programa para diseño de mezclas de concreto normal dm lo

P R O G R A M A PARA DISEÑO DE MEZCLAS

DE CONCRETO NORMAL D M LO

F R A N C I S C O G O N Z Á L E Z D Í A Z

J E S Ú S C A N O L I C O N A

L L I I S A N T O N I O R O C H A C H I L I

Tabla de datos

' 6 04

P M a t W M « M s u • ! • « » • 2 72 ^ \

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X 280

L

UNIVERSICV\D /AUTONOMA

METTOOJTAW

FRANCISCO GONZÁLEZ DÍAZ

Es Ingeniero civil egresado de la Univer

sidad Autónoma Metropolitana Unidad

Azcapotzalco, tiene seis años de experien

cia profesional en el sector público y

privado. Tiene título de Maestría en Cien

cias e Ingeniería de Materiales por la mis

ma Universidad.

Es profesor Titular de tiempo completo en

el Área de Construcción, ha participa

do en diferentes comisiones académicas.

Actualmente es miembro del comité de

carrera de Ingeniería Civil. También es

responsable del proyecto de investigación

denominado "Vivienda Económica" ,

as imismo participa act ivamente en el

proyecto de "Comportamiento y Dura

bilidad del Concreto".

Tiene diversos trabajos publicados en

revistas y memorias en congresos. Ha diri

gido alrededor de 20 Proyectos Termina

les (Tesis) de alumnos en la carrera de

Ingeniería Civil.

)ESÚ5 C A N O LICONA

Titulado como Ingeniero Civil por la Uni

versidad Autónoma Metropolitana Azca-

potzalco. Ha concluido la Maestría en

Estructuras impartida por la Facultad de

Ingeniería de la UN AM. Colaboró en el Área

de Construcción y en el Área de Estructu

ras de la UAM-Azcapotzalco, en materias

P R O G R A M A P A R A D I S E Ñ O D E M E Z C L A S

D E C O N C R E T O N O R M A L D M LO

COLECCIÓN / LIBROS DE TEXTO \ MANUALES DE PRACTICA

SERIE / MATERIAL DE APOYO A LA DOCENCIA

3 0 A A O «

mimonforanián UNIVaSIIMO AintiNOMA METROPOUTANA

PROGRAMA PARA DISEÑO DE MEZCLAS

DE CONCRETO NORMAL D M 1.0

FranciscoiGonzález Díaz

Jesús Cano Licona

Luis Antonio Rocha Chiù

jmCk A Z C A P O T Z A L C O COSCI B I B L I O T I B *

incLUYE nmm. COMPLEMENTARIO SOLICÍTALO

2 8 9 3 9 9 2

UNIVERSICVO ALfrONOM*.

METROPOLiTANA C a á atiierta al tiempo

UNIVERSIDAD A U T Ó N O M A M E T R O P O L I T A N A

Dr. Luis Mier y Terán Casanueva

RECTOR GENERAL

Dr. Ricardo Solís Rosales

SECRETARIO GENERAL

U N I D A D AZCAPOTZALCO

Mtro. Víctor Manuel Sosa Godínez

RECTOR

Mtro. Cristian Eduardo Leriche Guzmán

SECRETARIO

Mtia. María Aguirre Tamez

COORDINADORA GENERAL UE DESARROLLO ACADÉMICO

DCG. Ma. Teresa Olalde Ramos

COORDINADORA DE EXTENSIÓN UNIVERSITARIA

DCG. Silvia Guzmán Bofill

JEFA DE LA SECCIÓN DE PRODUCCIÓN Y DISTRIBUCIÓN EDITORIALES

P R O G R A M A P A R A D I S E Ñ O D E M E Z C L A S D E C O N C R E T O N O R M A L D M 1 . 0

Primera edición, 2004

D.R.© 2004 Universidad Autónoma Metropolitana

Unidad Azcapotzalco

Av. San Pablo 180, Col. Reynosa Tamaulipas

C. R 02200, México, D. F.

e.mail: [email protected]

Diseño y producción editorial «nopase. Eugenia Herrera/Israel Ayala

Collage de portada. ©Israel Ayala

ISBN 970-31-0197-7

Impreso en México/Printed in Mexico

mailto:[email protected]

INTRODUCCIÓN

El programa de cómputo para diseño de mezclas de concreto normal D M

1.0 complementa los cursos de Construcción I, Laboratorio de Construc

ción y Tecnología del Concreto, que forman parte de la licenciatura en

Ingeniería Civil de la División de Ciencias Básicas e Ingeniería.

El empleo del programa no se restringe a los a lumnos de ingeniería

civil, s ino que también puede ser útil para los estudiantes de arquitec

tura, residentes y supervisores de obra, empresas de control de calidad,

compañías constructoras y para todo aquel usuario que requiera dosi

ficar concreto normal .

En Méx ico se producen casi 30 millones de toneladas de cemento al

año, de las cuales cerca del 8 0 % se usan en la construcción de vivien

das y en la autoconstrucción, por costumbre en este segmento del sector

de la construcción se emplean métodos artesanales para la producción de

concreto y cuya dosificación se hace normalmente por volumen; el pre

sente p rograma puede ayudar a mejorar las prácticas de construcción

mediante un adecuado diseño de las mezclas de concreto en obra.

El p r o g r a m a de c ó m p u t o para el d iseño de mezc las de concre to

normal contempla dos métodos diferentes: peso volumétrico máximo de

grava y arena (mínimo contenido de vacíos) y por factores empíricos. El

primero, se incluye en el «Manual de Tecnología de Concreto» (sección

4) de la Comis ión Federal de Electricidad y, el segundo, forma parte de

la publicación «Standard Practice for Selecting Proportions for Normal ,

Heavyweig th and Mass Concrete (ACI 211.1-91) del Amer ican Concre

te Institute (ACI) .

Para facilitar el uso del p rograma y la comprensión de los concep

tos básicos sobre dosificación se ha incluido una breve descripción so

bre los componentes del concreto y de las características más importantes

de los dos m é t o d o s de diseño de mezc las de concreto , así c o m o una

guía de usuar io del programa con ejemplos que ilustran su empleo.

1. DISEÑO DE MEZCI AS DE CONCRETO NORMA!

1.1 ANTECEDENTES

Genera lmcnto las especit icaciones do los materiales a tMi ip loar o n una

estructura las indica el proyectista en los planos v nioniorias del provec

to; en particular, las propiedades del concreto endurecido son especitica-

das por el proyectista de la estructura, mientras que las propiedades del

concreto en estado tresco están regidas por el tipo de ciínstrucción v las

condiciones de transportación, colocación v de clima. I'stos requerimien

tos permiten determinar la composición de la me/.cla, teniendo en cuen

ta el grado de control de calidad aplicado en el lugar o en la obra.

Por lo tanto, puede decirse que el diseiK) de la me / c la es el proce

so de selección de los componentes adecuados del concreto, determi

nando sus cantidades relativas con el propósito de producir un concreto

económico , con ciertas propiedades mínimas, conveniente trabajabili-

dad, resistencia y durabilidad.

Existen numerosos tactores que afectan las propiedades del con

creto, ya sea en es tado fresco o endurecido, en el texto se descr iben

brevemente sólo aquellos que se relacionan con el diseño de las mezclas

de concreto normal, donde el empleo de grava, arena, cemento y agua es

lo convencional y no se considera el uso de aditivi>s.

Los métodos actuales de diseño de me/x las contemplan valores li

mite respecto a un rango de propiedades que deben cumplirse. Estas son

usualmente: la relación agua/cemento, el contenido mínimo de cemen

to, la resistencia mínima a la compresión, el tamaño má\ inn i del agregado,

la trabajabilidad mínima, el módulo de finura de la arena, la granulóme-

tría de los agregados y el contenido de aire.

Deb ido a la gran variabil idad de las prt^piedades de los materiales

que c o m p o n e n el conc re to nuicln)s au tores cons ideran al d i seño de

mezc las c o m o un arte, es to es par t icularmente cierto cuando se trata

de evaluar real y cuant i ta t ivamente las propiedades de la grava y la

arena, por e jemplo . No debe de sorprender en tonces que c o n v i e n e

verificar las proporciones calculadas haciendo mezclas de prueba y, si

es necesario, efectuar ajustes hasta obtener la mezcla de concreto con las

característ icas deseadas.

Es indudable que en nuestro país las dos propiedades más signifi

cativas al diseñar mezclas de concreto normal son la resistencia a la

compres ión y su trabajabilidad, aunque debe reconocerse que en los

úl t imos años se ha prestado cada vez mayor atención a la durabil idad.

Los métodos empleados en Méx ico para dosificar concre to inva

r iablemente buscan producir concreto al menor costo. Además , está

demost rado que el cemento representa a l rededor de las tres cuar tas

par tes del costo de los mater ia les para fabricar un met ro cúb ico de

concreto normal sin aditivos químicos y minerales. Por supuesto que las

empresas productoras de concreto emplean los aditivos para disminuir

el costo global de la mezcla de concreto, considerando que éstos mejo

ran propiedades como la trabajabilidad y retardo en el fraguado, ade

más de disminuir el consumo del cemento

En e s t ado f resco, el a t r ibu to f r e c u e n t e m e n t e r e q u e r i d o en las

mezc las de concre to es la t rabajabi l idad, la cual se cons ide ra c o m o

una propiedad del concre to que de te rmina su capac idad de co locac ión

y compac tac ión apropiada, pe rmi t i endo su acabado sin seg regac ión ni

sangrado nocivo, así c o m o moldeabi l idad y adherencia . La consis tencia

forma parte de la t rabajabi l idad y se define a grandes rasgos c o m o

la capac idad de co locac ión de la m e z c l a de concre to , en la que se

involucran propiedades de cohes ión y v iscos idad, se mide en t é rminos

de revenimiento (cuanto más e levado es el r even imien to m á s co locab le

es la mezc la ) . En el m é t o d o del A C I el r even imien to es un da to que

sirve de base para d iseñar las mezc las de concre to , mien t ras que en

el de m í n i m o conten ido de vacíos es una referencia para mejora r la

mezc la de prueba en caso de que el r even imien to ob ten ido haya sido

diferente del especi f icado.

1.2 EL CONCRETO Y SUS COMPONENTES

El concre to es una mezcla de cemento , agua, agregados grueso y fino

(grava y arena) , adi t ivos y aire. En concre tos de caracter ís t icas especia

les se inc luyen en la mezc l a ad ic ionan tes minera les c o m o la ceniza

vo lan te (fly ash) o los co lo ran te s . En es t ado fresco, es una m e z c l a

fluida que se puede moldea r aún después de a lgunas horas de haber

s ido e laborada , hasta que se presenta el fraguado inicial del concreto ,

a part i r del cual comienza a endurecer , ganando resis tencia conforme

avanza el t i empo.

Es ev idente que las p rop iedades del concreto , tanto en es tado fres

co c o m o en es tado endurec ido , dependen fundamenta lmente de las

caracter ís t icas de cada uno de sus componen tes , pero es indudable que

la re lación agua /cemento , la cal idad y natura leza de los agregados son

aspec tos que influyen en la m a y o r par te de d ichas propiedades . En las

s iguientes cua t ro secc iones se descr iben de manera breve los compo

nentes del concre to .

1.3 CEMENTO

El c e m e n t o es un mater ia l inorgán ico finamente pulver izado, que al

agregar le agua, ya sea solo o mezc l ado con arena, grava u otros ma

teriales s imi lares , t iene la p rop iedad de fraguar y endurecer , incluso

bajo el agua , en vir tud de reacc iones qu ímicas durante la h idra tación y

que, una vez endurec ido , conserva su resis tencia y es tabi l idad. Cuan

do el c emen to es m e z c l a d o con agua y arena forma mortero , y cuando

es m e z c l a d o con arena y piedras pequeñas (grava) forma una piedra

artificial l l amada concre to .

El c e m e n t o h idráu l ico más e m p l e a d o en la ac tual idad en M é x i c o

y en el m u n d o es el c emen to Port land, el cual es un polvo minera l fi

n a m e n t e mol ido , resul tante de la tr i turación, mezc la y ca lc inac ión de

mate r ia les de or igen natural , como: la cal iza, la arcil la y pequeñas can

t idades de otras mater ias p r imas (minera les de fierro y sí l ice) .

El p r o c e s o de fabr icac ión del c emen to se real iza en tres e tapas :

Obtención , preparación y mol ienda de mater ias pr imas (crudo o harina);

cocc ión del c rudo en hornos rota tor ios hasta a lcanzar una tempera tura

del material cercana a los 1450°C, para ser enfriado bruscamente , con lo que se obt iene un producto in termedio denominado clinker; y, mol ienda del cl inker con otros componentes , tales c o m o yeso ( regulador de fraguado) y adiciones (escorias de alto horno, cenizas volantes , cal iza o puzolanas) para dar lugar a los dist intos tipos de cemento .

La norma estadounidense de la American Society for Testing Materials ASTM-C-150 establece cinco tipos de cemento para diferentes aplicaciones según la clase de obra y las necesidades de transporte y colocación del concreto en estado fresco (Tabla 1.1). De igual forma la norma Mexicana NOM-C-1 establece la misma clasificación de cementos Port land.

Tabla 1.1 Tipos de cementos Portland (ASTM-C-150)

Tipo Cemento Portland Características I Normal Para uso general II Modificado Para moderada resistencia a los sulfatos y

moderado calor de hidratación III Alta resistencia rápida Para alcanzar alta resistencia inicial IV Bajo calor de hidratación Para obtener bajo calor de hidratación V Resistente a los sulfatos Para resistir ataque a los sulfatos

En México, a partir de la declaratoria de vigencia en abril de 1999 de la n o r m a N M X - C - 4 1 4 « Indus t r i a de la C o n s t r u c c i ó n - C e m e n t o s Hidrául icos - Especi f icaciones y Mé todos de Prueba» , se dejaron de producir los cementos que establece la norma NOM-C-1 y actualmente sólo se fabrican los cementos de la nueva norma mexicana (Ver Tabla 1.2), por lo que en el procedimiento de dosificación es conveniente tomar en cuenta la influencia de las características de los nuevos cementos en las propiedades finales del concreto.

Tabla 1.2 Tipos de cementos Portland:

Clasifícación por sus adiciones (NMX-C-414)

Tipo Denominación Características

CPO Cemento Portland

Ordinario

Usos en concreto reforzado, pretensado

y prefabricado, concreto en masa de

pequeño y mediano volumen

CFP Cemento Portland

Puzolánico

Usos en concreto reforzado, concreto en

masa de grandes volúmenes, en obras

donde se requiere impermeabi l idad

0 existan a taques por aguas puras,

carbónicas agresivas o con débil acidez.

