MÉTODO DE DISEÑO DEL COMITÉ ACI 2011

I. Conceptos generales:El comité 211 del ACI ha desarrollado un procedimiento de diseño bastante simple

el cual basándose en algunas tablas permite obtener valores de los diferentes materiales que integran una unidad cubica de concreto.

Debemos de tener en cuenta también para el diseño por este método las limitaciones impuestas por las condiciones de obra como son:

Relación agua cemento máxima. Contenido máximo de aire. Asentamiento. Tamaño máximo nominal. Resistencia a la compresión mínima. Requisitos como resistencia promedio, el empleo de aditivos, o la utilización de

tipos especiales de cemento o agregados.II. Secuencia de diseño:

Calcular la resistencia promedio a través de la resistencia de compresión especificada y desviación estándar de la compañía especificada, basándose en los siguientes parámetros.

o Si se tiene 30 o más ensayos realizados de estos 30 ensayos se determina la desviación estándar de dichos resultados. Con esto se aplica las siguientes fórmulas para encontrar f ’ cr=f ’c+1.32 s (probabilidad de que 1 en 100 de que el valor de tres ensayos estén por debajo de la resistencia promedio); f ’ cr=f ’c+3.33 s−35 (probabilidad de que 1 en 100 de que el valor individual de cada ensayo este por debajo de la resistencia promedio).

o Si es que no se tiene un registro de por lo menos treinta ensayos se debe aplicar un factor de corrección que se muestra en la siguiente tabla:

Ensayos Factor de corrección

15 1.1620 1.0825 1.0330 1.00

Si tenemos menos de 15 ensayos realizados recurrimos a la siguiente tabla

f’c f’crMenos de 210 F’c+70210 a 350 F’c+84Sobre 350 F’c+98

Selección del tamaño máximo nominal del agregado grueso si no se cuenta con el análisis granulométrico de los agregados tenemos que tener en cuenta las siguientes consideraciones de puesta en obra.

o Un quinto de la menor dimensión entre caras de encofrados.o Un tercio del peralte de las losas.o Tres cuartos del espacio libre mínimo entre barras y alambres individuales

de refuerzo. Selección del asentamiento:

o Mezclas secas: 0’’ a 2’’.o Mezcla plástica: 3’’ a 4’’.o Mezcla fluida: 5’’ a mas.o Se usa la tabla también 9.2.2

Selección del volumen unitario de agua.- se determina mediante las tablas.o Tabla 10.2.1 (asentamiento vs. consistencia)

Selección del contenido de aireo Tabla 11.2.1 (aire atrapado, TMN).o Tabla 11.3.1 (aire total en %, TMN, exposición.)

Selección de la relación agua cemento por resistencia y por durabilidado Tabla 12.2.2 por resistencia (f’c, contenidos de aire)o Tabla 13.2.5 condiciones especiales de exposición.o Tabla 13.3.2 concretos expuestos a soluciones de sulfatos.o Tabla 13.4.1 contenido máximo de ion cloruro.

Determinación del factor cemento. Determinación del contenido de agregado grueso.

o Tabla 16.2.2 volumen de agregado grueso seco compactado (TMN, módulo de finura)

Determinación de la suma de volúmenes absolutos, de cemento, agua de diseño, aire, agregado fino y agregado grueso.

Determinación de volumen absoluto de agregado fino determinación de los valores de diseño del cemento, agua, aire, A.F y A.G.

Corrección de valors por humedad de agregados.

