03a Diseño de Mezclas

8/17/2019 03a Diseño de Mezclas

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Hnos. URTEAGA CONTRATISTAS S.R.L.

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A. CALCULO DE RESISTENCIA PROMEDIO REQUERIDA

Para el presente proyecto tenemos: f’c = 210.00 Kg/cm2

Por lo que: f’cr = 280.00 Kg/cm2

6.87 % 1.25 %

1.60 gr/cm3 1.64 gr/cm3

1.73 gr/cm3 1.77 gr/cm3

2.49 gr/cm3 2.56 gr/cm3

2.78 gr/cm3 2.61 gr/cm3

4.18 % 0.87 %

13.68 % 1.05 %

E.1 ASENTAMIENTO

De acuerdo a su consistencia, las mezclas de concreto se clasifican en:

a) Mezclas secas; aquellas cuyo asentamiento está entre cero y dos pulgadas (0 mm a 50 mm)

b) Mezclas plásticas; aquellas cuyo asentamiento está entre tres y cuatro pulgadas (75 mm a 100 mm)

c) Mezclas fluidas; aquellas cuyo asentamiento está entre cinco o más pulgadas (mayor a 125 mm)

Si las especificaciones de obra no indican el asentamiento que debe tener el concreto, se seguirá alguno de los criterios siguientes:

a) Asentamiento entre tres y cuatro pulgadas, si la consolidación es por vibración; y de cinco pulgadas si la compactación es por varillado.

b) Se selecciona el valor más conveniente empleando la siguiente tabla, que corresponden a concretos consolidados por vibración.

MÁXIMO MÍNIMO

3" 1"

3" 1"

4" 1"

4" 1"

3" 1"

2" 1"

El asentamiento puede incrementarse en 1" si se emplea un método de consolidación diferente a la vibración

Para el presente proyecto tomamos un asentamiento de: 3" - 4"

DISE O DE MEZCLAS USANDO EL M TODO DEL M DULO DE FINURA DE LA COMBINACI N DE AGREGADOS

La resistencia media requerida f’cr , es la que se utiliza para la selección de las proporciones de los materiales que intervienen en la mezcla de concreto.

Cuando no se cuente con un registro de ensayos de resistencia en obra para el cálculo de la desviación estándar, f’cr debe determinarse de la siguiente tabla:

Tabla Nº 01 Resistencia Promedio Requerida

Resistencia especificada a la compresión. Resistencia promedio requerida a la compresión.

fc < 210 Kg/cm2 fcr = fc + 70

210 Kg/cm2≤ fc ≤ 350 Kg/cm2 fcr = fc + 84fc > 350 Kg/cm2 fcr = fc + 98

Fuente: Diseño de Mezclas - Enrique Rivva López

B. CARACTERSTICAS DE LOS AGREGADOS - PROVEEDOR MATYSGSA EIRL

ENSAYO AGREGADO FINO AGREGADO GRUESO

TAMA O M XIMO - 2"

TAMA O M XIMO NOMINAL - 1 1/2"

MODULO DE FINURA 2.79 7.39

CANTIDAD DE MATERIAL QUE PASA POR EL TAMIZ Nº 200

PESO UNITARIO SUELTO

PESO UNITARIO COMPACTADO

PESO ESPECFICO APARENTE SON S.S.S.

PESO ESPECÍFICO NOMINAL

ABSORCI N

CONTENIDO DE HUMEDAD

C. CARACTERSTICAS DEL CEMENTO

CEMENTO PORTLAND

TIPO DE CEMENTO PORTLAND A USAR PACASMAYO TIPO IPESO ESPECIFICO 3.16

DOSIFICACI N APLICACI N

NO SE UTILIZARÁN ADITIVOS.

D. CARACTERSTICAS DE LOS ADITIVOS

ADITIVO

DENSIDAD

NORMA

E. DISE O DE MEZCLAS

Tabla Nº 02 Asentamiento

TIPO DE CONSTRUCCIÓN

ZAPATAS Y MUROS DE CIMENTACIÓN ARMADOS

CIMENTACIONES SIMPLES, CAJONES Y SUBESTRUCTURAS DE MUROS

VIGAS Y MUROS ARMADOS

COLUMNAS DE EDIFICIOS

LOSAS Y PAVIMENTOS

CONCRETO CICLÓPEO


(Mezcla Plástica)

CERTIFICACIÓN ISO 9001:2000

Alcance “Diseño y Desarrollo de Expedientes Técnicos para Obras Civiles y Electromecánicas






