CARACTERISTICA DE LA ESTRUCTURA Muro de concreto de tipo voladizo o en mnsula de una altura de 10 metros, espesor de la corona de 0.30m, espesor de la pantalla de 1m y espesor de la base de 1.25 metros, el muro estar medianamente reforzado sin vibraciones y servir para la contencin de un talud, no habrn condiciones severas de exposicin que comprometan la durabilidad ni la apariencia de la estructura.CORO NA 0.30m

PANTAL LA

1m

10 m

BASE

1.25 m

DISEO DEL CONCRETO: La especificacin estructural requiere un concreto de 3000 psi. Fc = 3000 psi

CARACTERSTICAS DE LOS MATERIALES:1. CEMENTO: Portland tipo I marca ARGOS, peso especfico de

2.97gr/cm32. AGREGADO GRUESO (grava): Por ser material de planta su forma

es rugosa. Densidad Aparente seca: 2588 kg/m3 Masa unitaria suelta: 1540 Kg/m3 Porcentaje de absorcin: 1419% 3. AGREGADOS FINOS (arena): Densidad aparente seca: 2620 kg/m3

Masa unitaria suelta: 1654 Kg/m3 Porcentaje de absorcin: 1974%

ASENTAMIENTO: Tabla 11.3 MINIMO MAXIMO mm 50 100 Pulg () 2 4 Se asume el valor promedio de 3 pulgadas; consistencia Media. PROMEDIO 75 3

TAMAO MAXIMO DEL AGREGADO Corresponde para muros reforzados, para una dimensin de 30 cm (30-74) Tabla 11.4 MINIMO MAXIMO mm 38 76 Pulg () 1 3 Se asume un TM: de 2 y un T.M.N: 1 1/2 ESTIMACION DEL CONTENIDO DE AIRE Para un T.M.N de 1 pulgada, corresponde a un (1%), de contenido de aire naturalmente atrapado. ESTIMACION DEL CONTENIDO DE AGUA Para un asentamiento de 3 pulgadas y un TM de 2 pulgadas de agregados de textura rugosa, corresponde a 164 kg/m3 segn tabla 11.7.

T.M 50 2

T.M.N 38 1

DETERMINACION DE LA RESISTENCIA DE DISEO Fc = 3000 psi X 0.07 Fc = 210 Kg/cm2

Se encuentra dentro del rango de 210-350 entonces Fc + 85 Fc = 210 + 85 = 295 Kg/cm2.

SELECCIN DE LA RELACION AGUA CEMENTO:

Tomando la figura 11.4 y proyectando una lnea horizontal que parta en la ordenada correspondiente a Fc = 295 Kg/cm2 e intercepte la curva media corresponde a una relacin de agua cemento. A/C = 0.46

CALCULO DEL CONTENIDO DE CEMENTO C = A/ A/C C = 164 Kg / m3 / 0.46 C = 356.5 Kg/m3 MATERIALES AGREGADADOS Como el tamao mximo que se contempla para este diseo de concreto y segn las condiciones del muro a construir es de 1 se puede utilizar cualquier grava que sea inferior a este T.M. de medida en pulgada. AGREGADO GRUESO (grava): Peso total 6000gr Densidad Aparente seca: 2588 kg/m3 Masa unitaria suelta: 1540 Kg/m3 Porcentaje de absorcin: 1419%

AGREGADOS FINOS (arena): Peso total 6000gr Densidad Aparente Seca: 2620 kg/m3

Masa unitaria suelta: 1654 Kg/m3 Porcentaje de absorcin: 1974% Nota: esta informacin se consigui en la plata de Murcia Murcia que suministras materiales agregados para construcciones. GRANULOMETRAGRAVAS Pul g 1" 3/4" GRAVA PESO % RETENI RETENID mm DO O 25,4 0 0 19,1 240 4 PESO RETENI DO ARENA % RETENI DO T.M 1 100 % PASA 80-87 68-79

% PASA 100 96

1/2" 3/8" N. 4 N. 8 N.16

12,5 9,51 4,76 2,38 1,19 0,59 N.30 5 0,29 N.50 7 N.10 0,14 0 7

2760 3240 5400 5880

46 54 90 98

54 46 10 2

0 300 1200 2460 3480 4620 5460

0 5 20 41 58 77 91

100 95 80 59 42

55-68 47-62 32-48 22-38 15-30 10-23 7-18

23 5-14 9

PESO SECO Y VOLUMEN ABSOLUTOPESO SECO Kg/m3 PESO ESPECIFICO gr/cm3 VOLUMEN Lit/m3

INGREDIENTES

AGUA

164

1.0

164

AIRE CEMENTO A GRUESO A FINO TOTAL

0 356.5 1154.14 707.37 2382.01

0 2.97 2.58 2.62 2.38

0 120.03 447.34 268.63 1000

CALCULOS: m=62% ---- 0.62 AGREGADO GRUESO n= 38% ---- 0.38 AGREGADO FINO VOLUMEN TOTAL DE LOS AGREGADOS V TAGR: 1000 (164+120.3) V TAGR: 1000-284.3 V TAGR: 715.97

