INFORME Nº 9. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO BASADO EN LA ACI 211. NICOLE SILVA SILVA VÁSQUEZ VÁSQUEZ Bachiller académico, estudiante de Ingeniería civil, Quinto semestre Universidad Industrial de Santander Caracterización de materiales I. Cód.: 2!2"# nico2$"%&$'hotmail.com Bucaramanga, Santander, Colom(ia.
OSCAR JAVIER URBINA LEAL Bachiller académico, estudiante de Ingeniería civil, Quinto semestre Universidad Industrial de Santander Caracterización de materiales I. Cód.:2!"2#! oscar)"$'gmail.com Bucaramanga, Santander, Colom(ia.
JONNY DIEGO BUSTOS LEON Bachiller académico, estudiante de Ingeniería civil, Quinto semestre Universidad Industrial de Santander Caracterización de materiales I. Cód.: 2!"2## diegol."&$'hotmail.com Bucaramanga, Santander, Colom(ia.
RESUMEN *ste in+orme resenta los c-lculos la determinación de las cantidades de materias rimas necesarias ara la mezcla de concreto (asados en la norma /CI 2, las cantidades a utilizar son ara rearar ",""# metros c0(icos de muestra, ara los cuales +ueron utilizados los resultados o(tenidos en el ensao de agregados étreos.
PALABRAS CLAV CL AVES: ES: Concreto, mezcla, cantidad, /gregados. ABSTRACT 1his reort shos the calculation and determination determination of amount of raw materials needed for
the concrete mix based on ACI 211 standard, the amounts used are to prepare 0,007 cubic meters of exhibition, for which we used the result results s obtained in testing stone aggregates
EY!ORDS: Concrete, mi3, aggregates, amount.
1. INTR INTROD ODU UCCI"N 2.
4uede 4uede deci decirse rse 5ue la la mater materia ia rima rima o una de las m-s imortantes ara las o(ras civiles es el concreto, es di+ícil encontrar una o(ra civil 5ue no haga uso de esta mezcla, es or ello 5ue 5ue es de vita vitall imo imort rtan anci ciaa cono conoce cerr el método ara realizar una mezcla adecuada de concreto, or tanto es imerativo conocer las canti antida dade dess óti ótima mass a util utiliizar zar de sus sus como omone nent ntees, ar ara así alcan lcanza zarr una una resistencia de la mezcla deseada.
11.
12. Ta Tabla bla 1. Elem Elemento ento pasiv pasivo o
#. OBJETIVOS $.
2.1. 6(servar veri+icar la consistencia +luidez del concreto haciendo uso del cono /(ram con el +in de roorcionar in+ormación acerca de la resistencia de la mezcla. .
$.
2.2. 7eterminar las cantidades e3actas de los comonentes del concreto ara realizar un ótimo dise8o de mezcla 5ue cumla con los re5uerimientos ar-metros esta(lecidos.
9.
2.#. /licar desarrollar los concetos de +actor de seguridad ara cada intervalo de resistencia con el +in de 5ue el concreto no lleg llegue ue a su es+u es+uer erzo zo 0lti 0ltimo mo teng tengaa una una maor dura(ilidad.
#.
%. MARC ARCO TE"R E"RICO ICO &.
*l dise dise8o 8o de la mezc mezcla la del del conc concre reto to es de gran imortancia a 5ue este contri(ue a las roiedades del mismo, ues en el método de dise8o se muestra la +orma de ela(oración se determinan las cantidades recisas de cada cada elem elemen ento toss 5ue 5ue se le agre agrega gan n a la mezcla. Ceme3, s.+.; ".
13. 14. Ta Tabla bla 2. Eleme Elementos ntos activo activoss
1$.1.
Se consid considera eran n 5ue los elemen elementos tos acti activo voss son son a5ue a5uell llos os 5ue 5ue dan dan luga lugarr a las las reacciones 5uímicas de la mezcla. Ceme3, s.+.;
$. $. *l conc concre reto to con con aire aire incl inclui uido do siem siemr ree se logra mediante emleo de un aditivo inclusor de aire, /S1=29", el emleo de un aditivo inclus inclusor or de aire aire le ermit ermitee al roduc roducto to de conc concre reto to la +le3 +le3i( i(il ilid idad ad ara ara a)us a)usta tarr el contenido de aire incluido comensar la maoría de las condiciones 5ue a+ectan la cantid cantidad ad de aire aire inclui incluido do en el concre concreto, to, como como:: cara caract cter erís ísti tica cass de los los agre agrega gado doss naturales roorción de los comonentes de los aditivos. Ceme3, s.+.; 9. 9. *ste *ste roc roces eso o se desa desarr rrol olla la con con el +in +in de o(tener o(tener me)ores me)ores resultados resultados en cuanto cuanto a la dura(ilidad, tiemo de +raguad uado, consistencia tra(a)a(ilidad. #.
