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Una guía práctica para el cálculo de materiales para la fabricación de cilindros de concreto. Se explica el concepto de peso unitario y se detallan los pasos para calcular la cantidad de grava, arena, agua y cemento necesarios para una mezcla de concreto. Se incluyen ejemplos prácticos y fórmulas para determinar las cantidades de cada material, así como la conversión a baldes y paladas.
Typology: Summaries
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Universidad de Los Andes.
Facultad de Arquitectura y Diseño.
Escuela de Arquitectura.
Departamento de Tecnología de la Construcción.
Construcción 10 // Sección: 02
Profesor: Arq. Luis Galíndez Galdona.
Alumno: Miguel Alejandro Araque Labrador // CI: 30.192.979.
Conocer la metodología que existe para determinar los cómputos métricos del concreto,
materiales a utilizar, fabricación de cilindros y morteros.
Cálculo de los pesos unitarios de los agregados.
Análisis granulométrico de los agregados.
Diseños de mezclas.
Elaboración de morteros.
El peso unitario es la cantidad de peso por unidad de volumen de un material y es utilizado para
calcular la densidad de dicho material
El peso unitario tiene un impacto significativo en el comportamiento de los materiales utilizados
en diversos proyectos de construcción. Al conocer el peso unitario de un material, se puede
evaluar su estabilidad, resistencia y capacidad de soporte en proyectos como cimentaciones,
muros de contención, pavimentos, entre otros.
Además, el peso unitario también tiene implicaciones en la elección de materiales y en el diseño
de estructuras. Conocer el peso unitario de los materiales utilizados permite garantizar la
seguridad y eficiencia de las construcciones, ya que se pueden tomar decisiones informadas sobre
el tipo y cantidad de materiales a utilizar.
Determinar las propiedades físicas de los materiales granulares y su relación con el peso unitario
suelto y compacto.
Seleccionar una muestra representativa de arena y grava.
Realizar ensayos de peso unitario suelto y compacto para la muestra de arena.
Realizar ensayos de peso unitario suelto y compacto para la muestra de grava.
Evaluar la relación entre el peso unitario suelto y compacto de la muestra de arena y la muestra de
grava.
recipiente en su totalidad con el agregado fino, utilizando la pala (método de paleo) y
llevando el recipiente a la balanza, que nos arroja como resultado un peso de 27,290 kg
Hacemos lo mismo con la grava, llenando el recipiente con esta y llevándolo lleno a la
balanza nos da como resultado un peso de 29,660 kg.
ambos agregados sueltos, haciendo un simple cálculo, le restamos nuestro peso del
recipiente al peso del recipiente más el agregado suelto:
(Peso del agregado fino suelto + recipiente) 27,290 kg – (peso del recipiente) 7,345 kg =
19,945 kg.
(Peso del agregado grueso suelto + recipiente) 29,660 kg – (peso del recipiente) 7,345 kg =
22,315 kg.
Por lo que el peso neto del agregado fino sería de 19,945 kg y del agregado grueso
22,315 kg.
procedimiento de varillado, que consiste en rellenar el recipiente hasta un tercio de su
altura con el agregado fino, y luego con ayuda en este caso de una cabilla, procederemos a
compactar el contenido dando 25 golpes, luego, llenamos otro tercio del recipiente y
aplicamos otros 25 golpes con la cabilla, y finalizamos con nuestro último tercio aplicando
otros 25 golpes más con la cabilla para así terminar de compactar nuestro agregado fino.
Por consiguiente, llevamos el recipiente con el material ya compactado a la balanza, la
cual nos arroja un peso de 30 kg.
procedimiento de percusión, el cual, es similar al método de varillado, en donde llenamos
un tercio de la altura del recipiente con la grava, y procedemos a levantar un costado a
unos 8cm del suelo y dejándolo caer, repitiendo este proceso 25 veces variando el costado
que se está dejando caer (con esto conseguiremos que la grava llene los espacios vacíos
que hay y se compacte), repitiendo esta misma acción con los otros dos tercios faltantes
del recipiente, y al finalizar, llevamos a la balanza, que nos da como resultado un peso de
32,265 kg.
estos últimos resultados le restaremos el peso del recipiente:
(Peso del agregado fino compacto + recipiente) 30 kg – (peso del recipiente) 7,345 kg =
22,655 kg.
(Peso del agregado grueso compacto + recipiente) 32,265 kg – (peso del recipiente) 7,
kg = 24.92 kg.
el tobo plástico por completo con agua y pesaremos en la balanza, que como resultado tenemos
que pesa 21,960 kg.
recipiente con agua
Por lo que tenemos que; el peso unitario suelto de nuestro agregado fino es de 1361,645kg/m
3
y
el peso unitario suelto de nuestro agregado grueso es de 1523,786 kg/m
3
suelto, solo que en esta ocasión tomaremos en cuenta el peso neto del agregado compacto.
