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-\ TECNOLOGIA DEL CONCRETO
DISEÑO DE MEZCLAS ENRIQUE RIVVA LOPEZ
1992
V
J
PR OLOGO
El P e r ú es un país de alta s i s a i c i d a d y g e o g r a f í a v a r i a da y d i f í c i l . N u e s t r a s elva baja se c a r a c t e r i z a por l l u v ia s c o p i o s a s , t e m p e r a t u r a s altas, a re n a s de a ó d u l o de f i n e z a auy bajo, a u s e n c i a de a g r e g a d o grueso, y e s c a s a agua po ta bl e . N u e s t r a s s e r r a n í a s tienen a l t u r a s que p as a n los 4 500 m e t r o s s o b r e el n ivel del aar, h u m e d a d e s r e l a t i v a s que pueden d e s c e n d e r hasta 352, t e a p e r a t u r a s que p u ed e n ser a e n o r e s de 2 0 * C , e s c a s a agua p o tab le , y a b u n d a n c i a de a g r e g a d o i n t eg ra l de g ra n u loeetri a v a ri a da . N u e s t r a costa es e s c a s a en a gua p o t a b l e , a b un d a n t e en a r e n a l e s d e t e m p e r a t u r a que pu ed e a l c a n z a r los 38*C, p ocas c a n te r a s de a g r e g a d o a d e c u a d a m e n t e t ra b a j a d a s, l l u v i a s muy e s c a s a s . T e n i e n d o la alta s i s m i c i d a d c omo u n a c o ns t a n t e y en c o n d i c i o n e s g e o g r á f i c a s tan d i v e r s a s , n u e s t r o s i n g e n i e r o s d e b e n c o n s t r u i r obras de c o n c r e t o y d i s e ñ a r las m e z c l a s más c o n v e n i e n t e s p ara cada caso. La n e c e s i d a d de t r a b aj a r en n u e s t r a s c o n d i c i o n e s ha o b l i g a d o a n u e s t r o s p r o f e s i o n a l e s a m a n t e n e r p e r m a n e n t e a c t u a l i z a d o s sus c o n o c i m i e n t o s s o b r e el c o n c r e t o . E ll o se ha l o g r ad o g r a c i a s a su c o n s t a n t e d e s e o de s u p e r a c i ó n y a la v a l i os a c o n t r i b u c i ó n de las U n i v e r s i d a d e s ; el C a p í t u l o de I n g en i e r o s C i v i l e s del C o l e g i o de I n g e n i er os ; las A s o c i a c i o n e s P r o f e s i o n a 1 esj el C a p i t u l o P e r u a n o del A m e r i c a n C o n c r e t e Inst i tu te } y la A s o c i a c i ó n de F a b r i c a n t e s de C e m e n t o . Los i n g e n i e r o s hemos l l e g ad o a t o mar plena c o n c i e n c i a del rol d e t e r m i n a n t e que j u e ga el c o n c r e t o en el d e s a r r o l l o n a c i o n a l . La a d e cu ad a s e l e c c i ó n de los m a t e r i a l e s i n t e g r a n tes de la mezc la } el c o n o c i m i e n t o p r o f u n d o de las p r o p i e d a des del c o nc r e t o } los c r i t e r i o s de d i s e ñ o de las p r o p o r c i o nes de la m e z c l a más a d e c u a d a para cada caso} el p r o c e s o de p u e s t a en obra) el control da la c alidad del concr et o} y los más a d e c u a d o s p r o c e d i a i e n t o s de a a n t e n i a i e n t o y r e p a r a c i ó n de la e s t r u c t u r a , son a s p e c t o s a ser c o n s i d e r a d o s c u a n d o se c o n s t r u y e e s t r u c t u r a s de c o n c r e t o que d e b e n c u apl ir con los r e q u i s i t o s de calidad, s e g u ri da d , y v i g e n c i a en el t ie a p o que se e s p e r a de ellas. Este l ib r o sólo p r e te n d e ser un a p o r t e aás al c o n o c i m i e n t o del c o n c r e t o y, e s p e c í f i c a m e n t e , e s t á o r i e n t a d o al e s t u d i o de los p r o c e d i m i e n t o s a s eg u i r p ara la e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la u n i d a d cúbica de conc re to , a q u e l l o q ue s o l e m o s d e n o m i n a r diserto de m e z c l a s * E ste l ib r o ha t r a ta d o de c o n j u g a r e x p e r i e n c i a s de l a b o r a t o r i o y obra con c o n o c i m i e n t o s t e ór ic os y e j e a p l o s p r á c t i c o s . de
El l i b ro e st á d e d i c a do a mis a l u an o s d e todas las é p o c a s las F a c u l t a d e s de I n g e n i e r í a Civil y de A r q u i t e c t u r a de
1* U n i v e r s i d a d N a c i o n a l d* I ng e n i e r í a, q u i e n e s p e r i a n e n tem e n t e ee i n c e n t i v a r o n a e st a r a c t u a l i z a d o en c o n c r e t o ; y es* p e c i a l e e n t e a a q u e l l o s j ó v e n e s que, al s o l i c i t a r mi a se s or í a para la e j e c u c i ó n de sus T e s i s P r o f e s i o n a l e s , o b l i g a r o n a que la F a c u l t a d se m a n t u v i e r a , en los ú l t i m o s t r e i n t a ano», en las f r o n t e r a s del c o n o c i m i e n t o en el c a m p o del c on creto. Un a g r a d e c i m i e n t o muy e s p e c i a l a los i n g e n i e r o s peru a n os Juan Sarmiento y Federico Stein y a los ingenieros •nor te aa er i ca no s Ed S o wer y R i c h a r d C a s e ró n que me i ni ciaron en el c o n o c i m i e n t o y d e s p e r t a r o n en ai un i n te ré s p e r m a n e n t e por el e s tu di o del conc re t o . Hi r e c o n o c i m i e n t o p e r m a n e n t e al i n g e n i e r o Ha nu e l G o n zá l ez de la C ot er a quién m e llevó a e j e r c e r la d o c e n c i a a la F a c u l t a d de I n g e n i e r í a Civil y a t r a b a j ar al ]>epartamento de C o n c r e t o del L a b o r a t o r i o de E n s ayo de M a t e r i a l e s de la U n i v e r s i d a d N a c i o n a l de I ng e n i e r í a , al cual he e s t a d o v i n c u l a d o por más de t r e i n t a aftosCreo que e st e libro r e s p o n d e a una n e c e s i d a d d e los p r o f e s i o n a l e s y a l u m n o s de n u e s t r o m ed i o y por eso lo he e s crito. Ho es un d o c u m e n t o p e r f e c t o sino un e s t u d i o p e r f e c t i b l e con los c o n se j o s , a p o r t e s y e x p e r i e n c i a de mis colegas. Es mi e s p e r a n z a y mi más f e r v i e n t e d e s e o que otros a u t o r e s p r o d u z c a n o br a s más c o m p l e t as y a c t u a l i z a d a s sobre el c o nc re to en g e n e r a l y e s p e c í f i c a m e n t e s ob r e e s t a materia.
E n r i q u e R i v v a L ó pez Reg, C I P 362 H i r a f l o r e s » A b r i l de 1992
INDICE Capítulo
Pág.
I.- Historia................................................................................................................ 1 Criterios básicos en el diseño............................................................................... 9 3.- Materiales ........................................................................................................... 15 4.- Propiedades del concreto....................................................................................... 31 5 Información necesaria.................................................................................................... 45 6.- Pasos en d diseño de la mezcla...................................................................................... 49 7.- Selección de la resistencia promedio..................................................................... 51 8.- Selección deí tamaño máximo nominal del agregado grueso................................. 69 9.- Selección deí asentamiento................................................................................... 71 10.- Selección del volumen unitario de agua................................................................ 75 11.- Selección del contenido de aire............................................................................. 81 12.- Selección de la relación agua-cemento por resistencia........................................... 87 13.- Selec ción de la relación agua-cemento por durabilidad:......................................... 95 14.- Selección final y ajuste de la relación agua-cemento............................................. 105 15.- Cálculo del contenido de cemento........................................................................ 107 16.- Selección del agregado.......................................................................................... 109 17.- Ajustes por humedad del agregado........................................................................ 123 18.- Selección de las proporciones por eí método del comité 211 del ACI................... 129 19.- Selección de las proporciones por el método de Walker-...................................... 147* 20.- Selección de las proporciones por el método deí módulo de fineza de la combinación de agregados.................................................................................... 159 21.- Selección de las proporciones por la relación agua-cemento.................................. 187 22.- Selección de las proporciones por mezclas de prueba...... ...................................... 191 23.- Diseño del concreto para pisos.............................................................................. 195 24.- Diseño de mezclas empleando hormigón.............................................................. 199 25.-Conversiones y rendimientos................................................................................. 209 26.Determinación del contenido de aire...................... ......................... 227 27.- Corrección de la mezcla para factor cemento y resistencia invariables................... 231 28.- Ajuste de las proporciones.................................................................................... 237 29.-Problemas especiales.............................................................................................. 247 30.-Mezclas de prueba......................................... ..................................................... 275 31.Limitaciones en el empleo de las tablas.................................................... 285
2-
C APITULO
X
HISTORIA . X
ALC A N C E
El c o n c r e t o de c e m e n t o p o r t l a n d es uno d e los a i s u s a d o s y »1 más v e r s á t i l de los m a t e r i a l e s de c o n s t r u c c i ó n . E st a v e r s a t i l i d a d p e r m it e su u t i l i z a c i ó n en t o d o t i po de f o r mas e s t r u c t u r a l e s , así como en los c l i m a s más v a r i a d o s . En la p r ác ti c a, las p r i n c i p a l e s l i m i t a c i o n e s de 1 con ereto e s t á n d a d a s no por el m a t e r i a l sito por qu ié n d e b e u t i l iz a r l o . E l l o c o n s t i t u y e un p e r m a n e n t e d e s a f i o p a r a el i n g e n i e r o r e s p o n s a b l e de la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s do los m a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de la unid a d c ú b i c a de c o n c r e t o . En la m e d i d a que sus c o n o c i m i e n t o s s o b r e el c o n c r e t o sean m a y o r e s , m e j o r e s s erán sus p o s i b i l i d a d e s de l o g r a r a q u e llo que se p r op on e. S ó l o la a c t u a l i z a c i ó n p e r m a n e n t e p e r m i t e o b t e n e r el m á x i m o p r o v e c h o del m a t e r i a l . E s t e es un r e t o que los i n g e n i e r o s e s t a m o s o b l i g a d o s a a c e p t a r y vencer. El p r o p ó s i t o de e ste C a p i t u l o es p r e s e n t a r a l g u n o s de los h i t o s más i m p o r t a n t e s en la h i s to ri a de la s e l e c c i ó n de las m e z c l a s de c o n c r e t o . No es c o m p l e t o . S ó l o i n t e n t a s e ñ a l a r f e ch a s y h e ch o s s i g n i f i c a t i v o s s o b r e e s t e a s p ecto . -2
DE
ROMA
AL
1900
L a s p r i m e r a s r e f e r e n c i a s s obre un a g l o m e r a n t e con c a r a c t e r í s t i c a s s i m i l a r e s al c o n c re t o están d a d a s por P l i n t o , a u t o r r om an o , q ui é n se r e f i e r e a las p r o p o r c i o n e s de un a g l o m e r a n t e e m p l e a d o en la co ns t ru cc i ón d e las c i s t e r n a s r o m a n a s , i n d i c a n d o que d eb e n m e zc l a rs e " . . . c i n c o p a r t e s de a rena de g r a vi l l a pura, dos de la cal c a l c i n a d a más f u e r t e , y f r a g m e n t o s de s íl ic e * . En sus c o n s t r u c c i o n e s tanto los g ri e g o s c o m o los r o m a n o s empleaban material puzolánico mezclado con cal para p r e p a r a r s o r t e r o s h i d r á u l i c o s o c o n cr e t o s . V i t r u v i u » , el g r a n a r q u i t e c t o romano, d e c í a de una t ufa v o l c á n i c a l l a m a d a p u zo l a n a i "Hay una e s p e c i e de arena la cual, por sí « i s m a , p o s e e c u a l i d a d * « e x t r a o r d i n a r i a s ... 8 i ae ■ • z c U con cal y piedra, ella e n d u r e c e tan bien b ajo agua como en e d i f i c i o s c o mu ne s* . Los mejor es c o n c r e t o s e m p l e a d o s en las más f a m o s a s c o n s t r u c c i o n e s romanas, f u e r o n h e c h o s de
2
DISEÑO Ot MEZCLAS l a d r i l l o roto* cal y p u z o U n a . P r i e e r a s d o s if í cacion»i c uyos buen os r e s u l t a d o s se e v i d e n c i a n h asta la fecha. El P a n t e ó n de A d r i a n o es un e j e a p l o de ello. £n 1756, el ingl és John S ae at o n e f e ct ú a una s e v e r a i n v e s tiga ci ón dt s o r t e r o s en r e l a c i ón con la c o n s t r u c c i ó n del n u e vo F aro del p o b l ad o de E d d y s t o n e , en I n g l a t e r r a . De a c u e r d a a sus i n fo r a e s , el s o r t e r o para t r a b a j a r en agua de lar, bajo c o n d i c i o n e s de e x t r e s a s e v e r i d a d , estuve c o a p u e s t o dei * Dos a e d i d a s de cal cocida o apagada, en fo ra a de polvo seco, a e z c l a d a s con una c ed i d a de una tufa v o l c á n i c a (Dutch Tarr as ), y a ab a s bien b a t i d a s en foraa c o n j u n t a hasta logr ar la c o n s i s t e n c i a de una pasta, u s a n do tan poca agua coao sea p o s i b l e * . J o s e p h Asphin y I .C .J o hn s o n , a a e d i a d o s de 1 324, patentan el d e n o a i n a d o c e a e n t o p or tl a nd e s t a b l e c i e n d o que este de be ser f a br i c a d o c o s b i n a n d o « a t e r í a l e s c a l i z o s y a r c i llos os en p r o p o r c i o n e s d e t e r a i n a d a s , c a l e n t a n d o el aaterial en un horno, y p u l v e r i z a n d o el p r o du c to h a sta c o n s e guir un polvo auy fino. A un qu e e xi s t e una g ran d i fe re n c i a e nt r e este s a te r ia l y los c e a e n t o s e o d e r n o s , su descub r i a i e n t o pera i t e el c r e c i e n t e d e s a r r o l l o del concreto. Alrededor de 1092, el francés Feret establece los p r i a e r o s p ri n ci p i os a o d e r n o s p ara el p r o p o r c i o n a a i e n t o de a e z c l a s de a o r t er o o conc re to . D e s a r r o l l a i n t e r r e l a c i o n e s en tr e las c a n ti d a d e s de ceae nt o, aire y a g ua, y d ef i n e i n i c i a l a e n t e el papel de los po ros en la a e z c l a de c on creto. Sin eabargo, no llega a e s t a b l e c e r c l a r a m e n t e las in t e r r e l a c i o n e s en la a e zc l a de c o n c r e t o c o a o un todo, tal c oa o e llas han s i d o a p li c a d a s en años p o s t e r i o r e s .
