TECNOLOGIA DEL CONCRETO

METODO ACI

1.- ESPECIFICACIONES.

Se desea calcular las propiedades de los materiales integrantes de una mezcla de concreto a ser empleada en las vigas y columnas de un edificio de departamentos a ser construido en la ciudad de Tacna. Las especificaciones de obra indican:

a.- No existe limitaciones en el diseño por presencia de procesos de congelación, presencia de ion cloruro, o ataques por sulfatos.

b.- La resistencia en compresión de diseño especificada es de 350 kg/cm2 a los 28 días.

c.- Las condiciones de colocación requieren que la mezcla tenga una consistencia plástica.

2.- MATERIALES.

1) Cemento:

Peso Específico: 3.15

2) Agua:

Potable, de la red pública de la ciudad.

3) Agregado Finos:

Peso Específico 2.62 Absorción 0.864 Contenido de Humedad 0.87 Módulo de Fineza 2.921

4) Agregado Gruesos:

Tamaño Máximo Nominal 1” Peso Seco Compactado 1737.27 Peso Específico 2.67 Absorción 0.587 Contenido de Humedad 0.50 Módulo de fineza 7.563

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3. .- DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA PROMEDIO.

RESISTENCIA A LA COMPRESION PROMEDIO

F’c F’cr

Menos de 210 F’c + 70

210 a 350 F’c + 84

Sobre 350 F’c + 98

Resistencia promedio = 350 + 84 = 434 Kg/m2

4.- SELECCIÓN DEL TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL DEL AGREGADO.

De acuerdo a las especificaciones de obra, el agregado grueso tiene perfil redondeado y un tamaño máximo nominal de 1”

5.- SELECCIÓN DEL ASENTAMIENTO.

De acuerdo a las especificaciones, las condiciones de colocación requieren que la mezcla tenga una consistencia plástica, a la que corresponde un asentamiento de 3” a 4”

6.- VOLUMEN UNITARIO DE AGUA.

El volumen unitario de agua lo seleccionaremos de la tabla 10.2.2., en la que se determina que para un agregado grueso de perfil redondeado y tamaño máximo nominal de 1, en una mezcla de consistencia plástica, corresponde un volumen unitario de agua de 195 lt/m3.

7.- SELECCIÓN DEL CONTENIDO DE AIRE.

Desde que se trata de un concreto sin aire incorporado, de la tabla 11.2.1 se determina que el contenido de aire atrapado para un agregado grueso de tamaño nominal de 1” es de 1.5%

CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO 11.2.1

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Tamaño Máximo Nominal

Aire Atrapado

3/8” 3.0 %

1/2 “ 2.5 %

3/4 “ 2.0 %

1” 1.5 %

1 ½ “ 1.0 %

2” 0.5 %

3” 0.3 %

6” 0.2 %

8.- RELACIÓN AGUA – CEMENTO.

No presentándose es este caso ningún tipo de acción externa que pudiera dañar el concreto, se seleccionara la relación agua - cemento únicamente por resistencia.

Entrando a la tabla 12.2.2 para una resistencia promedio de 434 Kg/m2 en un concreto sin aire incorporado, se encuentra una relación agua – cemento por resistencia de 0.396

Tabla Relación agua/cemento y resistencia a la compresión del concreto

RESISTENCIA A LA COMPRESION A LOS 28 DIAS (f’cr)(Kg/cm2)

RELACION AGUA / CEMENTO DE DISEÑO EN PESO

CONCRETO SIN AIRE INCORPORADO

CONCRETO CON AIRE INCORPORADO

450 0.38 ----

400 0.43 ----

350 0.48 0.40

300 0.55 0.46

250 0.62 0.53

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200 0.70 0.61

150 0.80 0.71

9.- FACTOR CEMENTO.

