Perception of ethical issues

Los resultados obtenidos en laboratorio en base a ensayos de granulometría, determinación de peso específico, porcentaje de absorción, peso volumétrico y contenido de humedad son resumidos en la Tabla 11, estos valores serán utilizados para el diseño de concreto con reemplazo de los agregados por escoria al 50% de acuerdo al (American concrete institute committe 211, 2020)

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Tabla 11

Características de los agregados fino y grueso con escoria de acero al 50%

Ensayo de los agregados Agregado fino Agregado grueso

Peso unitario suelto (kg/m3) 1790.68 1470.06 Peso unitario compactado (kg/m3) 1946.24 1599.27 Peso específico (kg/m3) 2535.00 2835.00

Módulo de fineza 3.265 -

Tamaño máximo nominal - 1”

% de absorción 2.305 2.37

% de humedad 1.585 0.18

Fuente: Elaboración propia

3.1.2.3.1. Determinación de la resistencia promedio requerido (f’cr)

Cuando no se tiene registro de resultados de resistencia a la compresión de probetas anteriores, la f’cr se determinará empleando los valores de la Tabla 5 del (American concrete

institute committe 211, 2020), donde el valor de f’c=280kg/cm2, para calcular el valor de la

f’cr utilizamos la ecuación (1), luego reemplazamos el valor de f’c y obtenemos:

f’cr = 280+84 = 364 kg/cm2.

3.1.2.3.2. Cálculo del contenido de aire atrapado

Para determinar el contenido de aire atrapado se necesita el tamaño máximo nominal del agregado grueso, para nuestra investigación utilizaremos los valores de la Tabla 6 del (American concrete institute committe 211, 2020), siendo el tamaño máximo nominal del Agregado Grueso 1”; por lo tanto, el contenido de aire atrapado es 1.5%.

3.1.2.3.3. Volumen unitario de agua

Para determinar el volumen unitario de agua utilizaremos los valores de la Tabla 7 del (American concrete institute committe 211, 2020); lo cual para un slump requerido de 3” a

64 4” y tamaño máximo nominal del agregado grueso 1” el volumen unitario de agua será de 193 lt/m3.

3.1.2.3.4. Selección de relación agua / cemento (a/c)

Para determinar la relación agua / cemento utilizaremos los valores de la Tabla 8 del (American concrete institute committe 211, 2020); lo cual para una resistencia a la compresión promedio requerido de 364 kg/cm2 en un concreto sin aire incorporado, la relación agua / cemento se encuentra interpolando los valores de la Tabla 8, según como se muestra en la ecuación (14):

400 − 364 0.43 − 𝑎/𝑐 =

400 − 350

0.43 − 0.48 (19)

De (19), despejamos a/c y obtenemos:

a/c = 0.46 (20)

Donde:

a= Contenido de agua c= Contenido de cemento a/c= Relación agua - cemento

3.1.2.3.5. Cálculo del contenido del cemento

Para el cálculo del contenido de cemento utilizamos la ecuación (4), el cual es resultado de reemplazar el valor de a/c = 0.46 y contenido de agua (a) en la ecuación (3), siendo:

c = 193

0.46 (21)

De acuerdo a la ecuación (16) , despejamos a/c y obtenemos: c= 419.57 kg/m3

Donde:

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3.1.2.3.6. Cálculo de peso de agregado grueso

Para determinar el peso del agregado grueso requerido por la unidad cubica del concreto utilizaremos los valores de la Tabla 9 del (American concrete institute committe 211, 2020), para lo cual tenemos un módulo de fineza del agregado fino (Mdf) igual a 3.265 y tamaño máximo nominal del agregado grueso (Tmn) igual a 1”, para ello interpolando tenemos:

(2.80 – 3.265) / (3.00 – 3.265) = (0.67 – (b / b0)) / (0.65 - (b / b0))

(22) Para calcular el peso del agregado grueso utilizamos la ecuación (6), el cual es resultado de despejar el valor de b / b0 de la ecuación (5), obtenemos:

b / b0 = 0.6235

(23) De acuerdo a la ecuación (18), despejamos el valor de b y reemplazamos el valor del peso unitario compactado del agregado grueso con escoria al 50% (b0), obtenemos:

b= 997.14kg/m3 Donde:

b/b0= coeficiente de la división del peso seco requerido por la unidad cubica del concreto y

el peso unitario compactado. b0 = Peso unitario compactado

b=Peso seco requerido por la unidad cubica del concreto

3.1.2.3.7. Cálculo de los volúmenes absolutos

Conocidos los pesos del cemento, agua, agregados y volumen de aire, procedemos a calcular los volúmenes de cada uno de ellos, para lo cual utilizamos la ecuación (7) y reemplazamos los valores conocidos de p.u y p.e., obtenemos:

V. Cemento = 419.57 / 3080 = 0.136 m3

66 V. del Aire= 1.5 / 100 = 0.015 m3

V. del Agregado Grueso= 997.14 / 2835 = 0.35 m3 Según la ecuación (7):

Vmat= Volumen del material. p.u. = Peso unitario del material. p.e. = Peso específico del material.

