(06-Teho-DiseñoMezclas Ho)

Renato Vargas S ______Ingeniero Civil

1

DISEÑO DE MEZCLAS

DE HORMIGÓN

1

TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓNTECNOLOGÍA DEL HORMIGÓNTECNOLOGÍA DEL HORMIGÓNTECNOLOGÍA DEL HORMIGÓN

Renato Vargas S ------- Ingeniero Civil

DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN (DOSIFICACIÓN)

2

� Objetivo : determinar las proporciones en que deben combinarse los materiales componentes, de manera de obtener las condiciones previstas para el hormigón.

� Obtención:� Estableciendo previamente cuales son las condiciones

esperadas que debe cumplir el hormigón.� Considerando las propiedades generales en estado

fresco y endurecido, se determinarán las proporciones óptimas que las satisfacen.

LAS CONDICIONES SON PARTICULARES DE CADA OBRA


2


CORRECCIONES A LA DOSIFICACIÓN

3

� Por contenido de grava en la arena� Por humedad de los áridos� Por esponjamiento de la arena� Por rendimiento del hormigón

Renato Vargas S ------- Ingeniero Civil4

Condiciones generales y de partida para dosificar hormigones

T IP O D EC O N D IC IÓ N

C A R A C T E R IST IC A S Q U ED E B E N C O N SID E R A R S E

P A R A M E T R O S Q U EL A S C O N D IC IO N A N

D IS EÑ O R esistenc ia T ipo de C em ento

R azón A gua/C e m ento

U SO E N O B R A T raba jab ilidad F lu idez D osis de agua

C onsistencia G ranulo m etría

C arac terísticas de l E lem ento Ta m año M áxim o

D U R A B IL ID A D C ond ic iones A m b ientales T ipo de C em ento

A taques A gresivos U so de A d itivos

D osis M ín im a C em ento

CONDICIONES Tipo de cemento

DE PARTIDA Razón Agua/Cemento

PARA Tamaño máximo

DOSIFICACIÓN Fluidez

DE Consistencia

HORMIGÓN Uso de Aditivos

Métodos de dosificación


3


Tipos de Métodos de Dosificación

Ejemplos de cada tipo

Características

Se presentan en forma tabular

Empíricos Abrams ACI

Quedan limitados a las condiciones de las Tablas, particularmente al número de áridos y a algunas de sus características principales

Fuller

Determinan las proporciones en función de las propiedades granulométricas de los áridos principalmente

Granulométricos Bolomey Permiten dosificar con cualquier número de áridos

Faury Permiten predecir el posible comportamiento del hormigón dosificado

Joisel Su precisión depende del número de parámetros que incluyan para considerar los aspectos de trabajabilidad del hormigón

Experimentales

Valette

La proporción óptima de los áridos queda establecida por condiciones de máxima compacidad de un hormigón preparado en laboratorio

Tienen la ventaja de poder observar el hormigón preparado y, en consecuencia, efectuar correcciones antes de su empleo en obra

S


DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN

Para diseñar un material compuesto como el hormigón es neces ario que previamente seanalicen los áridos, se tenga definido que tipo de cemento se va ha usar, se conozca lageometría de los moldajes, la densidad de armadura y el desti no del elemento ahormigonar para considerar la trabajabilidad necesaria, l a durabilidad y la resistenciaespecificada.

La NCh 170.Of85 cuenta con información suficiente como para diseñar la mezcla, ellose puede lograr siguiendo los pasos que se indican y su ubicación en la norma:1. Elección del tamaño máximo, Dn (Pto. 6.3.3)2. Descenso de cono, H (T. 5)3. Cantidad de aire atrapado, a (T. 23)4. Cantidad de agua de amasado, A (T. 22)5. Resistencia media requerida, fr (C. 3)

5.1 Factor estadístico, t (T. 24)5.2 Valor estimado de s (T. 25)

6. Razón A/C por fr. Procedimiento 3 (T. 3)7. Razón A/C por durabilidad (T. 4)8. Dosis mínima de cemento (Pto. 5.6.2 y Pto. 5.10)9. Cálculo de la dosis de cemento

