Ensayo De Mezclas

DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO

NATALIA CARDONA MERINO

FERNANDO GARCIA LOPEZ

NATALY SANCHEZ VALENCIA

Profesora

ANGELA MARIA HINCAPIE

UNIVERISDAD DE ANTIOQUIA

FACULTAD DE INGENIERÍA

MATERIALES DE INGENIERÍA

MEDELLÍN

2008

INTRODUCCIÓN

La dosificación de una mezcla de concreto es la determinación de la combinación más económica y practica de los componentes del concreto para que este sea trabajable cuando la mezcla esta fresca y para que adquiera sus propiedades características en su estado sólido. La selección de los materiales en las proporciones correctas da una relación entre el costo y las facilidades de trabajo con el concreto, permitiendo cumplir la norma y obteniendo obras de calidad.

Según la circunstancia y tipo de obra las mezclas pueden ser analizadas o no en el laboratorio. Esto depende principalmente de la calidad de los materiales y del procedimiento en la realización de la mezcla. Es de gran importancia contar con un control de calidad en la obra, puesto que esto ayuda a minimizar los costos de producción de concreto y aumentando la productividad en ella. A la par de esto se deben realizar pruebas antes, durante y después en el laboratorio analizando las diferentes características y propiedades del concreto para reducir riesgos, dado a que en la obra el manejo y disposición de los materiales no suele ser el más adecuado.

El hecho de pensar en pruebas de laboratorio provoca la idea de un aumento en los costos totales de la obra, sin embargo debemos tener presente que dichos costos nos son innecesarios, puesto que esto es un respaldo a la hora de enfrentar litigios judiciales o para demostrar la calidad de la obra a entregar.

Un diseño de mezclas bien elaborado es un aporte fundamental en costos para la obra, puesto que las situaciones son muy variantes y por este hecho debe ser flexible para adaptarse a dichas condiciones.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Realizar un diseño de mezclas de concreto mediante el método de volúmenes absolutos.

OBJETIVOS ESPECÌFICOS

 Diseñar una mezcla de concreto flexible a las modificaciones que se puedan presentar en la obra.

 Determinar la relación a/c (agua-cemento) ideal para la mezcla teniendo en cuenta la resistencia, la durabilidad y las propiedades del acabado.

 Elaborar a partir del asentamiento dado una mezcla de concreto con una resistencia de 210 kgf/cm2.

 Seleccionar las proporciones adecuadas de agregados teniendo en cuenta sus propiedades.

 Realizar pruebas al diseño de mezclas para verificar que este cumpla con la resistencia especificada.

DISEÑO DE MEZCLAS

Datos previos dados por el laboratorio:

Agregado fino:

Densidad aparente: 2700 Kg./m3

Porcentaje de absorción: 1.68 %

Modulo de finura: 3.50

Humedad natural: 8%

Peso unitario suelto: 1540 kg./m3

Agregado grueso:

Densidad aparente: 2750 kg./m3

Porcentaje de absorción: 1.31 %

Masa unitaria seca y compactada: 1640 kg./m3

Humedad natural: 2%

Peso unitario suelto: 1500 kg./m3

Resistencia especificada: 210 kgf/cm2

Desviación estándar: 35 kgf/cm2

Asentamiento: 8cm

Densidad aparente del cemento: 2990 kg./m2

PASO 1: Asentamiento: 8cm.

El asentamiento define la trabajabilidad del concreto fresco, que se refiere a la facilidad con que esté puede ser mezclado, manejado, transportado, colocado y terminado sin perder su homogeneidad. Es uno de los datos previos que se deben tener a mano antes de iniciar el diseño de mezclas; esté esta dado por el calculista, pues dependiendo de la obra y de la sección a construir se necesita un diferente asentamiento. Por ejemplo un elemento muy delgado o muy reforzado necesita una mezcla con mayor manejabilidad que la de un elemento masivo o poco reforzado.

PASO 2: Tamaño Máximo Nominal: ¾’’

Este dato hace referencia a la gradación de agregado grueso. Esta medida depende mucho de la disposición de material en la región y del tipo de obra a construir, puesto que el tamaño máximo es uno de los principales responsables del asentamiento y asi de la cantidad de cemento y agua a utilizar.

