diseño de mezclas

85
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Lima, Noviembre del 2002 Lima, Noviembre del 2002 TEMA : TEMA : DOSIFICACION DEL CONCRETO DOSIFICACION DEL CONCRETO EXPOSITOR : EXPOSITOR : Ing. Ana Torre Carrillo Ing. Ana Torre Carrillo TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA RESIDENTES, SUPERVISORES Y RESIDENTES, SUPERVISORES Y PROYECTISTAS PROYECTISTAS

Upload: deynerth-cuchillo

Post on 24-May-2015

222 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: Diseño de mezclas

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

Lima, Noviembre del 2002Lima, Noviembre del 2002

TEMA :TEMA :

DOSIFICACION DEL CONCRETODOSIFICACION DEL CONCRETO

EXPOSITOR :EXPOSITOR :Ing. Ana Torre CarrilloIng. Ana Torre Carrillo

TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA RESIDENTES, SUPERVISORES Y RESIDENTES, SUPERVISORES Y

PROYECTISTASPROYECTISTAS

Page 2: Diseño de mezclas

INDICE

I. La Dosificación del concreto.II. Requisitos esenciales de las mezclas y factores que

influyen en el diseño.III. Resistencia de diseño promedio.

III.1. Criterios en la elecciónIII.2. El control como factor de selección.

IV. Teorías y sistemas vigentes en el diseño de mezclas de concreto.

V. El Método del ACI.VI. Pasos en el diseño.VII. Mezclas de prueba de obra y laboratorio.VIII. Limitaciones de las tablas.

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 3: Diseño de mezclas

Capitulo I

LA DOSIFICACIÓN DEL CONCRETO

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 4: Diseño de mezclas

Elementos que conforman el concreto

CONCRETOCONCRETO

* Opcional* Opcional

Cemento+

Arena+

Piedra+

Agua+

Aditivos*+

Aire

Elementos Activos

Elemento Pasivo

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 5: Diseño de mezclas

Proporciones en volumen de los componentes del concreto

Proporciones típicas en volumen absolutas de los componentes del concreto

AGREGADOS

60% – 75%

AGUA

15% – 22%

CEMENTO 7% – 15%

AIRE 1% – 3%ADITIVO 0.1% – 0.2%

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 6: Diseño de mezclas

CONCRETO

FRESCO

ENDURECIDO

PlásticaMoldeableTrabajableetc.AislanteResistenteDurableetc.

MATERIAL IDEAL PARA LA CONSTRUCCIONMATERIAL IDEAL PARA LA CONSTRUCCION

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 7: Diseño de mezclas

Capitulo II

REQUISITOS ESENCIALES DE LAS MEZCLAS Y FACTORES QUE

INFLUYEN EN EL DISEÑO

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 8: Diseño de mezclas

EN ESTADO FRESCO

Trabajabilidad Consistencia

Tiempo de fragua

Fluidez

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 9: Diseño de mezclas

EN ESTADO ENDURECIDO

Elasticidad Resist. Compresión

FlexiónTracciónDiametral

iagrama Esfuerzo-Deformación Ensayo 21/5/2002

-50.00

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

400.00

450.00

0.0E+00 5.0E-04 1.0E-03 1.5E-03 2.0E-03 2.5E-03

Deformacion

e prom

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 10: Diseño de mezclas

Capitulo III

RESISTENCIA DE DISEÑO PROMEDIO

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 11: Diseño de mezclas

Conocemos la desviación estandar (Ds) ?

SISI NONO

III.1. CRITERIOS EN LA ELECCION

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 12: Diseño de mezclas

SE CUENTA CON RESULTADOS ESTADÍSTICOS DE PRODUCCIÓN

1. Si nuestro N° de muestras es > 30

El valor del f’cr de diseño será el MAYORMAYOR valor obtenido de ambas fórmulas

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

f’cr = f’c + 1.34 Dsf’cr = f’c + 1.34 Ds

f’cr = f’c + 2.33 Ds f’cr = f’c + 2.33 Ds –– 3535

Page 13: Diseño de mezclas

Considera la posibilidad de que:

El promedio de todos los grupos de tres ensayos de resistencia en compresión consecutivos sea mayor que el f’c.

La probabilidad de ocurrencia en la cual un ensayo este por debajo del f’c es de 1/100

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

f’cr = f’c + 1.34 Dsf’cr = f’c + 1.34 Ds

Page 14: Diseño de mezclas

Considera la posibilidad de que:Ningun ensayo de resistencia debe ser menor del f’c en más de 35 Kg/cm².