E.2 SELECCIÓN DEL VOLUMEN UNITARIO DE AGUA

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

207 199 190 179 166 154 130 113

228 216 205 193 181 169 145 124

243 228 216 202 190 178 160 …

181 175 168 160 150 142 122 107

202 193 184 175 165 157 133 119

216 205 197 184 174 166 154 …

185 212 201 227 230 250

182 201 197 216 219 238

170 189 185 204 208 227

163 182 178 197 197 216

155 170 170 185 185 204

148 163 163 178 178 197

136 151 151 167 163 182

Para el presente proyecto usaremos la Tabla Nº 3, de la cual obtenemos un Volumen Unitario de Agua de : 181.0 lt/m3

E.3 SELECCIÓN DEL CONTENIDO DE AIRE

LaTablaNº 03, hasidoelaborada por el Comité211 del ACI. Los valoresde estaTablase emplearán enla determinación del factorcementoenmezclaspreliminaresdeprueba.Son valoresmáximosy correspondena agregadosgruesode perfil angulary granulometríacomprendidadentrodeloslímitesdelanorma ASTM C 33

La TablaNº 04, ha sido preparado por el Laboratorio de Ensayo de Materiales de la Universidad Nacional de Ingeniería. Está tabla permite calcular elvolumen unitariodeagua, tomandoenconsideración,además dela consistenciay el tamañomáximonominaldelagregado,el perfildemismo. Losvaloresde la tablacorrespondena mezclas sinaire incorporadoy debendeserajustados enfuncióndel porcentajedeabsorcióny contenido dehumedad delosagregados fino y grueso.

Tabla Nº 03 VOLUMEN UNITARIO DE AGUA

ASENTAMIENTOAGUA, EN LITROS/m3, PARA LOS TAMAÑOS MÁXIMOS NOMINALES DE AGREGADO GRUESO Y CONSISTENCIA INDICADOS

CONCRETOS SIN AIRE INCORPORADO

1" A 2"

3" A 4"

6" A 7"

CONCRETOS CON AIRE INCORPORADO

1" A 2"

3" A 4"

6" A 7"


Tabla Nº 04 VOLUMEN UNITARIO DE AGUA

TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL

DEL AGREGADO GRUESO

6" A 7"

AGREGADOREDONDEADO

AGREGADOANGULAR

AGREGADOREDONDEADO

AGREGADOANGULAR

AGREGADOREDONDEADO

AGREGADOANGULAR

VOLUMEN UNITARIO DE AGUA, EXPRESADO EN lt/m3, PARA LOS ASENTAMIENTOS YPERFILES DE AGREGADO GRUESO INDICADOS.

1" A 2" 3" A 4"

2"

3"


3/8"

1/2"

3/4"

1"

1 1/2"

LaTabla Nº 05,dael porcentajeaproximadode aireatrapado, enmezclas sinaireincorporado, para diferentes tama os m ximosnominales deagregadogrueso adecuadamente graduado dentro de los requisitos de la norma ASTM C 33

Si esnecesarioo sedesea trabajarcon aire incorporado, la TablaNº 06, datres niveles deaire total, loscualesdependede losprop sitosde empleo delaire incorporado y de la severidad de las condiciones del clima.

Tabla Nº 05 CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO

TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL AIRE ATRAPADO

3/8" 3.0%

1/2" 2.5%

3/4" 2.0%

1" 1.5%

1 1/2" 1.0%

2" 0.5%

3" 0.3%

6" 0.2%


Tabla Nº 06 CONTENIDO DE AIRE INCORPORADO Y TOTAL

TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL

CONTENIDO DE AIRE TOTAL

EXPOSICIÓN SUAVE EXPOSICIÓN MODERADA EXPOSICIÓN SEVERA

3/8" 4.5% 6.0% 7.5%

1/2" 4.0% 5.5% 7.0%

3/4" 3.5% 5.0% 6.0%

1" 3.0% 4.5% 6.0%

1 1/2" 2.5% 4.5% 5.5%

2" 2.0% 4.0% 5.0%

3" 1.5% 3.5% 4.5%

6" 1.0% 3.0% 4.0%









E.4 SELECCIÓN DE LA RELACIÓN AGUA - CEMENTO

Se determina la relación en función de la resistencia en compresión promedio y por durabilidad. De los dos valores se escogerá el menor.