DENSIDAD DE LOS AGREGADOS

GAg* GAf G AGR : ------------------GAg *m + GAf*n 2.58* 2.62 G AGR : --------------------------------2.58 (0.62) +2.62 (0.38) G AGR : 2.6 PESO TOTAL DE LOS AGREGADOS P TAGR : GAGR * VTAGR P TAGR : 2.6 * 715.97 P TAGR : 1861.52 CALCULO DEL PESO DE LAS GRAVAS Y DE LOS FINOS Peso Agregado Grueso (gravas) P GR : PTAGR * m 6.7596 G AGR : ------------------2.5952

P GR : 1861.52 * 0.62 P GR : 1154.14 gr Peso Agregado Fino (arenas) P f : PTAGR * n P f : 1861.52 * 0.38 P f : 707.37 gr

CORRECION POR HUMEDAD HUMEDADES

Agregado Grueso: 3 % ---- 0.03 Agregado Fino: 6% ---- 0.06

INGREDIENTES

PESO SECO Kg/m3

PESO HUMEDO Kg/m3

AGUA CEMENTO A GRUESO A FINO TOTAL

164 356.5 1154.14 707.37 2382.01

86.94 356.5 1188.76 749.81 2382.01

CANTIDADES DE AGUA: H GRUESO : Peso de la Grava*%Humedad A. Grueso H GRUESO : 1154.14 x 0.03 H GRUESO : 34.62 H FINO : Peso de la Arena*%Humedad A. Fino H FINO : 707.37 x 0.06 H FINO : 42.44 TOTAL (H GRUESO+ H FINO) : 34.62 + 42.44 TOTAL (H GRUESO+ H FINO) : 77.06 PESO HUMEDO GRUESO P HG : PSG (1+H) P HG : 1154.14 (1+0.03) = 1154.14 (1.03) P HG : 1188.76 Kg

PESO HUMEDO FINO P HF : PSF (1+H) P HF : 707.37 (1+0.06) = 707.37 (1.06) P HG : 749.81 Kg DIFERENCIA DE AGUA P HAGUA : PSECO - TOTAL (HGRUESO+ HFINO) P HAGUA : 164 77.06 P HAGUA : 86.94 EL AGUA PARA AGREGAR SERIA 86.94 LITROS

CANTIDADES EN PESO DE MATERIAL A UTILIZAR POR CADA BULTO DE CEMENTO DE 50 Kg.

MATERIALES CEMENTO AGUA AGREGADO FINO (ARENA) AGREGADO GRUESO (GRAVA)

PESO 50 Kg 23 Kg 99.17 Kg 161.81 Kg

CONSTANTE DE MILTIPLICIDAD PESO DEL BULTO DE CEMENTO PESO TOTAL DEL CEMENTO 50 356.5

K: 0.1402

CALCULO PARA LAS CANTIDADES DE PESO

AGUA: 0.1402 x 164 = 23 Kg AGREGADO FINO (ARENA): 0.1402 x 707.37 = 99.17 Kg AGREGADO GRUESO (GRAVA): 0.1402 x 1154.14 = 161.81 Kg

DISEO DE CONCRETO

JUAN FERNANDO HERNANDEZ MEDINA CYNTHIA VANESSA LUGO RUBIANO ERWIN GONZALO CASTAEDA GUTIERREZ SERGIO ANDRES TORRES BOBADILLA DANIEL VICENTE GARCIA RAUL ALFREDO MENDOZA GUTIERREZ RAMIRO ROJAS RAMIREZ

DOCENTE: ING. HEBER MONCALEANO

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIAS PROGRAMA INGENIERIA CIVIL HORMIGON 1 VILLAVICENCIO 2012

OBJETIVOS

Proporcionar o disear una mezcla de concreto que consiste en determinar las cantidades relativas de materiales que hay que emplear en la mezcla para obtener un concreto adecuado para un uso determinado de una resistencia de 3000 psi.

