INFORME DE DISEÑO DE MEZCLAS ACI

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE

Laureate International Universities

FACULTAD DE INGENIERÍA

Carrera de Ingeniería Civil

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

“DISEÑO DE MEZCLA POR EL MÉTODO ACI”

PRESENTADO POR:

Apayco Anchelia, Amelia

Carhuaricra Ceras, Aaron

Ramos Rashuaman, Jeysson

Salazar Mory, Henry

Vera Salvador, Héctor

DOCENTE:

Ing. Cachi Cerna, Gabriel

LIMA - PERÚ

2016

Agradecemos en primer lugar a Dios por darnos la oportunidad de formarnos

profesionalmente; a nuestros padres y a aquellos que velan por la continuidad de

nuestros estudios. A nuestro docente, el Ing. Gabriel Cachi Cerna, por la exigencia

académica que ha formado en nosotros la capacidad de perseverar y mejorar cada día

como futuros ingenieros, así como la comprensión que nos brindó para poder culminar

nuestros trabajos y ensayos de laboratorio. Y a la Lic. Edika Espinoza (encargada del

laboratorio), por su apoyo incondicional para la culminación de cada ensayo.

INDICE

1 RESUMEN ............................................................................................... 1

2 INTRODUCCIÓN ..................................................................................... 2

3 OBJETIVOS ............................................................................................ 2

4 JUSTIFICACIÓN ...................................................................................... 3

5 MARCO TEÓRICO .................................................................................. 3

6 ENSAYOS ............................................................................................... 7

7 EQUIPOS Y MATERIALES.................................................................... 14

8 PROCEDIMIENTO ................................................................................ 33

9 RESULTADOS ...................................................................................... 55

10 DISCUSIÓN ....................................................................................... 64

11 CONCLUSIONES ............................................................................... 67

12 RECOMENDACIONES ....................................................................... 68

13 REFERENCIAS .................................................................................. 69

14 ANEXOS ............................................................................................ 70

DISEÑO DE MEZCLA POR EL MÉTODO ACI

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO 1

1 RESUMEN

El comité 211 del ACI ha desarrollado un poco de procedimiento de diseño

de mezcla bastante simple el cual, basándose en algunas tablas

elaboradas mediante ensayos de los agregados, nos permiten obtener

valores de los diferentes materiales que se integran la unidad cubica de

concreto. (Poémape, 2013)

El concreto comúnmente se conoce en el medio como un material de

construcción que se diseña bajo normas específicas dependiendo del

proyecto que se vaya a utilizar y con las características económicas para

un determinado fin. Así mismo, el concreto se hace a base de diseños, con

trabajos de ingeniería y por esta condición están sujetos a cambios y

modificaciones para optimizarlo. Para su elaboración se debe tener en

cuenta que Oeste proceso implica el diseño, elaboración, colocación,

curado y protección en algunos casos, de los cuales depende si este es

concreto bueno o malo.

Esto conlleva a investigar en elaboración de un concreto que cumpla con

todas las especificaciones mencionadas y que además se incorporen

nuevos materiales, que aporten a mejorar dicho elemento. Este informe,

abarca el diseño de mezcla mediante el método ACI y sus respectivos

ensayos de agregados, tales como el contenido de humedad, la malla 200,

la granulometría, el peso específico; como también del cemento, en este

caso su peso específico.

Los ensayos realizados en el presente informe son en su mayoría

aplicados a los agregados, ya que los parámetros que producen, afectan

directamente en el cálculo de valores que componen la dosificación del

concreto.



2 INTRODUCCIÓN

El comité 211 del ACI ha desarrollado un poco de procedimiento de diseño

de mezcla bastante simple el cual, basándose en algunas tablas

elaboradas mediante ensayos de los agregados, nos permiten obtener

valores de los diferentes materiales que se integran la unidad cubica de

concreto. (Poémape, 2013)

Se definen los agregados como los elementos inertes del concreto que son

aglomerados por la paste de cemento para formar la estructura resistente.

Ocupan alrededor de las ¾ partes del volumen total luego la calidad de

estos tienen una importancia primordial en el producto final.

La denominación inerte es relativa porque si bien no intervienen

directamente en las reacciones químicas entre el cemento y el agua, para

producir el aglomerante o pasta de cemento, sus características afectan

notablemente el producto resultante, siendo en algunos casos tan

importante como el cemento para el logro de ciertas propiedades del

concreto. (Ing. Enrique Pasquel Carbajal, 1999)

3 OBJETIVOS

Objetivo General

Dosificar una mezcla de consistencia plástica con un fć de 250 Kg/cm2.

Objetivos Específicos

Determinar el contenido de humedad, tanto del agregado grueso y fino.

Determinar el módulo de finura del agregado fino.

Calcular el peso específico y la absorción del agregado grueso y fino.

Obtener el peso específico del cemento APU.

Explicar el significado físico de los resultados obtenidos en los ensayos

realizados.

Analizar los resultados obtenidos del ensayo de compresión, según

norma.



4 JUSTIFICACIÓN

Actualmente, el concreto es el elemento más usado en el ámbito mundial

para la construcción, lo que conlleva a la evolución de las exigencias para

cada uso del mencionado elemento. Pero en el Perú, un país donde las

exigencias y cumplimiento de normas constructivas no son muy tomadas

en cuenta, las construcciones con concreto no soy muy bien ejecutadas y

es por ello que este informe se elabora para una mejor ayuda en cuanto a

la manera correcta para realizar los ensayos de los agregados y cemento

que facilitaran el desarrollo del diseño de mezcla del concreto aplicando el

método ACI.

5 MARCO TEÓRICO

Es importante saber que se han realizado una gran cantidad de trabajos

relacionados con los aspectos teóricos del diseño de mezclas de concreto,

en buena parte se entiende que el diseño de mezcla es un procedimiento

empírico, y aunque hay muchas propiedades importantes del concreto, la

mayor parte de procedimientos de diseño están basados principalmente

en lograr una resistencia a compresión para una edad determinada así

como la manejabilidad apropiada para un tiempo determinado, además se

debe diseñar para unas propiedades que el concreto debe cumplir cuando

una estructura se coloca en servicio.

Una mezcla se debe diseñar tanto para estado fresco como para estado

endurecido. Las principales exigencias que se deben cumplir para lograr

una dosificación apropiada en estado fresco son las de manejabilidad,

resistencia, durabilidad y economía.

Manejabilidad

Es importante que el concreto se diseñe con la manejabilidad adecuada

para la colocación, esta depende principalmente de las propiedades y

características de los agregados y la calidad del cemento. Cuando se

necesita mejorar las propiedades de manejabilidad, se puede pensar en

incrementar la cantidad de mortero.

http://www.360gradosblog.com/index.php/resistencia-mecanica-del-concreto-y-resistencia-a-la-compresion/

http://www.360gradosblog.com/index.php/agregados-finos-y-gruesos-manejabilidad-del-concreto/

http://www.360gradosblog.com/index.php/que-tiene-el-cemento-por-dentro-y-como-se-clasifican-los-cementos-en-colombia/

http://www.360gradosblog.com/index.php/como-se-evalua-la-calidad-de-un-mortero/



Es fundamental la comunicación entre el diseñador, el constructor y el

productor de concreto con el propósito de asegurar una buena mezcla de

concreto. Una adición de agua en la obra es la peor solución para mejorar

la manejabilidad del concreto, es totalmente contraproducente para la

calidad del producto.

Resistencia y durabilidad del Concreto

El concreto es diseñado para una resistencia mínima a compresión. Esta

especificación de la resistencia puede tener algunas limitaciones cuando

se especifica con una máxima relación agua cemento y se condiciona la

cantidad de material cementante. Es importante asegurar que los

requisitos no sean mutuamente incompatibles. O en algunos casos la

relación agua/material cementante se convierte en las características más

importante por tema de durabilidad.

En algunas especificaciones puede requerirse que el concreto cumpla con

ciertos requisitos de durabilidad relacionados con congelamiento y

deshielo, ataques químicos, o ataques por cloruros, casos en los que la

relación agua cemento, el contenido mínimo de cemento y el uso de

aditivos se convierten en pieza fundamental para el diseño de una mezcla

de concreto.

Esto nos lleva a tener presente que una mezcla perfecta o diseñada bajos

los criterios de durabilidad no producirá ningún efecto si no se llevan a cabo

procedimientos apropiados de colocación, compactación acabado,

protección y curado.

Economía en las Mezclas de Concreto

El costo de la elaboración de una mezcla de concreto está constituido

básicamente por el costo de los materiales, equipo y mano de obra.

