dosificación de materiales para mezcla de concreto (hormigón)

Dosificación de ConcretoMétodo ACI (211.1 – x)

RNC – 07

Elaborado por: Ing. Axel Francisco Martínez Nieto

17 de Mayo del 2016

Introducción

El concreto es en la actualidad, el elemento más utilizado en la construcción

de obras de infraestructura.

Para dosificar el concreto es necesario conocer los datos de laboratorio

estudiados hasta ahora de agregados y aglomerantes (Gravedad Específica,

Módulo de Finura, Tamaño Máximo del Agregado Grueso, Peso Volumétrico,

Humedad, Absorción, etc.)

El punto de partida será la Resistencia a la Compresión.

Resistencia a la compresión

En ingeniería, la resistencia a la compresión es un dato técnico para

determinar la resistencia de un material o su deformación ante un esfuerzo

de compresión.

Este se cuantifica conociendo la carga a la que será sometido un sólido (en

nuestro caso de concreto) y el área donde se aplica.

Normalmente se denota f ’c

Se mide en unidad de carga entre unidad de superficie.

Ejemplo

Ejemplo

Se requiere dosificar los materiales para producir 1 m3 de

concreto con resistencia a la compresión de 2800 PSI a los

28 días. Este será utilizado en columnas de 20 x 25 cm con

acero de refuerzo de 3/8” y con 1” (25 mm) de

recubrimiento. Los resultados de laboratorio para

agregados y conglomerante son los siguientes:

Ejemplo

MaterialPVSS PVSC

Ge MF %Abs %W TMkg/m3

Cemento 1520 1665 3

Arena 1460 1831 2.6 2.7 5 4 1”

Grava 1630 1910 3.1 3 2

Paso #1- Determinar Revenimiento

Revenimiento

El revenimiento consiste en medir el hundimiento que sufre un tronco

de cono truncado de concreto fresco al retirarle el apoyo; para hacer

esta prueba se usa un molde metálico, cuyas medidas son 30 cm de

altura, 10 cm en su base superior y 20 cm en su base de apoyo

llamado cono de Abrams.

Revenimiento

Revenimiento

Paso #2 Determinación del Tamaño

Máximo de Agregado Grueso

Determinación del Tamaño Máximo de

Agregado

El tamaño nominal del agregado grueso no será mayor a:

1. Un quinto de la separación menor entre los lados de la cimbra (formaleta).

2. Un tercio del peralte (altura) de la losa.

3. Tres cuartos del espaciamiento mínimo libre entre varillas individuales de

refuerzo.

Determinación del Tamaño Máximo de

Agregado

Condición 1

𝑇𝑀 <1

5∙ 20 𝑐𝑚

25 𝑚𝑚 <1

5∙ 20 𝑐𝑚

𝟐𝟓𝒎𝒎 < 𝟒𝟎𝒎𝒎

Determinación del Tamaño Máximo de

Agregado

Condición 2

𝑇𝑀 <3

4∙ 13.015 𝑐𝑚

25 𝑚𝑚 <3

4∙ 13.015 𝑐𝑚

𝟐𝟓𝒎𝒎 < 𝟗𝟕. 𝟔𝟏𝒎𝒎

Paso #3 Contenido de Aire

Contenido de Aire

Paso #4 Contenido de Agua

Contenido de Agua

Paso #5 Relación Agua/Cemento

Relación Agua/Cemento

Se necesita encontrar la resistencia a la compresión incrementada.

Según el Artículo 132 del RNC-07 se aumentará 85 kg/cm2 a la resistencia a

la compresión original.

Esta se denota f ’rc

Relación Agua/Cemento

𝑓′𝑐 = 2800 𝑃𝑆𝐼 = 196.859𝑘𝑔

𝑐𝑚2

𝑓′𝑐𝑟 = 196.859𝑘𝑔

𝑐𝑚2 + 85𝑘𝑔

𝑐𝑚2

𝒇′𝒄𝒓 = 𝟐𝟖𝟏. 𝟖𝟓𝟗𝒌𝒈

𝒄𝒎𝟐

Una vez que se tiene el valor de la resistencia corregido se contrapone con la

siguiente tabla:

Relación Agua/Cemento

Relación Agua/Cemento

Por interpolación obtenemos que el valor de la R a/c es de: 0.437

Paso #6 Cantidad de Cemento

Cantidad de Cemento

Despejando obtenemos que:

𝑅 𝑎 𝑐=𝑊𝑊

𝑊𝐶

𝑊𝐶 =𝑊𝑊

𝑅 𝑎 𝑐

𝑊𝐶 =193 𝑘𝑔

0.437

𝑾𝑪 = 𝟒𝟒𝟏. 𝟔𝟒𝟖 𝒌𝒈

Paso #7 Cantidad de Grava

Cantidad de Grava

Cantidad de Grava

Por interpolación se obtiene que el valor compactado de la grava es de 0.68

m3.

