Diseno de-mezclas-metodo-din-1045-con fibr adocx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAEscuela Académico Profesional de Ingeniería Civil

FACULTAD DE INGENIERÍA

INFORME DE PRÁCTICA:

“DISEÑO DE MEZCLAS POR EL METODO DIN 1045 – DISEÑO DE MEZCALA CON FIBRA DE ACERO”

CURSO:

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

DOCENTE:

MCs. Ing. PEREZ LOAYZA, Héctor

ALUMNO:

PALOMINO BECERRA, Nilder Leonardo.

GRUPO:

“B”

Cajamarca, Julio de 2015.

DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ING. CIVIL

I. INTRODUCCIÓN:

En el amplio campo de la Ingeniería civil el diseño de mezclas, es sin lugar a dudas, una

de las principales bases para elaborar todo tipo de estructuras de Ingeniería, ya que la

durabilidad y el desenvolvimiento efectivo de dicha obra se debe casi en su totalidad al

concreto con el cual se trabaja. Es así que la labor del ingeniero es el de diseñar el

concreto más económico, trabajable y resistente que fuese posible, partiendo, desde

luego, de las características físicos de los agregados, el cemento y el agua.

Es por ello que en la presente práctica se pretende elaborar un concreto que reúna las

características necesarias para ser utilizado en distintas obras de Ingeniería.

Cabe señalar que para diseñar una mezcla de concreto existen diferentes métodos,

en esta práctica el método a usar es el DIN-1045.

II. OBJETIVOS: Realizar el diseño de mezcla de concreto de alta resistencia, mediante el método DIN –

1045, utilizando un aditivo súper plastificante y fibra de acero.

Elaborar probetas para corroborar las propiedades del concreto fresco y endurecido,

también para comprobar las características dadas para dicho diseño.

Lograr un diseño económico y favorable partiendo de las propiedades de los agregados

estudiados y utilizados

III. MARCO TEORICO:

PROPIEDADES DE LA MEZCLA.TECNOLOGIA DEL CONCRETO 2


Las características que se desea en una mezcla de concreto están en función de la utilidad

que prestará en obra. Así si se quiere utilizar en una estructura, se tendrá una resistencia

acorde a las solicitaciones y además resistente al intemperismo, es decir que sea estable.

En carreteras con losas de concreto, además de su resistencia al intemperismo y al flexo-

tracción, deba comportarse adecuadamente frente a la abrasión producida por el rozamiento

que va a haber entre la loza y los neumáticos de los vehículos.

En depósitos estancos ya sean elevados, en superficie o enterrados, deberá ser

impermeable.

Para lograr estas cualidades se debe recurrir a procedimientos adecuados de dosificación y

en algunos casos el uso de aditivos.

Existen algunas propiedades que son comunes a todos los concretos y no dependen de la

utilidad específica. Estas propiedades se pueden dividir en dos grupos: cuando el concreto está

en estado fresco y endurecido.

PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO.

Consistencia o fluidez.

Es la resistencia que opone el concreto a experimentar deformaciones. Depende de la forma,

gradación y tamaño máximo del agregado en la mezcla en la mezcla, cantidad de agua de

mezclado.

La consistencia se mide mediante el ensayo de “slump” con el “Cono de Abrams” (ASTM C-

143), para concretos hechos con agregado grueso cuyo tamaño máximo es menor de 2”.

En la actualidad se acepta una correlación entre la norma alemana y los criterios

norteamericanos; considerándose que:

A las consistencias secas corresponde asentamiento de 0” a 2” (0 mm a 50 mm).

A las consistencias plásticas corresponde asentamiento de 3” a 4” (75 mm a 100 mm).

A las consistencias fluidicas corresponde asentamientos de más de 5”( 125 mm)

Trabajabilidad.

Se entiende por Trabajabilidad a aquella propiedad del concreto en estado frescola cual

determina su capacidad para ser manipulado, transportado, colocado y consolidado

TECNOLOGIA DEL CONCRETO 3


adecuadamente con un mínimo de trabajo y un máximo de homogeneidad; así como para ser

acabado sin que se presente segregación.

Esta definición involucra conceptos tales como capacidad de moldeo, cohesividad y

capacidad de compactación. Igualmente, la Trabajabilidad involucra el concepto de fluidez, con

énfasis en la plasticidad y uniformidad dado que ambas tienen marcada influencia en el

comportamiento y apariencia final de la estructura.

Homogeneidad:

Se refiere a que los componentes del concreto se encuentren en la misma proporción en

cualquier parte de la masa. Considerando que el concreto es una mezcla cuyos componentes

tienen diferente peso específico, estos tenderán a segregarse. La homogeneidad depende del

tipo y tiempo de mezclado, del transporte, de la compactación, etc.