La variación en el costo de los materiales se debe a que el precio del

cemento por kilo es mayor que el de los agregados y de allí, que la

proporción de estos últimos minimice la cantidad de cemento sin sacrificar

la resistencia y demás propiedades del concreto. La diferencia en costo

entre los agregados generalmente es secundaria; sin embargo, en algunas

http://www.360gradosblog.com/index.php/tecnologia-moderna-de-la-durabilidad-del-concreto-construir-con-criterios-de-durabilidad/

http://www.360gradosblog.com/index.php/como-se-hace-el-curado-del-concreto/

http://civilgeeks.com/2011/12/11/propiedades-principales-del-concreto/



localidades o con algún tipo de agregado especial pueden ser suficientes

para que influya en la selección y dosificación. El costo del agua

usualmente no tiene ninguna influencia, mientras que el de los aditivos

puede ser importante por su efecto potencial en la dosificación del cemento

y los agregados.

El costo de la mano de obra depende de la trabajabilidad de la mezcla y

de los métodos de colocación y compactación. Una mezcla poco trabajable

con un equipo de compactación deficiente aumenta los costos de mano de

obra

También la economía de un diseño de mezcla se debe contemplar el grado

de control de calidad que se espera en la obra. El concreto tiene una

variabilidad tanto la calidad de los materiales, la producción y las acciones

que se ejecutan en la obra. En obras pequeñas “sobre diseñar” el concreto

puede resultar económico entre comillas pero en una obra muy grande de

altos volúmenes de concreto se debe implementar un extenso control de

calidad con el propósito de mejoran los costó y la eficiencia.

Dosificación de una mezcla de concreto

Las proporciones de la mezcla de concreto que cumpla con dichas

características con los materiales disponibles, se logra mediante el sistema

de prueba y error o el sistema de ajuste y reajuste.

Dicho sistema consiste en preparar una mezcla de concreto con unas

proporciones iniciales y calculadas por diferentes métodos. A la mezcla de

prueba se le realizan los diferentes ensayos de control de calidad como

asentamiento, pérdida de manejabilidad, masa unitaria, tiempos de

fraguado y resistencia a la compresión.

Estos datos se comparan con la especificación y si llegan a ser diferentes

o no cumplen con la expectativa de calidad se reajustan las cantidades, se

elabora nuevamente la mezcla que debe cumplir todos los ensayos de

control de calidad, si nuevamente no cumple los requisitos exigidos es

necesario revisar los materiales, el método del diseño y nuevamente otra

mezcla de concreto hasta ajustar los requisitos exigidos por la

especificación.

http://www.360gradosblog.com/index.php/ensayo-de-asentamiento-del-concreto-ntc-396/



Datos de los Materiales

De las propiedades de los materiales que se van a utilizar se debe conocer:

Granulometría

Módulo de finura de la arena

Tamaño máximo de la grava

Densidad aparente de la grava y de la arena

Absorción del agrava y de la arena

Masa unitaria compacta de la grava

Humedad de los agregados inmediatamente antes de hacer las

Mezclas

Densidad del cemento

Proceso para el diseño de Mezclas

1. Estudio de las especificaciones de la obra

2. Definición de la resistencia Compresión/flexión

3. Elección del asentamiento

4. Determinar TM – TMN

5. Estimación cantidad de aire

6. Estimación contenido de agua

7. Definir relación agua/material cementante

8. Contenido de material cementante

9. Verificar las granulometrías de los agregados

10. Estimación de agregado grueso

11. Estimación de agregado fino

12. Ajuste por humedad

13. Ajuste del diseño de mezcla

Los métodos de diseño de mezclas de concreto van desde los analíticos

experimentales y empíricos, hasta volumétricos, todos estos métodos

han evolucionado y ha llevado a procedimientos acordes con las

necesidades de los proyectos y se han desarrollado algunas guías ya

normalizadas para darle cumplimiento a la calidad del concreto en la

obras. (Ing. Jesús David Osorio, 2013).



6 ENSAYOS

a. ENSAYO 1: MÉTODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA MEDIR

EL CONTENIDO TOTAL DE HUMEDAD EVAPORABLE EN

AGREGADOS MEDIANTE SECADO (ASTM C566 Y NTP 339.185)

Éste ensayo tuvo por finalidad determinar del porcentaje de humedad

evaporable en una muestra de agregado fino y grueso por secado.

El contenido de humedad total evaporable se calculó según la siguiente

fórmula:

𝑝 = 𝑊−𝐷

𝐷𝑥100…(1)

Donde:

p = Contenido de humedad evaporable (%)

w = Masa original de la muestra (gr.)

D = Masa seca de la muestra (gr.)

b. ENSAYO 2: CANTIDAD DE MATERIAL FINO QUE PASA POR EL

TAMIZ (N°200) (MTC E 202 – 2000, ASTM C117 Y NTP 400.019)

Éste ensayo tuvo por finalidad, determinar la cantidad de material fino

que pasa el tamiz de 75 mm (No. 200) en un agregado fino. Durante el

ensayo se separaron de la superficie del agregado, por lavado, las

partículas que pasan el tamiz de 75 mm (No. 200), tales como: arcillas,

agregados muy finos, y materiales solubles en el agua.

La cantidad de material que pasa el tamiz de 75 mm (No. 200), por

lavado se calculó según la siguiente fórmula:

𝐴 = 𝐵−𝐶

𝐵𝑥100…(2)

c. ENSAYO 3: ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE AGREGADO FINO Y

GRUESO (MTC E 204 – 2000, ASTM C 136 Y NTP 400.012)

Éste ensayo tuvo por finalidad, determinar cuantitativamente, los

tamaños de las partículas de agregados gruesos y finos contenidas en



muestras secas, a través de tamices dispuestos sucesivamente de

mayor a menor abertura.

El porcentaje que pasa, el porcentaje total retenido, o el porcentaje de

las fracciones de varios tamaños se calculó con una aproximación de

0.1%, con base en el peso total de la muestra inicial seca.

La muestra fue primero ensayada por el método MTC E202, por lo que

se incluyó el peso del material más fino que el tamiz de 75 mm (No. 200)

por lavado en los cálculos de tamizado cuyo resultado fue expresado

con una aproximación de 0.1%.

El resultado de los porcentajes se expresó redondeando al entero más

próximo, con excepción del porcentaje que pasa tamiz de 75 mm (No.

200), cuyo resultado se expresó con una aproximación de 0.1%.

El módulo de finura del agregado fino se calculó como la suma de los

porcentajes retenidos, acumulados para cada una de las siguientes

mallas, dividiendo la suma por 100: 150 μm (Nº 100), 300 μm (Nº 50),

600 μm (Nº 30), 1,18 mm (Nº 16), 2,36 mm (Nº 8), 4,75 mm (Nº 4), 9,5

mm (3/8”). Según la siguiente fórmula:

𝑀. 𝐹: ∑ %𝑅𝑒𝑡.𝐴𝑐𝑢𝑚.𝑒𝑛 𝑚𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠( 3/8",#4,#8,#16,#30,#50,#100)

100…(3)

Para el módulo de fineza del agregado grueso se calculó los retenidos

acumulados desde la el tamiz Nº 2 ½ hasta el tamiz Nº4.

𝑀. 𝐹: ∑ %𝑅𝑒𝑡.𝐴𝑐𝑢𝑚.𝑒𝑛 𝑚𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠(3", 1 1/2",3/4",3/8",#4)+500

100…(4)

d. ENSAYO 4: GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCIÓN DE

AGREGADOS FINOS (MTC E 205 – 2000 Y NTP 400.022)

Éste ensayo tuvo por finalidad, determinar el peso específico y la

absorción del agregado fino. Para la obtención de estos valores, se



calcularon ciertos parámetros, para poder aplicar las fórmulas

siguientes.

Llamando:

A = Peso al aire de la muestra disecada (gr).

B = Peso del picnómetro aforado lleno de agua (gr).

C = Peso total del picnómetro aforado con muestra y lleno de agua (gr).

D = Peso de la muestra saturada, con superficie seca (gr).

Fórmulas usadas:

Peso específico aparente =𝐴

𝐵+𝑆−𝐶 (𝑔𝑟/𝑐𝑚3)…(5)

Peso específico aparente (S.S.S) =𝑆

𝐵+𝑆−𝐶 (𝑔𝑟/𝑐𝑚3)…(6)

Peso específico nominal =𝐴

𝐵+𝐴−𝐶 (𝑔𝑟/𝑐𝑚3)…(7)

Absorción (%) =𝑆−𝐴

𝐴𝑥100 (%)…(8)

e. ENSAYO 5: PESO ESPECÍFICO Y ABSORCION DE AGREGADO

GRUESO (MTC E 206 – 2000, ASTM C127, NTP 400.021)

Éste ensayo tuvo por finalidad, determinar el peso específico y la

absorción del agregado grueso.

La muestra de agregado grueso se comenzó por mezclar

completamente, cuarteándolos hasta obtener 5 Kg, (cantidad mínima

necesaria para el ensayo según el TMN).

Para la obtención de estos valores, se calcularon ciertos parámetros,

para poder aplicar las fórmulas siguientes.

