3. CAPÍTULO III: MATERIALES Y MÉTODOS
4.3. DISEÑO DE MEZCLA
4.3.1. DISEÑO DE MEZCLA PATRÓN
Se ha utilizado el método de diseño de mezcla del Módulo de Fineza de la combinación de agregados. Al realizar los ensayos de prueba se verificó la trabajabilidad del concreto, en caso no sea el seleccionado en el diseño, se corrige la dosificación. Para el concreto f´c = 210 kg/cm2 se corrigió el asentamiento (slump) obtenido, pasando de 1 pulg a ser superior de 3 pulgadas y para el concreto f´c = 175 kg/cm2 se obtuvo un slump superior a 3 pulgadas y no requirió un reajuste. Como resultado se muestra en la siguiente tabla de dosificación para los concretos Patrón, es decir, sin adición de ceniza de carbón mineral de cocina:
Tabla 44
Dosificación del Concreto Patrón f´c = 210 kg/cm2
Descripción
Pesos secos (kg/m3) Corrección por humedad (kg/m3) Proporción en peso inicial Corrección por Slump (kg/m3) Proporción en peso Final Tanda por 6 Probetas (Kg)*
Cemento 367.12 367.12 1.00 383.57 1.00 15.34 Agregado
fino
708.77 720.32 1.96 696.84 1.82 27.87 Agregado
Grueso
982.03 987.83 2.69 987.99 2.58 39.52 Agua 205 Lt 216.3 Lt 0.589 225.87 0.589 9.03
Aire 2% 25.04
Lt/bls
25.0 Lt/bls
Total 2262.92 2291.54 2294.27 91.77
Nota: En la tanda está considerado el 10% de mezcla sobrante garantizada como
exige el MEM-MTC (2016) por tanda para ensayos de laboratorio.
Elaboración propia.
TESIS: “INFLUENCIA DE CENIZAS DE CARBÓN MINERAL DE COCINA EN CONCRETOS ESTANDAR ELABORADOS CON AGREGADOS DEL RÍO LLAMACOCHA – CONCHUCOS 2021”
Tabla 45
Dosificación del Concreto Patrón f´c = 175 kg/cm2
Descripción
Pesos secos (kg/m3)
Corrección por humedad
(kg/m3)
Proporción en peso
final
Tanda por 6 Probetas
(Kg)*
Cemento 326.43 326.43 1.00 12.770
Agregado fino 756.34 768.67 2.35 30.070 Agregado
Grueso 969.78 975.50 2.99 38.161
Agua 205 Lt 216.62 0.66 8.474
Aire 2% 28.20
Lt/bls
Total 2257.55 2287.23 89.474
Nota: Para este caso no se corrigió por slump. Elaboración propia.
4.3.2. DISEÑO DE MEZCLA PATRÓN + 5% DE CENIZA DE CARBÓN MINERAL DE COCINA
Se han elaborado de acuerdo al método de diseño del Módulo de fineza de la combinación de agregados. La dosificación obtenida para los concretos Patrón ha sido afectada por un porcentaje del 5% de cenizas de carbón mineral de cocina respecto del peso del cemento, tal como se evidencia a continuación:
Tabla 46
Dosificación del Concreto Patrón f´c = 210 kg/cm2 + 5% de Ceniza de Carbón Mineral de Cocina
Descripción
Pesos secos (kg/m3) Corrección por humedad (kg/m3) Proporción en peso inicial Corrección por Slump (kg/m3) Proporción en peso Final Tanda por 6 Probetas (Kg)
Cemento 367.12 367.12 1.00 383.57 1.00 15.34 Agregado fino 708.77 720.32 1.96 696.84 1.82 27.87
Agregado
Grueso 982.03 987.83 2.69 987.99 2.58 39.52 Agua 205.00 216.27 0.589 225.87 0.589 9.03
Aire 2% 25.04
Lt/bls
25.0 Lt/bls CCMC* 5% del
Cemento (kg) 18.356 19.18 0.77
Total 2262.92 2309.89 2313.45 92.54
TESIS: “INFLUENCIA DE CENIZAS DE CARBÓN MINERAL DE COCINA EN CONCRETOS ESTANDAR ELABORADOS CON AGREGADOS DEL RÍO LLAMACOCHA – CONCHUCOS 2021”
Tabla 47
Dosificación del Concreto Patrón f´c = 175 kg/cm2 + 5% de Ceniza de Carbón Mineral de Cocina
Descripción
Pesos secos (kg/m3)
Corrección por humedad
(kg/m3)
Proporción en peso
final
Tanda por 6 Probetas
(Kg)*
Cemento 326.43 326.43 1.00 12.770
Agregado fino 756.34 768.67 2.35 30.070 Agregado
Grueso 969.78 975.50 2.99 38.161
Agua 205 Lt 216.62 0.66 8.474
Aire 2% 28.20
Lt/bls CCMC* 5% del
Cemento (kg) 16.322 0.638
Total 2257.55 2303.55 90.113
Nota: Elaboración propia.
