DOSIFICACIÓN DE HORMIGONES
Futuro Ing. Univ.: Univ.: Edgar Ramos Vallejos Vallejos HISTORIA CUL C ULTURA TURA ANDINA AND INA– CIUDAD DE D E EL E L ALTOALTO- UPEA Mayo de 2012
CONTROLES PREVIOS Provisión de materias primas
Producción de agregados en planta de trituración o provisión de terceros:
CONTROLES PREVIOS Provisión de materias primas
Producción de agregados en planta de trituración o provisión de terceros:
DOSIFICACIÓN Etapa I: Combinación de agregados o
Se busca rellenar los espacios vacíos con piedra, no con pasta Mayor contenido de piedra
Menor contenido de agua
DOSIFICACIÓN Etapa I: Combinación de agregados
Mortero Excesiva segregación del hormigón
Piedra
DOSIFICACIÓN
Optimización de fracciones de áridos o
Factor de grosura:
%Ret.acum.3/8”
x 100
%Ret.acum.No.8 o
Factor de trabajabilidad:
%que pasa No.8
o
Partículas gruesas : mayores al tamiz 3/8” (9.5 mm), proveen el cuerpo principal o estructura del hormigón
o
Partículas intermedias : pasan 3/8” y retenidas en el No.8 (9.5 mm a 1.18 mm). Este grupo llena los vacíos entre las partículas gruesas y sirven de lubricante entre partículas.
o
Partículas finas: menores a 1.18 mm. Sirven para el acabado y cohesión de la mezcla.
Segregación de los agregados Criterios para clasificar la magnitud de la segregación indican la calidad de la mezcla Según Fang se puede clasificar en 4 niveles de severidad según el análisis de la distribución de tamaños
Segregación de los agregados
Nivel 0: ESTABLE No existe capa de mortero en la superficie No existe variación significativa en la distribución de agregado grueso entre superficie y fondo
Segregación de los agregados
Nivel 1: ESTABLE No existe capa de mortero en la superficie Existe una ligera variación en la distribución de agregado grueso entre superficie y fondo
Segregación de los agregados
Nivel 2: INESTABLE Existe una pequeña capa de mortero (menor a 2.5 cm) en la superficie Existe una ligera variación en la distribución de agregado grueso entre superficie y fondo
Segregación de los agregados
Nivel 3: MUY INESTABLE Claramente segregado con una capa de mortero mayor a 2.5 cm en la superficie Gran variación en la distribución de agregado grueso entre superficie y fondo
Cuidados a tenerse en los acopios
Material mal acopiado producirá hormigón con mala distribución granulométrica
Efectos en las estructuras
La mala distribución de tamaños genera el mal acomodo de la piedra del hormigón
Efectos en las estructuras
El mortero que se queda en la superficie tiene mucha facilidad para fisurarse en estado plástico
DOSIFICACIÓN DE HORMIGONES
Técnicas para el dosificado de Hº
En volumen, con equipo manual
DOSIFICACIÓN DE HORMIGONES
Técnicas para el dosificado de Hº
En volumen, con equipo semi-automatizado
DOSIFICACIÓN DE HORMIGONES
Técnicas para el dosificado de Hº
En peso, con equipo manual (balanzas en obra + mezcladoras de obra)
DOSIFICACIÓN DE HORMIGONES
Técnicas para el dosificado de Hº
En peso, con equipo automatizado (Planta central, puede hacerse el mezclado en camión o mezcladora )
DOSIFICACIÓN Siempre se trabajará en peso Suma total de materiales debe ser igual a la densidad o peso unitario del hormigón fresco
Se asumen materiales EN SECO para relación agregados/cemento
Relación cemento/agregados = 1:5 10% 15% 15%
Relación cemento/agregados = 1:5 917
1000
15%
840
800
15%
600 400
351
245
15%
200 0 t o n e m e C
a e n r A
l a l i v r a G
u a g A
15%
DOSIFICACIÓN Etapa II: CURVAS DE DOSIFICACIÓN
Leyes de comportamiento teóricas: Resistencia del hormigón en
f c
a c 2
k 1 k
función de la relación a/c
Consistencia del Hº es función de
la relación agua/materiales secos
Consumo de cemento es función de la relación agregado/cemento
m C arena C grava (unit .)