Llamando:

A = Peso al aire de la muestra disecada (gr).

B = Peso de la muestra saturada, con superficie seca (SSS) (gr).

C = Peso de muestra sumergida en agua (gr).



Fórmulas usadas:


𝐵−𝐶 (𝑔𝑟/𝑐𝑚3)…(9)

Peso específico aparente (S.S.S) =𝐵

𝐵−𝐶 (𝑔𝑟/𝑐𝑚3)…(10)


𝐴−𝐶 (𝑔𝑟/𝑐𝑚3)…(11)

Absorción (%) =𝐵−𝐴

𝐴𝑥100 (%)…(12)

f. ENSAYO 6: PESO ESPECÍFICO DEL CEMENTO HIDRÁULICO

(FRASCO DE LE CHATELIER (MTC E 610 – 2000, ASTM C188)

Este método de ensayo tuvo como finalidad la determinación de la

densidad del cemento hidráulico. Su utilidad particular está en conexión

con el diseño y control de mezclas de concreto.

La fórmula para determinar éste valor es la siguiente:

P.E.C =𝑊

𝑉𝑓−𝑉𝑖 (𝑔𝑟/𝑚𝑙)…(13)

Donde:

W = Muestra de cemento (64 gr.)

Vf = Volumen final

Vii = Volumen inicial

g. ENSAYO 7: PESO UNITARIO Y RELACIÓN DE VACÍOS DE LOS

AGREGADOS MTC E 203 -200.

Por definición, el peso específico unitario, es la relación de la masa del

agregado que ocupa un volumen patrón unitario entre la magnitud de

éste, incluyendo el volumen de vacíos propio del agregado, que ha de

ir a ocupar parte de este volumen unitario patrón. El peso específico

unitario, tiene idéntica definición al peso unitario simplemente, es decir,

peso dividido por el volumen, pero la diferencia fundamental con el peso

específico, es que el volumen es el aparente, es decir este volumen

incluye los vacíos ínter granulares, el peso no difiere. El peso específico



unitario, es el peso de la muestra sobre un volumen definido del molde,

viene a ser a la vez una constante de cada material, que sirve para

transformar pesos a volúmenes o viceversa, principalmente en la

dosificación de hormigones. Existen dos valores para el peso unitario de

un material granular, dependiendo del sistema que se emplee para

acomodar el material; la denominación que se le dará a cada uno de

ellos será: Peso Unitario Suelto y Peso Unitario Compactado. (UPAO,

2015).

Peso Unitario Suelo (PUS): Se denomina PUS cuando para

determinarla se coloca el material seco suavemente en el recipiente

hasta el punto de derrame y a continuación se nivela a ras una carilla.

El concepto PUS es importante cuando se trata de manejo, transporte y

almacenamiento de los agregados debido a que estos se hacen en

estado suelto

Peso Unitario Compactado (PUC): Se denomina PUC cuando los

granos han sido sometidos a compactación incrementando así el grado

de acomodamiento de las partículas de agregado y por lo tanto el valor

de la masa unitaria. El PUC es importante desde el punto de vista diseño

de mezclas ya que con él se determina el volumen absoluto de los

agregados por cuanto estos van a estar sometidos a una compactación

durante el proceso de colocación de agregado.

FORMULAS A DETERMINAR LOS CALCULOS

PESO DEL AGREGADO (PA): PA = PT – PM…(14)

PESO UNITARIO DEL AGREGADO (PU): PU = PA / VM…(15)

Dónde:

PM = Peso de molde VM = Volumen de molde

PT = peso de (molde + agregado)



h. ENSAYO 8: CONTENIDO DE AIRE – MÉTODO DE PRESIÓN (ASMT

C 231 y NTP 339.080)

Este ensayo tuvo por finalidad la determinación del contenido de aire en

una mezcla de concreto en estado fresco.

El contenido de aire atrapado en el concreto estuvo en función de las

proporciones en que se combinaron, de los ingredientes en la mezcla,

de las características físicas de los agregados y del método de la

compactación

El valor se obtuvo directamente, de la Olla de Washington, y se

comprobó el valor de diseño.

Tabla. 1 “Contenido de aire de diseño”

Fuente:“Tesis -URP”

i. ENSAYO 9: PESO UNITARIO DEL CONCRETO EN ESTADO

FRESCO (ASMT C138 y NTP 339.046)

Este ensayo abarcó la determinación de la densidad del Concreto en

Estado Fresco, se halló dividiendo la masa neta del concreto sobre el

volumen del molde. La masa neta se calcula substrayendo la masa del

molde vacío de la masa del molde lleno de concreto como sigue:

𝐷 =𝑀𝑐−𝑀𝑚

𝑉𝑚…(16)

𝑀𝑛𝑒𝑡𝑎 = 𝑀𝑐 − 𝑀𝑚…(17)



Donde:

D=Densidad o peso unitario (Kg/m3)

Mc= Masa del molde lleno de concreto. (Kg)

Mm= Masa del molde vacío. (Kg)

Vm= Volumen del molde. (m3)

Mneta= Masa neta, masa del concreto. (Kg)

*El molde que se eligió fue el de 1/3 𝑝𝑖𝑒3

j. ENSAYO 10: MÉTODO DE ENSAYO PARA LA MEDICION DEL

ASENTAMIENTO DEL HORMIGON CON EL CONO DE ABRAMS

(ASTM C143 Y NTP 339.035)

Este ensayo tuvo por finalidad la determinación del asentamiento en una

mezcla de concreto en estado fresco, comparar los valores obtenidos y

realizar su respectivo análisis.

Es considerado un concreto de buena calidad aquel que cumple con

características de trabajabilidad, resistencia, durabilidad y economía,

donde la trabajabilidad es la propiedad en la cual el concreto es

manejable para su desempeño en obra. (Varios)

El valor se obtuvo directamente midiendo con una wincha de 3 metros

el desnivel que había:

k. ENSAYO 11: RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE TESTIGOS

CILINDRICOS (MTC E 704 - 2000)

Este ensayo tuvo por finalidad la determinación de resistencia a la

compresión de concreto de cemento hidráulico.

Consistió en aplicar una carga axial de compresión a testigos hasta que

se presente la falla.

La resistencia a la compresión del espécimen se determinó dividiendo

la carga aplicada por la sección transversal de éste

Fm = P/A…(18)



Donde:

Fm = Es la resistencia a la compresión en MPa

P = Es la carga máxima total en N;

A = Área de la superficie de carga en cm2.

7 EQUIPOS Y MATERIALES




Para este ensayo se utilizaron los siguientes materiales y equipos:

Balanza

Usamos una balanza con 0.1 % de sensibilidad.

Fig. 1 “Balanza usada en el ensayo”

Fuente: “Propia”

Horno

La fuente de calor usada fue un horno capaz de mantener la

temperatura de la muestra a 110 ± 5°C.

Fig. 2 “Horno usado en el ensayo”




Recipiente para la muestra

Recipientes metálicos, denominados taras que no son afectados por

el calor y que tienen la capacidad de contener la muestra sin peligro

de derrame.

Fig. 3 “Recipientes”


Agitador

Una espátula delgada para el agregado grueso y una mediana para

el agregado grueso.




Balanza




Horno










de derrame.



Tamiz N° 200

También denominado tamiz de 75 mm

Fig. 7 “Tamiz N°200”







Balanza




Horno








de derrame.





Tamices

Un juego según el material a tamizar.

Tamices para Agregado Fino: 3/8”, Nº4, Nº8, Nº16, Nº30, Nº50,

Nº100 y fondo.

Tamices para Agregado Grueso: 2 ½”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/8”, Nº4

y fondo.

Fig. 11 “Juego de Tamices”


d. ENSAYO 4: GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCION DE



Balanza






Horno





Tamiz N° 4

También denominado tamiz de 4.75 mm




de derrame.





Picnómetro

En el cual se pueda introducir la totalidad de la muestra.

Fig. 15 “Picnómetro”


Molde cónico y varilla par apisonado

Fig. 16 “Molde cónico”


Bandeja de zinc

Será usada para el secado del agregado mediante una secadora,

para llegar al estado S.S.S y obtener una muestra de 500 gr.



Secadora

Dispositivo que proporcione una corriente de aire caliente a una

velocidad moderada.

e. ENSAYO 5: PESO ESPECÍFICO Y ABSORCION DE AGREGADOS



Balanza




Horno







Franela

Para el respectivo secado del agregado, que determina las SSS.

Fig. 19 “Secado para el peso de SSS”



Un recipiente o vasija de tamaño suficiente para contener la muestra.

Fig. 20 “Bandeja para el traslado del agregado”


Canastilla

Para determinar el peso sumergido del agregado.

Fig. 21 “Canastilla para determinar el peso sumergido”




Probeta

Para determinar el peso volumétrico.