roiedades, ero tam(ién de(en tener e3igencias como lo son: &. #.2. >esistencia: la resistencia a la edad de 2% días es +recuentemente emleada emleada como ar-metro de dise8o estructural de la dosi+icación de concreto en la evaluación de este. 6sorio, 2"!; 2". #.#.
esistencia: el concreto se dise8a con el +in +in de soo soort rtar ar ese esecí cí+i +ica came ment ntee la com comre resi sión ón..
31.
32. Ilust Ilustració ración n 1. Agre Agregado gado fino fino
33. 3. 3!. 3". #'.1.1. /gregado grueso.
37. 38. Ilust Ilustració ración n 2. Agregad Agregado o grueso grueso
#%.1.1. Cemento
3#. 40. Ilust Ilustració ración n 3. 3. eme emento nto
2%. 29.1. #0.
#0.1.1. /gregado +ino.
29. MATER MATERIALES IALES Y EQUIPO EQUIPO M)*+,-)+/
$0.1.1. /gua $1. $1.1. E-34. A2.
$2.1.1. =olde. /sentamiento. $2.1.2. Cono de /sentamiento.
#.
3. 44. Ilus Ilustrac tración ión 4. ono ono de asentam asentamiento iento A$.
!0. Ilust Ilustració ración n #. $alan%a $alan%a electróni electrónica ca
&0.1.1. 4ro(eta
A9.
$'.1.1. arilla de /isonamiento. 7.
!1. !2. Ilust Ilustració ración n &. 'ro 'robeta beta 48. Ilustración !. "a "arilla rilla de apisonamiento apisonamiento
!3.
$%.1.1. Balanza electrónica.
&$. PROCED PROCEDIMI IMIENT ENTO O $$. 4ara el dise8o dise8o seguimos seguimos la norma /CI2 /CI2, , los los aso asoss se enum enumer eran an a cont contin inua uaci ción ón =étodo /CI 2;:
&&.1.
7e+inimos los valores ara el eso esecí+ico de cemento, el módulo de +inura de la aren arena, a, la dens densid idad ad aar aaren ente te de las las grav gravas as las las aren arenas as,, el tama tama8o 8o m-3i m-3imo mo nominal el eso unitario comactado de la grava. >ealizamos la elección del &&.2. asentamiento, 5ue en nuestro caso es de !D. $9. 7eter 7etermin minamo amoss la resist resistenc encia ia del &'.1. concreto 5ue es de 2 =4a.
$#.
&(.1.
Calc Calcul ulam amos os la cant cantid idad ad de agua agua
necesaria ara
m
3
de concreto.
$%.
&%.1.
Eall Eallam amos os la rela relaci ción ón de agua agua cement cemento o or resisten resistencia cia,, a artir artir de la relación calculamos la cantidad de cemento necesaria.
$&.
&9.1.
7ete 7eterm rmin inam amos os la cant cantid idad ad de agrega agregado do grava gravass arenas arenas;, ;, a artir artir de la di+e di+ere renc ncia ia entr entree el volu volume men n tota totall el volumen ocuado or el agua el cemento.
9".
'0.1.
Calculamos los valores de cemento, aren arena, a, grav gravaa agua agua nece necesa sari rios os ara ara un
volumen de ",""#
m
3
, or medio de una
regla de tres. 9.
'1.1.
Cuand uando o tene tenemo moss los los val valores ores,, eme emeza zamo moss a esa esarl rlos os.. Inic Inicia ialm lmen ente te se mezcla la arena el cemento hasta 5ue la mezc mezcla la esté esté del del mism mismo o colo color, r, lueg luego o se adiciona la grava se hace un huevo en la mitad de la misma.
92.
'2.1.
Se agrega agrega el agua calcul calculada ada se mezcla zcla,, de(i de(ido do a 5ue 5ue no cuml umlió ió el asen asenta tami mien ento to se agre agrega ga m-s m-s agua agua,, se mezc mezcla la hast hastaa 5ue 5ue se gene genere re una una ast astaa consistente.
"3. #4. Ilust Ilustració ración n 8. 'roceso 'roceso de me%cl me%cla a
'$.1.
