Metodo 04 Din

Materiales de Construccin

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERA

Escuela Acadmico Profesional de Ingeniera Civil

DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO

MTODO DIN 1045I. AUTOR

Grupo de trabajoII. RESUMEN

La finalidad del presente es realizar el diseo de mezclas de concreto utilizando el mtodo DIN 1045.Este mtodo requiere de una serie de operaciones previas, tales como determinar las propiedades fsicas de los materiales a usar:

Peso especfico de masa, grado de absorcin, contenido de humedad, mdulo de finura (agregado fino y agregado grueso).

Tamao Mximo Nominal, peso seco compactado (agregado grueso).

Tipo, fbrica y peso especfico del cemento.

Calidad del agua.

Una vez completado el diseo y determinadas las cantidades en peso de cada uno de los constitutivos del concreto se procedi con su preparacin, para luego determinar su slump y peso unitario (concreto fresco); posteriormente se efectu el vaciado en los moldes metlicos previamente engrasados. Con estas pruebas se procedi a efectuar las correcciones respectivas.El concreto repos en el molde metlico por espacio de 24 horas, al cabo de las mismas las probetas fueron desmoldadas y sumergidas completamente en agua por 05 das, luego de ello se secaron al ambiente por 24 horas.

A los 07 das de vida, las probetas, fueron sometidas al Ensayo de Resistencia a la Compresin, previa determinacin de sus dimensiones y peso seco, considerando que a esta edad alcanza el 70% de la resistencia especificada a los 28 das.Cabe hacer notar que la preparacin del concreto se realiz manualmente, utilizando para ello una carretilla y una palana.III. INTRODUCCINEl concreto es un material heterogneo constituido principalmente de la combinacin de cemento, agua y agregados fino y grueso. El concreto contiene un pequeo volumen de aire atrapado, y puede contener tambin aire intencionalmente incorporado mediante el empleo de un aditivo.El mtodo DIN 1045 es una aplicacin singularizada del mtodo del Mdulo de Finura de la Combinacin de Agregados.

Este mtodo parte de la hiptesis que el mdulo de finura del agregado integral oscila entre 5.2 y 5.5.

El mtodo DIN 1045 propone 02 Husos Granulomtricos estandarizados, el Grading A32 y el Grading B32 (Gradacin A32 Y Gradacin B32).A veces puede presentarse en la elaboracin del concreto con este mtodo una mezcla sobre-arenosa, a la cual hay que necesariamente corregirla, disminuyndole el 10% de agregado fino agregndole el 10% de agregado grueso. Si la mezcla se presenta sobre-gravosa se har lo contrario.

IV. OBJETIVOS

Realizar el diseo de una mezcla de concreto usando el mtodo DIN 1045, basndonos en una resistencia especificada fc = 230 Kg./cm2 (resistencia requerida).

Determinar las propiedades tanto del concreto fresco (slump, peso unitario, segregacin, exudacin), como del concreto endurecido (esfuerzo de rotura, mdulo de elasticidad). Evaluar la resistencia alcanzada por el concreto endurecido.

V. ALCANCESEl presente trabajo pretende servir como un material de consulta referido a la aplicacin del mtodo DIN 1045 para el diseo de mezclas de concreto; a todos los alumnos y personas en general interesados por el tema.

VI. METODOLOGA

El mtodo empleado fue la prctica directa en laboratorio, en la cual el primer paso fue seleccionar los materiales a utilizar, determinar sus caractersticas, luego realizar el diseo de la mezcla de concreto, posteriormente prepararlo, determinar sus propiedades y evaluar e interpretar los resultados.

VII. ESPECIFICACIONES DE SERVICIO Y CARACTERSTICAS DE LOS MATERIALES1. ESPECIFICACIONES DE SERVICIOa) Resistencia Especificadafc = 230 Kg./cm2.b) Concreto Normal NO expuesto a condiciones severas.

c) El Control de Calidad en la elaboracin del concreto est considerado entre Bueno y Regular; por lo tanto el factor de correccin ser 1.35.

