monografia de diseño de mezclas metodo del aci, alcances y otros metodos
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presentacion, objetivos generales, diseño del metodo ACI, generalidades, caracteristicas, secuencia de diseño; metodo de fuller; metodo de walker; y conclusionesTRANSCRIPT
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
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CURSO : TECNOLOGIA DEL CONCRETO
TEMA : UNIDAD 05: Diseño de mezclas por el método ACI y
sus alcances, y otros métodos
DOCENTE : ING. MAX ANDERSON HUERTA MAZA
INTEGRANTES:
HUARAZ-2014
FACULTAD DE ING. CIVIL
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
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INDICE
Contenido I. PRESENTACION ............................................................................................................................ 4
II. OBJETIVOS ................................................................................................................................... 4
2.1. OBJETIVO GENERAL: ............................................................................................................ 4
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS: ..................................................................................................... 4
III. INTRODUCCION: ...................................................................................................................... 5
IV. MARCO TEORICO: .................................................................................................................... 6
4.1. DISEÑO DE MEZCLAS POR EL METODO DEL ACI: ................................................................ 6
4.1.1. GENERALIDADES: ......................................................................................................... 6
4.1.2. DEFINICION: ................................................................................................................. 6
4.2. CONSIDERACIONES BASICAS. .............................................................................................. 7
4.2.1. CARACTERISTICAS DEL AGUA DE MEZCLADO: ............................................................ 7
4.2.2. ADITIVOS: PROPIEDADES Y SELECCIÓN: ...................................................................... 8
4.3. SECUENCIA DE DISEÑO: ..................................................................................................... 14
4.3.1. PRIMER PASO: ........................................................................................................... 15
4.3.2. SEGUNDO PASO: ....................................................................................................... 22
4.3.3. TERCER PASO: ............................................................................................................ 27
4.3.4. CUARTO PASO: .......................................................................................................... 33
4.3.5. QUINTO PASO: ........................................................................................................... 40
4.3.6. SEXTO PASO: .............................................................................................................. 48
4.3.7. SEPTIMO PASO: ......................................................................................................... 55
4.3.8. OCTAVO PASO: .......................................................................................................... 56
4.3.9. NOVENO PASO: ......................................................................................................... 57
4.4. EJEMPLO – MÉTODO ACI: .................................................................................................. 57
4.5. OTROS METODOS DE DISEÑO DE MEZCLA ........................................................................ 65
Entre los métodos para el diseño de mezclas de concreto tenemos: ........................ 65
4.5.1. Métodos basados en curvas teóricas ............................................................. 65
4.5.2. METODO DE FÜLLER: ................................................................................................. 67
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4.5.3. METODO WALKER ..................................................................................................... 70
4.6. EL DISEÑO DE MEZCLAS POR EL METODO DE WALKER SE PUEDE HACER DE LA
SIGUIENTE MANERA: ..................................................................................................................... 71
4.6.1. METODO 1. ................................................................................................................ 71
V. CONCLUSIONES ......................................................................................................................... 79
VI. RECOMENDACIONES ................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
VII. BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................ 80
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I. PRESENTACION
El presente trabajo “Diseños de mezclas por el Método del ACI,
alcances y otros Métodos”, es un tema importante, por su debido uso
en la vida laboral de nuestra carrera. En este trabajo se muestra los
conceptos básicos para su comprensión, como así mismo el método
empleado, y los diversos métodos que existe; y a la vez identificar sus
diferencias y ventajas, a continuación se muestra el desarrollo del
trabajo investigado.
II. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GENERAL:
Determinar la combinación más práctica de los
materiales con los que se dispone para producir un
concreto que satisfaga los requisitos de
comportamiento bajo las condiciones particulares de
uso”
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Conocer los conceptos más importantes para llevar acabo
un mejor entendimiento y aplicarlo en el campo.
Conocer el método ACI
Conocer los diversos métodos para el diseño de mezcla.
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III. INTRODUCCION: La mezcla de concreto que conviene utilizar en cada ocasión, debe ser
apropiada para satisfacer los requerimientos específicos del caso en lo
que sea fundamental, pero sin descuidar la conciliación del aspecto
técnico con el económico, es decir, la mezcla más conveniente debe
ser la que permita cumplir con el objetivo de su utilización al menor
costo.
En el aspecto económico, un importante factor relacionado con la
composición del concreto se refiere al costo por concepto de su
contenido de cemento. Como se sabe, entre los componentes que son
normales en el concreto convencional, el cemento es el de precio
unitario más alto; de este modo, aunque este tipo de concreto el
cemento solo constituye alrededor del 10% del volumen absoluto total,
puede llegar a representar en cambio más del 70% de su costo por
concepto de ingredientes. Debido a ello, suele resultar
económicamente ventajoso tratar de reducir el consumo unitario del
cemento, pero sin sacrificar ninguna de las características y
propiedades esenciales requeridas en el concreto.
En el aspecto técnico, los requerimientos que deben satisfacer al
diseñar las mezclas se refieren tanto al comportamiento que se
demanda del concreto en su estado fresco como a las propiedades
que se les exigen ya endurecido.
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IV. MARCO TEORICO:
4.1. DISEÑO DE MEZCLAS POR EL METODO DEL ACI:
4.1.1. GENERALIDADES: el comité 211 del ACI ha desarrollado un
procedimiento de diseño de mezclas bastante simple el cual
basándose de algunas tablas que se verán a continuación, permite
obtener valores de los diferentes materiales que integran la unidad
cubica de concreto.
4.1.2. DEFINICION: en el caso de las mezclas cuya integración preliminar se
hace por el método ACI 211.1 es frecuente que la primera revoltura
de prueba requiera pocos ajustes a menos que los materiales de uso
específico posean características sensiblemente apartadas de las
consideradas como típicas.
Diseñar una mezcla de concreto consiste en determinar la cantidad
de materiales (cemento, agua, agregados y aditivos) que deben
emplearse para constituir un volumen unitario de concreto fresco
cuya calidad sea tal que cumpla con los requisitos especificados
para la estructura que se pretenda fabricar, para esto nos apoyamos
de lo siguiente:
Utilizar el tamaño más grande de grava compatible con
las dimensiones de estructura, la separación del acero
de refuerzo, las condiciones de colocación del concreto
y la magnitud de la resistencia de proyecto.
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Obtener el concreto de la calidad especificada al costo
más bajo posible. Como entre los componentes
comunes del concreto, el cemento es el de mayor precio
existe la tendencia a emplearlo en la menor cantidad
posible, pero sin detrimento en las características
requeridas.
La estimación de las cantidades de materiales
requeridas para preparar una cantidad cubica de
concreto implica una secuencia cuyo cumplimiento
permite, en función de las características de los
materiales, preparar la mezcla adecuada para el trabajo
que se va efectuar
4.2. CONSIDERACIONES BASICAS.
4.2.1. CARACTERISTICAS DEL AGUA DE MEZCLADO: ya que el agua es uno de
los principales integrantes junto con el cemento en el concreto, esta
interesa bajo dos aspectos claramente definidos.
Como agua de mezcla (concreto fresco)
Como agua de contacto (concreto endurecido)
En referencia al primer aspecto, sus impurezas pueden tener efectos
considerables sobre el tiempo de fraguado, resistencia del concreto
y corrosión del acero de refuerzo.
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En lo concerniente al segundo aspecto, este puede subdividirse en
agua de curado o como agua de los alrededores; en lo que respecta
al agua de curado los efectos pueden ser más bien de apariencia,
ya sea por sales que manchen o que produzcan eflorescencia en la
superficie del concreto, ahora bien como agua que forma parte del
medio circundante, cuando existen sustancias agresivas, sus
efectos son más marcados, pudiendo llegar a la destrucción del
concreto. Descartando el aspecto bacteriológico, que en el caso del
concreto no interesa, el agua puede ser contaminada en dos formas:
por materiales en suspensión y por sustancias en dilución, dentro de
las primeras se incluyen limo arcilla y materia orgánica, en las
segundas, algunos gases, sales solubles y materia orgánica.
4.2.2. ADITIVOS: PROPIEDADES Y SELECCIÓN:
Frecuentemente se hace necesario mejorar el comportamiento del
concreto ya sea fresco o en su estado endurecido, en virtud de
hacerlo, a base de solo cemento, agregados y agua significa elevar
su costo, tanto en lo referente al manejo de fluido como a las
condiciones de servicio para las que fue diseñado.
Es por esto que la práctica común, consiste en adicionar uno o más
productos son conocidos como aditivos para concreto, aunque
algunos de ellos pueden presentar efectos secundarios, nocivos
para la estructura.
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Podemos encontrar una clasificación más amplia y detallada de
aditivos para concreto y sus aplicaciones en el comité ACI 212, de
la que a continuación se resume:
TIPO DE ADITIVO REQUERIMIENTO
ACELERANTE Aceleración del tiempo de fraguado
y/o de la velocidad de adquisición de
resistencia a edades tempranas
RETARDANTE Retardo del tiempo de fraguado
FLUIDIZANTE Reducción del agua de mezcla
INCLUSOR DE AIRE Aumento de la resistencia a ciclos de
congelación-deshielo, mayor
manejabilidad, menor sangrado.
