SEMANA 5-6

DOSIFICACIÓN DEL CONCRETO

El concreto hoy en día, es sin duda alguna uno de los materiales más importantes que requiere cualquier tipo de construcción, ya que el concreto se puede ver prácticamente en toda construcción, ya sea desde los cimientos hasta el colado de la losa en un edificio.

El concreto es muy bueno para resistir fuerzas a la compresión, es por ello que el concreto debe ser creado con una resistencia adecuada. Debido a que el concreto se utiliza en todo tipo de construcción, y no en todas las construcciones se requiere la misma resistencia, las proporciones de los agregados que hacen el concreto (arena, grava, cemento y agua) van a variar prácticamente en cualquier construcción ya que la resistencia depende directamente de estas cantidades de los materiales. Para esto se tiene que hacer una serie de cálculos, llamada dosificación, la cual tiene la finalidad dar las proporciones adecuadas de cada elemento que constituye el concreto, y así crear un concreto con la resistencia requerida en obra.

Este es el objetivo de la siguiente práctica, realizar una dosificación para realizar un concreto con una resistencia f’c= 250 kg/cm2. Una vez calculada las proporciones de los elementos del concreto, poner a práctica la realización del concreto,  crear cilindros de ensayo y verificar que nuestra dosificación realizada cumple satisfactoriamente con la resistencia que requerimos. De no ser así, realizar los ajustes necesarios en nuestra dosificación para llegar a nuestro objetivo principal.

Debemos de tener en cuenta, que para iniciar la dosificación se tienen que conocer ciertas características de los materiales con los que fabricamos el concreto, datos que son indispensables para hacer la dosificación del mismo. Para ello se tiene que realizar todos las pruebas necesarias para obtener estos datos requeridos, y así poner a práctica lo aprendido anteriormente en la materia.

¿QUE ES LA DOSIFICACIÓN DEL CONCRETO?

La dosificación es una de las técnicas más básicas en cuanto a la construcción se refiere, y si quieres los mejores resultados debes saber cómo hacerla de forma adecuada.

La dosificación de concreto no es más que las proporciones correspondientes de material que se debe utilizar para el concreto, esto con el fin de obtener unas características que le permitan utilizarlo de manera tranquila, esas características son la resistencia, la durabilidad y adherencia adecuada. La dosificación no es algo que surge porque sí y ya, se expresa en gramos por metro cúbico y es de mucha importancia en las construcciones.

IMPORTANCIA DE LA DOSIFICACIÓN DE CONCRETO

Sin una dosificación adecuada del concreto este no contaría con las características esenciales para ser utilizado, y además su uso traería serias consecuencias en las construcciones y pondría en peligro la vida de personas. El concreto es la base de una construcción si la base se encuentra defectuosa toda la estructura en sí está mal, es por eso que la dosificación es lo principal en toda construcción y debe hacerse con el mayor cuidado y exactitud posible.

La importancia radica de esta forma en su preparación adecuada, si esto falla las consecuencias serían muchas. Los trabajadores de construcción siempre deben elegir los mejores materiales, estar al pendiente de que cada cosa esté en su lugar, la cantidad correcta y el sitio indicado, si alguno de los cálculos falla todo puede estar completamente mal, y esto es un lujo que no se deben permitir jamás.

MÉTODOS PARA LA DOSIFICACIÓN DE CONCRETO

Gracias a que la dosificación se ha vuelto uno de los principales problemas porque no todos saben la forma correcta de hacerlos, se han creado diferentes métodos, todos en base a la relación agua cemento, mientras más agua se aplique a la mezcla esta quedará más fácil de trabajar pero carecerá de resistencia y durabilidad, por ende se debe tener mucho cuidado. Ante esto aparece una tabla de dosificación de concreto que ayuda a los trabajadores de construcción en esto.

Esta tabla ayuda especificando la cantidad de material a utilizar para obtener los mejores resultados que se puedan imaginar, todo dependerá de para qué se va a utilizar, tomando como referencia 42 kilogramos de cemento, lo que variará siempre será la cantidad de arena, agua y grava, es importante que esta tabla sea manejada por todos los trabajadores para tener muy buenos resultados siempre.

Si quieres siempre tener los mejores resultados no basta solo con utilizar el mejor material, también debes conocer cómo utilizarlo de manera adecuada, trabajar en el área de construcción no es tarea sencilla y es por eso que te dedicamos el espacio que necesitas para estar informado y ser el mejor de todos.