2. CARACTERSTICAS DE LOS MATERIALESa) Cemento Portland Tipo I Pacasmayo

Peso especfico = 3.12 gr./cm3.

b) Agua

Potable

c) AgregadoFINOGRUESO

Pe masa 2.49 gr./cm32.50 gr./cm3

Ab %3.63 %2.56 %

w %2.73 %1.08 %

MF3.377.22 TMN-----1

Perfil-----Redondeado Peso seco compactado-----1690 Kg.VIII. DESARROLLO DEL MTODO DEL MDULO DE FINURA DE LA COMBINACIN DE AGREGADOS.1>. Clculo de f'cr.

fcr = (() * fc

Donde:

(() = 1.35 ( (Factor de correccin)( fcr = 1.35 * 230 = 310.5 Kg./cm2. fcr = 310.5 Kg./cm2 ( 311 Kg./cm22>. Determinacin del TMN del Agregado Grueso.

TMN = 1 3>. Determinacin del Slump.

Slump: 3 44>. Determinacin de la cantidad de agua de mezclado.

Agua de mezcla = 193 lts/m35>. Determinacin del contenido de aire.

Aire = 1.5 %6>. Determinacin de la relacin a/c.

a). Por Resistencia

Interpolando:

350----------------- 0.48 311------------------ X280----------------- 0.57

= 0.53NOTA: Por ser un concreto NO expuesto a condiciones severas, slo se determinar la relacin agua/cemento por Resistencia, mas no por Durabilidad.

7>. Clculo del factor cemento (FC).

FC = 364.15 Kg./m3 = 8.57 Bls/m38>. Clculo de Volmenes Absolutos (cemento, agua, aire).

Cemento

= = 0.117 m3 Agua de mezcla = = 0.193 m3 Aire

= 1.5 %= 0.015 m3---------------

( absolutos= 0.325 m39>. Clculo de Volumen Absoluto del Agregado Global.

( A. Global = 1 0.325 = 0.675 ( A. Global = 0.675 m310>. Clculo del Mdulo de Finura del Agregado Integral.

TAMIZGRAVAARENATANTEOS

X

%Ret.Acum.Y

%Ret.Acum.X

0.50Y

0.50

1

1

3/8

#4

#8

#16

#30

#50

#100

#2004.3324.79

42.00

64.73

75.49

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.000.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

31.61

50.77

69.68

87.85

97.31

100.002.165

12.399

21.000

32.365

36.745

50.00065.805

75.385

84.840

93.925

98.655

100.002.165

12.399

21.000

32.365

36.745

50.000

65.805

75.385

84.840

93.925

98.655

100.00

= 528.52MFAI = 5.29Determinacin del Grado de Incidencia de los Agregados en

el A. Integral.

Agregado fino= 50 % Agregado grueso= 50 %11>. Clculo del Volumen Absoluto del A. Fino y A. Grueso

Agregado fino= (0.675) * (0.50) = 0.3375 m3 Agregado grueso= (0.675) * (0.50) = 0.3375 m312>. Clculo del Peso Seco de los Agregados.

Agregado fino= (0.3375) * (2490) = 840.38 Kg./m3 Agregado grueso= (0.3375) * (2500) = 843.75 Kg./m313>. Determinacin de los Valores de Diseo en el Laboratorio.

Cemento

= 364.15 Kg./m3 Agua de mezcla = 193.00 lts./m3 Agregado fino= 840.38 Kg./m3 Agregado grueso= 843.75 Kg./m314>. Correccin del Diseo por humedad de los agregados.

a). Determinacin del Peso Hmedo de los Agregados.

