Diseño de Mezcla Uni
Diseño de Mezcla Uni
Diseño de Mezcla Uni
DESCRIPCIÓN DE LABORATORIO
GRANULOMETRÍA
DESCRIPCIÓN DE LABORATORIO
DESCRIPCIÓN DE LABORATORIO
DESCRIPCIÓN DE LABORATORIO
DISEÑO DE MEZCLAS
CONCEPTOS IMPORTANTES
ESPECIFICACIONES PARA EL DISEÑO
MÉTODO DEL MÓDULO DE FINEZA
MÉTODO GLOBAL
MÉTODO DEL ACI
ÁREA DE ESTUDIO
El sitio en el que se localiza las cantera de ALLCCOMACHAY, se
encuentra ubicada en la Provincia de Huanta, en la quebrada del Río
Huarpa en el Km. 313 + 940 de la Carretera La Oroya – Huancayo –
Ayacucho; cerca al Puente Allccomachay Red Vial Nacional Ruta
N°003 S, uniendo a los Distritos de Huanta y Mayocc, provincias de
Huanta y Churcampa, Departamentos de Ayacucho y Huancavelica,
respectivamente.
Primero, a 6Km al oeste de la ciudad de Huanta y a una distancia de
alrededor de 27Km al nor-oeste de la Ciudad de Huamanga.
Morfológicamente es un área montañosa de altos relieves y
pendientes. El área de la zona, se encuentra a una altura aproximada
de 2170m.s.n.m.
PUENTE ALLCOMACHAY
Grupo de Trabajo en la Cantera Allccomachay
ENSAYOS DE LABORATORIO
DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE HUMEDAD DE
LOS AGREGADOS
GENERALIDADES
En los agregados existen poros, los cuales encuentran en la
intemperie y pueden estar llenos con agua, estos poseen un grado de
humedad, el cual es de gran importancia ya que con él podríamos
saber si nos aporta agua a la mezcla.
En nuestro laboratorio utilizaremos agregados que están
parcialmente secos (al aire libre) para la determinación del contenido
de humedad total de los agregados. Este método consiste en someter
una muestra de agregado a un proceso de secado y comparar su
masa antes y después del mismo para determinar su porcentaje de
humedad total. Este método es lo suficientemente exacto para los
fines usuales, tales como el ajuste de la masa en una mezcla de
hormigón.
OBJETIVOS
El Objetivo del presente ensayo es determinar el contenido de
humedad en una muestra de agregado fino (arena) y agregado
grueso (grava) por medio del secado, expresado en porcentaje
de humedad.
BASE TÉCNICA
BASE TEÓRICA
HUMEDAD
El contenido de humedad de un suelo, es la suma de sus aguas. En
mecánica de suelos el contenido de humedad W esta referido al peso
del material seco.
TIPOS DE HUMEDAD
El agua que se encuentra en los suelos, puede ser de dos clases
drenable y no drenable; es decir el agua libre que puede ser drenada
fácilmente por acción de la gravedad, y aquella que es imposible
drenar por medios mecánicos conocidos.
En esta última categoría están: el agua capilar, el agua giroscópica y
el agua “pelicular”, o sea las películas de agua, que en forma más o
menos solidificadas, rodean a las partículas, bajo presiones
moleculares de miles de atmósferas.
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.
Las partículas de agregado pueden pasar por cuatro estados, los
cuales se describen a continuación:
AGREGADO FINO
Se define como agregado fino al proveniente de la desintegración
natural o artificial de las rocas, que pasa el tamiz 9.51 mm. (3/8”)
y queda retenido en el tamiz 74 um (Nº200) que cumple con los
límites establecidos en la NTP 400.037.
El agregado fino deberá cumplir con los siguientes
requerimientos:
GRAVA
La NTP 400.011 define a la grava como el agregado
grueso, proveniente de la desintegración natural de
materiales pétreos, encontrándoseles corrientemente en
canteras y lechos de ríos depositados en forma natural.
CONTENIDO DE HUMEDAD
La presente norma, establece el método de ensayo para
determinar el contenido de humedad del agregado fino y
grueso.
