METODO MODULO DE FINURA DE LA COMBINACION DE AGREGADOS.docx

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO UNC

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 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 el Método Modulo de finura de la combinación de agregados.

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.

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 deben ser controladas por el diseñador tanto en el concreto en estado fresco y endurecido.

Lo cual implica un sumo cuidado en la elaboración y curado del espécimen o muestra de prueba a realizarse teniendo en la consistencia, trabajabilidad, segregación, y las propiedades de en el estado endurecido.

La realización de un óptimo control de calidad en la muestra de prueba nos dará resultados favorables en cuanto a las especificaciones impuestas en cualquier construcción civil.

1 DISEÑO DE MEZCLAS: “MÉTODO MÓDULO DE FINURA DE LA COMBINACIÓN DE AGREGADOS”


OBJETIVOS:

Diseñar y obtener la resistencia demandada del concreto utilizando el método de módulo de finura de la combinación de agregados.

Realizar el diseño de mezcla de concreto con el estudio ya realizado a los agregados en la práctica anterior de laboratorio, utilizando sus características de estos y demás.

Elaborar una probeta para verificar las propiedades del concreto fresco y endurecido, también para comprobar las características dadas para dicho diseño.

Determinar las cantidades necesarias de acuerdo al diseño a realizar.

Alcanzar la resistencia promedio para lo cual ha sido diseñada el espécimen de prueba.



INFORMACION REQUERIDA PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS:

Análisis granulométrico de los agregados Peso unitario compactado de los agregados (fino y grueso) Peso específico de los agregados (fino y grueso) Contenido de humedad y porcentaje de absorción de los agregados (fino y

grueso). Perfil y textura de los agregados Tipo y marca del cemento Peso específico del cemento Relaciones entre resistencia y la relación agua/cemento, para combinaciones

posibles de cemento y agregados.

PROPIEDADAGREGADO

FINOAGREGADO

GRUESO

Peso específico de masa.

2.69 gr/cm3 2.41gr/cm3

GRANULOMETRIA

Módulo de finura 2.859 6.52

Tamaño máximo Nominal

1” -----

PESO UNITARIO

Peso unitario suelto

1696kg/m3 1469kg/m3

Peso unitario compactado

1818kg/m3 1536kg/m3

CONTENIDO DE HUMEDAD 1.375% 0.35%

Porcentaje de Absorción 2.4% 1.3%

Perfil agregado ----- Angular

CEMENTO PORTLAND(PEM) 3150kg/m3



DISEÑO POR EL METODO WALKER:

1) Para un f´c de 240 kg/cm2 240 (1.2) = 288 kg/cm22) TMN = 1”3) SLUMP = plástico (3” – 4”).4) V aire atrapado y el V de agua de mezcla (se verifica en la tabla con el slump y el TMN del

agrgado grueso).

AsentamientoAgua en kg/m3 de concreto para los tamaños nominal máximo del

agregado grueso y consistencia indicados3/8” ½” ¾” 1” 1 ½” 2” 3” 6”

Concreto sin aire incorporado1” a 2” 207 199 190 179 166 154 130 1133” a 4” 228 216 205 193 181 169 145 1246” a 7” 243 228 216 202 190 178 160 --

Airea atrapado 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0.3 0.2Concreto con aire incorporado

1” a 2” 181 175 168 160 150 142 122 1073” a 4” 202 193 184 175 165 157 133 1196” a 7” 216 205 197 184 174 166 154 --

Aire total 8 7 6 5 4.5 4 3.5 3

Se obtiene: - V de agua de mezcla = 193 lts.- V aire atrapado = 1.5%

5) Determinamos la relación agua cemento a/c. (con la taba).

Tabla. Relación agua/cemento y resistencia a la compresión del concreto



Para un f´cr de 288 kg/cm2, hallamos su relación a/c por interpolación:

300−288288−250

=0.55−xx−0.62

X = 0.5668

6) Determinamos el FC:

FC= 1930.5668

=340,508…… ..8.012bolsas .

7) Hallamos el volumen absoluto de la pasta:

Agua 1931000

=0.193

Cemento 340.5083150

=0.1081

Aire = 0.015

Vabs de la pasta = 0.3161 m3.

8) Determinamos el Vabs del agregado global:

1m3 - 0.3161 m3 = 0.6839m3

9) Usamos la tabla de Módulo de finura de la combinación de agregados para determinar el grado de incidencia del agregado fino y del grueso.

A la tabla se entra con los siguientes datos:

- TMN = 1”- Factor cemento = 8.012



Tamaño máximo Nominal del

agregado grueso

Módulo de finura de la combinación de agregados que da las mejores condiciones de trabajabilidad para los contenidos de

cemento en sacos/metro cúbico indicados6 7 8 9

3/8 “ 3.96 4.04 4.11 4.19½ “ 4.46 4.54 4.61 4.69¾ “ 4.96 5.04 5.11 5.191 “ 5.26 5.34 5.41 5.49

1 ½” 5.56 5.64 5.71 5.792 “ 5.86 5.94 6.01 6.093 “ 6.16 6.24 6.31 6.39

Se obtiene el valor de: m = 5.41

10) Cálculo de la incidencia del agregado fino y grueso respecto del agregado global:

rf= mg−mmg−mf rf=6.52−5.41

6.52−2.86 rf=0.303

rg=1−0.303 rg=0.697

11) Cálculo del volumen absoluto del agregado grueso y fino:

AGREGADO FINO = 30.3% X 0.6839m3 = 0.2074 m3.

