Diseo de mezclas de concreto hidrulico

HORMIGON I UMSSDOSIFICACION ACI-211

Introduccin. Concreto hidrulico

Material resultante de la mezcla de cemento (u otro conglomerante) con agregados (grava, gravilla y arena) y agua.

El cemento, mezclado con agua se convierte en una pasta moldeable con propiedades adherentes, que en pocas horas fragua y se endurece tornndose en un material de consistencia ptrea.

Caractersticas de los materiales para realizar el diseo terico de la mezcla de concreto:

Composicin granulomtrica. Gravedad especifica (densidad). Absorcin. Partculas muy finas (limos y arcillas). Pesos volumtricos (suelto y compacto). Humedad natural

DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO HIDRULICO

COMIT ACI 211

Paso 1 eleccin del revenimiento

Paso 2 eleccin del tamao mximo del agregado

No exceder de:

1/5 de la menor dimensin entre costados de la cimbra

1/3 del espesor de la losa del menor espacio libre entre varillas, paquetes

de varillas o torones de pretensado segn se aplique el caso.

Paso 3 requisitos aproximados de agua de mezclado y contenido de aire para diferentes revenimientos y tamaos mximos nominales de agregado

Paso 4 Seleccin de la relacin agua / cemento (con la resistencia a la compresin tabla a y durabilidad del concreto tabla b)

Paso 5 Determinacin de la cantidad de cemento

Se despeja de: A/C = 0.70 (por ejemplo)

C = A / 0.70

La cantidad de agua A se estim en el paso 3 La relacin A/C se determin en el paso 4 El valor 0.7 es un ejemplo, ah debes usar tu valor real

determinado en el paso anterior.

Paso 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 fino

Hay dos formas de determinarlo:

1. Por complemento al peso del concreto fresco o por peso

1. peso de la arena = peso estimado del concreto fresco peso del agua peso del cemento peso de la grava

2. Por volmenes absolutos1. Volumen de la arena = 1 m3 Volumen agua

volumen grava volumen cemento volumen aire

Paso 8. Ajuste por humedad de los agregados

Como 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 mezcla

Peso 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 agregados

Ahora 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 grava

Agua 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

Ejemplo

Para disear una mezcla de concreto es necesario conocer lascaractersticas fsicas de los materiales a emplear en laelaboracin del concreto:

1. Peso especfico del cemento =3.152. Mdulo de finura de la arena=2.703. Densidad de la arena =2.36

4. Absorcin de la arena =5.28 %5. Humedad de la arena=8.00 %6. Densidad de la grava =2.33

7. Tamao mximo de la grava=19 mm.8. Peso volumtrico seco compacto de la grava=1450 kg./m39. Absorcin de la grava =4.50 %10. Humedad de la grava=2.70 %

Dosificacin PASO 1. Apoyndonos en las tablas disearemos una mezcla de f'c = 210 kg/cm2a los 28 das de edad, de un revenimiento de 10 cms empleando un cemento tipoCPO.PASO 2. Un tamao mximo de la grava es de 20 mm (3/4").PASO 3. Para un concreto sin aire incluido, revenimiento de 10 cms., y tamaomximo de grava de 20 mm (3/4"), en la tabla 6.3.3 con un valor de 205 kg/m3 (lt

el aire atrapado estimado aparece con un valor de 2.0 %.PASO 4. En la tabla 6.3.4 (a) aparece con un valor de 0.68 de relacinagua / cemento necesaria para producir una resistencia de 210 kg/cm2 enconcreto sin aire incluido.PASO 5. En base a la informacin obtenida en los pasos 3 y 4, se concluye que elconsumo de cemento es de: 205/0.68 = 301.5 (302) kg/m3.PASO 6. De la tabla 6.3.6 estimamos la cantidad de grava; para un mdulo definura de 2.7 %, un tamao mximo de grava de 19 mm (3/4"), puede

emplearse 0.63 metros cbicos de grava, por lo tanto el peso de la gravaes de 1450 x 0.63 = 914 kg/m3.