Los agregados se presentan en los siguientes estados: seco al
aire, saturado superficialmente seco y húmedos; en los cálculos
para el proporcionamiento de los componentes del concreto, se
considera al agregado en condiciones de saturado y
superficialmente seco, es decir con todos sus poros abiertos
llenos de agua y libre de humedad superficial.
Los estados de saturación del agregado son como sigue
El contenido de humedad en los agregados se puede calcular
mediante la utilización de la siguiente fórmula:
P= [ (W – D) / D ] * 100
Donde:
P: es el contenido de humedad [%]
W: es la masa inicial de la muestra [g]
D: es la masa de la muestra seca [g]
HUMEDAD ÓPTIMA
El material al compactarse en un determinado trabajo, para alcanzar
la mayor densidad posible del terreno deberá tener una humedad
adecuada en el momento de la compactación, por lo que es
importante determinar el porcentaje de humedad en el terreno que se
trabaje.
Esta humedad, previamente determinada en un laboratorio de suelos,
se llama “humedad optima” y la densidad obtenida se conoce con el
nombre de densidad máxima.
La humedad en los suelos parcialmente saturados, presente otea
propiedad que influye en gran medida sobre las propiedades
mecánicas de los suelos; “La habilidad de aglutinar partículas entre si
mediante fuerzas de tensión en la película de agua” Estas películas
originan las fuerzas de tensión superficial, que tienden a juntas los
granos del suelo, conforme éste se seca.
En arenas las fuerzas de la tensión superficial es relativamente
pequeña, pero en los sedimentos coloidales puede ejercer presiones
iguales y varios centenares de atmósferas.
La fuerza ejercida por la tensión superficial disminuye a medida que
el contenido de humedad aumenta. Ya que el radio de la superficie de
la humedad aumenta por el contenido aumentando de la humedad.
PROCEDIMIENTO
El procedimiento a seguir para el desarrollo del ensayo de humedad
total es el siguiente:
Se cuartea el material hasta obtener la cantidad necesaria para
llenar dos tazones de mediano tamaño en el caso del agregado
grueso y dos vasos para el agregado fino. Se debe comenzar con la
extracción y preparación de la muestra. La muestra debe ser
representativa según el lugar de abastecimiento que se va a ensayar
y en el caso de agregados de masa normal, la masa de la muestra no
debe ser menor que la cantidad especificada en la siguiente tabla:
Se calcular su masa con aproximación de 0.1%, evitando la pérdida
de humedad y del mismo material, de cada uno de los tazones y de
los vasos antes de dejarlas en el horno (temperatura 110 5 C) por
24 horas.
Al día siguiente se procede a pesar las muestras, con esto se puede
determinar la humedad natural del agregado.
Inmediatamente el material esté seco se saca del horno y se deja
enfriar (para no causar daños en la balanza) para finalmente calcular
su masa.
Se escogieron dos muestras de diferentes partes del
abastecimiento de agregado tanto fino como grueso y se le realizó el
mismo procedimiento anteriormente descrito a todas ellas.
DATOS Y RESULTADOS
En el Agregado Fino
W recipiente=168.09 gr
W s = (W seco –W recipiente)
W s = (1008–168.09) grs
W s =839.91 grs
P = W w / W s *100% de humedad
P = 3/ 839.91 *100%
P = 0.36% de humedad
En el Agregado Grueso
W recipiente= 169.94 gr
Muestra #300
W w = (W húmedo –W seco )
W w = (1159–1144) grs
W w = 15 grs
W s = (W seco –W recipiente )
W s = (1144–169.94) grs
W s =974.06 grs
P = W w / W s *100% de humedad
P = 15/ 974.06 *100 %
P = 1.54% de humedad
CONCLUSIONES
En el laboratorio se observó que en el agregado fino y grueso los
cuales estaban en un ambiente al aire libre, la humedad total es
diferente en cuanto al tipo de agregado, siendo en este caso la grava
de mayor porcentaje de humedad.