El cliente ha solicitado diseñar con una relación Agua-Cemento (A/C) de:

E.4 CÁLCULO DEL CONTENIDO DE CEMENTO

Reemplazando Obtenemos: Cemento = 402.22 Kg/m3

Cemento = 9.47 bl/m3

E.5 CÁLCULO DEL VOLUMEN ABSOLUTO DE LA PASTA

La suma de los volúmenes absolutos de los elementos integrantes de la pasta serán:

- Cemento 402.2 / 3.16 / 1000 = 0.127 m3

- Agua 181.0 / 1 / 1000 = 0.181 m3

- Aire 1.0% = 0.060 m3

- Suma de volúmenes absolutos o volumen absoluto de la pasta = 0.368 m3

E.6 CÁLCULO ABSOLUTO DEL AGREGADO

El volumen absoluto del agregado es igual a la unidad menos el volumen absoluto de la pasta:

- Volumen absoluto del agregado: 1.000 - 0.368 = 0.632 m3

E.7 CÁLCULO DEL MODULO DE FINEZA DE LA COMBINACIÓN DE AGREGADOS

Con ayuda de la Tabla Nº 7, se encuentra un valor del módulo de fineza de la combinación de agregados

6 7 8 9

3.96 4.04 4.11 4.19

4.46 4.54 4.61 4.69

4.96 5.04 5.11 5.19

5.26 5.34 5.41 5.49

5.56 3.64 5.71 5.79

5.86 5.94 6.01 6.09

6.16 6.24 6.31 6.39


Entrando a la Tabla 12; se encuentra el Modulo de Fineza de la Combinación de Agregados es:

E.8 C LCULO DEL VALOR DE r f

(a) La condición de exposiciónsuave corresponde a aquellos caos en los que el aire incorporado se emplea por razones ajenas a ladurabilidad, tales como incremento en la trabajabilidad o cohesividad o cuando se emplea en concretos de bajo factor cemento paraincrementarla resistenciapordisminucióndel aguademezclado.La exposiciónsuaveincluyeserviciosenclimasenlos queel concretonoha de estar expuesto a congelación.

(b)Laexposiciónmoderadaseaplicaaclimasenlos quepuedeesperarseprocesosdecongelación, peroen losqueel concretonohadeestar expuestocontinuamentea humedadoagua libreantesdela congelacióny, además,noestaráexpuestoaagentesdescongelantesuotros elementos agresivos químicos. Pueden considerarse como ejemplos de esta condición las vigas exteriores, columnas, murospórticos, o losas, loscualesnoestánen contactocon suelohúmedo y tienen una ubicación tal que recibiránaplicación directa desalesdescongelantes.

(c) El criterio de exposición severa se aplica a concretos que han de estar expuestos a la acción de agentes químicos agresivos ydescongelantes; o enaquellos casos enlos queel concretopueda estar altamentesaturado porcontactocontinuo conhumedado agua

libre antes de la congelación. En este último caso no deberá reducirse el porcentaje de aire incorporado únicamente por mantener laresistencia final.

Para el presente proyecto usaremos la Tabla Nº 5, para un TMN de 1" tenemos un contenido de aire atrapado de: 1.0%

0.45

Conocidosel volumenunitariodeaguaporunidaddevolumendelconcretoy la relaci nagua/cementoseleccionada,se puededeterminarel factor cementopor unidad cúbica de concreto mediante la división del volumen unitario de agua, expresada en litros por metro cúbico entre la relaciónagua/cemento,obteniéndose el número de Kilos de cemento por unida cúbica de concreto.

Tabla Nº 7 Módulo de Fineza de la Combinación de Agregados

TAMAÑO MÁXIMO NOMINALDEL AGREGADO GRUESO

Módulo de fineza de la combinación de agregados que da lasmejores condiciones de trabajabilidad para los contenidos de

cemento en bolsas/metro cúbico indicados

3/8"

1/2"

3/4"

1"

1 1/2"

2"

3"

5.88

Conocidoel valor delmódulode finezadela combinacióndeagregadosse puededeterminarel porcentajede agregadofino enrelaciónal volumenabsolutototal del agregado. Para ello aplicaremos la ecuación siguiente:

Cemento Agua

AguaKgCemento

/ )(

1 0 0

f g

g

f mm

mmr








Donde:

m: Módulo de fineza de la combinación de agregados, tomada de la Tabla Nº 12

mf : Módulo de fineza del agregado fino

mg: Módulo de fineza del agregado grueso

r f : Porcentaje de agregado fino en relación al volumen absoluto total de agregado.

r g: Porcentaje de agregado grueso en relación al volumen absoluto total de agregado.

