calculo de la dosificacion

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3.1. CALCULO DE LA DOSIFICACION Datos: Hormigón tipo “B” Cemento IP-40 superior. Resistencia característica (fck) 180 Kg./cm2 Compactación vibrada en obra Condición de ejecución buena Tamaño máximo del árido 40mm Peso especifico de la arena (PA) 2.64 Peso especifico de la grava (PG) 2.50 Peso especifico del cemento (PE) 3.10 Modulo granulométrico de la arena (MA) 2.8 Modulo granulométrico de la grava (MG) 7.4 3.2.1. DETERMINACION DE LA RESISTENCIA MEDIA ( F c m ) La resistencia media de un concreto se determina en base a la siguiente tabla, la cual esta definida por la resistencia a la compresión simple (f C k) del proyecto a dosificarse. La resistencia media necesaria será mayor a la resistencia del proyecto. Cuadro 1 RESISTENCIA MEDIA (F cm ) Condicione s para la Ejecución de la obra Valor aproximado de la resistencia media fcm necesaria para obtener en obra una resistencia característica. Media Fcm=1,50*fck+20kg/cm 2 Buenas Fcm=1,35*f ck +15kg/cm 2 Muy buenas Fcm= 1,20*f ok +10kg/cm 2

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Page 1: Calculo de La Dosificacion

3.1. CALCULO DE LA DOSIFICACION

Datos:

Hormigón tipo “B”

Cemento IP-40 superior.

Resistencia característica (fck) 180 Kg./cm2

Compactación vibrada en obra

Condición de ejecución buena

Tamaño máximo del árido 40mm

Peso especifico de la arena (PA) 2.64

Peso especifico de la grava (PG) 2.50

Peso especifico del cemento (PE) 3.10

Modulo granulométrico de la arena (MA) 2.8

Modulo granulométrico de la grava (MG) 7.4

3.2.1. DETERMINACION DE LA RESISTENCIA MEDIA (Fcm)

La resistencia media de un concreto se determina en base a la siguiente tabla,

la cual esta definida por la resistencia a la compresión simple (fCk) del proyecto

a dosificarse. La resistencia media necesaria será mayor a la resistencia del

proyecto.

Cuadro 1

RESISTENCIA MEDIA (Fcm)

Se prevé que las condiciones de ejecución del hormigón serán buenas, por

tanto la resistencia media será:

f cm=1.35∗180kg

cm2+15 kg

cm2=258 kg

cm2

Condiciones

para la

Ejecución de

la obra

Valor aproximado de la resistencia

media fcm necesaria para obtener en obra

una resistencia característica.

Media Fcm=1,50*fck+20kg/cm2

Buenas Fcm=1,35*fck+15kg/cm2

Muy buenas Fcm= 1,20*fok+10kg/cm2

Page 2: Calculo de La Dosificacion

3.2.2. DETERMINACION DE LA RELACION AGUA/CEMENTO

La relación agua/cemento viene determinada por la resistencia media que se

requiere en laboratorio, por el tipo de cemento y por el tipo de agregado. La

relación agua/cemento se calcula por la siguiente expresión:

CA

=k∗f cm+0.5

3.2.3. DETERMINACION DEL TAMAÑO MAXIMO DE LOS AGREGADOS

Cuanto mayor sea el tamaño máximo del árido, menos agua se necesitará para

conseguir la consistencia deseada ya que la superficie a mojar de los áridos

será más pequeña. Como consecuencia podrá reducirse la cantidad de

cemento, resultando más económico el hormigón para la misma resistencia.

Los áridos con tamaños superiores a 40mm no siempre conducen mejoras de

resistencia por que con áridos muy gruesos disminuye en exceso la superficie y

se crea discontinuidades dentro la masa, especialmente si ésta es rica en

cemento.

En la siguiente tabla indicaremos los valores del tamaño máximo del árido que

pueden recomendarse para los distintos tipos de obras:

Cuadro 2

Valores recomendados para el tamaño máximo del árido

Dimensión mínima

de la sección del

elemento

TAMAÑO MAXIMO DEL ARIDO

Vigas pilares y

muros

Muros sin

armar

Losas muy

armadas

Losas poco

armadas

De 5 a 10cm De 10 a 20 mm 20 mm De15a 25mm. De20a 40mm.