CPEG Cemento Portland con

Escoria Granulada

de alto horno

De bajo calor de hidratación, resistente a

la agresión química, al agua de mar y a

los sulfatos.

CPC Cemento Portland

Compuesto

Los mismos usos de los tipos de cemento

CPP y CPEG.

CPS Cemento Portland

con humo de Sílice

Usos en concreto reforzado y prefabri

cado, concreto en masa, pavimentacio

nes, cimentaciones y en obras donde se

requiere impermeabilidad.

CEG Cemento con Escoria

Granulada de alto homo

Obras de concreto en masa en ambientes

húmedos o agresivos por salinidad en

general o por sulfatos de aguas y terrenos.

Obras marítímas.

Tabla 1.3 Clasifícación por sus características especiales

(NMX-C-414)

Tipo Denominación

RS Resistente a los sulfatos

BRA Baja reactividad álcali-agregado

вен Bajo calor de hidratación

В Blanco

Tabla 1.4 Clasificación por su clase resistente (NMX-C-414)

Resistencia

(N/mm2)

Mínimo a 3 días Mín imo a 28 días M á x i m o a 28 días

2Ö — 1Ù 40

30 — 30 50

30 R 20 30 50

40 30 40 —

40 R — 40 —

R = resistencia inicial alta

La nomencla tura de la norma NMX-C-414 , por ejemplo, para un

cemento Portland ordinario clase resistente 30, de resistencia inicial alta

y características especiales de resistencia a los sulfatos es: C P O 3 0 R R S ;

mientras que un cemento Portland puzolánico con una resistencia nor

mal de 30, de baja reactividad álcali agregado y de bajo calor de hidra

tación es: C P P 3 0 B R A / B C H .

La verif icación de la cal idad del cemento requiere el emp leo de

diversas pruebas de laboratorio que garanticen el cumpl imiento de las

especificaciones de acuerdo con la norma NMX-C-414 . Las propiedades

que generalmente se miden en el cemento de acuerdo a la norma anterior

son: resistencia a la compresión, el t iempo de fraguado, estabil idad de

vo lumen , de t e rminac ión de las ca rac te r í s t i cas de los c o m p o n e n t e s

pr incipales y del contenido de tr ióxido de azufre. Cualquiera de los

m é t o d o s de d i seño de mezc las que se ut i l ice requ ie re s o l a m e n t e el

conocimiento del peso específico y, en su caso, el tipo de cemento que

cumpla los requisitos del proyecto y del uso del concreto en la obra.

1.4 AGREGADOS

Originalmente , los agregados se consideraban un material inerte, que

se repart ía en toda la pasta de cemento , mas que nada por razones

económicas . Sin embargo, es posible asumir un punto de vista opuesto

y pensar que los agregados son un material de const rucción unido a

un todo cohesivo por medio de la pasta de cemento , como sucede en las

construcciones de mampostería. De hecho, los agregados no son realmerite

inertes y sus propiedades físicas, térmicas y, a veces, químicas, influyen

en el compor tamien to del concreto.

Los agregados son más baratos que el cemento y, por lo tanto, es más

económico poner la mayor cant idad posible de aquel los y la menor de

éste, en general al m e n o s tres cuartas partes del vo lumen del concreto

están ocupadas por los agregados. No obstante, la economía no es la única

razón para ut i l izar los agregados , éstos proporc ionan además al concre

to una eno rme ventaja técnica, al darle mayor estabi l idad volumétr ica

y más durabi l idad que si se empleara so lamente pasta de cemento .

Los agregados se dividen, por el tamaño de sus partículas, en agre

gado fino y agregado grueso. El agregado fino o arena abarca tamaños

entre 0.075 y 4.75 m m , en tanto que el intervalo nominal del agregado

grueso o grava comprende desde 4.75 m m hasta la d imensión de los

f ragmentos más grandes que contiene, cuya magni tud define el tama

ño máx imo del agregado.

Todas las part ículas de agregado natural proceden or iginalmente de

una masa mayor. Es posible que dicha masa se haya fragmentado por

procesos naturales, c o m o con el in temper ismo o la abrasión, o que la

f ragmentación haya sido inducida artificialmente, mediante trituración.

Por lo tanto, muchas de las propiedades de los agregados dependen de

la roca madre que le dio origen, por ejemplo, sus propiedades quími

cas, la compos ic ión mineral , la densidad, la dureza, la resistencia, la

estabil idad física y química, la estructura del poro y el color. Por otra

parte, hay propiedades que posee el agregado, pero que están ausentes

en la roca original, como la forma y el t amaño de la partícula, la textura

superficial y la absorción. Todas estas propiedades pueden ejercer una

influencia considerable en la cal idad del concreto fresco o endurecido.

Desde el punto de vista petrográfico, los agregados, ya sean triturados

o reducidos a su t amaño por la naturaleza, se pueden dividir en varios

g rupos de rocas que tengan caracter ís t icas s imilares. La clasif icación

por grupos no impl ica la conveniencia de n ingún agregado en especial

para la fabricación de concreto; en cualquiera de los grupos se pueden

encont ra r mater ia les inadecuados , aunque a lgunos grupos t ienden a

ser mejores que otros. Los exámenes geológicos de los agregados son

m u y úti les para evaluar su cal idad y, especia lmente , para comparar un

agregado nuevo con otro cuyos antecedentes de servicio sean conocidos .

En general , los agregados cuyo origen es basalto, cahza o andesita pueden

usarse con buenos resul tados en la producción de concreto normal .

Por lo general los métodos de dosificación requieren la determi

nación de algunas características de los agregados, como granulometria,

peso específico, pesos volumétricos (sueltos y compactos) , módulo de

finura de la arena, tamaño máximo del agregado grueso, la absorción y

la humedad. Dichos valores pueden ser fácilmente obtenidos mediante

pruebas de laboratorio estandarizadas.

1.5 AGUA

Casi cualquier agua natural que sea potable y que no tenga un olor o

sabor pronunciado , puede ser ut i l izada para produci r concre to . Sin

embargo , a lgunas aguas no potables pueden no ser adecuadas para

su fabricación.

Algún tipo de agua que pudiera parecer dudosa, puede ser usada

si los cubos de mortero producidos con ella a lcanzan resis tencias a los

7 días igual o mayor al 9 0 % de la resistencia de espec ímenes test igo

fabricados con agua potable o desti lada; además , se deberán realizar

las pruebas para asegurar que las impurezas en el agua no afecten el

t iempo de fraguado del cemento .

Las impurezas excesivas en el agua no sólo pueden afectar el t iem

po de fraguado y la resistencia del concreto, sino que también pueden

causar eflorescencia, manchado, corrosión del acero de refuerzo, ines

tabil idad volumétr ica y una menor durabi l idad. Algunas impurezas

pueden tener un efecto mín imo sobre la resistencia y t iempo de fragua

do del concreto, pero pueden afectar de manera adversa la durabi l idad

y algunas otras propiedades de éste; a cont inuación se descr iben algu

nos compues tos e impurezas y sus efectos en el concreto .

Los carbonates y bicarbonatos de sodio y potasio t ienen diferentes

efectos en los t iempos de fraguado de distintos cementos . El carbonato

de s o d i o p u e d e cau sa r f r aguados m u y r áp idos , en t an to q u e los

b icarbonatos pueden acelerar o retardar el fraguado; en concent rac io

nes altas, estas sales pueden reducir de manera significativa la resisten

cia del concreto. También se deberá considerar la posibi l idad de que

se presente la reacción álcal i-agregado.

Un alto contenido de cloruros en el agua de mezclado ocasiona la

corrosión del acero de refuerzo o de los torones de presfuerzo, los iones

del cloruro atacan la capa de óxido protectora formada en el acero por

el medio químico al tamente alcalino presente en el concreto.

Las posibles reacciones expansivas y el deterioro por sulfatos en el

concreto debe cuidarse al emplear agua con estas sustancias, especial

mente en aquel los lugares donde el concreto vaya a quedar expuesto a

suelos o agua con contenidos elevados de sulfatos, aunque las normas per

miten impurezas de 10,000 partes por millón (ppm) de sulfato de sodio.

Los carbonatos de calcio y de magnes io no son muy solubles en el

agua y rara vez se encuent ran en concentraciones suficientes para afec

tar la resistencia del concreto. Las sales de magnesio , estaño, zinc, cobre

y p lomo, presentes en el agua pueden provocar una reducción conside

rable en la resistencia y también variaciones en el fiempo de fraguado.

La aceptación de agua acida c o m o agua de mezc lado se deberá basar

en la concent rac ión de ácido en el agua; su aceptación se basa en el pH,

que es una medida de la concentrac ión del ion h idrógeno. Cualquier

agua con valores de pH entre 6.0 y 8.0 es útil para fabricar concreto.

Las aguas con concentraciones de hidróxido de sodio menores o iguales

al 0 .5% del peso del cemento no afectan en gran medida la resistencia del

concreto, s iempre que no ocasionen un fraguado rápido. La posibil idad

de una mayor reactividad álcaU-agregado se deberá tomar en cuenta.

El uso del agua empleada en la l impieza de las ollas de concreto

premezclado es permisible s iempre que las partículas suspendidas no

sean excesivas. La mayor parte del agua que lleva desperdicios indus

triales tiene menos de 4,000 p p m de sólidos totales. Cuando se hace uso

de esta agua en las mezclas de concreto, puede esperarse una reducción

en la resistencia a la compresión del 10 al 15%.

Las aguas negras t ípicas pueden contener ap rox imadamen te 4 0 0

ppm de materia orgánica. Una vez que esta agua es sometida a un buen

sistema de tratamiento, la concentración se reduce a 20 ppm o menos .

Es ta can t idad es d e m a s i a d o pequeña para tener cua lqu ie r efecto de

importancia en el concreto y en su resistencia.

El efecto que las sustancias orgánicas presentes en las aguas resi

duales pueden l legar a tener algún efecto en el t i empo de fraguado del

cemento Port land o en la resistencia úlf ima del concreto; es un proble

ma que presenta una comple j idad considerable . Las aguas que es tén

m u y co loreadas o con un olor notable o aquel las en que sean vis ibles

algas verdes o cafés deberán ser vistas con desconfianza y, en consecuen

cia, requieren pruebas de laborator io .

Se pueden tolerar en el agua aproximadamente 2,000 ppm de arcilla en suspensión o partículas finas de roca. Cantidades mayores podrían no afectar la resistencia, pero sí influir sobre otras propiedades del concreto.

Ocas iona lmente se encuent ran presentes var ios t ipos de acei te en el agua. El aceite mineral (petróleo) sin mezc la r se con otros acei tes animales o vegetales t iene p robab lemente un efecto m e n o r en el desar rollo de la resis tencia que otros aceites; sin embargo , concen t rac iones de acei te mineral mayores del 2 . 5 % del peso del c emen to pueden reduci r la resis tencia a la compres ión del concre to en más del 2 0 % .

Independien temente de que en los párrafos anter iores se han ofrec ido una serie de ind icac iones sobre los t ipos de agua suscep t ib les de ser u s a d o s para el agua de m e z c l a d o , és ta d e b e r á c u m p l i r las especif icaciones de la n o r m a N M X - C - 1 2 2 «Industr ia de la Cons t rucc ión-Agua para Concre to» .

1 . 6 ADITIVOS

Actualmente en el ambiente de la industria del concreto p remezc lado una mezcla que no contiene aditivos es una excepción, esto es porque dichas sustancias y adiciones son capaces de impart ir beneficios físicos y económicos al concreto. Los aditivos químicos son sustancias que se agregan a la mezcla de concreto en cantidades que están, normalmente , en función de la cantidad de cemento, durante el proceso de mezc lado antes de su colocación, con el propósi to de realizar una modif icación o modificaciones específicas a las propiedades normales del concreto.

Los aditivos por su composic ión química pueden ser orgánicos o inorgánicos y se clasifican comúnmente por su función en el concreto, según la norma ASTM-C-494 , en:

• Tipo A Reductores de agua: C o m o su nombre lo indica la función de es tos adi t ivos es reduci r el con ten ido de agua de la mezc la , usualmente del 5 al 10%, con lo que se d isminuye la relación agua/ cemento mientras se conserva la trabajabilidad deseada. • Tipo B Retardantes: En general, prolongan el t iempo durante el cual el concreto se puede transportar, colocar y compactar . Se usan para e laborar concreto en c l ima cálido, cuando el t i empo de fraguado normal se acorta por la alta temperatura y en la prevención de juntas frías.

• T ipo С Acelerantes : Su función es incrementar t empranamente

el desarrol lo de la resistencia del concreto cuando se va a colar a

bajas temperaturas , en concreto prefabricado o cuando se requiere

un desc imbrado rápido.

• T ipo D Reduc to re s de agua y re tardantes: Cuando se neces i ta

d isminuir el contenido de agua y al m i smo t iempo retrasar el fra

guado del concreto se emplean estos aditivos, cuyas característ icas

son una combinac ión de los tipos A y B .

• T ipo E Reductores de agua y acelerantes: Al igual que los aditi

vos t ipo D, este aditivo es una combinación de dos aditivos, los ti

po A y C, de los cuales toman sus propiedades generales .

• T ipo F Reduc tores de agua de alto rango o superfluidificantes:

La acc ión de d ispers ión de los adi t ivos superfluidificantes incre

menta la trabajabilidad del concreto por la elevación del revenimien

to de 7.5 a 20 cm, permanec iendo la mezcla cohesiva. El concreto

resul tante se puede colocar con poca o sin n inguna compactac ión y

no está sujeto a exceso de sangrado o de segregación.

• T ipo G Reductores de agua de alto rango y retardantes: Este aditi

vo combina las propiedades de los aditivos tipo F y B .

Por o t ro lado , ex i s ten t ambién o t ros mate r ia les conoc idos c o m o

adic iones , dent ro de las cuales es tán las puzo lanas y las escor ias de

a l to ho rno , m i s m a s que func ionan c o m o ag lu t inan tes al r eacc iona r

qu ímicamente con el h idróxido de calcio. As imismo se t ienen materia

les finamente d iv id idos cons iderados inertes, c o m o lo son polvos de

agregados y cal hidratada.

Cabe destacar que en el p rograma de cómputo para diseño de mez

clas no se ha cons iderado el empleo de n ingún tipo de aditivo, por lo

que aquel las dosif icaciones que con templen su uso deberán cons ide

rar la real ización de mezc las de prueba.

2 . MÉTODOS DE DOSIFICACIÓN

En el medio de la construcción en Méx ico se emplean diversos méto

dos de diseño de mezclas de concreto normal, incluso las empresas pre-

mezcladoras han desarrollado su propia metodología, sobre todo para

obtener el máx imo ahorro en el consumo de cemento.