Para encontrar el peso de la grava se multiplica este valor por su PVSC

𝑃𝑉𝑆𝐶𝐺 =𝑊𝐺

𝑉𝐺→ 𝑊𝐺 = 𝑃𝑉𝑆𝐶𝐺 ∙ 𝑉𝐺

𝑊𝐺 = 1910𝑘𝑔

𝑚3 ∙ 0.68 𝑚3

𝑾𝑮 = 𝟏𝟐𝟗𝟖. 𝟖𝟎𝟎 𝒌𝒈

Paso #8 Cantidad de arena

a. Volumen del cemento

𝑉𝐶 =𝑊𝐶

𝐺𝐸𝐶 ∙ 𝛾𝑤

𝑉𝐶 =441.648 𝑘𝑔

3 ∙ 1000 𝑘𝑔𝑚3

𝑽𝑪 = 𝟎. 𝟏𝟒𝟕𝒎𝟑

b. Volumen del agua

𝑉𝑊 =𝑊𝑊

𝐺𝐸𝑊 ∙ 𝛾𝑤

𝑉𝑊 =193 𝑘𝑔

1 ∙ 1000 𝑘𝑔𝑚3

𝑽𝑾 = 𝟎. 𝟏𝟗𝟑𝒎𝟑

c. Volumen de la grava

𝑉𝐺 =𝑊𝐺

𝐺𝐸𝐺 ∙ 𝛾𝑤

𝑉𝐺 =1298.8 𝑘𝑔

3.1 ∙ 1000 𝑘𝑔𝑚3

𝑽𝑮 = 𝟎. 𝟒𝟏𝟗𝒎𝟑

d. Volumen de la arena

𝑉𝐴𝑟 = 1 𝑚3 − 𝑉𝐺 − 𝑉𝑊 − 𝑉𝐶 − 𝑉𝐴

𝑉𝐴𝑟 = 1𝑚3 − 0.147 𝑚3 − 0.193 𝑚3 − 0.419 𝑚3 − 0.015 𝑚3

𝑽𝑨𝒓 = 𝟎. 𝟐𝟐𝟔𝒎𝟑

e. Peso de la Arena

𝑊𝑚𝑎𝑡 = 𝑊𝑚𝑎𝑡 ∙ 𝐺𝑒𝑚𝑎𝑡 ∙ 𝛾𝑤

𝑊𝐴𝑟 = 0.226 𝑚3 ∙ 2.6 ∙ 1000 𝑘𝑔𝑚3 = 𝟓𝟖𝟕. 𝟔 𝒌𝒈

Paso #9 Corrección de Agua de

Mezclado

𝑊𝑊𝑚𝑒𝑧 = 𝑊𝑊 +𝑊𝑊𝑎𝑏𝑠 −𝑊𝑊𝑐𝑜𝑛𝑡

𝑊𝑊𝑚𝑒𝑧 = 𝑊𝑊 + 𝑊𝑎𝑟 ∗%𝑎𝑏𝑠

100+𝑊𝐺 ∗

%𝑎𝑏𝑠

100− 𝑊𝑎𝑟 ∗

%𝑤

100+𝑊𝐺 ∗

%𝑤

100

𝑊𝑊𝑚𝑒𝑧 = 193 + 587.6 ∗5

100+ 1298.8 ∗

3

100− 587.6 ∗

4

100+ 1298.8 ∗

2

100

𝑊𝑊𝑚𝑒𝑧 = 211.864 𝑘𝑔

Paso #10 Cálculo de Proporciones

a. Proporciones en base al peso Para el concreto las proporciones están compuestas por 3 componentes

(Cemento, Arena y Grava), al igual que en el mortero todas las proporcionesse calculan tomando como referencia al cemento.

Primero se calculan en base al peso:

𝑊𝐶

𝑊𝐶=441.648 𝑘𝑔

441.648 𝑘𝑔= 1

𝑊𝑎𝑟

𝑊𝐶=

587.6 𝑘𝑔

441.648 𝑘𝑔= 1.33

𝑊𝐺

𝑊𝐶=

1298.8 𝑘𝑔

441.648 𝑘𝑔= 2.941 ≈ 3

La proporción en base al peso es de 1 : 1.33 : 3

b. Proporciones en base al volumen (suelto)

Primero calculamos el volumen suelto de cada material:

𝑉𝑆𝑆𝐶 =𝑊𝐶

𝑃𝑉𝑆𝑆𝐶=

441.648 𝑘𝑔

1520 𝑘𝑔/𝑚3 = 0.291 𝑚3

𝑉𝑆𝑆𝐴𝑟 =𝑊𝐶

𝑃𝑉𝑆𝑆𝐶=

587.6 𝑘𝑔

1460 𝑘𝑔/𝑚3 = 0.402 𝑚3

𝑉𝑆𝑆𝐺 =𝑊𝐺

𝑃𝑉𝑆𝑆𝐺=

1298.8 𝑘𝑔

1630 𝑘𝑔/𝑚3 = 0.797 𝑚3

b. Proporciones en base al volumen (suelto)

𝑉𝐶𝑉𝐶

=0.291 𝑚3

0.291 𝑚3 = 1

𝑉𝐴𝑟𝑉𝐶

=0.402 𝑚3

0.291 𝑚3 = 1.38

𝑉𝐺𝑉𝐶

=0.797 𝑚3

0.291 𝑚3 = 2.74

La proporción en base al volumen suelto es de 1 : 1.38 : 2.74

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