De 15 a 30cm De 20 a 40mm 40 mm 40 mm De 40 a 80mm

De 40 a 80cm De 40 a 80mm. 80 mm De 40 a 80mm 80mm

Mas de 80cm De 40 a 80mm. 160 mm De 40 a 80mm De 80a160mm

Page 3: Calculo de La Dosificacion

3.2.4. CONSISTENCIA DEL HORMIGON Y CANTIDADES DE AGUA Y

CEMENTO

En función del tipo de cemento y sus características y teniendo en cuenta la

forma de compactación prevista, se fija la consistencia que ha de tener el

hormigón y se determina la cantidad de agua y cemento por las siguientes

tablas:

Cuadro 3

Consistencias y formas de compactación

Cuadro 4

Cantidades de agua

LITROS DE AGUA POR METRO CUBICO

Consistencia del hormigón

Asiento en cono de Abrams (cm)

Áridos rodadosPiedra partida arena de

machaqueo8

0 mm

4

0 mm

2

0 mm

80

mm

4

0 mm

20

mm

Seca 0-2 135

155

175

155

175

195

Plástic

a 3 – 5 1

501

701

9017

01

9021

0

Blanda 6 – 91

65

1

85

2

05

18

5

2

05

22

5

Fluida 10 - 15 1 2 2 20 2 24

Consistencias

Asiento en cono de Abrams (cm)

Forma de compactación

Seca 0-2 Vibrado energético en taller

Plástica 3 – 5 Vibrado enérgico en obra

Blanda 6 – 9 Vibrado o apisonado

Fluida 10 - 15 Picado con barra

Liquida Mayor o igual a 16No apta para elementos

resistentes

Page 4: Calculo de La Dosificacion

80 00 20 0 20 0

Una ves determinada la cantidad de agua y conociendo la relación agua

cemento (A/C), se procede a calcular el contenido de cemento por metro

cúbico, dicho contenido debe ser superior a:

150 Kg. para hormigones en masa.

200 Kg. Para hormigones ligeramente armados

250 Kg. para hormigones armados.

Y debe ser inferior a 400 Kg. salvo en casos especiales. Entonces nosotros

fijaremos una consistencia para el hormigón, que en este caso será plástico y

la cantidad de agua por metro cúbico de hormigón será determinada sabiendo

que nuestros agregados corresponden a los áridos rodados y el tamaño

máximo del agregado es 40mm, por tanto necesitamos 170 litros de agua por

cada metro cúbico de hormigón.

Teniendo la cantidad de agua y la relación agua cemento determinamos la

cantidad de cemento de la siguiente manera:

Datos:

Agua (A) = 170 litros por m3 de H°.

Relación A/C = 0.5283

Cemento (C) =?

AC

=0.5283

Despejamos C

Page 5: Calculo de La Dosificacion

C= 170 lts0.5283

=321.79kg por m3de hormigon

3.2.5. COMPOSICION GRANULOMETRICA DEL ARIDO TOTAL

La distribución de los distintos tamaños de los granos que componen un árido

tiene una importancia decisiva en las características del hormigón. El estudio

de dicha distribución suele efectuarse mediante la curva granulométrica, que se

determina cribando el árido a través de una serie normalizada de cribas y

tamices. El estudio de la composición granulométrica de los agregados totales

consiste en definir los porcentajes óptimos de los diferentes áridos disponibles,

para conseguir el concreto que se desea; y además nos da los parámetros que

determinar las características granulométricas que fundamentalmente son tres:

tamaño máximo del árido, la compacidad y el contenido en granos finos.

Cuanto mayor sea el tamaño máximo del árido, menores serán las cantidades

necesarias del cemento y agua en el hormigón.

Se llama compacidad de un árido a la relación entre su volumen real y su

volumen aparente. Cuanto mayor sea su compacidad, menor será el volumen

de huecos que deja el árido y por tanto será la cantidad de pasta de cemento

necesaria para rellenarlos.