H C agua m
m k 3 k 4 a c C c
1000 k 5 k 6 m
DOSIFICACIÓN Etapa II: CURVAS DE DOSIFICACIÓN
Contenido de mortero seco
1 C ar 1 m
C c C c
C ar
C ar C gr
C ar (1 m) 1
Contenido de cemento
C c
1 C ar C gr a
c
DOSIFICACIÓN Pesar las cantidades de materiales calculadas de acuerdo a la relación de agregados/cemento escogida
Pesar el agua inicial
DOSIFICACIÓN Mezclado y verificación del asentamiento
DOSIFICACIÓN Etapa II: CURVAS DE DOSIFICACIÓN
o
Procedimiento experimental: Utilizando la combinación de agregados definitiva (optimizada) se realizan pastones con distintas relaciones cemento/agregados secos:
1:2
1:2.7
1:3.5
1:5
1:6.5
o
Se determina experimentalmente la cantidad de agua real para el asentamiento buscado mediante adición durante el mezclado
o
Todos los pastones deben tener el mismo contenido de mortero (cemento + arena) y el mismo asentamiento de cono.
DOSIFICACIÓN Etapa II: CURV CURVAS AS DE DOSIFICACI DOSIFICACIÓN ÓN
Procedimiento experimental:
Registrar las cantidades finales de la dosificación Se convierten las proporciones para un metro cúbico de hormigón: Masa de Masa Masa Arena Gravilla Cemento Seca Seca CANTIDADES FINALES DEL EXPERIMENTO: 14.00 36.40 33.60
VOLUMEN TOTAL DO DOSSIFICADO EN EL EXPE XPERIME IMENTO:
39. 39.31
LITRO ROSS
Cemento (Kg/m3)
Arena (Kg/m3)
Gravilla (Kg/m3)
DOSIFICACIÓN POR METRO CÚBICO UTILIZADA (EN SECO):
356
926
855
RELACIÓN AGUA/CEMENTO PARA ARIDOS EN ESTADO SECO:
0.61
Masa de Grava Seca 0 .0 0
Masa de agua total
Masa total
8.54
92.54
Grava Agua (Kg/m3) (litros/m3)
0
217
RELACIÓN AGUA/MATERIALES SECOS:
TOTAL (Kg/m3)
2354 10.17%
DOSIFICACIÓN Etapa II: CURV CURVAS AS DE DOSIFICACI DOSIFICACIÓN ÓN Relación cemento/agregados = 1:2
Relación Relación cemento/agregados = 1:2
13% 13 % 1000 29% 29 %
800 80 0
822 82 2 685 68 5 548 54 8
600 60 0
299 29 9
400 40 0 200 20 0
35% 35 %
0
23% 23 %
a/c = 0.44
t o n e m e C
n a e r A
l a l i v r a G
u a g A
Resist. Comp. ≈ 40 MPa
DOSIFICACIÓN Etapa II: CURV CURVAS AS DE DOSIFICACI DOSIFICACIÓN ÓN Relación Relación cemento/agregados = 1:3.5
Relación Relación cemento/agregados cemento/agregados = 1:3.5
11% 11 % 20% 20 %
1000 790 79 0
800 80 0 600 60 0
836 83 6
465 46 5
400 40 0
262 26 2
200 20 0
35% 35 %
0
34% 34 %
a/c = 0.58
t o n e m e C
n a e r A
l a l i v r a G
u a g A
Resist. Comp. ≈ 30 MPa
DOSIFICACIÓN Etapa II: CURVAS DE DOSIFICACIÓN Relación cemento/agregados = 1:5
Relación cemento/agregados = 1:5
10% 15%
917
1000
840
800 600 400
36%
35 1 24 5
200 0
39%
a/c = 0.71
t o n e m e C
n a e r A
Resist.