Se realiza el ensao de asenta asentamie miento nto,, agrega agregando ndo la muestr muestraa a un cono or caas ! caas cada una de 2$ goles;. Se alisa la suer+icie. '$.2. Se levanta el cono verticalmente se mide ide el asent sentaamient iento, o, 5ue serer- la di+e di+ere renc ncia ia entr entree la altu altura ra del del cono cono la muestra.
"!.
%2. +GcF !""" !""" 4siF 4siF 2 =4aF =4aF 2" 2" Hg?cm Hg?cm2 %!. /sentamie /sentamiento nto entre entre % " cm cm
%$. %$.
R+/-/*+56-) 7+ 7-/+84
'
f cr
%9. %9.
'
%#.
f cr =f c + 8,3 [ Mpa Mpa ]
%%.
f cr =29,3 [ Mpa Mpa ]
'
%%.1. ;2O
D+*+,-5)6-5 7 + ) ) 6) 6)5*-7)7 7+ 7+
%&. %&. 4or 4or medi medio o de la ta(l ta(laa @! @! teni tenien endo do en cuenta el /sent F !D el 1= F D, encont encontram ramos os 5ue la cantid cantidad ad de agua agua or metro c0(ico es de &$
m
##. Ilus Ilustrac tración ión (. )edición )edición del asentami asentamiento ento
''.1.
Se engrasa la ro(eta en todas las aredes el +ondo se agrega la mezcla or caas.
9#.
'%. ANÁLISIS ANÁLISIS DE RESUL RESULT TADOS ADOS '9. (0. D)*4/ D)*4/ -5-6 -5-6-) -)+/: +/: #. #2.
'
f c =21 [ Mpa] Diseñounitario : 1 cant / 1 m
3
[cm] &3. Asent =3 u 8 [cm] &4.
TM =1
(&. #9. ##. #%. #&. %". %.
1ama8o ama8o m-3im m-3imoF oF GG 1ama8o 1ama8o m-3im m-3imo o nominalF nominalF GG GG =ódulo =ódulo de de +inura +inuraF F 2,& 7ensidad 7ensidad del del agregado agregado grues gruesoF oF 2,9! 2,9! 7ensidad 7ensidad del del agregado agregado +inoF +inoF 2,A9 2,A9 =asa unita unitaria ria agregado agregadoF F $&% Hg?cm Hg?cm!
1000 < (0.
¿∗1000 Kg =195 Kg 3 [m ] [ ¿¿ 3 ] ¿ 195 < ¿ ¿
90.1. C)64 7+ 645*+5-74 7+ ) < <)= )-,+ >T)?) 7+ )/+5*)-+5*4@ TMN &. Seg0n Seg0n la 1a(la 1a(la 9.!.! 9.!.! /ne3o ;. >e5uis >e5uisitos itos aro3imados de agua de mezcla contenido de aire aire ara ara di+e di+ere rent ntes es reve reveni nimi mien ento toss tama8os m-3imos nominales del agregado. &2. Contenido de agua volumen;F &$
#!. 9&.1. C)64 ,+)6-5 )<)=6++5*4 >T)?) >T)?) 645 6,-*+,-4 7+ ,+/-/*+56-) &9. Seg0n la 1a(la 9.!.A /ne3o 2;. Corres Correson onden dencia cia entre entre la relac relación ión agua agua cemento la resistencia a comresión del concreto &#. Usamos Usamos +GcrF+ +GcrF+Gc Gc &%. >elación >elación agua cementoF cementoF ",9% &&. Conten Contenido ido de cemen cemento to
12$.
"".
195 Conteni Contenidode dode agua agua = =286,7 Relacion Relacion agua− cemento 0,68 ". 4eso esecí+ico del cementoF ! "2.olumen del cemento
286,76 "!.
3∗1000
=0,09 m3
"A.
10&.V4+5 10&.V4+5 7+ )<,+<)74 "9.olumen "9.olumen total olumen olumen del agua olumen olumen del cemento F olumen del agregado "#.","&",&$F ",#$ m!
10$. 10%.1. C45*+5-74 7+ )<,+<)74 <,+/4 >T)?) >T)?) *))84 -4@ 74 7+ -5,) "&.Seg0n la 1a(la olumen de agregado grueso or volumen unitario unitario de concreto. concreto.
110. .
2,63 ∗1000
!A.
Volumendel olumen del cemento=
( 0,007 m3∗0,09 m3) 1m
3
=6,3∗10−4 m3
!$.