Fina 0.36% de
humedad Se observa que el porcentaje de humedad es
mayor relativamente en los agregados
Gruesa 1.54% de gruesos.
humedad
BIBLIOGRAFÍA
NORMA TECNICA PERUANA. Determinación del Contenido de
Humedad Total en los Agregados.
TECNOLOGIA DEL CONCRETO. Ing. Enrique Rivas López: Perú:
Pag.127
http://www.monografias.com
www.construaprende.com
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lic/diaz_m_f/c
apitulo0.pd
http://www.arqhys.com/construccion/concreto.html.
http://ingenieracivil.blogspot.com/2007/09/determinacin-de-la-
humedad-de-los.html
GRANULOMETRÍA
GENERALIDADES
Los agregados constituyen alrededor del 75% en volumen, de una
mezcla típica de concreto. El término agregados comprende las
arenas, gravas naturales y la piedra triturada utilizada para preparar
morteros y concretos.
MATERIAL Y EQUIPOS
Balanza. Una balanza o báscula con precisión de 20kg. El rango
de uso de la balanza es la diferencia entre las masas del molde
lleno y vacío.
Serie de Tamices. Son una serie de tazas esmaltadas a través
de las cuales se hace pasar una muestra de agregado que sea
fino o grueso, su orden es de mayor a menor.
En su orden se utilizarán los siguientes tamices: tamiz 1", ¾".
½" 3/8´´,, # 4, 8 y Fondo para el Agregado Grueso; el tamiz 3/8
´,´ # 4, # 8, # 16, # 30, # 50, # 100, y fondo para el Agregado
Fino.
MARCO TEÓRICO
La granulometría de una base de agregados se define como la
distribución del tamaño de sus partículas. Esta granulometría se
determina haciendo pasar una muestra representativa de agregados
por una serie de tamices ordenados, por abertura, de mayor a menor.
Fórmula:
a. Módulo de Finura ( MF )
El módulo de finura es un parámetro que se obtiene de la suma de
los porcentajes retenidos acumulados de la serie de tamices
especificados que cumplan con la relación 1:2 desde el tamiz #
100 en adelante hasta el tamaño máximo presente y dividido en
100 , para este cálculo no se incluyen los tamices de 1" y ½".
MF = % Retenido Acumulado
100
Se considera que el MF de una arena adecuada para producir
concreto debe estar entre 2, 3, y 3,1 o, donde un valor menor que
2,0 indica una arena fina 2,5 una arena de finura media y más de
3,0 una arena gruesa.
PARA AGREGADO GRUESO.
a. Granulometría Continua
Se puede observar luego de un análisis granulométrico, si la
masa de agrupados contiene todos los tamaños de grano,
desde el mayor hasta el más pequeño, si así ocurre se tiene una
curva granulométrica continua.
b. Granulometría Discontinua
Al contrario de lo anterior, se tiene una granulometría
discontinua cuando hay ciertos tamaños de grano intermedios
que faltan o que han sido reducidos a eliminados
artificialmente.
PROCEDIMIENTO
Se selecciona una muestra la más representativa posible secado al
aire libre.
Una vez secada la muestra se pesan 2500 gr de cada agregado fino y
2500 gr de agregado grueso.
Después la muestra anterior se hace pasar por una serie de tamices o
mallas dependiendo del tipo de agregado. En el caso del agregado
grueso se pasa por los siguientes tamices en orden descendente
(1",3/4",1/2",3/8", Nº4, Nº8 y FONDO).
La cantidad de muestra retenida en cada uno de los tamices se
cuantifica en la balanza obteniendo de esta manera el peso retenido.
Lo mismo se realiza con el agregado fino pero se pasa por la siguiente
serie de tamices (3/8´´, Nº4, Nº8, Nº16 Nº30, Nº50, Nº100 y Fondo).