Segregación:

La segregación se puede definir como la descomposición mecánica del concreto en sus

partes constituyentes, de modo que su distribución deje de ser uniforme. Se puede presentar dos

formas de segregación: en la primera las partículas gruesas tienden a separarse del mortero

porque suelen desplazarse a lo largo de una pendiente o se asientan más que las partículas

finas; en la segunda forma de segregación la lechada se separa de la mezcla y se produce

exclusivamente en aquellas que están húmedas.

Exudación:

La exudación o sangrado es una forma de segregación en la cual una parte del agua de la

mezcla tiende a elevarse a la superficie de un concreto recién colocado. Este fenómeno se debe

a que los constituyentes sólidos no pueden retener toda el agua cuando se sedimentan.



En el proceso de la exudación se presentan dos factores importantes, los mismos que no

necesariamente están relacionados, pero que es preciso distinguirlos:

La velocidad de exudación, que viene a ser la rapidez con la que el agua se acumula en

la superficie del concreto.

La capacidad de exudación, que está definida por el volumen total de agua que aparece

en la superficie del concreto.

La exudación del concreto no cesa hasta que la pasta de cemento se ha endurecido lo

suficientemente, como para poner fin al proceso de sedimentación.

PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDO.Elasticidad.

El concreto no es un material completamente elástico y la relación esfuerzo deformación para

una carga en constante incremento, adopta generalmente la forma de una curva. Generalmente

se conoce como módulo de elasticidad a la relación del esfuerzo a la deformación medida en el

punto donde la línea se aparta de la recta y comienza a ser curva.

Para el diseño estructural se supone un módulo de elasticidad constante en función de la

resistencia a la compresión del concreto. En la práctica, el módulo de elasticidad del concreto es

una magnitud variable cuyo valor promedio es mayor que aquel obtenido a partir de una fórmula.

En el diseño de mezclas se debe tener en cuenta que el módulo de elasticidad del concreto

depende, entre otros de los siguientes factores:

La resistencia a la compresión del concreto y, por lo tanto de todos aquellos factores que

lo afectan.

A igualdad de resistencia, de la naturaleza petrográfica de los agregados.

De la tensión del trabajo

De la forma y tiempo de curado del concreto

Del grado de humedad del concreto.



El módulo de elasticidad del concreto aumenta al incrementarse la resistencia en compresión

y, para un mismo concreto, disminuye al aumentar la tensión de trabajo.

Resistencia:

La resistencia a la compresión simple del concreto es su propiedad más característicay la que

define su calidad. En 1919, Duff Abrams estableció experimentalmente que la resistencia a la

compresión es función de la relación agua/cemento (a/c) en forma más significativa que otras

variables como la calidad de los agregados, la compacidad, etc. La resistencia aumenta con el

tiempo y depende del estado de humedad durante este tiempo y del estado de humedad durante

el tiempo de depósito.

Durabilidad:

Es aquella propiedad que se define como la capacidad que el concreto tiene para resistir las

condiciones, para las cuales se ha proyectado, sin deteriorarse con el tiempo.

Resistencia a la compresión:

Se considera generalmente que la resistencia del concreto, constituye la propiedad más

valiosa, aunque ésta no debe ser el único criterio de diseño, ya que en algunos casos pueden

resultar más importantes características como la durabilidad, impermeabilidad, etc. Sin embargo

la resistencia nos da una idea general de la calidad del concreto.

ENSAYO A FLEXIÓN DEL CONCRETO:Dispositivo de aplicación de carga:

Se debe utilizar un dispositivo capaz de aplicar cargas en los tercios del claro de prueba de

tal modo que las fuerzas sean perpendiculares a las caras horizontales de la viga y se

distribuyan y apliquen uniformemente en todo lo ancho. Este dispositivo debe ser capaz de

mantener fija la distancia entre los puntos de carga y los puntos de apoyo del espécimen con una

tolerancia de ± 2 mm; además, las reacciones deben ser paralelas a la dirección de las fuerzas

aplicadas durante el tiempo que dure la prueba. La relación de la distancia del punto de

aplicación de cada una de las cargas a la reacción más cercana dividida entre la altura de la

viga, no debe ser menor de uno. Los bloques para la aplicación de la carga y de apoyo de la viga

deben ser de acero del mismo ancho o mayor que el de la viga con una altura que no exceda de

65 mm, medida a partir del centro de giro



La distancia entre apoyos debe ser de tres veces el peralte de la viga con una tolerancia de 2 %

Esta distancia debe ser marcada en las paredes de la viga antes del ensaye. Cabe decir que las

caras laterales del espécimen deben estar en ángulo recto con las caras horizontales. Todas las

superficies deben ser lisas y libres de bordes, hendiduras, agujeros o identificaciones grabadas.