La mayoría de los métodos de dosificación se basan en dos proce

dimientos generales: la determinación del contenido de vacíos de los

agregados combinados y mediante el empleo de factores empíricos.

En el p r imer g rupo podemos citar el mé todo de peso volumétr ico

m á x i m o de grava y arena que descr ibe el M a n u a l de Tecnología del

Concre to (Sección 4 ) , el cual consis te en de terminar exper imenta lmen-

te la combinac ión porcentua l de grava y arena que ofrece el m á x i m o

peso vo lumét r ico (mín imo contenido de vacíos) , ob ten iendo el vo lumen

de la pasta a t ravés del cálculo de los vacíos y luego el del agua y ce

m e n t o po r la r e l ac ión a g u a / c e m e n t o de a c u e r d o con la r e s i s t enc ia

requer ida . El p roced imien to propues to por el cubano Vitervo O'reil ly

es m u y parecido, t ambién recomienda la combinac ión grava/arena que

p r o p o r c i o n e el m e n o r con ten ido de vac íos , difiere en el cá lcu lo del

con ten ido del c emen to y del agua, los cuales se de te rminan median te

factores que dependen de la relación agua /cemento y de la consis ten

cia deseada en la mezc la .

El m é t o d o del ACI y el mé todo bri tánico usan, en términos genera

les, factores empír icos para el d iseño de mezclas , en los cuales se de

te rminan pr imero el agua de la mezcla de acuerdo con el revenimiento

y el t amaño m á x i m o del agregado, y después la cant idad de la grava,

para el caso del ACI , o de la arena, para el mé todo bri tánico; el ú l t imo

de los componen te s se calcula por diferencia.

En nues t ro país , por nues t ra cercanía con los Es tados Unidos , las

n o r m a s y m é t o d o s del A m e r i c a n Conc re t e Ins t i tu te e je rcen una im

por tan te inf luencia en las prác t icas de cons t rucc ión . Por esta razón el

desarrol lo del programa de cómputo para diseño de mezc las de con

creto normal contempla el método del informe A C l 211 .1 -91 , además

del método del mín imo contenido de vacíos del manua l de Comis ión

Federal de Electr icidad.

2.1 METODO ACI

Este procedimiento incluye siete pasos para el p roporc ionamiento de

mezclas de concreto normal y cuyas cantidades serán suficientes para

ocupar un metro cúbico. Posteriormente se harán los ajustes necesarios

por humedad y absorción para realizar la mezcla de prueba.

El pr imer paso contempla la selección del revenimiento . C u a n d o

éste no se especifica, el informe del ACI incluye una tabla en la que se

recomiendan diferentes valores de revenimiento de acuerdo con el ti

po de construcción que se requiera. Los valores son aplicables cuando

se emplea el vibrado para compactar el concreto, en caso contrario di

chos valores deben ser incrementados en dos y medio cent ímetros.

La elección del tamaño máx imo del agregado, segundo paso del

método, debe considerar la separación de los costados de la c imbra, el

espesor de la losa y el espacio libre entre varillas individuales o paque

tes de el las. Por cons iderac iones e c o n ó m i c a s es prefer ible el m a y o r

t a m a ñ o d i spon ib le , s i empre y c u a n d o se u t i l i ce una t r aba jab i l idad

adecuada y el procedimiento de compactac ión permita que el concreto

sea colado sin cavidades o huecos.

La cantidad de agua que se requiere para producir un de terminado

revenimiento depende del tamaño máximo, de la forma y granulóme-

tría de los agregados, de la temperatura del concreto, de la cant idad de

aire incluido y del uso de aditivos químicos. C o m o tercer paso, el in

forme presenta una tabla con los contenidos de agua recomendables en

función del revenimiento requerido y el t amaño m á x i m o del agregado.

Simul táneamente , en este punto se obtiene el contenido de aire en fun

ción del tamaño nominal .

C o m o cuarto paso, el ACI proporc iona una tabla con los valores

de la relación agua/cemento de acuerdo con la resistencia a la compre

sión a la edad de 28 días que se requiera; por supuesto, la resistencia

p romed io (fcr) se lecc ionada debe exceder la res is tencia especi f icada

( f e ) con un margen suficiente para mantener dentro de los l ímites es

pecificados. En un apar tado de la mi sma tabla aparecen los valores de

la relación agua /cemento para casos de exposición severa.

El contenido de cemento se calcula con la cantidad de agua, deter

minada en el paso tres, y la relación agua/cemento , obtenida en el paso

cuatro; cuando se requiera un contenido mín imo de cemento o los re

quisi tos de durabi l idad lo especifiquen, la mezcla se deberá basar en

un criterio que conduzca a una cantidad mayor de cemento; esta parte

const i tuye el quinto paso del método .

Para el sexto paso del procedimiento , el A C I maneja una tabla con

el v o l u m e n del agregado grueso por vo lumen uni tar io de concreto; los

valores dependen del t amaño m á x i m o nomina l de la grava y del m ó

dulo de finura de la arena. El vo lumen de agregado se mues t ra en me

tros cúbicos con base en var i l lado (compactado) en seco para un met ro

cúbico de concre to; el vo lumen se convier te a peso seco del agregado

grueso requer ido en un met ro cúbico de concreto , mul t ip l icándolo por

el peso vo lumét r ico de vari l lado en seco.

C o n este ú l t imo paso se t ienen es t imados todos los componentes del

concreto , excepto el agregado fino, cuya cant idad se calcula por dife

rencia. Para este sépt imo paso, es posible emplear cualquiera de los dos

procedimientos siguientes: por peso o por vo lumen absoluto.

Hasta el paso anterior se considera que ya se t iene la dosificación

base para un met ro cúbico, pos ter iormente al ajustar las mezclas por

h u m e d a d de los agregados , el agua que se añade a la mezcla se debe

reducir en cant idad igual a la h u m e d a d libre contr ibuida por el agre

gado, es decir, h u m e d a d total menos absorción. Con este paso es tamos

en condic iones de l levar a cabo nuestra mezcla de prueba.

En el m o m e n t o de fabricar nues t ra mezc la de prueba, se deberá

ver i f icar el p e s o v o l u m é t r i c o del concre to , su con t en ido de aire , la

t rabajabil idad apropiada median te el revenimiento y la ausencia de se

gregación y sangrado, así c o m o las propiedades de acabado. Lo anterior

servi rá para hace r las cor recc iones por diferencias en el revenimien

to, en el contenido de aire o en el peso unitar io del concreto; prec isamen

te a es te respec to , el in forme A C I 211 .1-91 p roporc iona una serie de

r e c o m e n d a c i o n e s q u e a jus tan la m e z c l a de p r u e b a has t a logra r las

propiedades especif icadas en el concreto.

2.2 MÈTODO DE CONTENIDO MÍNIMO DE VACÍOS

Una vez que se han determinado las característ icas granulométr icas de

los agregados y el t amaño máx imo de la grava, el s iguiente aspecto por

definir es el que se refiere a la adecuada combinación de la grava y la

arena. Un procedimiento apropiado es la obtención del mín imo conte

nido de vacíos en los agregados combinados .

La forma práct ica para encontrar el m ín imo contenido de vacíos

consiste en determinar exper imenta lmente el cambio del peso volumé

trico compac tado de los agregados combinados , var iando la propor

ción relativa entre grava y arena hasta establecer la proporción relativa

que produce el máximo peso volumétrico, esto es, el mínimo contenido de

vacíos. Esta determinación se basa en el método de prueba A S T M - C - 2 9 ,

es de ejecución sencilla y se recomienda cuando se emplean agregados

con tamaño máx imo hasta 40 m m . El presente programa de cómputo

ofrece esta posibil idad.

El mé todo produce el mejor acomodo de par t ículas para dar el mí

n imo contenido de vacíos en la mezc la seca de agregados compac tos

y a su favor puede decirse que en su e jecución quedan impl íc i tamente

comprend idos los efectos inherentes a la forma y textura superficial

de las part ículas, además del t amaño m á x i m o y la granulometr ia de

los agregados.

Si partimos de que el peso volumétrico compactado de la combinación

seca de grava y arena representa el contenido en peso de ambos agregados

en el volumen unitario de concreto, se puede admitir que los espacios va

cíos complementar ios corresponden al espacio disponible para ser ocu

pado por la pasta de cemento y el aire incluido naturalmente atrapado.

El mé todo de cálculo consiste en determinar, en pr imer lugar, la

combinac ión de agregados que produce el peso volumétr ico m á x i m o

con el procedimiento descri to en los párrafos anteriores, al igual que

todas las propiedades de los mater ia les a emplear , espec ia lmente las

de los agregados (peso específico, m ó d u l o de finura, g ranulomet r ia ,

densidades, etc.).

El siguiente paso consiste en calcular el peso de la grava y el de la

arena empleando el peso volumétr ico m á x i m o y los porcentajes de ca

da uno de ellos; después se convier ten estos pesos en vo lúmenes abso

lutos por metro cúbico de concreto, de tal forma que al sumar dichos

vo lúmenes ahora t endr í amos el v o l u m e n abso lu to de la grava y de

la arena y por diferencia se tendría el volumen de la pasta de cemento

y del aire incluido.

Para calcular las cant idades de agua y cemento requeridas es con

veniente establecer la resistencia a la compres ión (fcr) y si el concreto

requiere aire incluido o no, de tal forma que con esos datos se obtie

nen de las tablas del informe ACI 211.1-91 la relación agua/cemento y

el porcentaje de aire incluido de acuerdo con las especif icaciones del

concreto en cuanto a resistencia, t amaño máx imo del agregado y con

dic iones de exposic ión.

El porcentaje de aire incluido obtenido de las tablas, convert ido a

vo lumen unitario, se resta del volumen de la pasta de cemento y aire

incluido e s t imado anter iormente , y con esto ob tenemos sólo el volu

men de la pasta; este dato se separa en los vo lúmenes absolu tos de

cemento y de agua empleando la relación agua/cemento , convert ida a

volumen, y las densidades de ambos materiales.

Finalmente, las cantidades de los componentes para realizar la mezcla

de prueba inicial se tabulan en peso y en volumen absoluto. La elabora

ción de la mezcla de prueba y el cálculo de correcciones se realizan con

el m i smo procedimiento descri to en la parte final del método del ACI.

2.3 EVALUACIÓN DE LOS MÉTODOS

En genera l las mezc las de concre to d iseñadas por el método de con

ten ido m í n i m o de vac íos sue len mani fes ta r reducida t rabajabi l idad,

p o r q u e la ob t enc ión de esta carac te r í s t ica u s u a l m e n t e d e m a n d a un

cier to exceso de mor te ro con respecto al que se obt iene con el m ín imo

c o n s u m o de pasta . Bajo tal cons iderac ión , se espera que al e l abora r

la m e z c l a de p rueba inic ia l m e d i a n t e es te p r o c e d i m i e n t o la mezc l a

resul tante exhiba poca trabajabil idad, por lo que deben de efectuarse

los ajustes cor respond ien tes hasta ob tener las p rop iedades deseadas

en el concre to .

Por el contrario, las mezclas diseñadas por el método ACI tienden a

ser más trabajables; esto se debe a que la proporción de grava compacta

da se de te rmina en función del t amaño m á x i m o del ag regado y del

módulo de finura de la arena, y no se hace distinción entre agregados

naturales o triturados.

Puede afirmarse que con el p rocedimiento de mín imos vacíos se

obt ienen mezc las de concre to con arena en defecto, mien t ras que el

mé todo del A C I p roduce mezc las de concre to con a rena en exceso .

Esta peculiaridad de los métodos de dosificación es m u y importan

te para aquellos que apenas se inician en el conocimiento sobre diseño

de mezclas de concreto o para los productores de concreto en obra que

no disponen de métodos apropiados a la mano, ya que pueden decidir so

bre el empleo de uno u otro método los requer imientos de su proyecto.

En general , cuando se busca bajo consumo de cemen to y menos

trabajabilidad con ajustes a la mezcla de prueba, se recomienda el mé

todo de contenido mín imo de vacíos; cuando se desea buena trabajabi

l idad y pocos ajustes a la mezcla de prueba, pero mayor consumo de

cemento, el método a emplear es el de factores empír icos del ACI .

3 . MANUAL DEL USUARIO

3.1 REQUISITOS MÍNIMOS DEL SISTEMA

• Procesador 486 o superior • 20 M B de espacio libre en disco duro • 16 M B de memor ia R A M • Sis tema Operat ivo Windows 95 o posterior • Resolución mín ima de 800 X 600 (resolución recomendada)

3.2 GUIA DE INSTALACIÓN

Simplemen te inserte el C D del p rograma D M 1.0 en la unidad de disco compac to de su computadora . Si su unidad de C D es de auto arranque, e spere a que inicie el p roceso de ins ta lac ión y siga las ins t rucc iones en pantal la.

Si su un idad de C D no es de auto arranque, en el menú Inicio de W i n d o w s se lecc ione la opc ión Ejecutar, y en el cuadro que aparece , se leccione Examina r para que usted mi smo pueda localizar el archivo S E T U P . E X E que se encuent ra d i rec tamente en el C D de instalación. Haga doble clic en este archivo para que comience el proceso de instalac ión y s igas las ins t rucciones en pantal la .

Figura 3.1 Ejecucióri del arci\ivo Setup.EXE

Dependiendo de la configuración de su s is tema operat ivo, una vez que el proceso de instalación ha iniciado, quizá sea necesar io reiniciar el s istema para actualizar algunos archivos útiles para el p rograma D M 1 . 0 ; en tal caso, el programa de instalación le solicitará que reinicie el s is tema mediante la aparición de un cuadro de texto, y que vuelva a e jecutar n u e v a m e n t e el p roceso de ins ta lac ión después de re in ic ia r la computadora .

De no ser necesaria dicha actualización, el proceso se llevará a cabo sin solicitarle que reinicie la computadora, y al final del mismo verá un mensaje en que se confirma que la instalación del programa ha terminado satisfactoriamente. Luego de esto, retire el C D de instalación de su unidad.

El programa aparecerá en la carpeta Programas del menú inicio, en una sub carpeta denominada D M 1 . 0 , la cual contiene el acceso directo del ejecutable también l lamado D M 1 . 0

I h Programa:

Documenlos

0» Corf igmactón '

^ B u s c a

1^ ÈL»JDO y s o p M t e técnico

a Secular . . .

£ « I « sesión d e J e s u s C a n a . ,

¿OJ Apagar equipe..

