Diseño y Proporcionamiento de Mezclas de Concreto Normal Clase 05‐Tecnologia del Concreto y el Marlon Valarezo A. . .
Características
• • • • •
Trabajabilidad Durabilidad Apariencia conom a
• Cemento • Materiales cementantes suplementarios
• Agregado • • Fibras
Requisitos para Condiciones de Exposición
Condic Con dició ión n de ex os osici ición ón
Relación a/c máxima en masa
Resistencia min, f'c, k /cm2 (MPa) [lb/ ul .2]
Concreto protegido de la exposición congelación-deshielo, descongelantes y sustancias agresivas
Elija basándose en la resistencia, trabajabilidad y requisitos de acabado
Elija basándose en los requisitos estructurales
Concreto con baja permeabilidad, expuesto al agua
0.50
2 8 0 ( 2 8 ) [4 0 0 0 ]
Concreto expuesto a congelación-deshielo en la condición húmeda y a descongelantes
0.45
3 2 0 ( 3 1 ) [4 5 0 0 ]
expuesto a cloruros
0.40
3 6 0 ( 3 5 ) [5 0 0 0 ]
Requisitos para Concreto Expuesto a Sulfatos en Suelo o Agua Exposición a sulfatos
Insignificante
o era a
Sulfatos (SO4) en el suelo , % en masa
Sulfatos (SO4) en el agua , ppm
Tipo de cemento
enor que 0.10
enor que 150
ng n po especial
—
a
Moderada res s enc a sulfatos
.
.
a .
Severa
0.20 a 2.00
1500 a 10 000
Muy severa
Mayor que 2.00
Mayor 10,000
alta resist. a su a os alta resist. a sulfatos
Relación a/c max., en masa
Resistencia mínima, f'c, kg/cm2 (MPa) [lb/pulg.2]
—
0.45
320 31 4500
0.40
360 (35) [5000]
Contenido de Aire y Tamaño del Agregado
Demanda Aproximada de Agua para Asentamientos
Contenidos Máximos de Iones Cloruros para la Protección contra la Corrosión
Tipo de elemento
Concreto pretensado oncre o re orza o expues o a cloruro durante servicio Concreto reforzado que estará
Contenido máximo de ión cloruro ‐ , por masa de cemento
0.06 0.15 .
durante servicio Otras construcciones de concreto
0.30
Métodos para el Proporcionamiento de •
‐
• Método del peso • Método del volumen absoluto •
xper enc a e campo
• Mezclas de prueba
atos esta st cos
Resistencia de Diseño:
A partir de Datos de Campo Factor de Corrección para la Desviación Estándar ( 30 Ensayos). Ensayos).
Número de Ensayos
Menos de 15 15 20 30 o más
Factor de corrección ara la desviación estándar
N.A. 1.16 1.08 . 1.00
uan o est n spon es atos para establecer la desviación estándar.
Resistencia a compresión especificada, f' c , MPa
Resistencia a compresión media requerida, f' cr , MPa f' cr = f' c +
≤
35
más de 35
1.34s f' cr = f' c + 2.33s – 3.45 se e mayor va or f' cr = f' c + 1.34s f' = 0.90f' + 2.33s Use el mayor valor
Cuando NO están disponibles datos para es a ecer a esv ac n es n ar.
Resistencia a compresión especificada, f' c , MPa
Resistencia a compresión media requerida, f' cr , MPa
Menos de 21
f' c
+ 7.0
21 a 35
f'
+ 8.5
Más de 35
1.10f' c + 5.0
DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
ACI 211 PASO 1:
SELECCIÓN DEL ASENTAMIENTO . . . .
ACI 211 PASO 2:
SELECCIÓN TAMAÑO MAXIMO NOMINAL DEL AGREGADO
Cuando no este especificado, considerar: • 1/5 ANCHO DEL ELEMENTO • 3/4 ESPACIAMIENTO ENTRE BARRAS • 1/3 ESPESOR DE LOS
ACI 211
ACI 211 PASO 4:
SELECCIÓN DE LA RELACION AGUA‐CEMENTO (W/C)
ACI 211 PASO 5: CALCULO DEL CONTENIDO CEMENTO CANT. CEMENTO = CANT. AGUA MEZCLADO / (W/C)
CANT. CEMENTO = 181 kg/0.55 CANT. CEMENTO = 329 kg.
VERIFICAR SI EXISTEN REQUERIMIENTOS CON RESPECTO AL CONTENIDO MINIMO CEMENTO
ACI 211 DE AGREGADO GRUESO masa vo um r ca Masa = 0.71 x compactada (OD) requerida
Para concretos menos trabajables, como el empelado en la construcción de pavimentos puede incrementarse en un 10%.
.
ASTM C29‐03
Dado:
1 m3
0.46 m3 de agregado grueso Masa unitaria = 1567 kg/m3, varillada Masa específica relativa = 2.65 Agua = 1000 kg/m3 0.46 m3 • 1567 k m3 = 715.5 k Volumen absoluto = 715.5/(2.65 • 1000) = 0.27 m3
0.46 m3
El agregado grueso es el 27% del volumen absoluto del concreto.