Se debe voltear el espécimen sobre un lado con respecto a la posición del moldeado. Se centra

en los bloques de apoyo; éstos a su vez deben estar centrados respecto a la fuerza aplicada.

Aplicación de la carga:

La carga se debe aplicar a una velocidad uniforme, tal que el aumento de esfuerzo de las fibras

extremas no exceda de 980 kPa/min (10 kgf/cm2 por min), permitiéndose velocidades mayores

antes del 50% de la carga estimada de ruptura.

Medición del espécimen después de la prueba:



Se determina el ancho promedio, el peralte y la localización de la línea de falla, con el promedio

de tres medidas una en el centro y dos sobre las aristas del espécimen aproximándolas al

milímetro.

Para calcular el Momento se calculan reacciones y luego se toman momentos en los puntos de

aplicación de las cargas.

Cálculo y expresión de resultados:

Si la fractura se presenta en el tercio medio del claro el módulo de ruptura se calcula como sigue:

R=(P*L)/(b*d2 )

Dónde:

R Es el módulo de ruptura, en kPa (kgf/cm2 ).

P Es la carga máxima aplicada, en N (kgf).

L Es la distancia entre apoyos, en cm.



b Es el ancho promedio del espécimen, en cm.

d Es al peralte promedio del espé- cimen, en cm.

En el cálculo anterior, no se incluyen las masas del bloque de apoyo superior y del espécimen.

Nota: Si la ruptura se presenta fuera del tercio medio del claro, en no más del 5% de su

longitud, se calcula el módulo de ruptura como sigue:

R=(3 P*a )/(b*d2 )

Dónde:

a, Es la distancia promedio entre la línea de fractura y el apoyo más cercano en la

superficie de la viga en mm. Si la fractura ocurre fuera del tercio medio del claro en más

del 5% se desecha el resultado de la prueba.

ANÁLISIS DE UNA VIGA SOMETIDA A FLEXIÓN PURA.Consideremos una viga deformada sobre la cual tomamos un elemento diferencial:

En la figura anterior se muestra una viga sobre la que actúa un momento flector positivo M. El eje

Y es el eje de simetría de la viga. El eje X coincide con la fibra neutra de la viga, y el plano XZ

que contiene los ejes neutros de todas las secciones (paralelos al eje Z) recibe el nombre de

superficie neutra. Los elementos de la viga que estén sobre dicha superficie tendrán deformación

nula.

Al aplicar el momento M se produce una curvatura de la viga. Así, la sección AB (originalmente

paralela a CD, puesto que la viga era recta) girará un ángulo dφ hasta la posición A’B’. Los

trazos AB y A’B’ son rectos, de forma que se verifica la hipótesis de que las secciones planas



permanecen así durante flexión. Si se denota ρ como radio de curvatura del eje neutro de la

viga, ds la longitud de un elemento diferencial de dicho eje y dφ para el ángulo entre las rectas

CD y A’B’.

Entonces se tiene que:

El cambio de longitud de una fibra separada del eje neutro una distancia y es:

La deformación es igual a la variación de longitud dividida por la longitud inicial:

Y sustituyendo las expresiones

Así, la deformación es proporcional a la distancia y desde el eje neutro. Ahora bien, como

σ = E*ε, se tiene que:

La fuerza que actúa sobre un elemento de área dA es σ * dA , y puesto que dicho elemento está

en equilibrio, la suma de fuerzas debe ser nula. Por consiguiente,

La ecuación anterior determina la localización del eje neutro de la sección.

Por otro lado, el equilibrio requiere que el momento flector interno originado por el esfuerzo σ sea

igual al momento externo M. Esto es,

I se define como el momento de inercia del área transversal con respecto al eje z: (Iz). De la

ecuación anterior,



Finalmente, despejando ρ:

La ecuación anterior establece que la tensión es directamente proporcional a la distancia y desde

el eje neutro y al momento flector M.

Distribución de tensiones en FLEXION PURA.

NORMATIVIDAD



ENSAYO A TRACCIÓN INDIRECTA.Este ensayo consiste en someter a compresión diametral una probeta cilíndrica, igual a la

definida en el ensayo Marshall, aplicando una carga de manera uniforme a lo largo de dos líneas

o generatrices opuestas hasta alcanzar la rotura.

Esta configuración de carga provoca un esfuerzo de tracción relativamente uniforme en todo el

diámetro del plano de carga vertical, y esta tracción es la que agota la probeta y desencadena la

rotura en el plano diametral.

Por la norma la velocidad de desplazamiento del sistema durante la carga será uniforme e igual

a 50,8 mm/min, igual a la empleada por la prensa en el ensayo Marshall.