ESTABILIZADOR DE VOLUMEN Obtención de volumen estabilizado
en espacios abiertos, y contrarrestar
contracción
EXPANSOR Producción de gran expansión para
relleno de espacios confinados,
reducción del peso volumétrico
4.2.2.1. ACELERANTES: los aditivos que normalmente se utilizan como
acelerantes de la resistencia son sales que dosifican en el agua
de mezcla. Casi todas estas sales inducen efectos no solo en la
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adquisición de la resistencia sino también en el tiempo de
fraguado, por lo que si es necesario no alterar esta propiedad
deberá contrarrestarse adicionando otras sustancias químicas.
Aunque algunos aditivos en dosis pequeñas generan un retardo
en el tiempo de fraguado. La sal más utilizada como acelerante
es el cloruro de calcio (CaCl2), la que se recomienda su uso hasta
en un 2% máximo respecto del peso de cemento, lográndose la
resistencia del proyecto (28 días) generalmente en 7 día
Además de influir en la hidratación normal del cemento, el
(CaCl2), presenta efectos secundarios en el concreto,
unos benéficos otros perjudiciales.
BENEFICOS: Aumenta ligeramente la plasticidad de las
mezclas. Acelera la evolución del calor de Hidratación del
cemento.
PERJUDICIALES: Aumenta ligeramente la contracción del
concreto, aumenta levemente la reacción álcali-agregado.
Reduce la resistencia del concreto al ataque químico de
sulfatos, incrementa el riesgo de corrosión en el acero, de
refuerzo.
4.2.2.2. RETARDANATES: A diferencia del caso anterior, cuando se utiliza
aditivos retardantes en el concreto, solo se busca hacer más lento
el tiempo de fraguado, sin modificar la propiedad de resistencia.
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Las sustancias que producen retardo en el tiempo de fraguado
del cemento se pueden agrupar en 3 clases:
Ácidos lignosulforicos y sus sales
Ácidos hidroxilcarboxilicos
Carbohidratos, gomas, proteínas, fosfatos, etc.
4.2.2.3. FLUIDIZANTES: Existen sustancias químicas que, al ser adicionadas
a un concreto fresco, incrementa su fluidez de un modo similar al
del exceso de agua, se les conoce también como reductores de
agua pues se considera que obtienen una fluidez, con menor
cantidad de agua, con estos se buscan tres objetivos:
Incrementar la fluidez de la mezcla (sin aumentar
la relación A/C)
Conservar la misma fluidez (reduciendo la
relación A/C afectando el agua)
Conservar la misma fluidez ( relación A/C
constante afectando agua cemento)
Las principales sustancias utilizadas son los ácidos con sales,
generando efecto de lubricación y dispersión adquiriendo
con esto mayor movilidad dentro de la mezcla.
4.2.2.4. INCLUSORES DE AIRE: El aire que se incluye intencionalmente en las
mezclas de concreto fresco es el mejor defensa de concreto
endurecido contra la congelación del agua interna y contra los
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efectos secundarios de las sales que aparecen al descongelarse
dicha agua. Además el aire incluido intencionalmente influye de
manera favorable en la cohesión, plasticidad y manejabilidad,
reduce la segregación y limita el sangrado. El efecto indeseable
es que reduce la resistencia mecánica del concreto al aumentar
su contenido. El concreto fresco normalmente contiene 1% de
aire (volumen) y son burbujas de 2.0mm de diámetro o más y no
afecta el comportamiento del concreto ya endurecido.
El aire introducido no debe confundirse con el aire atrapado, este
último se produce tanto en el mezclado como en el proceso de
colocación, llegando a ser un volumen considerable si el concreto
no es vibrado adecuadamente, aun contando con un vibrado
eficiente siempre queda algo de aire atrapado pudiendo llegar a
ser hasta de un 2 % para este caso.
El aire atrapado se caracteriza por ser perjudicial a la
impermeabilidad del concreto ya que las burbujas son grandes
y dispersas en forma heterogénea en la masa de concreto.
Por otro lado las burbujas que caracterizan al concreto con aire
introducido son notoriamente más pequeñas y están separadas
(no se conectan) un promedio de 0.2 mm en la pasta de cemento.
4.2.2.5. ESTABILIZADORES DE VOLUMEN: uno de los comportamientos
indeseables de la pasta de cemento consiste en los cambios de
volumen que experimenta durante la etapa de fraguado y
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también durante el endurecimiento. Cuando se ponen en
contacto con el agua y cemento, formando una pasta, el agua
tiende a envolver los granos de cemento, dando inicio a las
reacciones entre ambos. El movimiento del agua favorece un
acercamiento en las partículas de cemento, manifestándose
como una disminución del volumen aparente de la pasta,
conociéndose este fenómeno como contracción plástica, ya que
ocurre durante el estado plástico de la pasta, simultánea a dicha
contracción se presenta una ligera expansión provocada por el
calor de hidratación, sin embargo al termino fraguado la
disminución de volumen de la pasta es aparente. Este fenómeno
en el caso de morteros o concretos de consistencia fluida, es
favorecido por asentamiento de las partículas de agregado y la
tendencia del agua a fluir hacia la superficie, representando en
ocasiones contracciones de hasta el 1% de volumen original.
4.2.2.6. EXPANSORES: Otra forma de lograr un control en la expansión de
concretos es mediante una reacción química en la cual se genera
un gas, por lo que estos aditivos también se conocen como
gasificadores. Aquí la expansión se produce cuando el gas (más
ligero que el aire) tiende a subir, en forma de pequeñas burbujas,
creando fuerzas ascendentes, que en forma integral expanden la
mezcla antes de fraguar.
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4.3. SECUENCIA DE DISEÑO:
El procedimiento para la selección de las proporciones que se
presenta a continuación es aplicable a concretos de peso normal
y a las condiciones que para cada una de las tablas se indiquen.
Aunque los mismos datos básicos y procedimientos pueden ser
empleados en el diseño de concreto pesado y concreto ciclópeos,
al tratar estos se da la información complementaria.
Es usual que las características de obra establezcan limitaciones
a quien tiene la responsabilidad de diseñar la mezcla. Entre dichas
limitaciones pueden estar:
Relación agua-cemento
Contenido mínimo de cemento
Contenido máximo de aire
Asentamiento
Tamaño máximo nominal del agregado grueso
resistencia en compresión mínima
Requisitos especiales relacionados con la
resistencia promedio, el empleo de aditivos, o
la utilización de tipos especiales de cemento o
agregados.
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4.3.1. PRIMER PASO:
Selección de la resistencia promedio a partir de la resistencia en
compresión especificada y la desviación estándar de la
compañía constructora:
4.3.1.1. GRADO DE CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETO
Las mezclas de concreto deben diseñarse para una resistencia
promedio cuyo valor es siempre superior al de la resistencia de
diseño especificada por el ingeniero proyectista.
La diferencia entre ambas resistencias esta dad y se determina en
función del grado de control de la uniformidad y de la calidad del
concreto realizado. Se considera que el grado de rigidez en el
control de las operaciones del proceso de puesta en obra del
concreto es función de:
a) El ahorro obtenido en los costos de producción comparado
con el gasto de las operaciones de control de calidad.
b) Las características, importancia y magnitud de la obra.
c) Las propiedades requeridas por le concreto tanto al estado
fresco como el endurecido. En este aspecto debe recordarse
que la resistencia en compresión del concreto no siempre es
el único ni el más importante de los factores a ser
considerados pudiendo la durabilidad u otras propiedades ser
más importantes en función de las características, uso, o
ubicación de la obra.
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d) Los materiales empleados y el proceso de puesta en obra del
concreto.
e) Los requisitos de los planos y especificaciones de obra, así
como las limitaciones de las normas.
4.3.1.2. FACTORES EN LA VARICIACION DE CALIDAD DEL CONCRETO
1. El grado de control en la calidad y uniformidad del concreto,
el cual ha de definir la resistencia promedio con la cual se han
de seleccionar las proporciones de la mezcla.
Está sujeto a variaciones debidas a:
a) Variaciones en la calidad de los materiales.
b) Variaciones en el proceso de puesta en obra.
c) Variaciones en el control de calidad.
2. La experiencia del constructor, su capacidad para producir
un concreto de las propiedades deseadas; su habilidad para
lograr una adecuada selección de los materiales y su
capacidad para planificar correctamente las diversas etapas
del trabajo y producir un concreto de las propiedades
deseadas, se expresan numéricamente en el coeficiente de
variación y en la desviación estándar propias de la
compañía, V1 y S1.
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3. La experiencia de laboratorio, o de la entidad encargada del
control de calidad del concreto; incluida la toma de muestras
representativas de este, así como la correcta ejecución de
los ensayos al estado fresco y endurecido se expresan
numéricamente en términos del coeficiente de variación y en
la desviación estándar propios del laboratorio, V2 y S2.
4. El coeficiente de variación de las muestras de ensayo
tomadas en obra y utilizadas en el control de la resistencia a
la compresión del concreto, recoge los coeficientes de
variación propios de la compañía constructora y del
laboratorio encargado del control y los relaciona por la
ecuación dad.
5. Los valores que relacionan el grado de control de calidad
con el coeficiente de variación “V” están dados en la tabla
7.2.5.