C = A x (C/A), habiendo considerado la menor relación A/C del pto 6 y 710. Dosis de áridos (NCh 163.Of79)


4


Dosificación de acuerdo a NCh 170.Of85

7


Tipo de estructura Asentamiento de cono para compactación por vibración, cm

Hormigón armado

Hormigón sin armar

Pavimentos

4 a 10

2 a 8

Inferiores a 5

2. DESCENSO DE CONO, H (T.5)

Tamaño máximo nominalDn, mm

Volumen de aire Atrapado, m 3

63504025201210

0,0030,0050,0100,0150,0200,0250,030

3. AIRE PROMEDIO ATRAPADO, a m 3 (T.23)


5


Tamañomáximo

nominal, Dnmm

Docilidad según asentamiento de cono, cm

0 a 2 3 a 5 6 a 9 10 a 15 16 a 18

63504025201210

0,1350,1450,1500,1700,1750,1850,190

0,1450,1550,1600,1800,1850,2000,205

0,1550,1650,1700,1900,1950,2100,215

0,1650,1750,1800,2000,2050,2200,230

0,1700,1800,1850,2050,2100,2300,240

NOTA - La dosis de agua libre estimada tiene que ser ajustada en mezclas de prueba paracumplir con la docilidad requerida para la obra. Para esto, tiene que considerarse los aditivosplastificantes si están especificados, la proporción y la forma de los áridos.

4. VOLUMEN ESTIMADO DE AGUA LIBRE, A m 3 (T.22)(considerando los áridos en estado de humedad SSS)


5. RESISTENCIA MEDIA REQUERIDA, fr

fr = fc + t x s MPa

Fraccióndefectuosa, %

t

51020

1,6451,2820,842

NOTA - Valores de t, consideran N ≥ 30 muestras

Condicionesprevistas para laejecución de laobra

Definición s, MPa

≤ H15 > H15

Regulares

Medias

Buenas

Muy buenas

Cuando se realiza un control inferior a los mencionados, y sól o enel caso de hormigones de grado ≤ H15.

Dosificación en volumen controlado, controles de humedad yesponjamiento de áridos, control de asentamiento de cono ycontrol del rendimiento de la dosis de cemento, en formaesporádica

Dosificación en peso o en volumen controlado y aplicación de loscontroles mencionados, en forma permanente y sistemática

Dosificación en peso, laboratorio de faena con personalespecializado en la ejecución de los controles mencionados , enforma permanente y sistemática

8,0

6,0

4,0

3,0

-

7,0

5,0

4,0

5.1 Factor estadístico t

5.2 Valor estimado de s

Nota: Cuando no se disponga deresultados ni de antecedentes delcontratista, para cualquier nivel deresistencia especificada delproyecto, adoptar el valor dedesviación s ≥ 8,0 MPa


6


5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

RE

SIS

TE

NC

IA fr

LEY DE ABRAMS

Co Corriente

Co AR


Razón A/Cen masa

Resistencia media requerida, fr , MPar

Cemento gradocorriente

Cemento grado altaresistencia

0,450,500,550,600,650,700,750,800,85

342925211816141210

433631262320171513

Nota - Los valores están expresados en probetas cúbicas de 200 mm de arista y noconsideran el uso de aditivos en el hormigón.

6. RAZÓN A/C POR fr, (T.3)

Tipo de estructura

Estructura continua o frecuentemente húmeda o expuesta a hielo deshielo

Estructura expuesta a aguas agresivas, en contacto con

suelo o ambiente salino

Secciones:Delgadas e ≤≤≤≤ 20 cmRecubrimiento <<<< 2 cm

0,45 0,40

Toda otra estructura 0,5 0,45

7. MÁXIMA A/C POR DURABILIDAD (T.4) DEBERÁ ELEGIRSE LA

MENORA/C


7


Controlado No controlado<<<< H20

kg/m3 kg/m3

Hormigón armado 270/240 (*) 300

Hormigón simple --- 170

8. DOSIS MÍNIMA DE CEMENTO (5.6.2)

(*)H.A. protegido de la intemperie 240 kg/m3

(*)H.A. a la intemperie 270 kg/m3

9. CÁLCULO DE LA DOSIS DE CEMENTO:

10. DOSIS DE ÁRIDOS

� Obtener máxima compacidad� Obtener docilidad adecuada� Chequear el árido combinado obtenido con la banda g ranulométrica

recomendada por la norma NCh163

C = A / (A/C) [kg/m3]