La granulometría de elevada compacidad dan lugar a masas poco trabajables y

que se disgregan con facilidad, pero si se dispone de medios adecuados para

la correcta puesta en obra y compactación, puede obtenerse hormigones muy

resistentes de mucha durabilidad y poca retracción. Por otra parte para que una

masa de hormigón sea dócil y trabajable y no se disgreguen durante el

transporte, puesta en obra y compactación, debe tenerse un contenido óptimo

de granos finos. Al aumentar el contenido de granos finos, disminuye la

compacidad del árido y será necesario aumentar la cantidad de cemento y

agua del hormigón.

Page 6: Calculo de La Dosificacion

Especial importancia tienen los finos no mayores de 0.25mm. Sobre todo para

hormigones que deban transportarse mediante canalizaciones para elementos

de paredes delgadas muy armadas. Como la proporción necesaria de estos

finos esta ligada a la cantidad de cemento, es frecuente considerarlos

conjuntamente en la fracción granulométrica comprendida entre cero y

0.25mm.

No es necesario ceñirse exactamente a las curvas teóricas de Fuller o Boloney,

bastando con que el módulo granulométrico de la curva compuesta sea el

mismo que el de la teórica (para el caso de la granulometría discontinua).

Recordemos que el módulo granulométrico es el área limitada por la curva, el

eje de ordenadas y la paralela al eje de abcisas por el punto 100 por 100, en

papel semílogaritmico. El módulo granulométrico correspondiente a la parábola

de Fuller es el siguiente:

MODULO GRANULOMÉTRICO DE ÁRIDOS QUE SIGUEN LA PARABOLA DE FULLER

Tamaño máximo del árido en mm.

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

Modulo granulométrico

5.21

5.45

5.64

5.82

66

.166

.296

.46

.516

.6

De una forma más ajustada y además considerando la variable contenido en

cemento, puede utilizarse los valores del módulo granulométrico recomendado

por Abrams:

VALORES OPTIMIOS PARA EL MODULO GRANULOMÉTRICO, SEGÚN ABRAMS PARA HORMIGONES ORDINARIOS

CONTENIDO EN CEMENTO (Kg/m3)

TAMAÑO MAXIMO DEL ARIDO

10

15

20

25

30

40

60

2754

.054

.454

.855

.255

.605

.806

.00

3004

.204

.605

.005

.405

.655

.856

.20

3504

.304

.705

.105

.505

.735

.886

.30

Page 7: Calculo de La Dosificacion

Entonces como nosotros ya tenemos el análisis granulométrico de los

agregados grueso y fino, por tanto sus módulos ya están determinados,

escogemos el módulo granulométrico teórico de la primera tabla de este

apartado, para un tamaño máximo del árido de 40mm; a la cual corresponde un

módulo de 5.82.

Una ves elegido el modulo granulométrico teórico con el que se desea trabajar,

es sencillo determinar las proporciones en que debe mezclarse los áridos a

partir de sus módulos granulométricos que son ma y m9 siendo m el módulo

teórico elegido, se deducen los porcentajes X - Y en peso en que deben

mezclarse la arena y la grava, resolviendo las ecuaciones:

ma∗X100

+mg∗Y100

=m

X+Y=100

Datos:

ma = 2.8

m9 = 7.4

m = 5.82

2.80∗X100

+ 7.4∗Y100

=5.82

X+Y=100

0.028 X+0.074Y=5.82

X+Y=100 (-0.028)

0.028 X+0.074Y=5.82

−0.028 X−0.028Y=−2.8

0.046Y=3.02

Y= 3.020.046

=65.65

Y=65.65

Page 8: Calculo de La Dosificacion

0.028 X+0.074Y=5.82

0.028 X+0.074∗65.65=5.82

0 .028 X+4 .858=5 .82

0 .028 X=5.82−4 .858

X=0 .9620.028

X=34 .357

Una ves determinado los porcentajes de arena y grava el siguiente paso es

determinar las proporciones de la mezcla.