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4.3.1.3. CALCULO DE LA DESVIACION ESTANDAR
1. El registro de los resultados de ensayos de resistencia a
compresión a partir del cual se calculara la desviación
estándar deberá:
a) Representar materiales, procedimientos de control de
calidad y condiciones de trabajo similares a aquellos que
se espera en la obra que se va a iniciar. Las diferencias
existentes en materiales y proporciones del registro del
conjunto de ensayos no deberán ser más rigurosas que
aquella que se ha especificado para la obra propuesta.
b) representar a concretos preparados para alcanzar una
resistencia en compresión de diseño especificado del
orden de la del trabajo a ser iniciado, aceptándose un
rango de variación de 35 kg/cm2 para resistencias en
compresión hasta de 280 kg/cm2, y de 70 kg/cm2 para
resistencias mayores en relación a la resistencia
especificada para la obra propuesta.
c) Consistir por lo menos 30 resultados de ensayos
consecutivos, o de dos grupos de ensayos consecutivos
que totalizen por lo menos 30 ensayos.
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2. Para las condiciones indicadas en el acápite anterior la
desviación estándar se calculara a partir de los resultados
obtenidos con que se cuenta, aplicando la siguiente
ecuación.
3. Si se utiliza dos grupos de registros de resultados de
muestras de ensayo para totalizar por lo menos 30, la
desviación estándar a ser empleada en el cálculo de la
resistencia promedio, deberá ser el promedio estadístico de
los valores calculados para cada grupo de ensayos. Para
determinarla se utiliza la siguiente ecuación:
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4. Si la compañía constructora no cuenta con un registro de
resultados de ensayo que cumpla con los requisitos del
acápite anterior pero si se tiene un registro de resultados de
ensayo basado en 15 a 29 pruebas consecutivas se deberá
determinar la desviación estándar de estas y luego
multiplicarla por el factor de corrección indicada en la tabla
7.3.6.
4.3.1.4. CALCULO DE LA RESISTENCIA PROMEDIO
1. La resistencia a la compresión promedio requerida la cual ha
de emplearse como base para la selección de las
proporciones de la mezcla de concreto, deberá ser el mayor
de los valores obtenidos a partir de la solución de las
ecuaciones (7.4.1) o (7.4.2), en las que se empleara, según el
caso, la desviación estándar calculada de acuerdo a lo
indicado en los acápites 7.3.3 o 7.3.6.
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Igualmente, la resistencia promedio puede obtenerse
directamente a partir de los valores de la tabla 7.4.1 entrando
a la misma con el valor de la desviación estándar y de la
resistencia de diseño especificada. Esta tabla ha sido
calculada a partir de las ecuaciones (7.4.1) y (7.4.2)
2. Ambas ecuaciones asumen que la desviación estándar
empleada corresponde a un número muy grande de
resultados de ensayos. Por ello es deseable el empleo de una
desviación estándar calculada a partir de un registro de
100 o más ensayos. Sin embargo como ello usualmente no
es posible se estima a un valor no menor de 30 resultados lo
cual dará una probabilidad de falla algo mayor de 1 en 100.
3. Cuando no se cuenta con un registro de resultados de
ensayos que posibilite el cálculo de la desviación estándar
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de acuerdo a lo indicado en los acápites 7.3.2 o 7.3.6, la
resistencia promedio requerida deberá ser determinada
empleando los valores de la tabla 7.4.3, debiendo la
documentación de la resistencia promedio estar de acuerdo
con lo indicado en la sección 7.5.
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4.3.2. SEGUNDO PASO:
Selección del tamaño máximo nominal del agregado:
4.3.2.1. DEFINICIONES
1. La norma ITINTEC 400.037 define al “tamaño máximo” como
a aquel que “corresponde al menor tamiz por el que pasa
toda la muestra de agregado grueso”.
2. La norma ITINTEC 400.037 define al “tamaño máximo
nominal” como a aquel que “corresponde al menor tamiz de
serie utilizada que produce el primer retenido”.
3. La tabla 8.1.3 presenta las curvas granulométricas que
corresponden a tamaños máximos nominales
comprendidos entre 2” y 3/8”. Esta tabla corresponde a la
clasificación de las normas ASTM C33.
4.3.2.2. CRITERIOS DE SELECCIÓN
1. En la selección del tamaño máximo nominal del agregado
grueso, el ingeniero deberá tener en consideración que el
concreto deberá ser colocado sin dificultad en los
encofrados y que en todos los lugares de ellos,
especialmente esquinas y ángulos, espacio entre barras,
ductos y elementos embebidos, secciones altamente
reforzadas, y paredes de encofrados no deberán quedar
espacios vacíos ni cangrejeras.
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2. En general, en la medida que el porcentaje de vacíos tienda
a disminuir conformé aumente el tamaño máximo nominal
de un agregado bien graduado, los requisitos de mortero de
la unidad de volumen del concreto serán menores al
incrementarse aquel.
3. Las normas de diseño estructural recomiendan que el
tamaño máximo nominal del agregado grueso sea el mayor
que pueda sr económicamente disponible, siempre que el
sea compatible con las dimensiones y características de la
estructura. Se considera que, en ningún caso, el tamaño
máximo nominal del agregado grueso deberá exceder de los
siguientes valores.
a) Un quinto de la menor dimensión entre caras de
encofrados.
b) Un tercio del peralte de las losas.
c) Tres cuartos del espacio libre mínimo entre barras o
alambres individuales de refuerzos paquetes de barras-,
tendones o ductos de presfuerzo.
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4. Las limitaciones anteriores pueden ser obviadas si, a criterio
de la inspección, la trabajabilidad de la mezcla y los
procedimientos de colocación de la misma tienen
características tales que el concreto puede ser acomodado
en los encofrados sin peligro de cangrejeras o vacíos.
5. En elementos de espesor reducido o ante la presencia de
gran cantidad de armadura, ductos o elementos embebidos,
el diseñador podrá reducir el tamaño máximo nominal del
agregado grueso siempre que se mantenga una adecuada
trabajabilidad, se cumpla con el asentamiento requerido, se
evite la excesiva segregación y se obtengan las propiedades
especificadas para el concreto.
6. Cuando se deben seleccionar las proporciones de concretos
cuya resistencia en comprensión de diseño especificada sea
igual o mayor de 350 kg/m3, podrá obtenerse mejores
resultados utilizando agregados de tamaño máximo nominal
menor, los cuales permiten obtener resistencias más altas
para una relación agua-cemento dada.
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4.3.3. TERCER PASO: Selección del asentamiento:
4.3.3.1. CRITERIOS BASICOS
1. La consistencia es aquella propiedad del concreto no
endurecido que define el grado de humedad de la mezcla. De
acuerdo a su consistencia, las mezclas de concreto de clasifican
en:
a) Mezclas secas, aquellas cuyo asentamiento esta entre cero y
dos pulgadas (0 mm a 50 mm).
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b) Mezclas plásticas: aquellas cuyo asentamiento esta esté tres y
cuatro pulgadas (75 mm a 100 mm).
c) Mesclas fluidas, aquellas cuyo asentamiento esta entre cinco o
más pulgadas (mayor a 125 mm).
2. Existen diferentes métodos de laboratorio para determinar la
consistencia de las mezclas de concreto. De todos ellos se
considera que el ensayo de determinación del asentamiento,
medido con el Cono de Abrams, es aquel que da mejor idea de
las características de la mezcla de concreto bajo condiciones de
obra.
3. Entre los principales factores que pueden modificar la
consistencia de una mezcla de concreto se encuentran los
siguientes:
a) El contenido, fineza y composición química del cemento. La
adición de materiales cementantes o puzolánicas.
b) El perfil, textura superficial, revestimientos superficiales,
porosidad, absorción, y granulometría de los agregados fino y
grueso
c) La presencia de aditivos incorporadores de aire, aditivos
acelerantes y aditivos reductores de agua.
d) Las proporciones de la mezcla.
e) La temperatura y humedad relativa ambientes.
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f) El tiempo transcurrido y el elemento en que se efectúa el
ensayo de consistencia.
4. Determinación del asentamiento de las mezclas de concreto,
empleando el método del Cono de Abrams, se efectuara
siguiendo las recomendaciones de la norma ITINTEC 339.035 o
ASTM C 143.
4.3.3.2. SELECCIÓN DEL ASENTAMIENTO
4.3.3.2.1. CRITERIOS BASICOS
1. La consistencia es aquella propiedad del concreto no
endurecido que define el grado de humedad de la mezcla. De
acuerdo a su consistencia, las mezclas de concreto se
clasifican en:
a) Mezclas secas aquellas con asentamiento esta entre cero
y dos pulgadas (0 mm A 50 mm).
b) Mezclas plásticas aquellas cuyo asentamiento esta entre
tres y cuatro pulgadas (75 mm A 100 mm).
c) Mezclas fluidas aquellas cuyo asentamiento esta entre
cinco a más pulgadas (mayor de 125 mm).
2. Existen diferentes métodos de laboratorio para determinar la
consistencia de las mezclas de concreto. De todos ellos se
considera que el ensayo de determinación del asentamiento,
medido con el Cono Abrams, es aquel que da una mejor idea
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de las características de la mezcla de concreto bajo
condiciones de obra.