3.1.2.3.8. Cálculo del peso del Agregado Fino

El volumen absoluto del agregado fino se calculará con la ecuación (8), siendo esta la diferencia entre la unidad y la suma de los volúmenes absolutos conocidos.

Reemplazamos los valores en la ecuación (7) y obtenemos: Σvac = 0.69 m3

𝑉𝑎𝑓 = 1 − 𝛴𝑣𝑎𝑐 = 1 – 0.69 = 0.31 m3

Donde:

Vaf= Volumen del agregado fino.

Σvac = Suma de los volúmenes absolutos conocidos.

Para calcular el peso del agregado fino utilizamos la ecuación (9) reemplazamos valores de p.e y vaf, obtenemos:

p.u. = 785.85 kg/m3 Donde de la ecuación (9):

Vaf= Volumen del agregado fino. p.u. = Peso unitario del agregado fino. p.e. = Peso específico del agregado fino.

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3.1.2.3.9. Valores de diseño

Estos valores son resultado de los cálculos obtenidos en base al método del (American concrete institute committe 211, 2020)

Cemento = 419.57 kg/m3

Agregado fino = 785.85 kg/m3

Agregado grueso = 997.14 kg/m3

Agua = 193 lt/m3

3.1.2.3.10. Corrección por humedad del agregado

Los materiales que integran la unidad cubica del concreto deberán ser corregidos en función de las condiciones de humedad de los agregados, para la corrección por humedad del agregado utilizaremos la ecuación (10):

Reemplazamos en la ecuación (10) para obtener el peso corregido del agregado fino: Peso corregido = 785.85 x ((1.585 / 100) + 1))

Peso corregido = 798.30 kg/m3

Reemplazamos en la ecuación (10) para obtener el peso corregido del agregado grueso: Peso corregido =997.14 x ((0.18 / 100) + 1))

Peso corregido = 998.93 kg/m3 Donde de la ecuación (10):

w% = Porcentaje de humedad del agregado

3.1.2.3.11. Aporte de agua de los agregados a la mezcla

Se realizará en base a la ecuación (11):

Reemplazamos en la ecuación (11) para obtener el aporte de agua de agregado fino: Aporte de agua del agregado fino = (1.585 – 2.305) x 785.85 / 100 = -5.66 lt.

68 Reemplazamos en la ecuación (11) para obtener el aporte de agua de agregado grueso:

Aporte de agua del agregado grueso = (0.18 – 2.37) x 997.14 / 100 = -21.84 lt. Dónde dé la ecuación (11):

W%=Porcentaje de humedad del agregado. Abs%= Porcentaje de absorción del agregado.

Por lo tanto, el aporte de agua a la mezcla será reemplazando los valores en la ecuación (12) y obtenemos:

Aporte de agua a la mezcla = – 5.66 + (–21.84) Aporte de agua a la mezcla = – 27.50 lt.

3.1.2.3.12. Agua efectiva

Es el valor a ser empleado en la mezcla de prueba y será calculado en base a la ecuación (12): Agua efectiva = 193 – (– 27.50)

Agua efectiva = 220.50 lt.

3.1.2.3.13. Corrección de los valores de diseño por humedad del agregado

Luego de efectuado la corrección por humedad de los agregados según el ítem 3.1.2.3.10. y haber calculado el aporte de agua a la mezcla según el ítem 3.1.2.3.11. Obtenemos:

Cemento: 419.57 kg/m3 Agregado grueso: 998.93 kg. Agregado fino: 798.30 kg. Agua: 220.50 lt/m3

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3.1.2.3.14. Proporción en peso del cemento, agregado fino, agregado grueso y agua Sin corregir: 419.57 419.57 ∶ 785.85 419.57∶ 997.14 419.57= 1 ∶ 1.87 ∶ 2.38 ∶ 19.55 𝑙𝑡/𝑠𝑎𝑐𝑜 Corregido: 419.57 419.57 ∶ 798.30 419.57∶ 998.93 419.57= 1 ∶ 1.90 ∶ 2.38 ∶ 22.33 𝑙𝑡/𝑠𝑎𝑐𝑜 Relación agua / cemento de diseño = 193 / 419.57 = 0.46 Relación agua / cemento efectivo = 220.50 / 419.57 = 0.53

3.1.3. Ensayo en estado fresco y endurecido del concreto normal y con escoria de acero