4.3.3. DISEÑO DE MEZCLA PATRÓN + 10% DE CENIZA DE CARBÓN MINERAL DE COCINA
Se han elaborado de acuerdo al método de diseño del Módulo de fineza de la combinación de agregados. La dosificación obtenida para los concretos Patrón ha sido afectada por un porcentaje del 10% de cenizas de carbón mineral de cocina respecto del peso del cemento, tal como se evidencia a continuación:
TESIS: “INFLUENCIA DE CENIZAS DE CARBÓN MINERAL DE COCINA EN CONCRETOS ESTANDAR ELABORADOS CON AGREGADOS DEL RÍO LLAMACOCHA – CONCHUCOS 2021”
Tabla 48
Dosificación del Concreto Patrón f´c = 210 kg/cm2 + 10% de Ceniza de Carbón Mineral de Cocina
Descripción
Pesos secos (kg/m3) Corrección por humedad (kg/m3) Proporción en peso inicial Corrección por Slump (kg/m3) Proporción en peso Final Tanda por 6 Probetas (Kg)*
Cemento 367.12 367.12 1.00 383.57 1.00 15.34 Agregado fino 708.77 720.32 1.96 696.84 1.82 27.87
Agregado
Grueso 982.03 987.83 2.69 987.99 2.58 39.52 Agua 205.00 216.27 0.589 225.87 0.589 9.03
Aire 2% 25.04
Lt/bls
25.0 Lt/bls CCMC* 10%
del Cemento (kg)
36.712 38.36 1.53
Total 2262.92 2328.25 2332.63 93.31
Nota: Elaboración propia.
Tabla 49
Dosificación del Concreto Patrón f´c = 175 kg/cm2 + 10% de Ceniza de Carbón Mineral de Cocina
Descripción
Pesos secos (kg/m3)
Corrección por humedad
(kg/m3)
Proporción en peso
final
Tanda por 6 Probetas
(Kg)*
Cemento 326.43 326.43 1.00 12.770
Agregado fino 756.34 768.67 2.35 30.070 Agregado
Grueso 969.78 975.50 2.99 38.161
Agua 205 Lt 216.62 0.66 8.474
Aire 2% 28.20
Lt/bls CCMC* 10%
del Cemento (kg)
32.643 1.277
Total 2257.55 2319.87 90.751
Nota: Elaboración propia.
TESIS: “INFLUENCIA DE CENIZAS DE CARBÓN MINERAL DE COCINA EN CONCRETOS ESTANDAR ELABORADOS CON AGREGADOS DEL RÍO LLAMACOCHA – CONCHUCOS 2021”
4.3.4. DISEÑO DE MEZCLA PATRÓN + 15% DE CENIZA DE CARBÓN MINERAL DE COCINA
Tabla 50
Dosificación del Concreto Patrón f´c = 210 kg/cm2 + 15% de Ceniza de Carbón Mineral de Cocina
Descripción
Pesos secos (kg/m3) Corrección por humedad (kg/m3) Proporción en peso inicial Corrección por Slump (kg/m3) Proporción en peso Final Tanda por 6 Probetas (Kg)*
Cemento 367.12 367.12 1.00 383.57 1.00 15.34 Agregado fino 708.77 720.32 1.96 696.84 1.82 27.87
Agregado
Grueso 982.03 987.83 2.69 987.99 2.58 39.52 Agua 205.00 216.27 0.589 225.87 0.589 9.03
Aire 2% 25.04
Lt/bls
25.0 Lt/bls CCMC* 15%
del Cemento (kg)
55.068 57.54 2.30
Total 2262.92 2346.61 2351.81 94.07
Nota: Elaboración propia.
Tabla 51
Dosificación del Concreto Patrón f´c = 175 kg/cm2 + 15% de Ceniza de Carbón Mineral de Cocina
Descripción
Pesos secos (kg/m3)
Corrección por humedad
(kg/m3)
Proporción en peso
final
Tanda por 6 Probetas
(Kg)*
Cemento 326.43 326.43 1.00 12.770
Agregado fino 756.34 768.67 2.35 30.070 Agregado
Grueso 969.78 975.50 2.99 38.161
Agua 205 Lt 216.62 0.66 8.474
Aire 2% 28.20
Lt/bls CCMC* 15%
del Cemento (kg)
48.965 1.915
Total 2257.55 2336.19 91.390
Nota: Elaboración propia.
TESIS: “INFLUENCIA DE CENIZAS DE CARBÓN MINERAL DE COCINA EN CONCRETOS ESTANDAR ELABORADOS CON AGREGADOS DEL RÍO LLAMACOCHA – CONCHUCOS 2021”
Se elaboraron de acuerdo al método de diseño del Módulo de fineza de la combinación de agregados. La dosificación obtenida para los concretos Patrón ha sido afectada por un porcentaje del 15% de cenizas de carbón mineral de cocina respecto del peso del cemento, tal como se evidencia en las Tablas 50 y 51.
