TC NIVELACION 2016.pdf

8/16/2019 TC NIVELACION 2016.pdf

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Ing. S. Benavides Ch.

UNDAC ING. MIN


CURSO

TECNOLOGIA DELCONCRETO

ARMADOPor

Ing. Silvestre F. BENAVIDES CHAGUA

C. de P. Agosto. 2016


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UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIÓNFACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE MINAS==============================================


SILABOTECNOLOGIA DEL CONCRETO.

•DATOS GENERALESI.CÓDIGO : FIM - 05309II.REQUISITO : FIM - 0522III.SECCIÓN :VI Semestre Nivelación

IV.CRÉDITOS : 04V.EXTENSIÓN HORARIA : HT = 2, HP =4, TH = 6VI.SEMESTRE ACADÉMICO : VI (2016-NIVELACIÓN)VII.DURACIÓN : 04-01-1516 AL 28-02-16VIII.DOCENTE : Ing. Silvestre Fabián, BENAVIDES CHAGUA

Email: [email protected]


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Los trabajos del Ingeniero de Minas en cuanto se refiere aestructuras está centrado especialmente en los conocimien

básicos respecto a los aspectos del manejo de una tecnoloapropiada en la fabricación del concreto armado.Siendo en concreto un material de construcción con característi

muy importantes y favorables aplicados a proyectos minecomo plataformas de concreto para asentamiento de maquiestacionarias, sostenimiento de labores abiertas, muroscontención, vigas y columnas de sostenimiento, ductos, etc.

El concreto tiene características moldeables que se adecuandistintas formas y en combinación con otros elemenpresentan elevadas resistencias a la compresión y capacidadadherencia principalmente con el acero que satisfaceresistencia a la tracción.



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El Ingeniero de Minas debe estar capacitado para:

Seleccionar los componentes adecuados; Cemento, agagregados, aditivos, e interpretar las especificaciotécnicas del CA, con resistencias requeridas porproyecto

Dosificar la mezcla de un concreto, especialmecemento-agua, factor de control de la resistencia.

Seleccionar el medio mas adecuado de transporteConcreto y controlar el medio eficaz de compactación

Seleccionar los métodos de curado del CA, pgarantizar la resistencia y durabilidad, requerido poproyecto.



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CEMENTOS

Semana: 1-2-3-4



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CEMENTOS: según ntp 334.009, cemento pòrtland es un polvo

color verdoso, mezclado con agua se forma una masa (pasta), mmoldeable, que se fragua y endurece, adquiriendo una grandurabilidad.

El Cemento portland, es se produce mediante pulverizacióncompuesto básicamente de silicatos de calcio hidráulico y sulfatosse adiciona durante la molienda es decir:

Cemento Portland = Clinker + Yeso



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Es un producto semiacabado, de forma de pienegruzcas de tamaño de ¾ “ aproximadamente, se ob

mediante calcinación de una mezcla de materiales calc y arcillosos en proporciones convenientes, que llega afusión incipiente (clinkerizaciòn) a 1450 ºC, Su composbásica es por los Silicatos de calcio, Aluminatos de caferro aluminatos de calcio y otros en pequeñas cantidad

La combinación del óxido de calcio (CaO), con otros óxcomo dióxido de silicio (SiO2), óxido de aluminio (Al2Oóxido férrico (Fe2O3),

El Clinker portland, se enfría rápidamente y se almacena en canchas al aire l



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Material calcáreo: carbonato de calcio (CO3Ca)60% a 80%, no mayor de 1.5% de magnesia (marg

cretas y calizas en general que suministran óxidoscalcio (cal) Material Arcilloso: Deben contener Sílice de 60%

70%, proveniente del dióxido de silicio o sílice yóxido de aluminio o alúmina (pizarras, esquistosarcillas)

Minerales de Fierro: Suministran óxidos férrprovenientes de arcilla

Yeso: Aporta el sulfato de calcio



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Extracción de la materia Prima: De yacimientos a ciabierto con operaciones de exploración, perforacicarguío y acarreo

Trituración de la Materia Prima: Chancado y reducciprimario de 1.5 mts. A 25 cm. Se verifica la composicquímica, Chancado secundario a ¾”

Pre-homogenización: Revisar la composición químicalas canchas de materia prima

Molienda de crudos: se realiza con molinos de bolas

prensas de rodillos produciendo el material fino listo pel horno Homogenización: Revisión de componentes químicos p

garantizar la calidad del clinker la que transportaprecalentador



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Intercambiador de calor (precalentador): Proceso sistemáticicloneado del material uno sobre otro alcanzando temperatuhasta de 850 ºC (en la entrada al horno) emitiendo gases enparte alta con temperaturas alrededor de 280 ºC.

Clinkerización: Zona de importancia del horno rotatomediante un tubo cilíndrico de hacer de 4 a 5 mts. De diámetrlongitud d 70 a 80 mts. Con temperaturas de 1500 ºC. Horngiratorios con 4.5 r.p.m.

Enfriamiento: Enfriadores ubicados en la salida del homediante placas móviles con orificios por donde pasa el ainsuflado por la parte superior .