Peso hmedo = Peso seco * (1 + w%)

Agregado fino= (840.38) * (1 + 0.0273) = 863.32 Kg./m3 Agregado grueso= (843.75) * (1 + 0.0108) = 852.86 Kg./m3b). Determinacin de la humedad superficial de los Agregados. Humedad Superficial = w% Ab%

Agregado fino= 2.73 % 3.63 % = 0.90 % Agregado grueso= 1.00 % 2.56 % = 1.48 %c). Clculo del aporte de agua por humedad superficial

de los agregados.Aporte de agua = Peso seco * Humedad superficial

Agregado fino= 840.38 * (0.0090) = 07.56 lts./m3 Agregado grueso= 843.75 * (0.0148) = 12.49 lts./m3

-------------------------------

( Aporte de agua= 20.05 lts./m3( Agua Efectiva = 193 ( 20.05) = 213.05 lts./m3 Agua Efectiva = 213.05 lts./m3

15>. Determinacin de Valores Corregidos de los constitutivos

del Concreto. Cemento

= 364.15 Kg./m3 Agua Efectiva = 213.05 lts./m3 Agregado fino= 863.32 Kg./m3 Agregado grueso= 852.86 Kg./m316>. Dosificacin en Obra.

1 : 2.37 : 2.34 / 24.86 lts./bls

17>. Determinacin de Valores Corregidos de los constitutivos

del Concreto para 03 Probetas (( = 0.018 m3).

Cemento

= 6.55 Kg.

Agua Efectiva = 3.83 lts.

Agregado fino= 15.54 Kg.

Agregado grueso= 15.35 Kg.

IX. DETERMINACIN DE LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO Y DEL CONCRETO ENDURECIDO

1. PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO

a) SlumpEn teora el Slump alcanzado deber estar entre 3 y 4.El Slump determinado con la prueba del Cono de Abrams es 3.2.

b) Peso UnitarioTericamente el Peso Unitario del concreto fresco deber fluctuar entre 2300 Kg./m3 y 2400 Kg./m3. Segn el diseo un m3 de concreto deber pesar 2293.4 Kg./m3.El Peso Unitario del concreto elaborado es como sigue:PROBETAPeso Unitario

por ProbetaPeso Unitario

por m3

112.915 Kg.2322.8 Kg.

212.870 Kg.2314.7 Kg.

312.905 Kg.2321.0 Kg.

PROMEDIO2319.5 Kg.

c) SegregacinEl concreto elaborado tiene una segregacin LEVE, casi NULA.d) Exudacin La exudacin, en el concreto elaborado es LEVE.2. PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDOa) Peso del concreto endurecidoPROBETAPeso Seco

por ProbetaPeso Seco

por m3

112.680 Kg.2294.2 Kg.

212.660 Kg.2290.6 Kg.

312.695 Kg.2296.9 Kg.

PROMEDIO2293.9 Kg.

b) Esfuerzo Mximo y Mdulo de ElasticidadPara determinar estas caractersticas presentamos a continuacin los datos obtenidos en los ensayos de resistencia a la compresin de cada una de las probetas, as como sus grficas respectivas:

Probeta 01

Tiempo = 4.5 minutosL (mm.)d (mm.)rea (cm2)

Vel. Carga = 7.8 Tn/min.303152.4182.4

PuntoCarga(Kg.)DeformacinTotal (mm.)Esfuerzo(Kg./cm2)DeformacinUnitaria

110000.045.480.00013201

220000.1810.960.00059406

330000.3116.450.00102310

440000.4221.930.00138614

550000.5227.410.00171617

660000.6132.890.00201320

770000.6938.380.00227723

880000.7743.860.00254125

990000.8449.340.00277228

10100000.9154.820.00300330

11110000.9860.310.00323432

12120001.0565.790.00346535

13130001.1271.270.00369637

14140001.2076.750.00396040

15150001.2782.240.00419142

16160001.3487.720.00442244

17170001.4193.200.00465347

18180001.5098.680.00495050

19190001.57104.170.00518152

20200001.64109.650.00541254

21210001.72115.130.00567657

22220001.80120.610.00594059

23230001.88126.100.00620462

24240001.94131.580.00640264

25250002.04137.060.00673267

26260002.13142.540.00702970

27270002.21148.030.00729373

28280002.29153.510.00755776

29290002.38158.990.00785479

30300002.47164.470.00815182

31310002.56169.960.00844884

32320002.65175.440.00874587

33330002.75180.920.00907591

34340002.84186.400.00937294

35350002.95191.890.00973597

Fecha de Preparacin: 03/10/2003Edad: 07 Das

Fecha de Ensayo: 10/10/2003

Probeta 02

Tiempo = 4.5 minutosL (mm.)d (mm.)rea (cm2)