1.3
DEL
1900
AL
1940
En 1907, los n o rt e a a e r i canos F u l l e r y T h o s p s o n publican * L a w s of P r o p o r t i o n i n g C o n c r e t e " , b a s ad os en m u s i n v e s t i g a c i o n e s en rela ci ó n con el c o n c r e t o a ser e a p l e a d o por la C o a i s i ó n del A c u e d u c t o de la ciudad de H u e v a York. En es te t r aba jo el é n f a si s está en la d e ns i d a d d e l concreto y en el coto l o g r a r l a a p l i c a n d o la c o n o c i d a "Curva de F u l le r " para g r a d u ar el agregado a aáxiaa densidad. A u n q u e en la a ct u al i d a d este c o n c e p t o ha p e r d i d o s i g n i f i caci ón en el disefto de a e z c la s de conc re to , a l g u n o s i ng e n i e r o s siguen e a p l e á n d o l o en a e z c l a s en las q u e la f r i c ción e n t r e p a rt íc u l a s puede ser de a l g u na i a po rt an ci a . E s to s t ra b aj os i n t r o d u c e n un a é t o d o de d i s e ñ o que se baia en la g r a n u l o a e t r í a del a g re ga do , perai tiendo s el ec ci o na r las p r o p o r c i o n e s para o b t e ne r c o n c r e t o s de a á x i a a den«i-
Historia
3
dad. La e x p e r i e n c i a d e m o s t r ó que las m e z c l a s s e l e c c i o n a d a s •■pisando esta « ¿ t o d o tendían a s e r á s p e r a s y poco trabajables y requerían compactación vigorosa. D u f f A b n i s , en 1?19, cono c o nc l u s i ó n de un p r o g r a m a de i n v e s t i g a c i o n e s r e a l i z a d o en el Le wi s I n s t i t u t e de la c i u d a d de C h i c a g o , d e s a r r o l l a la p r i m e r a teoría c o h e r e n t e s o b r e el p r o p o r c i o n a m i e n t o de t e i d a s de c o n c r e t o al d e mostrar, para las resistencias en compresión de esa é p oc a , la i n t e r d e p e n d e n c i a entre la r e s i s t e n c i a y el vol u» e n de agua por u n i d a d de v ol ua e n de c e m e n t o en ol c o n c re to . A b r a m s d e s a r r o l l a un p r o c e d i • i e n to para el p r o p o r c io n am i en to de m e z c l a s de conc r e to , el c ual es d e t a l l a d o en el B o l e t í n 1 del S t r u c t u r a l M a t e r i a l s R e s e a r c h L a b o r a tory del L ew i s I ns t i t u te . E ste e s t u d i o da n a c i m i e n t o a la conocida "Ley de la r el a c i ó n a g u a - c e m e n t o " o Ley de Abrams, En 1923, el ñor t e a a e r i c a n o G i lk e y p l a n t e a las p r i m e r a s o b s e r v a c i o n e s a la ley de Abra as y s o s t i e n e que el a g r e g a d o no es un m a t er i a l inerte de r el l en o , coao a du ce n a l g u n o s de los s e g u i d o r e s de Abraas, s ino q u e d e s e m p e ñ a un p a p e l i m p o r t a n t e en el c o m p o r t a a i e n t o d e l c o n c r e t o . Será n e c e s a r i o llega r a la d é c a d a del ¿0 p ar a a ce p t a r o f i c i a l m e n t e la v a l i d e z de su teoría. P o r la mi sm a é p o c a de Abra m s , lot n o r t e a m e r i c a n o s E dw a r d s y Y o ung e s t u d i a n la s i g n i f i c a c i ó n del á rea s u p e r f i c i a l d el agreg.ado c om o m e d i d a de la g r a n u l o e e t r ía y de los r e q u i s i t o s de c e m e n t o y agua de un c o n c r e t o . En e s t e c a m p o E d w a r d s d e s a r r o l l a c u r v a s q u e r e l a c i o n a n la r e s i s t e n c i a con el v o l um e n del c e me n to , e x p r e s a d o este ú l t i m o en l i b r a s por pié c u adr ad o de área s u p e r f i c i a l del a g r e g a d o . Young, en r e l ac i ó n con la c o n s t r u c c i ó n de e s t r u c t u r a s h i d r á u l i c a s en Onta r i o, a p l i c a la i dea de la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o de A brams, p er o d e t e r m i n a el v o l u m en del a g r e g a d o sobre la base del á rea s u p e r f i c i a l y no del m ó d u l o de f ineza. T a l b o t en 1921, y él c o n j u n t a m e n t e con R i c h a r t en 1923, i n t r o d u c e n la teoría de la r el a c ió n v a c í o s - c e m e n t o , como u n a n u e v a a p r o x i m a c i ó n al e n u n c i a d o de una t e o r í a c o m p r e n s i b l e de las m e z c la s de c on creto. En un t r ab aj o c o n j u n t o p u b l i ca d o en 1 92 3 en el B o l e tí n 137 de la U n i v e r s i d a d de Illinois, T a l b o t y R i c h a r t i n d i can p r o c e d i m i e n t o s "para disertar m e z c l a s de c o n c r e t o para d i f e r e n t e s d e n s i d a d e s y r e s i s t e n c i a s c u a n d o los v ac í os del m or t e r o , p r e p a r a d o con c emento y a g r e g a d o f i n o dado*,
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DISEÑO DE MEZCLAS han sido d c t t r u l n i d o i por « m a y o s de 1 a bo r a t o r i o " . Ind i can que “se ha m e o n t rido c o n v e n i e n t e » « pi ta r «1 v o l u a i n a b soluto de lo« i n g r e d i e n t e s en t é ra i no s de un v o l u a e n u n i tario dei c o n c r e t o en obra, y para e ste p r o p ó s i t o el peso e s p e c i f i c o de los « a t e r í a l e s d ebe ser c o n o c i d o * . En el « is«o trabajo señalan que d e sde que el t éraino ' c o n s i s t e n c i a del c o n c r e t o * puede ser c o n s i d e r a d o «uy i n d e f in i do "la tabla de fl uj o y el e n sa y o de a m e n t a a i e n t o futron e a p l e a d o s para dar algu n a « ed id a de la e o b i l i d t d y trabajabi 1 idad del c o n c r e t o . S i ea pr e en el «is«o trabajo, cuya iaportancia debe d e s t a ca r se , T a l b o t y R i c h a r t i nt ro d uc e n el c o n c e p t o del c o e f i ci e nt e b/b» p ar « r e l a c i o n a r el v o l u a e n de a g r e g ad o grue so s eco y c o a p a c t a d o al v o l ua en de c o n c r e t o y deter«inar la c a n t i d a d de a g r e g a d o g r u e s o a ser e m p l e a d a por unidad de v o l u a e n d« c o n cr e t o , i n d ic a nd o que e s t e proced i a ie n to t iene la v e n t a j a que el peso u n i t a r i o seco y v a ri l l a d o del a g r e g a d o g r u e s o c o a pe n s a a u t o a á t i c a a e n t e a las diferencias en g ra n u í ornetri», densidad de las p a r t íc u la s y pe rf il de las a isaas. En 1926, el ñ o r t e a a e r i cano B o l o a ey p r o p on e una curva teórica « e d i f i c a d a a ser u t i l i z a d a en g r a n u l o a e t r í a s c o n tinuas. En «1 terc io i n f e ri o r de d i cha curva é sta c on tiene un v o l u a e n s u f i c i e n t e de p a r t í c u l a s de ta«afto «enor coao p ara a s e g u r a r u n a m e zc l a p l & s t i c a o t r a b a j a b l e , la cual pu ede ser c o m p a c t a d a f á c i l a e n t e por p r o c e d i a i e n tos « an uales. D ur an te la d é c a d a de los años 30, W e y a o u t h d e s a r r o l l ó la teoría de que "es n e c e s a r i o e st ud i ar la e s t r u c t u r a total y d i f e r e n c i a r e ntre los v a c í o s d e bid os a la pasta, los ef ec to s l í m i t e s en la s u p e r f i c i e de las p a r t í c u l a s de agregado, y la i n t e r f e r e n c i a e ntre p a r t í c u l a s , antes de tener un c l a r o e n t e n d i m i e n t o sobre la i n f l u e n c i a de la g r a n u l o « « t r i a de los a g r e g a d o s en la p asta de ce«e nt o y en las d i v e r s a s c a r a c t e r í s t i c a s de la p as t a f re sc a *. A partir de sus c o n c l u s i o n e s W e y m o u t h p r e s e n t ó p r o c e d i m i e n tos para d e t e r m i n a r b u e n a s g r a n u l o a e t r í a s del a g r eg ad o fino a p ar t i r de u na g r á f i c a « o r t e r o - v a c í o * | e i g u a l m e n t e e s t a b l e c i ó c r i t e r i o s para d e t e r a i n a r la r e l a c i ó n a gu a- ce «ento para u n a c o n s i s t e n c i a d e s e ad a en a q u e l l o s casos en que la i n t e r f e r e n c i a e n t r e p a r t í c u l a s d e bi d a al a gr eg a d o gr ue s o no es un f ac t or . En 1738 e s t u d i o s r e a l i z a d o s por d i v e r s o s l a b o r a t o r i o s de los E s t a d os U n i d o s l l e v a r o n a la c o n c lu s ió n de que la in c o r p o r a c i ó n v o l u n t a r i a de aire a las m e z c l a s , en f or«a de b u rb uj as de «uy pequeffo d i ia et r o, « e j o r a s i g n i f i c a t i v a -
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Historia
m en t e la d u r a b i l i d a d del c o n cr et o f r e n t e a lo» p ro c e so s de c o n g e l a c i ó n y d e s h i e l o . El d e s c u b r i m i e n t o p a r t e de la a c e p t a c i ó n del h ec ho que el m ejor c o a p o r t a m i e n t o , d u r a b i l i d a d y t r a b a j a b i 1 idad que p r e s e n t a n c o n c r e t o s con c e m e n t o s de c ie r t a s f á b r i c a s era d e b i d o a la a d i c ió n de p e q u e m o s p o r c e n t a j e s de s u s t a n c i a s a j e n a s al ceme n t o, v e n t a j a era d e b i da a la i n c o r p o r a c i ó n de m i l l o n e s de p e q u e r a s b u r bu ja s de a ire en el c o n c r e t o . El va lo r del aire i n c o r p o r a d o sobre la d u r a b i l i d a d del c o n c r e t o en clisas de baja t em p er at u ra fue c o n fi r m a d o por e n s a y o s de e x p o s i ción del c o n c r e t o a c o n d i c i o n e s s e v e r a s de b a j a t e m p e r a tura y a c ci ó n de « a l e s d e s c o n g e l a n t e s . El c o n o c i m i e n t o de les p r o p i e d a d e s del a ire i n c o r p o r a d o y de su e f e c t o «obre las del c o n cr et o i n t r o d u j o c a m b i o s n o t a b l e s en los p r o c e d i m i e n t o s de p r o p o r c i o n a m i ento de las m e z c l a s .