Molienda: Pasa el clinker a los molinos de bolas obteniendo usuperficie específica alta del cemento. Envasado y Despachado: Se envasa en bolsas de 42.5 Kg. E

papel krap, tipo Klupac,(hojas) o en bolsones (big bag) y agrade 25 a 30 Tn.



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Óxido Componente Porcentaje típico Abreviatura

CaO 58% - 67% C

SiO2 16% - 26% S

Al2O3 4% - 8% A

Fe2O3 2% - 5% F

SO3 0.1% - 2.5%

MgO 1% - 5%

Mn2O3 0% - 1%

K2O y Na2O 0% - 3%

TiO2 0% - 0.5%

P2O5 0% - 1.5%

Pérdida x Calcinación 0.5% 3%



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Designación Fórmula Abreviatura PorcentajeSilicato tricálcico 3CaO.SiO2 C3S 30% a 50%

Silicato dicálcico 2CaO.SiO2 C2S 15% a 30%

Aluminato tricalcico 3CaO.Al2O3 C3A 4% a 12%

Ferro aluminatotetracálcico

4Ca=.Al2O3.Fe2O3 C4AF 8% a 13%

Cal libre CaO

Magnesia libre (periclasa) MgO



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a) Silicato Tricálcico (C3S), Llamado alita:

Se hidrata y endurece rápidamente

Es el más importante de los compuestos del cemen Determina la rapidez o velocidad de fraguado

Determina la resistencia inicial del cemento

Libera gran cantidad de calor de hidrataciequivalente a 120 cal./gr. Este compuesto tie

mucha importancia en el calor de hidratación decementos

Contribuye una buen a estabilidad de volumen

Contribuye a la resistencia al intemperismo



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b) Silicato Dicálcico (C2S) llamado belita Contribuye con la resistencia a edades mayores a u

semana Por su porcentaje en el clinker es el segundo

importancia Se hidrata y endurece con lentitud Alcanza elevada resistencia a la compresión a largo pla

(después de prolongado endurecimiento) El valor de hidratación es equivalente a 63 cal/gr. Contribuye a la resistencia al intemperismo junto al C Su contribución a la estabilidad de volumen es regular



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c) Aluminato Tricálcico (C3Al) Es el primero en hidratarse, o se fragua con mucha

rapidez (hidratación violenta) Libera gran cantidad de calor durante los primeros dí

de la hidratación Incide levemente en la resistencia mecánica Tiene baja resistencia al intemperismo (acción del

hielo y deshielo) Tiene mala estabilidad de volumen Escasa resistencia a la acción del ataque de los sulfato

y ataques químicos Calor de hidratación equivalente a 207 cal/gr.



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d) Ferro Aluminato tetra cálcico (C4AlF)

Reduce la Temperatura de formación del clinker

Rápida velocidad de hidratación El calor de hidratación es equivalente a 100 cal/gr.

(moderado)

En la resistencia mecánica no está definida suinfluencia

La estabilidad de volumen es mala Influye en el color final del cemento(El silicato tricálcico y el silicato dicálcico, constituye el 75% del cemento

estos se debe la resistencia mecánica del cemento)



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Finura o Fineza: Referida al grano de molienda dpolvo, expresada por la superficie específica (m2/Kg

A mayor finura crece la resistencia pero aumentacalor de hidratación del cemento y mayor desarrolloresistencia (blaine = finura del polvo: m2/kg)

Peso específico: Se refiere al peso del cemento punidad de volumen (gr./cm3) se determina enlaboratorio que es aproximadamente para CP= 3.15.

Tiempo de fraguado: Es el tiempo entre el mezcla(agua/cemento) y la solidificación de la pastaexpresa en minutos, fraguado inicial y final, paendurecimiento de concretos y morteros.



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Estabilidad de Volumen: Representa los camb volumétricos por presencia de agentes expansivosexpresa en %,

Resistencia a la Compresión: Mide la capacidmecánica del cemento a soportar una fuerza externacompresión se expresa en Kg/cm2, esta decidecalidad de los cementos

Contenido de Aire: Mide la cantidad de aire atrapaen la mezcla (mortero) se expresa en % del volum

total. Concretos con aire atrapado disminuyeresistencia (5% de aire por cada 1% de concreto) Calor de Hidratación: Generado por la reacci

Cemento+ agua, (exotérmica), se mide en cal./gr.