INTRODUCCIN

Siendo el concreto un material que posee caractersticas de resistencia a la compresin, de impermeabilidad, durabilidad, dureza y apariencia entre muchas otras, se convierte en la nica roca elaborada por el hombre. El concreto no es un bien genrico como las piedras naturales o la arena, sino un material de construccin que se disea y se produce de conformidad con normas rigurosas, para los fines y aplicaciones que se requieren en un proyecto determinado y con las caractersticas de economa, facilidad de colocacin y consolidacin, velocidad de fraguado y apariencia adecuada segn su aplicacin. El concreto y sus derivados son resultados de diseos, trabajos reales de ingeniera, susceptibles de toda accin de ajuste, modificacin y lo que importante, de optimizacin. Ello no debe implicar que hacer un buen concreto sea difcil. La experiencia ha demostrado que los materiales y procedimientos de un concreto bueno y uno malo pueden ser los mismos y que la diferencia entre los dos radica en los criterios juiciosos que se aplican durante su diseo, elaboracin, transporte, colocacin, compactacin, curado y proteccin; lo cual en ningn momento genera un costo adicional como generalmente se cree. Tenemos que tener en cuenta que la calidad del concreto estar determinada tanto cuando el concreto se encuentre en estado no endurecido (dependiendo al tipo y caracterstica de la obra as como el proceso a emplearse para su colocado), en el estado ya endurecido (sealadas por el Ingeniero estructural, las cuales se encuentran indicadas en los planos y/o especificaciones de obra) y por el costo de la unidad cbica del concreto.

MARCO TEORICO Definicin: La seleccin de las proporciones de los materiales integrantes de la unidad cbica de concreto, es definida como el proceso que, en base a la aplicacin tcnica y prctica de los conocimientos cientficos sobre sus componentes y la interaccin entre ellos, permite lograr un material que satisfaga de la manera ms eficiente y econmico los requerimientos particulares del proyecto constructivo. El concreto es un material heterogneo, el cual est compuesto por material aglutinante (como el cemento Portland), material de relleno (agregados naturales o artificiales), agua, aire naturalmente atrapado o intencionalmente incorporado y eventualmente aditivos o adiciones, presentando cada uno de estos componentes propiedades y caractersticas que tienen que ser evaluadas as como aquellas que pueden aparecer cuando se combinan desde el momento del mezclado. Consideraciones y/o criterios para el diseo de las mezclas: Debemos enfocar el concepto del diseo de mezcla para producir un concreto, tan econmicamente sea posible, que cumplan con los requisitos requeridos para los estados en fresco como mezclado, transporte, colocacin, compactado y acabado; y en el estado endurecido, la resistencia a la compresin y durabilidad. En general, prcticamente todas las propiedades del concreto endurecido estn asociadas a la resistencia y, en muchos casos, es en funcin del valor de ella que se las cuantifica o cualifica. Sin embargo, debe siempre recordarse al disear una mezcla de concreto que muchos factores ajenos a la resistencia pueden afectar otras propiedades. Es usual el suponer que esta tcnica consiste en la aplicacin sistemtica de ciertas tablas y proporciones ya establecidas que satisfacen prcticamente todas las situaciones normales en las obras, lo cual est muy alejado de la realidad, ya que es en esta etapa del proceso constructivo cuando resulta primordial la labor creativa del responsable de dicho trabajo y en consecuencia el criterio personal. Debemos advertir finalmente que la etapa de diseo de mezclas de concreto antes que el fin de un proceso, representa slo el inicio de la bsqueda de la mezcla ms adecuada para el caso particular que abordaremos y ninguno de los mtodos que trataremos puede soslayar la prueba definitiva que supone el empleo de los diseos bajo condiciones reales y su optimizacin en obra, con los procedimientos, los equipos y en las cantidades que en la prctica se van a emplear, teniendo en cuenta que algunas veces las especificaciones tcnicas indican las condiciones que se presentarn en el momento del vaciado.

Conseguir una mezcla con un mnimo de pasta y volumen de vacos o espacios entre partculas y consecuentemente cumplir con las propiedades requeridas es lo que la tecnologa del concreto busca en un diseo de mezclas. Antes de proceder a dosificar una mezcla se debe tener conocimiento del siguiente conjunto de informacin: a) Los materiales b) Del elemento a vaciar, tamao y forma de las estructuras c) Resistencia a la compresin requerida d) Condiciones ambientales durante el vaciado e) Condiciones a la que estar expuesta la estructura Parmetros bsicos en el comportamiento del concreto La trabajabilidad Es una propiedad del concreto fresco que se refiere a la facilidad con que este puede ser mezclado, manejado, transportado, colocado y terminado sin que pierda su homogeneidad (exude o se segregue). El grado de trabajabilidad apropiado para cada estructura, depende del tamao y forma del elemento que se vaya a construir, de la disposicin y tamao del refuerzo y de los mtodos de colocacin y compactacin. Los factores ms importantes que influyen en la trabajabilidad de una mezcla son los siguientes: La gradacin, la forma y textura de las partculas y las proporciones del agregado, la cantidad del cemento, el aire incluido, los aditivos y la consistencia de la mezcla. Un mtodo indirecto para determinar la trabajabilidad de una mezcla consiste en medir su consistencia o fluidez por medio del ensayo de asentamiento con el cono. El requisito de agua es mayor cuando los agregados son ms angulares y de textura spera (pero esta desventaja puede compensarse con las mejoras que se producen en otras caractersticas, como la adherencia con la pasta de cemento). La resistencia La resistencia a la compresin simple es la caracterstica mecnica ms importante de un concreto, pero otras como la durabilidad, la permeabilidad y la resistencia al desgaste son a menudo de similar importancia.