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LOS
ULTIMOS
CINC U E N T A
AriOS
En 1942 el a r ge n t in o G ar c í a B a la d o p r o p o n e un e é t o ^ o b a s tante p r á c t i c o para el dise n o de m e z c l a s . El f r a n c é s V á l lete p r e s e n t a i n t e r r e í a c i o n e s e n t r e la p a sta y la g ra nu l o m e t r í a del agre g ad o. El ruso H i r o n o f t r a b aj a en disertos con « g r i g a d o i n t e g r a l . O tros i n v e s t i g a d o r e s , en d iv e rs os p aíses, i n c o rporan c o nc ep to s s o b r e el papel del a g r egado, el e m p l e o de p uz o l a n a s , y la i n c o r p o r a c i ó n de a d i t i vo s a las m ez c la s . H en r y Kenn e d y p r e s e n t a un m ét od o de p r o p o r c i o n a m i ento b as a do en la rela c i ó n a g u a - c e m e n t o y el m ó d u l o de fineza de la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d os para l le g a r a u na a de c u ad a p r o p o r c i ó n de las p a r t í c u l a s de a g r e g a d o s fino y grueso. P o s t e r i o r m e n t e , W .F .K e l l e r m a n , d e s p u é s de c u i d a d o s a s in v e s t i g a c i o n e s , e n c u e n t r a que " para un c o n t e n i d o de c e m en t o d ado y una a rena d e t e r m i n a d a , d e b e r á e m p l e a r s e una r e l a c i ó n b/b« con c a m b i os en el c o n t e n i d o de c e m e n t o y la g r a n u l o m e t r í a de la arena, r e v e l a n d o por e s t o s e n sayos, c o n j u n t a m e n t e con los p r i n c i p i o s e s t a b l e c i d o s por Lyse en 1932, que para una combinación- d ad a de m a t e r i a l e s y una c o n s i s t e n c i a d e te r m i n a d a , la c a n t i d a d total de a gu a por u n i d a d de volu ae n del c o ncr et o es c o n s t a n t e , i n d e p e n d i e n t e m e n te del c o nt en i do de cemento, lo que h a c e p os ib l e s i m p l i f i c a r c o n s i d e r a b l e m e n t e el d i s e ñ o de m e z c l a s de c o n t e n i d o v a r ia b l e de cemento". En 1944 el A me r ic an C o n c r e t e I n s t i t u t e a p r u e b e y publi ca " R e c o m m e n d e d P r a c t i c e for the d e s i n g of c o n c r e t e mixed" (ACI 6 1 3- 4 4) . Esta r e c o m e n d a c i ó n i n c l u y # un c o n j u n t o de pasos p ara el d i s e ño de m e z cl a s de c o n c r e t o por el m é to do
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DISEÑO DE MEZCLAS de lo» v o l ú a e n e s A b s ol u t os , b as á n do se en la s e l e c c i ó n de la r e la c ió n a g u a - c e s e n t o , en la r e s i s t e n c i a d e s e a d a , y en las c o n d i c i o n e s de s e r vi ci o . Una nota de pie d e página en esta r e c o a e n d a c i ó n i n d ic a b a 'cua nd o el c o n t e n i d o de aire es a p r ec ia b le , cono en los casos en que se e a p l e a agentes i n c o r p o r a d o r e s de aire, debe e f e c t u a r s e una a d e c u a d a coap e n s a c i ó n c o n s i d e r a n d o al aire c o m o r e e m p l a z a n d o a un v o l u a e n s i a i l ar de arena*. En 1952 se u t i l i z a por pria er a vez ceni za s, p r o v e n i e n t e s de la c o a b u s t i ó n del carbón, coao a a t e r i al d e r e ea pl az o de una p arte del ceaento, con la f i n al i da d de r e duc ir la v e l o c i d a d de g e n e r a c i ó n del calor en e s t r u c t u r a s aasivas. Has tarde se d e s c u b r i r é su ia po r t a n ci a coao a ge n tes f ora a d o r e s de gel p ara redu ci r los poros c a p i l a r e s . En 1954, el A a e r i c a n C o n c r e t e Institute, a t r a v é s de su C o a i t é 613, e s t u d i a y r e e ap l a za a la r e c o e e n d a c i ó n del año 1944. La n u ev a incl uy e procedí ai en tos p a r a el diserto d i r e c t o de c o n c r e t o s con y sin aire i n c o r p o r a d o e igual•inte r e ea p l a z a el p r o c e d i a i e n t o de s e l e c c i o n a r el p o r c e n t aj e de a g r e g a d o fino sobre la base de u n a v a r i e d a d de f a c t o r e s por el de e a pl ea r el c o e f i c ie n t e b / b e para detera in a r la c a n t i d a d de a g r e ga d o g r u e s o por unidad de v o lu ae n del c o n c r e t o . En este p r oc e d i a i e n to se toaa en c on s id e r a c i ó n la a n g u l a r i d a d y c on t en i d o de v a cí o s del a g r eg a do g ru es o en el peso u n i t a r i o s eco v a r i l l a d o del v o l ua en de a g re g ad o , y el peso del a g r e g a d o g r u e s o en la unidad cúbica del c on cr e to es c a l cu la d o a u 1 1 ip l i cando el f a c t or b/bo por el peso u n i t a r i o seco v a r i l l a d o . Sin eabargo es d i s c u t i b l e la a p r e c i ac i ón de c o n s i d e r a r c o n s tante la c a n ti da d de a g r eg ad o grue so para d i f e r e n t e s c o n t enidos de ceae nt o, a s e n t a a i e n t o s , y c o n c r e t o s con y sin aire i n c o r po r a d o . En la d é ca d a de los 60, el g rupo p r e s i d i d o p o r Stanton U al k er p r e s e n t a u n a a p ro x i a a c i ó n poco c o a p l i c a d a , basada f u n d a a e n t a l a e n t e en la e x p e ri e nc i a , para l l e g a r a las p r o p o r c i o n e s de la aezcla. El aéto do p r o p u e s t o iapl i ca la s e l ec ci ó n del p o r c e n t a j e de a g r eg ad o f i n o en el a gr e g a d o total a parti r de una Tabla e a p í ri c a b a s a d a en el c o n tenido de c e a e nt o y el taaaño a Ax i a o del a g r e g a d o . Por la a isaa é p o c a los i n v e s t i g a d o r e s G o l d b e a k y Cray d e s ar ro ll an d e t a l l a d o s p r o c e d i a i e n t o s de p r o p o r c i o n a a i e n t o de a e z c la s b a s a d o s en la relac ió n b / b 0 para d e t e r a i n a r la ca ntidad de a g r e g a d o grueso, e a p l e an do t a bl a s p ar a c a l c u lar el c o n t e n i d o de agua por aetro cúbi co p a r a una c o n s i s t e n c i a dada, el taaañ o del a g r e ga d o y la a n gu l a r i d a d del aisa o, y el c o nt e n i d o de ceae nt o r e q u e r i d o b as án d o s e en la r e s i s t e n c i a n ec e s a r i a .
Historia
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En 1763, el i n v e s t i g a d o r n o r t e n e r i c á n o G i l k e y , que ya en 1923 h a b í a f o r m u l a d o s e r i a s o b s e r v a c i o n e s a la d e n o m i n a d a L ey de A br á i s, propone una v e r s i ó n a m p l i a m e n t e m o d i f i c a d a de d i c h a Ley, p ro pu e s t a que d e s c a n s a en sus e s t u d i o s de 1923 y en las i n v e s t i g a c i o n e s de Wa lk er , Bloem y G ay no r en la U n i v e r s i d a d de M a r y l a n d . Su teor ía s o s t i e n e que s ó l o d e b e d ar se i m p o r t a nc i a a la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o , s i n o t am b i én a f ac t o r e s t al e s c o m o la r e l a c i ó n c e me nt o a g r e g a d o , y la g r a n u l ó m e t r í a , d ur ez a, r e s i s t e n c i a , p e r fil, t e x t u r a s u p e r f ic i al y taa añ o m á x i m o del a g r e g a d o e m pleado . En los a ño s t e rm in al e s de la d é ca d a de los ¿0 los e s t u dios son co n ti n u a d os por numerosos investigadores de d i f e r e n t e s países, M e r e c i é n d o s e M e n c i o n a r los trabajos r e a l i z a d o s por P o p o v i ch con la t e o r í a d e la i n f l u e n c i a del t am a ño m áx i m o del a g r e g a d o y por P o w e r s con sus e s t u d i o s sobre la i m p o r t a n c i a de la r el ac i ó n g e l - e s p a c i o . Ho m e n os importan tes son los t r a b a j o s s o b r e la r e s i s t e n cia por a d h e r e n c i a p a s t a - a g r e g a d o . A p a rt ir de 1963 se d e s a r r o l l a n c o n c r e t o s en los cuales se a d i c i o n a f ib ra de a c e r o r e l a t i v a m e n t e fina y corta, o a l t e r n a t i v a m e n t e fibra de vi dr io . Su a m p l i o d e s a r r o l l o se b as a en su i n c r e m en to en la r e s i s t e n c i a a la t en s ió n, su c o nt ro l del a g r i e t a mi e nt o , su i n c r e m e n t o en la r e s i s t e n cia al i mp a c t o , asi como su a u m e n t o de las r e s i s t e n c i a s a la f a ti g a y ab rasión. E st e d e s c u b r i m i e n t o o b l i g a a d e s a r r o l l a r n u e v a s técnicas de d i s e ñ o de las a ez c la s . T a m b i é n c o m i e n z a en esta d é c a d a un d e s a r r o l l o de los a d i tiv os c omo m o d i f i c a d o r e s de la» p r o p i e d a d e s del concreto. A c e l e r a n t e s y p 1 astifi c a n t e s , incor p o r a d o r e s de aire, ret a r d a d o r e s y a c e l e r a nt e s de f ra gu a, i m p e r m e a b i l i z a n t e s , inhibidores de lt c o r r o s i ó n , fungicidas, etc., crean n u e v o s d e s a f i o s a los i n g e n i e r o s y los d i s e ñ o s de m ez cl a e n t r a n a una etapa e x p e r i m e n t a l a nivel de t r a b a j o s de l a b o r a t o r i o . Ya en esta é p o c a no se a c e p t a un d i s e ñ o que p r e v i a m e n t e no haya sido analizado y experimentado a n i v e l de l ab o r at o ri o y/u obra. A p a r ti r de 1965 se d e s a r r o l l a n los c e m e n t o s c o m b i n a d o s } los c o n c r e t o s livianos y p es a d o s? los c o n c r e t o s para c e n t ra le s n u c l e a r e s ; los d e n o m i n a d o s c o n c r e t o s po lí m er os ) los c o n c r e t o s con r e s i s t e n c i a por e n c i m a de los 700 k g / c m 2 ) los con ere tos a r q u i t e c t ó n i c o s y c o l o r e a do s , etc. T o d o s e st o s tipos de c o n c r e t o s o b l i g a n a m o d i f i c a c i o n e s en los c r i t e r i o s que r eg í a n los d i s e ñ o s de mezcl a s, o r i e n t á n d o s e p r e f e r e n t e m e n t e a la e x p e r i m e n t a c i ó n en labora tor i o .
a
DISEÑO DE MEZCLAS En 1a d é ca d a de los 70, los i n v e s t i g a d o r « * W a l k e r , Bloes y Ga yn o r en H a r y l a n d y Cord o n y G i l l e s p i e en o t r os l a b o r a to ri o» , al i n v e s t i g a r los f a c t o r e s que a f e c t a n la re s i st e n c i a del c o n c r e t o c o n fi r a a n que en las M e z c l a s M e dias y rictt, la r e s i s t e n c i a es *As a lt a para los s eñ o re s t asañ os s A x i s o s del a g r e g a d o g ru es o s i e e p r e que se santenga c o n s t a n t e la r e la c ió n a g u a - c e s e n t o . E s t o s t ra ba jo s e li a in a n d ef i ni t i va s e n t e el error de q u i e n e s s os t e n í a n que los c o n c r e t o s sAs fuer te s d e b e r í a n o b t e n e r s e con el e s p l e o del a g r e g a d o g r ue s o eás g r a n d e p o s i b l e d e s d e que los c o n c r e t o s con a g r e g a d o gran de r e q u e r í a n s e n o s agua y por lo t anto tend rí an una señor r e l a c i ó n s g u a - c e s e n t o par« un c o n t e n i d o de c e s en t o dado. Las i n v e s t i g a c i o n e s de W a l k e r han l l e v a d o a la c on c l us i ón de que en los diseños de s e z c la debe considerarse que p ara propósitos de r e s i s t e n c i a el tasa ño s áx i s o ó p t i s o del a g r e g a d o grueso d i s s i n u y e c o n f o r s e el c on t en i d o de c e s en t o, y por tanto el de pasta, se in cr e s e n ta . Hoy en los d i s e ñ o s de «ezcla se c o n s i d e r a que para mezc la s ricas de alta r e s i s t e n c i a , a g r eg ad o de 1/2* A 3/8" puede ser «1 »As c o n v e n i e n t e , en tanto que en M e z c l a s de r e s i s t e nc i a s e d i a es sás c o n v e n ie nt e e a p l e a r a g re g ad o grue s o de 3/4* A 1 1/2", y para s e z cl a s p o b r e s los s e j o r e s r e s u l t a d o s se o b t e n d r í a n con t a sa ño s s A x i s o s sa yo re s . En la d é c a d a de los 70, el A s e ri ca n C o n c r e t e I n s ti tu te revi s a la r e c o s b n d a c i ó n ACI ¿13-54 y la r e e s p l a z a por la ACI 211-71 " R e c o s s e n d e d Prac ti co for s e l e c t i n g proportions for nors a l w e i g h t concrete", la cual ha e x p e r i m e n tado d i v e r s a s M o d i f i c a c i o n e s hasta el año 1985. Esta noraa tosa en c o n s i d e r a c i ó n suchos de los c o n c e p t o s ex p uestos. En la a c t u a l i d a d el C os it e 211 ha p r e p a r a d o re c o m e n d a c i o n e s para c o nc re to s n o rs a l e s , sin a s e n t a m i e n t o , livianos, pesa do s , y c iclopeos. R e v i s i o n e s c o n t i n u a s de estas r e c o s e n d a c i o n e s se real i za n p ar a p r o p o r c i o n a r e s tándar que r e s p o n d a n a las d iv er s as y c r e c i e n t e s n e c e s i dades de la i n d u s t r i a de la c o n s t r u c c i ó n . E nt r e 1965 y 1991 ya se hace d i f í c il segu ir la h is to r i a de la e v o l u c i ó n del p r o c es o de d i se ñ o de M e z c l a s . Muchos son los p r o t a g o n i s t a s y países i e p l i c a d o s . A l g o hay en coaúni o b t e n e r un c o n c r e t o que c uM pl a con t od os los r e q u i s i t o s e s t a b l e c i d o s por el i n g e n i e r o p r o y e c t i s t a , que o f r e z c a al u s u a r i o el s A x i so de s e gu r i d a d , y q u e tenga el s eñ or c o sto c o s p a t i b l e con las e x i g e n c i a s a n t e r i o r e s .
