Mtodo para el diseo de mezclas de concreto en relacin a una resistencia dada

Diseo de mezclas de concreto hidrulico Segn ACI (American Concret Institute)1Objetivo generalDeterminar la combinacin ms prctica de los materiales con los que se dispone para producir un concreto que satisfaga los requisitos de comportamiento bajo las condiciones particulares de usoPara lograr tal objetivo una mezcla de concreto deber poseer las siguientes propiedades:

En el concreto fresco, trabajabilidad aceptable.En el concreto endurecido, resistencia, durabilidad, densidad y aparienciaEconoma

Caractersticas de los materiales para realizar el diseo terico de la mezcla de concretoComposicin granulomtrica. Gravedad especifica (densidad).Absorcin.Partculas muy finas (limos y arcillas).Pesos volumtricos (suelto y compacto).Humedad natural

DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO HIDRULICOCOMIT ACI 211Eleccin del revenimientoEleccin del tamao mximo de agregadoClculo del agua de mezclado y el contenido de aireSeleccin de la relacin agua- cementoClculo del contenido de cementoEstimacin del contenido de agregado gruesoEstimacin del contenido de agregado finoAjuste por humedad del agregadoAjustes en las mezclas de prueba

El documento ACI 211.1 resume el procedimiento de diseo de mezclas de concreto, en 9 pasosPaso 1 eleccin del revenimiento

*Pueden incrementarse en 2.5 cm cuando los mtodos de compactacin no sean mediante vibrado.Paso 2 eleccin del tamao mximo del agregadoEleccin del tamao mximo de agregadoPor regla general, el tamao mximo de agregado debe ser el mayor disponible econmicamente y guardar relacin con las dimensiones de la estructura. En ningn caso el tamao mximo debe exceder de:

1/5 de la menor dimensin entre costados de la cimbra1/3 del espesor de la losa del menor espacio libre entre varillas, paquetes de varillas o torones de pretensadoPaso 3 Requisitos aproximados de agua de mezclado y contenido de aire

Paso 4 Seleccin de la relacin agua / cemento

Seleccin de la relacin agua/cementoLa tabla 6.3.3 del apndice A1 del documento ACI 211.1, proporciona la cantidad de agua (en kg/m de concreto) y el porcentaje de aire atrapado en funcin de las siguientes variables: Tipo de concretoSin aire incluidoCon aire incluido (dependiendo si el nivel de exposicin es bajo, medio o extremo)RevenimientoDe 1 a 2De 3 a 4De 6 a 7Tamao mximo nominal del agregado: (Para 3/8,1/2,3/4,1, 1 ,2,3 y 6)

Exposicin ligeraCuando se desee la inclusin de aire por otros efectos benficos que no sean la durabilidad, por ejemplo para mejorar la cohesin o la trabajabilidad, o para incrementar la resistencia del concreto con un bajo factor de cemento, pueden emplearse contenidos de aire inferiores a los necesarios para la durabilidad.

Esta exposicin incluye servicio interior o exterior en climas en los que el concreto no estar expuesto a agentes de congelacin o deshielo.Exposicin moderadaImplica servicio en climas donde es probable la congelacin, pero en los que el concreto no estar expuesto continuamente a la humedad o a agua corriente durante largos periodos antes de la congelacin, ni a agentes descongelantes u otros productos qumicos agresivos.

Como ejemplos pueden sealarse: vigas exteriores, columnas, muros, trabes o losas que no estn en contacto con el terreno hmedo y que estn ubicadas de manera que no reciban aplicaciones directas de sales descongelantes.Exposicin severaCuando el concreto estar expuesto a productos qumicos descongelantes u otros agentes agresivos, o bien, cuando el concreto pueda resultar altamente saturado por el contacto continuo con humedad o agua corriente antes de la congelacin.

Ejemplos de lo anterior son: pavimentos, pisos de puentes, cunetas, desages, aceras, revestimiento de canales, tanques exteriores para agua o resumideros.

Nota: Para obtener informacin sobre las condiciones relativas al contenido de aire, consultar los comits ACI 201, 301 y 302.

Paso 5 Determinacin de la cantidad de cementoCantidad de cementoEjemplo:Si A/C = 0.70

C = A / 0.70

La cantidad de agua A se estim en el paso 3 La relacin A/C se determin en el paso 4El valor 0.7 es un ejemploPaso 6. Volumen de agregado grueso por volumen unitario de concreto

El peso de la grava:Con el volumen de grava por metro cbico Multiplicado por el peso volumtrico seco compacto de la grava Obtenemos el peso de la grava seca En Kg de grava seca por metro cbico de concreto

Paso 7 Estimacin del peso del agregado finoHay dos formas de determinarlo:Por complemento al peso del concreto fresco o por pesopeso de la arena = peso estimado del concreto fresco peso del agua peso del cemento peso de la grava

Por volmenes absolutosVolumen de la arena = 1 m3 Volumen agua volumen grava volumen cemento volumen aire

Paso 8. Ajuste por humedad de los agregadosComo los agregados reales pueden traer humedad natural, se calcula la cantidad de agregado hmedo que se debe utilizar

Peso del agregado hmedo que se debe usar en la mezcla = Peso del agregado seco * ( 1 + humedad natural) Determinarlo tanto para la grava como para la arena

Consideramos ahora el agua que los agregados aportan a la mezclaPeso del agua por usar para la mezcla = peso del agua del paso 3 (peso de grava seca del paso 6 * humedad natural grava) (peso de arena seca del paso 7 * humedad natural arena)Paso 8b. Ajuste por absorcin de los agregadosAhora le sumamos a la mezcla el agua necesaria para saturar los agregados y que no le quiten agua de hidratacin al concreto

Agua para saturar la grava = peso seco de la grava * absorcin de la gravaAgua para saturar la arena = peso seco de la arena * absorcin de la arena

Agua final para la mezcla = agua obtenida del paso 8 + agua para saturar la grava + agua para saturar la arena