Vel. Carga = 8 Tn/min. 303152.4182.4


110000.145.480.00046205

220000.3010.960.00099010

330000.4416.450.00145215

440000.5521.930.00181518

550000.6627.410.00217822

660000.7432.890.00244224

770000.8138.380.00267327

880000.8843.860.00290429

990000.9549.340.00313531

10100001.0154.820.00333333

11110001.0760.310.00353135

12120001.1365.790.00372937

13130001.1871.270.00389439

14140001.2476.750.00409241

15150001.3082.240.00429043

16160001.3587.720.00445545

17170001.4193.200.00465347

18180001.4698.680.00481848

19190001.51104.170.00498350

20200001.57109.650.00518152

21210001.62115.130.00534653

22220001.68120.610.00554455

23230001.74126.100.00574257

24240001.80131.580.00594059

25250001.86137.060.00613861

26260001.93142.540.00636964

27270001.99148.030.00656766

28280002.05153.510.00676568

29290002.11158.990.00696370

30300002.19164.470.00722772

31310002.26169.960.00745875

32320002.33175.440.00768977

33330002.41180.920.00795380

34340002.48186.400.00818482

35350002.57191.890.00848185

36360002.67197.370.00881188



Probeta 03

Tiempo = 4 minutosL (mm.)d (mm.)rea (cm2)

Vel. Carga = 7.8 Tn/min.303152.4182.4


110000.025.480.00006601

220000.1810.960.00059406

330000.3216.450.00105611

440000.4321.930.00141914

550000.5227.410.00171617

660000.6032.890.00198020

770000.6738.380.00221122

880000.7443.860.00244224

990000.8049.340.00264026

10100000.8554.820.00280528

11110000.9160.310.00300330

12120000.9765.790.00320132

13130001.0271.270.00336634

14140001.0876.750.00356436

15150001.1482.240.00376238

16160001.2187.720.00399340

17170001.2793.200.00419142

18180001.3398.680.00438944

19190001.40104.170.00462046

20200001.46109.650.00481848

21210001.52115.130.00501650

22220001.59120.610.00524752

23230001.65126.100.00544554

24240001.72131.580.00567657

25250001.78137.060.00587459

26260001.86142.540.00613861

27270001.93148.030.00636964

28280002.02153.510.00666667

29290002.10158.990.00693069

30300002.20164.470.00726073

31310002.31169.960.00762376



CUADRO RESUMEN:

PROPIEDADVALORES

Valores Corregidos de Diseo Cemento = 364.15 Kg./m3 Agua Efectiva = 213.05 lts./m3 Agregado fino = 863.32 Kg./m3 Agregado grueso = 852.86 Kg./m3

Dosificacin1 : 2.37 : 2.34 / 24.86 lts./bls

Slump3.2 pulg.

Peso Unitario Concreto Fresco2319.5 Kg./m3

Peso del Concreto Endurecido2293.9 Kg. /m3

fc (Kg./cm2)191.89 197.37169.96

fc Promedio (07 das)186.17 Kg./cm2

fc Promedio (28 das)242.02 Kg./cm2

Mdulo Elasticidad (Kg./cm2)A los 07 dasDe la Grfica24804.3728974.1429733.64

27837.38 Kg./cm2

Segn RNC207786.55210732.65195553.06

204690.75 Kg./cm2

A los 28 dasSegn RNC233354.88 Kg./cm2

X. CORRECCIN DEL DISEO

Durante el desarrollo del mtodo DIN 1045 se ha efectuado la correccin del diseo por Humedad Superficial de los Agregados, quedando verificar el Asentamiento, Apariencia, Contenido de Aire, Rendimiento por Tanda. De las posibles causas de correccin del diseo antes mencionadas la nica que no verificaremos ser el contenido de aire, por no contar con el instrumental necesario.ASENTAMIENTO: El asentamiento especificado para el diseo, por requerirse una mezcla de consistencia plsticas, es de 3 a 4. El asentamiento o slump alcanzado por la mezcla de prueba es de 3.2; por tanto el diseo no se corregir por asentamiento o slump.