ACI 211
: ESTIMACI N DEL CONTENIDO DE AGREGADO FINO .
UM
= 10 GA
+ CM
1−
⎝
GC
− WM
GA − 1
asa un ar a concre o resco kg/m3 G A = Gravedad especifica media del agrega o grueso y no GC = Gravedad especifica del cemento (3.15) A = Contenido de aire % W = Agua de mezclado kg/m3 3 = M
=
100 − A
. Peso del concreto estimado: 2410 kg 2. Sumar las masas conocidas de los materiales: A ua 181 k Cemento 292 kg Agregado Grueso 1136 kg TOTAL
1609 kg
. Masa del Ag. Fino = 2410‐1609 = 801 kg.
Tabla A1.5.3.7.1
ACI 211
: ESTIMACI N DEL CONTENIDO DE AGREGADO FINO . 3
°
• USA VOLUMENES
OCUPADOS POR INGREDIENTES:AIRE, AGUA, EMENT , A R E A D GRUESO • RESTA DEL VOLUMEN CONCRETO EL VOLUMEN DE LOS INGREDIENTES. • VOLUMEN = MASA/DENSIDAD • VOLUMEN = MASA/(Gr.Sp. *Densidad W)
16
998.93 .
20
998.19 .
24
997.27 .
28
996.20 .
Volumen de agua:
181/1000 = 0.181 m3
Cantidad de agua = 181 kg Tabla 9.5
o umen e cemen o:
.
x
= .
m
Cantidad de cemento = 292 kg
Volumen de a re ado rueso:
1136/ 2.68x1000 = 0.424 m3
Cantidad de agregado grueso = 1136 kg
Volumen de aire:
Tabla 9.5
0.01x1000 = 0.010 m3
Volumen total:
0.708 m3
Volumen requerido de agregado fino = 1 – 0.708 = 0.292 Peso seco requerido de agregado fino =
0.292x2.64x1000 = 771 kg
ACI 211 PASO 8:
ADJUSTES POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS
• ABSORCIÓN • HUMEDAD SUPERFICIAL • REDUCCION DEL AGUA DE MEZCLADO = HUMEDAD LIBRE
H2O LIBRE = TOTAL H2O ‐ ABSORCIÓN H20 emp o:
A. Grueso: CH 2%, A 0.5% A. Fino: (CH) 6%, (A) 0.7%
. . ‐ . . A. Fino: 6% ‐ 0.7% = 5.3% = 0.053
1. A uste en las masas de los a re ados: A. Grueso (húmedo): 1136 (1.02) = 1159 kg A. Fino (húmedo): 771 (1.06) = 817 kg 2. Ajuste en el agua de la mezcla: Agua de la mezcla = 181‐1136(0.015)‐817(0.053)= 121 kg
Las masas estimadas ara 1 metro cubico de concreto son:
Cemento Agregado grueso
292 kg 1159 kg
TOTAL
2389 kg
Se debe verificar si las canti a es propuestas producen un concreto que obedece a los requisitos de construcción.
ACI 211
: Concreto suficiente 0.1m3 ara ensa os de asentamiento contenido de aire y fabricaciòn de 3 probetas cilindricas (o vigas si es necesario) para ensayo de compresiòn (o flexiòn). • AÑADA H2O GRADUALMENTE • VERIFICAR CONT. AIRE Relación agua/cemento = 0.45
Mezcla no.
Asentamiento, mm
Contenido de aire, %
1
50
2
40
Masa volumétrica, kg/m3
Contenido de cemento, kg/m3
Agregado fino, porcentaje del total de agregados
Trabajabilidad
5.7
2341
346
28.6
Áspera
6.2
2332
337
33.3
Regular
. 4
36
6.8
. 2324
348
40.2
Buena
Proporciones para producir 0.1 m3 de Concreto para Pequeñas Obras Concreto con aire incluido Tamaño max. nominal , mm
Cemento kg
Agregado fino húmedo kg
Agregado grueso húmedo kg
A ua kg
9.5
46
85
74
16
19.0
40
67
104
16
25.0
38
62
112
15
37.5
37
61
120
14
.
Concreto sin aire incluido Cemento, kg
Agregado fino húmedo, kg
Agregado grueso húmedo, kg
Agua, kg
12.5
43
85
88
18
19.0
40
75
104
16
25.0
38
72
112
15
37.5
37
69
120
14
Tamaño max. nominal del agregado grueso, mm
.
Errores en el Diseño de Mezclas • No variar la relación agua‐cemento (curva de 3 puntos). • No controlar la pérdida de asentamiento durante el diseño de la mezcla para identificar la tendencia de falso fraguado del cemento. • No controlar las temperaturas del concreto en edad emprana para en car e e ec o e re ar o e os reductores de agua.