430420410395390385380370365350360350340325320315310300295280325315305290285280275265260245290280270255250245240230225210255245236220215210205195190175220210200185180175170160155140504540353025201510

Ds (Kg/cm²)f’c(Kg/cm²)

Tabla: Obtención del f’cr en función de la desviación estándar

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

f’cr = f’c + 2.33 Ds f’cr = f’c + 2.33 Ds -- 3535

Page 15: Diseño de mezclas

Tabla: Factor de incremento de la Desviación Estandar

1.00> 301.03251.08201.1615

Ver Tabla cuando no se conoce el DsMenos de 15Factor de incrementoN° Ensayos

2. Si nuestro N° de muestras es < 30, los valores de Ds presentes en las fórmulas anteriores serán amplificadas mediante los factores indicados en la siguiente tabla

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Y SI NO?Y SI NO?

Page 16: Diseño de mezclas

NO SE CUENTA CON RESULTADOS ESTADÍSTICOS DE PRODUCCIÓN

f’c + 98> 350

f’c + 84210 – 350

f’c + 70< 210

f’cr (Kgcm²)f’c Especificado

3. Si nuestro N° de muestras es < 15 ó no se cuenten con registros sobre la desviación estándar del concreto:

a) El comité del ACI considera que el cálculo del f’cr será segun la siguiente tabla

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 17: Diseño de mezclas

Tabla: Coef. de Varición (v) en función al grado de control

b) El comité Europeo recomienda utilizar la siguinte fórmula:

v = Coeficiente de variación, cuyo valor se obtiene de la siguiente tabla:

25%Malo20%Inferior18%Regular15%Bueno

10% - 12%Excelente en obra5%Laboratorio

Valor (%)Grado de Control

f’cr = f’c f’cr = f’c //(1 (1 -- t*vt*v))

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 18: Diseño de mezclas

Tabla: Factor t

t = Factor que depende del % de resultados < f’c que se admiten o la probabilidad de ocurrencia, su valor se obtiene de la siguiente tabla:

1.6451.2820.842> 301.6971.3100.854301.7081.3160.856251.7251.3250.860201.7531.3410.866151.8121.3720.879101.8381.3830.88391.8601.3970.88981.8951.4150.89671.9431.4400.90662.0151.4760.92052.1321.5330.94142.3531.6380.97832.9201.8861.06126.3143.0781.3761

1 en 201 en 101 en 5

Posibilidad de caer debajo del límite inferiorN° Muestras - 1

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 19: Diseño de mezclas

III.2. EL CONTROL COMO FACTOR DE SELECCIÓN

Diseño, construcción y Edificaciones de concretoEnsayos de compresión

RNCRNC

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 20: Diseño de mezclas

CONSIDERACIONES

1. Ensayo = Promedio de 2 probetas

2. Cada 120 m³ concreto, mínimo 1 ensayo3. Por cada día de vaciado mínimo 1 ensayo4. Edad de rotura de probetas : 28 días

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

PromedioPromedio

Page 21: Diseño de mezclas

CRITERIO (ACI 318)

Método de Diseño:

Rotura

Promedio ≥ f’c y

Individualmente > f’c – 35 Kg/cm²

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 22: Diseño de mezclas

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Ejemplo

26429318

26124219

24524717

24925116

24723815

25025714

24724613

24824612

24825011

24324710

2452479

2462358

2492537

2492506

2552445

2812544

3042663

-3242

-3211

Grupo3 probetas

Promedio2 probetas

EnsayoN°

f’c = 245 Kg/cm²f’c = 245 Kg/cm²

Page 23: Diseño de mezclas

Ejemplo

200210220230240250260270280290300310320330340

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20N° Ensayos

Resi

st. C

ompr

esió

n (K

g/cm

²)Valor del EnsayoPromedio de 3f'c = 245 Kg/cm²

Promedio de 3 probetas

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 24: Diseño de mezclas

Capitulo IV

TEORIA Y SISTEMAS VIGENTES EN EL DISEÑO DE MEZCLAS

DE CONCRETO

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 25: Diseño de mezclas

METODOS PARA EL DISEÑO DE MEZCLASEntre los métodos para el diseño de mezclas de concreto tenemos:

1. Métodos basados en curvas teóricas

2. Métodos basados en curvas empíricas

3. Método del Módulo de fineza de la combinación de agregados

4. Método del Agregados Global5. Método Comité 211 ACI

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 26: Diseño de mezclas

METODOS BASADOS EN CURVAS TEÓRICAS

Este método asume que la distribución granulométrica tiene un comportamiento parabólico, cuya ecuación general es:

( )hi

Ddxg

dDgy

−+

= 100

Hubo varios investigadores que utilizaron este método para hallar sus parámetros, algunos de ellos son: FULLER, EMPA, POPOVICS, BOLOMEY, FAURY, etc.