\iiM^à @ J % S

^ M A T L A B

¿ 3 Net2Phone

^ ( 3 Netscape 6

^ QuickTime for W indows

Q Real

Q Teletech Applications

^ M a t h T y p e S

^ Cemex Concretos

I ¿ 3 S h o c k w a v e Games

Figura 3.2 Ubicac ión del archivo ejecutable

3.3 USO DEL PROGRAMA DM 1.0

El programa realiza básicamente dos tipos de dosificaciones:

• Mé todo de contenido mínimo de vacíos ó peso volumétrico

máx imo (PVM)

• Método del ACI

La panta l la pr incipal del p rograma mues t ra una bar ra de herra

mientas para que usted seleccione el método deseado; además, en el menú

Opc ión también puede hacer la selección que desee. C o m o se describe

en el capi tulo dos, el mé todo P V M tiene la posibil idad de seleccionar

valores a usarse en la dosificación base part iendo de una gráfica de peso

vo lumét r i co cont ra re lación grava-arena, la cual se t raza con valores

obtenidos exper imenta lmente ; puede acceder a esta opción desde el sub

m e n ú Mínimos vacíos, se leccionando la opción Desde gráfico.

Se br inda la opc ión de impr imir cualquier cuadrícula de resulta

dos d i rec tamente en la impresora o bien guardar los datos y resul tados

e n un archivo de texto; en las secciones 3.4 y 3.5 se da información m á s

detal lada al respecto.

A c o n t i n u a c i ó n se d e s c r i b e de fo rma g e n e r a l la o p e r a c i ó n de l

p r o g r a m a D M 1.0.

3.3.1 Contenido mínimo de vacíos (opción con carga de datos)

Seleccionando esta opción, aparecerá una tabla para ingresar los datos

requer idos , en las un idades cor respondien tes ; es impor tan te que se

introduzcan los datos en las unidades que muestra la tabla. Haga clic en

el botón Aceptar para ver los resultados de la dosificación base.

3.3.2 Contenido mínimo de vacíos (opción desde gráfico)

Se le pedirá el número de puntos a graficar. Luego, deberá introducir en

la tabla correspondiente los valores de porcentaje de grava y porcentaje

de arena, así como el peso volumétr ico obtenido en laboratorio. Use el

bo tón Graficar para ver gráficamente estos puntos; desplace el cursor

sobre la gráfica para ver pares de valores de peso volumétr ico y relación

grava-arena. Haga clic sobre algún punto deseado en el gráfico para

poder util izar esa pareja de valores en la dosificación base. Al pie del

gráfico podrán verse los valores seleccionados; en caso de haber más de

una pareja de valores, el p rograma le dará la opción de seleccionar los

valores que usted desee utilizar. Haga clic en el botón Cerrar para regre

sar a la tabla principal de datos.

3.3.3 Método del ACI

En este método, deberá de introducir a lgunos otros datos, en los cam

pos que el m i smo programa le mostrará. Al seleccionar el Tamaño máxi

mo nominal lo podrá hacer de dos formas: valores estándar desde una

lista desplegable, o bien según d imensiones conocidas, en cuyo caso el

programa le mostrará otra pantalla para que usted introduzca los datos

necesarios, y así calcular el tamaño máx imo nominal en base a cuatro

criterios diferentes, según se explica en el capitulo dos.

U s t e d p u e d e i n t roduc i r el va lo r d e s e a d o pa ra la r e s i s t e n c i a a

compres ión f e y el p rograma calculará la relación agua-cemento co

rrespondiente, o bien el caso inverso, dar el valor de la relación agua-

cemento y el p rograma calculará el valor de f e .

Para el valor del revenimiento, puede introducirse directamente el valor numérico, o bien seleccionarse Por el tipo de construcción, caso en que el programa le mostrará una tabla para que seleccione el valor apropiado.

Comple tados todos los datos, utilice el botón Aceptar para ver los resultados de la dosificación base.

3.3.4 Mezcla de prueba

U n a vez real izada la dosificación base por cualquiera de los métodos descr i tos , el p r o g r a m a le dará la opc ión de rea l izar una m e z c l a de p rueba con sólo hacer clic en el bo tón del m i s m o nombre . Deberá int roduci r en tonces los datos necesa r ios de los mater ia les , e indicar le al p rograma la cant idad de concreto a fabricar; pueden ser c i l indros de 15 X 30 cm, c i l indros de 10 X 20 cm, una combinac ión de ambos o a lguna otra cant idad cualquiera que usted especif ique en dec ímetros cúbicos; puede se leccionar un porcentaje de incremento en el vo lumen por si a caso us ted desea tomar en cuenta una cant idad de desperdic io o s imp lemen te una cant idad adicional . Con el bo tón Aceptar podrá ver los resul tados cor respondientes .

Ut i l i ce el b o t ó n Cerrar para regresar a la panta l la pr inc ipa l del p rograma.

3.3.5 Cálculo de rendimientos

Después de real izar la mezc la de prueba, usted puede realizar el cálculo correspondiente a los rendimientos de la misma. Seleccione Rendimientos de la mezcla de prueba del m e n ú Opción, y aparecerá una tabla con los datos cargados correspondientes a la últ ima mezcla de prueba realizada. N o obstante , los datos pueden modificarse o bien introducir datos diferentes. In t roduzca los datos adicionales necesar ios que se solici tan en al cuadro de la derecha. N o olvide tomar en cuenta las unidades en que se le sol ici tan los datos. Con el botón Aceptar podrá ver los resultados correspondientes . Uti l ice el botón Cerrar para regresar a la pantalla pr incipal del p rograma.

3.3.6 Dosificación de campo рог peso

Se selecciona desde el sub menú Por peso, dentro del menú Dosificación de campo, en el menú general Opción.

Aparecerán cargados los datos del último cálculo de rendimientos, pero al igual que en el caso anterior, los datos pueden modificarse según sea necesario. Con el botón Aceptar podrá ver los resultados correspondientes. Utilice el botón Cerrar para regresar a la pantalla principal del programa.

3.3.7 Dosificación de campo por volumen

Se selecciona desde el sub menú Por volumen, dentro del menú Dosificación de campo, en el menú general Opción.

Aparecerán cargados los datos del ú l t imo cálculo de rendimientos , pero al igual que en el caso anterior , los da tos pueden modif icarse según sea necesar io . C o n el bo tón Aceptar podrá ver los resu l tados cor respondien tes . Ut i l ice el bo tón Cerrar para regresar a la panta l la principal del programa.

3.4 GUARDAR ARCHIVOS

Todas las pos ib i l idades de cá lcu lo que ofrece el p r o g r a m a D M 1.0 puede ser a lmacenadas en un archivo de texto , el cua l podrá us ted man ipu la r a su gusto, es decir, editar, dar formato, copiar , abrir en otra apl icación, imprimir , e tcétera . S implemen te se lecc ione la opc ión Guardar del m e n ú Archivo, y aparecerá el cuadro de d iá logo t radic ional de Windows para que us ted especif ique el n o m b r e del archivo y la carpeta en donde desea guardar lo .

Dependiendo del contenido de cada archivo, el p rograma le asocia una extensión. En la siguiente tabla se dan las extensiones correspondientes a cada tipo de archivo.

Tabla 3.1 Extensiones asociadas por tipo de archivo de resultados

Tipo de archivo Extensión asociada

Resultados de la dosificación base rdb

Mezcla de prueba mzp

Cálculo de rendimientos md

Dosificación de campo por peso dcp

Dosificación de campo por volumen dcv

Para abrir cualquiera de estos archivos, desde el Explorador de Win

dows se leccione el archivo en cuestión; al hacer clic secundario con el

ratón, aparecerá un m e n ú desplegable , en el cual deberá seleccionar la

opc ión Abrir con para que aparezca una ventana similar a la siguiente,

dependiendo de su s is tema operativo:

Haga cSc en el progfoma que desea utizar p s a abñ el archivo "p«o.dcp" .

Si el progiama que desea no está en la isla, haga cfc en OHosl

H e x á p á ó n de archivos "dcp" :

£iia el programa que desea ulfeai;

Ф ACCWIZ |È lAc roRd32 ДА1М n iA i ch i vos tìÌATMFM

¡ • B L E N O E R F

,\Mai perniile este programa paia abrir este archiwi^

Cancelar O í o s -

Figura 3.3 Abrir archivos de resultados 2 8 9 3 9 9 2

S e l e c c i o n e a lgún p r o g r a m a de la l ista; se r e c o m i e n d a u t i l izar el

Bloc de notas, o a lgún otro edi tor de textos de su preferencia . C o n este

ed i tor de textos se r ecomienda usar el t ipo de letra Courier New t a m a ñ o

10. P u e d e ac t ivar la opc ión Utilizar siempre este programa para abrir este

archivo para que en ses iones pos te r iores abra el a rchivo d i rec tamente

desde el Explorador de Windows hac iendo doble clic. Los archivos ge

nerados por el p rograma también pueden ser abier tos en p rogramas

como Word y Excel para posibles modif icaciones .

3 . 5 IMPRESIÓN DE RESULTADOS

Si desea mandar a la impresora a lguno de los cálculos efectuados con

el programa D M 1.0, seleccione la opción Imprimir del menú Archivo, y

aparecerá una vista previa de los datos y resultados en pantalla. Antes

de realizar esto, usted podrá seleccionar el tipo y tamaño de letra que

prefiera para su impresión en papel, se leccionando el menú Fuente en

la pantalla que visualiza las cuadrículas de resultados.

Estando en la Vista previa, seleccione Cancelar si desea modificar algún

parámetro, o bien la opción Imprimir, con lo que aparecerá el cuadro de

impresión correspondiente a la impresora que usted tenga instalada:

C o n f i g u i a i i m p i e s i ó n

Impiasoia

Nombre: | H P LaserJet 4 Plus "31 PROPIEDADES

Estado: Impresora predeleiminada; Listo

T ipo: H P LaserJet 4 Pkjs

Ubicación: L P T 1 :

Comentario:

PAPEL-

Tamaño : I Carta 216 x 279 r " 3

üiígen I Selección automálica 3

I Or ien tac ión-

r Yeitical

f Horizontal

Cancelar

Figura 3.4 Cuadro de diálogo Configurar impresora

En este cuadro usted puede configurar las propiedades de impresión

definitiva, es decir tamaño y orientación del papel, calidad de impre-

sión, número de copias, etcétera. Se recomienda utilizar papel tamaño

carta, con orientación horizontal, y tipo de letra Arial tamaño 8 para la

impresión final. Lo anterior por la propia naturaleza y tamaño de las ta

blas generadas por el programa.

3.6 USO DE LA AYUDA

El p r o g r a m a s igue todas las convenc iones del ambien te Windows, es

decir, menus , iconos gráficos, teclas de acceso directo, etcétera. Puede

d isponer de Ayuda en línea, ya que al pulsar el botón derecho del ratón

sobre cua lqu ie r con t ro l del p rog rama se desp legará texto de ayuda

cor respond ien te al contex to . También puede consul ta r el a rchivo de

ayuda pres ionando la tecla Fl desde cualquier parte del programa.

¿ichvo gàcOn M^CAdoi Qpogn«e Ayyck

A y u d a p a r a el P r o g r a m a D M 1.0: D i s e ñ o d e M e z c l a s d e C o n c r e t o N o r m a l U A M A z c a p o t z a l c o . 2002

C d l f u l o HP r f i i H i n t i c n l o s L'gW. 'KiU ' °P 4' cimiUfoi Mil UjS^UcAÚqi i (lí • . i i i ipo poi v o t u m e i i

P e s o V o l u H i f l i i c o M j j i i n i o

R » 9 i r « i K i i i a Iti i «mp i f t « j9 f ì L' I"An_*__mA K_(m o II o m i n al

Figura 3.5 Ventana de ayuda

3.7 DESINSTALACION DEL PROGRAMA

Para desinstalar D M 1.0 pe rmanen temente de su computadora , vaya al Panel de control de Windows; seleccione Agregar o quitar programas, y aparecerá una lista de los programas que tenga instalados en su ordenador. Busque D M 1.0, selecciónelo y haga che en el botón Agregar o quitar, Y siga las instrucciones en pantalla.

No obstante, podrá volver a instalar el programa en el momento que usted decida hacerlo.

4. EJEMPLOS

4.1 PANTALLAS DE INICIO

En la figura 4.1 se t iene la pantal la de inicio del p rograma de diseño

de mezclas . C o m o podemos ver, aparece el logotipo de la Universidad

Autónoma Metropoli tana, el nombre del programa y el nombre de los

autores.

A s i m i s m o , aparece el bo tón Aceptar; al hace r clic en él nos dará

acceso a la panta l la pr incipal , donde aparecen los i conos re lac ionados

con las di ferentes tareas .

Casa abierta al tiempo UMVEHHUU) MITONOM* METMPaUTMU

D M 1.0: D I S E Ñ O D E M E Z C L A S D E C O N C R E T O

N O R M A L . 2003

D e s a r r o l l a d o e n la U A M A z c a p o t z a l c o p o r :

F r a n c i s c o G o n z á l e z D íaz JESÚS C a n o L i c o n a

L u i s A n t o n i o R o c h a C h i ù

Kja: ...Este programa ESTA protegido A<tn por TAS leyes correspond

Figura 4.1 Pantalla de inicio del programa D M 1.0

En la figura 4.2 se presenta la pantalla principal de tareas, en donde

tenemos todos los iconos relacionados con éstas; a continuación se des

cribirá cada una de ellas:

^ Este icono tiene la tarea de diseñar una mezcla de concreto por el

Método del ACI 211.1. Este es el método que tradicionalmente se en

seña en la carrera de Ingeniería Civil de la UAM-Azcapotza lco .

1 Icono para el diseño de mezclas por el Método de los mínimos vacíos.

^ Icono para graficar los datos resultantes de las combinac iones de

grava y arena contra peso volumétrico, los cuales son obtenidos en el

laboratorio. Esta opción nos brinda la oportunidad de poder escoger

una combinación de grava y arena en fianción del peso volumétrico

combinado. En otras palabras, tenemos la opción de elegir entre una

mezcla "arenosa" o una mezcla con dominio de grava (rígida). Además,

se puede elegir un concreto en ñjnción de su peso volumétrico.

Cálculo de rendimientos. Este icono tiene la fijnción de calcular los

valores reales de nuestra mezcla de prueba. Para poder utilizar esta

tarea es necesario tener los datos experimentales de la mezcla hecha

en laboratorio.

Dosificación de campo por peso. Teniendo la dosificación base del con

creto que se va a usar definitivamente, es necesario hacer el presente

cálculo para empezar la producción en serie. Este procedimiento se

usa cuando se cuenta con una planta dosificadora en la que se tienen

básculas precisas.