PASO 7. Conociendo los consumos de agua, cemento ygrava, el material restante que completa un metro cbico deconcreto debe consistir en arena y aire atrapado

En base en el peso; de la tabla 6.3.7.1 se estima el peso deun metro cbico de concreto sin aire incluido es de 2355 kg.por lo tanto los pesos ya conocidos son: Agua 205 kg Cemento 302 kg Grava 914 kg Total 1421 kg

Por lo tanto, el peso de la arena puede estimarse como se indica a continuacin:

2355 - 1421 = 934 kg

C302 G939 A1009 Ag201 kg/m3

PASO 8. El peso que debemos de adicionar deagregado hmedo es:

Grava 914 kg * (1+2.7/100) = 939 kgArena 934 kg * (1+8/100) = 1009 kg

Agua libre en agregados (w absorcin)Grava = (2.74.5)/100*914=-16.5

(Absorbe agua de la mezcla)Arena = (8-5.28)/100*934=20.6

(Aporta agua a la mezcla)Suma = 4.1 kgAgua final = 205 4 = 201 kg / m3 de concreto

Ajustes por manejabilidad y resistencia obtenida

PASO 9a. Se realiza mezcla de prueba y severifica que se cumpla la manejabilidad revenimiento. Si no se cumple se modifica lacantidad de agua, se vuelve al paso 3, y se realizatodo hasta que se cumpla.PASO 9b. Se realiza mezcla de prueba y seelaboran cilindros que se prueban a los 28 das. Severifica que cumplan con la resistencia fcbuscada. Si no se cumple se modifica la relacinA/C, se vuelve al paso 4 y se realiza todo hastaque se cumpla.

En base al volumen absoluto conocidos de los materiales

tenemos

Por lo tanto se tiene que: Vol de arena requerido = 1000 - 713 = 287 lts

Peso de la arena que se requiere = 287 x 2.36 = 677 Kgs.

A continuacin comparamos los pesos por metro cbico de

concreto son:

NOTA: como se puede observar en la tabla existen dos proporcionamientos diferentes con volmenes diferentes y para la practica nuestra y que es la correcta nosotros empleamos el diseo basado en volumen absoluto, ya que de este se parte de el volumen que le asignemos (1000, 1015, o 1030 litros)

Correccin por humedad y absorcin

Diseo de mezclas de concreto hidrulico Introduccin. Concreto hidrulicoNmero de diapositiva 3DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO HIDRULICOCOMIT ACI 211Paso 1 eleccin del revenimientoNmero de diapositiva 6Paso 2 eleccin del tamao mximo del agregadoNo exceder de:Paso 3 requisitos aproximados de agua de mezclado y contenido de aire para diferentes revenimientos y tamaos mximos nominales de agregado.Nmero de diapositiva 10Paso 4 Seleccin de la relacin agua / cemento (con la resistencia a la compresin tabla a y durabilidad del concreto tabla b)Nmero de diapositiva 12Nmero de diapositiva 13Paso 5 Determinacin de la cantidad de cementoSe despeja de:Paso 6. Volumen de agregado grueso por volumen unitario de concretoNmero de diapositiva 17El peso de la grava:Paso 7 Estimacin del peso del agregado finoHay dos formas de determinarlo:Nmero de diapositiva 21Paso 8. Ajuste por humedad de los agregadosPaso 8b. Ajuste por absorcin de los agregadosEjemploNmero de diapositiva 25Dosificacin Nmero de diapositiva 27C302 G939 A1009 Ag201 kg/m3 Ajustes por manejabilidad y resistencia obtenidaEn base al volumen absoluto conocidos de los materiales tenemosPor lo tanto se tiene que:A continuacin comparamos los pesos por metro cbico de concreto son:Nmero de diapositiva 33Correccin por humedad y absorcin