El Factor cemento de la mezcla será:

Factor cemento = 195/0.396 =492.42 kg/m3

(492.42kg/m /42.50 bl) = 11.59 bl/m3

10.- CONTENIDO DE AGREGADO GRUESO

Para determinar el contenido de agregado grueso, empleando el Método del comité del ACI, se debe entrar a la tabla 16.2.2 con un Módulo de Fineza de 2.921 y un tamaño nominal del agregado grueso de 1” encontrándose un valor de b/bo = 0.658 metros cúbicos de agregado grueso seco compactado por unidad de volumen del concreto.

Peso del Agregado Grueso = 0.658 x 1737.27 =1143.12 kg/m3

11.- CALCULO DEL VOLUMEN ABSOLUTO.

Conocidos los pesos del cemento, agua y agregado grueso, así como el volumen de aire, se procede a calcular la suma de los volúmenes absolutos de estos ingredientes:

Volumen absoluto de:

- Cemento………………………………………… 492.42/3.15 * 1000 = 0.156 m3- Agua…………………………………………. 195/1 x 1000 = 0.195 m3- Aire………………………………………………… 1.5% = 0.015 m3- Agregado grueso……………………………………. 1143.12/2.67 x 1000 = 0.428 m3

Suma de volúmenes absolutos o volúmenes absoluto de la pasta 0.794 m3

12.-CONTENIDO DE AGREGADO FINO.

El volumen absoluto del agregado fino será igual a la diferencia entre la unidad y la suma de los volúmenes absolutos conocidos. El peso del agregado fino será igual a su volumen absoluto multiplicado por su peso sólido.

- Volumen absoluto del agregado fino………….. 1 - 0.794 = 0.206 m3- Peso del agregado fino seco …………. 0.206 x 2.62 x 1000 = 539.72 kg

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13.- VALORES DE DISEÑO.

Las cantidades de materiales a ser empleadas como valores de diseño serán:

- Cemento 492.42 kg/m3- Agua diseño 195 lt/m3- Agregado fino seco 539.72 kg/m3- Agregado grueso seco 1143.12 kg/m3

14.- CORRECCIÓN POR HUMEDAD DEL AGREGADO.

Las proporciones de los materiales que integran la unidad cubica de concreto debe ser corregida en función de las condiciones de humedad de los agregados fino y grueso, a fin de obtener los valores a ser utilizados en obra:

Peso húmedo del:

- Agregado Fino……….. 539.72 x 1.0087 = 544.42 kg/m3- Agregado Grueso…... 1143.12 x 1.005 = 1148.84 Kg/m3

Humedad superficial del:

- Agregado Fino…………. 0.87 - 0.864 = - 0.006- Agregado Grueso…….. 0.50 - 0.587 = - 0.087

Y los aportes de humedad de los agregados serán:

Aporte de humedad del:

- Agregado Fino……….. 539.72 x (-0.00006) = - 0.032- Agregado Grueso…… 1143.12 x (-0.00087) = - 0.994

Aporte de humedad de los agregados - 1.03

Agua Efectiva…………… 195 +1.03 = 196.03

Y los pesos de los materiales, ya corregidos por humedad del agregado, a ser empleados en la mezcla de prueba serán:

- Cemento………………………………………… 492.42 kg/m3- Agua efectiva………………………………….. 196.03 lt/m3- Agregado fino húmedo……………………. 544.42 kg/m3- Agregado grueso húmedo………………. 1148.84 kg/m3

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15.- PROPORCIÓN EN PESO (DOSIFICACION)

492.42/492.42: 544.42/492.42: 1148.84/492.42 / 196.03/492.42

1: 1.12: 2.33 / 0.398 lt /bls

Relación Agua / cemento de diseño = 195 /492.42 = 0.396

Relación Agua / cemento efectiva= 196.03 /492.42 = 0.398

16.- PESOS POR TANDA DE UNA BOLSA.

Y las cantidades de materiales por tanda de un saco serán:

- Cemento = 1 x 42.5 = 42.5 kg/ bls- Agua efectiva = 0.398 x 42.5 = 16.92 lt / bls - Agregado fino húmedo = 1.12x 42.5 = 47.60 kg/ bls- Agregado grueso húmedo = 2.33 x 42.5 = 99.03 kg/ bls

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