecido de los métodos ACI, MODULO DE FINEZA Y GLOBAL. Por lo general todas las partes de la estructura del concreto no están libres por lo que no reaccionan libremente a los cambios de volumen y consecuentemente se desarrollen deformaciones diferenciales que induzcan esfuerzos de tensión. Las fisuras se presentan cuando estas respuestas diferenciales exceden la capacidad del concreto a resistirlas. Por lo que es importante proteger al concreto en su estado fresco de la pérdida de humedad, de agentes externos como cambios de la temperatura, la velocidad del viento y la humedad relativa, estos fenómenos ocasionan esfuerzos capaces de originar fisuras a una temprana edad del concreto y aún continuándose a largo plazo. PROCEDIMIENTOS PARA DETERMINAR UN CONCRETO DE PESO NORMAL 1.- Especificaciones técnicas Antes de diseñar una mezcla de concreto debemos tener en mente, primero, el revisar los planos y las especificaciones técnicas de obra, donde podremos encontrar todos los requisitos que fijó el ingeniero proyectista para que la obra pueda cumplir ciertos requisitos durante su vida útil. 2.-Elección de la resistencia promedio (f’cr) 2.1.-Cálculo de la desviación estándar Método 1 Si se posee un registro de resultados de ensayos de obras anteriores deberá calcularse la desviación estándar. El registro deberá: a) Representar materiales, procedimientos de control de calidad y condiciones similares a aquellos que se espera en la obra que se va a iniciar. b) Representar a concretos preparados para alcanzar una resistencia de diseño f’cr que este dentro del rango de ±70 kg/cm2 de la especificada para el trabajo a iniciar. Si se posee un registro de 3 ensayos consecutivos la desviación estándar se calculará aplicando la siguiente fórmula:

Donde: s = Desviación estándar, en kg/cm2 Xi = Resistencia de la probeta de concreto, en kg/cm2 ̅ = Resistencia promedio de n probetas, en kg/cm2 n = Número de ensayos consecutivos de resistencia c) Consistir de por lo menos 30 ensayos consecutivos o dos grupos de ensayos consecutivos que totalicen por lo menos 30 ensayos. Si se posee dos grupos de ensayos consecutivos que totalicen por lo menos un registro de 30 ensayos consecutivos, la desviación estándar promedio se calculará con la siguiente fórmula:

Donde: ̅ = Desviación estándar promedio en kg/cm2. = Desviación estándar calculada para los grupos 1 y 2 respectivamente en kg cm2. = Número de ensayos en cada grupos, respectivamente.

Método 2 Si solo se posee un registro de 15 a 29 ensayos consecutivos, se calculara la desviación estándar “s” correspondiente a dichos ensayos y se multiplicara por el factor de corrección indicado en la tabla 2.1 para obtener el nuevo valor de “s”. El registro de ensayos a que se hace referencia en este Método deberá cumplir con los requisitos a), b) del método 1 y representar un registro de ensayos consecutivos que comprenda un periodo de no menos de 45 días calendario.

2.2.- cálculo de la resistencia promedio requerida a) Si la desviación estándar se ha calculado de acuerdo a lo indicado en el

Método 1 o el Método 2, la resistencia promedio requerida será el mayor de los valores determinados por las formulas siguientes usando la desviación estándar “s” calculada.

f'cr= f'c+1.34s................................................ (1) f'cr= f'c+2.33s-35............................................. (2)

Dónde: s = Desviación estándar, en kg/cm2 b) Si se desconoce el valor de la desviación estándar, se utilizara la Tabla 2.2 para la determinación de la resistencia promedio requerida.

3.-Elección del Asentamiento (Slump) a.- si la se requiere una determinada consistencia tabla 3.1

b.- si no indican consistencia

4. Selección del tamaño máximo del agregado grueso. La Norma Técnica de Edificación E. 060 prescribe que el agregado grueso no deberá ser mayor de: a) 1/5 de la menor dimensión entre las caras de encofrados; o b) 1/3 del peralte de la losa; o c) 3/4 del espacio libre mínimo entre barras individuales de refuerzo, paquetes de barras, tendones o ductos de presfuerzo.

Se considera que, cuando se incrementa el tamaño máximo del agregado, se reducen los requerimientos del agua de mezcla, incrementándose la resistencia del concreto. En general este principio es válido con agregados hasta 40mm (1½’’). En tamaños mayores, sólo es aplicable a concretos con bajo contenido de cemento. 5. Estimación del agua de mezclado y contenido de aire. Comité 211 del ACI, nos proporciona una primera estimación del agua de mezclado para concretos hechos con diferentes tamaños máximos de agregado con o sin aire incorporado.

Como se observa, la tabla 5.1 no toma en cuenta para la estimación del agua de mezclado las incidencias del perfil, textura y granulometría de los agregados.