3. Entre los principales factores que pueden modificar la
consistencia de una mezcla de concreto se encuentran los
siguientes:
a) El contenido, fineza y composición química del cemento.
La adición de materiales cementantes o puzolanicos.
b) El perfil, textura superficial, revestimiento superficial,
porosidad, absorción, y granulometrías de los agregados
fino y grueso.
c) La presencia de aditivos incorporadores de aire, aditivos
acelerantes y aditivos reductores de agua.
d) Las proporciones de la mezcla.
e) La temperatura y humedad relativa ambientes.
f) El tiempo transcurrido entre la preparación del concreto y
el momento en que se efectúa el ensayo de consistencia.
4. La determinación del asentamiento de las mezclas de
concreto, empleando el método del Cono de Abrams, se
efectuará siguiendo las recomendaciones de la Norma
ITINTEC 339.035 ó ASTM C 143.
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UNASAM-FIC Página 31
4.3.3.3. SELECCIÓN DEL ASENTAMIENTO
1. El asentamiento a emplearse en obra deberá ser aquel
indicado en las especificaciones.
2. Si las especificaciones de obra no indican el asentamiento que
debe tener el concreto, se seguirá alguno de los criterios
siguientes.
3. El concreto se dosificara para una consistencia plástica, con un
asentamiento entre tres y cuatro pulgadas (75 mm A 100 mm)
si la consolidación es por vibración y de cinco pulgadas o
menor (125 mm ó menos) si la compactación es por varillado.
a) Se seleccionara el valor más conveniente empleando la
tabla 9.2.2. preparada por el comité 211 de ACI. Los rangos
indicados en esta tabla corresponden a concretos
consolidados por vibración. Deberá emplearse mezclas
de la mayor consistencia compatible con una adecuada
colocación.
4. Podrá aceptarse en obra una tolerancia hasta de 25 mm sobre
el valor indicado en el acápite anterior para una muestra
individual, siempre que el promedio de cinco muestras
consecutivas no exceda del límite indicado.
5. En aquellos casos en que se desea un concreto fluido de alto
asentamiento, deberá tenerse cuidado en la evaluación de la
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 32
mezcla a fin de garantizar que la segregación y exudación no
han de modificar las propiedades de esta.
6. Se podrá utilizar en obra concreto con asentamientos
diferentes de los indicados siempre que se cuente con
autorización escrita de la inspección.
El asentamiento puede incrementarse en 10 si se emplea un método de
consolidación diferente a la vibración.
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UNASAM-FIC Página 33
4.3.4. CUARTO PASO:
Selección del volumen unitario del agua de diseño:
4.3.4.1. CONSIDERACIONES GENERALES
1. La selección del volumen unitario de agua se refiere a la
determinación de la cantidad de agua que se debe incorporar
a la mezcladora, por unidad cubica de concreto, para obtener
una consistencia determinada cuando el agregado esta al es
todo seco.
2. No presentándose generalmente el agregado al estado seco,
la cantidad de agua seleccionada deberá posteriormente ser
corregida en función del porcentaje de absorción y contenido
de humedad del agregado.
3. El volumen unitario de agua, a partir del cual y conociendo la
relación agua – cemento efectiva es posible calcular el factor
cemento, es función fundamentalmente de las características
físicas de la agregado, la consistencia seleccionada, y del
contenido de aire de la mezcla.
4. El empleo de aditivos minerales finamente divididos puede
disminuir ligeramente los requisitos de agua de la mezcla.
Igualmente la temperatura ambiente, asi como la humedad
relativa, pueden influir en la cantidad de agua a ser empleada.
4.3.4.2. CRITERIOS DE LA SELECCIÓN
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 34
1. La tabla 10.2.1 ha sido preparada en base a las
recomendaciones del comité 211 del ACI. Ella permite
seleccionar el volumen unitario de agua, para agregados al
estado seco, en concretos preparados con y sin aire
incorporado, teniendo como factores a ser considerados la
consistencia que se desea para la mezcla y el tamaño máximo
nominal del agregado grueso seleccionado. Dependiendo de
la textura y perfil del agregado grueso, los requisitos de agua
dados en la tabla 10.2.1 pueden ser algo más altos o más bajos
que los valores necesarios, pero son suficientemente seguros
para una primera estimación. Tales diferencias en la demanda
de agua no se reflejan necesariamente en la resistencia desde
que otros factores compensaste pueden estar involucrados,
así, por ejemplo, un agregado grueso angular y otro
redondeado, ambos con granulometría adecuada y similar, y
ambos de buena calidad, puede esperarse que produzcan
concretos de la misma resistencia en compresión para el
mismo factor cemento, independientemente de las diferencias
en la relación agua – cemento resultantes de los diferentes
requisitos de agua de mezclado. El perfil de las aprticlas, por si
mismo, no es un indicador de que un agregado esta sobre o
bajo el promedio en su capacidad de producir resistencia.
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 35
2. La tabla 10.2.2 ha sido preparada, en su oportunidad, por el
departamento de concreto del laboratorio de ensayos de
materiales de la universidad nacional de ingeniería. Esta tabla
permite calcular el volumen unitario de gua, tomando en
consideración, además de la consistencia y el tamaño máximo
nominal del agregado, el perfil del mismo. Los valores de la
tabla corresponden a mezclas sin aire incorporado y deben ser
ajustados en función del porcentaje de absorción y contenido
de humedad de los agregados fino y grueso.
3. Los valores de ambas tablas pueden ser empleados con
seguridad en la estimación preliminar de las proporciones de la
mezcla. En aquellos en que el agregado posee características
que obligan a un aumento en el volumen de agua, deberá
aumentarse igualmente el contenido de cemento a fin de
mantener invariable la relación agua – cemento, realizados con
mezclas de prueba preparada en el laboratorio indican que tal
incremento no es necesario.
4. Si el agregado posee características tales que permiten el
empleo de cantidades de agua menores que las indicadas en
las tablas, se recomienda no modificar el contenido de
cemento, excepto si los resultados de los ensayos de
resistencia bajo condiciones de obra indican que ellos es
posible.
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 36
4.3.4.3. CONSIDERACIONES COMPLEMENTARIAS
1. El ingeniero debe recordar que existe diferencia entre los
conceptos de relación agua – cemento y volumen unitario de
agua. El primero de ellos trata de fijar la cantidad de agua a ser
añadida a la mezcla por saco de cemento para obtener una
resistencia determinada. El segundo concepto se refiere a la
cantidad de agua de la mezcla por unidad cubica de concreto.
2. Manteniendo otras condiciones comparables, la cantidad de
agua de la mezcla se reduce conforme el tamaño máximo del
agregad se incrementa. Igualmente, las texturas rugosas y los
perfiles angulares más agua que las texturas suaves o los
perfiles redondeados.
3. La incorporación intencional de aire al concreto tiene un efecto
lubricante y, el mejorar la consistencia y aumentar la
plasticidad, permite una reducción en el agua de mezclado
para obtener un asentamiento determinado, tal como se
aprecia en la tabla 10.2.1. La magnitud de la reducción en el
agua de la mezcla depende del volumen de aire incorporado y
de la riqueza de la mezcla. La magnitud de la reducción puede
estimarse por tablas, por calculo, o por conocimiento de la
relación agua – cemento recomendable cuando se trabaja con
concretos en los que se ha incorporado aire.
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UNASAM-FIC Página 37
4. Las cantidades de agua de mezclado recomendadas para
concreto con aire incorporado están basadas en los requisitos
típicos de contenido de aire total que se indican en la columna
“exposición moderada” de la tabla 11.3.1.
Estas cantidades de agua de mezclado, dadas por la tabla
10.2.1, se emplearan para la determinación del contenido de
cemento a ser utilizado en mezclas de prueba preparada a
temperaturas entre 20 0c y 25 0c. Los valores indicados en la
tabla 10.2.1 son los máximos a ser utilizados cuando se emplea
agregado grueso angular razonablemente bien perfilado y
graduado dentro de los límites propuestos por especificaciones
aceptadas (ASTM C 33 Ó ITINTEC 400.037). el agregado grueso
redondeado generalmente requiere 18 lt. Menos para concreto
sin aire incorporado y 15 lt. Menos para concretos con aire
incorporado. El empleo de aditivos químicos reductores de
agua, los cuales cumplen con los requisitos de la norma ASTM
C 494, puede igualmente reducir el agua de mezclado en
porcentajes del orden del 5% ó más. El volumen del aditivo
líquido debe ser incluido como una parte del volumen total del
agua de mezclado.
5. Los valores del asentamiento, dados en las tablas 10.2.1 y 10.2.2,
para concretos que contienen agregados mayores de 1 ½ “
están basados en ensayos de asentamiento efectuados
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 38
después de retirar por cernido húmedo las partículas mayores
de 1 ½ “ .
6. Las cantidades de agua mezclado dadas en las columnas
correspondientes a 3”y 6”de tamaño máximo nominal de la
tabla 10.2.1, son para ser empleadas en el cómputo del factor
cemento de mezclas de prueba cuando se emplea agregados
cuy granulometría corresponde a los tamaños máximos
nominales indicados. Estas cantidades de agua corresponden
a agregados grueso razonablemente bien perfilado y
adecuadamente graduado de fino a grueso.