Dosificación de campo por volumen. Este tipo de dosificación se usa

cuando los implementos de trabajo son sencillos, como por ejemplo

una revolvedora tipo trompo, botes de 18 litros, carretillas y palas. Se

considera un método no preciso.

^ Ayuda del p rograma. Aquí se t ienen los términos , def iniciones y

recomendaciones sobre las tareas del programa.

Salir del programa. Es recomendable utilizarlo siempre para termi

nar en forma adecuada el programa de mezclas D M 1.0.

Figura 4.2 Paritalla principal del p rograma DM 1.0

4.2 METODO ACI

4.2.1 Dosificación base

Las caracter ís t icas que le ped imos a nuestro concreto es una resistencia

fcr = 2 8 0 k g / c m ^ con un revenimiento de 12 c m y un tamaño nominal

de 38 m m ( I V 2 " ) , para lo cual con tamos con una grava que reúne el

requisi to. Por otro lado se necesi tan también los datos característ icos de

los mater ia les (grava y arena) , m i smos que se de terminaron previamen

te en el laborator io y que se mues t ran en la tabla 1:

Tabla 4.1 Datos para ejemplo. Método ACI

Material Pesss Absorción Humedad PVS PVC

(kg/dm') (%) (%) (kg/m') (kg/m')

Grava 2.72 1.0 0.8 1318 1364 T.N.= 38 mir

Arena 2.33 9.41 4.5 1226 1240 M.F.=3.79

Cemento Pe = 3.1

Es preciso señalar que en la tabla anterior t enemos más datos de

los que se usarán en el p roced imien to de la dosi f icación base , pe ro

cabe aclarar que poster iormente serán ut i l izados para el cálculo de la

Mezcla de prueba, Cálculo de rendimientos, Dosificación de campo por peso y

Dosificación de campo por volumen. A u n q u e esta es una secuencia lógica

y r ecomendab le de cá lculo , no es ind i spensab le segui r d icho o rden

para el programa; usted puede realizar cualquiera de los cálculos , en

cualquier instante y con los datos que le sean necesar ios .

En la figura 4.3 tenemos la pantalla principal, señalando el icono

que nos permitirá iniciar el cálculo de la dosificación base. Al seleccio

nar el anterior incono se desplegará la pr imera pantalla (figura 4.4) , en

la cual se cargarán los datos necesarios para el diseño de la mezcla . Los

datos que hay que ingresar están separados en diferentes campos .

Figura 4.3 Pantalla de inicio para el diseño de mezclas por el M é t o d o del ACI

-, Jé O m o i i M l l M M . M M M t M W n - D

• M d n d i ttouri d * M t>MN

r r c •»LВ |

T i p o O* c o K X t a ¡ntre j

r tmm tí, Mot:

ente (an •• 1

Figura 4.4 Pantalla para carga de datos del Método ACI

En el campo Datos de los materiales se introducirán los valores del peso

específico del cemento , módu lo de finura de la arena y peso volumétri

co suel to de la grava, los cuales son datos tomados de la tabla 4.1 para

este e jemplo. Los pesos específicos secos de la arena y grava se pueden

obtener de la absorción (Abs) y del peso específico saturado superficie

seca (Pesss) de los agregados . Cargados los datos mencionados , la tabla

se vería c o m o en la figura 4 .5 .

Correcrt ím »1

- T U » d

F leccio» <ici I

Figura 4.5 Pantalla con datos cargados en el campo Datos de los materiales

Para elegir el Tamaño máximo nominal, t enemos dos opciones: Según

dimensiones conocidas o por Valor estándar; para efectos del presente ejerci

cio se elegirá la segunda opción, ya que del análisis granulométr ico de la

grava se sabe que el tamaño nominal es igual a 38 m m (ver figura 4 .6) .

C o r r e c d O n a l « | rc«adD 9 ra r *o

Figura 4.6 Pantalla para elegir el Tamaño máximo nominal por Valor estándar

En el caso de que se conozcan las d imensiones de los e lementos a

colar (losa, columna, trabe, etc.), entonces accederemos al campo res

pectivo, es decir. Según dimensiones conocidas. Es preciso señalar que la

mecánica de esta opción consiste en elegir la separación más pequeña,

ya que t enemos que garant izar el paso del concreto por la d imens ión

más crítica del e lemento (ver figura 4.7 y 4 .8) .

v erá/e cantaras (cm) Calcinar

r t s p w o t de la losa Con)

I? Espacw mirano ertre v a r í w (cm)

f~ EspAcio míneno entre g m b r » y v a r i » (cm)

Figura 4.7 Pantalla para elegir el Tamaño máximo nominal con la opción

Según dimensiones conocidas

In t roduzca uno o mas de los datos solici tados, haga clic en el botón

Calcular, y aparecerá el valor correspondiente al Tamaño máximo nominal

adecuado . En caso de que resulte un valor más grande que el máx imo

valor es tándar o más pequeño que el mín imo valor estándar, verá un

cuadro c o m o el de la figura 4.8, según corresponda.

P i o g i a m a D M 1.0. C á l c u l o de l T M M

T M N caict iado = 2.25: menor que el mínimo valor estándar de 3.5mm; se userà S.Smín

Figura 4.8 Ejemplo de pantalla final del cálculo del tamaño nominal

Según dimensiones conocidas

E n el c a m p o Relación agua-cemento t enemos dos opciones: por una

par te , i n t r o d u c i e n d o la r es i s t enc ia necesa r i a para nues t ro conc re to

( incluir la res is tencia de sobre diseño fcr), y por otro lado conoc iendo la

re lación a/c de acuerdo al grado de durabi l idad deseado. Para el caso de

nues t ro e jemplo supondremos una resis tencia de 280 kg/cm^ (ver figura

4 .9 ) . En el caso de que se use la opc ión por la re lación a/c, el p rograma

obtendrá au tomát i camen te la resis tencia que le corresponda, es decir el

esfuerzo deseado; además d icho valor estará afectado por el parámet ro

de aire ( incluido y no inc lu ido) .

1318 2.t

M i l * * ! O» r t n u * d« I* 3 79

T U » d r o n c r e t *

Figura 4.9 Pantalla para capturar la resistencia a compresión

En el caso de la Elección del revenimiento, podemos elegir lo Por tipo de construcción y/o e lemento estructural a colar, o b ien elegir cualquier otro valor. En nuest ro e jemplo el revenimiento ya está dado c o m o un dato y es igual a 12 c m (ver figura 4 .10) . En el caso de que la Elección del revenimiento esté en fianción del t ipo de construcción, en tonces se mostrará una ventana como la de la figura 4 .11 , en la cual pod remos elegir el valor de interés.

31 ' « • w > i l > l i t i a M ( U t t n * I I

i3ia P M O tprndnco • • c o ü* It K*r» |lloMni*l]

3 79

« del r e m U H v M » ( o O -

Figura 4.10 Pantalla para introducir el valor del reverümiento

Revenimiento en cm, según el tipa de construcción

•ÚXMO I MiHMO TIPO o c c o f t s T r u c o o «

tijolwi de dmentedcn.ymuroe de «ub eetructin • eenciMo« «YMUIOERELOFIIDOG

7,5 7 I 10 10 7 5 7.5

2.5 2 Í 2S 2S 2 5 2,5

Figura 4.11 Pantalla de Elección de revenimiento en función del tipo de construcción

El campo de Corrección al agregado grueso se usará cuando la grava con la que se va a elaborar el concreto sea muy angulosa (producto de la tr i turación); en consecuencia, la fricción entre partículas aumentará, p rovocando una mezcla demas iado rígida. Por ello, es r ecomendab le reducir la cantidad de grava obtenida del cálculo en un cierto porcentaje. C o m o muestra la figura 4.12, seleccione un valor de la lista desplegable, o bien teclee otro valor. Para el caso del presente ejercicio no habrá necesidad de reducir la cantidad de grava, como se ejemplifica en la figura 4.13.

Í1 J79

l - i j l g l

CoiflTCClÓn Al <

|—SO-

E1KC14H llEl

Figura 4.12 Cuadro de Corrección al agregado grueso: Reducir

" Segur, íifi*(\lion>i<(inac^l

aiL dale r

T i p o ae toBcret» -

I 280 _ J

Figura 4.13 Cuadro de Corrección al agregado grueso: No reducir

Para el c ampo de Tipo de concreto t enemos la opción elegir concreto

Con aire incluido o Sin aire incluido; hay que tomar en consideración que

el aire al que se refiere esta parte es el que se puede incluir mediante

algún aditivo para prevenir efectos dañinos por el congelamiento del agua

dentro de la masa de concreto (Tipo de exposición). No hay que confundirlo

con el aire naturalmente atrapado producto del tamaño nominal de la

grava empleada y/o por la mala consol idación del concreto. En el caso

de nuestro ejemplo se hará la corrida con ambas opciones (figuras 4.14 y

4.16); esto será con el fin de observar como es que cambian las cant idades

de los materiales dependiendo de si se incluye o no el aire. También se

deberá observar el cambio de la relación agua-cemento (a/c) , ya que para

una misma resistencia a compres ión la relación a/c es diferente.

Finalmente tenemos la pantalla de Resultados de la dosificación base

(figuras 4.15 y 4.17) , la cual presenta los datos obtenidos tanto en peso

como en volumen; además aparecen las característ icas más importantes

de dicha mezcla. Hasta la presente pantalla se considera que el método del

ACI termina. El siguiente paso es reproducir la mezcla en el laboratorio

(Mezcla de prueba) para verificar que efec t ivamente ob t end remos las

características y propiedades del concreto que neces i tamos.

ign

I M M a d* flnw « M M 379

3S0nm(1 1/7.1 «I

Tipa iK conciato

Figura 4.14 Pantalla para elegir Tipo de concreto: Sin aire

fiichM Eumla A y u A

CnMf tvrtn (IP c i w r t o |l

I.O

Figura 4.15 Pantalla de Resultados de la dosificación base: Sin aire

• -L»LXL

N 1

I31B

Htdu l * da nnu> • d * to • WM

N*CCL«I DAL NWU

' T i p o ile coHCTVtv

T i p o dt e»p<wlcl

NR-

Figura 4.16 Pantalla para elegir Tipo de concreto: Con aire

öichvo Euv*B

Т * м й о m•^<гв nomwl Cwni злое

C S ) 1.0

Figura 4.17 Pantalla de Resultados de la dosificación base: Con aire

C o m o recordaremos , la resis tencia a compres ión deseada fue de 280 kg /cm^ por lo tanto es importante hacer notar que para un concreto con aire incluido la relación a/c (0.46) deberá ser más baja que la que se utilice para un concreto sin aire (0.54). La razón de lo anterior es que al tener un concreto más «poroso» tenemos que darle mayor resistencia a la matriz del concreto (pasta endurecida) para resistir mayores esfuerzos.

4.2.2 Mezcla de prueba (Continuación del ejemplo anterior para concreto sin aire incluido)

Para elaborar nuestra mezcla de prueba, ca lcularemos los pesos de grava y arena en las condiciones de humedad de los a lmacenes (datos de la tabla 4.1); además, p ropondremos un volumen de concreto razonable tal que sea suficiente para l lenar nues t ros c i l indros y para hacer las pruebas necesar ias (cohesión, sangrado, revenimiento, e tcétera) en el estado fresco.

En la pantalla Resultados de la dosificación base haga clic en el botón M. de Prueba. En el campo de Datos necesarios (ver figura 4.18) los valores se cargarán por el usuario; en este e jemplo se tomarán de la tabla 4 .1 .

En lo que respecta al volumen a fabricar, se puede est imar de dos formas: la primera es proponer un número de cilindros; además, en caso

de ser necesar io , puede incrementarse en un porcentaje (figura 4 .19) , suficiente para hacer las demás mediciones pertinentes.

DATOS HECEUnas /1

?«•••• a» ta « « n IK«DM-] \ PEM.«ITAA«ULKG<L>N-)J \

- CÉn*«*1D) [ í t>

Figura 4.18 Ventana para introducir datos en la Mezcla de prueba

Figura 4.19 Campo que indica el aumento en porcentaje del Volumen de concreto a dosificar.

En el caso del ejercicio que se está desarrol lando, se considerará que el concre to a produci r será el necesar io para l lenar 12 moldes ci l indricos

(figura 4.20) de 15 c m de diámetro por 30 cm de altura, y no habrá necesidad de incrementar el volumen.

fralM E M W Afui«

tk in. .aMd. l«í>»i |S>

Figura 4.20 Ventana que indica sobre la elección del número de cilindros a colar

Este programa considera expl íci tamente sólo cil indros de 15 X 30 cm, cil indros de 10 X 20 c m y combinaciones de ambos .

C o m o una segunda alternativa, en el campo de Volumen de concreto a dosificar también tenemos una opción que dice Otra cantidad; a este respecto, puede ser que el usuario cuente con moldes de otras d imensiones en el laboratorio, por lo que tendrá que calcular de forma manua l el vo lumen idóneo para l lenar sus moldes con el concre to fabricado, y también podrá tomar en cuenta un porcentaje de vo lumen adicional .

Figura 4.21 Ventana que da la opción de escoger Otra cantidad de concreto a producir

Finalmente , al hacer clic en el botón Aceptar se desplegará el campo de cá lculos y resul tados, c o m o se observa en la figura 4 .22. Las can-fidades que aparecen en la ú l t ima co lumna (P 'h) cor responden a los pesos de mater ia les que tendremos que mezc lar en el laboratorio.

ftrhivo Fuente A ^ j d é

D A T O S H E C E S A M O S H l i n M M i t a t a 9 m < 4 > 0 8 I b n w d M l t t o l a M M U t M 4 6

AbeoccMf l do la g i a v a ( M t D

A b v w c i o n (l« l « M M M ( * . > 9*1

P e s e s <й> i* g r w a (Kg.4ln)*í) 2 72

P e s e * d » la и « 1 м t K o - d m ' 3 | 2 33

ik d e c a n c t e t o л d o s i f l c u

P С « п * ( и о в 1 5 X 3 0

Г C * n * M c l e 1 C X 2 0

I Aumef^ar el volumen ei

R M e f M V P e 1 A b s i M ) 1 p . P h 1 f i p-h C f l m w C o 1 H S 310 3551 3551 3551 0063615Б 22 6

G t w a 2983 2 72 e i i 3 0 01 803 2 OOOA 809 7 0 0t3616& SI 5 A i e n s 387 2 233 9022 0СЭ41 824 6 0.045 861 7 0063615E 548 A a u a 1Э3 0 1.0 1900 2756 2321 0 0636158 148 A i r * 100 o o 00 O.O O.O 0 0638156 0.0 T o U I 10000 2258 5 2258 5 2258 5 143.7

T E R M I N A a l c á l c u l o d e l a m e z c l a d e p r u e b a

Figura 4.22 Ventana de resultados de la Mezcla de prueba


(Continuación del ejemplo anterior)

El concre to que h e m o s e laborado an te r io rmente no cor responde a la

dosi f icación base que h e m o s d iseñado, aún cuando no se haya agre

gado c e m e n t o y agua; és to es po rque el agua absorb ida por los agrega

dos en el m o m e n t o de fabricar la mezc l a no cor responderá al t i empo

en la que e s tuv ie ron s u m e r g i d o s los ag regados en el día en que se

de t e rmina ron las absorc iones . En consecuenc ia , además se verán m o

dif icadas las m a s a s específ icas y la re lac ión a/c.