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Cementos Pórtland sin Adición: Constituidos por Clinker y determinporcentaje de sulfato de calcio(yeso) dentro de estos se tiene:

Tipo I: para usos que no requieren propiedades especiales de cualquier

tipo Tipo II: Para uso general y específicamente cuando se desea moder

resistencia a los sulfatos o moderado calor de hidratación Tipo III: Para utilizarse cuando se requiere altas resistencias iníciales Tipo IV : Para emplearse cuando se desea bajo calor de hidratación Tipo V: Para emplearse cuando se desea alta resistencia a los sulfatos. Cementos Pórtland Adicionados ó Cementos pórtland puzolánicos: Tipo IP y IPM: Para obras masivas, adicionado con puzolana entre 15 y 40% Tipo MS: Cemento Escoria (IS) contenido entre 25 y 70% , MS, menor a 2

empleado en todo tipo de estructuras es de moderada resistencia Tipo Ico: Adicionado los travertinos, hasta un 30% en peso, Usado en obra

concreto con mayor plasticidad, pavimentos cimentaciones.Nota: Material inorgánico de origen Silicio, añadido durante la molienda

clinker, en 15 al 50 % , se combina con Cal, tiene propiedades aglomerantes



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AGUA PARA EL CONCRETO

Semanas: 5-6



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Agua: Elemento importante para la mezcla del concreto

Importancia), para conseguir el Gel. Relacionado con latrabajabilidad y propiedades del concreto endurecido. Elcumplir básicamente con los siguientes aspectos:

Debe ser limpia, libre elementos perjudiciales, aceites, ácidos,material orgánico, y otros nocivos al concreto y al acero.

Debe cumplir con los estándares de contenido máximos admisindican en el cuadro:



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Sustancias Disueltas Valor Máximo Admisible

Unidades de medid

Cloruros 300 Ppm

Sulfatos 300 Ppm

Sales de magnesio 150 Ppm

Sales solubles 1500 Ppm

P.H. > 7 Ppm

Sólidos en suspensión 1500 Ppm

Materia orgánica 10 Ppm



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Realizar pruebas de resistencia a la compresión a los 7 ydías con aguas dudosa y si superan el 90% (Agua potabde calidad será aceptada

Para detectar la existencia de sustancia ácidas en el agua

realiza la prueba rápida del papel tornasol, y por el clorude bario para conocer la presencia de yeso u otros sulfato El agua de mar se puede usar bajo restricciones tales comPara concreto simpleNo utilizado en concretos de alta resistenciaNo aceptable para concretos expuestos a superficie

Se recomienda usar en concretos cuya resistencia final eentre f ’c= 110 a 120%No utilizar agua de mar en concretos con resisten

mayores a 175 kg/cm2 a los 28 días.Revisar NTP: 339,070 ó ASTM D 75.



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AGREGADOS PARA EL CONCRETO

Semanas: 7-8-9-



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Agregado: Conjunto de partículas inorgánicas de origen

artificial que ocupa alrededor de las ¾ partes de la unidadconcreto, estas partículas son embebidas por la pasta, sus dlimites están fijadas en NTP 400.011

Tamaño Máximo: Corresponde al menor tamiz por el que pmuestra de agregado

Tamaño Nominal Máximo: Corresponde al menor tamiz enproduce el primer retenido

Módulo de Fineza: Fineza promedio de los agregas se mide comoMF = (Σ%Acumulado retenido(1 ½”, ¾”,3/8” Nº4,Nº8,Nº16,Nº30,Nº50,y Nº100)/



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Por su naturaleza: Pueden ser naturales o artificiales

AGREGADOS

Agregado FinoPasa el Tamiz 3/8” en malla 2000,desintegración de rocas,

Agregado GruesoSe retiene en el tamiz Nº 4 piedra

chancada y grava, piedras

El HormigónMezcla de arena y grava extraído

de canteras naturales



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Por su densidad: De acuerdo a su peso especifico

AGREGADOS

Agregados NormalesPeso Específico Normal

2.50 a 2.75

Agregados LigerosPeso Específico menores a

2.5

Agregados PesadosPeso específico mayores a:

2.75



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Propiedades Físicas: Densidad: Es importante para los casos del diseño del concreto de bajo o

peso unitario Porosidad: Espacio no ocupado, influye en la estabilidad química, resistenci

la abrasión, resistencia mecánica, propiedades elásticas, gravedad específicaabsorción y permeabilidad. Peso Unitario: Es útil para hacer las transformaciones de pesos a volúmenes

viceversa. P.ej. Para un agregado grueso pesos unitarios altos significan quequedan muy pocos huecos por llenar con arena y cemento.

Porcentajes de vacíos: Es la medida de volumen expresado en % de los espacentre las partículas de agregados, depende del acomodo de las partículas seevalúa con:

% Vacios (%v) = [(SxW – P.U.C)/SxW] x 100S = Peso específico de la masa W = Densidad del aguaPUC = Peso unitario compactado Humedad: Unidad de agua superficial retenida por la partícula, influencia e

la mayor o menor cantidad de agua necesaria en la mezcla lo expresamos con%humedad (%h) = [(peso natural – peso seco)/peso seco] x 100



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Resistencia : En función a los agregados y dependen de scomposición y textura del concreto siempre debe cumpl

R(concreto) < R(agregado)

Tenacidad: Resistencia al impacto del material, flexiótextura del material y angularidad del material

Dureza: Resistencia a la erosión, abrasión o al desgaste

Módulo de Elasticidad: Se refiere al cambio de esfuerzo crespecto a la deformación elástica, o mas claramente; es

resistencia del material a las deformaciones:Tipo de Agregado Módulo de elasticidad (kg/ cm2)

Granito 610000

Arenisca 310000

Calizas 280000

Diabasas 860000

Gabros 860000



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Características: la distribución por grano del agregaes importante tiene influencia en la resisten

mecánica del concreto esta normalizado seg A.S.T.M.