CA P I T U L O CRITERIOS X
B A SICOS
2 EN
El-
DISEÑO
NOTACION
'o ... R e s i s t e n c i a en c o a p r e s i ó n e s p e c i f i c a d a del c o n cret o , u t i l i z a d a por el i n g e n i e r o c a l c u l i s t a e indicada en los plano s y ' especificaciones de o bra. Se e x p r es a en k g / c a * . .. R e s i s t e n c i a en c oa p r es i ón p r o a e d i o r e qu e r i d a , ut i l i z a d a para la m e l e ^ ci ó n de laa p r o p o r c i o n e s de los «ateríales que intervienen en la unidad c ú bi c a de co ncreto. 2
INTRODUCCION
El c o n c r e t o es un a a t e ri a l heterogéneo el cual e st á c o a p u e s t o p r i n c i p a l a e n t e de la c o a b i n a c i ó n de c e a e n to , agua, y a g r e g a d o s fino y grues o. El c o n c r e t o c o n t i e n e un pequefto v o l u a en de a ire a tr a pa d o , y p uede c o n t e n e r t a a b i é n a ire i n t e n c i o n a 1 ae n t e i n c o r p o r a d o a e d i a n t e el e a p l e o de un a ditivo. I g u a l a e n t e , en la a ez &l a de c o n c r e t o taab ié n se u t i l izan con f r e c u e n c i a o tr o s a*ditivos para p r o p ó s i t o s t ales c oao a c e l e r a r o r e t a r d a r el f r a g u a d o y el en d u r e c i a i e n t o inicial) a e j o r a r la t r a b a j a b i 1 i d a d ; r e d u c i r los r e q u i s i t o s de a gua de la a e z c l a ; i n c r e a e n tar la r e si s t e n c i a ; o a o d i f i c a r o t r a s p r o p i e d a d e s del concreto• A d i c i ó n alaen te, a la a e z c l a de c o n c r e t o se le p ue d e incorporar deter ainados aditivos Mine ra les, tales coao las p u z o l a n a s , las c e niz as y las e s c o r i a s de alto h o r n o f i n a a e n t e aoli d a s. E s t a i n c o r p o r a c i ó n p u e d e r e s p o n d e r a c o n s i d e r a c i o n e s de e c o n o a í a o se p ue d e e f e c t uar para a e j o r a r d e t e r m i n a d a s p r o p i e d a d e s del c o n cret o ; r e d u ci r el calor de h i d r a t a c i ó n ; a u a e n t a r la r e s i s t e n c i a final; o a e j o r a r el coa p o r t a a i e n t o del c o n c r e t o f r e n t e al ataq u e por s u l f a t o s o a la r e a c c i ó n á lc a l i - a g r e g a d o s . La s e l e c c i ó n de los d i f e r e n t e s M a t e r i a l e s que c o a p o n e n la a e z c l a de c o n c r e t o y de la p r o p o r c i ó n de cada u no de e l l o s d e b e ser s i e ap r e el r e s u l t a d o de un a c u e r d o r a z o n a b l e e n t r e la e c o n o a í a y el c u a p l i a i e n t o de los r e q u i s i t o s q u e debe s a t i s f a c e r el c o n c r e t o al e s t a d o f r e s c o y el e n du r e c i d o .
DISEÑO DE MEZCLAS
\0
E s t o * r e q u i s i t o s , o c a r a c t e r í s t i c a s f u n d a m e n t a l e s del c o n c r e t o » están r e g u l a d o s por el e m p l e o q u e me Ha dm dar * é ste, así c o m o por las c o n d i c i o n e s q u e se esperA han de e n c o n t r a r s e en o b r a a 1 m o m e n t o de la c o l o c a c i ó n } c o n d i c i o n e s que a m e nu do , pero no s i e mp r e , es tán i n d i c a d a s en los p la no s o en las e s p e c i f i c a c i o n e s de o b ra * 2-3
1
DEFINICION
La s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de los m a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de la u n i d a d c ú b i c a de c o n c r e t o , c onocida u s u a l e e n t e coeo diserto de la m e z cl a, p u e d e ser d e f i n i d a c o m o el p r o c e s o de s e l e c c i ó n de los i n g r e d i e n t e s • As a d e c u a d o s y de la c o e b i n a c i ó n eás c o n v e n i e n t e e c o n ó m i c a de los m í s m o s , con la f i n a l i d a d de o bt e n e r un p r o d u c t o que en el e s ta d o no e n d u r e c i d o tenga la t r a b a j a b i l i d a d y c o n s i s t e n c i a a d e c ua d as ) y que e n d u r e cido c u ep l a con los r e q u i s i t o s e s t a b l e c i d o s por el d i s e c a d o r o i n d i c a d o s en los p l a n o s y/o las e s p e c i f i c a c i o n e s de obra.
2
En la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la M ez cl a de c o n c r e t o , el d i s e c a d o r de b e r e c o r d a r que la c o a p o s i ción de la si sm a e st á d e t e r m i n a d a por* a) L a s p r o p i e d a d e s que d eb e tener el c o n c r e t o e n d u r e ci do, 1 as c ua l e s son d e t e r m i n a d a s por el i ng en i er o e s t r u c t u r a l y se e n c u e n t r a n i n d i c a d a s en ios planos y/o e s p e c i f i c A c i o n e s de o b r A . b)
L a s p r o p i e d A d e s del c o n c r e t o al e s t a d o no e n d u r e ci do, las c u a l e s g e n e r a l e e n t e son e s t a b l e c i d a s por el i n g e n i e r o c o n s t r u c t o r en f un ci ón del tipo y c a r a c t e r í s t i c a s de 1 a o b rA y de I a s t é c n i c a s a ser e m p l e a d a s en la c o l o c a c i ó n del c o n c r e to .
c) E l
3
cos t o d*
1a u n i d a d
cúbica
de c o n c r e t o .
Los c r i t e r i o s presentAdos permiten o b t e n e r una p r i m e ra aproximación de las p r o p o r c i o n e s de los M a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de la u ni d ad c úb ic a de c o n c r e t o . Estas p r o p o r c i o n e s , sea cual f u e r e el M ét o d o e e p l e a d o para d e t e r e i n a r 1 a s , d e b e r á n ser c o n s i d e r a d a s c o m o v al o re s de p r u e b A s u j et o s a r ev is ió n y a ju st es s o b r e la base de los r e s u l t a d o s o b t « n i d o s on m e z c l a s p r e p a r a de s b aj o c o n d i c i o n e s de l a b o r a t o r i o y obra. D e p e n d i e n d o de las c o n d i c i o n e s de cada lar, las m e z c l a s de p ru e b a d e b e rá n ser
caso particu p r e p a r a d A s en
y
Criterios básicos en ef diseño
U
ti l a b o r a t o r i o y, de p r e f e r e n c i a , c o a o t a nd a s de o bra •■picando «1 p e r so na l , m a t e r i a l e s y e q u i p o a ser u t i l i z a d o s en la c o n s t r u c c i ó n . E ste p r o c e d i m i e n t o pvrm i t e a j u s t a r las p r o p o r c i o n e s s e l e c c i o n a d a s in la med i d a que e ll o s ea n e c e s a r i o hasta o b t e n e r un c o n c r e t a que, ta nto en e st a d o f r e s c o coao e n d u r e c i d o , r e úna las c a r a c t e r í s t i c a s y p r o p i e d a d e s n e c e s a r i a s ; evi ta nd o los e r r o r e s d e ri v a d o s de a s u e i r que los v a l o r e s o b t e n i d o s en el g a b i n e t e son e n t e r a m e n t e r e p r e s e n t a t i v o s del c o m p o r t a m i e n to del c o n c r e t o bajo c o n d i c i o n e s de o br a. 2 . 4
A L C A N C E
1
Estas recomendaciones presentan diversos procadimientos a ssr e m p l e a d o s en la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o ne s d e m e z c l a s d e conc r et o de peso n o r m a l y r e s i s t e n cia a la c o m p r e s i ó n e s p e c i f i c a d a a los 28 d ias no m a y o r de 350 K g / c m s .
2
Las m e z c l a s de c o n c r e t o cuya r e s i s t e n c i a a la c o m p r e sión e s p e c i f i c a d * a los 26 d ía* es m a y o r que la i n d i cada) a q u e l l a s q u e c o rr e s p o n d e n a c o n c r e t o s p e s a d o s o l i v i a n o s ) o c o n c r e t o s ci c ló p e o s , r e q u i e r e n para la s e l e c c i ó n de su s p r o p o r c i o n e s de c o n s i d e r a c i o n a s e s p e c i a l e s y no han sido c o n s i d e r a d a s en es t a s ' r e c o m e n d a ci o ne s . I g u a l m e n t e no me incluyen re c o m a n d a c i o n e i para c o n d i c i o n e s de e x p o s i c i ó n e s p e c i a l m e n t e s e v e r a s , tales como la a cc i ó n de á c i d o s o de muy altas t e m p e r a t u r a s ) e i g u a l m e n t e n o se incluyen a q u e l l o s c r i t e r i o s que se r e f i e r e n a c o n d i c i o n e s e s t á t i c a s t a l e s c omo a c a b a d o s superficiales especiales) aspectos todos e st o s que deben e star r e f e r i d o s en las e s p e c i f i c a c i o n e s del proyecto.
3
4
En e s t a s r e c o m e n d a c i o n e s los r e q u i s i t o s y p r o c e d i m i e n tos p ara la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la u n i da d c ú b i c a de c o n c r e t o se basan en dos p r i n c i p i ó s e a) E s t a s r e c o m e n d a c i o n e s tienen como p r i m e r a p r i o r i d a d la p r o t e c c i ó n de los i n t e r es e s de los u s u a r i o s y del p r o p i e t a r i o de la obra. b) El c o n c r e t o d e b e al canzar, tanto al e s t a d o f re sc o c o m o al e n d u r e c i d o , las p r o p i e d a d e s s e l e c c i o n a d a s por el i n g e n i e r o e s t r u ct u ra l y los r e q u i s i t o s m í n i m o s i n di c a d o s en los p la no s y/o las e s p e c i f i c a c i o n es de obra.
DISEÑO DE MEZCLAS
12 2 .5
RECOMENDACIONES FUNDAMENTALES
1
El c o n c r i t o d eb e c umplir con 1« c a li da d « » p a c i f i c a d a y con todas la» c a r a c t e r í s t i c a * y p r o p i e d a d e s i n d i ca d as en los p l a n o s y e s p e c i f i c a c i o n e s de obra.
2
El p r o y e c t i s t a d e b e c o n s i d e r a r que el proceso de s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la m e z c l a n o es un proc e d i m i e n t o e m pí r ic o , sino que r e s p o n d e a reglas, p r o c e d i m i e n t o s m a t e m á t i c o s , e m p l e o de t a bl a s y g r á f ic os , y a la e x p e r i e n c i a del d i s e ñ a d o r . En todo m o m e n t o deb* r e c o r d a r s e que el p r o c e s o se ñ o de una m e z c l a de c o n c r e t o c o m i e n z a con la y el a n á l i s i s de los p l a n o s y e s p e c i f i c a c i ó n # » y no t e r m in a h asta que se p r o d u c e en la m i s m a c r e t o de la c a l i d ad r e q u e r i d a .
3
de d i l ec tu r a d« obra el con-
El p r o y e c t i s t a d e b « rá c o n s i d e r a r que en la s e l e c ci ó n de las p r o p o r c i o n e s de u n a m e z c l a de c o n c r e t o están i n v o l u c r a d a s dos etapass a) E s t i m a c i ó n p r e l i m i n a r de las p r o p o r c i o n e s de la un id a d c ú bi c a de c o n c r e t o más c o n v e n i e n t e s . Para e ll o se p odrá e m pl ea r i n f o r m a c i ó n p r e v i a p r o v e n i e n te de o b r a s a n t e r i o re s ; t ab la s y g r á f i c o s ; r e q u i si to s de las e s p e c i f i c a c i o n e s de o b r a ; H or m a s y R e g l a m e n t o s ; r e su l t a d o s d» l a b o r a t o r i o de los e n sa yos r e a l i z a d o s en los m a t e r i a l e s a ser u t i l i z a dos; y c o n d i c i o n e s de u t i l i z a c i ó n del c o n c r e t o . b) C o m p r o b a c i ó n , por m e dio de e n s a y o de m u e s t r a s e l a b o r a da s en el laboratorio y en ob ra , de las p r o p i e d a d e s del c o n c r e t o que se ha p r e p a r a d o con los m a t e r i a l e s a ser u t i l i z a d o s en o b r a y las p r o p o r c i o n e s s e l e c c i o n a d a s en el g ab i n e t e .
4
La r e s i s t e n c i a en c o mp re s i ó n e s p e c i f i c a d a para cada uno de los e l e m e n t o s de la e s t r u c t u r a d e b » «star i n d i c ada en los planos. Los r e q u i s i t o s de r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n se b asan en el v a l o r de los r e s u l t a d o s de e n s a y o s r e a l i z a d o s a los 20 d ía s de m o l d e a d a s las p r o b et a s ; exceptuándose el c aso en que el i n ge ni er o p r o y e c t i s t a o la i n s p e c ci ó n s o li c i t a n e d a d e s d i f e r e n tes para los e nsayos.