l a l i v r a G
u a g A
Comp. ≈ 23 MPa
DOSIFICACIÓN Etapa II: CURVAS DE DOSIFICACIÓN Relación cemento/agregados = 1:6.5
Relación cemento/agregados = 1:6.5
10% 12%
989 1000
843
800 600 400 36%
282
237
200 0
42 %
a/c = 0.87
t o n e m e C
n a e r A
l a l i v r a G
u a g A
Resist. Comp. ≈ 18 MPa
DOSIFICACIÓN Etapa II: CURVAS DE DOSIFICACIÓN
Procedimiento experimental (laboratorio): o
Para cada pastón se elaboran probetas (prismáticas o cilíndricas) siempre con el mismo asentamiento objetivo.
o
Una vez conocidos los resultados de resistencia (7 o 28 días) se trazan los 3 cuadrantes de las curvas de dosificación.
Construcción de diagramas de dosificación Resistencia Compresión (Kg/cm 2) 500
Peso de Cantidad de agregados Resistencia Relación a/c Cemento por Kg de (Kg/cm2) (Kg/m3) cemento (m)
450 400 350
3.5
0.609
355.7
461
4.2
0.675
332.6
400
5.0
0.800
280.4
346
5.7
0.850
304.6
311
200
6.5
0.950
222.2
278
150
3.0
0.573
403.1
515
3.0
0.573
373.0
515
4.5
0.716
340.2
379
4.5
0.716
338.9
379
6.0
0.912
263.1
298
6.0
0.912
277.4
298
Cono promedio
10.00
3.5
0.523
406.3
469
6.9
0.741
247.1
273
5.0
0.625
364.7
355
Cono promedio
7.00
300
322 280
250
100 50
Relación a/c 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 en seco 0.69
0
PRIMER CUADRANTE: Resistencia vs. a/c (Abrams)
f c
k 1 k 2a c
Construcción de diagramas de dosificación
Peso de Cantidad de agregados Resistencia Relación a/c Cemento por Kg de (Kg/cm2) (Kg/m3) cemento (m)
0.45
461
4.0
4.2
0.675
332.6
400
4.5
5.0
0.800
280.4
346
5.7
0.850
304.6
311
6.5
0.950
222.2
278
3.0
0.573
403.1
515
6.0
3.0
0.573
373.0
515
6.5
4.5
0.716
340.2
379
7.0
4.5
0.716
338.9
379
6.0
0.912
263.1
298
6.0
0.912
277.4
298
0.523
406.3
469
6.9
0.741
247.1
273
5.0
0.625
364.7
355
Cono promedio
7.00
0.85
0.95
3.5
355.7
3.5
0.75
3.0
0.609
10.00
0.65
2.5
3.5
Cono promedio
0.55
4.20
5.0 5.5
y = 15.503x - 4.6375
Relación agreg/cem
SEGUNDO CUADRANTE: Relación agregados/cemento vs. Relación a/c
m k 3 k 4 a c
Relación agua/cemento
Construcción de diagramas de dosificación Cemento (Kg/m 3)
560
520
480
440
400
360
320
280
240 2.5
Peso de Cantidad de agregados Resistencia Relación a/c Cemento por Kg de (Kg/cm2) (Kg/m3) cemento (m)
404
3.0 3.5 4.0
3.5
0.609
355.7
461
4.2
0.675
332.6
400
5.0
0.800
280.4
346
5.7
0.850
304.6
311
6.5
0.950
222.2
278
3.0
0.573
403.1
515
3.0
0.573
373.0
515
6.5
4.5
0.716
340.2
379
7.0
4.5
0.716
338.9
379
6.0
0.912
263.1
298
6.0
0.912
277.4
298
Cono promedio
10.00
3.5
0.523
406.3
469
6.9
0.741
247.1
273
5.0
0.625
364.7
355
Cono promedio
4.5 5.0 5.5 6.0
Relación agreg/cem
TERCER CUADRANTE: Relación agregados/cemento vs. Cantidad de cemento
7.00
C c
1000 k 5 k 6 m
DOSIFICACIÓN Resistencia característica f ´ck: Es el valor estadístico que garantiza que el 95% del hormigón producido, posee una resistencia mayor o igual a dicho valor 8%
Valor mínimo con el que 1 de cada 20 probetas no podrán cumplir.