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 27: Diseño de mezclas

CurvasGranulométricas

Teóricas

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 28: Diseño de mezclas

Curvas Teóricas de Gradación Óptima

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 29: Diseño de mezclas

Gráfico Parábola de Bolomey

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 30: Diseño de mezclas

METODOS BASADOS EN CURVAS EMPÍRICAS

Este método asume que la distribución granulométrica de la combinación de agregados se ajusta a rangos o husos granulométricos basados en información estadística empírica.

Algunas husos granulométricos conocidos son:

-Los Husos DIN.-Los Husos Británicos

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 31: Diseño de mezclas

Huso Granulométrico DIN T.M. = 30mm

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 32: Diseño de mezclas

Huso Granulométrico Británicos T.M. = 19 mm

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 33: Diseño de mezclas

METODO DE LA FINEZA DE LA COMBINACION DE AGREGADOS

Este método considera el Módulo de Fineza de la mejor combinación. Para esto establece la ecuación

ggff mrmrm += 100xmmmm

rfg

gf −

−=

Donde:

m = Módulo de Fineza de la combinaciónmf = Módulo de Fineza del Agragdo finomg = Módulo de Fineza del Agragdo grueso

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 34: Diseño de mezclas

Tabla: Módulo de Fineza de la Combinación de los agregados

6.396.316.246.163”6.096.015.945.862”5.795.715.645.561 ½”5.495.415.345.261”5.195.115.044.96¾”4.694.614.544.46½”4.194.114.043.963/8”

9876Bolsas de Cemento por m³TMN

A.G.

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 35: Diseño de mezclas

METODO DE DISEÑO 1 - 3

1) Conocer las características de los materiales2) Cálculo del T.N.M.3) Determinar la Resistencia promedio f’cr4) Cálculo del Asentamiento5) Cálculo Contenido de aire6) Cálculo de la relación a/c7) Factor Cemento = agua/(6)8) ∑Vol. Abs. = Vol. Cem. + Vol. Aire + Vol. Agua9) Volumen de agregados = 1 - (8)

ggff mrmrm +=

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 36: Diseño de mezclas

METODO DE DISEÑO 2 - 3

10) Cálculo del Módulo de Fineza de la combinación de agregados.

11) Cálculo del porcentaje de agregado fino, mediante la fórmula:

12) Cálculo del porcentaje de agregado grueso, mediante la fórmula:

ggff mrmrm +=

100xmmmm

rfg

gf −

−=

100)1( xrr fg −=

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 37: Diseño de mezclas

METODO DE DISEÑO 3 - 3

13) Cálculo de los pesos secos de los agregadosPeso secoAF = Vol. A.F. x P.E. x 1000Peso secoAG = Vol. A.G. x P.E. x 1000

14) Cantidad de material por m³15) Corrección por humedad de los agregados

A.F. = Peso seco(1+%C.H.AF/100)A.G. = Peso seco(1+%C.H.AG/100)

16) Humedad SuperficialA.F. = %C.H. - % Abs +A.G. = %C.H. - % AbsAporte de humedad

17) Agua Efectiva = Agua Diseño – Aporte Humedad18) Cantidad de material por m³ corregida por humedad

ggff mrmrm +=

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 38: Diseño de mezclas

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

METODO DEL AGREGADO GLOBALEste método considera el porcentaje incidencia de cada agregado en el diseño de mezcla, los porcentajes se controlan de tal forma que la combinación esté dentro de algunos de estos husos

L.S.L.I.L.S.L.I.L.S.L.I.

Huso 3/8”Huso ¾”Huso 1 ½”Tamiz(Pulg)

808080N°100155205203N°5030103510308N°30401542183814N°16502048254520N°8653055355025N°4

10095655058303/8"100100807068351/2"

1009580453/4"1009890601"100100100951 1/2"

1001002"

Page 39: Diseño de mezclas

METODO DE DISEÑO 1 - 3

1) Conocer las características de los materiales2) Cálculo del T.N.M.3) Determinar la Resistencia promedio f’cr4) Cálculo del Asentamiento5) Cálculo Contenido de aire6) Cálculo de la relación a/c7) Factor Cemento = agua/(6)8) ∑Vol. Abs. = Vol. Cem. + Vol. Aire + Vol. Agua9) Volumen de agregados = 1 - (8)

ggff mrmrm +=

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 40: Diseño de mezclas

METODO DE DISEÑO 2 - 3

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1 10 100Tamices ( mm )