Esta tabla ha sido confeccionada por el comité 211 del ACI.
Los valores de esta tabla se emplearan en la determinación del factor
comento en mezclas preliminares de prueba. Son valores máximos y
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UNASAM-FIC Página 39
corresponden a agregado grueso de perfil angular y granulometría
comprendida dentro de los límites de la norma ASTM C 33.
Si el valor del tamaño máximo nominal del agregado grueso es mayor
de 1 ½ “, el asentamiento se determinara después de retirar, por cernido
húmedo, las partículas mayores a 1 ½ “ .
Para una mejor aplicación de la tabla se seguirá lo indicado en el acápite
10.3.
Los valores de la tabla corresponden a concretos sin aire incorporado.
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 40
4.3.5. QUINTO PASO:
Selección del contenido de aire:
4.3.5.1. CONSIDERACIONES GENERALES
1. Las burbujas de aire pueden estar presentes en la pasta como
resultado de las operaciones propias del proceso de puesta
en obra, en cuyo caso se le conoce como aire atrapado o aire
natural, o pueden encontrarse en la mezcla debido a que han
sido intencionalmente incorporadas a ella, en cuyo se les
conoce como aire incorporado. Se denomina aire total a la
suma de los volúmenes de aire atrapado más aire
incorporado presente en una mezcla dada.
2. En los concretos siempre hay un pequeño porcentaje de aire
atrapado, el cual depende del aporte de los materiales, las
condiciones de operación y la granulometría y tamaño
máximo del agregado. Las burbujas de aire atrapados se
caracterizan por su diámetro cercano a 1 mm y su perfil
irregular.
3. En los concretos con aire incorporado, este se incorpora
intencionalmente a la mezcla mediante el empleo de aditivos
con la finalidad de mejorar determinadas propiedades del
concreto, especialmente su durabilidad frente a los procesos
de congelación y deshielo. Las burbujas de aire incorporado
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 41
se caracterizan por el pequeño diámetro de las burbujas, entre
10 y 1000 micrones, y el perfil esférico de las mismas.
4. La incorporación de aire a las mezclas, al proporcionar un
sistema de burbujas que comprende del 9% al 10% de la fase
mortero del concreto, mejora significativamente la resistencia
del concreto a la posibilidad de acciones destructivas debidas
a la congelación del agua en los poros capilares del mismo.
Adicionalmente, es recomendable el empleo de aire
incorporado en aquellos casos en que el concreto va a estar
sometido a proceso de ataque por acción del agua sometido
a procesos de ataque por acción del agua de mar o aguas
agresivas a la acción de sales o agentes químicos o a
influencias destructivas similares.
5. La presencia de aire en las mezclas tiende a reducir la
resistencia del concreto por incremento en la porosidad del
mismo. Ello se aprecia especialmente en mezclas ricas, en las
que la reducción en la resistencia puede llegar a ser hasta 5%
por cada 1% de aire incorporado. Se ha observado que en
mezclas pobres puede presentarse un pequeño incremento
en la resistencia final si se toma ventaja de los menores
requisitos de agua que requiere las mezclas con aire
incorporado.
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 42
4.3.5.2. SELECCIÓN DEL CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO
1. la tabla 11.2.1 da el porcentaje aproximado de aire atrapado, en
mezclas sin aire incorporado, para diferentes tamaños máximos
nominales de agregado grueso adecuadamente graduado dentro
de los requisitos de la norma ITINTEC 400.037 Ó ASTM C 33.
4.3.5.3. SELECCIÓN DEL CONTENIDO DE AIRE INCORPORADO
1. Si es necesario o se desea trabajar con aire incorporado, la tabla
11.3.1 da tres niveles de aire total, los cuales dependen de los
propósitos de empleo del aire incorporado y de la severidad de las
condiciones del clima. La tabla 11.3.1 admite una tolerancia del 1.5%
la determinación del contenido total de aire podrá efectuarse de
acuerdo a los requisitos de las normas ASTM C 231, 173, ó 138.
2. En la tabla 11.3.2 se aprecia que el contenido de aire total se presenta
en tres condiciones de exposición, (a) suave, (b) moderada y (c)
severa.
a. La condición de exposición suave corresponde a aquellos casos
en los que el aire incorporado se emplea por razones ajenas a la
durabilidad, tales como incremento en la trabajabilidad o
cohesividad o cuando se emplea en concreto de bajo factor
cemento para incrementar la resistencia por disminución del
agua de mezclado. La exposición suave incluye servicios en
climas en los que el concreto no ha de estar expuesto a
congelación.
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 43
b. La exposición moderada se aplica a climas en los que puede
esperarse procesos de congelación, pero en los que el concreto
no ha de estar expuesto continuamente a humedad o agua libre
antes de la congelación y, además no estará expuesto a agentes
descongelantes u otros elementos agresivos químicos.
c. El criterio de exposición severa se aplica a concretos que han de
estar expuestos a la acción de agentes químicos agresivos y
descongelantes, o en aquellos casos en los que el concreto puede
estar altamente saturado por contacto continuo con humedad o
agua libre antes de la congelación. En este último caso no deberá
reducirse el porcentaje de aire incorporado únicamente por
mantener la resistencia final.
4.3.5.4. RECOMENDACIONES ADICIONALES
1. Recomendaciones adicionales para contenido de aire incorporado y
total, así como para tolerancias necesarias en el contenido de aire para
control en obra están dadas en diversos códigos ACI, entre ellos los
201, 316, 301 y 302. La norma ASTM C 94, para concretos premezclados,
también da límites para el contenido de aire. Los requisitos indicados
en otras especificaciones pueden no siempre concordar con los
valores indicados, por lo que en la selección de las proporciones del
concreto deberá darse consideración a escoger un contenido de aire
que cumpla con las necesidades de la obra y los requisitos de las
especificaciones.
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 44
2. Para concreto que contienen agregado cuyo tamaño máximo nominal
es mayor de 1 ½ “, el cual deberá ser cernido húmedo en la malla
mencionada antes del ensayo de contenido de aire, el porcentaje de
aire total a ser esperado en el material que pasa la malla de 1 ½ “deberá
ser tabulado en la columna de 1 ½ . sin embargo los cálculos de las
proporciones de mezcla iniciales deberán incluir el contenido de aire
como un porcentaje del todo.
3. Cuando se emplea agregado grueso cuyo tamaño máximo nominal es
mayor de 1 ½ “en concretos con factor cemento bajo. El contenido de
aire de la mezcla no necesariamente es dañino para la resistencia
dado que en muchos casos, los requisitos de agua de mezclado se
reducen lo suficiente para mejorar la relación agua – cemento y , de
esta manera, compensar la reducción en la resistencia debida al
incremento en la porosidad por la presencia del aire. Por las razones
indicadas generalmente, para tamaños máximos de agregado iguales
o mayores a 1 ½ , los contenidos de aire recomendados para
“exposición severa” deberán ser empleados aun cuando ellos puedan
ser pequeños o no exista exposición a congelación y deshielo en
condición húmeda.
4. Los valores de la columna correspondiente a “exposición severa” de la
tabla 11.3.1 están basados en el criterio que se requiere 9% de aire en
la fase mortero del concreto. Si en obra el volumen del mortero es
sustancialmente diferente de aquel que se determina en estas
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 45
recomendaciones, puede ser conveniente calcular el contenido de aire
necesario tomando 9% del volumen de mortero real.
5. Cuando se emplea muestras de prueba para establecer relaciones de
resistencia, o verificar la capacidad de producción de resistencia de
una mezcla, deberá emplearse la combinación menos favorable de
agua de mezclado y contenido de aire. Ello evitara una
sobreestimación de la resistencia o el considerar que condiciones
promedio más que condiciones extremas han de prevalecer en la obra.
6. El empleo de porcentajes normales de aire incorporado en concreto
con resistencias en compresión de diseño especificadas del orden de
350 kg/ cm2 o mayores, puede ser no recomendable debido al hecho
que cada incremento del 1% en el contenido de aire tiende a bajar la
resistencia máxima obtenible por una combinación dada de
materiales. Para estos caso se recomienda una cuidadosa evaluación
de la magnitud de la exposición al agua, la posibilidad de empleo de
sales descongelantes, y el posible valor de las temperaturas de
congelación, si un elemento estructural no va a estar continuamente
humedecido, y tampoco va a estar expuesto a la acción de sales
descongelantes, puede ser razonable emplear valores de contenido de
aire total menores, tales como aquellos que corresponden a la
columna “exposición moderada” de la tabla 11.3.1, aun si e concreto ha
de estar expuesto a temperatura de congelación.
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 46
Sin embargo en aquellos casos en que las condiciones de exposición
pueden dar lugar a saturación del elemento antes de la congelación,
no deberá reducirse el contenido de aire incorporado únicamente para
tener más resistencia.
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 47
Todos los valores de la tabla corresponden al contenido total de la
mezcla de concreto. Sin embargo, cuando se efectúa el ensayo de
determinación del contenido de aire en concretos en los que el tamaño
máximo nominal del agregado es de 2”, 3” ó 6”, el agregado mayor de 1
½ “debe ser removido, ya que sea manualmente o por cernido húmedo,
y el contenido de aire determinado para la fracción menor de 1 ½ “,
debiéndose aplicar las tolerancias en el contenido de aire a este valor.