5
L a s p r o p o r c i o n e s s e l e c c i o n a d a s d e b e rá n p e r m i t i r que i a) La m e z c l a sma f á c i l m e n t e t r ab a j a b l e «n los e n c o f r a dos y e s p e c i a l m e n t e en s u s e s q u i n a s y ángulos, así como a l r e d e d o r d«l a c e r o de r e f u e r z o y e le me nt o s
Cátenos básicos en el diseño
13
e m b e b i d o s , u t i l i z a n d o los p r o c v d i n e n t o s de c o l o c a c i ó n y c o n s o l i d a c i ó n d i s p o n i b l e s en o br aj sin q ue se p r e s e n t e s e g r e g a c i ó n del a g r e g a d o g r u e s o , o e x u d a c i ó n e x c e s i v a en l* s u p e r f i c i e del c o n c r e t o , y sin p é r d i d a de u n i f o r m i d a d de la «tzc la . b) Se log re un concreto que, al e s t a d o e n d u r e c i d o , ten ga las p r o p i e d a d e s r e q u e r i d a s por los p l a n o s y/ o las e s p e c i f i c a c i o n e s d* obra c) La m e zc l a sea e c o n ó m i c a .
6
La s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la u n i d a d c ú b ic a de c o n c r e t o d e b e r á p e r m i t i r que éste a l c a n c e a los 28 dias, o a la edad s e l e c c i o n a d a , la r t s i s t e n c i a en coip r e s i ó n p r o m e d i o e l e g i d a . El c o n c r e t o d e b e r á ser d o s i f i c a d o de m a n e r a tal de m i n i m i z a r la f r e c u e n c i a de r e s u l t a d o s de r e s i s t e n c i a i n f e r i or e s a la r e s i s t e n c i a de diseño especificada. Se c o n s i d e r a r e c o m e n d a b l t que no más de un r e s u l t a d o de e n s a y o de cada diez esté por d eb aj o del v a l o r de la r e s i s t e n c i a e s p e c i f i c a d a . Ello a fin de g a r a n t i z a r que se d e s a r r o l l a r á en la e s t r u c t u r a una r e s i s t e n c i a del c o n c r e t o a d e c u ad a .
7
La c e r t i f i c a c i ó n de l cumplimiento de los r e q u i s i t o s para la r e s i s t e n c i a de d i s e ñ o e s p e c i f i c a d a de basarjt en los r e s u l t a d o s de e ns a y o de p r o b e t a s c i l i n d r i c a s e s t á n d a r de 15 x 30 cms, p r e p a r a d a s de la m i s m a m u e s tra de c o n c r e t o y e n s a y a d a s de a c u e r d o a las H o r m a s ASTM C 31 y C 39* o I TI N T E C 3 39 . 03 6; 339.033} ó 3 39 . 0 3 4 .
8
Se c o n s i d e r a como u n a m u e s t r a de e n s ay o al p r o m e d i o de los r e s u l t a d o s de por lo s en os dos p r o b e t a s c i l i n d r i cas e s t á n d a r , p r e p a r a d a s de la misma m u e s t r a de c o n c re to y e n s a y a d a s a la edad e l e g i d a para la d e t e r m i n a c i ó n de la r e s i s t e n c i a a la c o mp r e s i ó n del c o n c r e t o .
9
Los resultados de los ensayo» de r e s i s t e n c i a a la f le x i ó n , o d« r e s i s t e n c i a a la tracc ió n por c o m p r e s i ó n d i a m e t r a l , no d e b e r á n str u t i l i z a d o s c o mo criterio para la a c e p t a c i ó n del c oncreto.
10 Las co lu m na s, v i ga s , losas, m u r os de cor te , c á s c a r a s , l ám i n a s, y, en g e n e r a l , todos los e l e m e n t o s e s t r u c t u r al e s que deban c o m p o r t a r s e como e l e a t n t o s s i s m o - r e s i s t e n t e s , d t be r á n tener una r e s i s t e n c i a de d i s e ñ o e s p e c i f i c a d a dtl c o n c r e t o no m en or de 210 k g / c m a a los 28 dias. La c a l id a d del acero no e x c e d e r á de lo e s
14
DISEÑO DE MEZCLAS p e ci f i c a d o p ara «1 ac er o O r a d o ANR 4 20, a fin de que en aabos cato» te c u a p l a n la» c o n d i c i o n e s dt d u c t i l i dad. 11 En estructuras de a l b a ñ i l e r í a , ta les c o m o v i v i e n d a s , e d i f i c i o s m u I tifasi 1 i a res de pocos piso s, o e d i f i c a ciones estructura da s con « uros de a l b a ñ i l e r í a re s i s t e n t e s a carg a s de g r a v e d a d y de s is no , se podrá e e p l ea r c o n c r e t o s cuya r e s i s t e n c i a de d i s e ñ o e s p e c i f i cada no sea M e n o r de 175 k g / c a 2 a los 28 días s i e ap re que t» c o n s i d e r e que los e l e e e n t o s s iseo r e s is t e n t es van a ser los M u r o s de a l b a ñ i l e r í a .
12 C ua nd o se e ep l e e M a t e r i a l e s d i f e r e n t e s para s e c c i o n e s d i s t i n t a s de una obra, c ada c o a b i n a c i ó n de ellos d e berá ser e v a l u a da . 13 La s e le cc ió n de las p r o p o r c i o n e s de ser para v a l o r e s en peso.
la
a e zc l a d eb e rá
14 Las p r o p o r c i o n e s de los M a t e r i a l e s de la a ez c l a s e l e c c i o n a d a s por el c o n t r a t i s t a d e b e r á n ser a pr o b a d a s por la I n s pe cc i ó n , la cual d e b e r á v e r i f i c a r y c e r t i fi c ar q ue con e llas se puede l og r a r un c o n c r e t o de las c a r a c t e r í s t i c a s i n d i c a d a s en los p l a n os y/o e s p e c i f i c a cion e s de obra.
CAPITULO
3
MATERIALES 3.1
1
CEMENTO
El c t a t n t o « « p i c a d o en la p r e p a r a c i ó n del c o n c r e t o d ab ar* cuaplir con los r e q u i s i t o s de las s i g u i e n t e s Noraisi a) L o s c e a e n t o s p o rt l an d n o ro a l Tipo 1, 11, ó V r e s pectivamente con las Noriaas ITINTEC 334.009; 3 3 4 . 0 3 8 i ó 3 3 4 . 0 4 0 ; o con la N o r aa A S T H C ISO. b) L o s c e a e n t o s p o r tl a n d p u z o l á n i c o s T i p o 1P y 1PM d e berán cuaplir con los requisito« de la Noraa I T I N T E C 3 3 4 . 0 4 4 ; o con la N o r a a A S T H C 3*5.
2
8e r e q u e r i r á en o bra c á s e n l o del a i s a o t i p o y a a r c a que a q u e l u t i l i z a d o para la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e » de la a e z c l a de c o n c r e t o en a q u e l l o s c a s os en que en la d e t e r m i n a c i ó n de la r e s i s t e n c i a p r o a e d i o se ha e m p l e a d o r e s u l t a d o » de c o n c r e t o » p r e p a r a d o » con c e a e n t o s de la s i s e a «arca. 8i la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r »e ha c a l c u l a d o b a s á n d o s e en los r e s u l t a d o s de e n s a yo s de c o n c r e t o s p r e p a r a d o s con c e a e n t o » del a i s a o tipo pero de d i f e r e n t e » a a r c a » , el c r i t e r i o a ser a p l i c a d o p ue d e n o »er tan e x i g e n t e .
3
No se a c e p t a r á en obra b o ls a » de c e a e n t o q u e se e n c u entran averiadas, o cuyo contenida hubiera sido e v i d e n t e a e n t e a l t e r a d o por la h u a e d a d.
4
8 b c o n s i d e r a r á q u e la b olsa de c e a e n t o tiene c ú b i c o de c a p a c i d a d y un peso de 4 2.5 k g . En c as o s en que no se c o no zc a el v a l o r re a l s i d e r a r á p ara el ceae n to un p eso e s p e c í f i c o de
3.2
un pié aquellos se c o n 3.15.
CANTERAS
1
En a q u e l l o » c a s o s en que f u e re necesario, corresponde al C o n t r a t i s t a la u bi c a c i ón , e x p l o r a c i ó n , a u e s t r e o y certificación de la c a l id ad de las canteras de agregado disponibles.
2
La s e l e c c i ó n de las c a nte ra » deberá incluir estudio» del origen geológico; clasificación petrográfica y
DISEÑO DE MEZCLAS
16
c o m p o s i c i ó n m i n e r a l del m a te r i a l ) p r o p i e d a d e s y c o í portaiionto del material coso agregado^ c o ato de o p e r a c i ó n | rend i m i e n t o en r e l ac i ó n a la m ag n i tud del p r oy e ct o y p o s i b i l i d a d e s de a b a s t e c i m i e n t o del v o l ú m e n n ec e sa r i o ) y f a c i l i d a d de a cc e s o a la c a n t e n . 3
L a» c a n t e r a s s e l e c c i o n a d a s d e b e r á n ser a p r o b a d a s por la I n s p e c c i ó n , p re vi a p r e s e n t a c i ó n por el c o n t r a t i s t a de los certificados de c a l id ad expedidos por un l a b o r a t o r i o a u t o r i z a d o por ella.
4
La presentación y a p r o b a c i ó n de los c e r t i f i c a d o s de cali da d del a g r e g a d o no e x i m e al C o n t r a t i s t a de Xa r e s p o n s a b i l i d a d de e m p l e a r , d u r a n t e todo el p r o c e s o de c o l o c a c i ó n del c o n c r e t o f « a t e r í a l e s de c a l i d a d por lo • e n o s igual a la a pr o b a d a .
3-3
ADRE0AD08
—
GENERALIDADES
1
Los a g r e g a d o s e m p l e a d o s en la p r e p a r a c i ó n de c r et o s de p es o norm a l ( 2200 á 2 900 k g / m 3 ) c u m p li r con los r e q u i s i t o s de la H o r m a I T I N T E C o de la H o r a a A ST H C 33, asi coao los e s p e c i f i c a c i o n e s del p r oy e c t o .
los c o n deberán 400.037 de las
2
Los a g r e g a d o s q u e no c u m p la n con al gu n o de los r e q u i s i t o s i n d i c a d o s p od rá n ser u t i l i i a d o s ú n i c a m e n t e si el C o n t r a t i s t a d e m u e s t r a « a s a t i s f a c c i ó n de la I n s p e c ción, m e d i a n t e r e s u l t a d o s de e n s a y o s de l a b o r a t o r i o o certificaciones de experiencia en o bra que, b aj o c o n d i c i o n e s s i m i l a r e s a las que se e s p e r a , p u e de n p r od u ci r c o n c r e t o de las p r o p i e d a d e s r e q u e r i d a s . la I n sp e c c i ó n .
3
Los a g r e g a d o s q u e no c u e n t e n con un r e g i s t r o de s e r v i c i o s d e m o s t r a b l e , o a q u e l l o s p r o v e n i e n t e s de c a n t e ras e x p l o t a d a s d i r e c t a m e n t e por el c o n t r a t i s t a , p od r á n ser a p r o b a d o s por la I n s p e c c i ó n s i e m p r e qua c um pl a n con a q u e l l o s e n s a y o s que é sta c o n s i d e r e n e ce s a r i o s . E s t e p r o c e d i m i e n t o no i n v a l i d a los e n s a y o s de c on tr o l de lotes en obra. T a n t o el C o n t r a t i s t a como la I n sp e c c i ó n de be n r e co r d a r q u e un c o m p o r t a m i e n t o s a t i s f a c t o r i o en el pasa do no g a r a n t i i a que el a g r e g a d o a c t u a r á en f o rma s i m i l a r bajo otras c o n d i c i o n e s de obra. Por e llo et s ie m p r e recomendable emplear a g r e g a d o s que c u mpl an con los
Materiales requisitos proyecto.
17 dt
la
Hora«
o de
1*»
viptcificaclon*»
del
4
Lo* a g r e g a d o s f ino y g r u í s o d e b e r á n **r « a n e j a d o « coso ■ateríales i n d e p e n d i e n t e s . Si se e m pl ea , con a u t o r i za ci ó n del P r o y e c t i s t a , el a g r e g a d o i n t e g r a l d e n o m i n a d o “h o r m i g ó n “ d e b e r á c u m p l i r s e con lo i n d i c a d o en el a c á p i t e 3 .2 . 1 2 de la N o r m a T é c n ic a E.060.
5
Los a g r e g a d o s seleccionados deberán ser p r o c e s a d o s , tr ans portados, manipulado», almacenados y dosificados de m a n e r a tal de g a r a n t i z a r quei a) La p é r d i d a de f i n o s será m i n i m a ) b) Se san t en dr á la u n i f o r m i d a d del a g r e g ad o ;
6
c) No se p r o d u c i r á trañas)
contaminación
d) No se ellos.
ro tu r a o s e g r e g a c i ó n
producirá
con
sustancia»
ex
i m p o r t a n t e en
El a g r e g a d o e m p l e a d o en c o n c r e t o s que han de e st a r s o metidos a huivdtcinisnto) exposición prolongad« a a t m ó s f e r a s h ú m ed as ) o en c o n t a c t o con s ue lo s h ú me d os ) no deberán tener en su composición mineralógica e l e m e n t o s que sean p o t e n c i a l m e n t e r e a c t i v o s con los á l c a l i s del ce me nt o . Se e x c e p t ú a el c aso en que el c e m e n t o c o n t i e n e m e n os del 0 .6 % de á l c a l i s , c a l c u l a d o c omo el e q u i v a l e n t e de ó x i d o de s o d i o ( N a*0 + 0 . 6 30 K 2 0 ) , o c u an d o se a d i c i o n a a la m e zc l a m a t e r i a l e s que han d e m o s t r a d o ser c a p a c e s de c o n t r o l a r las e x p a n s i o n e s i n c o n v e n i e n t e s d e b i d a s a la r e a c c i ó n á l c a l i - a g r e g a d o .