PRUEBA A LOS AGREGADOS

Durante el semestre aprendimos las explicaciones y practicas de las cuales nos enseñaron a realizar las pruebas necesarias a los agregados (arena, grava).

Estas pruebas son muy esenciales para la fabricación de un concreto, ya que su resultado podría variar de cada agregado y teniendo un falso resultado final de la resistencia del concreto. Se realizaran 3 pruebas a esenciales a la grava.

Estas pruebas son muy esenciales para la fabricación de un concreto, ya que su resultado podría variar de cada agregado y teniendo un falso resultado afectaría el resultado final de la resistencia del concreto. Se realizaran 3 pruebas a esenciales a la grava y a la arena, estas pruebas son la granulometría, peso volumétrico, humedad, absorción. Con estas pruebas obtendremos los datos que se requieren para hacer la dosificación del concreto. A continuación se explicaran de manera explícita  los pasos que realizamos para cada prueba.

GRANULOMETRÍA DE LOS AGREGADOS

La granulometría es una prueba de la cual se comprobara que los agregados se aprueban como buenos agregados. Y así confiar plenamente en ellos para utilizarlos en obra. Es por eso que es la primera prueba a realizarse.

GRANULOMETRÍA DE LA GRAVA

Ademas de verificar que esta grava cumple con los requisitos para ser utilizada en la construcción, de esta prueba se obtendrá un dato muy importante para la dosificación del concreto, que es el tamaño máximo que tiene este agregado, en donde regularmente es el grava.

Para realizar esta prueba se tomara una muestra de la grava a utilizar en obra, la cual se va a pesar.

Posteriormente se tomaran los tamices que se requerirán para sacar las proporciones de los distintos tamaños de la cual está constituida la grava, la abertura de estos tamices son desde 2" 8(En caso de que haya grava retenida en esta) hasta la malla número 4. Este es la malla que indica que finalizan las gravas y lo que pase de esa malla será tomado como arena.

Se agruparan en la siguiente tabla y posteriormente se graficaran y se vera si la línea que resultara en la grafica se encuentra dentro de los 2 limites, de ser así la grava se aprueba. De no ser será lo contrario.

PASOS

1.- Se toma una muestra del banco de agregados.

2.-Se buscan y se acomodan de manera descendente los tamices.

3.- Se coloca la grava en la parte superior de los tamices y se agita aprox. 5 minutos, esto hará que la grava tienda a moverse y pueda pasar por las mallas correspondientes. (No debe forzarse a pasar al agregado).

4.-Se pesan las cantidades de grava que se retuvieron en cada tamiz y se realizan las siguientes tablas.

Los datos que obtuvimos fueron los siguientes:

GRANULOMETRÍA
MALLA	PESO RETENIDO	% RETENIDO	% RETENIDO	% QUE PASA
	PARCIAL GR.	PARCIAL	ACUMULATIVO	LA MALLA
2"	0.00	0.00%	0.00%	100.00%
1.5"	0.00	0.00%	0.00%	100.00%
1"	0.00	0.00%	0.00%	100.00%
3/4"	954.80	16.94%	16.94%	83.06%
1/2"	1387.40	24.61%	41.54%	58.46%
3/8"	1060.00	18.80%	60.34%	39.66%
1/4"	1078.20	19.12%	79.47%	20.53%
Malla No. 4	771.90	13.69%	93.16%	6.84%
Charola	385.70	6.84%	100.00%	0.00%
Suma	5638.00	100.00%

Como vemos en la gráfica, la granulometría no está un 100 por ciento dentro del límite, sin embargo se puede trabajar con ella.

EL TAMAÑO MÁXIMO DEL AGREGADO SERA DE 3/4".

GRANULOMETRÍA DE LA ARENA

Al igual que en la grava, se tomaran los pesos retenidos en los distintos tamices que se mostraran en la tabla de datos, de ahí se pasaran a una respectiva tabla la cual demuestra si efectivamente la arena cumple con los limites granulométricos requeridos.

Con esta prueba se determinara el módulo de finura, dato que se requiere para la dosificación del concreto.

PASOS

1.- Se toma una muestra del banco de agregados.

2.-Se buscan y se acomodan de manera descendente los tamices.

3.- Se coloca la arena en la parte superior de los tamices y se agita aprox. 5 minutos, esto hará que la grava tienda a moverse y pueda pasar por las mallas correspondientes. (No debe forzarse a pasar al agregado)

4.-Se pesan las cantidades de grava que se retuvieron en cada tamiz y se saca un porcentaje.