Para iniciar con el Cálculo de rendimientos, es preciso colocarse en

la ventana pr incipal de tareas del p rograma DM 1.0 y opr imir el icono

correspondiente , c o m o se señala en la figura 4 .23 . Poster iormente , apa

recerá una ventana c o m o la de la figura 4.24, en donde, c o m o se podrá

observar, aparecerán au tomát icamente las cant idades de los mater ia les

o b t e n i d o s de la Mezcla de prueba, así c o m o t a m b i é n las h u m e d a d e s ,

absorc iones y pesos específ icos ut i l izados en el cá lculo anterior.

Figura 4.23 Icono de inicio para el Cálculo de rendimientos

Para el Cálculo de rendimientos t o m a r e m o s en c o n s i d e r a c i ó n los

resultados de la mezcla de prueba, para lo cual supondremos que se ha

obtenido un peso volumétrico real en el laboratorio de 2261 kg/m^ y un

contenido de aire de 2.0 por ciento; por otro lado, en el momento de la

elaboración de la mezcla se le añadieron 1.5 kg de cemento y 0.81 litros de

agua para obtener el revenimiento que se había planteado inicialmen-

te (Datos adicionales). Vea la figura 4.25.

L«S d a l o * ninMiarin« « i n I n . d . I j ii

Figura 4 .24 Ventana de inicio del Cálculo de rendimientos

¿>Eh«> £uHia Atwls

L o » dato* i n o n i a d o » t o n lot de l j d l l i m j n i e i c b de piui

mm I unit, I M d W l l i P .

0045 O 0941

U p o de coRcreto —

r condi i P S o - e

Figura 4.25 Introducción de Datos adicionales para el Cálculo de rendimientos

Finalmente , al hacer clic en el botón Aceptar se desplegará el cuadro

de cálculos y resul tados (ver figura 4.26) . Por lo tanto, ya tenemos la

dosif icación base corregida, y en consecuencia p rocederemos a hacer

la dosificación de campo por vo lumen o por peso, dependiendo de los

recursos con los que se cuente en la obra.

Cabe aclarar que el Cálculo de rendimientos incluye los verdaderos

valores de la relación a/c y su correspondiente resistencia a compresión.

Ad ic iona lmen te se de te rminaron en este paso los pesos específicos y

absorc iones reales de la grava y de la arena (ver figura 4.26) .

Es preciso señalar que dado lo largo que resulta la tabla de Cálcidos

de rendimientos, habrá la neces idad util izar la barra de desplazamien

to para visual izar todos los resultados, c o m o se indica en las figuras

4.26 y 4 .27.

¿IRHM EIKMB ¿audí

L o s dal<>« m < n » A d o * i o n l o i d« Id úHima m e i d a de p iueba l e j l i í J d í

I M n W P b t U 1 MWI ) 1 H M W I ) 1 P> C«)naid«

5*e QMS 00941 2Ì3

OO - - 0 14J7

5*e QMS 00941 2Ì3

OO - - 0 14J7

5*e QMS 00941 2Ì3

OO - - 0 14J7

5*e QMS 00941 2Ì3

OO - - 0 14J7

Aka

5*e QMS 00941 2Ì3

OO - - 0 14J7 W

5*e QMS 00941 2Ì3

OO - - 0 14J7

CsrtKied o* «e .wd* aye^eoe ikm

I 081

I i p o de c o i c r e l o -

15«8S Tg7.s 1 5 * « 8*68 1SMS 2417 1S4« O

2261

Figura 4.26 Ventana final del Cálculo de rendimientos

¿ICHVA EUVTA A^I^

L o i datoi m o H i j d o » son lo* d« 1« ull inis métela de p iuaba i s a l i í a d a

F U » 1 «№11 1 Mmmi 1 C a m M M

G m a M s ocioe 0O1 271 U r n a Mfl oo«s

146 OO 0

1*37

( * » voMBrtrico real (W coratío

OrbOao de «ffregsM (kg)

IMW de coecreto

Valoiet ( M k t .!!••;! P e t n 1 « t » m S » y e 2 74 ;02

Arana 2 J5 10 34

Vdlo tea r o * l í

Figura 4.27 Ventana que señala el uso de la barra de desplazamiento

4.2.4 Dosificación de campo por peso

(Continuación del ejemplo anterior)

La Dosificación de campo por peso se inicia en la pantal la pr incipal de

tareas, opr imiendo el icono que se indica en la figura 4 .28 . Posterior

mente , aparecerá una ventana c o m o la que se mues t ra en la figura 4 .29 ,

en donde encont ramos los resul tados del Cálculo de rendimientos, con

los cuales se inicia el cálculo de esta sección.

Es conveniente recordar que tanto la Dosificación de campo por peso y

la Dosificación de campo por volumen inician con los resultados obtenidos

en el Cálculo de rendimientos de la sección anterior; sin embargo, c o m o

se menc ionó anteriormente, es posible iniciar cualquiera de los cálcu

los descri tos en el momen to que sea necesario, es decir, sin la neces idad

de hacer un cálculo previo. Más aún, los datos pueden ser modif icados

según sus propias neces idades , sin impor tar que vengan o no de un

proceso previo de cálculo.

Pa ra r e p r o d u c i r n u e s t r o c o n c r e t o po r p e s o n e c e s i t a m o s c o m o

datos la mezc la base corregida , que cor responde , c o m o ya se ha d icho,

a la ob ten ida en el Cálculo de rendimientos. Por otro lado, neces i t amos

int roducir c o m o dato la Capacidad de la planta dosificadora o de mezc la

do; para este ejercicio supondremos que se t iene una planta con capa

cidad en la olla de 250 dm^(ver figura 4 .29) . Recorda r que el p resen te

proced imien to sólo funciona cuando se t ienen equ ipos c o m o tolvas,

b a n d a s t ranspor tadoras y báscu las de precis ión pr inc ipa lmente .

Figura 4.28 Pantalla de inicio para el cálculo de la Dosificación de campo por peso

• - la i ' i l ÉFCHÍVD EUEFTB AJAMLA

ilWn I P.n |»gl I P . I lUnfK I Mi»<%l 120 3T3 294 807 274 0 80 2 02 381 896 235 4.50 10 34 185 185 1 20 O O - - -

IGW

PIDTRTDDASIFKAOOTA

VOLUMEN (dni3): | ÑO"

Figura 4.29 Capacidad en volumen de la Planta dosificadora

Los cálculos y resultados de la mezcla de prueba por peso se obtie

nen con sólo hacer clic en el botón Aceptar, y se presentan en la figura 4.30.

Estos pesos (P 'h) , son los necesarios para la producción en una hacha

da (cantidad mezclada) de 250 dm^ de concreto elaborada en planta.

¿rchvo EuMie

H M M W i i < * n » l l ¡ P . H u n l S ) 1 A l w ( K } C w n M i t o !2C 3r3 31

C t m 294 B07 274 080 2 02

tilín 38i 896 235 450 1034

A O U . 186 18S 5

Aira 3Q Q 0 T o U 1000 »61

Ptdiitd d o s d i c j d o i a

V o l u m e n ( d m ) | :

É to tMW V 1 1 P e F A C T . P - m 1 Abmitñ} 1 F b 1 H i n ^ M I F T i

CMiMr ta 12C 373 3.1 0,25 93 93 93

G r a n 294 607 2 74 025 203 0 0202 138 0008 200

i b e r a 581 996 2 35 0 25 224 0 1034 303 0 045 213

A H M 165 185 1 025 46 71 60

Aire 20 0 0 025 0 a 0

1000 2261 565 565 365

Figura 4.30 Pantalla de resul tados del cálculo de la Dosificación de campo por peso

4.2.5 Dosificación de campo por volumen (Continuación del ejemplo anterior)

C o m o se recordará, para la Dosificación de campo por volumen lo que se

requiere en obra son implementos sencil los, con los cuales p o d a m o s

llevar a cabo la producción de concreto. El principio de este procedimien

to parte de la idea de que se conoce el peso del saco de cemento; es así

como el programa determina las cant idades de mater iales por bote de

19 litros y saco de cemento . Esta es la forma en la que se basan todos los

albañiles cuando construyen obras pequeñas .

El cá lculo de la Dosificación de campo por volumen se inicia opr imien

do el icono que se señala en la figura 4 .31 . Pos te r io rmente aparecerá

una pantalla con los ú l t imos datos obtenidos en el Cálculo de rendimientos

(ver figura 4 .32) . En seguida se deberán cargar los datos cor respondien

tes a los Pesos volumétricos sueltos de grava y arena. A s i m i s m o , será

necesar io ingresar el coeficiente de abundamien to de la a rena que, co

m o se sabe, es un valor que nos representa qué tan to se puede aumen

tar el vo lumen cuando la arena t iene h u m e d a d superficial .

^

Figura 4.31 Pantalla de inicio del cálculo de la Dosificación de campo por volumen

á i d i M i luerit Aiuda

V(TKÌI-3(|FTELKA}| P«

CmimMO 120 J?3 31

G n M 29* 807 27» 2.02

àtmm 381 №6 235 1034

18S 16S 1

2Ü 0 0

lu ta i 1000

Figura 4.32 Pantalla que indica los campos para cargar los datos Propiedades adicionales

Al hacer clic en el bo tón Aceptar se desplegará el cálculo y resultados de la Dosificación de campo por volumen (ver figura 4 .33) ; los resultados aparecen tanto en k i logramos , c o m o en botes por saco de cemento de 50 kg; es impor tan te resal tar que la cant idad de agua no la da el p rograma, ya que el fundamento de dicho procedimiento supone que

la adición de agua en la mezcla se hará según el revenimiento que se haya propuesto en la dosificación base.

é í d i i w EMete Apr f«

«l i lm'» |pMa |LIA) | №• 1 ttaM C w t m k U Ì1

G t m

A l MM 3EI 335 1034 1 1] ie 1 132S A o » 185

20 1000

185 0 0

T o w

185 20

1000

185 0 0

P a s o del m K O (hot

MatofM P m « I P * 1 F A C T . 1 1 A t a l M ) 1 1 P V S 1 P W C « n w < D 120 Vi J l 013405 SO - - . so so

G i B H 907 3 74 013405 108 0 O M Í 106 1 31B 80 A l e n a 361 896 2 35 0 13405 120 0 1034 109 1 326 69

U n v c f t M i i d p a i d d d i «1 e v e n i m ì e n t o p i o p u b s I o a n Id m e z c l a b a M

C M I H K i M p o r n c o d i H n i arto d i 30 kB

1 B o t n d i l X 80 4 21 4

« ( W M 5 39 5

A a u i

Figura 4.33 Pantalla de resul tados de la Dosificación de campo por volumen

4.3 MÈTODO DE CONTENIDO MÍNIMO DE VACÍOS

Para d iseñar nuest ra Dosificación base por es te m é t o d o t e n e m o s dos

opc iones ; la p r imera cons is te en ca rgar los da tos s iguien tes : el pe so

vo lumét r i co c o m b i n a d o de grava y arena, el porcen ta je de grava y

de a rena de d icha c o m b i n a c i ó n , los pesos e spec í f i cos sss de g rava

y a rena , la Resistencia a compresión d e s e a d a del c o n c r e t o y el Peso

específico del cemento . En segundo lugar se cuen ta con el m é t o d o por

. gráfica exper imenta l , el cual inicia con la in t roducción de las diferentes

combinac iones de grava y arena con sus respec t ivos pesos vo lumét r i

cos ob ten idos en el labora tor io . Este ú l t imo m é t o d o nos da la pos ib i l i

dad de poder e scoger dent ro de múl t ip les c o m b i n a c i o n e s de grava y

arena, es decir, desde poder escoger la combinac ión que nos de el menor

c o n s u m o de cemen to has ta las c o m b i n a c i o n e s en la que p r e d o m i n e la

a rena (mezc la a renosa) y por o t ra d o n d e d o m i n e la can t idad de gra

va (mezc la gravosa) .

El p re sen te p r o c e d i m i e n t o de d i s eño de m e z c l a s , t a m b i é n es tá

fundamentado en la correlación existente entre la Relación ale y la Re-

sistencia a compresión; por lo anter ior es necesar io definir el t ipo de

concreto en función del aire (con aire o sin aire incluido) c o m o en el

Método del ACI.

4.3.1 Dosificación base

C o m o se recordará, la Dosificación base consiste en encontrar las cantida

des de los componentes que constituirán un metro cúbico de concreto.

Éstos podrán ser medidos tanto en peso como en volumen.

4.3.1.1 Por carga de datos Para iniciar nuestro cálculo de la dosificación base por carga de da

tos necesi tamos seleccionar el icono que está señalado en la figura 4.34.

Figura 4 .34 Pantalla de inicio para el cálculo

de la Dosificación base por carga de datos

Para el caso de es te e j emplo los da tos se mues t r an en la s iguiente

tabla 4 .2 :

Tabla 4.2 Datos para ejemplo por el Método de mínimos vacíos

Peso volumétr ico máx imo 1740 kg/m^

Porcentaje de grava 6 7 . 1 %

Porcentaje de arena 3 2 . 9 %

Pesss de la grava 2.72 k g / d m '

Pesss de la arena 2.33 kg/dm^

Tamaño máx imo nominal 38 m m

Resis tencia a compres ión deseada f e 280 kg/cm^

En el c ampo Tabla de datos (figura 4.35) se in t roducirán los datos

de nues t ros mater ia les , así c o m o la Resistencia a compresión deseada .

Supondremos además un concreto Sin aire incluido.

Tabla de datos

K . e4>«* lcoaSdaGr . iM( l l a« lm- l l

Figura 4 .35 Ventana de carga de datos para la dosificación base

por el Método de mínimos vacíos

Al oprimir el botón Aceptar se desplegará la ventana de resultados

(figura 4.36) de nuestra Dosificación base, tanto en peso como en volumen.

Por otro lado, también se muestran las Características de la mezcla base.

