Tecnología del Concreto
[DISEÑO DE CONCRETO PESADO ]
I .- INTRODU CÓN: II. III. IV.
V. VI.
pág. pág. 2 OBJETIVOS pág. 2 MARCO TEÓRICO: pág. 2 DESARROLLO DEL CÁLCULO DEL DISEÑO DE MEZCLA POR EL METODO A.C.I pág. 6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES pág. 10 Bibliografía pág. 11 pág. 11
anexos::
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El diseño de mezclas es un proceso que consiste en calcular las proporciones de los elementos que forman el concreto, con el fin de obtener los mejores resultados. Existen diferentes métodos de Diseños de Mezcla; algunos pueden ser muy complejos como consecuencia a la existencia de múltiples variables de las que dependen los resultados de dichos métodos, aun así, se desconoce el método que ofrezca resultados perfectos, sin embargo, existe la posibilidad de seleccionar alguno según sea la ocasión. El adecuado proporcionamiento de los componentes del concreto dan a este la resistencia, durabilidad, comportamiento, consistencia, trabajabilidad y otras propiedades que se necesitan en determinada construcción y en determinadas condiciones de trabajo y exposición de este.
1. Realizar el diseño de mezclas de concreto pesado usando el Método A.C.I. de un concreto cuya resistencia sea de f’c = 650 kg/cm2 (A los 28 días) y de consistencia plástica.
Este procedimiento considera pasos para el proporcionamiento de mezclas de concreto normal, incluidos el ajuste por humedad de los agregados y la corrección a las mezclas de prueba. El primer paso contempla la selección del slump, cuando este no se especifica el informe del ACI incluye una tabla en la que se recomiendan diferentes valores de slump de acuerdo con el tipo de construcción que se requiera. Los valores son aplicables cuando se emplea el vibrado para compactar el concreto, en caso contrario dichos valores deben ser incrementados en dos y medio centímetros. UJCM-CACM
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Se determina la resistencia promedio necesaria para el diseño; la cual está en función al: f’c, la desviación estándar, el coeficiente de variación. Los cuales
son indicadores estadísticos que permiten tener una información cercana de la experiencia del constructor. Cabe resaltar también que existen criterios propuestos por el ACI para determinar el f’cr, los cuales se explican a continuación:
Mediante las ecuaciones del ACI f’cr=f’c + 1.34 S f’cr=f’c+2.33 S –
(I)
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(II)
De I y II se asume la de mayor valor. Donde S es la desviación estándar, que viene a ser un parámetro estadístico que demuestra la performancia o capacidad del constructor para elaborar concretos de diferente calidad.
√ ,….
valores de las resistencias obtenidas en probetas estándar
hasta la rotura (probetas cilíndricas de 15 cm de diámetro por 30 cm de altura).
Cuando no se tiene registro de resistencia de probetas correspondientes a obras y proyectos anteriores, se utiliza la siguiente tabla: f’c
f’cr
Menos de 210
f’c+70
210 – 350
f’c+84
>350
f’c+98
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Teniendo en cuenta el grado de control de calidad en la obra. Nivel de Control
f’cr
Regular o Malo
1.3 a 1.5 f’c
Bueno
1.2f’c
Excelente
1.1f’c
La elección del tamaño máximo del agregado, debe considerar la separación de los costados de la cimbra, el espesor de la losa y el espacio libre entre varillas individuales o paquetes de ellas. Por consideraciones económicas es preferible el mayor tamaño disponible, siempre y cuando se utilice una trabajabilidad adecuada y el procedimiento de compactación permite que el concreto sea colado sin cavidades o huecos. La cantidad de agua que se requiere para producir un determinado slump depende del tamaño máximo, de la forma y granulometría de los agregados, la temperatura del concreto, la cantidad de aire incluido y el uso de aditivos químicos. El comité del A.C.I. presenta una tabla con los contenidos de agua recomendables en función del slump requerido y el tamaño máximo del agregado, considerando concreto sin y con aire incluido. el ACI proporciona una tabla con los valores de la relación agua/cemento de acuerdo con la resistencia a la compresión a los 28 días que se requiera, por supuesto la resistencia promedio seleccionada debe exceder la resistencia especificada con un margen suficiente para mantener dentro de los límites especificados las pruebas con valores bajos. En una segunda tabla aparecen los valores de la relación agua/cemento para casos de exposición severa. El contenido de cemento se calcula con la cantidad de agua, con la relación agua cemento, cuando se requiera un contenido mínimo de cemento o los requisitos de durabilidad lo especifiquen, la mezcla se deberá basar en un criterio que conduzca a una cantidad mayor de cemento. El ACI maneja una tabla con el volumen del agregado grueso por volumen unitario de concreto, los valores dependen del tamaño máximo nominal de la grava y del módulo de finura de la arena. El volumen de agregado se muestra en metros cúbicos con base en varillado en seco para un metro cúbico de concreto, el volumen se convierte a peso seco del agregado grueso requerido UJCM-CACM
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en un metro cúbico de concreto, multiplicándolo por el peso volumétrico de varillado en seco. Hasta el paso anterior se tienen estimados todos los componentes del concreto, excepto el agregado fino, cuya cantidad se calcula por diferencia. Para este paso, es posible emplear cualquiera de los dos procedimientos siguientes: por peso o por volumen absoluto. Ajustar las mezclas por humedad de los agregados, el agua que se añade a la mezcla se debe reducir en cantidad igual a la humedad libre contribuida por el agregado, es decir, humedad total menos absorción.