Malla Porcentaje que pasa (acumulativo)

3/8” = 9.5 mm. 100

Nº 4 = 4.75 mm 90 a 100Nº 8 = 2.36 mm 80 a 100

Nº 16 = 1.18 mm 50 a 85

Nº 30 = 600 um 25 a 60

Nº 50 = 300 um 10 a 30

Nº 100 = 150 um 2 a 10



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Propiedades Característica PrincipalCoeficiente de Expansión

(Cex.) Cuantifica la capacidad de aumento de dimensionede los agregados en función de la temperatura

Calor Específico(Ces)

Es la cantidad de calor necesario para incrementar grado centígrado la temperatura

Conductividad Térmica(Ct)

Es la mayor o menor facilidad para conducir el calobajo la influencia de la porosidad, cuyo rango es de

a 2.7 BTU / pie.hr.ºF

Difusividad(Dif)

Representa la velocidad con que se pueda producircambios térmicos dentro de una masa, se expresa :Difusividad = (Conductividad / Calor específico) x Densidad



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Propiedades Características

Reducción Álcali-SíliceEstos elementos lo constituyen por el óxsodio y de potasio quienes en condiciontemperatura y humedad reaccionan conminerales, produciéndose un gel expansivo.

Reacción Álcali-Carbonatos

Se produce por la reacción de los carbonatospresentes en los agregados generando sustanexpansivas .



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Gravas: Llamado canto rodado, es el conjunto de fragmentos p

piedras proveniente de la desintegración natural o mecánicaLas gravas pesan de 1600 a 1700 kg / cm3.

Piedra partida o chancada: Se denomina así al agregado gruede la trituración artificial de roca o grava esta debe ser lim

resistente. Su función es brindar volumen y aportar resistencsu peso en 1450 a 1500 kg/cm3.



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Consideraciones: El MF, es un índice aproximado del tamaño m

agregados. Cuando este índice es bajo quiere decir que el agrecuando es alto es señal de agregado grueso.

Según la Norma ASTM, la arena debe tener un módulo de finezde 2.3 ni mayor que 3.1.

Se estima que las arenas comprendidas entre los módulos

producen concretos de buena trabajabilidad y reducida segreque se encuentran entre 2.8 y 3.1, son las más favorables para calta resistencia.



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Cuando se combinan materiales de diferendimensiones como arena y grava, el procedimientoseguir para determinar el módulo de fineza de

combinación de agregado es: Se calcula el MF, de cada uno de los agregados p

separado

Se calcula el factor en que cada uno de ellos entra encombinación

El MF, de la combinación de agregados será igual asuma de los productos de los factores indicados porMF de cada agregado, es decir:

MF = (∑% retenido(1 ½”,3/4”,3/8”,Nº4,Nº8,Nº16,Nº30,N50 y Nº 100)/10



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Haciendo:

Llamando: mc = MF de la combinación de agregadosmf = MF, del agregado fino

mg = MF del agregado grueso

Hacemos:

mc = (Vol, Absoluto Af/Vol Absoluto Ag)xmf + (vol. Absoluto de AG/Vol absoluto Ag,)x mg

Si relacionamos con:rf = Volumen absoluto de Af / volumen absoluto de los agregados

Rg = Volumen absoluto de Ag / volumen absoluto de los agregados

Tenemos: mc = rf *mf + rg * mg



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Del reporte del tamizado determinar el módulofineza de la arena.

8 11 15 85

16 22 37 63

30 25 62 38

50 23 85 15

100 13 98 2

Suma 301 299

MF = 301/100 = 3,01

Tambien: MF = 600-299 = 3,01 s in contar con la malla

3/8".

Según ASTM: es un módulo trabajable (2.8.3.1) ofrece

buena resistencia a las estructuras.



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El resultado de un análisis granulométrico del Af, y Ag, a emplearse epreparación de una mezcla para sostenimiento de con concreto lanz

(shotcreate) en la mina es:Decripción Af. Fino Ag. GruesPeso Específico 2,6 gr/cc 2,8 gr/cc

Peso seco de los Agregado 670 kg 1150 kg

AGREGADO FINO (Af) AGREGADO GRUESO (Ag

malla % retenido Malla % retenid

Nº 4 4,2 1 1/2"

8 12,2 3/4"

10 5 1/2"

16 13,8 3/8"

20 14,1 Nº4

30 14,540 4,4

50 15

80 8,5

100 5,1

Recipiente 3,2

Determinar:

a) Emf del Af

b) El MFf del Ag

c) El Mf del Combinado (mc)



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El TM, del conjunto de agregados , se da por la abertura

inmediata superior a la que se retiene o más, al cribar por ellamás grueso.