DATOS Y RESULTADOS
PARA EL AGREGADO GRUESO
PESO % % RETENIDO
TAMIZ TAMIZ % QUE
RETENIDO RETENID ACUMULAD Li Ls
(pulg) (mm) PASA
(grs) O O
1" 25mm 0.00 0.00 0.00 100.00 100 100
3/4" 19mm 99.00 3.31 3.31 96.69 90 100
3/8" 9.5mm 2038.00 68.09 71.40 28.60 20 55
Nº4 4.75mm 832.00 27.80 99.20 0.80 0 10
Nº8 2.38mm 21.00 0.70 99.90 0.10 0 5
Nº16 100.00
Nº30 100.00
Nº50 100.00
Nº100 100.00
FONDO 3.00 0.10 100.00 0.00 _ _
TOTAL 2993.00 100.00
100.00
% que pasa
80.00
60.00
Curva
Ag.Grueso
40.00 Huso 3/4
20.00
0.00
0 1 2 3 4 5 6 7
Serie de tamices(mm)
100.00
% que pasa
80.00
20.00
0.00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Serie de tamices(mm)
CONCLUSIONES.
Se considera que una buena granulometría es aquella que está
constituida por partículas de todos los tamaños, de tal manera
que los vacíos dejados por las de mayor tamaño sean ocupados
por otras de menor tamaño y así sucesivamente.
Se observó que en el tamiz de #4 se retuvo el mayor peso para
el agregado grueso y en el agregado fino se retuvo el mayor
peso para el tamiz #8.
Al realizar el cálculo del módulo de finura se obtuvo un
resultado de 4.54. Esto nos indica que contamos con una arena
que no se encuentra entre los intervalos especificados que son
2,3 y 3,1; concluyendo de esta manera que es una arena gruesa
adecuada para diseñar una buena mezcla para concreto.
En el Agregado Fino se observó que hay gran variedad de
tamaños; ya que si tenemos arenas muy finas se obtienen
mezclas segregadas y costosas mientras que con arenas
gruesas mezclas ásperas; por esto se debe evitar la utilización
de cualquiera de los dos extremos.
BIBLIOGRAFÍA
NORMA TECNICA PERUANA#. Método para el Análisis por Tamizado de
los Agregados Finos y Gruesos.
NORMA TECNICA PERUANA#. Especificaciones de los Agregados para
Concreto.
TECNOLOGIA DE CONCRETO.
GENERALIDADES
El peso unitario de un agregado nos da una medida de los vanos en
un volumen unitario de agregado. Este valor es necesario para
determinar la cantidad de agregado grueso que puede ser
acomodado en una mezcla de concreto. Los vanos en los agregados
dependen de varios factores como: tamaño, forma, textura de
superficie, granulometría y compactación. Para nuestro trabajo
utilizaremos agregados secos y compactados.
Cuando se calcula el peso unitario de un agregado usualmente se
expresa en kilogramos por metro cúbico. Este método se aplica en
agregado grueso, fino o en una combinación de agregados.
OBJETIVOS
Determinación de pesos volumétricos en estados sueltos y
compactados (variación al % vacío).
BASE TÉCNICA
BASE TEÓRICA
PESO UNITARIO
El paso específico de los agregados, que se expresa también como
densidad, conforme al Sistema Internacional de Unidades, adquiere
importancia en la construcción, cuando se requiere que el concreto
tenga un peso límite, sea máximo o mínimo. Además, el peso
específico es un indicador de calidad, en cuanto que los valores
elevados corresponden a materiales de buen comportamiento,
mientras que el peso específico bajo generalmente corresponde a
agregados absorbentes y débiles, caso en el que es recomendable
realizar pruebas adicionales.
PROCEDIMIENTO
DATOS Y RESULTADOS
--------
0.15m----------
-
-
-
-
0.305m
-
Calculamos el volumen del molde:
V=Axh
V = πd2/4 x h = π (0.15)2/4 x (0.305) = 0.00539m3
El peso del molde es: W = 6.510Kg
Datos de los pesos:
PESOS UNITARIOS
A.F. A.G.
PUSS 1716.4595 1677.1815
PUCS 1791.3032 1702.5422
CONCLUSIONES
Los valores obtenidos en el laboratorio están dentro de lo
normales.