7
El e n sa y o de e s t a b i l i d a d de v o l ú m e n , r e a l i z a d o de a c u e r d o a la N or m a I T 1 N T E C 4 0 0 . 0 3 7 o ASTíl C 88, s ólo se e f e c t u a r á en a g r e g a d o s que van ha ser e m p l e a d o s en c o n c r e t o s s o m e t i d o s a p r o c e s o s de c o n g e l a c i ó n y d e s h i e l o bajo c o n d i c i o n e s de e x p o s i c i ó n m o d e r a d a o s e v e ra, tal como ellas son d e f i n i d a s en el a c á p i t e 1 1. 3. 2 El a g r e g a d o s o m e t i d o a c inco e s t a b i l i d a d de v o l ú m e n d e b e r á t
c i cl o s
del
ensayo
de
a) En el caso del a g r e g a d o fino, p r e s e n t a r u n a p é r d i d a no m ty o r del 13% si se e m pl e a como r e a c t i v o s u l f a t o de m ag n e s i o , ni m ay o r del 10% si se e m p l e a como r e a c t i v o s u l f a t o de sodio.
DISEÑO DE MEZCLAS b) En «I c«>o dpi a g r e g ad o g ru e s o , p r e s e n t a r una p é r d i d a no mayor del 18* si se emplea como r e a c t iv o s u l f a t o de m a g n e s i o , ni m a y or del 152 si se empl e a como r e ac t i v o s u l f a t o de sodio. Los a g r e g a d o s que no c umplan con lo i n d i c a d o podrían ser u t i l i z a d o s si un c o nc r e t o de p r o p i e d a d e s c o m p r o b a b l e s , p r e p a r a d o con a g r e g ad o del m i s m o origen, ha demostrado un comportamiento satisfactorio cuando e s t u v o s o m e t id o a c o n d i c i o n e s de i n t e a p e r i s m o s i m i l a res a las que se e s p er a; o c u an d o se o b t u v o r e s u l t a d o s s a t i s f a c t o r i o s en c o n c re to s s o m e t i d o s a e n s a y o s de c o n g e l a c i ó n y d e s h i e l o r e a l i z a d o s de a c u e r d o a las recomendaciones de la Norma A S T U C 666. 8
Los agregados f in o y g ru e s o no d eb e rá n c o n t en e r sales s o l u b l e s totales en p o r c e n t a j e m a yo r del 0 . 0 4% si se t r a t a de c o n c r e to a rm a d o ; ni del 0 . 0 1 5 % si se trata de c o n c r e t o p r es f or z a d o . El c o n t e n i d o de cl o ru r o de c al c i o p r e s e n t e en el a g r e g a d o como c l o r u r o s o l u b l e en agua» se d et e r m i n a r á de a c u e r d o a lo e s p e c i f i c a d o en la Norma ASTH D 1411.
9
De p r e f e r e n c i a no será e m p l e a d o el a g r e ga d o de p r o c e d e n c i a marina; pero si ello f u e r a i n e v i t a b l e deberá contarse con autorización de la I ns p e c c i ó n y el agregado d eb e rá ser t r a ta do por lavado con agua p o t a b l e antes de u t i l i z a r l o en la p r e p a r a c i ó n del concreto.
10 Los a g r e g a d o s e x p u e s t o s a la a c c i ó n de los rayos s o l a res d e b e r án , si e ll o es n e c e s a r i o , e n f r i a r s e antes de su u t i l i z a c i ó n en la m e z c l a d o r a . Si el e n f r i a m i e n t o se e f e c t ú a por a s p e r si ó n de agua o riego, se d eb er á c o n s i d e r a r la ca nt id ad de humedad a ñ a d i d a al a g r e g a do a fin de c or re g i r el c on te n i d o de a gu a de la mezcla y m a n t e n e r la r e l a ci ó n a g u a - c e m e n t o de d i s e ñ o s e l e c c i o n a d a .
.
AGREGADO FINO
1
Se define como a g r e g a d o f i n o a aquel, p r o v e n i en t e de la d e s i n t e g r a c i ó n n a t u r a l o a r ti f i c i a l de las rocas, q u e pasa al Tamiz I TI N T EC 9. 5 ma (3/8") y que cumple con los l im i t e s e s t a b l e c i d o s en la N or ma ITINTEC 400.037.
2
El a g r e g a d o fino
puede
consistir
de a re na natural
o
Materiales
19
eanufacturada, o una coebinación de «abas. Sus p a r t í c u l a s s er á n l im p i as , de p er f i l p r e f e r e n t e e e n t e a n g u l a r , d ur a s , c o m p a c t a s y r e s i s t e n t e s . El a g r e g a d o f i n o d e b e r ! e st a r l ib re de c a n t i d a d e s p e r j u d i c i a l e s de p o l v o, terr o ne s, p a r t í c u l a s e s c a i o s i s o blandas, esquistos, pizarras, álcalis, «atería o r g á n i c a , s al es , u o t r a s s u s t a n c i a s d a ñ i n a s . 3
El a g r e g a d o f i n o d e b e r á e star graduado d e n t r o de los l í a i t e s i n d i c a d o s en la N or e a I T I N T E C 4 0 0 . 0 3 7 . Es r e c o m e n d a b l e t e n e r en cuenta lo s i g u i e n t e s a) La graríuloaetría s e l e c c i o n a d a d e b e r á ser p r e f e r e n temente continua, con v a l o r e s retenidos en las H a l l a s H # 4, N* 8, H* 16, H* 30, H * 50, y H* 100 de la s e r i e T yl er . b)
El a g r e g a d o n o d e b e r á r e t e n e r «ás taaices consecutivos cualesquiera.
del
43%
en
dos
c) En g e n e r a l , es r e c o m e n d a b l e que la g r a n u l o e e t r í a se e n c u e n t r e d e n t r o de los s i g u i e n t e s l i e l t e s i HALLA 3/8" H* 4 H* 8 H* 1& H # 30 H * 50 H* 1 0 0
% QUE PASA ....
.... ....
---.... ----
100 - 100 - 100 - 85 - 60 - 30 - 10
El p o r c e n t a j e i n d i c a d o para las « a l i a s H* 50 y H* 100 po drá ser r e d u c i d o a 5% y 0% r e s p e c t i v a « e n t e , si el a g r e g a d o es e a p l e a d o en c o n cr e to s con a i r e i n c o r p o r a d o cuyo c o n t e n i d o d e c e m e n t o es m a y o r de 225 k g / « 3 , o en concretos sin aire incorporado c uyo contenido de c e m e n t o es « a y o r de 300 k g / « 3 t o si se e m p l e a un aditivo « i n er a l p ara s up li r la d e f i c i e n c i a en el p o r c e n t a j e que pasa e s ta s mallas. 4
El « A d u l o de f i n e z a del agregado f in o se m a n t e n d r á den tro del l í mi t e de «ás o « en o s 0 . 2 del v a l o r a s u m i d o para la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s del c o n c r e t o ! s i e n d o r e c o m e n d a b l e qu e el v a l o r a s u m i d o e s t é e n t r e 2 .35 y 3.15. Si se e x ce d e el a g r e g a d o p od rá
l í « i t e i n di c ad o de «ás o m e n o s 0.2, ser r e c h a z a d o por la I m p a c c i ó n
el o,
DISEÑO DE MEZCLAS
20
* 1 t e r n a t i v a e e n t e » ésta p o drá a u t o r i z a r a j u s t e s en las p r o p o r c i o n e s de la e e z c l a par« c o m p e n s a r la« v a r i a c i o n e s tn la g r a n u l o e e t r í a . E st o s a j u « t e s no d eb er á n s i g n i f i c a r r e d u c c i o n e s en él c o n t e n i d o de c c a en t o. 5
Si el a g r e g a d o fino no c u« p i e con lo« r e q u i s i t o « de los a c áp it e« 3 . 4 . 3 6 3.4. 4 » podrá ser » « p i c a d o , p re v i a autori z ación de la I n s p e c ci ó n, s i e e p r e que el C o n s truc to r d e i m e s t r e que los c o n c r e t o s p r e p a r a d o s con d i c h o a g r e g a d o tienen p r o p i e d a d e s por lo s en o s i gu a le s a las de concreto« de características stallare« p r e p a r a d o s con un a g r e g a d o fino que c u a p l e con los r e q u i s i t o s de lo« a c á p i t e s i nd ic a do s .
¿
El a g re ga do f i n o no d e b e r á indi ca r p r e s e n c i a de » a t e ría o r g á n i c a c ua n d o é ll a es d e t e r a i n a d a de a c u e r d o a los requisì tos de la H o rea I T IH TE C 4 0 0. 0 1 3 . P o d r á c e p l e a r s e a g r e g a d o f ino que r e q u i s i t o s i n d i c a d o s s i e a p r e que:
no
cuaple
con
los
a) La c o l o r a c i ó n en el e n s a y o «e d eba a la p r es e nc i a de p e q u e ñ as partículas de carb ón » o partícula* s ia il ar ea ; o b) R e a l i z a d o el e n say o, la r e s i s t e n c i a a los s ie te dias de s o r t e r o s p r e p a r a d o s con d i c h o a g r eg a d o no sea et ñor del 9 3% de la r e s i s t e n c i a de s o r t e r o s « t a l l a r e « p r e p a r a d o « con otra p o r c i ó n de la ai «aa a u a« tr a de a g r e g á d o f ino p r e v i a m e n t e l a va da con una s o l uc ió n al 3% de h i d r ó x i d o de sodio. 7
El p or c e nt a je de p a r t í c u l a s i n c o n v e n i e n t e « en el a g r e g a d o fino no d e b e r á e x c e d e r de lo« s i g u i e n t e s lieitesi L e n t e « de a r c i l l a y p a r t í c u l a « d e s a e n u z a b l e * H a t a r i a l atám f in o que la H all« N* a) C o n c r e t o s u j e t o s a a b r a s i ó n b) O tr o s c o n c r e t o s
3%
200i
.................
3%
................................
3%
.- Carbóni a) Cuan d o la a p a r i e n c i a s u p e r f ic i a l del c on creto es i a p o r t a n t e .................. . b) O tr o s c o n c r e t o s
0.3%
Materiales 3.3
1
21
AGREGADO
GRUESO
8« d e f i n e c o b o a g r e g a d o g r u e s o al M a t e r i a l r e t e n i d o en el T am i z I T I H T E C 4.75 i í (N* 4) y c u m p l e los li m it e s e s t a b l e c i d o s tn la H o r t t I T I H T E C 4 0 0 . 0 3 7 . El a g r e g a d o g r u e s o podrá c o n s i s t i r de g r a v a n a t u r a l o triturada, piedra partida, o agregados Metálicos n a t u r a l * » o a r t i f i c i a l e s . El a g r e g a d o g r u e s o e m p l e a d o en la p r e p a r a c i ó n de c o n c r e t o « livianos podrá «er natural o artificial.
2
El a g r e g a d o g r u e s o d e b e r á e s t a r c o n f o r t a d o por p a r t í c u l a s l i m pi a s , de p er fi l preferentemente angular o semiangular, d ur a s , compactas, resistentes, y de textura preferenteeente rugosa. Las partícula« d e b e r á n «er q u í m i c a m e n t e e s t a b l e « y d e b e r á n e s t a r libr e s de e s c a m a s , t i err a, polvo, limo, humus, incrustaciones super fi ciales, m a t e r i a orgánica, s a l e s ti o t r a s s u s t a n c i a s d a ñ i n a » .