7% l a u t n e c r o p a i c n e u c e r F
6% 5% 4% 3% 2%
5% de resultados por debajo de la exigencia
Se asume que una fracción defectuosa del 5% es aceptable para el cálculo de estructuras
95 % de los resultados de resistencia
1% 0% 0 7 1
0 9 1
0 2 1
0 3 2
0 5 2
0 7 2
0 9 2
0 3 1
Resistencia a compresión, Kg/cm2
0 3 3
0 5 3
0 7 3
DOSIFICACIÓN Etapa III: Utilización de los diagramas de dosificación
Algunos coeficientes de variación (S) obtenidos en Bolivia (Vaciado manual): Cochabamba y Oruro:
24%
La Paz y Tarija:
31 %
Santa Cruz:
21%
Algunas obras con buen control: 16% Plantas dosificadoras centrales Ready Mix: Plantas en proyectos de pavimento rígido:
8 a 10% 6 a 8%
DOSIFICACIÓN DE HORMIGONES
Recomendaciones para Dosificaciones típicas:
Dosificaciones más comunes en volumen: H18: Hormigón pobre. Elementos no estructurales
(cunetas, canales, aceras peatonales, etc.)
DOSIFICACIÓN DE HORMIGONES
Recomendaciones para Dosificaciones típicas:
Dosificaciones más comunes en volumen: H18: Hormigón pobre. Elementos no estructurales
(cunetas, canales, aceras peatonales, etc.)
1:5
Cemento:
1 bolsa = 1 caja (0.35 x 0.35 x 0.29)
Arena:
2 cajas = 4 baldes de17.5 litros
Grava:
3 cajas = 6 baldes de17.5 litros
Agua:
14 litros máximo Resist.
Comp. ≈ 23 MPa
DOSIFICACIÓN DE HORMIGONES
Recomendaciones para Dosificaciones típicas:
Dosificaciones más comunes en volumen: H21: Hormigón de uso general (tableros, postes,
barandados en puentes, cabezales de alcantarillas, etc.)
DOSIFICACIÓN DE HORMIGONES
Recomendaciones para Dosificaciones típicas:
Dosificaciones más comunes en volumen: H21: Hormigón de uso general (tableros, postes,
barandados en puentes, cabezales de alcantarillas, etc.)
1:4
Cemento:
1 bolsa = 1 caja (0.35 x 0.35 x 0.29)
Arena:
1.5 cajas = 3 baldes de17.5 litros
Grava:
2.5 cajas = 5 baldes de17.5 litros
Agua:
12 litros máximo
DOSIFICACIÓN DE HORMIGONES
Recomendaciones para Dosificaciones típicas:
Dosificaciones más comunes en volumen: H25: Hormigón para estructuras (tableros, cabezales
de pilotes, pilotes, vigas de puentes, etc.)
DOSIFICACIÓN DE HORMIGONES
Recomendaciones para Dosificaciones típicas:
Dosificaciones más comunes en volumen: H25: Hormigón para estructuras (tableros, cabezales
de pilotes, pilotes, vigas de puentes, etc.)
1 : 3.5
Cemento:
1 bolsa = 1 caja (0.35 x 0.35 x 0.29)
Arena:
1.5 cajas = 3 baldes de17.5 litros
Grava:
2 cajas = 4 baldes de17.5 litros
Agua:
10 litros máximo Resist.