Aplicación práctica:

Sabemos que en la preparación de la mezcla del concreto utilizaFina y Arena gruesa para trabajos de un muro de contención e

mina, se le solicita determinar el tamaño máximo (TM) delagregados



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AGREGADO FINO (Af) AGREGADO GRUESO (Ag)

Malla %retenido Malla % Retenido

Nº 4 3 1" 5.25

8 12.2 3/4" 6.35

10 5.5 1/2" 31.15

16 14.2 3/8" 28.25

20 15 1/4" 23.35

30 4.5 Nº4 5.65

40 4.450 14

80 8.5

100 8.5

100 10.2



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Se realizan mediante pruebas de probeta, con la mezcladiferentes agregados cuyos resultados adoptaría u

“dosificación típica“ que brinden mejores resultadosimpermeabilidad, compacidad, resistencia mecánica, ePara este caso existe un método práctico:

MÉTODO DE FÜLLER : Se aplica cuando los agregadoscumplen con la norma C33 del ASTM, y se debe usarconcretos con más de 300 kg.de cemento por metro cúb

de concreto, para un tamaño máximo del agregado gruecomprendido entre ¾” (20 mm) y 2” (50 mm.) y se exprasí: y = % que pasa por la malla de abertura “d”, y TMagregados grueso:

y = √ d /TM


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La ley de Füller, nos sirve para hallar la relación en volúmeabsolutos en que deben mezclarse los agregados, para lo cprocederemos de la siguiente manera:

Se dibuja las curvas granulométricas de los dos agregados en un pa

semilogaritmico En el mismo papel, se dibuja la ley de Füller llamado también paráb

de Gessner. Por la malla Nº 4, trazamos una vertical, la cual determinará en

curvas trazadas 3 puntos. A: % de Af. que pasa la malla Nº 4B: % de Ag. Que pasa por la malla Nº 4

C: % de Ac. Ideal que pasa por la malla Nº 4. Además:α : % en vol. Absoluto de Af. Dentro de la mezcla de agregadosβ : % en vol. Absoluto del Ag. Dentro de la mezcla de agregados

α = [(C – B)/(A – B)]x 100, también : β = 100 - α



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AGREGADO FINO AGREGADO GRUESO

Malla % retenido Malla % Retenido

Nº 4 4 1 1/2" 6.28 10.4 1" 13.5

10 9 3/4" 29.2

16 13.8 1/2" 26.6

20 14.1 3/8" 23.1

30 13.5 Nº 4 1.4

40 12.350 9.8

80 8.3

100 4.2

Recipiente 0.6

GRANULOMETRIA



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Ag Fino

Ag Grueso

Gessner


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La Empresa Minera “xy” SAC. Para trabajos de cimentación dinstalar los equipos de Raise Boring (RB), a preparado unaconcreto (reporte 3), se tiene que la relación agua-cemento d0.48, el contenido total de aire 0.5 y el volumen unitariomezclado 155 lt/m3. Determinar la cantidad de materialesconcreto, si la combinación de agregados debe acomodarse aFüller

Solución



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Condiciones de la Obra

Los agregados en cuanto a su humedad se encuentran

en 4 :

SecoSemi-Seco Saturado y

parcialmenteseco (SSS)

Húme

Totalmenteseco

Nosaturado

Saturadospero superficialmente secosestado Ideal del agregado

Con cont

de



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Contenido de humedad (ω): El % de agua dentro de un agregapor definición se expresa:

%humedad = % ω = (H-S)/S x 100Siendo: H= Peso del agregado húmedo

S = peso del agregado en condición seca Absorción (a): Cantidad de agua que un agregado necesita par

pasar de seco ==> saturado superficial:% absorción = % a = (D-S)/S x 100

Siendo:D = Peso del agregado saturado y superficialmente seco

Humedad Superficial (hs): Esta dada por: hs= % ω - %a(expresada en decimales), y se presentan los siguientes casos: Si % ω > %a : el agregado aporta agua (agua libre) Si % ω < %a : el agregado toma agua de la mezcla (agua que fal

Aporte de agua (Ap.ag.) = (% ω - %a ) /100 x S



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Si tenemos los siguientes datos en peso de los materialeutilizarse para la preparación de una mezcla de concreto preforzar la columna de una viga de sostenimiento para armadouna tolva en la mina:

Cemento = 320 kg /m3 Agua = 192 lt/m3 Af = 864 kg/m3 Ag = 1024 kg/m3Las condiciones de humedad en los agregados son:

Af Ag

Contenido de Humedad 3.2 % 0.6 %Porcentaje de absorción 2.2 % 1.6 %Determine Usted Ingeniero, las proporciones en peso de la mez

en Obra.Primer Examen Parcial



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CONCRETO ARMADO

Semanas. 10-11-12



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Definición: Es una mezcla en proporciones adecuadas ppropiedades adecuadas prefijadas especialmente la resistencia de la

Concreto = Cemento Portland+Agregados+aire+aguEstos elementos reaccionan químicamente en un proceso de hidratac

Característica: El concreto como material Universal tiene lofactores:

La facilidad con que se pueda colocar dentro de los encofrados cas

formas en sus consistencia plástica Su elevada resistencia a la compresión lo hace adecuado para

sometidas a compresión , como columnas, arcos, etc.

Es resistente al fuego y la penetración del agua.