Peso del cemento =
2.(F 4eso del agregado !.(oF =asa unitaria comactada A.(F $&%K",99F"$A,9% Hg $.olumen del agregado 9.
!!.
1#'.
b =0,66 bo
1054,68
12%.1. D-/+84 7+ -54,+ 129. 1#0.P),) 5 4+5 7+ 0@00( # 1#1. !2.%ara cada uno de los materiales usados determinamos la cantidad necesaria de masa & 'olumen, para un 'olumen de 0,007 m!@ ara ello hicimos una regla de !.
=0,4 m3
#. %.
(0,007 m3∗286,764 Kg ) 1m
3
!#. !%.*ste rocedimiento se hizo ara cada uno de los materiales los resultados est-n e3uestos en la ta(la:
13#.
119. C45*+5-74 7+ )<,+<)74 -54 2".olumen 2".olumen del agregado +inoF ",#$F 2. ",!$ m! 22.4eso del agregado +inoF ",!$K2,A9""";F 2!.##A,& Hg 2A. 12!.
12".
140.Tabla 4. antidades de material para 0,00& 140.Tabla metro c+bicos A.
12&.Tabla 3. antidades de material basado en 12&.Tabla la A*I 211 para un metro c+bico
A2.La 5ue el dise8o no cumlió un asentamiento se otó or agregar ""ml m-s de agua, a continuación se muestra la ta(la del dise8o +inal:
=2 Kg
1&%.
A!. −3
Volumendel olumen del agua=1,365∗10 +
(100 ml 1000
Volumende olumen de cemento =
209,28 0,7325
=285,71 Kg
1&9.
1$$. −3 m
Pesodel Peso del cemento =1,465∗10
3
∗1000 3
Peso de cemento =
1m
285,71 3000
=0,095 m ³
9".
1!.
1'1. 92.
",2"&2%N",AN","&$; ",2"&2%N",AN","&$; F",2&$#2 #
1'$. Peso de agregado agregado fino =0,2957 ∗2460=727,422 Kg 14#.Tabla !. antidades de material usados en el 14#.Tabla dise-o final A#.Mracias a la adición de "" ml m-s de agua se halla una nueva relación aguacemento.
9$.
1"".
A%. A&.
Pe Peso so deag Relacion Relacionagua agua −cemento = Peso de ceme $". $.Calculamos el nuevo volumen de agua:
1&2. −3
Volumendeagua =
1,465 ¿ 10 0,007
=0,2092
$!.Calculamos el nuevo eso de agua:
1&$. Pesode Peso de agua =
0,20928 m ³ 1m ³
∗1000 Kg =2
1&&. 1&'. $#.Calculamos el nuevo volumen de cemento:
1#&.Tabla #. antidades de materiales usados en 1#&.Tabla el dis dise-o e-o fi final nal cor corre regid gido o par para a un met metro ro c+bico 9%.
1'9.OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES 1(0. *l asentamiento o(tenido no +ue el 1(0.1. ótimo, or tanto +ue necesario adicionar "" ml de agua ara regular dicho ar-metro. 1(0.2. /l ser ser una una mezc mezcla la de conc concre reto to realizada sin e3eriencia , la norma e3ige aumentar la resistencia deseada en %,! =4a ero or e+ectos académicos económicos esta sugerencia +ue omitida.
1(0.#.
7e(id e(ido o a la alte altera racción ión en los los comonentes de la mezcla or la adición de los "" ml de agua es necesario recalcular las roor roorcio ciones nes de cada cada mater material ial ara ara la mezcla, ca(e aclarar 5ue de(ido a 5ue tan solo +ueron "" ml de agua no +ue necesario a8adir m-s cantidad de cemento.
1(1. #2.
1(#.BIBLIOGRAFA
17. 17!. Cemex. (s.f.). Manual del Constructor . *btenido de
https+www.cemexmexico.com Concretos-lesanual/20del /20Constructor/20 /20Construccin /20eneral.pdf
17". 17". to todo do ACI ACI 211 211.. (s.f (s.f.) .).. 4n MÉTODO ACI 211 . 5tandard %ractice for 5electing %roportions for 6ormal, ea'&weight, . 177.
Notas de Concreto. (200#).
*btenido de http+notasdeconcretos.blogspo t.com.co20110concreto traba8abilidad.html 17$. 17$. *sor *sorio io,, 9. :. (2$ (2$ de de 9uni 9unio o de de 2013). 360° en concreto . *btenido de http+blog.3"0gradosenconcreto .comresistenciamecanicadel concreto&resistenciaala compresion 17#. 1$0.