3.2.6. PROPORCIONES DE LA MEZCLA

Para calcular un metro cúbico de hormigón, hay que tener en cuenta la

contracción que experimenta el hormigón fresco, que puede evaluarse en un

25% ello se debe a que el agua se evapora en parte, otra parte es absorbida

por el árido, y el resto, forma con el cemento una pasta que se retrae

apreciablemente antes de fraguar.

Por lo tanto la suma de los volúmenes de los distintos materiales debe ser 1025

Lts. Para obtener un metro cúbico de hormigón.

A+CP

+G1P1

+G2P2

=1.025

Donde:

Page 9: Calculo de La Dosificacion

A = litros de agua por metro cúbico de hormigón.

C = Peso del cemento en kilogramos por metro cubico de hormigón.

P = Peso especifico real del cemento y la grava, en kilogramos por metro

cubico de hormigón.

G1 y G2 = Pesos de la arena y la grava, en kilogramos por metro cubico.

P1 y P2 = Pesos específicos reales de la arena y de la grava, en kilogramos por

metro cubico de hormigón.

Los pesos específicos deben determinarse directamente. Como ya se conoce

una relación entre G1 y G2, la ecuación anterior permite determinar ambos

valores es decir, los pesos de arena y de graba por metro cúbico de hormigón

de la siguiente manera donde se muestra paso a paso el procedimiento.

Datos:

A = 170 Lts.

C = 321.79 kg.

P = 3.10

G1 = ?

G2 = ?

P1 = 2.64

P2 = 2.50

X = 34.357

Y = 65.65

170+ 321.79kg3.10

+G12.64

+G22.50

=1025

G1G2

= XY

Page 10: Calculo de La Dosificacion

170+103.80kg+G12.64

+G22.50

=1025

G1G2

=34.65765.65

273.80kg+0.379G1+0.4G2=1025

G1=0.528G2

Reemplazando G 1

273.80kg+0.379∗(0.528G2 )=1025

0.200G2=1025−273.80kg

G2=751.20 kg0.200

G2=3756 kg

Reemplazamos G2 en G1

G1=0.528∗(3756kg)

G1=1983.168kg

La dosificación por metro cubico de concreto será, por tanto:

MATER

IAL

CAN

TIDAD

Cement

o P-350

321.

79 kg.

Agua170

lts

Arena 198

Page 11: Calculo de La Dosificacion

3.168 kg.

Grava375

6 kg.

3.2.7. DOSIFICACION EN VOLUMEN

La dosificación en volumen se obtiene dividiendo los pesos calculados por los

pesos específicos aparentes, que pueden ser de 1.1 para el cemento, 1.55

para la arena y 1.65 para la grava todos ellos en Kg. por litro; el cemento no

debe dosificarse en volumen.

Cemento =330

kilogramos

Agua = 170 litros

Arena

=1983.168/1.55

1279.46

kilogramos

Grava =

3756/1.65

2276.36

kilogramos

3.2.8. CORRECIONES POR HUMEDAD DE LOS ARIDOS

Todos los cálculos efectuados suponen que los áridos están secos. Si no es así

debe hacerse correcciones para tener en cuenta el agua introducida por los

áridos comenzando por determinar el contenido de agua de los mismos.

Por ejemplo la humedad medida en la arena fuese del 5% de su peso y del 2%

de la grava. En tal caso las cantidades que deben emplearse son:

Cemento.- 330 kg.

Arena húmeda.- 670 * (1+ 0.05) – 670 * 33.5 =703.5 kg

Grava húmeda.- 1250 * (1+ 0.02) = 1250 * 1.02 = 1275 kg

Agua.-180 * (33.5 + 25) = 58.5 Lts.

El cálculo realizado para la dosificación del hormigón es el que debe realizarse,

pero en la obra no se realiza

Page 12: Calculo de La Dosificacion

En una dosificación, la dosis de cemento se establece siempre en

peso (Kg); los agregados en peso (Kg) o volúmenes aparentes (m3)

y el agua en litros.