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Ligantes: se conoce también como Cementantes:

Cemento

Agua

Materiales puzolánicos

Agregados: Los conocidos ya descritos

Agregado fino

Agregado Grueso: grava, piedra chancada, confitillo,escoria de horno



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La Mezcla recién preparada debe tener la trabajabilidad, cocohesividad, que permitan su adecuada colocación en los encomezcla debe estar libre de segregación y tener exudación mínim

La Mezcla endurecida deberá tener las propiedades espefunción del uso que se le va a dar a la estructura.

El costo de la unidad cúbica de concreto endurecido debe secompatible con la calidad deseada.



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La Pasta: material que se rellena en los espacios libres entre páridos, en el proceso de fraguado genera cristales hidratados q

las partículas de agregados: Pasta = Cemento + Agua Funciones de la Pasta:Brinda propiedades requeridas al endurecimiento Separa las partículas del agregadoLlena los vacíos entre partículas y la adherencia entre ellos

Proporciona lubricación a la masa cuando este aún no ha endu



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El Gel: Aglomeración porosa de partículas sólidamente eescamosas o fibrosas, su aporte en el concreto es importaresistencia mecánica y elástica, provoca las adherencias: catracción física y adherencia química

Gel = Cemento (puro)+ agua

Hormigón: Composición del concreto estructural de dos ma

Hormigón = Agregado Fino + Agregado grueso



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La producción del concreto consta de las siguientes etapas:

Dosificación

Mezclado

Transporte

Colocación

Consolidación

Curado


PROCESO DE FABRICACIÓN DEL CEMENTO PORTLAND


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Concreto Simple (Cs):


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p

Cs = Ag + Af Concreto Armado (Ca):

Ca = Cs + Armaduras (acero) Concreto estructural (Ce):

Ce = Cs +Especificaciones técnicas. (dosificación, mezclado, transporcolocado)

Concreto Ciclópeo (Ccp):

Ccp = Cs + Piedra desplazadora (10”Ø, 30% volumen Total) Concretos livianos (Cliv): Se prepara en peso unitarioque varia de: 400 a 1700 kg/m3

Concretos Normales (Cn): Se prepara con agregados corrientes; varían en peso de2500 kg/m3, siendo el promedio de 2400 Kg/m3.

Concretos Pesados (Cpe): Con agregados en peso de 2800 a 6000 Kg/m3. se usa parcomo protección biológica, efectos de radiaciones, bóvedas, cajas fuertes, pisos industfabricas y contenedores de deshechos radiactivos.

Concreto Premezclado (Cpm): Estos pueden ser mezclados y dosificados encamiones mezcladores.

Concreto Prefabricado (Cpef): Cs , armado en una ubicación diferente a su posició(obra)

Concreto bombeado (Cb): Concreto impulsado por bombas, y tuberías a su ubicacióIng. S. Benavides Ch.


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Por su Peso específico:- Ligero: Peso unitario entre, 1200 – 2000 Kg/m3- Normal: Peso unitario entre; 2000 -2800 kg/m3- Pesado: Peso unitario; > 2800 kg/m3 Por su Aplicación:- Simple: Sin armadura, buena resistencia a la

compresión- Armado: Con acero, resistente a la compresión y

flexión- Pretensado: Resistente a la tracción, Vigas- Postensado: Resistente a tracción, se introduce funda


Por su composición:O di i


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- Ordinario:- Ciclópeo: con áridos de 50 cm.- Cascotes: Hormigón de deshechos y ladrillos- Inyectado: En moldes el agregado y con pasta de áridos >

mm.- Con aire Incorporado: en el hormigón se inyecta aire > 6%

del volumen- Ligero: 1.2 – 2 N/mm2 pesado. Áridos de densidad muy

grande- Refractario: resistente a altas temperaturas (cemento de

aluminato cálcico, etc.) Por su Resistencia: Convencional: 10% agua, 15% cemento, 35% arena, 40 %

grava. De alta resistencia: 5% agua, 20%cemento, 28% arena, 41

grava, 2% adiciones, 2% aditivos.Ing. S. Benavides Ch.


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En Estado fresco: relación agua/cemento, grado de hidratación, tamañopartículas, mezclado, temperatura.

Trabajabilidad: dimensiones del elemento, secciones armadas, mediospuesta en obra. Contenga más agua, más finos, agregados redondos (repercen la resistencia baja)

Más cemento Fluidantes/plastificantes Adiciones Consistencia “slump test”: agua de amasado, tamaño máximo del agreg

granulometría, forma de agregados, seca (vibrado fuerte), plástica (vibrnormal), blanda (apisonado), fluida (barra)

Homogeneidad: Distribución uniforme Uniformidad: buen amasado, buen transporte, buena puesta en obra

provoca Segregación: Separación de los áridos gruesos y finos Decantación: Los áridos gruesos van al fondo y los finos se quedan arriba. Compacidad: Relación del volumen real de componentes/Volumen apare

del hormigón.