Reemplazando obtenemos:

r f = 32.83%

r g= 67.17%

E.8 CÁLCULO DE VOLÚMENES ABSOLUTOS DEL AGREGADO

0.632 x 32.83% = 0.207 m3

0.632 x 67.17% = 0.424 m3

E.9 PESOS SECOS DE LOS AGREGADOS

0.207 x 2.49 = 516 Kg/m3

0.424 x 2.56 = 1086 Kg/m3

E.10 VALORES DE DISEÑO

402.22 Kg/m3

181.0 lt/m3

516 Kg/m3

1086 Kg/m3

E.11 CORRECCIÓN POR HUMEDAD DEL AGREGADO

516 x 1.1368 = 587 Kg/m3

1086 x 1.0105 = 1098 Kg/m3

E.12 HUMEDAD SUPERFICIAL DE AGREGADO

13.68 - 4.18 = 9.5 %

1.05 - 0.87 = 0.18 %

E.13 APORTES DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS

Agregado fino 516 x 0.095 = 50.00 lt/m3

Agregado grueso 1086 x 0.0018 = 2.00 lt/m3

Aporte de humedad del agregado = 52.00 lt/m3

Agua efectiva 181 - 52 = 129 lt/m3

E.14 PESOS DE LOS MATERIALES INTEGRANTES DE LA UNIDAD CÚBICA DE CONCRETO

402.22 Kg/m3

129 lt/m3

587 Kg/m3

1098 Kg/m3

E.15 PROPORCIÓN EN PESO

402.22 587 1098

402.22 402.22 402.22

1 : 1.46 : 2.73 / 13.6 lt / bolsa

E.16 CANTIDAD DE MATERIAL POR TANDA

1 x 42.5 = 42.5 Kg / bolsa

= 13.6 lt / bolsa

1.46 x 42.5 = 62.1 Kg / bolsa

2.73 x 42.5 = 116 Kg / bolsa

E.17 PESO UNITARIO SUELTO HÚMEDOS DEL AGREGADO

1600 x 1.1368 = 1819 Kg/m3

1640 x 1.0105 = 1658 Kg/m3

E.18 PESO POR PIE CÚBICO DEL AGREGADO

AGREGADO FINO 1819 / 35 = 51.97 Kg/pie3

AGREGADO GRUESO 1658 / 35 = 47.37 Kg/pie3

Volumen Absoluto del agregado fino:

Volumen Absoluto del agregado grueso:

Peso Seco del Agregado fino:

Peso Seco del Agregado grueso:

AGREGADO FINO HÚMEDO:

Las cantidadesde materiales, calculadaspor el M todo del M dulo deFinezadela Combinaci n deAgregados,a ser empleadoscomo valoresdedise oserán:

CEMENTO:

AGUA DE DISE O:

AGREGADO FINO SECO:

AGREGADO GRUESO SECO:

Peso Húmedo del Agregado fino:

AGREGADO GRUESO HÚMEDO:

: :

CEMENTO:

Peso Húmedo del Agregado grueso:

Humedad superficial del agregado fino:

Humedad superficial del agregado grueso:

CEMENTO: AGUA EFECTIVA:

AGUA EFECTIVA:



AGREGADO FINOH MEDO

AGREGADO GRUESO HÚMEDO








E.19 DOSIFICACIÓN EN VOLUMEN

42.5 / 42.5 = 1.0 pie3

62.1 / 51.97 = 1.5 pe3

116 / 47.37 = 2.5 pie3

13.6

lt / bolsa

LEYENDA:

Volumen: 0.025 m3

402.22 Kg/m3 10.10 Kg

129 lt/m3 3.24 lt

587 Kg/m3 14.74 Kg

1098 Kg/m3 27.56 Kg

CEMENTO : AGREGADO FINO : AGREGADO GRUESO / AGUA EFECTIVA

CEMENTO:



1.0 2.51.5

CEMENTO:

AGUA EFECTIVA:


AGREGADO GRUESO H MEDO:

F.

BIBLIOGRAFA

- MANUAL DE ENSAYO DE MATERIALES (EM-2000) – Ministerio de Transportes, Comunicaciones, Vivienda y Construcción,

- TECNOLOGÍA DEL CONCRETO – Ing. José Lezama Leiva.

- DISEÑO DE MEZCLAS – Enrique Rivva López – PT-54 1era Edición – Diciembre 2010

- REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES

Volumen a fabricar en laboratorio



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