Metodo Walker

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    26-Nov-2015

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Materiales de Construccin

UNIVERSIDAD SAN PEDRO Tecnologa del Concreto

DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETOMTODO WALKER

I. RESUMEN

La finalidad del presente es realizar el diseo de mezclas de concreto utilizando el mtodo de WALKER.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 y como requisito primordial, el PERFIL (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.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 11 das, luego de ello se secaron al ambiente por 1 da.A los 12 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 77.143% 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.

II. INTRODUCCIN

El 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 denominado Mtodo de WALKER se desarrolla debido a la preocupacin del profesor norteamericano Stanton Walker en relacin con el hecho de que, sea cual fuera la resistencia de diseo del concreto y por tanto su relacin agua/cemento, contenido de cemento y caractersticas del agregado fino, la cantidad de agregado grueso era la misma.

Considerando que la relacin fino-grueso debera variar en funcin del contenido de la pasta en la mezcla, as como del perfil y del TMN del agregado grueso, y que otro factor que debera ser considerado era la mayor o menor fineza del agregado fino, el profesor Walker desarroll una serie de tablas en donde consider esto ltimo, clasificando al agregado fino como fino, mediano y grueso. Igualmente se considera si el agregado grueso es de perfil redondeado o angular y, para cada uno de los dos casos, se considera cuatro alternativas de factor cemento. Todo ello permite encontrar un porcentaje de agregado fino que se considera como el ms conveniente en relacin al volumen absoluto total de agregado.

III. OBJETIVOS

Realizar el diseo de una mezcla de concreto usando el mtodo del WALKER, basndonos en una resistencia especificada fc =250 Kg/cm2 (resistencia requerida).

Determinar las propiedades tanto del concreto fresco (slump, peso unitario), como del concreto endurecido (esfuerzo de rotura, mdulo de elasticidad).

Evaluar la resistencia alcanzada por el concreto endurecido.

IV. ALCANCES

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

V. 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.

VI. ESPECIFICACIONES DE SERVICIO Y CARACTERSTICAS DE LOS MATERIALES.

1. ESPECIFICACIONES DE SERVICIO

a) Resistencia Especificada:

Fc = 210 Kg/cm2.

b) Usando el criterio 2 (dado en clase).

Cuando se tiene registros de resistencias de probetas correspondientes a obras y proyectos anteriores, puesto que ya hemos realizado trabajos anteriores; podremos utilizar este criterio y la tabla que nos ofrece: V

fcfcr

Menos de 210fc+70

210 350fc+84

>350fc+98

c) Concreto Normal NO expuesto a condiciones severas.

2. CARACTERSTICAS DE LOS MATERIALES

a) Cemento Portland Tipo I SOL Peso especfico = 3.15 gr./cm3.

b) Agua Potable

c) Agregados:

PROPIEDADESA. FINOA. GRUESO

TAMAO MXIMO-1

TAMAO MXIMO NOMINAL-1

PESO ESPECFICO DE MASA (gr/cm3)2.622.43

ABSORCIN (%)3.091.05

CONTENIDO DE HUMEDAD (%)8.301.34

MDULO DE FINURA2.8637.55

PESO U. S. COMPACTADO (Kg/m3 )-1533.96

PERFILanguloso

VII. DESARROLLO DEL MTODO DE WALKER

1. Clculo de f'cr. Tomando en cuenta el criterio 2 sabemos que:

2. Determinacin del TMN del Agregado Grueso.

Por lo tanto: TMN = 3/4 Perfil redondeado3. Determinacin del Slump.Consistencia fludica

Slump: 3 4

4. Determinacin la cantidad de agua de mezclado.Agregado angular.Volumen de Agua de Mezcla = 185l/m3

5. Determinacin del contenido de aire.

Volumen de aire = 2%

6. Determinacin de la relacin a/c.

a). Por Resistencia

Interpolando:300----------------- 0.55 294------------------ X250----------------- 0.62

X=0.56 A/C = 0.56

NOTA: 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 = 330 Kg./m3 = 7.8 Bls/m3

