DiseoyProporcionamiento deMezclasdeConcretoNormal

Clase05TecnologiadelConcretoyelAceroAcero

MarlonValarezoA.mfvalarezo@utpl edu ecmfvalarezo@utpl.edu.ec

Caractersticas

Trabajabilidad Durabilidad ResistenciaResistencia AparienciaE Materiales Economa Materiales

Cemento Materialescementantes

suplementarios Agua Agua Agregado AditivosAditivos Fibras

RequisitosparaCondicionesdeExposicin

Condicin de exposicinRelacin a/c mxima en

masaResistencia min, f'c,

kg/cm2 (MPa) [lb/pulg.2]Condicin de exposicin masa kg/cm (MPa) [lb/pulg. ]

Concreto protegido de la exposicin congelacin-deshielo, descongelantes y

sustancias agresivas

Elija basndose en la resistencia, trabajabilidad y

requisitos de acabadoElija basndose en los requisitos estructurales

Concreto con baja permeabilidad, expuesto al agua 0.50 280 (28) [4000]

Concreto expuesto a congelacin-deshielo en la condicin hmeda y a

descongelantes0.45 320 (31) [4500]

Para proteccin del concreto reforzadoPara proteccin del concreto reforzado expuesto a cloruros 0.40 360 (35) [5000]

Resistencia

RequisitosparaConcretoExpuestoaSulfatosenSuelooAgua

Exposicin a sulfatos

Sulfatos (SO4) en el suelo , % en masa

Sulfatos (SO4) en el agua , ppm Tipo de cemento

Relacin a/c max., en masa

Resistencia mnima, f'c, kg/cm2 (MPa) [lb/pulg.2]

Menor q e Menor q e Ningn tipoInsignificante Menor que 0.10Menor que 150

Ningn tipo especial

M d d 0 10 0 20 150 1500Moderada

i t i 0 50 280 (28) [4000]Moderada 0.10 a 0.20 150 a 1500 resistencia sulfatos

0.50 280 (28) [4000]

Severa 0.20 a 2.00 1500 a 10,000 alta resist. a lf t 0.45 320 (31) [4500], sulfatos ( ) [ ]

Muy severa Mayor que 2.00 Mayor 10,000alta resist. a sulfatos 0.40 360 (35) [5000]

ContenidodeAirey DemandaAproximadadeAguaparaVarios Tamaos de Agregado yTamaodelAgregado VariosTamaosdeAgregadoy

Asentamientos

ContenidosMximosdeIonesClorurosparalaProteccincontralaCorrosin

Contenidomximodeincloruro(Cl) en el concreto porcentaje

Tipodeelemento(Cl )enelconcreto,porcentaje

pormasadecemento

Concreto pretensado 0.06C t f d tConcreto reforzado expuesto a cloruro durante servicio 0.15

Concreto reforzado que estar seco o protegido de la humedad 1 00seco o protegido de la humedad durante servicio

1.00

Otras construcciones de concreto reforzado 0.30reforzado

MtodosparaelProporcionamiento deMezclas de ConcretoMezclasdeConcreto

Mtodo de la relacin aguacementoMtododelarelacinagua cemento

Mtododelpeso

Mtododelvolumenabsoluto

E i i d (d d i ) Experienciadecampo(datosestadsticos)

Mezclasdeprueba

ResistenciadeDiseo:ApartirdeDatosdeCampo

FactordeCorreccinparalaDesviacinFactordeCorreccinparalaDesviacinEstndarEstndar (( 30Ensayos30Ensayos).).

FactordecorreccinparalaNmerodeEnsayos

pdesviacinestndar

Menos de 15 N.A.15 1.1620 1.0825 1 0325 1.03

30 o ms 1.00

C dC d di ibl d di ibl dCuandoCuandoestndisponiblesdatosparaestndisponiblesdatosparaestablecerladesviacinestablecerladesviacinestndar.estndar.

Resistenciaacompresinespecificada,f'c,MPa

Resistenciaacompresinmediarequerida,f'cr,MPa

35f'cr = f'c+ 1.34sf'cr = f'c + 2.33s 3.45

U l lUse el mayor valor

ms de 35f'cr = f'c+ 1.34sf'cr = 0.90f'c + 2.33scr c

Use el mayor valor

CuandoCuandoNONOestndisponiblesdatosparaestndisponiblesdatosparat bl l d i it bl l d i i t dt destablecerladesviacinestablecerladesviacinestndar.estndar.