% Pa

sa

AGREGADO GLOBAL

HUSO NTP 1 1/2"

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1 10 100Tamices ( mm )

% Pa

sa

AGREGADO GLOBAL

HUSO NTP 1 1/2"

10) Cálculo de los porcentajes de agregado fino y grueso:

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1 10 100Tamices ( mm )

% Pa

sa

AGREGADO GLOBAL

HUSO NTP 1 1/2"

Piedra: 40%Arena: 60%

Piedra: 50%Arena: 50%

Piedra: 60%Arena: 40%

11) Cálculo de los volumenes de los agregados fino y grueso:

Vol. A.F. = % A.F. x Vol. agregados Vol. A.G.= % A.G. x Vol. agregados

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 41: Diseño de mezclas

METODO DE DISEÑO 3 - 312) Cálculo de los pesos secos de los agregados

A.F. = Vol. A.F. x P.E. x 1000A.G. = Vol. A.G. x P.E. x 1000

13) Cantidad de material por m³14) Corrección por humedad de los agregados

A.F. = Peso seco(1+%C.H.AF/100)A.G. = Peso seco(1+%C.H.AG/100)

15) Humedad SuperficialA.F. = %C.H. - % Abs +A.G. = %C.H. - % AbsAporte de humedad

16) Agua Efectiva = Agua Diseño – Aporte Humedad17) Cantidad de material por m³ corregida por humedad

ggff mrmrm +=

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 42: Diseño de mezclas

Capitulo V

EL METODO DEL ACI PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS DE

CONCRETO

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 43: Diseño de mezclas

Volumen Unitario de agua(lt/m³)

--1541661741841972052166” a 7”1191331571651751841932023” a 4”1071221421501601681751811” a 2”

Concreto con are incorporado--1601781902022162282436” a 7”

1241451691811932052162283” a 4”1131301541661791901992071” a 2”

Concreto sin are incorporado6”3”2”1 1/2”1”3/4”1/2”3/8”

Asentamiento Tamaño Máximo del Agregado Grueso

Tabla confeccionada por el comité ACI 211

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 44: Diseño de mezclas

Relación a/c por resistencia

Tabla confeccionada por el comité ACI 211

0.384500.43400

0.400.483500.460.553000.530.622500.610.702000.710.80150

Concreto con aire incorporado

Concreto sin aire incorporado

Relación agua / cemento en pesof’c(Kg/cm²)

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 45: Diseño de mezclas

Contenido de aire atrapado(%)

Tabla confeccionada por el comité ACI 211

0.2 %4”0.3 %3”0.5 %2”1.0 %1 ½”1.5 %1”2.0 %¾”2.5 %½”3.0 %3/8”

Aire AtrapadoTMN Agregado Grueso

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 46: Diseño de mezclas

Contenidode aire incorporado y total

Tabla confeccionada por el comité ACI 211

4.03.01.06”4.53.51.53”5.04.02.02”5.54.52.51 ½”6.04.53.01”

6.55.03.53/4”7.05.54.01/2”7.56.04.53/8”

Exposición Severa

Exposición Moderada

Exposición Suave

Contenido de aire total ( % )T.N.M. Agregado

Grueso

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 47: Diseño de mezclas

Peso del agregado grueso por unidad de volumen del concreto b/bo

Tabla confeccionada por el comité ACI 211

0.750.770.790.813”0.810.830.850.876”

0.720.740.760.782”0.700.720.740.761 ½”0.650.670.690.711”0.600.620.640.663/4”0.530.550.570.591/2”0.440.460.480.503/8”3.002.802.602.40

Módulo de fineza del Agregdo FinoTMNA.G.

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 48: Diseño de mezclas

Condiciones especiales de exposición

Tabla confeccionada por el comité ACI 211

325

300

0.40

0.45

Protección contra la corrosión del concreto expuesto a la acción dla gua de mar, aguas sálubres, neblina o rocios de esta agua.Si el recubrimiento mínimo se incrementa en 15 mm.

