UTEM 2014 Clase 5 Mét Dosif Faury Joisel

MÉTODO DE DOSIFICACIÓN

DE HORMIGÓN

Faury - Joisel

Profesor: Sergio Martínez Trejo

Ingeniero Civil – U.de Chile

Dosificación de Hormigones

Objetivo :

Determinar las proporciones de los materiales

componentes del hormigón, de manera de obtener las

características deseadas.

Estas características son particulares de cada obra o

parte de ella y pueden resumirse según el siguiente

esquema.

Condiciones Generales para Dosificar un

Hormigón

TIPO DECEMENTO

DISEÑO RESISTENCIA

RAZÓN A/C

TRABAJABILIDAD-FLUIDEZ-CONSISTENCIA

DOSIS DE AGUAGRANULOMETRÍATOTAL

USOS ENOBRA

GEOMETRIA DELELEMENTO

TAMAÑO MAXIMO

DURABILIDADCONDICION AMBIENTALATAQUE AGRESIVO

TIPO DECEMENTOADITIVOSDOSIS MINIMA DECEMENTO

CONDICIONESDE PARTIDA

TIPO DE CEMENTOUSO DE ADITIVOSTAMAÑO MAXIMOFLUIDEZCONSISTENCIARAZON A/C

Método de Faury - Joisel

Basado principalmente en :

Granulometría de los áridos.

Resistencia de diseño a 28 días.

Se trata de obtener una curva granulométrica de referencia

o mezcla ideal de áridos y cemento.

La curva se dibuja según:

Eje de ordenadas : porcentaje en volumen absoluto de los

materiales sólidos.

Eje de abcisas : raíces quintas de la abertura de los

tamices en mm.

Faury - Joisel

Metodología

1º Curva de Referencia

Conjunto de granos finos y medianos de 0 a Dn/2

(curva OY). En que O corresponde al menor tamaño

de los granos de cemento (0,0052mm).

Conjunto de granos gruesos de Dn/2 a Dn (curva

YZ).

El punto Y, se encuentra en Dn/2 respecto a la

abcisa y respecto a la ordenada en :

5

2/ 8,17 DnMYDn

Faury - Joisel

Curva Hormigón de Referencia

Faury - Joisel

M : depende del tipo de partículas de los áridos, del

grado de compactación a exigir y de la consistencia

del hormigón.

Suele identificarse :

que es de fácil evaluación.

N Dn17 85

,

Naturaleza de los Aridos

Consistencia Compactación Arena RodadaGrava Rodada

Arena RodadaGrava Chancada

Arena Chanc.Grava Chanc.

Muy Fluida Nula 32 o más 34 o más 38 o más

Fluida Débil 30 -32 32 - 34 36 – 38

Blanda Media 28 - 30 30 - 32 34 – 36

Plástica* Cuidadosa 24 - 26 26 - 28 28 – 30

Muy Firme* Potente 24 - 26 25 - 27 26 – 28

Tierra Húmeda Muy Potente 22 - 24 24 - 26 26 – 29

* Estas consistencias son las que normalmente requiere un hormigón depavimento

Faury - Joisel

2º Determinación del Cemento

Existen varias formas de obtener la cantidad de

cemento.

Dado en Especificaciones Técnicas.

Cantidad mínima dada por intersección de recta del

cemento con hormigón de referencia (curva ideal).

Por resistencia especificada en el proyecto (fp)

(metodología adoptada por Vialidad).

Faury - Joisel

f kfd p

Confección del Hormigón Valores de k

Muy Buena 1,092

Buena 1,144

Regular 1,202

Tabla válida sólo para FD = 20 %

Resistencia Media de Dosificación (fd)

Faury - Joisel

La cantidad de cemento (C) es :

C = fd E (kg /m3)

E : valor que depende del tipo de cemento.

Cemento Empleado E

Corriente 1,05

Alta Resistencia 0,95

Faury - Joisel 3º Determinación del Agua de Amasado (A)

Puede obtenerse según la resistencia media de dosificación (fd) y su relación con la razón A/C (adoptado por Vialidad).

Resistencia Dosificación v/s Razón A/C

Corresponde al agua libre para reaccionar con el cemento y dar la trabajabilidad deseada, por tanto susceptible a correcciones.

fd a 28 días Razón A/C

41 0,41

35 0,43

31 0,46

26 0,53

23 0,58

28 0,78

14 0,92

13 1,00

A CA

C

*

Faury - Joisel

4º Determinación de la Proporción de los Aridos

La suma de los volúmenes absolutos de los materiales

debe ser igual a la unidad.

c + f + g = 1

Solución Gráfica de Joisel

Caso A : Granulometría Continua

Faury - Joisel

Solución Gráfica de Joisel

Caso A : Granulometría Continua

Faury - Joisel

Caso B : Granulometría Discontinua

Caso C : Granulometría Superpuesta

Faury - Joisel

Caso D : Caso General

Faury - Joisel

5º Determinación de la Compacidad (z)

z es el volúmen de hormigón disponible para ser

ocupado por los áridos y el cemento.

z = 1 - H

H: volumen que ocupa el agua y el aire ocluido.

Dn mm 10 12,5 20 25 40 50 80

US 3/8 “ 1/2” 3/4” 1” 1 1/2” 2” 3”

Sin aireincorpo-

rado

30 25 20 15 10 5 3

Con aireincorpo-

rado

80 70 60 50 45 40 35

Faury - Joisel

El % de volumen de cemento es :

sc : densidad de partículas sólidas del

cemento.

