_06_Teho_Dise__o_de_Mezclas_Ho_IngCivil______1_397561 (1)

8/16/2019 _06_Teho_Dise__o_de_Mezclas_Ho_IngCivil______1_397561 (1)

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Renato Vargas S ______Ingeniero Civil

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DISEÑO DE MEZCLASDE HORMIGÓN

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TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓN

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

DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN(PARA OBTENER LA DOSIFICACIÓN)

2

Objetivo: determinar las proporciones en que debencombinarse los materiales componentes, de manera deobtener las condiciones previstas para el hormigón.Obtención:

Estableciendo previamente cuales son las condiciones

esperadas que debe cumplir el hormigón.Considerando las propiedades generales en estadofresco y endurecido, se determinarán las proporcionesóptimas que las satisfacen.

LAS CONDICIONES SON PARTICULARESDE CADA OBRA


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2


CORRECCIONES A LA DOSIFICACIÓN

3

Por contenido de grava en la arenaPor humedad de los áridosPor esponjamiento de la arenaPor rendimiento del hormigón

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

Condiciones generales y de partidapara diseño de mezclas de hormigones

T I PO D EC O N D I C I Ó N

C A R A C T E R I ST I C A S Q U ED E B E N C O N S ID E R A R S E

PA R A M E T R O S Q U EL A S C O N D I C IO N A N

D IS EÑ O R esistencia T ipo de C em entoRazón A gua/Cem ento

U SO E N O BR A T rabajab ilidad Fluidez D osis de aguaCons is tencia Granu lomet ría

C a ra cte rís tic as d el E le m e n to Ta m a ño M á x im oD UR A B ILID A D C ondicio nes A mbientales T ipo de Cem ento

A taques Agresivos U so de A ditivosDosis M ínima Cem ento

CONDICIONES Tipo de cementoDE PARTIDA Razón Agua/Cemento

PARA Tamaño máximoDOSIFICACIÓN Fluidez

DE ConsistenciaHORMIGÓN Uso de Aditivos

Métodos dedosificación


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3


Tipos de Métodosde Dosificación

Ejemplos decada tipo

Características

Se presentan en forma tabularEmpíricos Abrams

ACIQuedan limitados a las condiciones de lasTablas, particularmente al número deáridos y a algunas de sus característicasprincipales

FullerDeterminan las proporciones en funciónde las propiedades granulométricas de losáridos principalmente

Granulométricos Bolomey Permiten dosificar con cualquier númerode áridos

Faury Permiten predecir el posiblecomportamiento del hormigón dosificado

Joisel Su precisión depende del número deparámetros que incluyan para considerarlos aspectos de trabajabilidad delhormigón

Experimentales Valette

La proporción óptima de los áridos quedaestablecida por condiciones de máximacompacidad de un hormigón preparadoen laboratorio

Tienen la ventaja de poder observar elhormigón preparado y, en consecuencia,efectuar correcciones antes de su empleoen obra


DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓNPara diseñar un material compuesto como el hormigón es necesario 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 destino del elemento ahormigonar para considerar la trabajabilidad necesaria, la 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, f r (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 relaciónA/C del pto 6 y 710. Dosis de áridos (NCh 163.Of79)


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Información proporcionada por la NCh 170.Of85

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Tipo de estructura Asentamiento de cono para compactación porvibración, cm

Hormigón armado

Hormigón sin armar

Pavimentos

4 a 10(sumar 4cm a cada límite

2 a 8 (sumar 4 cm a cada límite

Inferiores a 5(!tr!s "al!res se#$% ti&! de&a"ime%t!

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

Tamaño máximonominalDn, mm

Volumen de aireAtrapado, m3

63504025201210

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

3. AIRE PROMEDIO ATRAPADO, a m3 (T.23)


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5


Tamañomáximo

nominal, Dnmm

Docilidad según asentamientode 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 m3 (T.22)(considerando los áridos en estado de humedad SSS)


5. RESISTENCIA MEDIA REQUERIDA, frfr = fc + t x s MPa

Fraccióndefectuosa, % t

51020

1,6451,2820,842

NOTA - Valoresde t, consideran N ≥ 30 muestras

Condicionesprevistas para laejecución de laobra

Definición s, MPa≤ H15 > H15

Regulares

Medias

Buenas

Muy buenas

Cuando se realiza un controlinferior a los mencionados,y sóloenel casode 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 formaesporádicaDosificación en peso o en volumen controlado y aplicación de loscontrolesmencionados,en forma permanente y sistemáticaDosificación 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


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6

Renato Vargas S ------- Ingeniero Civil11 5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

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

R E S I S T E N C I A

f r

LEY DE ABRAMS

Co Corriente

Co AR

azón A/C


RazónA/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 ofrecuentemente húmeda oexpuesta a hielo deshielo

Estructura expuesta aaguas agresivas, encontacto con suelo o

ambiente salino

Secciones:Delgadas e 20 cm ecubrimiento 2 cm

0,4 0,40

Toda otra estructura 0, 0,4

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

MENOR A/C


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7


C!%tr!lad! N! c!%tr!lad! H'

g!m" g!m"