Fig. 22 “Probeta para determinar el peso volumétrico”


f. ENSAYO 6: PESO ESPECIFICO DEL CEMENTO HIDRAULICO


Balanza







de derrame.





Cemento portland tipo

64 gramos

Fig. 25 “Cemento Apu”


Gasolina 98

Fig. 26 “Botella de gasolina”


Frasco Le Chatelier

La cual se introduce el cemento y gasolina



Fig. 27 “Frasco Le Chatelier”

Fuente: “Google”

Aparato baño maría

A temperatura constante, con una variación máxima de 0.2ºC

Fig. 28 “Baño maría”


Espátula, embudos y cañas

Fig. 29 y 30 “Embudo y Espátula, respectivamente”






a. Balanza


b. Fuente de Calor


temperatura de la muestra a 110 +/- 5°C.

c. Recipiente para la muestra

Recipientes metálicos, denominados taras que no son afectados

por el calor y que tienen la capacidad de contener la muestra sin

peligro de derrame.



d. Agitador

Una espátula delgada para el agregado fino y una mediana para

el agregado grueso.

e. Varilla de acero de 5/8 x 60 cm.

Para el compactado de agregado tanto fino como grueso.



h. ENSAYO 8: ENSAYO: CONTENIDO DE AIRE – METODO DE

PRESIÓN (ASTM C 231 y NTP 339.080)


Olla de Washington

Fig. 32 “Olla de Washington”


Apisonador

Para una mejor homogenización e impedir los vacíos en el concreto

Fig. 33 “Apisonador”


Regla para enrasar

Instrumentos para nivel la superficie de la olla de Washington y

enlisar

Fig. 34 “Regla de enrasar”




Bandeja

Recipiente para echar el concreto y realizar los ensayos respectivos.

Fig. 35 “Bandeja”


Martillo de goma

Instrumento que se requiere en los ensayos de contenido de aire,

peso unitario del concreto y para golpear el trompo al momento de la

limpieza

Fig. 36 “Bandeja”





Balanza

Con una exactitud de 0.1 lb. (45g) o dentro del 0.3% de la carga de

prueba.



Fig. 37 “Balanza”


Varilla

Varilla recta, de acero, 5/8 pulgada (16 mm) de diámetro y

aproximadamente 24 pulgadas (600 mm) de longitud, el final de la

barra termina en una punta redondeada hemisférica cuyo diámetro

es de 5/8 pulgada.

Molde

Molde cilíndrico, de acero u otro metal. La capacidad del molde fue

de 1/3 de pie cúbico

Maso de Goma

Con una exactitud de 0.1 lb. (45g) o dentro del 0.3% de la carga de

prueba

Fig. 38 “Molde, Mazo y Varilla”

Fuente: “UTPL”




ASENTAMIENTO DEL HORMIGON CON EL CONO DE ABRAHMS

(ASTM C143 Y NTP 339.035)


Cono de Abrahms

Molde de forma tronco cónica de 20 cm de diámetro en la base

inferior, 10 cm en la base superior y 30 de altura.

Fig. 39 “Cono de Abrams”


Varilla compactadora

Se usó una varilla de acero lisa de 5/8” de diámetro con puntas

semiesféricas y de 60 cm aprox.

Fig. 40 “Varilla compactadora”




Cucharon

Cucharon metálico del tamaño adecuado para poder introducir el

concreto en el cono de Abrahms.

Fig. 41 “Cucharon metálico”


Instrumento de medida

Dispositivo de medida con la cual se midió el slam o asentamiento.

Fig. 42 “Wincha”


Bandeja metalica

Bandeja metalica del tamaño apropiado para poder poner el cono de

Abrams.



Fig. 43 “Bandeja metalica”




Los materiales usados son los siguientes:

Fig. 44 “Moldes para concreto”




Fig. 45 “Máquina de Compresión”


8 PROCEDIMIENTO




En lo que respecta a este ensayo de contenido de humedad la muestra

de agregado fino tomada fue de 500 g. y de agregado grueso fue de 11

Kg ya que el TMN fue de 1’’.

El procedimiento realizado fue el siguiente:

Pesamos la muestra de agregado fino y grueso con una aproximación

de 0.1 %

Fig. 46 y Fig. 47 “Muestra natural Agregado Fino y Agregado Grueso

respectivamente”




Secamos la muestras completamente introduciéndolas en el horno que

se encuentra en el laboratorio de concreto, por un día y a una

temperatura de 100 °C, teniendo cuidado de evitar la pérdida de alguna

partícula.

Fig. 48 y Fig. 49 “Secado de las muestras de Agregado Fino y Agregado Grueso

respectivamente”


Posterior al secado determinamos la masa de las muestras secas con

una precisión de 0.1 %, para ello se extrajeron estas muestras una hora

antes de la hora del inicio del ensayo para que se enfríen y así obtener

medidas exactas.

Fig. 50 y Fig. 51 “Retiro de las muestras de Agregado Fino y Agregado Grueso

respectivamente”

Fuente: “Propia”.





La muestra que se escogió luego del cuarteo fue de 500 gr, el cual al

horno durante 24 horas y a una temperatura de 110 ±5°C.

Fig. 52 y Fig. 53 “Peso de la tara y el peso del agregado fino + tara”


Una vez pasado las 24 horas se dejó que se enfríe durante 20 a 30

minutos aproximadamente, para luego realizar el lavado que consiste

echar agua en la tara con el agregado puesto y luego decantarlo sobre

el tamiz N°200. Repetimos el procedimiento hasta ver que no haya

material fino y que el agua del agregado quede cristalina.

Fig. 54 y Fig. 55 “Lavado del agregado fino”




Para finalizar, colocamos el agregado lavado al horno durante 24 horas

a una temperatura de 110 ±5°C.

Fig. 56 y Fig. 57 “Extracción del horno y pesado del agregado fino”




Se secó la muestra del agregado hasta obtener un peso constante

(masa) a una temperatura de 110 +/- 5 °C y a continuación se enfrió a

temperatura ambiente.

Luego se seleccionó los tamaños de los tamices y se los colocó en

orden de tamaño decreciente. Inmediatamente se vertió sobre el tamiz

superior la muestra a ensayar.

Fig. 58 y Fig. 59 “Tamices colocados en forma

Decreciente y tamizado de agregado grueso”




Posteriormente, se agitó los tamices manualmente durante un periodo

determinado. El criterio que se utilizó para establecer el tiempo de

tamizado fue el siguiente: una vez terminado, no más del 1% del residuo

en cada tamiz individual pasará por dicho tamiz durante un minuto

aproximadamente de tamizado continuo.

Fig. 60 y Fig. 61 “Tamizado de agregado grueso y peso del material en balanza”


Fig. 62 “Peso de agregado fino en balanza”




Se determinó la masa del material retenido en cada tamiz al 0.1 %.

Se calculó los porcentajes pasantes en cada tamiz al 0.1 % en base a

la masa total de la muestra inicial seca.

Nota:

El peso total después del tamizado se comparó con el peso original de

la muestra colocada en los tamices. Como las cantidades diferían en

menos del 0.3 %, basándonos en el peso original de la muestra seca,

los resultados se aceptaron. (ASTM C 136; Mamlouk, 2009).

Finalmente se calcularon el módulo de finura para el agregado fino y

grueso.



Para este ensayo después de haber cuarteado y obtenido la muestra se

pasó el material por el tamiz N°4, se seleccionó una cantidad

aproximada de 1 Kg. que se dejó secando en el horno durante 24 horas

a una temperatura de 110 ±5°C, luego se enfrió a temperatura ambiente

de 1 a 3 horas. Después se dejaron sumergidos en agua durante 24 ±4

horas.

Fig. 63 “Agregado pasado por el tamiz N°4”




Pasadas las 24 hora se procedió a decantar el agua de manera

cuidadosa evitando la perdida de finos y se puso la muestra sobre la

bandeja metálica, luego comenzó el proceso de secado de la superficie

mediante una corriente de aire caliente proporcionada por la secadora

de cabello agitando continuamente la muestra para que el secado sea

uniforme, se continuo el secado hasta que las partículas pudieron fluir

libremente.

Fig. 64 “Secado de la muestra”


Cuando se comenzó a visualizar que la muestra se estaba aproximando

a esta condición, se sujetó el molde cónico echando en su interior un

poco de la muestra hasta una tercera parte luego se procedió a dar 10

golpes con el apisonador, después se procedió a hacer el mismo

procedimiento pero ahora con el molde lleno hasta sus dos terceras

partes, para la última parte se procedió de la misma forma con la

variante que ahora solo se dan 5 golpes, finalmente se levantó el cono

de forma vertical. Se observó que la muestra no se desmorono entonces

seguimos con el proceso de secado. Cuando se observó que la muestra

se acercó más a la condición necesaria entonces procedimos a realizar

los mismos pasos. Se observó que la parte de los bordes se desmorono

dejando la parte central aun en pie.