3
El a g r e g a d o g r u e s o d e b e r á e s t a r g r a d u a d o d e n t r o de los l i m i t e s e s p e c i f i c a d o s en la N o r m a I T I H T E C 4 0 0 . 0 3 7 ó en la N o r m a A S T A C 33, los c u a l e s e stán i n d i c a d o s en la T a b l a 3. 5. 3 . Es r e c o m e n d a b l e t e ner en c o n s i d e r a c i ó n lo siguientes a ) La g r a n u l o m e t r í a rencia continua.
seleccionada deberá
s e r de p r e f e
b) La g r a n u l o m e t r í a s e l e c c i o n a d a d e b e r á p e r m i t i r o b t e n e r la m á x i m a d e n s i d a d del c o n c r e t o , con u na a d e c u a d a t r a b a j a b i 1 i dad y c o n s i s t e n c i a en f u n c i ó n de las c o n d i c i o n e s de c o l o c a c i ó n de la m e z c l a . c) La g r a n u l o m e t r í a s e l e c c i o n a d a no d e b e r á te ner más del 5% del a g r e g a d o r e t e n i d o en la m a l l a de 1 1/2" y no más del 6% del a g r e g a d o que p a s a la m a l l a de 1/4* . 4
El t a m a ñ o m á x i m o n o m i n a l s er m ay o r des a) Un q u i n t o de c of r a d o s ) o
del
agregado grueso
la m e n o r d i m e n s i ó n
entre
b) Un t e r c i o del p e r a l t e de las losas) c)
T re s
c u a r t o s del
espacio
no d e b e r á
c a r a s de e n
o
li bre m í n i m o
entre barras
22
DISEÑO DE MEZCLAS o a l a m b r e s i n d i v i d u a l e s de r e fu e r z o ; p a q u e t e s barr as ; t o ro n es i o du ct o s de p r e s f u e r z o .
de
En e l e m e n t o s de e s p e s o r r e du c id o, o ante la p r e s e n c i a de gran c a n t i d a d de a rm a du r a , se podrá, con a u t o r i z a ción de la Inspección, reducir el t am añ o m á xi m o n om i na l del a g r e g a d o grue so , s i e m p r e que se m a nt e n g a una adecuad* tra bajabi1id a d , se c um p l a con el a s e n t a m i e n t o r e q u e r i d o , y se o b t e n g a las p r o p i e d a d e s e s p e c i f i c a d a s p ara el co nc re t o . Las l i m i t a c i o n e s a n t e r i o r e s p od rá n ser i g u a l m e n t e o b v i a d a s si, a c r i t e r i o de la I n s p e c c i ó n , la t r a b a j a b i lidad y los p r o c e d i m i e n t o s de c o m p a c t a c i ó n u t i l i z a d o s en el c o nc r e t o , p e r m i t e n c o l o c a r l o sin f o r m a c i ó n de v ac í o s o c a n g r e j e r a s . 5
El p o r c e n t a j e de p a r t í c u l a s i n c o n v e n i e n t e s en el a g r e g ado grueso no deberá exceder de los siguientes v al o r e s s A r c i l l a ..........................................
0.25%
P a r t í c u l a s d e l e z n a b l e s .......................
5.00%
.- M a t e r i a l más f i n o que lam a l l a H* 200 ....
1.00%
C a r b ó n y l ignitos a) C u a n d o el a c a b a d o s u p e r f i c i a l del c o n c r e t o es de i m p o r t a n c i a ..............
0.50%
b) O t r o s c o n c r e t o s
1.00%
................... ........
El a g r e g a d o g r u e s o c u yos l i m i t e s de p a r t í c u l a s p e r j u d i c i a l e s e x c e d a n a los i n di c ad os , podrá ser a c ep t a d o s i e m p r e q u e un c o nc r e t o , p r e p a r a d o con a g r e g a d o de la mi sma p r o c e d e n c i a , haya dado un s e r v i c i o s a t i s f a c t o r i o c u an d o ha estado expuesto de manera s i m il ar al e s t u d i a d o o, en a u s e n c i a de un r e g i s t r o de s e r v ic io s, s i e m p r e que el c o n c r e t o p r e p a r a d o con el a gr e ga d o tenga características satisfactorias cuan do es e n s a y a d o en el L a b o r a t o r i o .
6
El a g r e g a d o g r u e s o e m p l e a d o en c o n c r e t o para p a v i m e n tos, o en e s t r u c t u r a s s o m e t i d a s a p r o c e s o s de er osión, a b r a s i ó n o c a v i t a c i ó n , no d e b e r á tener una p érdida m ayor del 50% en mi e n s a y o de a b r a s i ó n r m a l i i a d o de a c u e r d o a las N o r m a s 1TINT EC 4 0 0 . 0 1 9 ó 4 0 0 .0 20 , o a la N or m a A S T H C 131.
23
Materiales 7
3 .Á
El l a v a d o de la« p a r t í c u l a « de a g r e g a d o g r u e s o »« d e berá h acer con a g u a p r e f e r e n t emen te p o t ab l e. De no ser asi» el a gua e m p l e a d a d e b e r á e st a r libre de sales, m a t e r i a o r g á n i c a » o s ó l i d o s en s u s p e n s i ó n . HORMIGON
1
El mgregado denominado comúnmente hormigón es una m e z c l a n a t u r a l » en p r o p o r c i o n e s a r b i t r a r i a s » de a g r e g ad o s fino y g r u e s o p r o c e d e n t e de río o ca nt e r a .
2
En lo que sea a p l i c a b l e «e s e g u i r á n las r e c o m e n d a c i o n e s c o r r e s p o n d i e n t e s fino y g rueso.
3
El h o r m i g ó n d e b e r á e «tar l ibre de c a n t i d a d e s p e r j u d i c i a l e s de p o l v o » t e r r on e s» p a r t í c u l a « b l a n d a « o e s c a mota«, sales» álcalis, materia orgánica» u «tras s u s t a n c i a s d a v i n a s para el c o n cr e to . Su g r a n u l ó m e t r i a d e b e r á e star c o m p r e n d i d a e n t r e la m al l a de 2 ” como m á x i m o y la m a l l a N * 1 0 0 c omo m í n i mo .
4
El h o r m i g ó n d e b e r á ser m a n e j a d o , t r a n s p o r t a d o y a l m a c e n a d o de m a n e r a tal de g a r a n t i z a r la a u s e n c i a de c o n t a m i n a c i ó n con m a t e r i a l e s que p o d r í a n reaccionar con el co nc r et o.
5
El h o r m i g ó n d e b e r á e m p l e a r s e ú n i c a m e n t e en la e l a b o r a ción de c o n c r e t o s con r e s i s t e n c i a s en c o m p r e s i ó n ha st a de 1 0 0 k g /c m * a los 28 días. El c o n t e n i d o m í n i m o de c e m e n t o s erá 2 5 5 k g / m s .
3 .7
para el h or m i g ó n a los a g r e g a d o s
AGUA
1
El a gu a e m p l e a d a en la p r e p a r a c i ó n y c u r a d o del c o n c r e t o d e b e r á c u m p l i r con los r e q u i s i t o s de la H o r m a I T I H T E C 3 3 4 . 0 8 8 y ser, de p r e f e r e n c i a , p ot a bl e .
2
E s tá p r o h i b i d o el e m p l e o de a g uas á c i da si c a l c á r e a s ; m i n e r a l e s j c a r b o n a t a d a s ; a guas p r o v e n i e n t e s de m i n a s o relaves; aguas que contengan residuos minerales o i n d u s t r i a l e s ; a g u a s con un c o n t e n i d o d e s u l f a t o « m a y o r del 1%; a g u a s q u e c o nt e n g a n alga s, m a t e r i a o r g á n i c a , humu s , o d e s c a r g a s de d e s a g ü e s ; a g u a s que c o n t e n g a n a z u c a r e s o sus d e r i v a d o s . I g u a l m e n t e e s tá p r o h i b i d o el e m p l e o de a q u e l l a s a g ua s que c o n t e n g a n p o r c e n t a j e s s i g n i f i c a t i v o « de « a l « « d e
DISEÑO DE MEZCLAS
24
« o d i o o de p o t a s i o d i s u e l t a s , en todos a q u e l l o s en que la r e acc ió n á l c a l i - a g r e g a d o es p o si b l e . 3
Podrá utilizarse a guas n a t u r a l e s no p o ta b l e s , a u t o r i z a c i ó n de la I n s p e c c i ó n , ú n i c a m e n t e sis
casos
p re vi a
a) E s tán l i m pi as y l ib r e s de c a n t i d a d e s perjudiciales de aceites, ácidos, á l c a l i s , tales, m a t e r i a o r g á n ica, u o t r a s s u s t a n c i a s que puedan ser d a ñ i n a s al c o n c r e to , a ce r o de r e f u e r z o , o e l e m e n t o s e m b e b i d o s . Al seleccionar el a gu a d eb er á r e c o r d a r s e que a q u e l l a s con alta c o n c e n t r a c i ó n de s a l e s d e be r án ser e v i ta d a s . E llo d e b i d o a que no s ól o pueden a f e c t a r el t ie mp o de f r ag u a do , la r e s i s t e n c i a del c o n tr i to y su e s t a b i l i d a d de v o l ú m e n , sino que, adicionalmente, pueden originar eflorescencias o c o r ro si ó n del a cero de r ef u e rz o. b) La calidad del agua, d e t e r m i n a d a m e d i a n t e a n á l i s i s de laboratorio, cumple con los v a l o r e s que a c o n t i n u a c i ó n se i n d ic an ; d e b i e n d o ser a p r o b a d a s por la I n sp ec ci ó n las e x c e p c i o n e s a los m i s m o t . Máximo C l o r u r o s ...... ................. - Sulf a tos ................. Sales de m a g n e s i o ............. S ales s o l u b l e s t o t a le s ...... P H ......... * ..................... .- S ó li do s en s u s p e n s i ó n ........ M a t e r i a o r g á n i c a ..............
•
300 300 150 1 500 mayor 1 500 10
ppm ppm ppm ppm de 7 ppm ppm
c) La s e le c c ió n de las p r o p o r c i o n e s f i n a l e s del c o n c r eto se basa en r e s u l t a d o s de e n s a y o s de r e s i s tenc i a en c o m p r e s i ó n el los que se ha u t i l i z a d o en la p r e p a r ac i ó n del concreto agua de la f u e nt e e l egida. d) L o s cubos de m o r t e r o p r e p a r a d o s con el agua s e l e c c i o na d« y e n s a y a d o s s i g u i e n d o las r e c o m e n d a c i o n e s de la Ho rma A S T M C 109 tienen, a los 7 y 28 dias, r e s i s t e n c i a s en c o m p r e s i ó n no m e n or e s del 90% de la de m u e s t r a s s i m i l a r e s p r e p a r a d a s con a gua potable. 4
L a s s a les u o tr a s m a t e r i a s d a ñ i n a s que p u d i e r a n estar presentes en los agregados y/o aditivos, d eberán s u m a r s e a a q u e l l a s que a p o r t a el agua de m e zc la do , a fin de e v al u ar el contenido total de sustancias
25
Materiales i n c o n v t n i v n t n q u e puedan d a ñ a r »1 c o n c r e t o , de r e f u e r z o , o los e l e m e n t o s • • b e b i d o » .
el
a c e ro
5
81 en el c o n c r e t o han de e tt a r e m b e b i d o « t l v i e n t o « de Aluminio y/o fierro galvanizAdo, el contenido «‘ fe cloruros indicado en el Acápite 3.7.3(b) deberá d i s m i n u i r a 50 p p m .
6
El c o n t e n i d o de ión c lo ru r o presente en el agua y demás i n g r e d i e n t e s del c o n c r e t o no d e b e r á e xc e de r, e x p r e s a d o c omo p o r c e n t a j e en p es o del c e m e n t o , de los siguientes valores* Concreto presforzado
7
............... .
0 .0 6 *
.- C o n c r e t o a r m a d o, con e l e m e n t o s de a l u m i n i o o de fier r o g a l v a n i z a d o e m b e b i d o s ...................... . C o n c r e t o a r m a d o e x p u e s t o a la a c c i ó n de c l o r u r o s ................... .
0 .10*
.- C o n c r e t o a r m a d o no p ro te g id o, el c u a l p u ede e s t a r s o me t i d o a un A m b i e n t e h ú m e d o pero no e x p u e s to a c l o r u r o s ...............................
0.15*
.- C o n c r e t o A r m a d o que d eb e rá e st s r s e c o o p r o t e g i d o de 1 a h u m e d A d d u r a n t e su v i d a por medio de r e c u b r i m i e n t o i m p e r m e a b l e ........................
0.80*
0.06*
El a g u a de mar s ó l o podrá u t i l i z A r s e en 1 a p r e p A r A c i ó n del c o n c r e t o si se cuenta con la a u t o r i z a c i ó n e s c r i t a del I n g e n i e r o P r o y e c t i s t a y 1 a I n s p e c c i ó n . Es r e c o m e n d e b l e q ue 1 a m e zc l A tenga un c o n t e n i d o de c e m e n t o m í n i m o de 350 k g / m 3 ; una r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o m á x i m a de 0.5; c o n s i s t e n c i a p l á s t i c a ; y un r e c u b r i m i e n t o al a c er o de r e fu e r z o no m e n o r de 70 am. E s t á p r o h i b i d o el e m p l e o de a gua m e z c l a d o en los s i g u i e n t e s casosi
de m a r
como
agua
de
a) C o n c r e t o p r e s f o r z a d o . b) C o n c r e t o s c uy a r e s i s t e n c i a a la c o m p r e s i ó n d í a s sea m a y o r de 175 k g / c m a . c) C o n c r e t o s en los que están e m b e b i d o s a l u m i n i o o de f i e r r o g a l v a n i z A d o .
a los 28
elementos
de
DISEÑO DE MEZCLAS
26 d) C o n c r e t o s v a c i a d o s en el i a as cálido s.
e) C o n c r e t o s con a c a b a d o s u p e r f i c i a l de i a po r t an c ia ; c o n c r e t o s e xp u e s to s ; c o n c r e t o s cara v is ta . 3-8
A D I TIVOS
1
Se d i f i n e a un a di t i v o c o m o un M a te r i a l d i s t i n t o del agua, del ag re ga d o, o del c te e n to , el cual es u t i l i z a d o como un c o a p o n e n t e del c o n c r e t o y que se añade a é st e antes o d u r a n t e el M e z c l a d o a fin de M o d i f i c a r una o a lg u n a s de sus p r o p i e d a d e s .
2
Los a d i t i v o s a ser e m p l e a d o s en las M e z c l a s de c o n c r e to d e b e r á n c uM pl i r con los r e q u i s i t o s d e la N o raa J TI HT EC 337 .0 86 . Su uso está Ü M i t a d o por lo i n d i c a d o en las e s p e c i f i c a c i o n e s t é c n i ca s del p r o y e c t o y por la a u t o r i z a c i ó n de la I n s p ec c i ón .
3
El » M p l e o de a di t i v o s no a u t o r iz a a M o d i f i c a r el t e n i d o dt c e m e n to de la Mezc la .