BIBLIOGRAFÍA
NORMA TECNICA PERUANA. Determinación del Contenido de
Humedad Total en los Agregados.
TECNOLOGIA DEL CONCRETO. Ing. Enrique Rivas López: Perú.
PAGINAS DE INTERNET:
www.monografias.com/trabajos4/concreto/concreto.shtml -
184k
www.umng.edu.co/www/section-3317.jsp - 36k
fic.uni.edu.pe/construccion/concreto/Concreto
%201/Agregados.doc
civil.uprm.edu/html/laborato/lab2.pdf
www.construaprende.com/t/02/T2Pag20.php - 27k
www.arqhys.com/peso-unitario-concreto.html - 41k
www.bvindecopi.gob.pe/wcircu/query.exe?
cod_user=wwwcircu&key...PESO%20UNITARIO&trunca... - 21k
GENERALIDADES
Estas pruebas están preparadas para determinar las propiedades de
gravedad específica, absorción y peso unitario de los agregados finos
y gruesos a ser usados en el diseño de mezcla de hormigón.
Una de las propiedades físicas de los agregados es la DENSIDAD. AL
realizar este laboratorio podemos decir que de acuerdo a los tipos de
agregados encontraremos partículas que tienen poros saturables
como no saludables que dependiendo de su permeabilidad pueden
estar vacíos parcialmente saturados o totalmente llenos de agua,
generando así una serie de estados de humedad y densidad.
OBJETIVOS
Determinación de pesos específicos aparente y nominal, así
como la absorción después de saturación.
BASE TÉCNICA
BASE TEÓRICA
GRAVEDAD ESPECÍFICA
La gravedad específica es la relación entre la densidad del material y
la densidad del agua; en otras palabras es la relación del peso por
una unidad de volumen respecto del mismo de agua a 23º C. De
acuerdo a la condición de humedad del agregado la gravedad
específica se determina en condición seca o saturada con superficie
seca (SSD).
Esta información nos permite hacer una relación entre el peso de los
agregados y el volumen que ocupa dentro de la mezcla. En los
trabajos con hormigón, el término gravedad específica se refiere a la
densidad de la partícula individual y no a la masa de agregado como
un entero.
G. E. = PESO
VOLUMEN X P.E.AGUA
G sa = Ws
Vs
G. E. (bulk) =G sb
G sb = Ws
Vs + Vpp
Gsssb = Wsss
Vs + Vpp
Donde:
Gsa: Gravedad Específica Seca Aparente
Gsb: Gravedad Específica Seca Bulk
Gsssb: Gravedad Específica Saturada Superficie Seca
Ws: Peso del agregado Seco
Wsss: Peso del agregado Saturada Superficie Seca
Vs: Volumen del agregado Seco
Vpp: Volumen de Poros Permeables al agua
ABSORCIÓN
La capacidad de absorción se determina encontrando el peso de un
agregado bajo condición saturada (SSD) y en condición seca.
La diferencia en pesos expresada como porciento del peso seco es la
capacidad de absorción. Esta información se requiere para balancear
las necesidades de agua en la mezcla de hormigón.
G sb = A
B–C
Gsssb = B
B–C
% Absorción = B – A x 100
A
G sb = A
B+D–C
Gsssb = D
B+D–C
% Absorción = D – A x 100
A
MATERIAL Y EQUIPOS
PROCEDIMIENTO
DATOS Y RESULTADOS
Para el agregado grueso:
GRAVEDAD ESPECÍFICA DEL AGREGADO GRUESO
Datos:
WRecipiente = 589gr
WAgregado = 3000gr (muestra seca)…………..A
Tamiz: Tamaño máximo nominal =3/4”
Agregado Saturado:
WSaturado = 3009gr…………………………………….B
Agregado Sumergido:
WCanastilla=262gr
WMadera = 677gr
WTotal = 2778gr
WCanast.sumergida + madera = 908gr
WAG = WTotal - WCanast.sumergida + madera
WAG = 1870gr………………………………………………….C
CÁLCULOS:
Gsa = A/(A-C) = 3000gr/(3000-1870)gr
Gsa = 2.6548
PORCENTAJE DE ABSORCIÓN
Datos:
WAgregado fino seco =3000gr
WAgregado fino saturado =3009gr
CÁLCULOS:
Gsa=A/(B+A-C) =500gr/(647+500-959)gr
Gsa = 2.65957
Gsb=A/(B+D-C) =500gr/(647+491-959)gr
Gsb = 2.7932
Gsssb=D/(B+D-C) =491gr/(647+491-959)gr
Gsssb = 2.743016
PORCENTAJE DE ABSORCIÓN
Datos:
WAgregado fino seco =1000gr
WAgregado fino saturado =1004gr
CONCLUSIÓN
BIBLIOGRAFÍA
NORMA TECNICA PERUANA. Determinación del Contenido de
Humedad Total en los Agregados.
