MANUAL PARA DISEAR MEZCLAS DE CONCRETO

MTODOS DE PROPORCIONAMIENTOPARA OBTENER UNA MEZCLA DE PRUEBA1) Utilice una mezcla previamente probada.2) Realice ajustes de un diseo previamente satisfactorio.3) Tradicin4) Experiencia.5) Utilice prctica y procedimientos recomendados.

FACTORES QUE DEBEN SERCONSIDERADOS EN EL DISEODE MEZCLAS DE HORMIGNDE CALIDAD TRABAJABILIDAD DURABILIDAD RESISTENCIA AGREGADOSDE CALIDAD ECONOMA

RESISTENCIA RELACIN AGUA/CEMENTO TAMAO MXIMO DEL AGREGADO PROPIEDADES FSICAS DE LOS AGREGADOS VOLUMEN DE AGREGADO GRANULOMETRA CONTENIDO DE AIRE CONSISTENCIA Y TRABAJABILIDAD CONTENIDO DE AGUA CONTENIDO DE CEMENTO TIPO DE CEMENTO ADITIVOS (opcional) RESISTENCIA RELACIN AGUA/CEMENTO TAMAO MXIMO DEL AGREGADO PROPIEDADES FSICAS DE LOS AGREGADOS VOLUMEN DE AGREGADO GRANULOMETRA CONTENIDO DE AIRE CONSISTENCIA Y TRABAJABILIDAD CONTENIDO DE AGUA CONTENIDO DE CEMENTO TIPO DE CEMENTO ADITIVOS (opcional)REQUERIMIENTOS TCNICOSDE DISEO

RESISTENCIAGeneralmente se considera que la resistencia del hormign es su propiedad ms valiosaSin embargo, otras propiedades del hormign, en determinados casos, pueden ser mas importantes:DURABILIDAD e IMPERMEABILIDADEstas propiedades dependen del diseo de la mezcla que se utilice

RESISTENCIAPara un hormign curado a una determinada edad curado a una temperatura prescrita, la resistencia depende de:) Relacin agua-cementoLa resistencia de la pasta de cemento.La resistencia de la interfase pasta-agregado.2) Grado de compactacin3) Propiedades de los agregados

Mtodo de Dosificacin recomendado por el ACI 211Standard Practice for Selecting Proportions for Normal,Heavy Weight and Mass concrete.Mtodo del Volumen Absoluto:Se indican 7 pasos a seguir y se deben tener como datos: Anlisis granulomtrico de agregado fino y grueso; Mdulos de finuras Peso volumtrico suelto y compactado del agregado grueso Densidades saturadas superficialmente seca de los agregados Absorcin de los agregados Relacin Resistencia vs agua-cemento para el cemento que se utilice

Especificaciones del hormign a utilizarse:Mxima relacin agua-cementoContenido mnimo de cementoMnimo contenido de aireMnimo revenimientoTamao mximo del agregadoResistencia a la edad requerida

PASO 1Escoger el revenimiento. Si el revenimiento no estespecificado se lo puede seleccionar de la tabla del ACI 211

PASO 2Eleccin del tamao mximo nominal del agregado.

REQUERIMIENTOS APROXIMADOS DE AGUA DE MEZCLADO PARA DIFERENTES CONSISTENCIAS Y T.M.A. (ACI 211) Temperatura de moldeo 20-25C Agregados angulares que cumplan con normas ASTM Agregado redondeado requiere -18 kg de agua Ajustar + 2 kg de agua por + 10 mm de asentamiento El asentamiento aumenta o decrece en + 2 3 mm por cada + 1C de temperatura. Para igual asentamiento se disminuye aprox. 2,5 kg de agua por cada aumento de 1% de aire incorporado (hormign sin aire incorporado)PASO 3Eleccin de la cantidad de agua (efectiva) de mezclado y el contenido de aire atrapado

Asentamiento mm

9,5

12,5

19

25

37,5

50

75

150

25-50

207

199

190

179

166

154

130

113

75-100

228

216

205

193

181

169

145

124

150-175

243

228

216

202

190

178

160

--

Cantidad aprox. de aire atrapado, %

3,0

2,5

2

1,5

1

0,5

0,3

0.2

PASO 4Seleccin de la relacin agua-cemento:Dependiendo del caso puede ser: Por durabilidad

PASO 4 (continuacin) Por resistenciaRELACIONES TPICAS ENTRE RELACIN AGUA-CEMENTOY RESISTENCIA A COMPRESIN DEL HORMIGN (ACI 211) Valores de resistencia media para hormigones de no ms de 2 y 6% de aire para hormign convencional y con aire incorporado, respectivamente. Tamao mximo de agregado entre 19-25 mm. Resistencia para cilindros 152x305 mm.

Resistencia a compresin

Relacin a/c por peso

28 das

MPa

Hormign sin aire incorporado

Hormign con aire incorporado

40

0,42

---

35

0,47

0,39

30

0,54

0,45

25

0,61

0,52

20

0,69

0,60

15

0,79

0,70

PASO 4 (continuacin) Por resistenciaRELACIONES AGUA-CEMENTO MXIMASPERMITIDAS PARA HORMIGONES CUANDONO SE DISPONE DE DATOS BASADOS EN MEZCLASDE PRUEBA O EXPERIENCIA DE CAMPO (ACI 318)

Resistencia a compresin especificada

Relacin agua-cemento

Fc

MPa

Hormign

sin aire

incorporado

Hormign

con aire

incluido

17,2

0,67

0,54

20,7

0,58

0,46

24,1

0,51

0,40

27,5

0,44

0,35

31,0

0,38

ACI-318

Cap.4

PASO 4 (continuacin) Por resistenciaRESISTENCIA vs RELACIN AGUA-CEMENTO

PASO 5Clculo del contenido de cemento: Se obtiene a travs del agua efectiva (paso 3) dividida para la relacin agua-cemento (paso 4).