Podemos usar la tabla 5.2 para calcular la cantidad de agua de mezcla tomando en consideración, además de la consistencia y tamaño máximo del agregado, el perfil del mismo. Los valores de la tabla 5.2 corresponden a mezclas sin aire incorporado. 6. Selección de la relación agua/cemento (a/c). 6.1.-Por resistencia

6.2.-Por durabilidad

7. Cálculo del contenido de cemento. Una vez que la cantidad de agua y la relación a/c han sido estimadas, la cantidad de cemento por unidad de volumen del concreto es determinada dividiendo la cantidad de agua por la relación a/c.

8. Estimación del contenido de agregado grueso y agregado fino. 8.1.-METODOS DE DISEÑO 8.1.1.-MÉTODO DEL COMITÉ 211 DEL ACI Se determina el contenido de agregado grueso mediante la tabla 8.1, elaborada por el Comité 211 del ACI, en función del tamaño máximo nominal del agregado grueso y del módulo de fineza del agregado fino. La tabla 8.1 permite obtener un coeficiente b 0 / b resultante de la división del peso seco del agregado grueso entre el peso unitario seco y compactado del agregado grueso expresado en kg/m3.

Tabla 8.1Volumen de agregado grueso por unidad de volumen de concreto

8.1.2.-MÉTODO DEL MODULO DE FINEZA Las investigaciones realizadas en la Universidad de Maryland han permitido establecer que la combinación de los agregados fino y grueso, cuando éstos tienen granulometrías comprendidas dentro de los límites que establece la

Norma ASTM C 33, debe producir un concreto trabajable en condiciones ordinarias, si el módulo de fineza de la combinación de agregados se aproxima a los valores indicados en la tabla.

De la tabla 7.2 obtenemos el módulo de fineza de la combinación de agregados (mc ), al mismo tiempo contamos, previamente, con valores de los módulos de fineza del agregado fino (mf ) y del agregado grueso (mg ), de los cuales haremos uso para obtener el porcentaje de agregado fino respecto al volumen total de agregados mediante la siguiente fórmula:

Dónde: rf : Porcentaje del volumen de agregado fino con respecto al volumen total de agregados. 8.1.3.-MÉTODO GLOBAL El método consiste en optimizar sistemáticamente la proporción de agregado fino y grueso como un sólo material (agregado global), dirigido a: a) Controlar la trabajabilidad de la mezcla de Concreto. b) Obtener la máxima COMPACIDAD, peso unitario compactado (PUC) de la combinación de agregados mediante ensayos de laboratorio. Para la adición de agua se debe tener en cuenta la durabilidad, según los códigos de diseño del ACI y por resistencia de acuerdo a la relación de Abrams(a/c).

Luego de obtener la cantidad de los agregados la cual es parámetro fundamental de uno u otro método de diseño se continuara con los siguientes procedimientos para luego realizar los ensayos correspondientes y ver los resultados obtenidos de cada uno para luego compararlos y ver que método genera menor fisuración del concreto. 9. Ajustes por humedad y absorción. 10. Cálculo de proporciones en peso. 11. Cálculo de proporciones en volumen. 12. Cálculo de cantidades por tanda.

F. FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS

F.1.-Hípotesis General

El método del ACI es el que proporciona mejor comportamiento en las propiedades del concreto en la ciudad de huancayo.

F.2.-Hípotesis Específicos

1. El método del ACI genera mayor microfisuras en el concreto

2. A mayor relación agua cemento se genera mayor microfisuras .

3. El tipo de curado influye considerablemente en la aparición de microfisuras

G. METODOLOGÍA DE TRABAJO.

G.1.-TIPO DE INVESTIGACIÓN

De acuerdo al propósito de la investigación, naturaleza de los problemas y

objetivos formulados en el trabajo, el presente estudio reúne las condiciones

suficientes para ser calificado como una investigación aplicada.

G.2.-NIVEL DE LA INVESTIGACIÓN

Será una investigación “DESCRIPTIVA” en un primer momento, luego

“EXPLICATIVA” y finalmente “CORRELACIONAL”.

G.3.-METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIÓN

La investigación se empleará método Descriptivo, así como, inductivo, deductivo,

estc.

G.4.-DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN

El presente estudio dado la naturaleza de las variables, será una investigación

experimental.

H. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.

CRONOGRAMA DE TRABAJO TEMA DE TESIS “INFLUENCIA DE LOS DISEÑOS DE MEZCLA: ACI, MODULO DE FINEZA Y AGREGADO

GLOBAL EN LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO EN LA CIUDAD DE HUANCAYO”

PLAZO DE ELAVORACIÓN :

ALUMNO: APACCLLA PEÑA MICHAEL

ITEM DESCRIPCION

MES MARZO-2012

MES ABRIL 2012

MES MAYO 2012

MES JUNIO 2012

MES JULIO 2012

SEMANA SEMANA SEMANA SEMANA SEMANA

1S 2S 3S 4S 1S 2S 3S 4S 1S 2S 3S 4S 1S 2S 3S 4S 1S 2S 3S 4S

1.00 REVISION BIBLIOGRAFICA

2.00 MARCO TEORICO

3.00 ENSAYOS DE LABORATORIO

4.00 INTERPRETACION DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES FINALES

5.00 REDACCION DEL BORRADOR

6.00REDACCION FINAL

I. PRESUPUESTO.

COSTO TOTAL DE FINANCIAMIENTO

TEMA DE TESIS: “INFLUENCIA DE LOS DISEÑOS DE MEZCLA: ACI, MODULO DE

FINEZA Y AGREGADO GLOBAL EN LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO EN LA CIUDAD