TECNOLOGIA DEL CONCRETO. Ing. Enrique Rivas López: Perú.
PAGINAS DE INTERNET:
http://www.acaceres.addr.com/student_access/Agregados.pdf
http://www.fcyt.umss.edu.bo/investigacion/geotecnia/ensayos/G
sagregados.php
http://bellehogar.com/index.php?
option=com_content&task=view&id=20&Itemid=50
http://civil.uprm.edu/html/laborato/lab2.pdf
http://www.construaprende.com/Lab/17/Prac17_1.html
http://ingenieracivil.blogspot.com/2007/05/gravedad-
especifica.html
DISEÑO DE MEZCLAS
INTRODUCCIÓN
Actualmente, el concreto es el elemento más usado en el ámbito
mundial para la construcción, lo que conlleva a la evolución de las
exigencias para cada uso del mencionado elemento.
La demanda del concreto ha sido la base para la elaboración de los
diferentes Diseños de Mezcla, ya que estos métodos permiten a los
usuarios conocer no sólo las dosis precisas de los componentes del
concreto, sino también la forma más apropiada para elaborar la
mezcla. Los Métodos de Diseño de mezcla están dirigidos a mejorar
calificativamente la resistencia, la calidad y la durabilidad de todos
los usos que pueda tener el concreto.
DEFINICIÓN
Es un proceso que consiste en calcular las proporciones de los
elementos que forman el concreto, con el fin de obtener los mejores
resultados.
Existen diferentes métodos de Diseños de Mezcla; algunos pueden ser
muy complejos como consecuencia a la existencia de múltiples
variables de las que dependen los resultados de dichos métodos, aún
así, se desconoce el método que ofrezca resultados perfectos, sin
embargo, existe la posibilidad de seleccionar alguno según sea la
ocasión.
En oportunidades no es necesario tener exactitud en cuanto a las
proporciones de los componentes del concreto, en estas situaciones
se frecuenta el uso de reglas generales, lo que permite establecer las
dosis correctas a través de recetas que permiten contar con un
diseño de mezcla apropiado para estos casos.
MÉTODO GLOBAL
1. ESPECIFICACIONES
No existen limitaciones en el diseño por presencia de
sulfatos, ión cloruro y tampoco procesos de congelación.
La resistencia a la compresión especificada es de
280Kg/cm2, a los 28 días, sin historial de desviaciones
estándares.
La colocación requiere que por lo menos tenga 3” – 4” de
slump.
El tamaño máximo del agregado es de 3/4".
2. MATERIALES
Cemento Portland Tipo I – Andino – P.E. = 3.12
Agua potable de la Red Pública
Agregado Fino
Peso Específico de masa…………………2.659
Absorción……………………………………0.4%
Contenido de Humedad…………………0.36%
Módulo de Fineza…………………………..3.0
Agregado Grueso
Peso Específico de masa…………………2.655
Absorción……………………………………0.3%
Tamaño Máximo Nominal………………..3/4”
Contenido de Humedad……..…………..1.54%
Resistencia a la Compresión Específica: 280Kg/cm 2
FINALMENTE:
Nuestros testigos tienen un volumen de: 0.00539m 3