dosificación de materiales para mezcla de concreto (hormigón)
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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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