El contenido total de aire de la mezcla se computa a partir de la fracción
menor de 1 ½ “.
El contenido de aire incorporado se determina restando del valor de esta
tabla, el del aire atrapado por la tabla 11.2.1.
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 48
4.3.6. SEXTO PASO:
Selección de la relación agua – cemento por resistencia y por
durabilidad:
Consideraciones generales:
Conocidas las relaciones agua – cemento por resistencia
en comprensión y durabilidad de la mezcla de concreto,
se elegirá, para el cálculo de las proporciones de la mezcla,
el menor de los dos valores, lo cual garantiza el
cumplimiento de los requisitos de las especificaciones.
Si se emplea aditivos en solución, el agua de la solución
deberá ser considerada como el agua de la mezcla, a fin
de no alterar la relación agua-cemento de diseño
especificada.
La relación agua cemento de diseño elegida será
cuidadosamente controlada en obra, dentro de un límite de
tolerancia de más o menos 0.02
a. RELACION DE AGUA – CEMENTO POR RESISTENCIA:
a.1. CRITERIOS BASICOS:
La relación agua-cemento de diseño, que es el
valor a ser seleccionado de las tablas, se refiere
a la cantidad de agua que intervienen en la
mezcla cuando el agregado está en condición
de saturado superficialmente seco, es decir que
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 49
no toma ni aporta agua. La relación agua
cemento efectiva se refiere a la cantidad de agua
de la mezcla cuando se tiene en consideración la
condición real de humedad del agregado.
En aquellos casos en que fuera necesario, se
determinara en primer lugar la relación agua -
cemento requerida por durabilidad y, a
continuación, se procederá a determinar la
misma relación en función de la resistencia en
comprensión promedio que se desea obtener
para el concreto. De los dos valores se escogerá
el menor.
a.2. CRITERIOS DE LA SELECCIÓN:
La relación agua cemento por resistencia puede
ser seleccionada a partir de los valores indicados
en las siguientes tablas:
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
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Esta tabla pertenece al comité 211 del ACI, la resistencia
corresponde a los resultados de ensayos de probetas cilíndricas
estándar de 15 x 30cm preparadas y curadas de acuerdo a la norma
ASTM C 31
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DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
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DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
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b. RELACION AGUA-CEMENTO POR DURABILIDAD:
b.1. CONSIDERACIONES GENERALES:
El diseñador de la mezcla debe tener en
consideración que por razones de exposición del
concreto a procesos de congelación y deshielo a
la acción de suelos o aguas sulfatadas o para
prevenir procesos de corrosión en el acero de
refuerzo.
b.2. EXPOSICION A CONGELACION Y DESHIELO:
El concreto que deberá estar en cualquier etapa
de su vida, sometido a procesos de congelación
y deshielo en condición húmeda; que deba tener
baja permeabilidad al agua o que va estar
expuesto a sales des congelantes.
b.3. EXPOSICION A SULFATOS:
Los sulfatos de sodio, calcio y magnesio,
presentes en los suelos, aguas freáticas y aguas
de mar, son causa de ataque al concreto.
Se sabe que cuando el concreto está en
presencia de soluciones de sulfatos, se forma el
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 54
sulfoaluminato de calcio, por reacción química
con los aluminatos en presencia de la cal libre y
la humedad, desarrollándose un gel expansivo
con gran aumento de volumen, lo que origina en
el concreto agrietamiento y destrucción.
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 55
4.3.7. SEPTIMO PASO:
Determinación del factor cemento:
Conocidos el volumen unitario de agua por unidad de volumen
del concreto, y la relación agua cemento seleccionada, se
puede determinar el factor cemento por unidad cubica
mediante el simple expediente de dividir el volumen unitario
del agua, entre la relación agua cemento.
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 56
Determinación del agregado grueso:
4.3.8. OCTAVO PASO:
Determinación de la suma de volúmenes absolutos de
cemento, agua de diseño, aire, y agregado grueso.
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 57
4.3.9. NOVENO PASO:
Determinación del peso volumen absoluto de agregado fino
Determinación del peso seco del agregado fino
Determinación de los valores de diseño de cemento, agua,
aire, agregado fino y agregado grueso
Corrección de los valores de diseño por humedad del
agregado
Determinación de la proporción en peso, de diseño y de obra.
Determinación de los pesos por tanda de un saco.
4.4. EJEMPLO – MÉTODO ACI: ESPECIFICACIONES: Se desea calcular las proporciones de los
materiales integrantes de una mezcla de concreto a ser empleada
en las vigas y columnas de un edificio de departamentos a ser
construido en la ciudad de Lima. Las especificaciones de obra
indican:
a) No existen limitaciones en el diseño por presencia de
procesos de congelación; presencia de ion cloruros; o
ataques por sulfatos.
b) La resistencia en compresión de diseño especificada es
de 210 kg/cm2, a los 28 días. La desviación estándar es
20 kg/cm2
c) Las condiciones de colocación requieren que la mezcla
tenga una consistencia plástica.
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 58
d) El tamaño máximo nominal del agregado grueso es de
1 ½ “
MATERIALES:
CEMENTO:
- Portland ASTM tipo 1 “sol”
- Peso específico ……………..3.15
AGUA:
- Potable, de la red de servicio público Lima
AGREGADO FINOS:
- Peso específico de masa …………. 2.64
- Absorción…………………………………….. 0.7%
- Contenido de humedad…………….. 6.0%
- Módulo de fineza ………………………… 2.80
AGREGADO GRUESO:
- Tamaño máximo nominal …………. 1 ½ “
- Peso seco compactado ……………… 1600Kg
- Absorción ………………………………………. 0.5%
- Contenido de humedad ……………… 2.0%
DETERMINACION DE LA RESISTENCIA PROMEDIO:
Conociendo que la resistencia en compresión de
diseño especificada es de 210 kg/cm2 , aplicados
para el cálculo de la resistencia promedio el
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 59
criterio del código 318 – 89 del ACI entrando a las
ecuaciones siguientes:
f’cr=f’c+1.34s…………..I
f’cr=f’c+2.33s-35………II
Reemplazando valores se selecciona el mayor.
f’cr=f’c+1.34s =210 + 1.34 x 20 = 237 kg/cm2
f’cr=f’c+2.33s-35 = 210 + 2.33 x 20 – 35 = 222 kg/cm2
SELECCIÓN DEL TAMAÑO MAXIMO NOINAL DEL
AGREGADO:
De acuerdo a las especificaciones de obra, a la
granulometría del agregado grueso le corresponde
un tamaño máximo nominal de 1 ½ “
SELECCIÓN DEL ASENTAMIENTO:
De acuerdo a las especificaciones, las condiciones de
colocación requiere que la mezcla tenga una
consistencia plástica, a la que corresponde un
asentamiento de 3” y 4”
VOLUMEN UNITARIO DE AGUA:
Con la tabla se determina que el volumen unitario de
agua, o agua de diseño necesario para una mezcla de
concreto cuyo asentamiento es de 3” a 4”, en una mezcla
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 60
sin aire incorporado cuyo agregado grueso tiene un
tamaño máximo nominal de 1 ½ “ es de 181 lt/m3
CONTENIDO DE AIRE:
Desde que la estructura a ser vaciada no va estar
expuesta a condiciones de intemperismo severo, no se
considera necesario incorporar aire a la mezcla. De la
tabla se determina que el contenido de aire atrapado
para un agregado grueso de tamaño máximo nominal
de 1 ½ “es de 1.0%
RELACION AGUA CEMENTO.
No presentándose en este caso problemas de
intemperismo ni de ataques por sulfatos, u otro tipo de
acciones que pudieran dañar al concreto, se
seleccionara la relación agua-cemento únicamente por
resistencia.
En la tabla para una resistencia promedio
correspondiente a 237 kg/cm2 en un concreto sin aire
incorporado, se encuentra en una relación agua
cemento por resistencia de 0.64
FACTOR CEMENTO:
El factor cemento se determina dividiendo el volumen
unitario de agua entre la relación agua-cemento.
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 61
Factor cemento = 181/0.64 = 283 kg/cm3 = 6.7 bolsas/ m3
CONTENIDO DE AGREGADO GRUESO:
Para determinar el contenido de agregado grueso,
empleando el método 211 del ACI, con un módulo de
fineza de 2.80 y un tamaño máximo nominal de 1 ½”
encontrándose un valor de 0.72 m3 de agregado grueso
seco compactado por unidad de volumen del concreto.
Peso del agregado grueso = 0.72 x 1600 = 1152 Kg/ m3
CALCULO DE VOLUMENES ABSOLUTOS:
Conocidos los pesos del cemento, agua y agregado
grueso, asi como el volumen de aire, se procede a
calcular la suma de los volúmenes absolutos de estos
materiales:
Volumen absoluto de:
- cemento ………………….283/3.15 x 1000 = 0.090 m3
- agua ………………………... 181/1 x 1000 = 0.181 m3
- aire…………………………… 1.0% = 0.010 m3
- agregado grueso……1152/2.68 x 1000 = 0.430 m3
- sumando todos los volúmenes = 0.711 m3
CONTENIDO AGREGADO FINO:
El volumen absoluto de agregado fino será igual a la
diferencia entre la unidad y la suma de los volúmenes
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
UNASAM-FIC Página 62
absolutos conocidos. El peso del agregado fino será
igual a su volumen absoluto multiplicado por su peso
sólido.