Distribución teórica de tensionesTomas W. Kennedy y W. Ronald Hudson desarrollaron las tensiones teóricas que se dan en una

probeta cilíndrica sometida a una carga diametral, tal y como sucede en el ensayo de tracción

indirecta. Esta distribución teórica de tensiones a lo largo de los ejes horizontales y verticales

para una carga concentrada se muestra en la figura.



Distribución de tensiones en el diámetro horizontal.

Tensión horizontal:

Tensión vertical:

Tensiones tangenciales:

Distribución de tensiones en el diámetro Vertical.

Tensión horizontal:

Tensión vertical:

Tensiones tangenciales:

Dónde:

P, es la carga total aplicada (N).

t, es la altura de la probeta (mm±0,1mm).

d, es el diámetro de la probeta (mm±0,1mm).

x, y, son las coordenadas respecto al centro de la probeta.

Tensión de rotura



Las ecuaciones descritas anteriormente son válidas para un sólido elástico lineal idealizado.

Aunque la mayoría de los materiales no son elásticos, los valores de tensión horizontal se

aproximan suficientemente a los reales. El fallo inicial se produce por rotura a tracción de

acuerdo con la ecuación, por lo tanto, la resistencia a tracción indirecta en el momento de la

rotura viene dada por la siguiente ecuación:

Dónde:

St es la resistencia a la rotura por tracción indirecta.

Pmáx, es la carga máxima o carga de rotura

t, es el espesor de al probeta de la probeta

d, es el diámetro de la probeta

x, y, son las coordenadas respecto al centro de la probeta.

Normas de ensayo:Como se ha comentado anteriormente, el ensayo a tracción indirecta está normalizado según la

norma NLT-346/90 “Resistencia a compresión diametral (ensayo brasileño) de mezclas

bituminosas”. En dicha norma se indica el procedimiento para determinar la resistencia a tracción

indirecta de mezclas bituminosas fabricadas en laboratorio o provenientes de testigos extraídos

del pavimento. Obtenemos un parámetro que caracteriza a la mezcla bituminosa, a la vez que

optimiza el contenido de ligante, la cohesión de la mezcla y su resistencia al esfuerzo cortante.

Este ensayo puede utilizarse para el proyecto y también para el control de calidad de las mezclas

bituminosas durante su fabricación o durante la puesta en obra.

REFORZAMIENTO DEL CONCRETO CON FIBRA DE ACERO.El uso de las fibras metálicas como refuerzo del concreto es cada día más cotidiano en el

Mundo.

Sus aplicaciones más comunes van desde el refuerzo de pisos industriales, comerciales y pistas

de aeropuertos, hasta el de lineamientos de túneles y la estabilización de taludes a través de

concreto lanzado por vía húmeda o seca.

Las fibras metálicas ofrecen muchos beneficios al concreto. A 10 años de haberse comenzado a

utilizar este material en nuestro país, un gran número de constructores, diseñadores, ingenieros,

arquitectos y usuarios finales ya incorporan en sus especificaciones este tipo de refuerzo. Sin TECNOLOGIA DEL CONCRETO 1

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embargo, pocos comprenden realmente las propiedades que las fibras metálicas aportan al

concreto.

¿Qué hacen las fibras metálicas en el concreto?DuctilidadLas fibras metálicas han demostrado incrementos notables del comportamiento dúctil (flexural

toughness) del concreto, que es la capacidad de redistribuir esfuerzos en la masa. Esta

absorción de energía prácticamente ofrece una mayor capacidad de carga al concreto, por lo que

en muchos casos el incorporar fibras metálicas permite disminuir el espesor de los pisos de concreto.

El incremento del comportamiento dúctil del concreto se puede medir a través del método de

prueba normalizado. ASTM C 1018 4 Esta prueba consiste en aplicar tres puntos de esfuerzo a

una viga; la ductilidad o absorción de energía que ofrecen las fibras metálicas al concreto

corresponde al área debajo de la curva carga- deflexión; la primera corresponde a lo que

normalmente se conoce como módulo de ruptura del concreto.

A partir de este punto se calcula el área debajo de la curva en distintos intervalos. La realización

de esta prueba requiere un deflectómetro para evaluar la deflexión de la viga.

Resistencia a la fatiga.Gracias a la redistribución de esfuerzos en la masa de concreto que se logra con la

incorporación de fibras metálicas, se observa un incremento significativo a la resistencia a la



fatiga. El concreto reforzado con fibras metálicas asegura resistencia a un mayor número de

repeticiones de carga, de 1.2 a 2 veces más de las que el concreto simple soporta.