Material Volumen Volumen Masaaparente absoluto SSS

L L kgCemento, C no VabC MC

Agua, A VapA Vab A MA

Aire, a Aapa Aaba - - - Grueso, G ? ? ?

Fino, F ? ? ?1000 Σ = DHF

11.

12.

(VabG + VabF) = 1000 - (VabC+VabA+Vaba)Determinar proporciones de G y F, distribuir en VabG y VabF

Resumen de datos obtenidos, estado SSS


8


Material Volumen Volumen Masaaparente absoluto sss

L L kgCemento, C no VabC MC (1)

Agua, A VapA Vab A MA

Aire, a Vapa Vaba - - - (3) Grueso, G ? VabG ? (2)

(3) Fino, F ? VabF ? (2)

1000 Σ = DHF

1 m3 Densidad(1) VabC = MC/DrC(2) MG = VabG x Drsss G o MG = VapG x DaG(2) MF = VabF x Drsss F o MF = VapF x DaG(3) VapG = VabG/mG con m G = DaG/DrG(3) VapF = VabF/mF con m F = DaF/DrF


DESARROLLO DE EJERCICIODE DOSIFICACIÓN

DURANTE LA CLASE


9




10


DATOSTAMIZ G g F IGg Gg

1,5" 100 95 1001" 40 100 69 7,92 G + 6,6 g = 7,29

3/4" 8 93 53 49 G + g = 11/2" 4 70 363/8" 40 20 19 G = 0,52#4 6 100 3 3 g = 0,488 1 90 116 70 7,28 Gg + 2,7 F = 5,830 40 Gg + F = 150 20

100 10 Gg = 0,68MF 7,92 6,6 2,7 7,29 7,28 F = 0,32Da suelta 1,5 1,51 1,54Dr sss 2,66 2,68 2,72

Drs 2,64 2,65 2,68 G = 0,68 x 0,52 = 0,35Ab 0,8 1,1 1,4 g = 0,68 x 0,48 = 0,33Ht 1 1,5 4,5 F = 0,32Dasc 1,63 1,65 1,78Dahs 1,63 1,65 1,42

CALCULOS-1 MF G ; 9 mallas - 108/100 =7,92MF g; 8 mallas - 140/100 =6,6MF F; 6 mallas - 330/100 = 2,7

CALCULOS-2

RESULTADOS:

DETERMINACIÓN DEL % DE LOS ÁRIDOS


NCh ASTMmm " N°

50 2" 100 100 A B40 1 1/2" 90 100 100 10020 3/4" 35 70 60 8010 3/8" 100 100 10 30 40 615 N°4 95 100 0 5 24 48

2,5 8 80 100 15 371,25 16 50 85 10 280,63 30 25 60 6 190,32 50 10 30 3 110,16 100 2 10 2 5

MF = 3,38 2,15 7,65 6,95 6,4 5,11

MFI =

RECORDAR

Tamiz EN % QUE PASA - NCh 163

CURVAS GRANULOMÉTRICAS QUE FORMAN BANDAS.