DATOS:    

GRANULOMETRÍA
MALLA	PESO RETENIDO	% RETENIDO	% RETENIDO
	PARCIAL kg.	PARCIAL	ACUMULATIVO
4	0.0314	6.28%	6.28%
8	0.1029	20.59%	26.87%
16	0.0929	18.59%	45.46%
30	0.0752	15.05%	60.50%
50	0.0612	12.24%	72.75%
100	0.0510	10.20%	82.95%
200	0.0394	7.88%	90.84%
Charola	0.0458	9.16%	100.00%
Sumas	0.4998	100.00%
Modulo de Finura:		2.95%

El módulo de finura se calculó de la siguiente manera:

La grafica fue la siguiente:

Se aprueba la granulometría de la arena.

ABSORCIÓN DE AGUA DE LOS AGREGADOS (GRAVA Y ARENA)

PORCENTAJE DE ABSORCIÓN DE LA GRAVA

PASOS:

1. Se toma la muestra de agregados.

2. Se seca la muestra de prueba hasta masa constante con una temperatura de 110+/- 10°.

3. Se pone a enfriar la muestra por un lapso de 1 a 3 horas.

4. Se sumerge el agregado en agua a una temperatura ambiente por un lapso de 24 horas.

5. Se seca el exceso de agua que tienen todas y cada una de las piedras o sea hasta dejarlas opacas.

6. Determinar la masa de la muestra en el aire en su condición SSS.

7. Colocar la muestra en la canastilla para determinar su masa en agua.

8. Secar la muestra hasta masa constante a una temperatura de 110+/-10° y enfriar por un lapso de 1 a 3 horas, determinar masa.

9. Se calcula la absorción usando la siguiente fórmulas:

A=masa de la muestra seca al horno.

B=masa de la muestra en estado saturado superficialmente seco.

C=masa aparente la de muestra sumergida en agua.

PORCENTAJE DE ABSORCIÓN DE LA ARENA

PASOS:

1. Se toma una muestra del agregado y esta reducirla a aproximadamente 1kg

2. Secar la muestra en una temperatura de 110+/-10°. Luego enfriarla a temperatura ambiente y sumergirla en agua durante 24 horas.

3. Decantar el exceso de agua teniendo cuidado para evitar perdida de agregado muy fino, someter la muestra a corriente de aire caliente y mezclar hasta obtener una muestra homogénea de secado.

4. Sujetar el molde firmemente sobre una superficie lisa y no absorbente con el diámetro mayor hacia abajo.

5. Colocar la porción de la muestra en el molde por sobrellenado y acumular el material adicional sobre la parte superior del cono.

6. Ligeramente apisonar el agregado fino dentro del molde con 25 golpes del pisón metálico. Cada caída debe ser desde alrededor de 5mm sobre la parte superior del agregado fino.

7. Retirar el molde verticalmente. Si el agregado retiene la forma del molde, quiere decir que todavía tiene humedad superficial. Cuando el agregado fino se disperse levemente, se obtendrá la condición saturada superficialmente seca.

Calcular el porcentaje de absorción con la siguiente fórmula:

S=masa de la muestra en estado saturado superficialmente seco

A=masa de la muestra seca al horno

CALCULO DE LA ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS
AGREGADO	PESO MUESTRA	PESO MUESTRA	DIFERENCIA	% ABSORCIÓN
	INICIAL (Gr.)	SATURADA SUP. SECA(Gr.)	GRAMOS
GRAVA	1000.00	1040.80	40.80	4.08%
ARENA	500.00	510.70	10.70	2.14%

PRUEBA DE HUMEDAD (GRAVA Y ARENA)

La humedad dentro de un agregado debe ser tratado con mucha importancia, al final de la prueba se obtendrá un porcentaje, esto indicara que tanta cantidad de agua contiene el agregado (Grava o Arena), para tener en cuenta, al momento de nuestra dosificación tener que quitar esa cantidad de agua a la cantidad total de la misma.

¿Por qué se resta el porcentaje de agua de los agregados?

El contenido de humedad de un material, indica que tiene un porcentaje de agua dentro, en la dosificación se debe tener una cantidad exacta de agua, en caso de tener mas  agua de lo requerido, esto provocara que la resistencia del concreto tienda a bajar y se tendría una mezcla fallida, para eso se deberá sacar el contenido de humedad para saber que tanta cantidad de agua se deberá descontar del producto final de la misma.