Este cemento especial, además de reunir las cualidades del Cemento Portland tipo II, es usado donde se requiera una elevada resistencia a la acción concentrada de los sulfatos. Se recomienda su uso en estructuras de canales, alcantarillas, túneles y sifones con suelos y aguas que contengan alta concentración de sulfatos, así como de obras portuarias que estén permanentemente expuestas a la acción de las aguas marinas con exposición severa del orden de 1500 a 10000 p.p.m. de sulfatos solubles en agua. Este cemento tiene gran demanda para la construcción de casas de playa, piscinas, etc. Norma Técnica: ASTM C-150 y Norma Peruana NTP 334.009 Presentación: Bolsas de 42.5 kg. y Granel
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Diseñar una mezcla cuya resistenc ia especificada sea f’c = 650 kg/cm 2 (a los 28 días), cuya consistencia plastica (slump 2 ” a 3 ”). El concreto contendrá aditivo superplastificante (Chema Super Plast) (no tendrá aire incorporado). Realizar el diseño por el Método A.C.I.
Peso específico del cemento: 3.15 g/
Agua Potable
Peso específico de masa = 2.63 g/
% de Absorción
= 2.5 %
W%
=1.5 %
Módulo de fineza
= 2.9
TMN
=3/4’’
Peso seco compactado =3550 Kg/
Peso específico de masa = 5 g/
% de Absorción
W%
= 0.5 %
= 0.2 %
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Como no se tiene registro de resistencias de probetas correspondientes a obras y proyectos anteriores se toma el
tomando en cuenta la siguiente
tabla: f´c
f´c r
Menos de 210
f´c+70
210-350
f´c+84
Mayor 350
f´c+98
Elegimos para nuestro calculo: f´c r = f´c + 98 f´cr
= 650 + 98 = 748
Como el diseño requiere una consistencia plástica, nuestro asentamiento será: Slump: 3” a 4”
De acuerdo a la tabla 10.2.1 confeccionada por el comité 211 del ACI, que se toma en cuenta el T.M.N., su asentamiento o slump y teniendo en cuenta si tiene o no aire incorporado. En nuestro caso el T.M.N. es de 3/4”, el slump varia de 3” a 4” el valor sería:
Según tabla 11.2.1, que toma en cuenta el T.M.N.
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Teniendo en cuenta la tabla 12.2.2, RELACIÓN AGUA CEMENTO POR RESISTENCIA. Esta tabla está en relación al aire no incorporado y al f´c r, siendo esta relación: Como tenemos un f´cr = 748 kg/cm2, ubicándose entre los valores marcados interpolamos para hallar la relación a/c. a/c = 0.264 NOTA: Por ser un concreto NO expuesto a condiciones severas, sólo se determinará la relación a/c por resistencia, mas no por durabilidad.
FC =
VolumendeA gua de mezcla a c
=
205 0.264
F C = 777 Kg/m3
Para un módulo de fineza del agregado fino igual a 3.0 y para un TMN=3/4 ’’, haciendo uso de la tabla 16.2.2 tenemos:
Donde b= PUV del agregado grueso suelto seco b0= PUV del agregado grueso seco compactado 1460kg/m3
Cemento
=
= 0.2467 m3 UJCM-CACM
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Aire =2% Agregado Grueso =
= 0.2050 m3
Agua de mezcla =
= 0.02 m3 =0.4260 m3
Volumen absoluto de Agregado Fino: 1-0.9427
Peso del Agregado Fino seco:
0.0573 *(2.63*1000)=150.69
=
Cemento
=
Agua de diseño
=
Agregado grueso
=
Agregado fino
= 151 kg/
/
Peso Húmedo del Agregado:
Agregado fino:
Agregado grueso:
Agregado fino:
Agregado grueso:
Agregado fino:
Agregado grueso:
151*1.015 = 153.265 kg/
=
2130*1.002 = 2134.26 kg/
(W- % Abs)
=
= 1.5 – 2.5 = -1%
(W- % Abs)
= 0.2- 0.5 = -0.30%
153*(-0.01)= -1.53 lt/m3 2134*(-0.003)= -6.40 lt/m3
APORTE DE HUMEDAD DE LOS AGREG. = -7.93 lt/
=
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205 lts/
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+ 7.93ts/
= 212 lts/ (
=
Dosis optima 1% del peso del cemento:
Aditivo =777x0.01 = 7.77 lts/
Entonces el agua efectiva será 213-8=
Ya corregidos por humedad del agregado a ser empleado en la mezcla de prueba serán:
Cemento
Agua efectiva
Agregado fino húmedo =
Agregado grueso húmedo
Aditivo
Sin corregir: Corregido:
⁄ ⁄ =
=
=
=
La adición del aditivo Sustancial reducción de agua Mejora en la colocación (trabajabilidad y compactación) del concreto.
Se logramos diseñar una mezcla para concretos pesados con u n f’c de 650 Kg./cm2 y con una consistencia plástica.
Hemos logrado aprender teóricamente a elaborar un diseño de mezclas mediante el método ACI.
Es La resistencia a la compresión es solamente un criterio secundario debido al gran tamaño de la estructura.
recomendable que para la protección a la radiación usar concretos pesado.
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TESIS QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL PRESENTA Jonathan Gabriel González Paredesn Dr. Erick Edgar Maldonado Bandala
http://es.scribd.com/doc/59555903/Concreto-en-La-Practica
Práctica para dosificar concreto normal, concreto pesado y concreto masivo
Manual del Hormigón.
http://www.cemensa.com.pe/cementoandino_tipo5.html
http://www.icpa.org.ar/publico/files/relacion%20agua%20cemento.pdf
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