C a b e señalar que si se deseara un concre to Con aire incluido las

cant idades de materiales , así c o m o la Relación ale, serían diferentes. Para

corroborar lo anterior se sugiere que se revise el e jemplo de la Dosificación base por el Método del ACI (sección 4.2 .1) .

Aictwo FiíeWe Anuda

C a m a m o / " 367 5 • i 8 í 11B7 5 4292

An» { SÍ3S J4S7

A ^ V 1966 1966 A » . \ e lOD 1^ ^ :3C3 9 10000

C a r a c t e r i a t l c a a de l a n e z r l a b

0 54

3ÍM

Figura 4.36 Ventana de resultados de la Dosificación base por el Método de mínimos vacíos con la opción de carga de datos

4.3.1.2 Por gráfica experimental Para ob t ene r la Dosificación base por m e d i o de la graf icación de

puntos experimentales es necesario seleccionar el icono que se muestra en la figura 4 .37.

P.IJFIXL

Figura 4.37 Pantalla para seleccionar la tarea de graficación de puntos experimentales

Posteriormente, aparecerá un cuadro como el de la figura 4.38, en donde se solicitará se ingrese el número de puntos a graficar; para el ejemplo que desarrol laremos supondremos 9 puntos .

Mínimos V a c í o s , según gráfica expeiimentál. Programa

Introduzca el número de puntos a faticar Aceptar

Cancelar

F

Figura 4.38 Ventana para seleccionar el número de puntos a graficar

Opr imiendo el botón de Aceptar se desplegará la ventana de la figura 4 .39 . Aquí t enemos los campos necesar ios para escribir los porcentajes de grava y arena, así como los pesos volumétr icos obtenidos en el laboratorio, mismos que se mues t ran en la tabla 4 .3 . No es necesar io introducir el punto de porcentaje de arena = 0.

Tabla 4.3 Datos experimentales a graficar

Prueba Grava Arena G+A Grava Arena REL Peso Peso Peso № kg kg kg 7o 7o G/A con olla sin olla voluméhicc

kg kg kg/m' 1 24.49 0 24.49 100.0 0 — 24.49 19.303 1420 2 24.49 2 26.49 92.4 7.6 12.2 25.56 20.373 1499 3 24.49 4 28.49 86.0 14.0 6.1 25.59 20.403 1501 4 24.49 6 30.49 80.3 19.7 4.1 27.73 22.543 1658 5 24.49 8 32.49 75.4 24.6 3.1 27.72 22.533 1735 6 24.49 10 34.49 71.0 29.0 2.4 28.89 23.703 1744 7 24.49 12 36.49 67.1 32.9 2.0 28.84 23.653 1740 8 24.49 14 38.49 63.6 36.4 1.7 28.87 23.683 1742 9 24.49 16 40.49 60.5 39.5 1.5 28.86 23.673 1741 10 24.49 18 42.49 57.6 42.4 1.4 28.84 23.653 1740

Una vez que han sido cargados los datos, hay que oprimir el botón Graficar; con esta acción se desplegará el gráfico (ver figura 4.40) que mues t ra la distr ibución de puntos unidos por líneas, y de donde escogeremos el punto que más convenga. Para el caso de nuestro ejemplo escogeremos el punto correspondiente (ver figura 4.41) a un peso volumétr ico combinado de 1725 kg/m^ con los porcentajes de 76.04 de grava y 23.96 de arena. Es importante resaltar que el punto escogido no es prec isamente a lguno de los que hemos introducido o de terminado exper imenta lmente ; el p rograma tiene la capacidad de interpolar y encontrar otro punto diferente a los exper imentales .

Figura 4.39 Ventana que indica el campo para introducir los datos experimentales

MO I4D IMI

5Í6 *2i l í «

MO I4D IMI

5Í6 *2i l í «

MO I4D IMI

5Í6 *2i l í «

MO I4D IMI

5Í6 *2i l í «

MO I4D IMI

5Í6 *2i l í «

MO I4D IMI

5Í6 *2i l í «

MO I4D IMI

5Í6 *2i l í «

i K K d n X i n o - p ' - - .

Figura 4.40 Ventana de graficación de datos experimentales

I n f r o d u z c a i o s ciatoa a g r a l ì c a r

« O r w i l S A n m l F V . • « № PUtB ì 32 1 76 14«

36 0 1 40 !S01 30} 197 i e » 75» !46 17i5

671 323 1740 S36 » • 1742

Pirto 2 32 1 76 14« 36 0 1 40 !S01 30} 197 i e » 75» !46 17i5

671 323 1740 S36 » • 1742

Pino 3

32 1 76 14« 36 0 1 40 !S01 30} 197 i e » 75» !46 17i5

671 323 1740 S36 » • 1742

Punk 4

32 1 76 14« 36 0 1 40 !S01 30} 197 i e » 75» !46 17i5

671 323 1740 S36 » • 1742

PU«D G

32 1 76 14« 36 0 1 40 !S01 30} 197 i e » 75» !46 17i5

671 323 1740 S36 » • 1742

purtoe ,

32 1 76 14« 36 0 1 40 !S01 30} 197 i e » 75» !46 17i5

671 323 1740 S36 » • 1742 Furio 7

32 1 76 14« 36 0 1 40 !S01 30} 197 i e » 75» !46 17i5

671 323 1740 S36 » • 1742

P i o u a

32 1 76 14« 36 0 1 40 !S01 30} 197 i e » 75» !46 17i5

671 323 1740 S36 » • 1742

PMC 9

32 1 76 14« 36 0 1 40 !S01 30} 197 i e » 75» !46 17i5

671 323 1740 S36 » • 1742

Sdecoone un ounter h»ci«fnlo click lot-s d giMico U>c «I

Figura 4.41 Ventana que indica la selección de un punto de la gráfica

U n a vez que h e m o s se lecc ionado el punto de interés en la ven tana

de la figura 4 .1 , op r imimos el bo tón Cerrar; con esto pasa remos a la

ven tana de la Tabla de datos (figura 4 .42) , en la cual aparecerá el peso

vo lumét r ico se lecc ionado en la gráfica jun to con los cor respondien tes

porcentajes de grava y arena.

Tabla de datos

'B04

Figura 4.42 Ventana de datos cargados au tomát icamente de acuerdo

a la selección del punto en el gráfico

En la misma figura 4.42 es necesario capturar los demás datos solicitados; para nuestro ejemplo los tomaremos de la tabla 2. La ventana quedará como se indica en la figura 4.43.

Tabla de datos

' гтз >

T i p o de с

(~ ccner«o ton «г* гсикю

Figura 4.43 Ventana final con datos cargados para el cálculo de la Dosificación base por gráfica

Finalmente, al oprimir el botón Aceptar de la pantalla de la figura 4.43 se desplegará la Dosificación base en pesos у volúmenes como se observa en la figura 4.44.

V«O.ETIRC|K»*M-2)

Relacwn agua í c e n v ^ o 0.S4

2316

з.г

tí"' I

Figura 4.44 Ventana final de la Dosificación base del Método gráfico

4.3.2 Mezcla de prueba

Las ven tanas resul tantes de los cá lcu los de la Mezcla de prueba son similares a los que se hicieron en el e jemplo del Método ACI. Para el caso de nues t ro ejercicio se most rarán sólo las ventanas que resul tan tanto con la opción de carga de datos como con la opc ión de gráfica.

4.3.2.1 Por carga de datos

Arthvo » I M *

•1*1 t m o M M i i i r « I I 0 4

Figura 4.45 Ventaría de datos para la Mezcla de prueba (opción con datos cargados)

• n a f a

• íes :iio jera M») . . . ) 67 3 OOt361SS —wi— O M om i iMC ODM 1 8S: 0O6W156 AtWN .•«Sí Í13 í TJs ooBti i !3f cie»5 i

8S: 0O6W156 MS

IMS 10 M í ooíjeist №• 00 1<CIL IMOO Í » Í 1 ¡K39 r 039

Termina el cálculo de la mezcla de prueba

Figura 4.46 Ventana de resul tados de la Mezcla de prueba

(opción con datos cargados)

4.3.2.2 Por gráfica experimental

frthro CUERTT Aüudí

AITOSICABINOS l / >.

\ 133 / \ 133 / \ 133 / \ 133 / \ 133 /

15. JO

r C W o a * 10X20

Figura 4.47 Ventana de datos para la Mezcla de prueba (opción Desde gráfico)

P C « y t d í * 1 5 ) ( i 0

II.-*»* i 6 " « I

• í. I I I " I " ! I »> I í I I 5 _ 3852 0W3815B 1309 1 0053615« 3Me 0 0638156 337 3 O 0636156 0 0 0 0636158

3316 3

T e r m i n a el cá lcu lo d e la m e z c l a d e p r u e b a

Figura 4.48 Ventana de resultados de la Mezcla de prueba (opción Desde gráfico)


Para efectos del Cálculo de rendimientos se tomarán los datos resultantes de la Mezcla de prueba hecha con la opción de carga de datos. C o m o las ventanas son s imilares al e jemplo del Método del ACI, sólo se mos t ra rán éstas con los datos referentes al presente ejercicio.

Figura 4.49 Ventana de selección para el Cálculo de rendimientos

(opción de carga de datos)

L o i dd la * n i o O i a d m *• a da p iuaba lad l l lada

NMMW

COOE O M J 7 i A I M M8 0 04S OCMI ¡13

11: 1

00 0

^ I

Figura 4.50 Ventana de captura de datos para el Cálculo de rendimientos


LO* iito* mouiadM «•», IDC d« ID ÜLFLRND M*ICN PIUABD •«dlliddd •WM I PF WB I ITLWI I ÜFCLMT I 1

LUW «te cuento

r can-.

CMuMd de Agua agí imi

Figura 4.51 Ventana de captura de Datos adicionales para el Cálculo de

rendimientos (opción de carga de datos)

LOI DAIOT MUSTIADO* md Ioi DA ta ÚLILNI

• -|JÍ«1

i « l d D d« pfuaba laa l i ldda

• M M M NIFLW 1 HWI) 1 ÜTATM» 1 P » : Í I 3} 7*1 0 009 OM «e 00« 009*1 2¡3 1*3 1 00 -- 0 1*6J

O M : Í I 3} 7*1 0 009 OM «e 00« 009*1 2¡3 1*3 1 00 -- 0 1*6J

: Í I 3} 7*1 0 009 OM «e 00« 009*1 2¡3 1*3 1 00 -- 0 1*6J

: Í I 3} 7*1 0 009 OM «e 00« 009*1 2¡3 1*3 1 00 -- 0 1*6J

: Í I 3} 7*1 0 009 OM «e 00« 009*1 2¡3 1*3 1 00 -- 0 1*6J

: Í I 3} 7*1 0 009 OM «e 00« 009*1 2¡3 1*3 1 00 -- 0 1*6J

Pero v ikinatnce real (M concrMo

ConwM» oe w f real

C M K M de CMMmc agiegaoÉXkg)

CariiMd de mf^ auregMa (bg)

• I F I R-». IS4S2 1 5 * « 1S482 15*82 15*62

PMA í ABAFKL 272 070 112 !!1 272 070 112 !!1

Rftacxmui;

Figura 4.52 Ventana de resultados del Cálculo de rendimientos


àrchm. £UBRT> AKudi

L o i dato* <n(»liddo« «oii IDI IILLIMD MEICID d« PIU«BA ( « d l i i a d i

P l i M 1 »tWlI 1 A I» .Wf ) 1 f»

M I D O » Dm 272 Ma 0(M5 00M1 215

00 - - . Q

G r a n M I D O » Dm 272 Ma 0(M5 00M1 215

00 - - . Q

Arana M I D O » Dm 272 Ma 0(M5 00M1 215

00 - - . Q Agua

M I D O » Dm 272 Ma 0(M5 00M1 215

00 - - . Q Air«

M I D O » Dm 272 Ma 0(M5 00M1 215

00 - - . Q

M I D O » Dm 272 Ma 0(M5 00M1 215

00 - - . Q

V a k a M M a h a

2 7: 0 70 Aiana

Figura 4.53 Ventana de resultados del Cálculo de rendimientos

(opción de carga de datos) 2- parte

4.3.4 Dosificación de campo por peso

Para el caso de la Dosificación de campo por peso usaremos los datos re

sultantes del Cálculo de rendimientos considerando la opción de carga de

datos. Como todas las ventanas son similares al del ejemplo ACI, mos

traremos estas mismas ventanas pero con datos del presente ejemplo.

\

Figura 4.54 Ventana de selección para el Cálculo de la dosificación de campo

por peso (opción de carga de datos)

F I G U F I Ì 4 .55 V T M I L I Ì I Ì I Ì D O C A R P I I D E D . I U V S P A R . » L I / i t » / / tir liimpo / ' O / / V S N

( O P I I O I Ì D O l ' . n ^ . t ILO I L . Ï L O S )

UI.t«vi. ( Ч м М Avw^hl .,.,.,1

U l m

• I .•iiLi И I MIN IM

I " У I

Hw<<4.li»lfl i<i>l»ifl

A b *

_ l _ E I MILL I RTIT_l WWII | _ - E I 1 МШИ! 1 NI

H ' I G I I I M 4.5(1 V I ' I I T . I N . I I L R I I ' S I I L L I I L O S TII'L ( iiltiilo (/(• /1/ / / i » S ( / / ( ( ) ( (II// i/i' 1 / ' П / / П - . И

( ( L ( H 1(111 I L » ' LLLL>^.1 I L I - L L . L L ( L S )

4.3.5 Dosificación de campo por volumen

àrchvo EUENLA

• M w M V t d m - I i | ) > M « ( h B i | Pm 1 «-№ C « i m n M 115 353 3 1

O m 1146 272 0 70 Ar « i » 562 2 32 8 91 Avm 199 199 1 Ak» 22 0 0 T c M 10CO

1 ^ 1 ^ 1

P e s o * v o l t i m é l r k o * auett«* ( k g A n ' I )

Gr»va Arena

I 1318 I m e

Figura 4.57 Ventana de captura de datos para la Dosificación de campo por volumen (opción de carga de datos)

ÀICHVN EUONLE AVUDÄ NSRAI M M « r W V ( d n i ' « | ! > M | k B ) | Pa

C m t e i i l « 116 358 31 O a N 422 1146 2 72 070 MftIM 242 562 2 32 891 Anua 199 199 1 A k e 22 0 0 T O M 1000

P r o p l e d A d c f a d l c l a u l M -

Arena

I M a r l a l P S » 1 P « 1 M C T . M n W I I I N I W S 1 OW C M n a r t o 11S 35B 3 1 0 1 3966 50 50 so

G n M 422 1146 1 72 0 1 3366 160 0 007 159 1316 121 « r « H 242 562 2.32 0.13966 76 0OB91 72 1 226

««» n e c e s a i i A D J i d DAR EL i

CartUadfts por saco M c m M o a e SO kg

1 B E t « « 1 9 L 121 5 37 6

Jlrana 68 3S7 4

Figura 4.58 Ventana de resul tados de la Dosificación de campo por volumen


CONCLUSIONES

El p rograma D M 1.0 es un herramienta que debe ser usada con pre

cauc ión ya que c o m o cua lqu ie r p rograma de cómputo , al int roducir

datos y obtener resultados el usuar io debe ser capaz de interpretar los

valores numér icos de acuerdo a una cierta experiencia. La debil idad de

no tener cierta destreza en la interpretación, puede llevar a pensar al

usuario, que el p rograma no funciona o en el peor de los casos, que no

sirve. Cabe señalar que el p rograma puede aceptar hasta cierto punto la

in t roducción de datos er róneos o fuera de la realidad, en consecuencia

el usuar io obtendrá resul tados de la misma índole.