Comp. ≈ 30 MPa
DOSIFICACIÓN DE HORMIGONES
Recomendaciones para Dosificaciones típicas:
Dosificaciones más comunes en volumen: H30: Hormigón para pavimento rígido
DOSIFICACIÓN DE HORMIGONES
Recomendaciones para Dosificaciones típicas:
Dosificaciones más comunes en volumen: H30: Hormigón para pavimento rígido
recomendación uso de aditivos
1:3
Cemento:
1 bolsa = 1 caja (0.35 x 0.35 x 0.29)
Arena:
1 cajas = 2 baldes
Grava:
2 cajas = 4 baldes
Agua:
9 litros máximo
DOSIFICACIÓN DE HORMIGONES
Recomendaciones para Dosificaciones típicas:
Dosificaciones más comunes en volumen: H35: Hormigón para puentes (Vigas postensadas,
cajones postensados, pavimentos de alta calidad)
DOSIFICACIÓN DE HORMIGONES
Recomendaciones para Dosificaciones típicas:
Dosificaciones más comunes en volumen: H35: Hormigón para puentes (Vigas postensadas,
cajones postensados, pavimentos de alta calidad, etc.) necesaria utilización de superplastificantes
1 : 2.5
Cemento:
1 bolsa = 1 caja (0.35 x 0.35 x 0.29)
Arena:
1 cajas = 2 baldes de17.5 litros
Grava:
1.5 cajas = 3 baldes de17.5 litros
Agua:
8 litros máximo Resist.
Comp. ≈ 40 MPa
CONTROLES PREVIOS Provisión de materias primas - ADITIVOS
Aditivos: o o o
Selección del aditivo apropiado para la obra Verificación de certificados de calidad y ficha técnica Ensayos de laboratorio
ANÁLISIS TÉCNICO ECONÓMICO PARA LA SELECCIÓN
Verificación de la dosificación ENSAYO DEL CONO DE ABRAMS •
Representa la consistencia del hormigón (trababjabilidad). Se mide el asentamiento o caída del cono de hormigón al levantarse el molde que lo sostiene. Es un indicador de la calidad del concreto de muy fácil aplicación
Verificación de la dosificación ENSAYO DEL CONO DE ABRAMS
Se debe llenar el cono con hormigón en tres etapas, cada una hasta completar un tercio de la altura del cono En cada etapa se aplican 25 penetraciones de la varilla que va compactando (acomodando) el hormigón Con la tercera capa se debe llenar el cono y rebasar ligeramente el borde superior, se compacta con 25 golpes penetrando en la anterior capa aproximadamente 2 cm.
Verificación de la dosificación ENSAYO DEL CONO DE ABRAMS Al terminar enrasar y levantar el cono cuidadosamente. Realizar la medición Se mide el asentamiento en el Cono de Abrams en centímetros (cm): Consistencia seca: Consistencia plástica: Consistencia blanda: Consistencia fluida:
0 a 3 a 6 a 10 a
2 cm 5 cm 9 cm 15 cm
DOSIFICACIÓN DE HORMIGONES Definir Trabajabilidad: Fundamental en la dosificación de hormigones
Verificación de la dosificación TOMA DE MUESTRAS CILÍNDRICAS
30cm
15 cm
Deben tomarse probetas en todos los vaciados y en lo posible, dependiendo de los volúmenes a vaciarse, un par de probetas cada 18 m3.
Verificación de la dosificación TOMA DE MUESTRAS CILÍNDRICAS
•
Debe tomarse probetas cuando se realicen vaciados de elementos estructurales como : losas, columnas, vigas, zapatas, etc.
•
Se las fabrica en un molde cilíndrico, llenándolo en 3 capas, compactadas con 25 golpes cada una.
Verificación de la dosificación TOMA DE MUESTRAS CILÍNDRICAS
Retirar el excedente de hormigón y enrasar la muestra. Codificarla para su posterior identificación en laboratorio. Mantenerlas en un lugar cubierto y tapadas para evitar la evaporación del agua por lo menos durante las primeras 24 Hrs.
Verificación de la dosificación PREPARACIÓN EN LABORATORIO Y ROTURA A COMPRESIÓN Extraer las muestras de sus respectivos moldes con mucho cuidado 24 horas después de elaboradas. Si las muestras permanecen en obra sumergirlas en agua, según indica la norma, para su respectivo curado hasta el día en el cual se planifica su ensayo a compresión en Laboratorio.