4.3.5. DISEÑO DE MEZCLA CON EL % ÓPTIMO DE CENIZA DE CARBÓN MINERAL DE COCINA
Una vez conocidos los resultados de resistencia a la compresión a los 28 días de todos los concretos con distintos porcentajes de adición, se determinó el porcentaje óptimo de ceniza para cada resistencia. Ver ítems 4.6.1.1 y 4.6.2.1. Las dosificaciones corregidas para un slump con una adecuada trabajabilidad de la mezcla son:
Tabla 52
Dosificación del Concreto Óptimo f´c = 210 kg/cm2 + 10% de Ceniza de Carbón Mineral de Cocina
Descripción
Pesos secos (kg/m3) Corrección por humedad (kg/m3) Proporción en peso inicial Corrección por Slump (kg/m3) Proporción en peso Final Tanda por 30 Probetas (Kg)*
Cemento 367.12 367.12 1.00 394.29 1.00 70.972 Agregado fino 708.77 720.32 1.96 710.31 1.80 127.856
Agregado
Grueso 982.03 987.83 2.69 987.99 2.51 177.839 Agua 205.00 216.27 0.589 231.99 0.59 41.758
Aire 2% 25.04
Lt/bls
25.04 Lt/bls CCMC* 10%
del Cemento (kg)
36.71 39.43 7.10
Total 2262.92 2328.25 2364.02 425.523
Nota: Elaboración propia.
TESIS: “INFLUENCIA DE CENIZAS DE CARBÓN MINERAL DE COCINA EN CONCRETOS ESTANDAR ELABORADOS CON AGREGADOS DEL RÍO LLAMACOCHA – CONCHUCOS 2021”
Tabla 53
Dosificación del Concreto Óptimo f´c = 175 kg/cm2 + 11% de Ceniza de Carbón Mineral de Cocina
Descripción
Pesos secos (kg/m3) Corrección por humedad (kg/m3) Proporción en peso inicial Corrección por Slump (kg/m3) Proporción en peso Final Tanda por 30 Probetas (Kg)*
Cemento 326.43 326.43 1.00 335.52 1.00 60.394 Agregado fino 756.34 768.67 2.35 785.05 2.34 141.309
Agregado
Grueso 969.78 975.50 2.99 971.71 2.90 174.908
Agua 205.00 216.62 0.66 223.12 0.66 40.162
Aire 2% 28.20
Lt/bls
28.26 Lt/bls CCMC* 11%
del Cemento (kg)
35.91 36.91 6.64
Total 2257.55 2323.13 2352.31 423.415
Nota: Elaboración propia.
4.4. ENSAYO DE CONSISTENCIA
Para obtener resultados más fidedignos se sacaron dos ensayos de consistencia y poder determinar el slump o asentamiento del concreto para cada tipo de adición de cenizas, incluyendo la muestra patrón de diseño.
Se respetaron los procedimientos descriptos en el capítulo anterior, colocando directamente la tanda del concreto al buggy con los tiempos adecuados y se procedió a llenar el molde cónico en 3 capas y su respectivo varillado. Al retirar el molde se midió el asentamiento obtenido de la siguiente manera mostrado en la Tabla 54:
Al adicionarle 5% de ceniza de carbón mineral a la tanda de ambas resistencias, disminuye significativamente el slump alcanzando 2.8 pulgadas en concretos f´c = 210 kg/cm2 y 2.3 pulgadas en concreto f´c = 175 kg/cm2. Con el 10% de adición es más notorio la reducción respecto a la muestra patrón, alcanzando las 2 pulgadas aproximadamente en ambos concretos. Para un 15% de adición el asentamiento se reduce hasta 1.5 pulgadas en promedio en ambas resistencias, siendo inferior para el
TESIS: “INFLUENCIA DE CENIZAS DE CARBÓN MINERAL DE COCINA EN CONCRETOS ESTANDAR ELABORADOS CON AGREGADOS DEL RÍO LLAMACOCHA – CONCHUCOS 2021”
concreto de f´c = 175 kg/cm2. Por tanto, si se requiere trabajar con un asentamiento igual a la muestra patrón se deberá corregir el agua. Así se hizo para los diseños de los porcentajes óptimos en cada resistencia.
Tabla 54
Asentamiento para cada tipo de concreto y su Porcentaje de adición de Ceniza
Resistencia/%adición
ASENTAMIENTO (cm) 0 %
CCM
5 % CCM
10 % CCM
15 % CCM
% ÓPTIMO
175 7.7 6 4.7 3.5 7.5
7.5 5.5 4.3 3.2 7.3
Promedio 7.6 5.75 4.5 3.35 7.4
Prom. (pulg) 3.0 2.3 1.8 1.3 2.9
210 7.4 7.2 5.2 4.5 7.8
7.6 6.9 4.8 4.2 7.6
Promedio 7.5 7.05 5 4.35 7.7
Prom. (pulg) 3.0 2.8 2.0 1.7 3.0
Nota: Elaboración propia.