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En Estado Endurecido: Impermeabilidad: Siempre se utiliza aditiv

impermeabilizantes o mantener relación baja

agua/cemento, se debe controlar, la finura dcemento, Cantidad de agua, y la compacidad.Durabilidad: Depende de los agentes agresivos, q

pueden ser mecánicos, químicos o físicos y los qinfluyen negativamente son: sales, calor, agencontaminante, humedad

Resistencia Térmica: Estos son ResistenciaCompresión y Resistencia flexión.

(El ensayo de consistencia es llamado “slump test)



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Ley de Gilkey: Para un cemento y agregadaceptables, la resistencia puede ser desarrollada puna mezcla de cemento, agregados y agua, trabajabladecuadamente colocable, bajo similares condicionde mezclado, curado y ensayo, esta influenciado Por

La Relación del cemento agua de la mezcla

La relación del cemento al agregado

La granulometría, textura superficial, perresistencia y dureza de las partículas del agregado

El tamaño máximo del agregado.



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La resistencia del concreto es función del grado de hidrcemento de la relación gel/espacio ocupado por el gel y de

agua/cemento, es decir se expresa así:S = 2380 x^3 ; siendo x = (0.647 α )/(0.319α + a/c)

Donde :

S = Resistencia del concreto a los 28 días, expresado en Kg

x= Relación gel/espacioα = Grado de hidratación del cemento

a/c = relación agua - cemento



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La resistencia del concreto es función del grado de hidrcemento de la relación gel/espacio ocupado por el gel y de

agua/cemento, es decir se expresa así:S = 2380 x^3 ; siendo x = (0.647 α )/(0.319α + a/c)

Donde :

S = Resistencia del concreto a los 28 días, expresado en Kg

x= Relación gel/espacioα = Grado de hidratación del cemento

a/c = relación agua - cemento



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¿ Cuál será el grado de hidratación del cemento en unaconcreto, cuya relación agua – cemento de diseño fue 0.75 y c

cilíndrica ensayada a compresión a los 28 días arrojó una resistkg/cm2?

(El estudiante debe analizar y plantear el problema 3Ptos)



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Se define como el ascenso de una parte del agua demezcla hacia la superficie como consecuencia desedimentación de los sólidos.

Velocidad de exudación: Es la velocidad con la que el agse acumula en la superficie del concreto. Volumen Total de Exudado: Es el volumen total de ag

que aparece en la superficie del concreto. Formas d expresión de la exudación: en unidadpor área

Exudación = (Vol. Total exudado/Area de la superficie del concreto) x 100En Porcentaje:Exudación = (Vol. Total exudado/vol. mezcla en el molde) X 100

Vol. Agua en molde = (Peso del concreto en molde/peso total de la tanda) x Volagua en la tanda.


Se ha preparado una mezcla para la loza de concre


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Se ha preparado una mezcla para la loza de concrebase para plataforma de una ventiladora axial, pepara se desea medir la exudación en el peso de

materiales utilizados en la obra son: Cemento = 10 kg.

Af = 22 kg

Ag = 30 kg.

Agua = 5.4 litros

Las características del recipiente utilizado paraensayo son: Diámetro = 25.4 cm.

Peso del concreto en el recipiente = 36.7 kg



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Tiempo (minutos) Volumen exudado (mililitros)

0 010 7

10 9

10 10

10 12

30 24

30 16

30 14

30 4

30 0



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Aditivos para el Concreto

Semana: 13-14Ing. S. Benavides Ch.


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Definición: Se denomina así, a las sustancias añadidas a loscomponentes fundamentales del concreto con el propósito demodificar alguna de sus propiedades y mejorar los fines de utilizacióSe especifica en Normas ITINTEC 339.086.

Razones para su Empleo: Aumentar la trabajabilidad, sin modificar el contenido de agua Retardar o acelerar el tiempo de fraguado inicial Acelerar el desarrollo de la resistencia en la primera edad Modificar la velocidad de producción de calor de hidratación Reducir la exudación y sangrado Incrementar la durabilidad o resistencia en condiciones severas de

exposición Reducir la permeabilidad a los líquidos Reducir la segregación Reducir la concentración Incrementar la adherencia del concreto viejo y nuevo Mejorar la adherencia del concreto con el esfuerzo



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De acuerdo a la Norma ASTM C 494 la clasificación es: TIPO A : Reductores de agua

TIPO B: Retardadores de fragua TIPO C: Acelerantes TIPO D: Reductores de agua – retardadores de fragua TIPO E: Reductores de agua – acelerantes TIPO F: Súper reductores de agua

TIPO G: Super reductores de agua – acelerantesEstos aditivos se suministran en envases o contenedores, debidamecon la norma y peso neto o volumen, adicionar información dfabricante.



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Diseño de Mezclas

Semanas : 15-16



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El Diseño de mezclas, consiste en aplicar técnicamente los cosobre sus componentes para obtener requerimientos part

concreto de acuerdo al proyecto u obra. De acuerdo al desatecnología mundial.

Consideraciones para diseñar las mezclas:

Conocimiento de los materiales

El elemento a vaciar, tamaño y forma de las estructuras

Resistencia a la compresión requerida

Condiciones ambientales durante el vaciado

Condiciones a la que estará expuesta la estructura



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a) Recaudar las siguiente información:

Los materiales

Del elemento a vaciar; tamaño y forma de las estructuras

Resistencia a la compresión requerida Condiciones ambientel vaciado

Condiciones a la que estará expuesta la estructura.

b) Determinar la resistencia Requerida: Estará en función de ladel diseñador y de la disponibilidad de información necesari

Docente: Ing. S. Benavides Ch.