Resistencia al cortante.Las fibras metálicas brindan resistencia al cortante, que es primordial en la construcción de

pisos, tanto de uso industrial como comercial. Esta ventaja permite prescindir de elementos

como canastillas con pasajuntas en las juntas aserradas o de control. Las fibras metálicas,

gracias a su capacidad de anclaje y resistencia, ofrecen transferencia de carga a través de las

juntas de contracción, primordial cuando van a circular vehículos pesados o montacargas

Resistencia al impacto.Las fibras metálicas son el único elemento de refuerzo que brinda al concreto un incremento de

la resistencia al impacto que va de 15 a 100 veces más de lo que el concreto simple soporta.

Efectos de las fibras Similares al efecto de armaduras:

– Mejoran el comportamiento del hormigón a tracción

– Aumentan la ductilidad del hormigón (área bajo la curva tensión de compresión-

deformación)

Efectos adicionales– Proporcionan isotropía en ft al no presentar dirección preferente

– Aumentan resistencia al impacto y choque

– Aumentan resistencia a fatiga

– Reducen la abertura de fisuras (+ durabilidad)

– Reducen ligeramente la retracción del hormigón.

Inconvenientes de las fibras Empeoran trabajabilidad del Concreto.

– El parámetro L/D resulta esencial.

– Si L/D à 1, la “fibra” es esférica y el hormigón tiene más trabajabilidad.

Pueden producir segregación.

Aumento del coste.

Aplicaciones específicas Elementos de lámina delgada.

– No caben las barras

– Contenido elevado de fibras (> 5% en volumen)

– Las fibras mejoran la resistencia y tenacidad

Componentes que soportan localmente cargas o deformaciones elevadas.

– Escudos de protección en túneles



– Estructuras resistentes a explosiones y vibraciones

– Pilotes prefabricados para hincar

Componentes con control de figuración.

– Forjados, soleras, pavimentos

– Funciona como refuerzo secundario

IV. CARACTERÍSTICAS FÍSICO - MECÁNICAS:

Acá mostraremos las características de los agregados utilizados para los diseños de mezclas,

cabe señalar que las características de los agregados son del primer informe que pertenecen a

la cantera Chávez. También se mostrarán todas las características de los componentes del

concreto para así poder proceder con el diseño.

A.- Agregado Fino y Grueso:

Análisis granulométrico del agregado fino:

MALLA PESO



RETENIDONº (mm) ACUMULAD

O (gr)4 4,76 188 2,36 27.60

16 1,18 37.2030 0,59 46.4050 0,30 70.10

100 0,15 86.60CAZOLETA(20

0) 100

Análisis granulométrico del agregado grueso:

MALLA PESO RETENIDO

Nº (mm) ACUMULADO (%)

2" 50,00 0.001 1/2" 37,50 0.001" 25,40 0.003/4" 19,00 52.7161/2" 12,70 0.003/8" 9,51 99.775Nº 4 4,76 100

CAZOLETA 100,00

DATOS PARA EL CÁLCULO DEL DIN:



MALLAPESO RETENIDO

TANTEOS

Nº (mm) ACUMULADO (%) AF = 0.495 AGR = 0.5052" 50,00 0 0

1 1/2" 37,50 0 01" 25,40 0 0

3/4" 19,00 52.716 26.621581/2" 12,70 0 03/8" 9,51 99.775 50.386375

4 4,76 18 59.418 2,36 27.6 64.162

16 1,18 37.2 68.91430 0,59 46.4 73.46850 0,30 70.1 85.1995

100 0,15 86.6 93.367CAZOLETA(200) 100 100

SUMA 521.528455MODULO DE FINURA 5.21528455

1

PROPIEDADES A. FINO A. GRUESO

TAMAÑO MÁXIMO - 3/4”

TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL - 3/4”

PESO ESPECÍFICO DE MASA (gr/cm3) 2.69 2.41

ABSORCIÓN (%) 2.4 % 1.3 %

CONTENIDO DE HUMEDAD (%) 1.375 % 0.350 %

MÓDULO DE FINURA 2.859 6.52

PESO UNITARIO SUELTO SECO (Kg/m3 ) 1696 1469

B.- Cemento:

Portland Tipo I (ASTM C 1157)

Peso Específico 3.11 gr/cm3.



C.- Agua:

Agua Potable, cumple con la Norma NTP 339.088 o E 0-60.

Nota: Nos piden diseñar una mezcla de concreto normal teniendo como base los valores de las

propiedades físicas mecánicas de los agregados estudiados, con las siguientes características:

*f 'C=300 kgs /cm2(Resistencia especificada a los 28 días)

Consistencia: FLUIDA

V.- DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO - METODO DIN 1045 UTILIZANDO

ADITIVO SÚPER PLASTIFICANTE Y FIBRA DE ACERO:

Paso 1: Cálculo de la Resistencia Promedio (Resistencia media requerida):

Para el cálculo de la resistencia promedio tomamos como base la resistencia especificada dada

y la siguiente tabla. (Cabe señalar que para la elección de la resistencia promedio hay varias

opciones, nosotros hemos elegido este que a continuación se presenta).