DE HUANCAYO”

ALUMNO: APACCLLA PEÑA MICHAEL ASESOR: ING. RICHARD REYMUNDO GAMARRA

COSTO TOTAL DE FINANCIAMIENTO

ITEM DESCRIPCION SUBTOTAL TOTAL 1 TESISTA( movilidad, viaticos,etc) 500 5850 2 MATERIALES CONCRETO 2000 3 MATERIALES ESCRITORIO 250 4 EQUIPOS 2500 5 REDACCION 100 6 EMPASTADO 100 7 LIBROS 400 5850

J. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA.

Rivva López, Enrique. Diseño de Mezclas. Lima – Perú. 1996. Rivva López, Enrique. Naturaleza y Materiales del Concreto. Capitulo Peruano ACI.

2000. Rivva López, Enrique. Concretos de Alta Resistencia. Instituto de la Construcción y

Gerencia ICG.2002. Rivva López, Enrique. Ataques al Concreto. Instituto de la Construcción y Gerencia

ICG.2012. Rivva López, Enrique. Supervicion del Concreto en Obra. Instituto de la

Construcción y Gerencia ICG.2010. Pasquel Carbajal, Enrique. Tópicos de Tecnología del Concreto en el Perú. Colegio

de Ingenieros del Perú – Consejo Nacional. 1998. Reglamento Nacional de Construcciones. NTE E.060–Concreto Armado. 2009. Roberto Morales Morales. Diseño en Concreto Armado. . Instituto de la

Construcción y Gerencia ICG.2006. Gianfranco Ottazzi Pasino. Apuntes del Curso de Concreto Armado I. Pontificia

Universidad Católica del Peru.2009. Abanto Castillo, Flavio. Tecnología del Concreto. Editorial San Marcos. Lima – Perú. American Concrete Institute – Capitulo Peruano. Tecnología del Concreto. 1998. ASOCEM. Boletines Técnicos. Lima – Perú. Neville, A.M. y Brooks, J.J. Tecnología del Concreto. Editorial Trillas. México D.F.

1998. Normas ASTM. Normas técnicas peruanas NTP.

MATRIZ DE CONSISTENCIA

PROBLEMA OBJETIVO HIPOTESIS VARIABLE METODOLOGIA PROBLEMA PRINCIPAL Qué método de diseño

de mezcla (ACI, MODULO DE FINEZA Y AGREGADO GLOBAL) genera mejor comportamiento en las propiedades del concreto en la ciudad de huancayo.

PROBLEMA SECUNDARIO ¿Qué diseño de mezcla

en condiciones ambientales desarrolla microfisuras en el concreto?

¿Cómo influye la relación agua-cemento en las propiedades del concreto fresco y endurecido?

¿Cómo y de qué forma influye el curado en el concreto endurecido?

OBJETIVO PRINCIPAL Determinar que método

de diseño de mezcla (ACI, MODULO DE FINEZA Y AGREGADO GLOBAL) es el que proporciona mejor comportamiento en las propiedades del concreto en estado plástico y endurecido en la ciudad de huancayo

OBJETIVO SECUNDARIO Evaluar que diseño de

mezcla en condiciones ambientales desarrolla microfisuras en el concreto.

Determinar cuánto influye la relación agua-cemento en las propiedades del concreto fresco y endurecido.

Determinar cómo

influye el curado en el concreto endurecido.

HIPOTESIS PRINCIPAL El método del ACI es el

que proporciona mejor comportamiento en las propiedades del concreto en la ciudad de huancayo.

HIPOTESIS SECUNDARIO El método del ACI

genera mayor microfisuras en el concreto

A mayor relación agua

cemento se genera mayor microfisuras .

El tipo de curado influye

considerablemente en la aparición de microfisuras.

VARIABLE INDEPENDIENTE (VI) VARIABLE DEPENDIENTE (VD) La temperatura es una

VI. El agregado es una VI.

La relación agua

cemento es una VI. La exudación es una

VD. El grado de

trabajabilidad es una VD

La aparición de

microfisuras es una VD

La rotura de probeta es una VD

TIPO DE INVESTIGACIÓN De acuerdo al propósito de la investigación, naturaleza de los problemas y objetivos formulados en el trabajo, el presente estudio reúne las condiciones suficientes para ser calificado como una investigación aplicada.

NIVEL DE LA INVESTIGACIÓN Será una investigación “DESCRIPTIVA” en un primer momento, luego “EXPLICATIVA” y finalmente “CORRELACIONAL”.

METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIÓN

La investigación se empleará método Descriptivo, así como, inductivo, deductivo, estc.

DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN

El presente estudio dado la naturaleza de las variables, será una investigación experimental.