Volumen abs. De agregado fino = 1-0.711 = 0.289 m3
Peso de agregado fino seco 0.289 x 2.64 x 1000= 763 Kg/
m3
VALORES DE DISEÑO:
Cemento = 283 kg/m3
Agua de diseño =181 lt/m3
Agregado fino seco = 763 kg/m3
Agregado grueso seco = 1152 kg/m3
CORRECCION POR HUMEDAD DEL AGREGADO:
Las proporciones de los materiales que integran la
unidad cubica de concreto debe ser corregida en
función a las condiciones de humedad de los agregados
finos y grueso, a fin de obtener los valores utilizados en
obra:
Peso húmedo del:
Agregado fino: 763 x 1.060 = 809 kg/m3
Agregado grueso: 1152 x 1.020 = 1175 kg/m3
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A continuación determinamos la humedad superficial del agregado:
Humedad superficial:
Agregado fino: 6.0 - 0.7 = + 5.3%
Agregado grueso: 2.0 – 0.5 = + 1.5%
Y los aportes del agregado son:
Aporte de humedad del:
Agregado fino: 763 x (+ 0.053) = +40lt/m3
Agregado grueso: 1152 x (+ 0.015) = + 17lt/m3
Sumando: 57lt/m3
Agua efectiva = 181 – 57 = 124lt/m3
Y los pesos de los materiales ya corregidos serán:
Cemento = 283kg/m3 Agua efectiva = 124lt/m3 Agregado fino húmedo = 809kg/m3 Agregado grueso húmedo = 1175kg/m3
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PROPORCION EN PESO:
PESOS POR TANDA DE UN SACO:
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4.5. OTROS METODOS DE DISEÑO DE MEZCLA
Entre los métodos para el diseño de mezclas de concreto tenemos:
4.5.1. Métodos basados en curvas teóricas Este método asume que la distribución granulométrica tiene un comportamiento parabólico, cuya ecuación general es:
𝑌 = 𝑔 (𝐷
𝑑)
𝑖
+ (100 − 𝑔) (𝑑
𝐷)
ℎ
Dónde:
Hubo varios investigadores que utilizaron este método para hallar sus parámetros, algunos de ellos son: FULLER, EMPA, POPOVICS, BOLOMEY, FAURY. Las curvas granulométricas teóricas más usadas son:
Gráficamente estas curvas se expresan:
Y = % pasante acumulativo d = Abertura del tamiz D = Tamaño máximo de partículas
n = Relación agregado/ cemento en peso Agregado = arena y piedra Asentamiento = 3” a 5”
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4.5.2. METODO DE FÜLLER:
Este método es general y se aplica cuando los agregados no cumplan con la Norma ASTM C 33. Asimismo se debe usar para dosificaciones con más de 300 kg de cemento por metro cúbico de concreto y para tamaños máximos del agregado grueso comprendido entre 20mm (3/4’’) y 50mm (2’’).
𝑹𝒆𝒍𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏:𝒂
𝒄=
𝟏
𝒛; 𝒛 = 𝑲𝟏: 𝑹𝒎 + 𝟎. 𝟓
Dónde:
K1: Factor que depende de la forma del agregado. De 0.0030 a 0.0045
Para piedra chancada y de 0.0045 a 0.0070 para piedra redondeada.
Rm: Resistencia promedio requerida.
Cálculo del contenido de cemento
Una vez que la cantidad de agua y la relación a/c han sido estimadas, la
cantidad de cemento por unidad de volumen del concreto es determinada
dividiendo la cantidad de agua por la relación a/c. Sin embargo es posible
que las especificaciones del proyecto establezcan una cantidad de
cemento mínima. Tales requerimientos podrían ser especificados para
asegurar un acabado satisfactorio, determinada calidad de la superficie
vertical de los elementos o trabajabilidad.
𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 (𝑘𝑔/𝑚3) =𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒 𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎𝑑𝑜 (𝑙𝑡𝑠/𝑚3)
𝑅𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑎/𝑐 (𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑓𝑐𝑟, )
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 (𝑚3) =𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 (𝑘𝑔)
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 (𝑘𝑔/𝑚3)
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Estimación del contenido de agregado grueso y agregado fino
METODO DE FÜLLER:
Ley de Füller: 𝑃𝑑 = 100√𝑑/𝐷
Donde: Pd: % que pasa por la malla d. d: Abertura de la malla de referencia. D: Tamaño máximo del agregado grueso.
La relación arena/agregado, el volumen absoluto, se determina gráficamente:
Se dibujan las curvas granulométricas de los 2 agregados. En el mismo papel, se dibuja la parábola de Füller (Ley de Füller). Por la malla Nº 4 trazamos una vertical la cual determinará en las
curvas trazadas 3 puntos.
A= % Agregado fino que pasa por la malla Nº 4. B= % Agregado grueso que pasa por la malla Nº 4. C= % Agregado ideal que pasa por la malla Nº 4.
Si llamamos: : % en volumen absoluto del agregado fino dentro de la mezcla de agregados. : % en volumen absoluto del agregado grueso dentro de la mezcla de agregados.
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La figura 8.1 nos muestra un ejemplo de la determinación de las
proporciones de agregado fino y agregado grueso en relación al volumen
total de agregados por metro cúbico de concreto.
Entonces:
𝛼 =𝐶 − 𝐵
𝐴 − 𝐵𝑥100
𝛽 = 100 − 𝛼 Teniendo los valores de y podemos calcular el volumen de agregado
fino y agregado grueso por metro cúbico de concreto, de la siguiente
manera:
𝑉𝑜𝑙. 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜𝑠 = 1 − (𝑉𝑜𝑙. 𝑎𝑔𝑢𝑎 + 𝑉𝑜𝑙. 𝑎𝑖𝑟𝑒 + 𝑉𝑜𝑙. 𝑐𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜)
𝑉𝑜𝑙. 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑜 (𝑚3) =
𝛼
100𝑥 𝑉𝑜𝑙. 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜𝑠 (𝑚3)
𝑉𝑜𝑙. 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 (𝑚3) =𝛽
100𝑥 𝑉𝑜𝑙. 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜𝑠 (𝑚3)
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
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Obtenidos los volúmenes de agregado fino y grueso dentro de un metro
cúbico de concreto, calculamos los pesos de agregado fino y grueso para
un metro cúbico de concreto:
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑜 (𝑘𝑔/𝑚3) = (𝑉𝑜𝑙. 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑜)(𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑔. 𝑓𝑖𝑛𝑜)
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 (𝑘𝑔/𝑚3) = (𝑉𝑜𝑙. 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜)(𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑔. 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜
4.5.3. METODO WALKER
La finalidad del presente es realizar el diseño de mezclas de concreto utilizando
el método de WALKER.
Este método requiere de una serie de operaciones previas, tales como determinar
las propiedades físicas de los materiales a usar:
- Peso específico de masa, grado de absorción, contenido de humedad,
módulo de finura (agregado fino y agregado grueso).
- Tamaño Máximo Nominal, peso seco compactado y como requisito
primordial, el PERFIL (agregado grueso).
- Tipo, fábrica y peso específico del cemento.
- Calidad del agua.
Una vez completado el diseño y determinadas las cantidades en peso de cada
uno de los constitutivos del concreto se procede con su preparación, para luego
determinar su slump y peso unitario (concreto fresco).
El denominado Método de WALKER se desarrolla debido a la preocupación del
profesor norteamericano Stanton Walker en relación con el hecho de que, sea
cual fuera la resistencia de diseño del concreto y por tanto su relación
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
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agua/cemento, contenido de cemento y características del agregado fino, la
cantidad de agregado grueso era la misma.
Considerando que la relación fino-grueso debería variar en función del contenido
de la pasta en la mezcla, así como del perfil y del TMN (tamaño máximo nominal)
del agregado grueso, y que otro factor que debería ser considerado era la mayor
o menor fineza del agregado fino, el profesor Walker desarrolló una serie de tablas
en donde consideró esto último, clasificando al agregado 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 más conveniente en relación al volumen absoluto total de
agregado.
4.6. EL DISEÑO DE MEZCLAS POR EL METODO DE WALKER SE PUEDE
HACER DE LA SIGUIENTE MANERA:
4.6.1. METODO 1.
Las cantidades de «materiales por metro cúbico de concreto pueden ser
determinadas, cuando se emplea el Método de Walker, siguiendo la secuencia
que a Continuación se indica.
a) Selección de la resistencia promedio a partir de la resistencia en
compresión especificada y la desviación estándar de la compañía
constructora.
b) Selección del tamaño máximo nominal del agregado grueso.
c) Selección del asentamiento
d) Selección del volumen unitario del gua de diseño.