Resistenciaacompresinespecificada,f'c,MPa

Resistenciaacompresinmediarequerida,f'cr,MPac cr

Menos de 21 f'c + 7.0

21 a 35 f'c + 8.5c

Ms de 35 1.10f'c + 5.0

ACI 211:ACI211:DISEODEMEZCLASDE

CONCRETO

ACI211PASO1:Si el asentamiento no esta especificado se puede utilizar la tabla A 1 5 3 1

SELECCINDELASENTAMIENTO

Sielasentamiento noesta especificado sepuede utilizar latabla A.1.5.3.1

ACI211PASO2: SELECCINTAMAOMAXIMONOMINALDELAGREGADO

Cuando noeste especificado,considerar: 1/5ANCHODELELEMENTO 3/4ESPACIAMIENTOENTREBARRAS 1/3ESPESORDELOS

ACI211PASO 3: ESTIMACIN DE LA CANTIDAD DE AGUA Y CONTENIDO DE AIREPASO3: ESTIMACINDELACANTIDADDEAGUAYCONTENIDODEAIRE

ACI211PASO4: SELECCINDELARELACIONAGUACEMENTO(W/C)

ACI211PASO5: CALCULODELCONTENIDOCEMENTO

CANT.CEMENTO=CANT.AGUAMEZCLADO/(W/C)

CANT.CEMENTO=181kg/0.55

CANT.CEMENTO=329kg.

VERIFICARSIEXISTENREQUERIMIENTOSCONRESPECTOALCONTENIDOMINIMOCEMENTO

ACI211PASO 6: ESTIMACION DEL CONTENIDOPASO6: ESTIMACIONDELCONTENIDO

DEAGREGADOGRUESO

0 71l t i 0.71masavolumtricacompactada(OD)

Masarequerida

0.71x=

Paraconcretosmenostrabajables,comoelempeladoenlaconstruccindepavimentospuedeincrementarseenun10%.

ASTMC2903

Dado: 0.46m3 deagregadogruesoMasaunitaria=1567kg/m3,varilladaMasaespecficarelativa=2.65Agua=1000kg/m3

0.46m3 1567kg/m3=715.5kg

1m3

g/ g

Volumenabsoluto=715.5/(2.651000)=0.27m3

Elagregadogruesoesel27%delvolumenabsolutodelconcreto.

0.46m3

ACI211PASO 7 ESTIMACIN DEL CONTENIDO DE AGREGADO FINOPASO7: ESTIMACINDELCONTENIDODEAGREGADOFINO

A METODO BASADO EN EL PESOA.METODOBASADOENELPESO

( ) ( )GA ( ) ( )1GWGG1CA100G10U AMC

AMAM

+=

UU MM it iit i tt ffUUMM = = MasaMasa unitariaunitaria concretoconcreto fresco fresco kg/mkg/m33

GGAA = = GravedadGravedad especificaespecifica media del media del dd fifi (SSD(SSD))agregadoagregado gruesogrueso y y finofino (SSD(SSD))

GGCC = = GravedadGravedad especificaespecifica del del cementocemento (3.15)(3.15)

A = A = ContenidoContenido de de aaireire %%W = Agua de W = Agua de mezcladomezclado kg/mkg/m3 3

CCMM == ContenidoContenido dede cementocemento kg/mkg/m33CCMM ContenidoContenido de de cementocemento kg/mkg/m

1 Estimar un valor en funcin de la tabla o la ecuacin:1. Estimarunvalorenfuncindelatablaolaecuacin:

Pesodelconcretoestimado:2410kg TablaA1.5.3.7.1

Agua 181kg

2.Sumarlasmasasconocidasdelosmateriales:

g gCemento 292kgAgregadoGrueso 1136kg

TOTAL 1609kg

3 Estimar la masa del agregado fino:3.Estimarlamasadelagregadofino:

MasadelAg.Fino=24101609=801kg.

ACI211PASO 7 ESTIMACIN DEL CONTENIDO DE AGREGADO FINOPASO7: ESTIMACINDELCONTENIDODEAGREGADOFINO

A METODO BASADO EN EL VOLUMEN ABSOLUTOA.METODOBASADOENELVOLUMENABSOLUTO

Temperatura, C Densidad, kg/m3

USAVOLUMENESOCUPADOSPORINGREDIENTES:AIRE,AGUA,CEMENTO AGREGADO

Temperatura, C Densidad, kg/m

16 998.93

18 998 58, ,CEMENTO,AGREGADOGRUESO

RESTADELVOLUMENTOTAL (UNITARIO) DEL

18 998.58

20 998.19

22 997 75TOTAL(UNITARIO)DELCONCRETOELVOLUMENDELOSINGREDIENTES.