Es r e c o m e n d a b l e que el u sua r io se fami l ia r ice con el o rden de

los va lores numér i cos que deben tener los mate r ia les (grava, arena,

cemento) en cuanto a sus característ icas físicas como: pesos volumétri

cos suel tos y compactos , absorciones , humedades , pesos específicos, etc.

L o anter ior ayudará a no cometer errores a la hora de introducir datos

al p rograma.

En cuanto a los resul tados que arroje el p rograma se sugiere que el

usuar io al menos resuelva un ejercicio a mano, aunque sea por pr imera

vez para que vea c o m o es la mecánica del programa y poder así tener

mayor destreza en su uso y apl icación. A este respecto se recomienda

que ut i l ice los procedimientos que vienen descri tos en las referencias

bibl iográficas 1, 2 y 5.

Cualquier sugerencia , duda o recomendación en cuanto al programa

D M 1.0, se puede hacer l legar a los correos electrónicos siguientes:

fgd@correo .azc .uam.mx

j c a n o @ c o r r e o . a z c . u a m . m x .

rc la@correo .azc .uam.mx

D e an temano se les agradece su interés y apor taciones al presen

te trabajo.




BIBLIOGRAFÍA

Proporcionamiento de Mezclas Reporte ACI 211.1-91 (1993) . Méx ico . Insti tuto M e x i c a n o del C e m e n t o y del Concre to , A.C.

M e n a , M a n u e l (1997) . Manual de Tecnología del Concreto (Secciones del 1 al 4). M é x i c o . L imusa .

N e v i l l e , A d a m M . ( 1 9 9 9 ) . Tecnología del Concreto. M é x i c o . Ins t i tu to M e x i c a n o del C e m e n t o y del Concre to , A.C.

O'Reil ly, Vi tervo (1993) . Métodos para la Dosificación del Concreto. More los . Univers idad A u t ó n o m a del Es tado de More los .

Fernández , León (2000) . Laboratorio de Materiales de Construcción y Control de Calidad Tomo I. Méx ico . Univers idad A u t ó n o m a Metropol i tana -Azcapo tza lco .

ÍNDICE DE FIGURAS

3.1 Ejecución del archivo Setup.EXE 28

3.2 Ubicación del archivo ejecutable 29

3.3 Abrir archivos de resultados 33

3.4 Cuadro de diálogo Configurar impresora 34

3.5 Ventana de ayuda 35

4.1 Pantalla de inicio del programa D M 1.0 37

4.2 Pantalla principal del programa D M 1.0 39

4.3 Pantalla de inicio para el diseño de mezclas por el Método

del A C l 40

4.4 Pantalla para carga de datos del Método ACI 41

4.5 Pantalla con datos cargados en el campo Datos de

los materiales 41

4.6 Pantalla para elegir el Tamaño máx imo nominal por Valor

estándar 42

4.7 Pantal la para elegir el Tamaño m á x i m o nominal con la

opción Según dimensiones conocidas 42

4.8 Ejemplo de pantalla final del cálculo del tamaño nominal

según dimensiones conocidas 43

4.9 Pantalla para capturar la resistencia a compresión 43

4.10 Pantalla para introducir el valor del revenimiento 44

4.11 Pantalla de Elección de revenimiento en función del tipo 44

de construcción

4.12 Cuadro de Corrección al agregado grueso: Reducir 45

4.13 Cuadro de Corrección al agregado grueso: No reducir 45

4.14 Pantalla para elegir Tipo de concreto: Sin aire 46

4.15 Pantalla de Resul tados de la dosificación base: Sin aire 47

4.16 Pantalla para elegir T ipo de concreto: Con aire 47

4.17 Pantalla de Resultados de la dosificación base: Con aire 48

4.18 Ventana para introducir datos en la Mezcla de prueba 49

4.19 Campo que indica el aumento en porcentaje del Volumen

de concreto a dosificar 49

4.20 Ventana que indica sobre la elección del número de cilindros

a colar 50

4.21 Ventana que da la opción de escoger Otra cant idad de

concreto a producir 50

4.22 Ventana de resultados de la Mezcla de prueba 51

4.23 Icono de inicio para el Cálculo de rendimientos 52

4.24 Ventana de inicio del Cálculo de rendimientos 52

4.25 In t roducc ión de Da to s ad ic iona les para el Cá l cu lo de

rendimientos 53

4.26 Ventana final del Cálculo de rendimientos 53

4.27 Ventana que señala el uso de la barra de desplazamiento 54

4.28 Pantalla de inicio para el cálculo de la Dosificación de campo

por peso 54

4.29 Capacidad en volumen de la Planta dosificadora 55

4.30 Pantalla de resultados del cálculo de la Dosif icación de

campo por peso 56

4.31 Pantalla de inicio del cálculo de la Dosificación de campo

por volumen 57

4.32 Panta l la que ind ica los c a m p o s pa ra ca rga r los da tos

Propiedades adicionales 57

4.33 Pantalla de resultados de la Dosif icación de campo por

volumen 58

4.34 Pantalla de inicio para el cálculo de la Dosificación base por

carga de datos 59

4.35 Ventana de carga de datos para la dosificación base por el

Método de mínimos vacíos 60

4.36 Ventana de resultados de la Dosificación base por el Método

de mínimos vacíos con la opción de carga de datos 61

4.37 Pantalla para seleccionar la tarea de graficación de puntos

experimentales 62

4.38 Ventana para seleccionar el número de puntos a graficar 62

4.39 Ventana que indica el c ampo para in t roducir los datos

experimentales 63

4.40 Ventana de graficación de datos experimentales 63

4.41 Ventana que indica la selección de un punto de la gráfica 64 4.42 Ventana de datos cargados automáticamente de acuerdo a

la selección del punto en el gráfico 64 4.43 Ven tana final con datos cargados para el cá lculo de la

Dosificación base por gráfica 65 4.44 Ventana final de la Dosificación base del Método gráfico 65 4.45 Ventana de datos para la Mezcla de prueba

(opción con datos cargados) 66 4.46 Ventana de resultados de la Mezcla de prueba

(opción con datos cargados) 66 4.47 Ventana de datos para la Mezcla de prueba

(opción Desde gráfico) 67 4.48 Ventana de resultados de la Mezcla de prueba

(opción Desde gráfico) 67 4.49 Ventana de selección para el Cálculo de rendimientos

(opción de carga de datos) 68 4.50 Ventana de captura de datos para el Cálculo de rendimientos

(opción de carga de datos) 68 4.51 Ventana de captura de Datos adicionales para el Cálculo de

rendimientos (opción de carga de datos) 69 4.52 Ventana de resultados del Cálculo de rendimientos

(opción de carga de datos) 69 4.53 Ventana de resultados del Cálculo de rendimientos

(opción de carga de datos) 2- parte 70 4.54 Ventana de selección para el Cálculo de la dosificación de

campo por peso (opción de carga de datos) 70 4.55 Ventana de carga de datos para la Dosificación de campo

por peso (opción de carga de datos) 71 4.56 Ventana de resul tados del Cálculo de la dosificación de

campo por peso (opción de carga de datos) 71 4.57 Ventana de captura de datos para la Dosificación de campo

por vo lumen (opción de carga de datos) 72 4.58 Ventana de resul tados de la Dosif icación de campo por

volumen (opción de carga de datos) 72

N D I C E D E T A B L A S

Tabla 1.1 Tipos de cementos Portland (ASTM-C-150) 12 Tabla 1.2 T i p o s de c e m e n t o s Portland: c l a s i f i c a c i ó n p o r sus

adiciones (NMX-C-414) 13 Tabla 1.3 Clasificación por sus características especiales

(NMX-C-414) 13 Tabla 1.4 Clasificación por su clase resistente (NMX-C-414) 14 Tabla 3.1 Extensiones asociadas por tipo de archivo de resultados 33 Tabla 4.1 Datos para ejemplo, Método ACI 39 Tabla 4.2 Datos para ejemplo por el Método de mínimos vacíos 60 Tabla 4.3 Datos experimentales a graficar 62

ÍNDICE

Introducción 7

1 Diseño de mezclas de concreto normal 9

1.1 Antecedentes 9

1.2 El concreto y sus componentes 11

1.3 Cemen to H

1.4 Agregados 14

1.5 Agua 16

1.6 Adit ivos 18

2 Métodos de dosificación 21

2.1 Mé todo del A C I 22

2.2 Método de contenido mín imo de vacíos 24

2.3 Evaluación de los métodos 25

3 M a n u a l del usuario 27

3.1 Requis i tos mín imos del s istema 27

3.2 Guía de instalación 27

3.3 Uso del p rograma 29

3.3.1 Contenido mín imo de vacíos

(opción con carga de datos) 30

3.3.2 Contenido mín imo de vacíos

(opción desde gráfico) 30

3.3.3 Mé todo del A C I 30

3.3.4 Mezc la de prueba 31

3.3.5 Cálculo de rendimientos 31

3.3.6 Dosif icación de campo por peso 32

3.3.7 Dosif icación de campo por vo lumen 32

3.4 Guardar archivos 32

3.5 Impresión de resultados 34 3.6 Uso de la ayuda 35 3.7 Desinstalación del programa 36

4 Ejemplos 37

4.1 Pantallas de inicio 37 4.2 Método del ACI 39

4.2.1 Dosificación base 39

4.2.2 Mezcla de prueba 48 4.2.3 Cálculo de rendimientos 51 4.2.4 Dosificación de campo por peso 54 4.2.5 Dosificación de campo por volumen 56

4.3 Método de contenido mínimo de vacíos 58 4.3.1 Dosificación base 59

4.3.1.1 Por carga de datos 59 4.3.1.2 Por gráfica experimental 61

4.3.2 Mezcla de prueba 66 4.3.2.1 Por carga de datos 66 4.3.2.2 Por gráfica experimental 67

4.3.3 Cálculo de rendimientos 67 4.3.4 Dosificación de campo por peso 70 4.3 .5 Dosificación de campo por volumen 72

Conclusiones 73

Bibliografía 75

índice de figuras 77

índice de tablas 80

JTTirà ^ - ^ ^ COORDINACIÓN

MkXJ^S^ ^f^W DESERVICIOS

CXDSEI DE INFORMACIÓN

UNIVERSDAD A U T O N O M A

METROPOUTANA CASAACKFLAALTÌEMPO AZCAPOTZALCO

Formato de Papeleta de Vencimiento

El usuarlo se obliga a devolver este libro en la fecha señalada en el sello mas reciente

Código de barras. ^

FECHA DE DEVOLUaON

- Ordenar las fechas de vefxámiento de manera vertical.

- Carweiar con el sello de 'DEVUELTO' la lecha de vencimiento a la entrega del libro

2 8 9 3 9 9 2

2893992

TÍr.q G o n z á l e z Diaz, F ranc i sco

G6 55 P^°9rama para d i seño de m

como Topografía, Estructuras de Concreto

y Análisis Estructural. Asimismo, ha de

sarrollado programas de aplicación a la

Ingeniería Civil. Actualmente, se dedica al

ejercicio de la ingeniería estructural.

Lu is ANTONIO ROCHA CHILI

Es egresado de Ingenier ía Civil de la

Universidad Autónoma Metropolitana y

de la Maestría en Ingeniería con espe

cialidad en Construcción por la Facultad

de Ingeniería de la Universidad Nacional

Autónoma de México, también posee un

Diplomado en Finanzas Corporativas por el

Instituto Tecnológico Autónomo de Méxi

co. Actualmente realiza estudios de Doc

torado en Ingeniería de la Construcción

en la Universidad Politécnica de Madrid.

Tiene una experiencia profesional de más

de quince años en construcción y transpor

te urbano en organismos del sector públi

co y en empresas privadas, de entre las

que destacan: asesoría técrúca en el Sena

do de la República, subdirección de área

en la Secretaria de Transporte y Vialidad

del Distrito Federal y coordinador técnico

en el Fondo Nacional de Fomento al Turis

mo (FONATUR).

Es profesor de tiempo completo desde 1992

en el Área de Construcción y fue Coor

dinador de la carrera de Ingeniería Civil en

el período 1994-2000 en la Universidad

Autónoma Metropolitana-Azcapotzalco.

ISBN 970-31-0197-7

El programa de computo para diseño de mezclas de concreto

normal DM 1.0 complementa los cursos de Construcción I,

Laboratorio de Construcción y Tecnología del Concreto, que

forman parte de la licenciatura en Ingeniería Civil de la Divi

sión de Ciencias Básicas e Ingeniería.

El empleo del programa no se restringe a los alumnos de inge

niería civil, sino que también puede ser útil para los estudiantes

de arquitectura, residentes y supervisores de obra, empresas de

control de calidad, compañías constructoras y para todo aquel

usuario que requiera dosificar concreto normal.

El programa de cómputo para el diseño de mezclas de concreto

normal contempla dos métodos diferentes: peso volumétrico

máximo de grava y arena (mínimo contenido de vacíos) y por

factores empíricos. El primero, se incluye en el "Manual de Tec

nología de Concreto" (sección 4) de la Comisión Federal de Elec

tricidad y, el segundo, forma parte de la publicación "Standard

Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavyweigth

and Mass Concrete (ACI 211.1-91)" del American Concrete Ins

titute (ACI).

Para facilitar el uso del programa y la comprensión de los

conceptos básicos sobre dosificación se ha incluido una breve

descripción sobre los componentes del concreto y de las carac

terísticas más importantes de los dos métodos de diseño de

mezclas de concreto, así como una guía de usuario del progra

ma con ejemplos que ilustran su empleo.

13f ÜNIKERSmUD «UIONOM» MEIBOPOUI ÍMA

programa para diseño de mezclas de concreto normal dm lo

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