PASOS:

1.-Se toma una charola cualquiera, la cual se deberá conocer su peso real.

2.- se tomo una muestra de cada agregado en cada charola, se deberá pesar y restar el peso de la charola para conocer el contenido de agregado que se va a probar.

3.- Teniendo el peso de los agregados se procede a meter al horno a una temperatura de 100 +/- 5°, dejándose dentro del horno por 24 horas.

4.- Al haber transcurrido las 24 horas, se toma la muestra y se tendrá que pesar, y mediante una serie de cálculos se podrá obtener el porcentaje (%) de humedad.

Datos obtenidos:

CALCULO DE LA HUMEDAD DE LOS AGREGADOS
AGREGADO	PESO MUESTRA	PESO MUESTRA	DIFERENCIA	% HUMEDAD
	INICIAL (Gr.)	SECA (Gr.)	GRAMOS
GRAVA	2991	2869	122	4.08%
ARENA	2502	2430	72	2.88%

PESO VOLUMÉTRICO COMPACTO DE LA GRAVA

PASOS:

1.   Se toma una muestra del agregado en obra

2.   Se llena una tercera parte de un recipiente de volumen conocido, con agregado grueso y esta es varillado con 25 golpes alrededor de toda la muestra.

3.   Se llena otra tercera parte y también es golpeada de la misma manera que la anterior

4.   Se llena lo restante del recipiente poniendo un exceso y se vuelve a golpear, se enraza y se pesa.

5.   Por último se divide el peso que se registro en la bascula entre el volumen en m3 del recipiente, y el resultado será el peso volumétrico de la grava.

Datos obtenidos:

. Dimensiones de cubeta:

0.285 Metros de diámetro

0.347 Metros de Altura. Volumen cubeta: 0.022 m3

. Peso de la cubeta: 1.079 kg

. Peso de cubeta llena con grava compactada: 30.200 kg

. Peso de grava en cubeta: 29.121 kg

PESO VOLUMÉTRICO DE LA GRAVA = 29.121 Kg / 0.022 m3 = 1,323.700 kg/m

DOSIFICACIÓN

Al finalizar todas las pruebas a los agregados se procede a obtener las proporciones de cada material para obtener una resistencia deseada de un concreto , para la cual se deberá de elegir que resistencia se desea obtener, después de saber la resistencia se procede con los diferentes pasos  para realizar la dosificación, más que las pruebas de los agregados es más importante la dosificación, tomándose el resultado de cada prueba hecha con anterioridad, se debe saber utilizar cada porcentaje o resultado obtenido, teniendo un error en la elección de resultado podría variar el resultado de la resistencia.

RESULTADOS OBTENIDOS:

Módulo de finura	2.95%
Absorción de la arena	2.14%
Absorción de la grava	4.08%
Humedad arena	2.88%
Humedad grava	3%
Tam.max del agregado	3/4"
Peso vol. Grava	1323.7 Kg/m3

1.      Primeramente se deberá conocer que tamaño máximo de agregado se va a utilizar. En nuestro caso fue de 3/4".

2.      Con el tamaño del agregado, se tomara en cuenta el revenimiento (revenimiento: es escoger que tanta manejabilidad se desea del concreto, cuidando que tenga una buena resistencia), nuestro revenimiento fue de 10 cm.

3.      Para un concreto sin aire incluido (como es en nuestro caso), revenimiento de 10 cm y un tamaño máximo del agregado de 3/4" (19 mm) verificamos en la tabla de requisitos de agua aproximada (tabla dada por el profesor) que se necesitaran 205 lts de agua para hacer 1 m3 de concreto, y habrá un 2% de aire atrapado estimado.

4.      Teniendo el revenimiento, se busca dentro de una tabla junto con la resistencia (250KG/m2) y el revenimiento para poder conocer la relación agua cemento (A/C).

Relación A/C = 0.62

5.      Teniendo la relación A/C se despeja C=A/R, (R= relación obtenida de la tabla) como ya se conoce la cantidad de agua necesaria, se sustituye el A y R obteniéndose así la cantidad de cemento que se necesita para la mezcla.