3000.450.50

Concretos expuestos a procesos de congelación y deshielo en condiciones húmedas

a) Sardineles, cunetas, secciones delgadasb) Otros elementos

2600.500.450.45

Concreto de baja permeabilidada) Expuesto a agua dulceb) Expuesto a agua e mar o aguas solublesc) Expuesto a la acción de aguas cloacales

Resist. a la compresión mínima en concretos

con agregados livianos

Relación a/c máxima, en concretos con agregado

de peso normal

Condiciones de exposición

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 49: Diseño de mezclas

Capitulo VI

PASOS DE DISEÑOPASOS DE DISEÑO

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 50: Diseño de mezclas

1/17

1. Condiciones Generales

Cemento:Marca : SOLTipo : IPeso específico : 3.13

Agua:Agua potable de la red públicaPeso específico: 1000 Kg/m³

Los pasos a seguir son:

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 51: Diseño de mezclas

2/17

Características del concreto:Resistencia especificada: 210 Kg/cm²Asentamiento : 3” – 4”

Condiciones ambientales y de Exposición durante el vaciado:

Temperatura promedio ambiente: 20° CHumedad relativa: 80%

Condiciones a la cual estará expuestaNormales

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 52: Diseño de mezclas

3/ 17

Agregados:

0.451.62Cont. de humedad3/4”---T.N.M.

0.850.81% Absorción6.682.95Módulo de fineza2.712.68Peso Específico seco1,6421,999PUC1,4621,723PUS

ChancadaPerfilGloriaLa MolinaCantera

GruesoFinoAgregado

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 53: Diseño de mezclas

Tamaño Nominal Máximo

Tamaño Máximo = Es el mayor tamiz por donde pasa todo el materialTamaño Nominal Máximo = Es el tamiz donde se produce el primer retenido

% % RET. %( Pulg ) ( mm ) RET. ACUM. PASA2 1/2" 63

2" 501 1/2" 37.5

1" 25 0 0.0 0.0 100.03/4" 19 5,648 69.3 69.3 30.71/2" 12.5 2,329 28.6 97.9 2.13/8" 9.5 46 0.6 98.4 1.6N°4 4.75 127 1.6 100.0 0.0N°8 2.38 0 0.0 100.0 0.0N°16 1.19

FONDO 0.075

TAMIZ PESO RET.(gr.)

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 54: Diseño de mezclas

4/ 17

Módulo de Fineza = 2.95 Módulo de Fineza = 6.68

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

01 0.1 1 10 100

Ta mi c e s ( mm )

AGREGADO FINO

HUSO NTP "C"

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.1 1 10 100 1000Ta mi c e s ( mm )

AGREGADO GRUESO

HUSO NTP 1" - 1/2"

% % RET. %( Pulg ) ( mm ) RET. ACUM. PASA2 1/2" 63

2" 501 1/2" 37.5

1" 25 0 0.0 0.0 100.03/4" 19 5,648 69.3 69.3 30.71/2" 12.5 2,329 28.6 97.9 2.13/8" 9.5 46 0.6 98.4 1.6N°4 4.75 127 1.6 100.0 0.0N°8 2.38 0 0.0 100.0 0.0

N°16 1.19FONDO 0.075

TAMIZ PESO RET.(gr.)

�������������������������������������������������������������

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

% % RET. %( Pulg ) ( mm ) RET. ACUM. PASA

1/2" 12.53/8" 9.5 0.0 0.0 100.0N°4 4.75 10 1.8 1.8 98.2N°8 2.38 89 15.6 17.4 82.6N°16 1.19 150 26.3 43.7 56.3N°30 0.6 114 20.0 63.7 36.3N°50 0.3 88 15.4 79.1 20.9N°100 0.15 58 10.2 89.3 10.7FONDO 0.075 61 10.7 100.0 0.0

TAMIZ PESO RET.(gr.)

��������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

����

����

����

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 55: Diseño de mezclas

5/ 17

Determinar la Resistencia promedio f’cr:

Caso a) Contamos con datos estadísticos > 30 ensayos

Consideremos nuestra Ds = 25 Kg/cm².

f’cr = f’c + 1.34 Ds = 210 + 1.34(25) = 243.5f’cr = f’c + 2.33 Ds – 35 = 210 + 2.33(25) – 35 = 233.25

f’cr = 245 Kg/cm²

ggff mrmrm +=

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 56: Diseño de mezclas

6/ 17

Caso b) Contamos con datos estadísticos < 30 ensayos

Consideremos nuestra Ds = 25 Kg/cm².Consideremos que tenemos 20 ensayos.