Fig. 65 “Muestra en el cono” Fig. 66 “Muestra al retirar el cono”

Fuente: “Propia” Fuente: “Propia”

Inmediatamente se tomó 500.3 gr. de la muestra en estado de SSS, se

tomó el peso de la tara sola, luego se le añadieron los 500.3 gr. de la

muestra y también se tomó el peso.

Fig. 67 “Peso de la tara sola” Fig. 68 “Peso de la muestra y la tara”


posteriormente se pesó el picnómetro vacío, después se le añadieron

los 500.3 gr. de la muestra y se tomó el peso, finalmente se le añadió

una parte del agua (500 cm3) hasta un 90% del picnómetro para

proceder a quitarle el aire dándole vueltas al picnómetro durante 15

minutos aprox. Una vez que se retiraron las burbujas de aire se procedió

a llenar el resto de agua hasta la línea del picnómetro y se pesó.



Fig. 69 “Peso del picnómetro” Fig. 70 “Peso del picnómetro y la muestra”


Fig. 71 “Peso del picnómetro y el agua” Fig. 72 “Peso del picnómetro, la muestra y el agua”




Empezamos este ensayo seleccionando el material del cuarteo

(escogiendo los dos lados opuestos). Redujimos la muestra y pesamos

la cantidad necesaria para el ensayo que es de acuerdo al TMN (1 ½’’).

Siendo así 5000g la cantidad de agregado a utilizarse.



Fig. 73 y 74 “Cuarteo” y “Pesado del agregado”


En segundo lugar, se introdujo el agregado al horno a una temperatura

de 100 ±5 º C por 24 horas. Pasado las 24 horas se sacó del horno,

dejándolo enfriar entre 30 minutos. Para luego dejar la muestra en agua

por 24 horas, después se decantó y se secó las partículas con trapos

hasta eliminar el agua superficial del agregado.

Fig. 75 y 76 “Agregado sumergido en agua” y “Secado superficial”


Una vez seca la muestra se pesó para obtener nuestro peso

superficialmente seco, en este caso vendría a ser nuestro (B). Seguido,

se taró la canastilla en la balanza mecánica para luego introducir el

material. Luego colocamos la muestra en el interior de la canastilla

metálica para determinar el peso sumergido. Obteniendo nuestro (C).



Fig. 77 “Peso de Agregado en estado SSS (B)” Fig. 78 “Peso Sumergido (C)”


Para el peso sumergido, se realizó dos ensayos por desperfectos de la

balanza. La primera de ellas mencionado en el procedimiento y la

segunda que es el método de peso volumétrico

Esta alternativa consistió en pesar 1000g de agregado grueso en una

bandeja, para después colocarlo al horno durante 24 horas a 100 ±5 º

C. Pasado las 24 horas lo sacamos del horno, lo dejamos enfriar durante

30 minutos y lo sumergimos en agua otras 24 horas más. Al tercer día

decantamos el agua; secamos superficialmente la muestra y luego

pesamos para obtener el peso de las SSS (B).

Fig. 79 “Peso del agregado en estado SSS (B)”


Para el peso volumétrico se llenó la probeta 500ml de agua teniendo un

volumen inicial de 500ml. Así mismo, se separó de la muestra 500g para

agregar dentro de la probeta y tomar como dato el volumen final (685ml).

Determinando el peso volumétrico como la variación de volumen (C).



Fig. 80 “Probeta para el peso volumétrico (C)””


Finalmente se colocó en una tara los 500g de agregado grueso y

llevamos al horno durante 24 horas. Pasado el tiempo previsto se retiró

del horno, se dejó enfriar y se pesó para obtener el peso seco (A).

Después de calcular el peso sumergido, se extrajo el agregado en una

tara y la introducimos al horno a una temperatura de 100 ±5 º C, por 24

horas. Finalmente se sacó la muestra del horno, y se dejó enfriar. Así

obtuvimos nuestro peso de muestra seca (incluye peso de recipiente),

es decir, nuestro (A).



Llenamos el frasco con gasolina 89 a un punto en el cuello entre la

marca de 0 y 1mL. Secamos el interior del frasco por encima del nivel

del líquido, para que no quede residuos de gasolina. Registramos la

primera lectura después que el frasco ha sido inmerso en el baño de

agua maría.

Fig. 81 “Le Chatelier con Gasolina 98”




Introducimos una cantidad de cemento, pesado en una balanza a un

margen de error de 0.03g, (alrededor de 64 g para cemento portland) en

pequeños incrementos a la misma temperatura del líquido. Tuvimos

cuidado para evitar salpicaduras y que el cemento no debe adherirse al

interior del frasco por encima del líquido. Mientras echábamos el

cemento, golpeábamos suavemente el frasco para que el cemento baje

fluidamente.

Fig. 82 “Introducción con cuidado del cemento al Le Chatelier”


Colocamos el frasco inmerso en un baño de agua a temperatura

constante por un periodo de tiempo suficiente (15 minutos) para evitar

variaciones en la temperatura del frasco mayores que 0.2ºC entre la

lectura inicial y final.

Fig. 83 “Le Chatelier con gasolina y cemento retirado del baño maría”






a. Agregado Fino Peso Unitario Suelto

Se procede a pesar el recipiente cilíndrico; la balanza debe de

tener una exactitud del 0.1% es decir, 0.01g de precisión.

Se pone la arena gruesa en un recipiente, para luego colocarla en

el molde cilíndrico.

Luego sobre el recipiente se agrega la arena en forma helicoidal

a una altura no mayor de 5 cm de la superficie del recipiente, hasta

que esté totalmente lleno.

Posteriormente con la varilla de acero se procede a quitar con

mucho cuidado el exceso de arena para que quede a nivel del

recipiente, a este proceso se le llama Enrasado.

Finalmente se procede a pesar el recipiente cilíndrico con la

arena.

b. Agregado Fino Peso Unitario Compactado



Se pone la arena gruesa en un recipiente, para luego colocarla en

el molde cilíndrico.

Luego se introduce la arena al molde cilíndrico hasta 1/3 de su

capacidad. Seguidamente con una varilla de acero de Ø5/8’’

procedemos a golpear 25 veces en forma helicoidal.

Luego se sigue agregando la arena hasta los 2/3 de su capacidad.

Y también se procede a compactar con la varilla de acero los 25

golpes en forma helicoidal.

Luego se agrega la arena hasta llenar el recipiente incluso un

poco más. Y se procede al compactado del mismo con 25 golpes

en forma helicoidal.




mucho cuidado el para que quede a nivel del recipiente, a este

proceso se le llama Enrasado.

Finalmente se procede a pesar el recipiente cilíndrico con la arena

compactada.

c. Agregado Grueso Peso Unitario Suelto



Se pone la piedra chancada en un recipiente, para luego colocarla

en el molde cilíndrico.

Luego sobre el recipiente se agrega la piedra chancada en forma

helicoidal a una altura no mayor de 5 cm de la superficie del

recipiente, hasta que esté totalmente lleno.


mucho cuidado el exceso de piedra para que quede a nivel del

recipiente, a este proceso se le llama Enrasado.

Finalmente se procede a pesar el recipiente cilíndrico con la

piedra chancada.

d. Agregado Grueso Peso Unitario Compactado



Luego se pone la piedra chancada en un recipiente, para luego

colocarla en el molde cilíndrico.

Luego se introduce la piedra chancada al molde cilíndrico hasta

1/3 de su capacidad. Seguidamente con una varilla de acero de

Ø5/8’’ procedemos a golpear 25 veces en forma helicoidal.

Luego se sigue agregando la piedra hasta los 2/3 de su

capacidad. Y también se procede a compactar con la varilla los 25

golpes en forma helicoidal.



Luego se agrega la piedra hasta llenar el recipiente incluso un

poco más. Y se procede al compactado del mismo con 25 golpes

en forma helicoidal.


mucho cuidado el para que quede a nivel del recipiente, a este

proceso se le llama Enrasado.

Finalmente se procede a pesar el recipiente cilíndrico con la arena

compactada.


C 231 y NTP 339.080)

El procedimiento abarca los tres tipos de diseños que se realizó: Diseño

de concreto sin adiciones, diseño de concreto con óxidos.

Primero se humedece con un trapo húmedo el interior de la olla, luego

con una muestra de concreto fresco, se llena la olla Washington en 3

capas iguales, se compacta 25 golpes con una varilla por cada capa y

también se da 12 golpes en cruz con un martillo de goma. Teniendo en

cuenta que, a partir de la segunda capa, al momento de apisonar, la

varilla no debe entrar más de 1” a la capa inferior

Fig. 84 y 85 “Vaciado de concreto” y “Apisonado de concreto”




Terminado el apisonado, enlisamos la superficie de la olla con la regla

metálica y limpiamos el contorno con una franela para que la tapa entre

con facilidad. Luego, se colocó la tapa, se ajustó sus 4 lados y se cerró

la tuerca que está en la parte superior. Seguido llenamos con agua

mediante una abertura que tiene la tapa de la olla de Washington hasta

que es expulsado por el otro agujero y ajustamos los tornillos.