Durabilidad El concreto debe poder soportar aquellas exposiciones que pueden privarlo de su capacidad de servicio tales como congelacin y deshielo, ciclos repetidos de mojado y secado, calentamiento y enfriamiento, sustancias qumicas, ambiente marino y otras semejantes. La resistencia a algunas de ellas puede fomentarse mediante el uso de ingredientes especiales como: cemento de bajo contenido de lcalis, puzolanas o agregados seleccionados para prevenir expansiones dainas debido a la reaccin lcalis agregados que ocurre en algunas zonas cuando el concreto est expuesto a un ambiente hmedo, cementos o puzolanas resistentes a los sulfatos para concretos expuestos al agua de mar o en contacto con suelos que contengan sulfatos; o agregados libres de excesivas partculas suaves, cuando se requiere resistencia a la abrasin superficial. La utilizacin de bajas reacciones agua/cemento prolongara la vida til del concreto reduciendo la penetracin de lquidos agresivos. La resistencia a condiciones severas de intemperie, particularmente a congelacin y deshielo y a sales utilizadas para eliminar hielo, se mejora notablemente incorporando aire correctamente distribuido. El aire inyectado debe utilizarse en todo concreto en climas donde se presente la temperatura del punto de congelacin. Materiales que intervienen en una mezcla de concreto Cemento Es por excelencia el pegante ms barato y ms verstil, y sus propiedades fsicas y mecnicas son aprovechadas en multitud de usos. Es el principal componente del concreto, el cual ocupa entre el 7% y el 15%del volumen de la mezcla, presentando propiedades de adherencia y cohesin, las cuales permiten unir fragmentos minerales entre s, formando un slido compacto con una muy buena resistencia a la compresin as como durabilidad. Tiene la propiedad de fraguar y endurecer slo con la presencia de agua, experimentando con ella una reaccin qumica, proceso llamado hidratacin. Agua Componente del concreto en virtud del cual, el cemento experimenta reacciones qumicas para producir una pasta eficientemente hidratada, que le otorgan la propiedad de fraguar y endurecer con el tiempo adems este componente proporciona a la mezcla una fluidez tal que permita una trabajabilidad adecuada en la etapa del colocado del concreto. Este componente que ocupa entre el 14% y el 18% del volumen de la mezcla. En una porcin de pasta hidrata, el agua se encuentra en dos formas diferentes, como agua de hidratacin y agua evaporable. Agregado

Este componente que ocupa entre 60% a 75% del volumen de la mezcla, son esencialmente materiales inertes, de forma granular, naturales o artificiales, las cuales han sido separadas en fracciones finas (arena) y gruesas (piedra),en general provienen de las rocas naturales. Gran parte de las caractersticas del concreto, tanto en estado plstico como endurecido, dependen de las caractersticas y propiedades de los agregados, las cuales deben ser estudiadas para obtener concretos de calidad y econmicos. Los agregados bien gradados con mayor tamao mximo tienen menos vaco que los de menor tamao mximo; por consiguiente, si el tamao mximo de los agregados en una mezcla de concreto se aumenta, para un asentamiento dado, los contenidos de cemento y agua disminuirn. En general, el tamao mximo del agregado deber ser el mayor econmicamente disponible y compatible con las dimensiones de la estructura. Las partculas de agregado alargadas y chatas tienen efecto negativo sobre la trabajabilidad y obligan a disear mezclas ms ricas en agregado fino y por consiguiente a emplear mayores cantidades de cemento y agua. Se considera que dentro de este caso estn los agregados de perfil angular, los cuales tienen un ms alto contenido de vacos y por lo tanto requieren un porcentaje de mortero mayor que el agregado redondeado. El perfil de las partculas, por s mismo, no es un indicador de que un agregado est sobre obajo el promedio en su capacidad de producir resistencia. Aire Aire atrapado o natural, usualmente entre 1% a 3% del volumen de la mezcla, estn en funcin a las caractersticas de los materiales que intervienen en la mezcla, especialmente de los agregados en donde el tamao mximo y la granulometra son fuentes de su variabilidad, tambin depende del proceso de construccin aplicado durante su colocacin y compactacin.