Hormigón armado 2#0!240 $%& "00

Hormigón simp'e ((( 1#0

8. DOSIS MÍNIMA DE CEMENTO (5.6.2)

(*)H.A. protegido de la intemperie 240 kg/m 3(*)H.A. a la intemperie 270 kg/m 3

9. CÁLCULO DE LA DOSIS DECEMENTO:

10. DOSIS DE ÁRIDOS

Obtener máxima compacidadObtener docilidad adecuadaChequear el árido combinado obtenido con la banda granulométricarecomendada por la norma NCh163

C = A / (A/C) [kg/m 3]


DESARROLLO DE EJERCICIO DE

DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN

DURANTE LA CLASE


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!"!#$%&:


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 obtenidos719 x 0,33 = g = 237 L de página 23

x 0,32 = F = 230 L

A/C = 170/304=0,56

D'S!(& D!% )& #'*+ - TA. %AC'+ D! DAT&S

Datos obtenidos enpágina 17


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DATOSTAMIZ G g F IGg Gg1,5" 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 = 0,35 Ab 0,8 1,1 1,4 g = 0,68 x 0,48 = 0,33 Ht 1 1,5 4,5 F = 0,32 Dasc 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 80

10 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 = 0,01 2, 3, ,5 ,4 ,MFI =

RECORDAR

Tamiz EN % QUE PASA - NCh 163

CURVAS GRANULOMÉTRICAS QUE ORMAN !AN"AS#

2,765 7,3 5,755

COMBINADO 40 mmGRUESO 40-5ARENA 3


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10


Granulometrias

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Tamiz (mm)

% q

u e p a s a

Arena Arido Combinado Grava


Materiales Va L Vr L Msss kg Va L Vr L Msss kgCemento, C NO 101 304 NO 101 304

Agua, A 168 168 168 168 168 168Aire, a 10 10 0 10 10 0

Aditivo, Ad 2,5 2,5 3,0 2,5 2,5 3,0Grava, G 252 ► 447 252 670

Gravilla, g 237 ► 421 237 635Arena, F 230 ► 406 230 626

Suma= 1000 L Suma= 1000 2405A$%&%'(, A$ 2 m0

)(*+% -.(+ & $( kg/m3

"(2%2 0,98% DensidadDensidad 1,2 kg/L

Estado SSS Estado SSSC6lculo de dosis en m s 7 en 8olumen


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11

21

Mater Va L Vr L Msss kgC NO 101 304 A/C = 0,56A 167,5 167,5 167,5 Sólo con áridos en estado SSSa 10 10 0Ad 2,5 2,5 3G 447 252 670g 421 237 635F 406 230 626

1000 2406

Vr C = 304/3 = 101 L La densidad del hormigón fresco esM G = 252 x 2,66 =670 kg independiente del estado de humedad M g = 237 x 2,68 =635 kgM F = 230 x 2,72 =626 kgVa = Vr/m y m = Da/Drsss

447 L421 L406 LVaF = 230/0,566 =

Estado SSS

S + M222 = $ .2%$ $ $ )( * 2 (

+G = 1,50/ ,66 = 0,564+ = 1,51/ ,6 = 0,563+ = 1,54/ ,7 = 0,566

VaG = 252/0,564 =Vag = 237/0,563 =

Cálculo de dosis en masa y en volumen

Áridos en estado SSS


MatVa L Msss kg Va L Mh kg

C NO 304 NO 304A 167,5 167,5 144,5 144,5

Ad 2,5 3,0 2,5 3,0 ♣G 447 670 447 671 1

g 421 635 421 6383

F 406 626 510 645 192406 2406 23

Estado SSS Estado húmedo

Corrección por 9umedad 7 agua aportada por 6ridos


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12


A

Mat A

V L M222 8, V L Mh 8, po V L Mh 8, V L Mh 8,C NO 304 NO 304 rte NO 42,5 NO 24,3A 167,5 167,5 144,5 144,5 20,2 20,2 11,6 11,6

Ad 3 3,0 3 3,0 ♣ 0,35 0,42 0,20 0,24G 447 670 447 671 1 62 94 36 54g 421 635 421 638 3 59 89 34 51F 406 626 508 645 19 71 90 41 52

2406 2406 3 336 192kg/m3 kg/m3 L kg kg

140 80Factor = 304/42,5 = 7,1529 L L

Volumen producido = 336 8,/ 405 8,/+3 = 140 L=19 8,/ 405 8,/+3 = 80 L

Corrección por humedad y reducción a dosis menores a 1m3

Estado SSS E2& $( h:+ $( E2& $( h:+ $( E2& $( h:+ $(Para 1 m3 Para 1 m3 Por saco de Co Para 80 L


Corrección por humedad y reducción de volumen(* +3 L "(2%2 (* 2 ( $ C(

Mater Va L Mh kg Agua Va L Mh KgC NO 304 aportada NO 42,5A 144,5 144,5 por los 20,2 20,2

Ad 2,5 3,0 áridos = 2,5 3,0G 447 671 1 62 94g 421 638 3 59 89F 508 645 19 71 90

2406 23 336* Factor = 304/42,5 =7,1529* Rendimiento = 1000/7,1529 = 140 L* Agua = 167,5 - 23 = 144,5 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 = 408 L x f EfE = Dasc/Dahs = 1,78/1,42 = 1,25Va F = 406 L x 1,25 = 508 L

Estado húmedoDosispara

50 L8

C 15

A 7,3

G 34

36

36


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