CONTROL ESTADÍSTICO
Variación normal de la resistencia:
Las variaciones en la resistencia del hormigón pueden originarse por las siguientes causas:
Variaciones de las proporciones de los materiales
Variaciones en las propiedades de los materiales
Variaciones en la calidad del cemento
Condiciones climáticas
Muestreo del hormigón y preparación de probetas
Curado
Procedimientos de ensayo de las probetas
VARIABILIDAD DEL HORMIGÓN DE OBRA Análisis de las resistencias obtenidas con hormigones dosificados en obra:
Se analizaron las bases de datos de las regionales de SOBOCE en Oruro, Cochabamba, La Paz, Santa Cruz y Tarija.
Los datos corresponden a resistencias de probetas cilíndricas elaboradas por los clientes de cemento en obra, curadas en obra y ensayadas a compresión en laboratorios de SOBOCE S.A.
La gran mayoría de las probetas corresponden a hormigones dosificados en volumen con mezcladoras y equipo manual.
VARIABILIDAD DEL HORMIGÓN DE OBRA Análisis de las resistencias obtenidas con hormigones dosificados en obra:
Los resultados reflejan las distribuciones globales de resistencias de las probetas por tipo de hormigón, considerando los hormigones más comunes (H18, H21, H25, H35).
Los hormigones analizados fueron elaborados por los clientes de cemento con sus dosificaciones, provenientes de la forma de trabajo habitual de los contratistas y constructores en todos los departamentos.
Muchas de estas dosificaciones corresponden a las típicas relaciones en volumen 1 : 2 : 3 o 3 : 4 : 5
VARIABILIDAD DEL HORMIGÓN DE OBRA RESUMEN NACIONAL
Se comparan los tipos de hormigones más comunes dosificados en obra Cochabamba
Oruro
La Paz
Santa Cruz
Tarija
261
256
218
268
230
R.caract.real (Kg/cm )
157
156
106
175
104
Coef.variación
24%
24%
31%
21%
33%
% cumplim.R. exigida
75%
74%
51%
83%
50%
295
302
284
331
312
R.caract.real (Kg/cm )
192
232
199
216
241
Coef.variación
21%
14%
18%
21%
14%
% cumplim.R. exigida
77%
93%
80%
86%
96%
2
R.media (Kg/cm )
H21
2
(210 2
Kg/cm )
2
R.media (Kg/cm )
H25
2
(250 2
Kg/cm )
Puesta en obra y cuidados en la dosificación ALGUNOS DETALLES DE LAS PRÁCTICAS LOCALES MÁS COMUNES:
Humedad variable en acopios Volúmenes excedentes
Puesta en obra y cuidados en la dosificación ALGUNOS DETALLES DE LAS PRÁCTICAS LOCALES MÁS COMUNES:
Granulometría no controlada
Volumen faltante
Puesta en obra y cuidados en la dosificación ALGUNOS DETALLES DE LAS PRÁCTICAS LOCALES MÁS COMUNES:
Volumen de cemento menor al de agregados
Puesta en obra y cuidados en la dosificación ALGUNOS DETALLES DE LAS PRÁCTICAS LOCALES MÁS COMUNES: Control de agua por tanteo
Cantidad no controlada
Puesta en obra y cuidados en la dosificación ALGUNOS DETALLES DE LAS PRÁCTICAS LOCALES MÁS COMUNES:
Variabilidad en el volumen
Puesta en obra y cuidados en la dosificación ALGUNOS DETALLES DE LAS PRÁCTICAS LOCALES MÁS COMUNES:
Granulometría no controlada (contaminada)
Cantidades no controladas
Puesta en obra y cuidados en la dosificación ALGUNOS DETALLES DE LAS PRÁCTICAS LOCALES MÁS COMUNES:
Agregados con alto contenido de finos
Puesta en obra y cuidados en la dosificación ALGUNOS DETALLES DE LAS PRÁCTICAS LOCALES MÁS COMUNES:
Probetas de obra no son elaboradas con los cuidados necesarios