PASO 6Estimacin del contenido de agregado grueso.Depende del tamao mximo del agregado y delmdulo de finura del agregado fino.VOLUMEN DE AGREGADO GRUESOPOR UNIDAD DE VOLUMEN DE HORMIGN(ACI 211)

Volumen mximo nominal de agregado

Volumen compactado de agregado

grueso seco

Mdulo de finura de arena

mm

2,40

2,60

2,80

3,00

9,5

0,50

0,48

0,46

0,44

12,5

0,59

0,57

0,55

0,53

19,0

0,66

0,64

0,62

0,60

25,0

0,71

0,69

0,67

0,65

37,5

0,75

0,73

0,71

0,69

50,0

0,78

0,76

0,74

0,72

75,0

0,82

0,80

0,78

0,76

150,0

0,87

0,85

0,83

0,81

PASO 7Estimacin del contenido de agregado fino.(Mtodo del volumen absoluto)VT = VA + V A.GRUESO + V A.FINO + V CEMENTO + V AIRE

EJEMPLO DE DOSIFICACION DE HORMIGONA) ESPECIFICACIONES DE DISEO f'c = 27.5 MPa (280 kg/cm2) 28 das. Tamao mximo de agregado: 25 mm. Consistencia en cono de Abrams: 50 +/- 25 mm Hormign de vertido directo.

B) DATOS FISICOS DE COMPONENTES Cemento: Rocafuerte (IP. Densidad Relativa = 2,95 Agua: Potable (red de Guayaquil)Desviacin estndar de planta: 3.0

Piedra Homogeneizada

Arena Homogeneizada

Rango (mm)

5 25

0,2 - 5

PUS (kg/m3)

1270

1285

PUC (kg/m3)

1445

1585

Dsss (kg/m3)

2600

2500

Mdulo de finura

7,0

3,0

Resistencia de diseo requerida ACI 318 (5.3.2.1)Paso 1f'r = f'c + (desviacin estndar) x 1,34f'r = 27,5 + 4.0 = 31,5 MPaRevenimiento

50 mm (dato del problema)

Paso 2Tamao Mximo del Agregado

25 mm (dato del problema)

Contenido de agua necesaria (efectiva) y el contenido de aire atrapadoPaso 3

REQUERIMIENTOS APROXIMADOS DE AGUA DE MEZCLADO PARA DIFERENTES CONSISTENCIAS Y T.M.A. (ACI 211) Temperatura de moldeo 20-25C Agregados angulares que cumplan con normas ASTM Agregado redondeado requiere -18 kg de agua Ajustar + 2 kg de agua por + 10 mm de asentamiento El asentamiento aumenta o decrece en + 2 3 mm por cada + 1C de temperatura. Para igual asentamiento se disminuye aprox. 2,5 kg de agua por cada aumento de 1% de aire incorporado (hormign sin aire incorporado)

Asentamiento mm

9,5

12,5

19

25

37,5

50

75

150

25-50

207

199

190

179

166

154

130

113

75-100

228

216

205

193

181

169

145

124

150-175

243

228

216

202

190

178

160

--

Cantidad aprox. de aire atrapado, %

3,0

2,5

2

1,5

1

0,5

0,3

0.2

Contenido de agua necesaria (efectiva) y el contenido de aire atrapadoPaso 3180 kg/m3Paso 4Seleccin de la relacin AGUA / CEMENTOPor Resistencia

eA / C =0.583(fcm - 10.615) / (-38.61)A / C =

Clculo del contenido de CementoPaso 5Estimacin del contenido de agregado gruesoPaso 6

VOLUMEN DE AGREGADO GRUESOPOR UNIDAD DE VOLUMEN DE HORMIGN(ACI 211)0,65 x MUC = 0,65 x 1445 = 940 kg/m3

Volumen mximo nominal de agregado

Volumen compactado de agregado

grueso seco

Mdulo de finura de arena

mm

2,40

2,60

2,80

3,00

9,5

0,50

0,48

0,46

0,44

12,5

0,59

0,57

0,55

0,53

19,0

0,66

0,64

0,62

0,60

25,0

0,71

0,69

0,67

0,65

37,5

0,75

0,73

0,71

0,69

50,0

0,78

0,76

0,74

0,72

75,0

0,82

0,80

0,78

0,76

150,0

0,87

0,85

0,83

0,81

Volmenes absolutos parcialesCemento IP: 310 / 2.95Agua efectiva: 180 / 1.0Agregado grueso: 940 / 2.6Aire atrapado: Volumen parcial105,1 dm3180,0 dm3361,5 dm3 15 dm3661.6 dm3Estimacin del contenido de agregado finoPaso 7Volumen requerido de arena:1000 - Vol. parcial = 1000 - 661.6 = 338.4 dm3

Peso de arenaVol. Arena x Dsss = 0.3384 x 2500 = 846 kg

Dosificacin finalCemento:Agua efectiva:Ag.grueso:Arena:310 kg/m3180 kg/m 940 kg/m3846 kg/m3Densidad : 2276 kg/m3

*