Cantidad de cemento =

6.      Posteriormente se debe conocer la cantidad de grava para la mezcla, teniendo un modulo de finura de 2.95%, y teniendo un tamaño máximo de agregado de 3/4", se tomara el valor de la tabla, que es de 0.605, teniendo el valor de la tabla se multiplicara por el peso volumétrico de la grava y el resultado será los kg de grava por metro cubico de concreto:

Cantidad grava = 0.605 x 1323.7 kg/m3 = 801 kg

7.      Ya tenemos todos los pesos requeridos con excepción de la arena, falta conocer la cantidad de arena que ocupara, para lo cual se toma de una tabla el peso estimado de concreto en 1 m3 que es de 2345 kg,  sumamos los pesos de la grava, agua y cemento que se requieren para 1 m3  respectivamente, y este valor se lo restamos al peso estimado de 1 m3 de concreto. El valor dado será el peso de la arena.

Cantidad de arena: 1008 kg = 1008 kg

8.      Teniendo el peso de cada material se corregirá por la cantidad de humedad y absorción de los materiales.

9.      Una vez corregido se obtienen las proporciones reales de la mezcla:

PROPORCION BASE			Corrección por humedad y absorción				PROPORCIONES REALES
			Humedad		Absorción
			%	kg	%	kg
CEMENTO	331	kg	-	-	-	-	CEMENTO	331.00
ARENA	1008	kg	2.80%	28.22	2.14%	21.57	ARENA	1036.22
GRAVA	801	kg	3.00%	24.03	4.08%	32.68	GRAVA	825.03
AGUA	205	kg	-	52.25	-	54.25	AGUA	207.00
TOTAL	2345	kg	-	-	-	-	TOTAL	2399.25

LOS PASOS PARA ELABORAR LOS CILINDROS DE MUESTRA FUERON LOS SIGUIENTES:

1.- Se pesa la cantidad de arena, grava, cemento y agua.

2.- Se le unta aceite quemado a cada cilindro sin rellenar (esto permite que el concreto nos se peque en las orillas del cilindro al momento de descimbrar).

3.- Para tener una mejor mezcla se debe de limpiar la zona donde se realizara la mezcla, naturalmente se debe hacer en una superficie plana y limpia, pero decidimos hacerla dentro de una carretilla, se tuvo que lavar antes de poner los agregados.

4.-Se ponen los primeros materiales, Arena y grava, tratando de dejarlos muy bien mezclados, al ver que están unidos se agrega el cemento, al igual se deberá revolver para mezclar todos los materiales y tengan un mayor resultado.

5.- Teniendo los materiales (arena, grava, cemento) se hace una pequeña abertura en el interior de la mezcla y se adhiere el agua en el centro.

6.-  Se mezcla todo hasta quedar todos los materiales unidos entre sí.

7.- Observando el resultado de la mezcla, se podrá realizar  la prueba de revenimiento, a lo cual ocupamos un cono, una varilla punta de bala y una superficie plana.

8.- Se coloca el cono en la superficie mientras un integrante del equipo se coloca pisando las orejas del cono, poco a poco se ira poniendo mezcla dentro de él, en 3 pasos diferentes, en la 1/3 de cono se tendrá que picar con la varilla punta de bala, se agrega a 2/3 y se picara así hasta llenarlo, al ultimo se llenara, se pica y se enraza en la superficie.

9.- Se observa que revenimiento tuvimos, en nuestro caso tuvimos un poco de sobrepeso en el agua,  para lo cual tuvimos que  compensar con otros materiales como cemento y arena.

10. Se realizo la prueba de revenimiento y se obtuvo el revenimiento esperado.

11.- Se llenan los cilindros, llenando en 3 etapas, dando 25 picadas con la varilla punta de bala,  en cada etapa.

12.- Se enrasa el cilindro y golpeamos el cilindro hasta que saliera todo el aire que se encontraba dentro de este

13.- Acomodamos los cilindros en una superficie plana y los dejamos reposar por 24 horas.

14.- Limpiamos cada instrumento utilizado y dejamos el laboratorio hasta el siguiente día.

15.- Al haber pasado las 24 horas, regresamos al laboratorio y descimbramos los cilindros, ahí fue donde nos dimos cuenta que nos falto golpear un poco más al cilindro, porque tenía muchos orificios hechos por el aire incluido.

16.- Sacamos de los cilindros las muestras y se pusieron a curar por 28 días en la “tina de curado” dentro del laboratorio.

17.- Una vez transcurridos los 28 días, sacamos los cilindros de la tina de curado y los llevamos a la prensa para tronarlos. Los colocamos y comenzamos a ejercer presión sobre el cilindro, en el momento en que trono la prensa marco 38 toneladas, esta cantidad fue dividida entre la superficie en la que fue ejercida en este caso 176 cm^2, obteniendo una resistencia de 216 kg/cm^2.