Resistencia a la compresión promedio

Según la tabla se tiene que:

*f 'Cr=1.2 f '

C

*f 'Cr=1.2∗(300)kgs /cm2

*f 'Cr=360 kgs/cm2(Resistencia de diseño).

Paso 2: Elección del asentamiento:Según el requerimiento de obra dado se requiere una consistencia plástica entonces se tiene

que:

Slump: 6” – 7” (FLUIDO).


CONTROLCALIDAD f 'Cr

BUENO 1.1 f 'C

REGULAR 1.2 f 'C

MALO 1.5 f 'C


Paso 3: TMN AGR 3/4”

Paso 4: Estimación de la cantidad de agua por m3 y el porcentaje de aire atrapado:Utilizamos la tabla 10.2.2 (estos valores de la tabla corresponden a concretos sin aire

incorporado).Tamaño máximo

nominal de agregado grueso

Volumen unitario de agua, expresado en lt/m3, para los asentamientos y perfiles de agregado grueso

indicados.

1”a 2” 3” a 4” 6” a 7”

Agregado

redondeado

Agregado

angular

Agregado

redondeado

Agregado

angular

Agregado

redondeado

Agregado

angular

3/8" 185 212 201 227 230 250

1/2" 182 201 197 216 219 238

3/4" 170 189 185 204 208 227

1" 163 182 178 197 197 216

1 1/2" 155 170 170 185 185 204

2" 148 163 163 178 178 197

3" 136 151 151 167 163 182

De la tabla obtenemos:

Agua: 227 lts/m3

El plastificante reduce 10% agua: 227*0.9 = 204.3 lts/m3

Paso 4: cálculo de aire atrapado:

Tamaño máximo nominal Aire atrapado

3/8" 3,0%

1/2" 2,5%3/4" 2,0%1" 1,5%

1 1/2" 1,0%2" 0,5%3" 0,3%6" 0,2%

% Aire atrapado: 2.0 %

Paso 5: Cálculo de la relación agua/cemento.Como en el requerimiento de obra nos dice que es para un concreto normal entonces la elección

de la relación agua/cemento para el diseño lo haremos por resistencia

De la tabla obtenemos:



Como se trata de un concreto de alta resistencia entonces asumimos la relación agua/cemento:

Agua/Cemento: 0.388

Paso 6: Cálculo del factor cemento:

ac=0.388

factorcemento= a0.388

Se sabe que la cantidad de agua es: 227 lts/m3

F cemento=0.9∗227 lts/m3

0.388

F cemento=526.546 kg /m3

Factor cemento: 536.55Kg /m3

Al resultado obtenido se le divide entre 42.5 para así calcular el factor cemento:

Factor Cemento: 12.39 bolsas / m3

Paso 7: Balance de pesos y volúmenes absolutos de lo ya calculado (cemento, agua, aire, y calcular por diferencia de 1.00m3 el volumen por completar con agregados)

Elemento Peso en kg/m3 Volumen en m3

Agua 204.3 0.2043

Cemento 526.55 0.1693

Aire 0.02



Aditivo 0.9%F.C. 0.001370

Balance de volúmenes 0.39498

Volumen absoluto del agregado total.

1.00 m3–0.39498m3=0.60502 m3

Paso 8: Determinamos el porcentaje de incidencia de agregado fino y agregado grueso en relación al volumen absoluto del agregado total.

MALLAPESO RETENIDO

TANTEOS

Nº (mm) ACUMULADO (%) AF = 0.495 AGR = 0.5052" 50,00 0 0

1 1/2" 37,50 0 01" 25,40 0 0

3/4" 19,00 52.716 26.621581/2" 12,70 0 03/8" 9,51 99.775 50.386375

4 4,76 18 59.418 2,36 27.6 64.162

16 1,18 37.2 68.91430 0,59 46.4 73.46850 0,30 70.1 85.1995100 0,15 86.6 93.367

CAZOLETA(200) 100 100SUMA 521.528455

MODULO DE FINURA 5.21528455

Paso 9: Determinación del porcentaje de incidencia del agregado fino y grueso:

% incidencia de agregado fino: 0.495 m3*0.60502 = 0.29948 m3

% incidencia de agregado grueso: 0.505 m3*0.60502 = 0.30554 m3

Peso de agregado fino: 0.29948*2690 = 805.601 kgPeso de agregado grueso: (0.30554-0.002564)*2410 = 730.172 kg

Paso 10: Peso seco



Paso 11: valores de diseño:

*pesos secos por metro cúbico.