AGREGADO GRUESO = 69.7% X 0.6839m3 = 0.4767 m3.

12) Cálculos de los pesos secos:

Peso seco del agregado fino = 0.2074 m3 X 2690 = 557.906 kg

Peso seco del agregado grueso = 0.4767 m3 X 2410 = 1148.85 kg



13) Valores de diseño en el laboratorio:- Volumen de agua de mezcla = 193 lts.- Cemento = 340.508 kg.- Agregado fino seco = 557.906 kg.- Agregado grueso seco = 1148.85 kg.

14) Corrección por humedad de los agregados:

Peso húmedo del agregado fino = 557.906 kg X (1 + 1.375%) = 565.577 kg

Peso húmedo del agregado grueso = 1148.85 kg X (1 + 0.35%) = 1152.87 kg

15) Aporte de agua por humedad de los agregados:

Para el agregado fino = 557.906 kg X (1.375% - 2.4%) = -5.719

Para el agregado fino = 1148.85 kg X (0.35% - 1.3%) = -10.914

Aporte = -16.633

16) Cálculo del agua efectiva.

193 lts. - -16.6331 lts = 209.633 lts

17) Materiales al pie de obra:

- Agregado fino húmedo = 565.577 kg.- Agregado grueso húmedo = 1152.87 kg.- Cemento = 340.508 kg.- Agua de mezcla = 209.633 lts.

18) Tanda usada en el laboratorio:

- Agregado fino húmedo = 5.656 kg.- Agregado grueso húmedo = 11.529 kg.- Cemento = 3.4051 kg.



- Agua de mezcla = 2.096lts.

PROCEDIMIENTO EN EL LABORATORIO:

PROCEDIMIENTO:

Se extrajo material de la cantera La Victoria, en la cantidad aproximada.

Se pesó el agregado fino, el agregado grueso y el cemento en las

proporciones requeridas

Fig. N° 01: Pesando tanto el agregado fino y grueso.

Se mezcló en el equipo el agregado fino, el agregado grueso, el cemento y el

agua. Los tres primeros se mezclaron bien.



Fig. N° 02: Mezclando agregados con cemento. Fig. N° 03: Observando la homogeneidad

Se midió el Slump utilizando el cono de Abrams

Se procedió a añadir la mezcla en el cono de Abrams, compactándolo con

una varilla de acero, primero una tercera parte la cual fue compactada con

25 golpes, luego se agregó un poco más de mezcla hasta las 2/3 partes,

compactándolo también con el mismo número de golpes y finalmente se

llenó hasta el ras y compacto.

Fig. N° 04: Colocando la mezcla en el Cono de Abrams



Fig. N° 05: Compactando la mezcla con 25 golpes

Se enrazo ayudándonos con una varilla de acero, luego se procedió a

desmoldar.

Fig. N° 6: Enrazando la mezcla en el cono Fig. N° 7: Desmoldando la mezcla



Finalmente se midió el slump con ayuda de una regla.

|

Se procedió a añadir la mezcla en el molde, la cual se realizó por capas en un

número de tres, compactándolo con una varilla de acero, en un número de

25 golpes, para evitar la segregación.

Fig. N° 10: Colocando la mezcla en los moldes estándar

Se enrazo el molde con ayuda de una varilla de acero.



se procedió a pesar, para obtener el peso específico del concreto fresco.

Luego se deja secar a las probetas por 24 horas, para luego ser

sumergidas en agua(fraguar) durante 8 días

Luego de los 8 días se procederá a ensayar en la máquina de

compresión para verificar si se llegó a la resistencia requerida.



PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS

I. RESUMEN

La finalidad del presente es realizar el diseño de mezclas de concreto utilizando el

método del MÓDULO DE FINURA DE LA COMBINACIÓN DE AGREGADOS.

Este método requiere de una serie de operaciones previas, tales como determinar

las propiedades físicas de los materiales a usar:

- Peso específico de masa, grado de absorción, contenido de humedad,

módulo de finura (agregado fino y agregado grueso).

- Tamaño Máximo Nominal, peso seco compactado y perfil (agregado grueso).

- Tipo, fábrica y peso específico del cemento.

- Calidad del agua.

Una vez completado el diseño y determinadas las cantidades en peso de

cada uno de los constitutivos del concreto se procedió con su preparación, para

luego determinar su slump y peso unitario (concreto fresco); posteriormente se

efectuó el vaciado en los moldes metálicos previamente engrasados.



DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO Y DEL CONCRETO

ENDURECIDO

1. PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO

a) Slump

En teoría el Slump alcanzado deberá estar entre 3” y 4”.