Fig. 86 y 87 “Enlisado de la superficie” y “Olla de Washington”


Para finalizar el ensayo, se introdujo aire mediante un agitador hasta

que el manómetro llegó a cero. Luego se presionó una palanca que se

encuentra al costado del agitador y se procedió a calcular el contenido

de aire.

Fig. 88 y 89 “Colocando el Manómetro en Cero” y “Medida del Contenido de Aire”






La muestra se seleccionó según la ASTM C 172, práctica que cubre

procedimientos para la obtención de muestras representativas de

concreto fresco.

Se seleccionó el tamaño del molde según el tamaño máximo nominal,

la cual es de 1/3 de pie cúbico y a continuación se determinó la masa

del molde vacío.

Fig. 90 “Molde Utilizado”


Se colocó el concreto dentro del recipiente en tres capas de

aproximadamente igual volumen.

Compactamos cada capa penetrando 25 veces con la varilla en forma

de espiral. La primera capa se compacta en todo su espesor, sin tocar

el fondo.

Compactamos la segunda y tercera capa en todo su espesor,

ingresando 1” (25mm) en la capa anterior.

Fig. 91 “Compactación y golpe con el macizo”




Al terminar de compactar cada capa, se golpeó firmemente 12 veces en

forma de cruz, para llenar los vacíos y eliminar las burbujas de aire.

Enrasamos el molde, retirando el material sobrante en la última capa.

Fig. 92 y 93 “Compactación y Enrasado”


Limpiamos el material sobrante alrededor del molde y determinamos la

masa del molde más el concreto.

Calculamos la masa neta y por consiguiente, determinamos la densidad

del concreto, registrando el resultado adecuadamente.

Fig. 94 y 95 “Determinación del Peso Total”






(ASTM C143 Y NTP 339.035)

En lo que respecta a este ensayo el procedimiento realizado fue el

siguiente:

Se humedeció el cono de Abrams y se colocó en la bandeja, luego se

aseguró el cono pisándolo por ambos lados. Se comenzó a llenar el

cono en 3 capas, cada capa se apisonó con 25 golpes uniformes y en

forma de espiral hacia el centro.

Fig. 96 y Fig. 97 “Compactado del cono de Abrams”


Luego se procedió a enrasar el cono con la ayuda de la varilla

compactadora, así se eliminó el exceso. Seguidamente se procedió a

levantar el cono de forma vertical para lo cual se contó hasta siete,

levantando el cono desde el tercer segundo.

Fig. 98 y Fig. 99 “Levantamiento del cono de Abrahms”




Posteriormente se procedió a medir inmediatamente la diferencia entre

la altura del molde y la altura del concreto fresco (slump).

Fig. 100 y Fig. 101 “Medición del Slump”




Los moldes fueron asegurados con plastilina para evitar filtraciones,

además se les aplicó en sus caras interiores una capa delgada de

aceite.

Las proporciones en peso de materiales para el mortero normal fueron

calculadas según el método de Sánchez de Guzmán. La mezcla fue

hecha en un recipiente mediano por medio de un movimiento fuerte y

amasando.

El llenado se realizó en dos capas en la secuencia que se indica en la

norma MTC E 609. Se inició el llenado de los compartimentos,

colocando una capa de la mitad del molde, en cada uno de los

compartimentos, y se apisonaron con 32 golpes que se aplicarán sobre

la superficie, en 4 etapas de 8 golpes adyacentes cada una.

Los golpes de cada etapa se darán siguiendo una dirección

perpendicular a los de la anterior; una vez terminada la etapa de la

primera capa en todos los compartimentos, se llenan con una segunda

capa y se procede como en la primera. La superficie de los cubos debe



ser alisada con la parte plana de la espátula, retirando el mortero

sobrante con un movimiento de vaivén.

Terminada la operación de llenado, el conjunto de molde y morteros se

dejó fraguar durante 24 horas y se colocaron en un tanque de agua para

su curado.

Fig. 102 “Compresión de la probeta”


Fig. 103 “Probeta luego del Ensayo”




Fig. 104 “Compresión de la probeta”


Fig. 105 “Máquina de compresión en funcionamiento”


9 RESULTADOS




1. Agregado fino

Los valores obtenidos en el ensayo de agregado fino fueron:

W = masa de la muestra original = 500 gr.

M1 = masa de la muestra seca + tara = 579.7 gr.

M2 = masa de la tara = 87.7 gr.

D = masa de la muestra seca = 492 gr.

Por lo que el contenido de humedad de agregado fino usando la

fórmula (1) resultó:

p = 100 (500 – 492) / 492 = 1.6 %



2. Agregado grueso

Los valores obtenidos en el ensayo de agregado grueso fueron:




D = masa de la muestra seca = 4976.5 gr.

Por lo que el contenido de humedad de agregado fino usando la

fórmula (1) resultó:

p = 100 (5000 – 4976.5) / 4976.5 = 0.5 %



Los valores obtenidos en el ensayo fueron:




M1 = masa de la muestra seca lavada + tara = 592.3 gr.

B = masa de la muestra seca = 492.5 gr.

C = masa de la muestra seca lavada = 457.6 gr.

Por lo que el porcentaje del material fino que pasa el tamiz de 75 mm

(No. 200) por lavado, usando la fórmula (2) resultó:

A = 100(492.5 – 457.6) / 457.6 = 7.1 %



1. Agregado fino

Los valores obtenidos en el ensayo de agregado fino fueron:






M3 = masa de la muestra seca = 492.5 gr.

M4 = masa de la muestra seca luego de tamizar = 491.9 gr.

M5 = masa de la muestra lavada (MTC E 202) = 34.9 gr. (dentro del

porcentaje permisible de 0,3 %)

Por lo que el módulo de finura de agregado fino usando la fórmula (3)

resultó:

𝑀. 𝐹: 3.7 + 19.9 + 41.8 + 64 + 79.1 + 88.4

100= 2.97

Fig. 106 “Curva Granulométrica”.

Fuente: “Propia”.

0 %

10 %

20 %

30 %

40 %

50 %

60 %

70 %

80 %

90 %

100 %

0.010.1110

HUSO INFERIOR

HUSO SUPERIOR



2. Agregado grueso

Los valores obtenidos en el ensayo de agregado grueso fueron:




M3 = masa de la muestra seca = 10000 gr.

M3 = masa de la muestra seca luego de tamizar= 9992.29 gr.

M3 = Peso de Finos: 7,1 g, dentro del porcentaje permisible de 0,3 %

(máximo 30 g).

Por lo que el módulo de finura de agregado fino usando la fórmula (4)

resultó:

𝑀. 𝐹: 28.4 + 64.0 + 89.9 + 98.4 + 100 + 100 + 100 + 100 + 100 + 100

100= 8.8

Tabla Nº2:“Husos Granulométricos según tamaño máximo Nominal.”.

TAMIZ Huso Granulométrico TMN: 1"

Límite Inferior

Límite Superior

1 1/2" 100% 100%

1" 95% 100%

1/2" 25% 60%

N°4 0% 10%

N°8 0% 5%




Fig. 107 “Husos Granulométricos”.




Los datos empleados fueron:

Peso de la arena (S.S.S) + peso del picnómetro + peso agua = 982.8

gr.

Peso de la arena (S.S.S) + peso del picnómetro = 671.6 gr.

Peso del agua (W) = 308.1 gr.

Peso de la tara = 101.6 gr.

Peso de la muestra seca + peso de la tara = 601.6 gr.

Peso de la arena seca (A) = 496.7 gr.

Volumen del picnómetro (V) = 500 cm3

-20%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0.1 1 10

Pas

ante

Tamiz

Límite Inferior Límite Superior



Por lo que los resultados para la gravedad específica y el porcentaje de

absorción del agregado fino usando las fórmulas 5, 6, 7 y 8 en el ensayo

fueron:

Peso específico de masa (P.E.M) = A / (V-W) = 2.6

Peso específico de masa S.S.S (P.E.M S.S.S.) = 500 /(V-W) = 2.65

Peso específico aparente (P.E.A) = A / [(V-W)-(500-A)] = 2.72

Porcentaje de absorción (%) = [(500-A) / A]*100 = 1.69%

e. ENSAYO 5: GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCION DE

AGREGADOS GRUESOS (MTC E 206 – 2000 Y NTP 400.021)

Los datos obtenidos fueron:

A = Peso al aire de la muestra disecada = 484 gr.

B = Peso de la muestra saturada, con superficie seca (SSS) = 500 gr.

C = Peso de muestra sumergida en agua = 315 gr.