2,765 7,3 5,755

COMBINADO 40 mmGRUESO 40-5ARENA 3


11


Granulometrias

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Tamiz (mm)

% q

ue p

asa

Arena Arido Combinado Grava


Resumen USOTam Máxi árido 1. Dn 40 mm 40 mmCono 2. H 8 cm 8 cmAgua 3. A 170 L 170 L 170 ssi áridos en SSSAire 4. a 10 L 10 L 10Res requerida 5. fr fr = fc + t x s 20 + 0,842 x 5 24,2 MPaRazón para fr 6. A/C f (fr) 0,56 0,56Por durabilidad 7. A/C f(durabilidad) OK nadaPor durabilidad 8. C Mínimo intemperie 270 kgCálculo 9. C A/(A/C) 170/0,56 304 kg 304

10. Ari

MATERIALES Materials Vol apar L Vol real L Masa kgCemento C Nunca 101 304

Agua A 170 170 170Aire a 10 10 0

Grava GGravilla g

Arena FSiempre → Σ = 1000

Vol real áridos = 1000 - (101+170+10) = 719 L x 0,35 = G = 252 L Datos obtenidos

719 x 0,33 = g = 237 L de página 23x 0,32 = F = 230 L

→ A/C = 170/304=0,56

DISEÑO DEL HORMIGÓN DISEÑO DEL HORMIGÓN DISEÑO DEL HORMIGÓN DISEÑO DEL HORMIGÓN ---- TABULACIÓN DE DATOSTABULACIÓN DE DATOSTABULACIÓN DE DATOSTABULACIÓN DE DATOS


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Mater Va L Vr L Msss kg

C NO 101 304 A/C = 0,56A 170 170 170 Sólo con áridos en estado SSS

a 10 10 0G 444 252 670g 415 237 635F 400 230 626

1000 2405

Vr C = 304/3 = 101 L La densidad del hormigón fresco es

M G = 252 x 2,66 = 670 kg independiente del estado de humedad

M g = 237 x 2,68 = 635 kg

M F = 230 x 2,72 = 626 kg

Va = Vr/m y m = Da/Drs

444 L

415 L

400 LVaF = 230/0,575 =

Estado SSS

Suma Msss = densidad del Ho Fresco

mG = 1,50/2,64 = 0,568mg = 1,51/2,65 = 0,570mF = 1,54/2,68 = 0,575

VaG = 252/0,568 =

Vag = 237/0,570 =

Cálculo de dosis en masa y en volumen

Áridos en estado SSS


Corrección por humedad y reducción de volumenpor m3 Dosis por saco de CoMater Va L Mh kg Agua Va L Mh Kg

C NO 304 aportada NO 42,5A 147 147 por los 20 20a 0 áridos = 0G 444 671 1 62 94g 415 638 3 58 89F 500 645 19 70 90

2405 23 L

* Factor = 304/42,5 =7,1529* Rendimiento = 1000/7,1529 = 140 L* Agua = 170 - 23 = 147 L

Mh = Msss (1 + Ht) / (1 + Ab)Mh G = 670 (1 + 1/100)/(1 + 0,8/100) = 671 kgMh g = 635 (1 + 1,5/100)/(1 + 1,1/100) = 638 kgMh F = 626 (1 + 4,5/100) / (1 + 1,4/100) = 645 kg

Va F = 400 L x fEfE = Dasc/Dahs = 1,78/1,42 = 1,25

Estado húmedoDosis

para

50 L

kg

C 15

A 7,3

G 34

g 32

F 32


13


RECOMENDACIÓN

DESARROLLE USTED EL MISMO EJERCICIO, DESARROLLE USTED EL MISMO EJERCICIO, DESARROLLE USTED EL MISMO EJERCICIO, DESARROLLE USTED EL MISMO EJERCICIO, ESCRIBIÉNDOLO DE NUEVO ESCRIBIÉNDOLO DE NUEVO ESCRIBIÉNDOLO DE NUEVO ESCRIBIÉNDOLO DE NUEVO

COMPLETAMENTE.COMPLETAMENTE.COMPLETAMENTE.COMPLETAMENTE.NO LO COPIE, ENTIÉNDALONO LO COPIE, ENTIÉNDALONO LO COPIE, ENTIÉNDALONO LO COPIE, ENTIÉNDALO

NO SE CONFÍE CON MIRARLO SOLAMENTE

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