Agua = 204.3 Litros

Cemento = 526.546 Kg.

A° Fino = 805.601 Kg.

A° Grueso = 730.172 Kg.

Aditivo = 0.00137 K

Paso 12: Corrección por humedad:Para hacer esta corrección necesitamos los siguientes datos:

PROPIEDADES A. FINO A. GRUESO

ABSORCIÓN (%) 2.4 1.3

CONTENIDO DE HUMEDAD (%) 1.375 0.35

*Los pesos húmedos de los agregados fino y grueso serán igual al respectivo peso seco

multiplicado por la unidad más el contenido de humedad expresado en forma decimal.

Peso húmedo del agregado:Fino……………………………………….805.601x 1.01375 = 816.68 kg/m3

Grueso…………………………………….730.172 x 1.0035 = 732.73 kg/m3


Elemento Peso en kg/m3

Agua 204.3

Cemento 526.546

Aire 2%

agregado fino 805.601

agregado grueso 730.172

Aditivo 0.00137

Fibra de Acero 20.00


*El agua de absorción no es parte del agua de mezclado, por lo que deberá ser excluida de las

correcciones por humedad del agregado, para ello se debe calcular la humedad superficial.

Humedad superficial del agregado:Fino……………………………………….1.375-2.4 = -1.025%

Grueso……………………………………. 0.35-1.30 = -0.95%

*Conocida la humedad superficial se puede determinar el aporte de cada uno de los agregados al

agua de mezcla. Para ello se multiplicara el peso seco del agregado por la humedad superficial del

mismo expresada en fracción decimal.

Aporte de humedad del agregado:

Fino……………………………………….805.601 x -1.025 %= -8.257 lt/m3

Grueso…………………………………….730.172 x-0.95 %= -6.937 lt/m3

Total…………………………………………. = -15.194 lt/m3

*Como el agregado quita agua del diseño de mezcla, dicha cantidad deberá ser aumentada al agua

de diseño para así poder determinar el agua efectiva para el diseño, ósea aquella que debe ser

incorporada a mescladora para no modificar la relación agua /cemento.

*agua efectiva………………………………………204.3 + 5.194 = 219.494 lt/m3

*Y los pesos de los materiales por metro cubico de concreto, ya corregidos por humedad del

agregado, a ser empleados en las mezclas de prueba, serán:

Cemento = 526.546 Kg. A° Fino = 816.68 kg.A° Grueso = 732.73 kg. Agua Efectiva = 219.494 lt.Aditivo = 0.00947 kgFibra de acero = 20.00 kg

*Proporción en Peso para un metro cubico:

526.546 732.73 816.68 219.494---------- : ----------- : ----------- / --------

526.546 526.546 526.546 42.5 TECNOLOGIA DEL CONCRETO 2

7


1 : 1.39 : 1.55 / 5.16 lts

*Volumen del espécimen 0.02m3

Cemento = 10.53 Kg A° Fino = 16.33 Kg

A° Grueso = 14.65 Kg Agua Efectiva = 4.39 lts

Aditivo = 94.77 gFibra de Acero = 340g

PROPIEDADES EVALUADAS DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO.

A.- SLUMP:Slump 6.8”

PROPIEDADES MECANICAS EVALUADAS DEL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO

D.- Resistencia a la Compresión:

1) Material y Equipo:

Máquina de Compresión Simple

Concreto fresco

Moldes cilíndricos de 6” de diámetro por 12” de altura.

2) Procedimiento :

Elaborada la mezcla de concreto fresco, se procede a colocarla en los respectivos moldes

metálicos, distribuida en tres capas cada una apisonada con 25 golpes por medio de una



varilla de acero. Luego de un día se desmoldan y se dejan curar en agua por 5 días, tiempo

por el cual la resistencia del concreto deberá alcanzar el 70% de su resistencia a los 28

días. Transcurrido el tiempo de curado se deja secar para luego ser sometidos al ensayo de

compresión.

Etapa de fraguado de las probetas: se cubre con una bolsa para impedir que la evaporación del

agua de mezcla. Después de esta etapa se desencofra y se somete a un proceso de curado.

Después de todo este proceso se evaluara sus propiedades mecánicas.