III. Diseño realizado:a. Especificaciones:

i. No existe limitaciones en diceño por presencia de proceso de congelación; presencia de ion cloruro, o ataques de sulfatos.

ii. La resistencia a la compresión de diseño especificada es de 250kg /cm2, a los 28 días. La desviación estándar es de20kg /cm2 .

iii. Las condiciones de obra requieren una consistencia plástica.b. Materiales:

i. Cemento ASTM tipo I “Pacasmayo”: (Peso específico = 3.11) ii. Agua: potable de la red pública de Cajamarca.

c. Agregados:

Agregado fino Agregado fino Agregado gruesoPeso específico de masa 2.49 2.53Absorción 1.73 1.20Contenido de humedad 0.92 0.74Módulo de fineza 2.67 7.16Tamaño máximo nominal. 1’’Peso seco compactado. 1465.57

Kg. /m3

d. Pasos para la obtención de la mezcla de ensayo:i. Determinación de la resistencia promedio:

f ’ cr= f ’c+1.32 s=250+1.34∗20=277Kg /cm2 f ’ cr=f ’c+3.33 s−35=250+2.33∗20−35=262Kg /cm2

ii. Selección del tamaño máximo nominal del agregado grueso

El tamaño máximo nominal es igual al que se obtuvo de los ensayos= 1’’

iii. Selección del asentamiento:

Para una mezcla plástica el asentamiento más indicado es el de 3’’ – 4’’

iv. Volumen unitario de agua

Se obtendrá únicamente de la tabla 10.2.1= 193 lts/m3.

v. Contenido de aire

Debido a que no va a estar expuesto a condiciones de intemperismo severo no va a ser necesario el uso de aditivo incorporador de aire, el valor del aire total se obtiene de la tabla 11.2.1 para un TMN de 1’’ = 1.5%

vi. Relación agua cemento

Al no presentarse problemas de condiciones de explosión el factor de la relación agua cemento se obtendrá de la tabla 12.2.2 para una resistencia comprendida Se obtendrá de la tabla a la cual se ingresa con la resistencia promedio a los 28 días

ingresando a ella con el f ' c=277kg /cm2 , interpolando se obtiene el valor de:

a /c=0.58

vii. Factor cemento

Fc=1930.58

=322 .76≈323→Kg /m 3

viii. Contenido de agregado gruesoSe calcula con la tabla 16.2.2 con módulo de finura de 2.67 y un tamaño máximo nominal de 1’’

Peso del agregado grueso: 0 .68∗1466=996 .88 Kg /m 3

ix. Calculo de volúmenes absolutos

Cemento……………………………………………..

3233150

=0 .103 m 3.

Agua…………………………………………………….

1931000

=0 .193 m 3.

Aire………………………………………………………1 .5%=0 .015 m3 .

Agregado grueso…………………………………

9972530

=0 .394 m3 .

------------------------------------

Suma de volúmenes……………………………0 .705 m3 .

x. Contenido de agregado fino

Volumen absoluto de A.F.: 1−0.705 =0.295m3 .

Peso seco del A.F.: 0 .295∗2490=734 .55≈735 Kg .

xi. valores de diseño

Cemento……………………………………………..=323 Kg /m 3.

Agua…………………………………………………….=193 Kg/m 3.

Agregado grueso…………………………………=997 Kg /m3 .

Agregado fino……………………………………...=735 Kg /m 3.xii. corrección por humedad del agregado

Peso húmedo del:

Agregado fino…………………………..=997∗1 .0074=1004 Kg /m3 .

Agregado grueso……………………….=735∗1 .0092=742 Kg /m3 .

Humedad superficial:

Agregado fino…………………………..=0.92−1.73=−0.81 %

Agregado grueso……………………….=0.74−1.20=−0 .46 %

Aporte de humedad

Agregado fino…………………………..=735∗−0 .0081 =−5 .95 lts/m 3.

Agregado grueso……………………….=997∗−0 .0046 =−4 .59 lts /m3 .

Total…………………………………………...−−−−−−−− =−10 .54 lts /m3 .

Agua efectiva……………………………..=193+10.5=203.5 lts/m 3.Pesos de los materiales ya coregidos

Cemento……………………………………………..=323 Kg /m 3.

Agua…………………………………………………….=203 .5 Kg /m3 .

Agregado grueso…………………………………=1004 Kg /m3 .

Agregado fino……………………………………...=742 Kg /m3 .xiii. proporción en peso:

323323

:742323

:1004323

= 1 :2.3 :3 .1 /27 lts ./bolsa