Fórmulas usadas:

Por lo que los resultados para la gravedad específica y el porcentaje de

absorción del agregado grueso usando las fórmulas 9, 10, 11 y 12 en el

ensayo fueron:


𝐵−𝐶 = 2.62 (𝑔𝑟/𝑐𝑚3)

Peso específico aparente (S.S.S) =𝐵

𝐵−𝐶 = 2.70 (𝑔𝑟/𝑐𝑚3)


𝐴−𝐶 = 2.86 (𝑔𝑟/𝑐𝑚3)

Absorción (%) =𝐵−𝐴

𝐴𝑥100 (%) = 3.31 %



Peso del cemento utilizado: 64 g

Volumen inicial del líquido: Vi = 0.8 ml



Volumen final del líquido: Vf = 21.2 ml

Temperatura: T = 21.0 C

Volumen desplazado: 20.4 ml

Usando la fórmula (13)

Determinación de la densidad del cemento:

Pc = M / (Vf – Vi) = 64 g / 20.4 ml = 3.14g/ml

Determinación del peso específico relativo del cemento:

PEc = Pc / H2O = (3.14 g/ml) / (1.0 g/ml) = 3.14.



Tabla Nº3:“Pesos Unitarios de Agregados.”.

PESO UNITARIO

SUELTO

PUESO UNITARIO

COMPACTADO

AGREGADO FINO 1660 (Kg/m3) 1810 (Kg/m3)

AGREGADO

GRUESO

1410 (Kg/m3) 1500 (Kg/m3)



C 231 y NTP 339.080)

En el ensayo realizado con el concreto fresco sin adición, el contenido

de aire fue de 1.5%.





Tabla N° 4. “Tabla de cálculo del Peso Unitario”.

MASA MOLDE

MASA MOLDE+CONCRET

O MASA NETA

VOLUMEN MOLDE

P.U. (Kg/m3) LIMITES

DISEÑO 4.771 27.24 22.469 0.00935 2403

2240-2460

Kg/m3

PIG. BLANCO 4.771 27.32 22.549 0.00935 2412

PIG. ROJO 4.771 27.41 22.639 0.00935 2421


ENSAYO 10: MÉTODO DE ENSAYO PARA LA MEDICION DEL


(ASTM C143 Y NTP 339.035)

Los resultados obtenidos en este ensayo fueron:

Concreto normal: 2.5”

Concreto con Óxido de Titanio: 2”

Concreto con Óxido de Hierro: 1.5”



j. ENSAYO 11: ENSAYO 4: RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE

TESTIGOS CILINDRICOS (MTC E 704 - 2000)

Tabla 5: “Cuadro de valores de Resistencias y % obtenido de diseño:” N

° D

ÍAS

PR

OB

ETA

S CÁLCULO DE RESISTENCIAS A LA COMPRESIÓN DE PROBETAS DE CONCRETO-

DISEÑO DE MEZCLAS D

1 (

cm)

D2

(cm

)

PR

OM

EDIO

(cm

)

CA

RG

A (

Kg)

ÁR

EA S

ECC

. TR

AN

SVER

SAL

(cm

2)

fć

Re

al (

Kg/

cm2

)

fć

Dis

eñ

o

(Kg/

cm2

)

% O

BTE

NID

O

% O

BTE

NID

O

PR

OM

EDIO

3 P-3 15.4 15.3 15.4 35595 185.1 192 250 76.9 76

3 P-4 15.4 15.3 15.4 34660 185.1 187 250 74.9

PROMEDIOS 190 250 76


Tabla 6: “Cuadro de valores de Resistencias y % obtenido de diseño:”

N°

DÍA

S

PR

OB

ETA

S

CÁLCULO DE RESISTENCIAS A LA COMPRESIÓN DE PROBETAS DE CONCRETO- DISEÑO DE MEZCLAS

D1

(cm

)

D2

(cm

)

PR

OM

EDIO

(cm

)

CA

RG

A (

Kg)

ÁR

EA S

ECC

.

TRA

NSV

ERSA

L

(cm

2)

fć

Re

al

(Kg/

cm2

)

fć

Dis

eñ

o

(Kg/

cm2

)

% O

BTE

NID

O

% O

BTE

NID

O

PR

OM

EDIO

9 P-1 15.3 15.2 15.3 45340 182.7 248 250 99.3 98

9 P-6 15.4 15.3 15.4 44650 185.1 241 250 96.5

PROMEDIOS 245 250 98




10 DISCUSIÓN




Este ensayo realizado sirve para diversos propósitos, tales como ajuste

en peso de las cantidades de agregados fino y grueso en el ensayo de

peso unitario; corrección en el diseño de la dosificación de mortero y

concreto.



Este ensayo realizado sirve para diversos propósitos, tales como ajuste

en peso de las cantidades de agregados fino en el ensayo de

granulometría.



Este método se usa principalmente para determinar la

granulometría de los materiales propuestos que serán utilizados

como agregados. Los resultados se emplean para determinar el

cumplimiento de los requerimientos de las especificaciones que

son aplicables y para suministrar los datos necesarios para la

producción de diferentes agregados y mezclas que contengan

agregados.



Este ensayo realizado servirá para la determinación del peso específico

aparente y real a 23 oC así como la absorción después de 24 horas

sumergido en agua.





Este ensayo se aplica para determinar el peso específico seco, el peso

específico sumergido, el peso de las SSS y la absorción. A fin de usar

estos valores tanto en el cálculo y corrección de diseño de mezclas,

como en el control de uniformidad de sus características físicas.



El valor obtenido se encuentra dentro del rango según la ASTM, además

al no ser adicionado cumple con la condición de ser mayor a 2.9



Es menester realizar correctamente las aproximaciones en el pesado

de las masas de agregado. Además, tener sumo cuidado al momento

de usar la varilla, para que no exceda el límite permitido de ingreso a la

capa anterior de agregado.


C 231 y NTP 339.080)

Para el cálculo del contenido de aire se tiene en cuenta el siguiente

cuadro que va en relación al TMN del agregado. Generalmente este aire

ocupa del 1% al 3% del volumen de la mezcla.

Tabla N° 7. “Peso Unitarios obtenidos”.

Fuente: “Tesis -URP”



EL agregado utilizado tenía un TMN de 1 ½” y por lo tanto le

correspondía un contenido de aire de 1.0% pero salió de 1.5 %



El peso unitarios obtenido está dentro de los límites normales

permisibles: 2240 Kg/m3 y 2460 Kg/m3 (DINO: Control de calidad,

2011).


MEZCLA P.U. (Kg/m3) LIMITES

DISEÑO DE INFORME 2403

2240-2460 Kg/m3

DIÓXIDO DE TITANIO 2412

DIÓXIDO DE HIERRO 2421


Nota: El presente ensayo contempla el rendimiento del concreto, pero

por consideraciones del docente, sólo se ha abarcado el Peso Unitario.



(ASTM C143 Y NTP 339.035)

Los resultados obtenidos en este ensayo fueron 2.5.




Fuente: “Tesis -URP”

ENSAYO 11: COMPRESIÓN DE CONCRETO (MTC)

Para el cálculo de las Resistencias se procedió a dividir el esfuerzo al

que se sometió cada probeta, entre el área de su cara superior en cm2.

A los 03 días de rompimiento llegó a una fć promedio de 190 Kg/cm2,

mientras que a los 09 días a una de 245 Kg/cm2.

11 CONCLUSIONES

Se logró diseñar concreto que a los 03 días de rompimiento llegó a una

fć promedio de 190 Kg/cm2 (76%), mientras que a los 09 días a una de

245 Kg/cm2 (98%). Y tomando como referencia la Relación a/c y el

número de días de una tesis de los Bach. Fernando Sánchez y Robinson

Tapia, por la Universidad Privada Antenor Orrego (Trujillo, 2015), las fć

promedios obtenidos a los 3 y 7 días fueron de 192.86 Kg/cm2 (61.10%)

y 223.59 Kg/cm2 (70.80%), respetivamente, lo que nos orienta a deducir

que son valore relativamente cercanos en cuanto a la resistencia de

nuestro concreto a los mencionados números de días. Cabe mencionar

que por el diferente tipo de cemento, sólo son resistencias referencias

con las que estamos comparando.



En el ensayo de análisis granulométrico de agregado fino se obtuvo un

MF de 2.97, manteniendo el rango que la norma rige de 2.3 a 3.1 - ASTM

C136.En cuanto al agregado grueso es de 8.80.

En el ensayo del peso específico y absorción del agregado fino, se

obtuvo el valor para peso específico de 2,62 g/cm3 y la Absorción 1.69%

- MTC E205. Mientras que del agregado grueso 2.62 g/cm3 y 3.31%.

El contenido de humedad de agregado fino resulto 1.6% y de agregado

grueso 5.6%.