APARIENCIA: La apariencia de la mezcla de prueba no ha sido ni sobre-arenosa, ni sobre-gravosa; en lo tanto tampoco se har la correccin por esta causa.

RENDIMIENTO POR TANDA: Al verificar el peso unitario terico de concreto comprobamos que ste est por debajo de los parmetros para concreto normal (2300 a 2400 Kg./m3), siendo esto causal para corregir por rendimiento.a. Pesos de la tanda Cemento= 6.55 Kg.

Agua aadida= 3.83 Lts.

Agregado fino hmedo= 15.54 Kg.

Agregado grueso hmedo= 15.35 Kg.

---------------

Peso por Tanda= 41.27 Kg.

b. Rendimiento de la tanda de ensayo

Rendimiento = (41.27/2319.5)= 0.01779 m3c. Agua de mezclado por tanda

HUMEDAD SUPERFICIAL = w% Ab%

Agregado fino= 2.73 % 3.63 % = 0.90 % Agregado grueso= 1.00 % 2.56 % = 1.48 % Agua aadida = 3.83 Lts/td

APORTE DE AGUA A. fino hmedo = 840.38 * 0.018 * (-0.009)= 0.136 Lts/td A. grueso hm. = 843.75 * 0.018 * (-0.0148)= 0.225 Lts/td

Agua mezcla por tanda = 3.83 0.136 0.225 = 3.469 Lts/tdd. Agua de mezclado requerida

Agua de mezclado requerida = (3.469/0.01779) = 194.997 Lts/m3e. Contenido de cemento

Contenido de cemento = (194.997/0.53) = 367.92 Kg./m3

= 8.66 Bls/m3f. Contenido de agregado grueso

A. grueso hmedo = (15.35/0.01779) = 862.84 Kg./m3 A. grueso seco = (862.84/1.018) = 847.59 Kg./m3g. Contenido de agregado fino

A. grueso (SSS) = (847.59*1.0256) = 869.29 Kg./m3 A. fino (SSS) = 2319.5 (367.92 + 194.997 + 869.29)=

887.29 Kg./m3 A. fino seco = (887.29/1.0363)= 856.21 Kg./m3h. Nuevos pesos secos de la tanda

Cemento= 367.92 Kg./m3 Agua de diseo= 194.997 Lts/m3 A. fino seco= 856.21 Kg./m3 A. grueso seco= 847.59 Kg./m3i. Correccin por humedad

- Determinacin del Peso Hmedo de los Agregados.

Agregado fino= (856.21) * (1 + 0.0273) = 879.58 Kg./m3 Agregado grueso= (847.59) * (1 + 0.0108) = 856.74 Kg./m3- Determinacin de la humedad superficial de los Agregados.

Agregado fino= 2.73 % 3.63 % = 0.90 % Agregado grueso= 1.00 % 2.56 % = 1.48 %- Clculo del aporte de agua por humedad superficial de los agregados.

Agregado fino= 856.21 * (0.0090) = 07.71 lts./m3 Agregado grueso= 847.59 * (0.0148) = 12.54 lts./m3

-------------------------------

( Aporte de agua= 20.25 lts./m3( Agua Efectiva = 193 ( 20.25) = 215.25 lts./m3

Agua Efectiva = 215.25 lts./m3

j. Valores Corregidos

Cemento= 367.92 Kg./m3 Agua de diseo= 215.25 Lts/m3 A. fino seco= 879.58 Kg./m3 A. grueso seco= 856.78 Kg./m3k. Dosificacin

1 : 2.39 : 2.33 / 24.86 lts./bls

XI. ANLISIS COMPARATIVO DE COSTOS UNITARIOS POR m3 DE CONCRETO ELABORADO POR LOS MTODOS ACI, WALKER y MDULO DE FINURA DE LA COMBINACIN DE AGREGADOS.