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
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e) Selección del contenido de aire.
f) Selección de la relación agua-cemento por resistencia y por durabilidad.
g) Determinación del factor cemento.
h) Determinación de la suma de los volúmenes absolutos de cemento,
agua y aire.
i) Determinación del volumen absoluto de agregado total.
j) Determinación del porcentaje de agregado fino en relación al volumen
absoluto total de agregado.
k) Determinación del volumen absoluto de agregado grueso
l) Determinación de los pesos secos de los agregados fino y grueso.
m) Corrección de los valores de diseño por humedad del agregado.
n) Determinación de la proporción en peso de diseño y de obra.
o) Determinación de los pesos por tanda de un saco.
EJEMPLO 1.
1).Especificaciones
Se desea calcular las proporciones de los Materiales integrantes de una mezcla
de concreto a ser empleada en el vaciado de las losas de un edificio de oficinas
a ser construido en la ciudad de Ica. Las especificaciones de obra indican:
a) No existen problemas de congelación ,ni de ataque por sulfatos
b) La resistencia en compresión de diseño especificada es de 210
kg/cm2 a los 28 días. La desviación estándar de la compañía
constructora es de 250 kg/cm2.
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c) Las condiciones de colocación requieren una Mezcla de
consistencia plástica
d) La selección de las proporciones se hará empleando el método de
Walker.
2). Materiales.
1. Cementos
-Portland ASTM tipo 1 "Sol"
- Peso específico……..3.15
2. Agua.
-potable de la red de servicio público de Ica.
3. Agregado fino:
-peso específico de masa………2.63
-absorción………………………….1.2%
-contenido de humedad………..0.8%
-módulo de fineza…………………2.65
4. Agregado grueso.
-perfil redondeado.
-TMN…………………………………1”
-peso seco compactado…………..1620 kg/m3
-peso específico de masa……....2.65
-absorción……………………………0.6%
-contenido de humedad………….1.3%
3).Determinación de la resistencia promedio.
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Conociendo que la resistencia en compresión de diseño especificada es de 210 kg/cm 2 a los 28 días y que la desviación estándar es de 25 kg/cm 2 , apl icados las ecuaciones.
f’cr = 210 + 1.34 x 25 =244 Kg /cm2
f’cr = 210 + 2.33 x 25 - 35 =233 Kg /cm2
Seleccionando el mayor de los dos valores:
f’cr = 244 Kg /cm2
4). Selección del Tamaño máximo nominal del Agregado
De acuerdo a las especif icaciones de obra, el agregado grueso t iene perf i l redondeado y un tamaño máximo nominal de 1”.
5). Selección del asentamiento
De acuerdo a las especif icaciones, las condiciones de colocación requieren que la mezcla tenga una consis tencia plástica, a la que corresponde un asentamiento de 3" á 4".
6).Volumen Unitario de Agua
Para un agregado grueso de perfi l redondeado y tamaño máximo nominal de 1", en una mezcla de consistencia plástica, corresponde un volumen unitario de agua de 178 lt/m 3 .
7.) Selección del contenido de aire.
Se determina que el contenido de aire atrapado para un agregado grueso de tamaño máximo nominal de 1” es de 1.5%.
8). Relación agua-cemento
No presentándose en este caso problemas de intemperismo, ni de ataque por sulfatos, u otro tipo de acciones que pudieran dañar el concreto, se seleccionará la relación agua-cemento únicamente por resistencia.
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Para una resistencia promedio de 244 kg/cm 2 en un concreto sin aire incorporado, se encuentra una relación agua-cemento por resistencia de 0.63.
9).Factor cemento
Factor cemento = 178/0.63 =283 kg/m 3 =6.7 bl/m 3
10).Cálculo del volumen absoluto de la pasta
La suma de los volúmenes absolutos de los elementos integrantes de la pasta serás:
Volumen absoluto de:
-Cemento . . . . . . . . . . . . . . . . . 283/3.15 x 1000 =0.090 m 3
-Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178/1 x 1000 =0.178m 3
-Aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.52% =0.015 m 3
-suma de volúmenes absolutos o volúmenes absoluto de la pasta ………….0.283 m 3 .
11). Volumen absoluto del agregado.
El Volumen absoluto del agregado será, igual a la unidad menos el Volumen absoluto de la pastan.
- Volumen absoluto del agregado = 1 - 0.283 = 0.717 m 3
12). Porcentaje de agregado f ino
Por medio de tablas se obtiene agregado fino con un módulo de fineza de 2.65, encontramos, para un factor cemento de 6.7 sacos/m 3 , un porcentaje de agregado f ino de 0.376 ó 37.6%.
13). Volúmenes absolutos del agregado
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Para determinar los volúmenes absolutos de los agregados fino y grueso, se deberá multiplicar el porcentaje de agregado fino por el volumen absoluto total de agregado, determinando el volumen absoluto de agregado fino y por di ferencia con el volumen absoluto de agregado, el volumen absoluto de agregado grueso:
Volumen absoluto de:
Agregado fino . . . 0.376 x 0.717 = 0.270 m 3
Agregado grueso.. . . . 0.717 x 0.270 = 0.447 m 3
14).Pesos secos de los agregados
Peso seco del agregado:
Fino . . . . . . …… 0.270 x 2.63 x 1000 =710 kg/m 3
Grueso . . . . . . . . 0.447 x 2.65 x 1000 =1185 kg/m 3
15).Valores de diseño
Las cantidades de materiales, calculadas por el Método de Walker, a ser empleadas cono valores de diseño serán:
-Cemento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 kg/ m 3
-Agua diseño . . . . . . . . . . . . . 178 l t/ m 3
-Agregado fino seco ………..710 kg/ m 3 .
-Agregado grueso seco…… 1185 kg/
16).Corrección por humedad del agregado
Peso húmedo del agregado:
Fino 710 x 1.009 =716 kg/m 3
Grueso 1185 x 1.013 =1200 kg/m 3
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A continuación se determina la humedad superficial del agregado:
Humedad superf icial del :
.- Agregado Fino . . . . . . . . . . . . . 0.8 - 1.2 = - 0.4%
.- Agregado Grueso . . . . . . . . 1.3 - 0.6 = + 0.7%
Y los aportes de humedad de los agregados serán:
Aporte de humedad del :
.- Agregado fino . . . . . . . . . 710 x (- 0.004) = - 3 lt/m 3
.- Agregado grueso . . . . 1185 x (+0.007) =+ 8 lt/m 3
Aporte de humedad de los agregados=+5 l t/m 3
.- Agua efectiva……………178 - 5 = 173 lt/m 3
Y los pesos de los materiales integrantes de la unidad cúbica de concreto, ya corregidos por humedad del agregado, a ser empleados en la mezcla de prueba serán:
Cemento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …….283 kg/m 3
Agua efectiva .. . . . . . . . . . . . . . . . . . ….. . .173 lt/m 3
Agregado fino húmedo . . ……..716 kg/m 3
Agregado grueso húmedo.. . . . 1200 kg/m 3
18). Proporción en peso
La proporción en peso de los materiales sin corregir y ya corregida por humedad del agregado, serán:
283
283÷
710
283÷
1185
283= 1 ÷ 2.51 ÷
4.19
26… … … … … … … .26.6𝑙𝑡/𝑠𝑎𝑐𝑜
283
283÷
716
283÷
1200
283= 1 ÷ 2.53 ÷
4.24
25.8… … … … … … … .25.8𝑙𝑡/𝑠𝑎𝑐𝑜
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19). Pesos por tanda de un saco
Relación agua-cemento de diseño = 178/283 =0.63
Relación agua-cemento efectiva = 173/283 = 0.61
Y las cantidades de materiales por tanda de un saco serán:
Cemento . . . . . . . . . . . . . . . . . …………..1 x 42.5 = 42.5 kg/saco Agua efectiva . . . . . . . . . ………………………= 25.8 l t/saco Agregado fino húmedo……. 2.53 x 42.5 = 108.0 kg/saco Agregado grueso húmedo…4 .24 x 42. 5=180.2 kg/saco
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
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V. CONCLUSIONES
Hemos logrado aprender tanto teóricamente como en forma práctica a
elaborar un diseño de mezclas mediante el método MÓDULO DE FINURA.
Para la determinación del slump se recomienda que se debe pisar bien el
cono metálico, para que la mezcla este bien compactada y el slump salga
adecuadamente.
Una recomendación útil antes de entrar ala optimizar resistencias,
consiste en evaluar cualitativamente varios diseños teóricos desde el
punto de vista de la trabajabilidad, segregación, exudación, etc.
mediante pruebas de slump, factor de compactación, segregación,
velocidad de exudación etc. pata lo cual influye mucho la apreciación
personal, bastando inicialmente preparar tandas pequeñas a nivel de
laboratorio, para evaluar estas propiedades y elegir la mezcla de
agregados que consideramos más adecuada dentro de las opciones
teóricas disponibles.
DISEÑO DE MEZCLA-METODO ACI Y OTROS METODOS
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VI. BIBLIOGRAFIA file:///F:/diseno-de-mezclas-de-concreto-metodo_23.html
file:///F:/computo.htm
file:///F:/MEZCLAS-DE-CONCRETOS.htm
file:///F:/Dise%C3%B1o%20de%20mezclas%20de%20concret
o.htm
TÓPICOS DE TECNOLOGÍA DEL CONCRETO. Ing. enrique
Pasquel Carbajal. Segunda Edición.