En el caso de la arena sería:
(𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑛𝑒𝑡𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑜) × (𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑏𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛) = 𝑃𝑈𝐶𝑎
3
3
Y con la grava:
3
3
Por lo que el peso unitario compacto de nuestro agregado fino es de 1546,656 kg/m
3
y grueso
de 1701,288 kg/m
3
El material utilizado, la grava, estaba húmeda, al igual que la arena, además de ser de distintas
procedencias, por lo que algunos resultados pueden verse alterados a comparación de un ensayo
con estas situaciones controladas.
Según el manual del concreto, los valores usuales para los agregados son:
A) El peso unitario suelto está alrededor de 1400 a 1500 kg/m
3
para el agregado grueso y
1500 a 1600 kg/m
3
para el agregado fino
B) El peso unitario compacto suele tener valores alrededor de 1500 a 1700 kg/m
3
para el
agregado grueso y 1600 a 1900 kg/m
3
para el agregado fino
Si bien, los valores obtenidos no coinciden con las medidas optimas del manual del concreto, es
fácil de comprender por las razones expuestas con anterioridad, dado que los materiales no son
precisamente los óptimos para obtener los resultados ideales.
Empezamos con el análisis granulométrico del agregado fino de la siguiente manera:
en la hoja de datos del análisis granulométrico del agregado fino.
Un ejemplo de los tamices de arena, en los que se encuentran diversos tamaños.
de pesar aproximadamente 500gr, en nuestro caso pesó 505.6gr, lo cual no afecta en nuestro
ensayo ya que se acerca demasiado al peso propuesto.
vertemos la muestra de arena en el tamiz superior, y, por consiguiente, encendemos la maquina
por aproximadamente 3 minutos.
Maquina tamizadora de arena.
de la cantidad de arena habrá descendido del tamiz superior a los tamices inferiores.
la balanza para obtener el respectivo peso de cada una de las muestras con el tamiz, como
también el peso neto de las mismas.
toda esta información en la hoja de datos del análisis granulométrico del agregado fino:
Una vez obtenido todos los resultados del análisis granulométrico del agregado fino procederemos
a abordar el análisis granulométrico del agregado grueso:
ingresando los pesos en nuestra hoja de datos de análisis granulométrico de agregado grueso.
esta, en nuestro caso, pesó 10.190kg, por lo que esto no tendrá ningún efecto en nuestro ensayo
ya que se aproxima bastante al peso que está planteado.
dura aproximadamente unos 5 minutos.
Maquina para tamizar la grava.
correspondiente de cada uno de ellos, pesando e ingresando la información en nuestra hoja de
datos.
distintos tamaños del agregado
Gracias a esta gráfica obtendremos el beta máximo y el beta mínimo, los cuales no son más que
las rectas verticales que cortan la mayoría de los límites granulométricos recomendados, en este
caso, el beta máximo es el 48 y el beta mínimo es el 33. También se puede obtener el beta
promedio, el cual es 40, producto de la suma entre los betas máximo y mínimo dividido entre dos,
y que si a este mismo resultado le sumamos el beta mínimo y lo dividimos entre dos obtendremos
el beta óptimo, y que en la gráfica podremos establecer una recta que Nazca desde ese punto y
conecte con el porcentaje de agregado grueso referido a la mezcla total, obteniendo finalmente
como resultado las siguientes relaciones:
OPTIMO: 37% A.F (agregado fino) + 63% A.G (agregado grueso)
En el apartado del agregado fino, el módulo de finura de una arena bien gradada debe de estar: a)
según el manual del concreto fresco entre 2.5 a 3.
B) según la ASTM está entre 2.3 a 3.
C) según normas alemanas 2.2 a 3.5.
Por lo tanto, nuestra arena está bien gradada según 2 normas de entes reguladores de la
construcción.
En el apartado del agregado grueso, en el tamiz de una pulgada pasó más Del 95% de la muestra
representativa, por lo tanto, 1’ pulgada es el tamaño máximo obtenido en el análisis
granulométrico del agregado grueso.
Además, en los resultados del cálculo de betas, se puede escoger entre cualquiera de las tres
relaciones que obtuvimos (beta mínimo, promedio o máximo), eso dependerá de la proporción de
los materiales que se requiera en la obra, aunque por norma general, lo ideal, en la mayoría de los
casos, debería de utilizarse el beta optimo.