El Slump determinado con la prueba del Cono de Abrams es 3”.

b) Peso Unitario

PROBETA

W (molde)

(gr)

W (molde + concreto fresco)

(gr)

W (concreto fresco)

(C)

Volumen del molde(cm3)

Pe (concreto fresco)

(gr/cm3)

1 11174 24804 13630 5334.438 2.5552.555 gr/cm3

c) Segregación

El concreto elaborado tiene una segregación NULA.

d) Exudación

La exudación, en el concreto elaborado no se produjo.

2. PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDO

a) Peso del concreto endurecido



b) Esfuerzo Máximo y Módulo de Elasticidad

Para determinar estas características presentamos a continuación los

datos obtenidos en los ensayos de resistencia a la compresión de cada una

de las probetas, así como sus gráficas respectivas

Tonelaje CARGA Kg Deformación

Def. unitaria Esfuerzo (kg /cm2)

2 2000 70 0.002153846 10.964029124 4000 112 0.003446154 21.928058246 6000 136 0.004184615 32.892087368 8000 156 0.0048 43.85611648

10 10000 194 0.005969231 54.8201455912 12000 210 0.006461538 65.7841747114 14000 220 0.006769231 76.7482038316 16000 230 0.007076923 87.7122329518 18000 239 0.007353846 98.6762620720 20000 245 0.007538462 109.640291222 22000 253 0.007784615 120.604320324 24000 260 0.008 131.568349426 26000 269 0.008276923 142.532378528 28000 276 0.008492308 153.496407730 30000 280 0.008615385 164.460436832 32000 288 0.008861538 175.424465934 34000 294 0.009046154 186.38849536 36000 302 0.009292308 197.352524138 38000 310 0.009538462 208.316553340 40000 315 0.009692308 219.280582442 42000 320 0.009846154 230.244611544 44000 326 0.010030769 241.208640646 46000 340 0.010461538 252.172669748 48000 350 0.010769231 263.1366989


PROBETA

W (concreto endurecido)

(gr.)

Volumen del molde(cm3)

Pe (concreto endurecido)

(gr/cm3)

1 13350 5334.438 2.5026


0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.0120

50

100

150

200

250

300

f(x) = 3907443.13897959 x² − 19940.5135695979 x + 40.3443385813859R² = 0.99261364349295

Esfuerzo vs Defromacion

Esfuerzo DeformaciónMáximo 263.13 kg /c m2

10.37 mm

MÓDULO DE ELASTICIDAD

MÉTODO TEÓRICO (f’c a los 14 dias = 200 kg/cm2)

E=15000√263.13=243319.235kg /cm2

Como el concreto tiende a ser de orden exponencial de segundo grado tendremos la gráfica ajustada siguiente:

Donde Y será la tendencia de la curva con una aproximación de 99 %



DATOS DE LA MUESTRAS:

Carga de rotura = 48Tn. (APROXIMADAMENTE)

Esfuerzo de rotura = 263.13 kg/cm2.

Módulo de elasticidad = 24360.8kg/cm2

MODO DE FALLA

Probeta 1 Probeta 2

CARACTERIZACION DE LA FALLA: (FALLO DE ACUERDO A LO ESPERADO, FALLÓ LA PASTA Y

NO EL AGREGADO Y OPTE POR LA FALLA AL ANGULO DE 45 GRADOS)

Fig. N° 12: Se observa que falló la pasta y en menor proporción el agregado



CUADRO RESUMEN

PROPIEDAD VALORES

Valores Corregidos de Diseño - Agregado fino húmedo = 5.656 kg.- Agregado grueso húmedo = 11.529 kg.- Cemento = 3.4051 kg.- Agua de mezcla = 2.096lts.

Slump 3 plg

Peso Unitario Concreto Fresco 2555 Kg./cm2

Peso del Concreto Endurecido 2502 Kg./cm2

f’c (Kg./cm2)pedido 250 Kg./cm2

f’cPromedio (14 días) 263.13 kg/cm2

f’cPromedio (28 días) 250 (valor esperado) Kg./cm2

Mód

ulo

de

Elas

tici

dad

E=15000√263.13=243319.235kg /cm2



I. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La resistencia de la mezcla de concreto diseñada dio una resistencia promedio a los 7 días

de 263.13 kg/cm2.

Logramos elaborar una mezcla con las características pedidas es decir con un f’c de

250 Kg./cm2.

Se obtuvo la consistencia pedida, pues resulto que dio una consistencia plástica.

Hemos logrado aprender tanto teóricamente como en forma práctica a elaborar un diseño

de mezclas mediante el método MÓDULO DE FINURA.

Realizamos óptimamente la gráfica tratando en lo posible dándole un tendencia cuadrática.

Luego de realizada las gráficas, mediante la ayuda de éstas hemos podido hallar los

módulos de elasticidad.

En nuestro ensayo pudimos verificar que lo que falló fue la pasta más no los agregados; por

lo que podemos decir que es un concreto de buena calidad.

Para la determinación del slump se recomienda que se debe pisar bien el cono metálico,

para que la mezcla este bien compactada y el slump salga adecuadamente.


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