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Caso 1: Si se cuenta con datos estadísticosproducción en obra: Para este se utilizaránsiguientes fórmulas:

f´ cr = fć + 1.34 Ds…………………………………..(1)

f´ cr = fć + 2.33 Ds – 35 …………………………..(2)

Siendo:

fć : resistencia a la compresión especificada (Kg/cm2

f´ cr : Resistencia a la Compresión requerida (Kg/cm2Ds : Desviación estándar en obra (Kg/cm2)

Nota: de ambos resultados se escoge el mayor valor de fćr, requerido


Caso 2: No se cuenta con suficientes datos estadístic(entre 15 y 30 resultados)


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(entre 15 y 30 resultados)

f´ cr = f´c + 1.34 (αDs)..…………………………………..(3)

f´ cr = f´c + 2.33 (α Ds) – 35 …………………………..(4)

Siendo: α = factor de amplificación


Nº de ENSAYOS FACTOR DE INCREMENTO

Menos de 15 Usar tabla Caso 3

15 1.1620 1.08

25 1.03

30 o más 1.00

Caso 3: Se cuenta con escaso o ningún dato estadíst(menos de 15 ensayos) Para este caso el ACI ind


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(menos de 15 ensayos): Para este caso el ACI, indaplicar la siguiente tabla para determinar el: fćr.


f´ c especificado f´ cr (kg/cm2)

< 210 fć + 70

210 a 350 fć + 84

> 350 fć + 98


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Se tiene en cuenta la humedad de los agregados pudiéndosecon la siguiente relación:

Peso agregado húmedo = Peso agregado seco(1 + cont. Humedad del agregado %)

Calculo del agua efectiva: El agua debe aumentarse o dismla mezcla en una cantidad igual a la humedad libre que coagregado, se determina así:

Aporte de humedad de los agregados = peso agregado seco(%cont. Humed. - % absorbido

Entonces: Agua efectiva = agua de diseño – aporte de humedad de los agregados


Método ACI 211: se emplean tablas y sigue la secuencia


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Método ACI 211: se emplean tablas y sigue la secuencia Selección de la resistencia requerida ( f´cr) Selección del TMN del agregado grueso Selección del asentamiento Tabla 01

Seleccionar el contenido de aire atrapado Tabla 02 Seleccionar el contenido de agua Tabla 03 Seleccionar a(c, por resistencia a compresión o durabilidad Tabla 04, Calculo del contenido de cemento (e/f) Seleccionar el peso del agregado grueso (tabla 05) y el b/bo, siendo b

b, pesos unitarios secos con y sin compactar el agregado grueso Calculo del volumen del agregado fino

Calculo del peso en estado seco del agregado fino Presentación del diseño por el aporte de humedad de los agregados Presentación del diseño en estado húmedo.


S l ió d l i t i id (f´ )


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Selección de la resistencia requerida (f´cr) Selección del TMN del agregado grueso Selección del asentamiento Tabla 01 Seleccionar el contenido de aire atrapado Tabla 02 Seleccionar el contenido de agua Tabla 03 Selección de a/c, por resistencia a compresión o durabilidad tabla 04 y 07 Calculo del contenido de cemento (e/f) Calculo del volumen absoluto de los agregados Calculo del módulo de fineza de la combinación de los agregados Tabla 06 Calculo del porcentaje de agregado fino:

% Af = (mg – m)/(mg – mf)

Calculo de los pesos secos de los agregados Presentación el diseño en estado seco Corrección del diseño por el aporte de humedad Presentación del diseño en estado húmedo


Con los siguientes datos elabore el diseño óptimo de mezcla utilizando los métodos descr

Característica de los materiales:


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Cemento:

Marca y Tipo: Sol

Procedencia: Cementos Lima

Densidad relativa: 3.11

Agua: Agua potable de la red

Peso específico: 1000 kg/m3

Agregados: Af Ag

Cantera : Jicamarca Jicamarca

Perfil

Peso Unitario suelto kg/m3: 1560 1587

Peso unitario compactado Kg/m3: 1765 1660

Peso específico seco: 2690 2780

Módulo de fineza: 2.80 6.50

TMN -- ¾”%

de Absorción: 0.70 % 0.60 %

Contenido de humedad % 7.5 3.0


Características del concreto:


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Ca acte st cas de co c eto:

Resistencia a la compresión especificada: 210 kg/cm2

Desviación estándar promedio en obra. 20 kg/cm2

Tipo de asentamiento: Concreto superplastificado

Condiciones ambientales:

Lugar de Obra: Interior Mina (Nv. 3600)

Temperatura promedio ambiente: 20 ºC

Humedad relativa: 80 %

Condiciones de exposición: Normales.

Solución: Propuesto para el Primer examen programado

PRIMER EXAMEN PARCIAL


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