La calidad del material también responde al asentamiento, pero su tamaño es determinante, pues si es de mayor dimensión y de baja calidad (poroso y áspero) hará aumentar la cantidad de agua, perdiendo el concreto así su resistencia y las características de éste. La idoneidad del tamaño máximo depende de la granulometría en la obra y de la sección a construir.

PASO 3: Cantidad de Agua: 200 kg.

La cantidad de agua que se requiere para producir un asentamiento dado depende del tamaño máximo nominal, de la forma del agregado y de su granulometría. Es una de las responsables de la resistencia del concreto y es quien determina el grado de trabajabilidad y plasticidad del mismo. Hay que tener presente que el agua que se usa en la mezcla debe ser limpia, incolora e inodora, no puede tener componentes químicos y orgánicos pues atacan el concreto. La cantidad del agua en la mezcla se puede ver reducida si se usan aditivos.

PASO 4: Resistencia de Diseño:

Fcr = F’c + 2.33σ – 35 Fcr = F’c + 1.34σ

Fcr = 210 + 2.33 (35) – 35 Fcr = 210 + 1.34 (35)

Fcr = 256.5 Fcr = 256.9

El concreto debe dosificarse y producirse para asegurar una resistencia a la compresión promedio lo suficientemente alta para minimizar la frecuencia de resultados de prueba de resistencia por debajo del valor del F’c.

Es muy importante lograr la resistencia de diseño pues en conjunto con una buena mezcla garantizara la calidad de la obra. La norma de construcción es clara y dado a que se tiene que cumplir; llevar un registro de la calidad del concreto ayudará en los costos de la obra, dependiendo eso si de un buen diseño y unas buenas practicas a la hora de elaborar el concreto.

PASO 5: Relación Agua/Cemento: 0.59

La relación a/c requerida se determina no sólo por los requisitos de resistencia sino también por factores como la durabilidad y propiedades del acabado. Es importante tener en cuenta que distintos agregados y cementos pueden generar la misma resistencia en un concreto con diferentes relaciones a/c, por lo que el diseño debe ser flexible a la verificación y corrección de datos, que en la obra son fundamentales dado que la mano de obra es poco calificada para un control de calidad.

PASO 6: Cantidad de Cemento

C = A / (a/c)

C = 200 kg. /0.59

C = 338.98 kg.

Como se ha mencionado anteriormente la calidad de los agregados dan cierto grado de confianza para obtener una buena resistencia y partiendo de estos, la resistencia de concreto dependerá entonces de la cantidad de agua y la del cemento; esta combinación debe ser ideal puesto que mucho agua baja la resistencia y mucho cemento genera retracciones y demasiado calor de hidratación, además de que en la obra uno de los principales costos proviene del cemento.

PASO 7: Contenido de Agregado Grueso

B = (b/b0) * b0

B = 0.55 * 0.6

B = 0.33 m3

m = ρ * B

m = 2750 kg./m3 * 0.33 m3

m = 907.5 kg.

El agregado grueso debe tener una granulometría de acuerdo con el tamaño máximo nominal, para que éste sea un buen esqueleto y en conjunto con la pasta de cemento y el agua sean una buena mezcla, dando trabajabilidad y plasticidad.

Para hallar el volumen absoluto de agregado grueso en un metro cúbico, se necesitan de unos datos previos dados por el laboratorio como lo son el modulo de finura de la arena, el valor de la masa unitaria seca y compactada y la densidad aparente del agregado grueso.

PASO 8: Contenido de Agregado Fino

v = 1m3 – Vc –Va – B

v = 1– 0.11 – 0.2 – 0.33

v = 0.36 m3

m = ρ * v

m = 2700 kg./m3 * 0.36m3

m = 972 kg.

Aunque el cálculo para determinar el agregado fino no es uno de los más elaborados, conocer sus propiedades es muy importante puesto que las impurezas que este pueda tener son determinantes en la resistencia del

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