8. Clculo de Volmenes Absolutos (cemento, agua, aire). Cemento = = 0.105 m3 Agua de mezcla = = 0.185 m3 Aire = 2 %= 0.020 m3---------------

absolutos= 0.310 m3

9. Clculo de Volumen Absoluto del Agregado Global. A. Global = 1 0.310 = 0.690

A. Global = 0.690 m3

10. Determinacin del Grado de Incidencia del A. Fino en el A. Global. (Tabla Walker dada en clase)

Interpolando:

TMNFACTOR DE CEMENTOMF(AF)

77.88

135332.035

2.530

38362.605

% A.F. = 35.65 %

11. Determinacin del Volumen absoluto del agregado.

A.F. = (35.65/100)* 0.690 m3 = 0.246 m3 A.G. = (0.6435/100)* 0.690 m3 = 0.444 m3

12. Clculo del Peso Seco de los Agregados. Agregado fino= (0.246)*(3.26)*1000) = 801.96 Kg./m3

Agregado grueso= (0.449) * (2.62*1000) = 1176.38 Kg./m3

13. Determinacin de los Valores de Diseo en el Laboratorio.

Cemento = 330 Kg./m3 Agua de mezcla = 185 lts./m3 Agregado fino = 801.96 Kg./m3 Agregado grueso =1176.38 Kg./m3

14. Correccin del Diseo por humedad de los agregados.

a). Determinacin del Peso Hmedo de los Agregados.Peso hmedo = Peso seco * (1 + w%)

Agregado fino= (801) * (1.0624) = 850.98 Kg./m3

Agregado grueso=(1176)*(1.0030) = 1179.53 Kg./m3

b). Determinacin de la humedad superficial de los Agregados.

Humedad Superficial = w% Ab%

Agregado fino= 6.24 %- 1.01% = 5.23 % Agregado grueso= 0.30%-0.55% = -0.25 %

c). Clculo del aporte de agua por humedad superficial de los agregados.

Aporte de agua = Peso seco * Humedad superficial

Agregado fino= 801 * (5.23/100) =-41.89 lts./m3 Agregado grueso= 1176 * (-0.25 /100) = -2.94 lts./m3 -------------------------------

Aporte de agua= 38.95 lts./m3

Agua Efectiva = 185 (38.95) = 146.05 lts/m3

Agua Efectiva = 146.05 lts./m3

15. Determinacin de Valores Corregidos de los constitutivos del Concreto o al pie de obra

Cemento = 330 Kg./m3 Agua Efectiva = 146.05 lts./m3 Agregado fino = 850.98 Kg./m3 Agregado grueso=1179.53 Kg./m3

16. Dosificacin en Obra.En laboratorio:

1: 2.58 : 3.58 / 18.88 lts./Bls

17. Determinacin de Valores Corregidos de los constitutivos del Concreto para 02 Probetas ( = 0.015 m3).

Cemento = 430*0.015= 6.40 Kg. Agua Efectiva = 229.983*0.015 lts.=3 lts. Agregado fino= 664.196*0.015= 9.963=10 Kg Agregado grueso= 933.237*0.015=13.99 Kg.=14 Kg

Al realizar la prctica agregamos por mala medicin 250 ml ms, no afectando al final en el resultado esperado.

VIII. PROCEDIMIENTO REALIZADO EN LABORATORIO EQUIPO:

Probetas estndar Cono de Abrams Varilla Compactadora de acero de 5/8 de dimetro por 80 de longitud Carretilla Aceite Palana Todos los elementos que intervienen para la mezcla previamente calculados.

Fig. N01: Cono de Abrams y Probetapara agregarle agua necesaria a la mezcla

Fig. N02: Carretilla, que sirvi para la mezcla de los agregados, agua y el cemento.

IX. PROCEDIMIENTO: Se extrajo material de la cantera Tartar Chico, en la cantidad aproximada. Escogemos el agregado grueso, teniendo en cuenta el tamao mximo nominal; es decir tamizamos por la malla de 1 para escoger lo que queda en la malla.

Fig. N 03: Tamizando el agregado grueso

Se pes el agregado fino, el agregado grueso y el cemento en las proporciones requeridas.

Fig. N 04- 05-06: Registrando el peso de: agregado fino, agregado grueso y de cemento, respectivamente.

Se mezcl en la carretilla el agreg