CAPITULO VII

DISEO DE MEZCLAS1- Definicin: Es la seleccin de las proporciones de los materiales que intervienen como integrantes de una unidad cbica de concreto en forma adecuada para que el resultado de un concreto tenga la suficiente trabajabilidad y consistencia en el estado fresco y la resistencia y durabilidad en el estado endurecido.

2.- Informacin Bsica sobre los materiales: Es importante en el diseo de mezclas el conocimiento fundamental de los componentes que intervienen, y en base a datos proporcionados por el fabricante y resultados de los ensayos que se realicen en el laboratorio, estas informaciones bsicas son las siguientes:A). Cemento:- Tipo y Marca del cemento seleccionado- Peso Especfico- peso especfico de la puzolana si se trata de cemento adicionales - Superficie especifica.

B). Agua: Cuando se emplea el agua potable no habr necesidad de realizar ningn ensayo en el laboratorio, ya que esta agua cumple con todos los requisitos de la norma pero si el agua no es potable, habr que realizar el anlisis qumico en un laboratorio especializado ya que el agua cuando no es normalizado puede influir sobre el tipo de fraguado, calor de hidratacin, resistencia de concreto. C). Agregados: Esta componente tanto el agregado fino como el grueso son los componente de mayor variabilidad en cuanto a sus propiedades en la mezcla, ya que

proviene de diversas canteras y yacimientos con origen de muchos tipos de rocas, por ello es importante los ensayos que se realicen en el laboratorio, recomendando que aunque sea de una misma cantera cada cierto promedio de tiempo, deber volverse a realizar los ensayos de sus propiedades. Los informes que se deben obtener en el laboratorio debern ser los siguientes:- Perfil y textura superficial- Anlisis granulomtrico.- Peso especfico de masa- Peso unitario seco y compactado

- % de absorcin y contenido de humedad- Prdida por abrasin cuando se trata de concretos para pavimentos.- Materia orgnica. D). Aditivos: Cuando se tenga que emplear aditivos se debe obtener la siguiente informacin sobre ellos:- Tipo y marca de aditivos- Fecha de vencimiento- Efectos sobre las propiedades del concreto-Tomar en cuenta las recomendaciones del fabricante.

3.- Recomendaciones Preliminares:

a)Se tomar en cuenta las especificaciones del Ingeniero Estructural.

b)Seleccionar la resistencia promedio requerida en base a la resistencia de diseo especificada por el proyectista y la durabilidad, adems se considerar la desviacin estndar y el coeficiente de variacin de las operaciones realizadas por la empresa constructora.

Clculo de la resistencia Promedio Fcr = Fc + 1,34 s Fcr = Fc + 2,33s 35 Caso de no tener desviacin estndar Fc F cr Menor de 210 Fc + 70 210 a 350 Fc + 84 sobre 350 Fc + 98

c)Seleccin de tamao mximo nominal del agregado grueso en base al sistema de colocacin.d)Eleccin de asentamiento o slump en base a la trabajabilidad, colocacin y compactacin del concreto

e)Determinacin del volumen de agua de mezclado por unidad de volumen del concreto tomando en cuenta l tamao mximo nominal de agregado grueso y el slump.f)Determinacin del % de aire total ya sea que se trate de concreto normales o con aire incorporado.g)Seleccin de la relacin agua/cemento, en base a la resistencia especificada y a la condicin de durabilidad eligindose la menor de estas dos relaciones.

h)Determinacin del componente cemento por unidad cbica de concreto en funcin del volumen unitario de agua y de la relacin a/c seleccionada.i)Determinacin de las proporciones relativas de los agregados finos y gruesos de acuerdo al mtodo de diseo escogido, tomando en cuenta que el agregado se encuentra en estado seco y que por lo tanto debe realizarse la correccin de las proporciones del agregado en funcin del % de absorcin y el contenido de humedad.j)Ajustar los diseos de mezclas de acuerdo con los resultados finales de resistencia a la compresin que se realicen en el laboratorio.

4.- Mtodos de Diseos de Mezclas -Para determinar las proporciones de los diversos componentes que intervienen en un concreto para determinadas condiciones, existen muchos mtodos en los que, los creadores de estos sistemas dan sus recomendaciones para su uso adecuado, y sobre todo considerando las propiedades de resistencia a la comprensin, durabilidad consistencia y permeabilidad

a). Mtodo del ACI - Conceptos Generales: Este sistema ha sido desarrollado por el comit N 211 del ACI se trata de un diseo bastante simple con el que se pueden emplear algunas tablas que pueden obtener con facilidad las proporciones de los componentes. Este mtodo se recomienda su aplicacin en concretos de peso normal.