Anlisis de Costos Unitarios por m3 de concreto elaborado por el mtodo ACI.DESCRIPCINUNID.CANT.P. UNIT.P. PARCIALP. TOTAL

Materiales

Cemento

Agua

Agregado Fino

Agregado GruesoBls.

m3m3

m37.4

0.226

0.277

0.41419.00

1.43

32.50

35.00140.60

0.32

9.00

14.49164.41

Mano de Obra

PenH-H0.51.880.940.94

COSTO TOTAL S/.165.35

Anlisis de Costos Unitarios por m3 de concreto elaborado por el mtodo WALKER.DESCRIPCINUNID.CANT.P. UNIT.P. PARCIALP. TOTAL

Materiales

Cemento

Agua

Agregado Fino

Agregado GruesoBls.

m3m3

m37.6

0.2309

0.322

0.36119.00

1.43

32.50

35.00144.40

0.33

10.47

12.64167.84

Mano de Obra

PenH-H0.51.880.940.94


Anlisis de Costos Unitarios por m3 de concreto elaborado por el mtodo del Mdulo de Finura de la Combinacin de Agregados.DESCRIPCINUNID.CANT.P. UNIT.P. PARCIALP. TOTAL

Materiales

Cemento

Agua

Agregado Fino

Agregado GruesoBls.

m3m3

m38.570.213460.3090.36619.00

1.43

32.50

35.00162.830.3110.0412.81185.99

Mano de Obra

PenH-H0.51.880.940.94


Anlisis de Costos Unitarios por m3 de concreto elaborado por el mtodo DIN 1045 (Corregido por Rendimiento).DESCRIPCINUNID.CANT.P. UNIT.P. PARCIALP. TOTAL

Materiales

Cemento

Agua

Agregado Fino

Agregado GruesoBls.

m3m3

m38.660.215250.353240.3427119.00

1.43

32.50

35.00164.540.3111.4811.99188.32

Mano de Obra

PenH-H0.51.880.940.94


XII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones:

Utilizando el mtodo DIN 1045, se ha podido realizar el diseo de una mezcla de concreto para una resistencia especificada fc = 230 Kg./cm2, habindose alcanzado una resistencia estimada a los 28 das de 242.02 Kg./cm2. El valor de la resistencia alcanzada por el concreto est por encima del valor de la resistencia especificada (requerida), habindose alcanzado un 105.23 % de la misma. El valor de la resistencia alcanzada por el concreto se debe principalmente a la buena utilizacin del mtodo DIN 1045, as como al mayor cuidado que se ha tenido en la elaboracin del mismo. La determinacin de las propiedades del concreto fresco como del concreto endurecido se muestran, en forma sucinta, en el cuadro resumen mostrado anteriormente. La falla que se present durante el ensayo de Resistencia a la Compresin es de tipo SBITA. Preparar concreto por el mtodo DIN 1045 es ms costoso que hacerlo por el mtodo ACI o el mtodo WALKER, y a su vez es similar al costo del concreto preparado por el mtodo del MFCA. Recomendaciones:

Para una correcta utilizacin del mtodo DIN 1045, es recomendable utilizar agregados cuya gradacin sea corregida. En relacin con el mtodo del Mdulo de Finura de la Combinacin de Agregados, se recomienda utilizar el mtodo DIN 1045, debido que ste permite alcanzar una resistencia mayor a similar costo unitario. Proporcionar el equipo adecuado para este tipo de ensayo, como son: guantes, guardapolvos o mamelucos, filtros de aire (mascarilla).

BIBLIOGRAFA USADA

a. Rivva Lpez, Enrique

2000NATURALEZA Y MATERIALES

DEL CONCRETO.

Edit. ACI. Per.b. Rivva Lpez, Enrique

1990DISEO DE MEZCLAS

Per.

c. Asociacin de Productores de CementoBOLETINES TCNICOSPer.

d. Copias del curso.

TECNOLOGA DEL CONCRETO.- Quinto Informe de Prcticas de Laboratorio

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