Finalmente, el ensayo de peso especifico del cemento APUresultó 3.14

g/cm3 ,lo cual oscila entre 3.1 y 3.2 tal como indica la norma ASTM C118.

Generalmente el aire ocupa del 1% al 3% del volumen de la mezcla.

EL agregado utilizado tenía un TMN de 1 ½” y por lo tanto le

correspondía un contenido de aire de 1.0% pero salió de 1.5 %

Los pesos unitarios obtenidos tantos del concreto normal, así como el

de dióxido de titanio (pigmento blanco) y de hierro (pigmento rojo) están

dentro de los límites normales permisibles: 2240 Kg/m3 y 2460 Kg/m3

(DINO: Control de calidad, 2011).

12 RECOMENDACIONES

Distribuir el agregado mediante el cuarteo y luego el tamizado, nos

garantiza una homogeneidad en las partículas de estas. Debemos tener

en cuenta que un buen tamizado del agregado, ayuda a obtener mejores

resultados en el cálculo del módulo de finura.

Revisar que todos los datos obtenidos de los distintos estén ensayos

sujetos o cercanos a las normativas establecidas.

Dar un cuidadoso manejo década equipo a utilizar en los ensayos.

Tratar de realizar el ensayo de fluidez lo más pronto posible, debido a

que el cemento fragua rápidamente con el agua. Además, trabajar con

el mismo tipo de cemento para éste ensayo y el del Peso específico del

mismo.

Tener mucho cuidado al momento de vaciar el agua del agregado

sumergido en la bandeja, en el ensayo del Peso Específico y Absorción



del agregado, luego de las 24 horas de haber estado en contacto con el

agua.

Todos los ensayos de Concreto freso deben realizar cumpliendo los

criterios y requisitos de la Norma ASTM C- 172 y NTP 339.036:

Muestreo de Concreto Freso.

Considerar de vital importancia estos ensayos, ya que son los que

determinarán la aceptación de la calidad del concreto, en cuanto a su

cumplimiento cuantitativo conforme a las especificaciones

normativas; sin embargo, no pronostican su calidad en la

estructura, ya que existen otras variables que van más allá del

productor. (Empresa DINO: Control de calidad, 2011).

13 REFERENCIAS

Asocreto (2010). Tecnología del Concreto, 1(2) (3ª ed.). Bogotá,

Colombia. Editorial Asocreto.

Ministerio de Transporte y Comunicaciones, MTC (2003). Manual de

Ensayo de Materiales (EM 2000). Lima, Perú: ICG - Instituto de la

Construcción y Gerencia. Recuperado de

http://www.mtc.gob.pe/transportes/caminos/normas_carreteras/docum

entos/manuales/EM-2000/index.html

Sánchez, M., y Robinson, T. (2015) Relación de la Resistencia a la

Compresión de cilindros de concreto a edades de 3, 7, 14, 28 7 56

respecto a la resistencia a la compresión de cilindros concreto a 28

días. Universidad Privada Anternor (Tesis). Recuperado de

http://repositorio.upao.edu.pe/bitstream/upaorep/688/1/SANCHEZ_FE

RNANDO_RESISTENCIA_COMPRENSI%C3%93N_CILINDROS.pdf

http://www.mtc.gob.pe/transportes/caminos/normas_carreteras/documentos/manuales/EM-2000/index.html

http://www.mtc.gob.pe/transportes/caminos/normas_carreteras/documentos/manuales/EM-2000/index.html

http://repositorio.upao.edu.pe/bitstream/upaorep/688/1/SANCHEZ_FERNANDO_RESISTENCIA_COMPRENSI%C3%93N_CILINDROS.pdf

http://repositorio.upao.edu.pe/bitstream/upaorep/688/1/SANCHEZ_FERNANDO_RESISTENCIA_COMPRENSI%C3%93N_CILINDROS.pdf



14 ANEXOS

1. DOSIFICACIÓN

Datos

f’c = 250 Kg/cm2

Consistencia: Plástica (3’’ a 4’’)

TMN = 1 ½’’

Sin incorporación de aire

Sin exposición a sulfatos, congelamiento, etc.

MF(A.F) = 2.97

P.U.S.C (A.G) = 1500 Kg/m3

Peso específico (C) = 3140 Kg/m3

Peso específico (A.G) = 2620 Kg/m3

Peso específico (A.G) = 2600 Kg/m3

Contenido de Humedad (A.F) = 1.6 %

Contenido de Humedad (A.G) = 0.4 %

Absorción (A.F) = 1.69 %

Absorción (A.G) = 3.31 %

Procedimiento

1. Cálculo de f’cr:

f’cr = 250 + 84 = 334 Kg/cm2

2. Determinación del TMN:

TMN = 11/2’’

3. Determinación del SLUMP:

SLUMP = 3’’ a 4’’

4. Cálculo del Volumen de Agua (Tabla):

Vol. Agua = 181 lt/m3

5. Cálculo del % de Aire (Tabla):

% Aire = 1.00 %



6. Cálculo de A/C (Interpolando):

300 -------------- 0.55

334 -------------- x

350 -------------- 0.48

A/C =0.50

7. Cálculo de C:

C = 181/0.50 = 362 Kg/m3

8. Cálculo del Factor (Interpolando):

2.8 -------------- 0.72

2.97 -------------- x

3.0 -------------- 0.70

Factor = 0.703

9. Cálculo de A.G:

A.G = (0.703)(1500 Kg/m3)= 1054.5 Kg/m3

10. Cálculo de Volumen de A.F (1m3):

362

3140+ 𝑉𝑜𝑙. 𝐴. 𝐹 +

1054.5

2620+ 0.181 + 1% = 1m3

Vol. A.F = 0.29 m3

11. Cálculo de A.F:

A.F = (0.29 m3)(2600 Kg/m3)= 754 Kg/m3

12. Dosificación (EN SECO):

362

362:

754

362:

1054.5

362+ 0.5𝑥42.5

1: 2.08: 2.91 + 21.25 𝑙𝑡/𝑏𝑙𝑠

13. Corrección:

C = 362 Kg/m3

A.F = 754 Kg/m3 + 1.6% = 766.064 Kg/m3



A.G = 1054.5 Kg/m3 + 0.4% = 1058.718 Kg/m3

A.F: (1.6% - 1.69%) = -0.09% entonces (+0.09%)(754) = 0.679

lt

A.G: (0.4% - 3.31%) = -2.91% entonces (+2.91%)(1054.5) =

30.686 lt

Vol. Agua = 181 + 0.679 + 30.686 = 212.365 lt/m3

14. Dosificación (EN HÚMEDO):

362

362:

766.064

362:

1058.718

362+

212.365

362𝑥42.5

1: 2.12: 2.92 + 24.93 𝑙𝑡/𝑏𝑙𝑠

15. Para una bolsa de cemento:

C = 42.5 Kg/bls

A.F = 90.1 Kg/bls

A.G = 124.1 Kg/bls

Vol. Agua = 24.93 lt/bls

Total = 281.63 Kg/bls

16. Rendimiento por bolsa:

281.63

2400= 0.117 𝑚3/𝑏𝑙𝑠

17. Tandas por m3:

1

0.117 𝑚3/𝑏𝑙𝑠= 0.117 𝑇𝑎𝑛𝑑𝑎𝑠/m3

18. Para 1 m3 de Concreto:

C = 8.55 x 42.5 Kg/bls = 363.375 Kg/m3

A.F = 8.55 x 90.1 Kg/bls = 770.375 Kg/m3

A.G = 8.55 x 124.1 Kg/bls = 1061.055 Kg/m3

Vol. Agua = 8.55 x 24.93 lt/bls = 213.152 Kg/m3



19. Para una probeta:

1 m3 -------------- 363.375 Kg

0.0053 m3 -------------- x

C = 1.926 Kg

1 m3 -------------- 770.355 Kg

0.0053 m3 -------------- x

A.F = 4.083 Kg

1 m3 -------------- 1061.055 Kg

0.0053 m3 -------------- x

C = 5.624 Kg

1 m3 -------------- 213.152 Kg

0.0053 m3 -------------- x

C = 1.13 Lt

20. +5% de Desperdicios:

C = 1.962 x 1.05 = 2.022 Kg

A.F = 4.083 x 1.05 = 4.287 Kg

A.G = 5.624 x 1.05 = 5.905 Kg

Vol. Agua = 1.13 x 1.05 = 1.187 Lt

21. Para 6 probetas (2 adicionales):

C = 2.022 x 8 = 16.176 Kg

A.F = 4.287 x 8 = 34.296 Kg

A.G = 5.905 x 8 = 47.24 Kg

Vol. Agua = 1.187 x 8 = 9.496 Lt



2. PANEL FOTOGRÁFICO

Fig. 108“Usando el trompo”


Fig. 109”Equipo de trabajo”




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INFORME DE DISEÑO DE MEZCLAS ACI