6º Determinación de la Cantidad de Aridos

f = ( c + f ) - c

En resumen :

F = f z rsf (kg/m3)

G = g z rsg (kg/m3)

rsf, rsg : densidad de partículas sólidas de los áridos

finos y gruesos.

cC

z sc

*

Faury - Joisel

7º Corrección Agua de Amasado

Agua Total = Agua Amasado + Agua Absorción

Agua Absorción = Gg + Ff

g , f : absorción de los áridos.

8º Determinación Banda Granulométrica de Trabajo

Conocidos g y f se determina la mezcla y banda de trabajo con las

tolerancias siguientes.

Sobre tamiz de 5mm (N° 4), inclusive 5 %

En tamices de 2,5 mm (N° 8)

1,25 mm (N° 16) 4 %

0,63 mm (N° 30)

En tamiz de 0,315 mm (N° 50) 3 %

En tamiz de 0,160 mm (N° 100) 2 %

Faury - Joisel

9º Comprobación Mezcla con Curva Ideal

Se grafican los porcentajes en volumen absoluto de

los materiales gruesos, finos y cemento.

Faury - Joisel

Aplicación

Diseñar un hormigón para una losa armada con :

Fe = 12 a 15 Fe´= 10 a 20

e = 15 cm

Resistencia especificada a 28 días :230 kg/cm2 (FD = 20

%)

Condiciones de obra :

Confección buena.

Compactación por vibración (cuidadosa)

Consistencia plástica

Condición ambiente: normal

Tipo de cemento : corriente

Faury - Joisel

Materiales : Rodados

Tamiz Grava Arena

% %

2” 100 -

1 1/2” 75 -

1” 44 -

3/4” 28 -

1/2” 8 100

3/8” 95

Nº4 90

Nº8 82

Nº16 67

Nº30 47

Nº50 20

Nº100 5

Dens.Real 2,70 2,60 (Kg/dm3)

Dens.Apar. 1,50 1,70 (Kg/dm3)

MF 2,54

Absorción % 0,80 1,50

Faury - Joisel

1º Tamaño Máximo

2º Cálculo de Yd/2

a) Consistencia Plástica

Compactación Cuidadosa

Aridos Rodados

M = 25

Rx

xmm

100 15

2 100 8 1265 2

., .

rx

mm

15 20

2 15 2042 9

( ), .

R

rD x mm D mm 154 1 4 112 42 9 48 0 40, , , , . . .

Faury - Joisel

b)

c) Efecto Pared (No considerar)

N 17 8 40 37 25, ,

B R

D x 1 25 0 75

1 65 2

1 25 40 0 75

1 8

, ,

, ,

, ,

-

-

Y d / , , , , 2 25 0 37 2 1 8 64 0

Faury - Joisel 3º Determinación del Cemento

fd = 1,144x230 = 263 kg / cm2

Cemento Corriente E = 1,05

C = 263x1,05 = 276 kg / m3

4º Agua de Amasado

A = 1000 h

Consistencia Plástica K = 0,325

Compact.Cuidadosa

K´= 0,002 hormigón vibrado

h = 0,152 A = 1000x0,152 = 152 l/m3

Faury - Joisel

5º Determinación Proporción de Aridos

Aplicando solución gráfica de Joisel, se obtiene:

g = 44 %

c + f = 56

6º Compacidad (z)

z = 1- H

Tmax = 40 mm 10 l / m3

s/aire incorporado

Z = 1 - ( 0,152 + 0,01 ) = 0,838 m3

Faury - Joisel

Luego el % de cemento c es :

7º Cantidad de Aridos

f = 56 -11 = 45 %

F = 0,45 x 0,838 x 2600 = 980 kg / m3

G = 0,44 x 0,838 x 2700 = 996 kg / m3

cC

z xx

sc

276

0 838 3000100 11

,.%

Faury -Joisel

Resumen

F = 980 kg / m3 (49,6 %)

G = 996 kg / m3 ( 50,4 %)

C = 276 kg / m3

A = 152 kg / m3

8º Corrección Agua de Amasado

Abs = 996 x 0,008 + 980 x 0,015 = 23 l/m3

Agua Total = 152 + 23 = 175 lt / m3

Faury - Joisel

9º Banda de Trabajo

Tamiz Grava Arena Mezcla Banda

49,6 % 50,4 %

2” 50 50 100 100

1 ½” 50 50 100 100

1” 29 50 79 74 – 84

¾” 18 50 68 63 – 73

½” 5 50 55 50 – 60

3/8” 48 48 43 – 53

Nº4 45 45 40 – 50

Nº8 41 41 37 – 45

Nº16 34 34 30 – 38

Nº30 24 24 20 – 28

Nº50 10 10 7 – 13

Nº100 3 3 1 - 5

Faury - Joisel

10º Comprobación Mezcla

Tamiz Grava Arena Cemento Mezcla

44 % 45 % 11 %

2”

1 ½” 44 45 11 100

1” 26 45 11 82

¾” 16 45 11 72

½” 5 45 11 61

3/8” 43 11 54

Nº4 41 11 52

Nº8 37 11 48

Nº16 30 11 41

Nº30 21 11 32

Nº50 9 11 20

Nº100 2 11 13