- Desarrollo del Mtodo:-Seleccin de la resistencia promedio-Seleccin del tamao mximo nominal de agregados finos-Seleccin del asentamiento-Seleccin del volumen unitario de agua (tablas)-Seleccin de Contenido de aire (tablas)-Seleccin de la relacin agua /cemento (tablas)-Determinacin del cemento-Determinacin del agregado (tablas)-Determinacin de los volmenes absolutos de sus componentes.-Determinacin del peso seco del agregado fino-Determinacin de los valores de proporciones de sus componentes y su correspondiente correccin

EJEMPLO :METODO ACI Datos: Fc = 210 Kg/cm2 Tamao Mximo Nominal

Materiales: A) Cemento: YURA tipo IP Peso Especfico 2.86

B) AGREGADOS:

Agrdo. Fino Agrdo. Grueso Peso Volumtrico varillado1,5391,581 Peso Especfico SSS2.6112.74 Contenido de Humedad 0,301 0,05 Porcentaje Absorcin % 2.249 0,783 Modulo de Fineza 2.59 Pasante Malla #200 1.72

2.- Determinacin Resistencia PromedioEn este caso no se cuenta con la desviacin estndar por lo que utilizara la siguiente tabla dada por ACI.

F c Fcr Menor de 210 Fc + 70 210 a 350 Fc + 84 sobre 350 Fc + 98 Fcr = 210 + 84 = 294

3.- Tamao Mximo Nominal, de acuerdo a las especificaciones de obra 1/2

4.- Seleccin Asentamiento 3 a 4 Tabla 1

TIPO DE CONSTRUCCION ASENTAMIENTO MAXIMO MNIMO*Zapatas y muros de cimentacin 3 1 armados*Cimentaciones simples , cajones , y subestructuras 3 1*Vigas y muros armados 4 1*Columnas de edificios 4 1* Losas y pavimentos 3 1*Concretos ciclpeo 2 1

5.- Volumen Unitario de Agua Tabla # 2 Agua = 216 l/m3 sin aire incorporado

Concretos con aire incorporadoConcretos sin aire incorporadoTABLA N O 02 VOLUMEN UNITARIO DE AGUA Agua en 1/m3, para los tamaos max. Nominales de agregado grueso y con ASENTAMIENTO sistencia indicados

3/8 1/2 3/4 1 1 1/2 2 3 6

6.- Contenido de Aire Tabla # 3 Para 2,5% aire atrapadoCONTENIDO DE AIRE ATRAPADO

7.- Relacin Agua Cemento Tabla # 4interpolando a/c = 0.56RELACION AGUA -CEMENTO POR RESISTENCIA

8.- Factor Cemento agua C= ---- = 216/0.56 = 385,71 a/c

9.- Contenido Agregado grueso Tabla #5 Modulo fineza 2.59 y TMN Agregado grueso seco compactado = 0.571 m/m3 Peso Agregado grueso = 0.571 x 1.581 = 902,75 Peso Del Agregado SSSPeso agr. Seco + absorcin= 909.82

Tamao MximoNominal del AgregadoGrueso

TABLA #5 PESO DEL AGREGADO GRUESO POR UNIDAD DE VOLUMEN DEL CONCRETO

10.- Clculo Volmenes Absolutas Volmenes Absolutos

Cemento 385,71/2.86*1000 = 0.13 m3 Agua 216/1000 = 0.216 m3 Aire2,5% = 0.025 m3 Agregado grueso 909.82/2740 = 0.332 m3 0.703 m3

11.- Contenido Agregado Fino

Volumen Absoluto de Agregado fino

1-0.703 = 0.297 Peso Agregado Fino SSS

0.297 x 2.611 = 775,47

12.- Valores de Diseo

Cemento: 385,71 kg/m3 Agua de diseo 216 lt/m3 Agregado fino 775,47 kg/m3 Agregado grueso 909,82kg/m3

13.- Correccin por humedad de Agregado Peso Humedo de: Agregado fino : Humedad Absorcin= 0,301-2,249=-1,948 %1,948 % de 775,47 -15,11775,47 - 15,11 = 760,36 kg/m3 Agregado Grueso: Humedad Absorcin= 0,05-0,783=-0,733 %0,733% de 909,82 -6,67909,82 - 6,67 = 903,15 kg/m3

Aporte de Humedad Agregado Fino -15,11Agregado Grueso -6,67Aporte de Humedad de Agregados = -21,78 Agua efectiva 216 + 21,78 = 237,78 lt/m3

14.-Materiales Corregidos

Cemento 385,71 Kg/m3 Agregado fino 760,36 Kg/m3 Agregado Grueso 903,15 Kg/m3 Agua Efectiva 237,78 lt/m3

Dividiendo cada valor entre 385..71 tenemos la dosificacin en Peso 1 : 1,97 : 2.34Cemento : Agregado Fino :Agregado grueso