VOLUMEN =

22 997.75

24 997.27

26 996 75VOLUMEN MASA/DENSIDAD

VOLUMEN=MASA/(Gr.Sp.*Densidad W)

26 996.75

28 996.20

30 995 6130 995.61

Volumendeagua: 181/1000=0.181m3Cantidaddeagua=181kg Tabla9.5

V l d t 292/(3 15 1000) 0 093 3Volumendecemento:Cantidaddecemento=292kg

292/(3.15x1000)=0.093m3

Volumendeagregadogrueso: 1136/(2.68x1000)=0.424m3g g gCantidaddeagregadogrueso=1136kg

/( )

Volumendeaire: 0.01x1000=0.010m3Tabla9.5

Volumentotal: 0.708m3

Volumenrequeridodeagregadofino=1 0.708=0.292

Pesosecorequeridodeagregadofino= 0.292x2.64x1000=771kg

ACI211PASO8:

ABSORCIN

ADJUSTESPORHUMEDADDELOSAGREGADOS

HUMEDADSUPERFICIAL REDUCCIONDELAGUADEMEZCLADO=HUMEDADLIBRE

H2OLIBRE=TOTALH2O ABSORCINH20

A.Grueso:(CH)2%,(A)0.5%Ej l A Grueso: 2% 0 5% = 1 5% = 0 015

( ) , ( )A.Fino:(CH)6%,(A)0.7%Ejemplo:

1.Ajusteenlasmasasdelosagregados:

A.Grueso:2% 0.5%=1.5%=0.015A.Fino:6% 0.7%=5.3%=0.053

A.Grueso(hmedo):1136(1.02)=1159kgA.Fino(hmedo):771(1.06)=817kg

j g g

2.Ajusteenelaguadelamezcla:

Aguadelamezcla=1811136(0.015)817(0.053)=121kg

Lasmasasestimadaspara1metrocubicodeconcretoson:p

Agua 121 kgAgua 121kgCemento 292kgAgregadogrueso 1159kgAgregado fino 817 kgAgregadofino 817kgTOTAL 2389kg

Sedebeverificarsilasid dcantidadespropuestas

producenunconcretoqueobedecealosrequisitosdeconstruccin.

ACI211PASO 9 MEZCLAS DE PRUEBA EN EL LABORATORIOPASO9:

Concreto suficiente (0.1m3)para ensayos deasentamiento,

MEZCLASDEPRUEBAENELLABORATORIO

( ) p y ,contenido deaire yfabricacin de3probetas cilindricas (ovigassi es necesario)para ensayo decompresin (oflexin).

AADAH2OGRADUALMENTE VERIFICAR ASENTAMIENTO VERIFICARASENTAMIENTO VERIFICARCONT.AIRE

Relacin agua/cemento =0.45

Mezcla no.Asentamiento,

mmContenido de

aire, %

Masa volumtrica,

kg/m3Contenido de

cemento, kg/m3Agregado fino, porcentaje

del total de agregados Trabajabilidad

1 50 5.7 2341 346 28.6 spera

2 40 6.2 2332 337 33.3 Regular

3 45 7 5 2313 341 38 0 Buena3 45 7.5 2313 341 38.0 Buena

4 36 6.8 2324 348 40.2 Buena

Proporcionesparaproducir0.1m3 deConcretoparaPequeasObras

Tamaomax.nominaldel agregado grueso

ConcretoconaireincluidoConcretoconaireincluido

Cemento,Agregadofino

hmedo,Agregadogrueso

hmedo, Agua,delagregadogrueso,mm

Cemento,

kg

hmedo,

kg

hmedo,

kg

Agua,

kg

9.5 46 85 74 16

12 5 43 74 88 1612.5 43 74 88 16

19.0 40 67 104 16

25.0 38 62 112 15

37.5 37 61 120 14

ConcretosinaireincluidoConcretosinaireincluido

Tamaomax.nominaldelagregadogrueso,mm

Cemento,

kg

Agregadofinohmedo,

kg

Agregadogruesohmedo,

kg

Agua,

kg

9 5 46 94 74 189.5 46 94 74 18

12.5 43 85 88 18

19.0 40 75 104 16

25.0 38 72 112 15

37.5 37 69 120 14

ErroresenelDiseodeMezclas

Novariarlarelacinaguacemento(curvade3puntos).

Nocontrolarlaprdidadeasentamientoduranteeldiseodelamezclaparaidentificarlatendenciadefalsofraguadodelcemento.

Nocontrolarlastemperaturasdelconcretoenedadt id tifi l f t d t d d ltempranaparaidentificarelefectoderetardodelosreductoresdeagua.

F t d ltFuentesdeconsulta: ACI211.1StandardPractice for Selecting Proportions for Normal,Heavyweight,andMass Concrete

PCAPortlandCement Association,Design andControlofconcrete, gMixtures,2004

Valarezo,M.,www.utpl.edu.ec/blog/mfvalarezo Fotografasyartculosdeinternet.

MarlonValarezoA.f l @ l dmfvalarezo@utpl.edu.ec