De la tabla de incrementos para la Ds

f’cr = f’c + 1.34 (Ds*Fact) = 210 + 1.34(25*1.08) = 246.2f’cr = f’c + 2.33 (Ds*Fact) – 35 = 210 + 2.33(25*1.08) – 35 = 237.9

f’cr = 245 Kg/cm²

ggff mrmrm +=

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 57: Diseño de mezclas

7/ 17Caso c) No se cuentan con datos estadísticos de ensayos

Utilizamos la siguiente tabla para det. f’cr

f’cr = f’c + 84 = 210 + 84 = 294

f’cr = 295 Kg/cm²ggff mrmrm +=

295c245b245a

f’cr ( Kg/cm² )Caso

Para nuestro ejemplo consideraremos f’cr = 295 Kg/cm²LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 58: Diseño de mezclas

8/ 17

Determinar la cantidad de agua por m³:

ggff mrmrm +=

--1541661741841972052166” a 7”1191331571651751841932023” a 4”1071221421501601681751811” a 2”

Concreto con are incorporado--1601781902022162282436” a 7”

1241451691811932052162283” a 4”1131301541661791901992071” a 2”

Concreto sin are incorporado6”3”2”1 1/2”1”3/4”1/2”3/8”

AsentamientoTamaño Máximo del Agregado Grueso

Agua por m³: 205 ltLABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 59: Diseño de mezclas

10/ 17

Determinar del contenido de aire:

ggff mrmrm +=

0.2 %4”0.3 %3”0.5 %2”1.0 %1 ½”1.5 %1”2.0 %¾”2.5 %½”3.0 %3/8”

Aire AtrapadoTMN Agregado Grueso

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 60: Diseño de mezclas

9/ 17

Determinar la relación a/c

0.384500.43400

0.400.48350

0.460.55300

0.530.622500.610.702000.710.80150

Concreto con aire incorporado

Concreto sin aire incorporado

Relación agua / cemento en pesof’c(Kg/cm²) De la tabla,

interpolando valores tenemos:

Para f’cr = 295 (Kg/cm²)

a/c = 0.56

Cálculo del Factor Cemento:Cemento = agua / a/c = 205 / 0.56 = 366

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 61: Diseño de mezclas

Cálculo del Peso de los agregados

Método del Módulo de fineza de la combinación de agregados

Método del Agregados Global

Método Comité 211 ACI

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 62: Diseño de mezclas

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Método de la Combinación de Agregados

Consideremos que vamos a utilizar 8 bolsas por m³de concreto

6.396.316.246.163”6.096.015.945.862”5.795.715.645.561 ½”5.495.415.345.261”5.195.115.044.96¾”4.694.614.544.46½”4.194.114.043.963/8”

9876Bolsas de Cemento por m³TMN

A.G.

Recordando que TMN = ¾”

Page 63: Diseño de mezclas

Método de la Combinación de Agregados

Siendo MFarena =2.95 ,MFpiedra = 7.68 y m = 5.11el % Agregado fino será:

ggff mrmrm +=

1.4210095.268.611.568.6

=−−

= xrf

El % Agregado grueso será: 9.57100)421.01( =−= xrg

Los volúmenes de los agregados serán:Vol. A.G.= 0.605*57.9% = 0.350Vol. A.F.= 0.605*42.1% = 0.255

Entonces los pesos secos de los agregados serán:Peso A.G.= 0.350*2.71*1000 = 948.5 KgPeso A.F.= 0.255*2.68*1000 = 683.4 Kg

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 64: Diseño de mezclas

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1 10 100Tamices ( mm )

% P

asa

AGREGADO GLOBAL

HUSO NTP 1 1/2"

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1 10 100Tamices ( mm )

% P

asa

AGREGADO GLOBAL

HUSO NTP 1 1/2"

Método del agregado global

Selección de los porcentajes de Agregados:

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1 10 100Tamices ( mm )

% P

asa

AGREGADO GLOBAL

HUSO NTP 1 1/2"

Piedra: 50%Arena: 50%

Piedra: 55%Arena: 45%

Piedra: 60%Arena: 40%

Elección

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 65: Diseño de mezclas

Método del agregado global

Cálculo del Volumen de Agregados:

Vol. A.G.= 0.605*55% = 0.333Vol. A.F.= 0.605*45% = 0.272

Peso A.G.= 0.333*2.71*1000 = 902.4 KgPeso A.F.= 0.272*2.68*1000 = 729.0 Kg

Los pesos secos serán:

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 66: Diseño de mezclas

Método del ACI

ggff mrmrm +=

Cálculo del Peso del Agregado grueso:

0.750.770.790.813”0.810.830.850.876”

0.720.740.760.782”0.700.720.740.761 ½”0.650.670.690.711”0.600.620.640.663/4”0.530.550.570.591/2”0.440.460.480.503/8”3.002.802.602.40

Módulo de fineza del Agregdo FinoTMNA.G.