Resultados de Ensayo:TECNOLOGIA DEL CONCRETO 2

9


3) Resultados de Ensayo :

PROBETA 01:

tiempo: 1.36 min

Velocidad: 36.76 kg/seg

a 0.15 m

b 0.15 m

L 0.40 m

MOMENTO MÁX. 200 kg-m

EJE NEUTRO: 0.075 m

M. DE INERCIA 4.22E-05 m4

Esf. Máx. a Flexión 35.56 kg/cm2



CARGA (kg) DEFORMACIÓN Esf. A Flexión (kg/cm2)

0.00 0.00 0.000

200.00 0.50 2.370

400.00 1.00 4.741

600.00 1.50 7.111

800.00 1.90 9.481

1000.00 2.30 11.852

1200.00 2.50 14.222

1400.00 2.80 16.593

1600.00 3.00 18.963

1800.00 3.20 21.333

2000.00 3.40 23.704

2200.00 3.50 26.074

2400.00 3.70 28.444

2600.00 3.80 30.815

2800.00 4.00 33.185

3000.00 4.10 35.556

FRACTURA ANCHO (cm) LONGITUD (cm)

INICIAL 0.20 13.15

FINAL 1.75 13.75

Ductilidad = 0.127



Dislocación de la probeta luego de ser retirada

PROBETA ADICIONAL.

tiempo: 1.6 min

Velocidad: 2.00 Tn/min

a 0.15 m

b 0.15 m

L 0.45 m

MOMENTO MÁX. 240 kg-mEJE NEUTRO: 0.075 m

M. DE INERCIA 4.22E-05 m4

Esf. Máx. a Flexión 42.67

kg/cm2



CARGA (kg) DEFORMACIÓN Esf. A Flexión (kg/cm2)0.00 0.00 0.000

200.00 1.40 2.667400.00 2.20 5.333600.00 2.40 8.000

800.00 2.70 10.667

1000.00 3.00 13.3331200.00 3.40 16.000

1400.00 3.70 18.6671600.00 4.00 21.333

1800.00 4.20 24.0002000.00 4.40 26.667

2200.00 4.70 29.333

2400.00 5.00 32.000

2600.00 5.40 34.667

2800.00 5.70 37.333

3000.00 6.00 40.000

3200.00 6.90 42.667

FRACTURA ANCHO (cm) LONGITUD (cm)

INICIAL 0.26 11.60FINAL 2.60 14.25

Ductilidad = 0.182

Dislocación de la probeta luego de ser retirada



PROBETA 1 PROBETA 2

MATERIALES AL PIE DE OBRA:Cemento = 526.546 Kg.A° Fino = 816.68 kg.A° Grueso = 732.73 kg. Agua Efectiva = 219.494 lt.Aditivo = 0.00947 kgFibra de acero = 20.00 kgCONCRETO FRESCO.Consistencia: fluida 6.8”SEGREGACIÓN: Leve.EXUDACIÓN: Leve.PESO UNITARIO: 2.11 kg/cm3CONCRETO ENDURECIDO.RESISTENCIA MÁXIMA:f’c = 35.56 kg/cm2E = 89448.3091 (Teórico)Tipo de falla: falla Dúctil pasta y agregado, presentó humedad.

MATERIALES AL PIE DE OBRA:Cemento = 526.546 Kg.A° Fino = 816.68 kg.A° Grueso = 732.73 kg. Agua Efectiva = 219.494 lt.Aditivo = 0.00947 kgFibra de acero = 20.00 kgCONCRETO FRESCO.Consistencia: fluida 6.8”SEGREGACIÓN: Leve.EXUDACIÓN: Leve.PESO UNITARIO: 2.11 kg/cm3CONCRETO ENDURECIDO.RESISTENCIA MÁXIMA:f’c = 42.67 kg/cm2E = 97983.41696 (Teórico)Tipo de falla: falla Dúctil pasta y agregado, presentó humedad.

VII._ CONCLUSIONES:

La resistencia de la mezcla de concreto diseñada sin aditivo dio una resistencia promedio a flexión 42.67 kg/cm2.

La resistencia de la mezcla de concreto diseñada con aditivo dio una resistencia promedio a los 28 días de 46.94 kg/cm2.

Se obtuvo la consistencia pedida, pues resulto que dio una consistencia fluidrica de 6.8” de Slump.

Hemos logrado aprender tanto teóricamente como en forma práctica a elaborar un diseño de mezclas mediante el método DIN-1045 y adicionarle un aditivo súper plastificante y fibra de acero que aumente su resistencia y trabajabilidad.

Pudimos verificar que lo que falló fue los agregados más la pasta; por lo que podemos decir que es un concreto de regular calidad.

La fibra de acero proporciona al concreto una mayor resistencia a flexión, y evita un colapso frágil.

La fibra de acero disminuye la trabajabilidad del concreto, por lo que es conveniente utilizar un plastificante.

Hemos logrado aprender tanto teóricamente como en forma práctica a elaborar un diseño de mezclas mediante el método DIN 1045.

Pudimos verificar que lo que falló fue los agregados y la pasta; por lo que podemos decir que es un concreto que no alcanzó la resistencia requerida.

La fibra de acero es utilizada en el llenado de losas, pavimentos y otras estructuras que permitan un correcto acomodo de la fibra.


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