De la tabla, interpolando valores tenemos: b/bo = 0.605

Como P.U.C. del Agregado grueso = 1642 Kg/m³Peso Seco Agregado grueso = 0.605*1642 = 993.41 Kg

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 67: Diseño de mezclas

ggff mrmrm +=

Cálculo del Peso del Agregado Fino:

0.36662710993.41Ag. Grueso

0.02

205

366

Peso (Kg)

0.7086Total

0.0200Aire

0.20501000Agua

0.11703130Cemento

Vol. AbsolutoP.E.Material

Volumen del Agregado Fino = 1 – 0.7086 = 0.2914

Peso Seco Agregado Fino = 0.2914 * 2680 = 780.95 Kg

Método del ACI

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 68: Diseño de mezclas

14/ 17

ggff mrmrm +=

TABLA RESUMENPesos Secos de Materiales por m³

ACIAgregado GlobalCombinación agregados

2,202.92,202.9

2%2%

683.4683.4

948.5948.5

205.0205.0

366.0366.0

2,202.42,202.4

2%2%

729.0729.0

902.4902.4

205.0205.0

366.0366.0

993.4993.4Ag. Grueso

781.0781.0Ag. Fino

2,345.42,345.4

2%2%

205.0205.0

366.0366.0

Pesos secos (Kg)

Total

Aire

Agua

Cemento

Materiales

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 69: Diseño de mezclas

15/ 17

A) Agregado Fino

Peso Húmedo A.F. = Peso secoAF (1+%C.H.AF/100

Comb. Agregados = 683.4(1+1.62/100) = 694.5 KgAgregado global = 729.0(1+1.62/100) = 740.8 KgACI = 781.0(1+1.62/100) = 793.7 Kg

B) Agregado Grueso

Peso Húmedo A.G. = Peso secoAG(1+%C.H.AG/100)

Comb. Agregados = 948.5(1+0.45/100) = 952.8 KgAgregado global = 902.4(1+0.45/100) = 906.5 KgACI = 993.4(1+0.45/100) = 997.9 Kg

Corrección por humedad de los agregados:

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 70: Diseño de mezclas

16/ 17

ggff mrmrm +=

Cálculo del aporte de agua de los agregados: A) Agregado Fino

Aporte agua A.F. = Peso secoAF(%C.H. - %Abs)/100

Comb. Agregados = 683.4(1.62-0.81)/100 = 5.54 ltAgregado global = 729.0(1.62-0.81)/100 = 5.90 ltACI = 781.0(1.62-0.81)/100 = 6.33 lt

B) Agregado Grueso

Aporte agua A.G. = Peso secoAG(%C.H. - %Abs)/100

Comb. Agregados = 948.5(0.45-0.85)/100 = -3.79 ltAgregado global = 902.4(0.45-0.85)/100 = -3.61 ltACI = 993.4(0.45-0.85)/100 = -3.97 lt

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 71: Diseño de mezclas

16/ 17

ggff mrmrm +=

El aporte de humedad de los agregados será:

Aporte humedad = Aporte agua AG + Aporte agua AF

Comb. Agregados = 5.54 lt + (-3.79 lt) = 1.75Agregado global = 5.90 lt + (-3.61 lt) = 2.29ACI = 6.33 lt + (-3.97 lt) = 2.36

Cálculo del agua efectiva:

Agua Efectiva = Agua Diseño – Aporte Humedad

Comb. Agregados = 205 lt – 1.75 lt = 203.25 ltAgregado global = 205 lt – 2.29 lt = 202.71 ltACI = 205 lt – 2.36 lt = 202.64 lt

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 72: Diseño de mezclas

14/ 17

ggff mrmrm +=

TABLA RESUMENPesos en Obra de Materiales por m³

ACIAgregado GlobalCombinación agregados

2,216.62,216.6

2%2%

694.5694.5

952.8952.8

203.25203.25

366.0366.0

2,216.02,216.0

2%2%

740.8740.8

906.5906.5

202.71202.71

366.0366.0

997.9997.9Ag. Grueso

793.7793.7Ag. Fino

2,360.22,360.2

2%2%

202.64202.64

366.0366.0

Pesos húmedo (Kg)

Total

Aire

Agua

Cemento

Materiales

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 73: Diseño de mezclas

Capitulo VII

MEZCLAS DE PRUEBA EN OBRA Y LABORATORIO

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 74: Diseño de mezclas

CONSIDERACIONES GENERALES

% % RET. %( Pulg ) ( mm ) RET. ACUM. PASA2 1/2" 63 -

2" 50 0.0 0.0 100.0 100 - 1001 1/2" 37.5 0.0 0.0 100.0 95 - 100

1" 25 0.0 0.0 100.0 60 - 903/4" 19 36.0 36.0 64.0 45 - 801/2" 12.5 14.9 50.9 49.1 35 - 683/8" 9.5 0.3 51.2 48.8 30 - 58N°4 4.75 1.7 52.8 47.2 25 - 50N°8 2.38 7.5 60.3 39.7 20 - 45N°16 1.19 12.6 73.0 27.0 14 - 38N°30 0.60 9.6 82.6 17.4 8 - 30N°50 0.30 7.4 90.0 10.0 3 - 20N°100 0.15 4.9 94.9 5.1 0 - 8FONDO 0.075 5.1 100.0 0.0 0 - 0

TAMIZ % PASAHUSO NTP 1 1/2"

�������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

����

����

����

����

����

����

��

��

��

��

��

��

��

�������������������������������������������������������������������������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������

��

��

��

��

��

��

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1 10 100Ta mi c e s ( mm )

AGREGADO GLOBAL

HUSO NTP 1 1/2"

COMPROBAMOS ???LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 75: Diseño de mezclas

EN EL LABORATORIO

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 76: Diseño de mezclas

MEZCLASDE PRUEBA

AA

JJ

UU

SS

TT

EE

SS

aacc

Comb. Agreg

Uniformidad

DISEÑO DISEÑO INICIALINICIAL

SI

SI

SI

NO

NO

NO

NO

Consistencia

PROBETASPROBETAS

SI

Page 77: Diseño de mezclas

EN OBRA

AJUSTES

HUMEDADTEMPERATURATIEMPO DE MEZCLADOSISTEMA DE DOSIFICACIONETC.

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 78: Diseño de mezclas

Capitulo VIII

LIMITACIONES DE LAS TABLAS

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 79: Diseño de mezclas

1. Relación a/c 1 / 3

AGUA LIBREAGUA LIBRECEMENTOCEMENTO

AGUA TOTALAGUA TOTALCEMENTOCEMENTO

Agua libre+

% Agua de absorción de los agregados

Agua incorporado a la mezcladora+

Agua mantenido como humedad por los agregados antes del

mezclado

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 80: Diseño de mezclas

1. Relación a/c 2 / 3

AGUA DISEÑOAGUA DISEÑOCEMENTOCEMENTO

Agua que interviene en la mezcla cuando el agregado esta saturado superficialmente seco (no aporta ni absorbe agua)

AGUA EFECTIVAAGUA EFECTIVACEMENTOCEMENTO

Agua Mezcla considerando condiciones reales de humedad del agregado y efectiva corrección correspondiente

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 81: Diseño de mezclas

1. Relación a/cPara el cálculo de a/c se debe considerar:

Peso agua Agregados + Agua añadida mezcladora

En agregados:

% Abs bajo - = Mínima

% Abs alto - = Alta

3 / 3

AGUA LIBREAGUA LIBRECEMENTOCEMENTO

AGUA TOTALAGUA TOTALCEMENTOCEMENTO

AGUA LIBREAGUA LIBRECEMENTOCEMENTO

AGUA TOTALAGUA TOTALCEMENTOCEMENTO

InffluyeInffluye en la resistenciaen la resistencia

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 82: Diseño de mezclas

2. AGREGADOS

PERFIL DEL AGREGADO

Angular

Redondeado

No considerasemi- angular

No considerasemi-redondeado

Superficies específicas menores

T.M.N.• Máx : 1 ½”• Diversas granulometrías• Diversos Módulos de fineza• Diversos Superficies Específicas

% ABSORCIÓN < 1.2 %LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 83: Diseño de mezclas

3. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

CEMENTO

HUMEDOINTERPERIEQUIMICOS

TipoMarcaCalidad

PROBETAS(forma)

PROBETAS(curado)

ACI : Cilindros15 x 30 cmBSIDIN

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 84: Diseño de mezclas

4. Consistencia

- Función del tipo de agregadoAgua total de mezcla

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

Page 85: Diseño de mezclas

Conclusiones

Establecer

2. mezclas

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI

1.2. Diseño de Mezcla NONO es un Procedimiento

automático3. Los datos de la tabla y criterios de selección deben

ser utilizados como una guía ( 1° estimación)4. La experiencia del diseñador y el conocimiento

profundo deben normar el diseño de mezclas5. Mezclas preparadas en el laboratorio6. Mezclas preparadas en obra

a. Relación a/cb. Perfil del agregadoc. Texturad. Granulometría