4
Los a d i t i v o s e m p l e a d o s en obra d e b e r á n ser de la m í s ma c o m p o s i c i ó n , tipo y M a r c a que los u t i l i z a d o s para la selección de las proporciones de la Mezcla de concr et o.
con
5
El C o n t r a t i s t a d eb e rá d e e o s t r a r a la I n s p e c c i ó n que con los a d i t i v o s s e l e c c i o n a d o s se podrá o b t e n e r en el c o nc r e t o las propiedades requeridas; así c o m o que ell os son capaces de Mantener la m í s ma calid ad , c o m p o s i c i ó n y c o a p o r t t M i e n t o del c on c r e t o en todA la obr a .
6
En la s e l e c c i ó n de 1a cAntidAd de A d i t i v o por u ni da d c ú b i C A de c o n c r e t o se tendrán en c o n s i d er A ci ó n Ias r e c o m e n d a c i o n e s del f a b r i c a n t e ! las p r o p i e d a d e s que se d esea o b t e n e r en el c on cr e to ; Ias c a r a c t s r í s t i cas de los AgregAdos; 1a r es i st e n cía a la coMpresiÓn de d i s e R o e s p e c i f i c A d a | las c o n d i c i o n e s A m b i e n t A l e s y de t ra ba jo en obrA! el p r o c e d i e i e n t o de c o l o c a c i ó n del c o n c r et o; y los resultados de los ensayos de l a b o r a t o r i o y obra.
7
El C o n t r a t i s t a p r o p o r c i o n a r á a la I n s p e c c i ó n la d o s i f ic a c i ó n r e c o m e n d a d a del Aditivo a ser e m p l e A d o , a s í coao una i n di c a c i ón de los e f e c t o s p e r ju di ci A le s al c o n c r e t o que p u d i e r A n e s p e r a r s e de p o s i b l e s v a r i a c io ne s en 1 a m í s m a ; en la c o e p o s i c i ó n q u í m i c a del
Materiales
27
a d i t i v o } en «1 c o n t e n i d o de c l o r u r o s « t p r t i i d o como p o r c t n t í j t en peso de ión c l o r u r o ; y en el c o n t e n i d o de « iré i n c o r p o r a d o de 1* m e z c l a . 8
Los aditivos incorporadores de a ire con los r e q u i s i t o s de la N o r i a I T I H T E C H o r a * A S T H C 260.
d e b e rá n c u a p l i r 3 3 7 . 0 8 6 o da 1'
7
L o s a d i t i v o s r e d u c t o r e s de agua; retardadores; a c e le r a n t e s ; r e d u c t o r e s de a gu a y r e t a r d a d o r e s ; y r e d u c to res de agua y a c e l e r a n tes| d e b e r á n c ua pl i r con los r aqui si tos de las N o r a a s I T I N T E C 3 3 7 . 0 6 6 ó 3 3 7 . 0 8 7 ; o los de las N o r a a s A S T N C 474 o A S T H C 1017.
10 L a s p u z o l a n a s y c en iz a s q u e se ««pitan coto a d i t i v o s d e b e r á n c u a p l i r con los r e q u i s i t o « de la N ora« A S T H C 618. 11 L a s e s c o r i a s da alto h o r n o f i n a a a n t e d o l i da s , cuando se e a p l t a n coao a d i t i v o , deberán cumplir con los r e q u i s i t o s de la H o r a a A S T H C 787. Las escorias de a lto horno finamente solidas son « • p i t a d a « en la m i « m a fo rm a que las c e n i z a s y, en Q t n e r a l , «on empleadas con cemento portl an d. Es i n f r e c u e n t e e a p l e a r l a t con c e a e n t o s combinados dado q u e e s t o s ya tienen p u z o l a n a o c e n i z a . La c o m b i n a c i ó n con c e a e n t o s que c um p l e n la H o r a a A S T H C 595 p uede ser. c o n s i d e r a d a en la c o l o c a c i ó n de c o n c r e t o s en g r a n d e s a a s a s en los que se p u e de a c e p t a r u n a lenta g a n a n c i a de r e s i s t e n c i a y en los q u e el d e s a r r o l l o de un bajo ca lo r de h i d r a t a c i ó n es de e s p e c i a l i m p o r t a n c i a . 12 El c l o r u r o de calcio, o los aditivos c l o r u r o s que no sean i m p u r e z a s de los a d i t i v o , no d e be r á e m p l e a r s e t m
que contengan c o m p o n e n t e s del
a) C o n c r e t o p r e s f o r z a d o . b)
C o n c r e t o que tenga e a b e b i d o s o fierro galvanizado.
c)
Concreto zado.
colocado
en
elementos
encofrados
de
de
aluminio
me tal
galvani
d) C o n c r e t o s aa si v o s . e} C o n c r e t o s c o l o c a d o s en zonas de c l i m a s c ál i do s. 13 En a q u e l l o s c asos en los que el I n g e n i e r o E s t r u c t u r a l a u t o r i c e el e a p l e o de c l o r u r o de c a l c i o , o de a d i t i v o s
DISEÑO DE MEZCLAS
28
con c l o r u r o de calcio, d e b e r á certificarse que el c o n t e n i d o total de ión c l o r u r o en la u n i d a d cúbica de concreto, expresado coro porcentaje en peso del c e a e nt o , no e x c e d e de los v a l o r e s i n d i c a d o s en el a c á p i t e 3.7.6. 14
3-9
Los a d i t i v o s cuya fecha no s er án u t il i z a d o s . ALNACENAMIENTO EN OBRA
de v e n c i a i e n t o
DE
LOS
se
ha c u m pl id o
MATERIALES
1
El material que d u ra n t e su a l a a c e n a a i e n t o en deteriora o c on t a ai n a no d e b e r á eaplearse p r e p a r a c i ó n del concreto.
2
En el a l m a c e n a m i e n t o d* 1 c e m e n t o siguientes precauciones i
me d e b e r á
obra en toair
se la las
a)
El a l a a c e n a a i e n t o y e a n i p u l a c i ó n del c e a e n t o d e b e rán e f e c t u a r s e de atañera que s i e a p r e sea p o s i bl e su u t i l i z a c i ó n de a cu e r d o a su o rde n de l l e g a d a a la obra.
b)
El c o n c r e t o en b olsas se a U a c e n a r i en un lugar t e c h a d o , a d e c u a d a m e n t e v e n t i l a d o , f r e s c o , libre de h u m e d a d y p r o t e g i d o de la e x t e r n a , sin c o n t a c t o con la h ua ed a d del suelo o el a g u a que p u d i e r a correr por el e i s a o . L a s b o l s a s se a l a a c e n a r á n en pilas h as ta de diez, a fi n de f a c i l i t a r su c on tr o l y a an e jo . Se cubrirán con a a t e r i a l pl á s t ic o u o tr o a e d i o de p r ot e c c i ó n . Ko se a c e p t ar á bolsas de c e a e n t o c uy a est é deteriorada o perforada; o aqu el las no c o r r e s p o n d e al n o r a a l i z a d o .
envoltura cuyo peso
c) A fin de g a r a n t i z a r sus p r o p i e d a d e s e i mp e di r caa~ b io s en tu c oa p o s i ci ó n y c a r a c t e r i s t i c a s f í s i ca s y q u í a i c a t , el ceae nt o a g r a n e l se a l a a c e n a r i en s i l o s a e t á l i c o s cer ra do s, a p r o b a d o s por la I n s p e c c ión, cuya f or aa y d i m e n s i o n e s i a p i d an el i ngreso de h u a e d a d o e l e a e n t o s c o n t a a i n a n t e s , y f a c i l i t e n la s a l i d a del ce ae n t o por la b o c a de d e s c a r g a . Hab rá un s il o para cada aarca y t ip o de c e a e n t o eaple ad o. C a d a lote d e he rá tener su f e c h a de e l a b o r a c i ó n y c e r t i f i c a d o de calidad, a m b os propor d o n a d o » por el fabricante.
Materiales 3
29
Lo» a g r e g a d o s *e a l m a c e n a r á n o a p i l a r l a de l a n v r a de i mp e d i r 1« s e g r e g a c i ó n de lo» m i s m o s , su con t a m i n a c i ó n con o t r o s m a t e r i a l e s , o su m e z c l a d o con a g r e g a d o s de diferente g r a n u l o m e t r i a o c a r a c t e r i s t i c a s . Para g a r a n tizar que e st a c o n d i c i ó n se c u m p l a d e b e r á r e a l i z a r s e e n s a y o s , en el p un t o de dos i f i c a c i ó n , a fin de c e r t i f i c a r la c o n f o r m i d a d con los r e q u i s i t o s de l i m p i e z a y granulometria. La z o n a de a l m a c e n a m i e n t o d e be r á ser lo s u f i c i e n t e m e nt e e x t e n s a y a c c e s i b l e para f a c i l i t a r a el a c o t o d o y t r a s l a d o del a g r e g a d o al s itio de M e z c l a d o . Las p il a s de a g r e g a d o se f o r « « r á n p o r ca pas h o r i z o n tales de no más de un m e t r o de e s p e s o r . E s t a s capas d e b e r á n t e n er f a c i l i d a d para d r e n a r o fin de o b t e n e r un c o n t e n i d o de h u m e d a d r e l a t i v a m e n t e u n i f o r m e .
4
Los a d i t i v o s serán a l m a c e n a d o s s i g u i e n d o las r e c o m e n d a c i o n e s del f a b r i c a n t e ! d e b i e n d o e v i t a r s e la c o n t a m i n a c i ó n , e v a p o r a c i ó n o d e t e r i o r o de los m ismos. Los a d i t i v o s l í q u id o s s er á n p r o t e g i d o s de las t e m p e r a turas de c o n g e l a c i ó n , o de c u a l q u i e r c a m b i o s i g n i f i c a tivo de t e m p e r a t u r a que p u d i er a a f e c t a r sus c a r a c t e r í s t i ca s . Los a d i t i v o s no s erán a l m a c e n a d o s en obra por más de seis me se s d es d e la f e c h a del ú l t i m o e n s a yo , d e b i e n d o r e e n s a y a r s e en caso c o n t r a r i o a fin de e v a l u a r su c a l i da d a n t e s de su e m p l e o . Los a d i t i v o s c uy a f e c h a de v e n c i m i e n t o se ha c u m p l i d o no s erán u t i l i z a d o s .
5
El ag u a a e m p l e a r s e en la p r e p a r a c i ó n a l m a c e n a r á , de p r e f e r e n c i a , en s i l o s licos.
3. XO
MUESTREO
DE
LOS
del c o n c r e t o se o tanques m e t á
MATERIALES
1
Se toma rá n muestras periódicas del c e m e n t o p ara c o n trol ar su u n i f o r m i d a d y c a l id a d. En las e s p e c i f i c a c i on e s de o b r a se i n d i c a r á la f r e c u e n c i a de la t oma de m u e s t r a s , la cual se r e a l i z a r á d* « c u e r d o * lo i n d i cado en la N orma i r i K Í E C 3 3 4 . 0 0 7 ó A S T K C 183.
2
Los a g r e g a d o s fino y g r u e s o d e b e r á n ser m u e s t r e a d o s de a c u e r d o a lo i n d i c a d o en la N o r m a I T I N T E C 4 0 0 . 0 1 0 ó AS T K 0 75. En las e s p e c i f i c a c i o n e s de o br a se i n d i c a r á la f r e c u e n c i a de la toma de m u e s t r a s .
30
DISEÑO DE MEZCLAS 3
La o b t e n c i ó n de la* n u e s t r a * de a gua se e f e c t u a r á de « c u e r d o a lo i n d i c a d o en la H o r « A I T I H T E C 3 3 7 . 0 7 0 . En I a s e s p e c i f i c a c i o n e s de o bra se i n d i c a r á la f r e c u e n c i a de toa a de « u t s l r a s .
3-11
ENSAYO
DE
LOS
MATERIALES
1
La I n s p e c c i ó n p od r á o r de n ar , en c u a l q u i e r e t a p a de la e j e c u c i ó n del p r o y e c t o , e n s a y o s de c e r t i f i c a c i ó n de la c a l i d a d de c u a l q u i e r a de los « a t e r í a l e s e m p l e a d o s «
2
El e n s a y o del c t a e n t o y los A g r e g a d o * se r e a l i z a r á de A c u e r d o a Ias N o r a a s I T I H T E C ó A S T H c o r r e s p o n d i en t e s . El e n s a y o del a gu a se e f e c t u A r á de A c u e r d o a 1a N o r a a I T I N T E C 3 37 .0 88 .
3
Los e n s a y o s se e f e c t u a r á n en un Laboratorio n a do o a u t o r i z a d o por la I n s p e c c i ó n .
4
Lo* r e s u l t a d o * de lo* e n s a y o * se a n o t a r á n en el R e g i s tro An ex o al C u a d e r n o de O br as ; d e b i e n d o e s t a r una copia a disposición de la Inspección h as t a la f i n a l i z a c i ó n de la ob ra. Los r e s u l t a d o s de los e ns a yo s fo ra a n p ar t e de los documentos entregados al p r o p i e t a r i o con el A c t a de R e c e p c i ó n de O b r a .
seleccio
H?UI 3.5,5 Tamaño Máximo Nominal
Porcentajes que pasan por las siguientes aallas
2" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8"
1 1/2"
95-100 100
1*
3/4"
100
0.5 0.5
20-55
0.1
0.5
90-100
40-70
0.15
0.5
100
85-100
10-30
0.1
90-100 100
No, 8
0.1
29-60
95-100
No. 4 0.5
10-30
35-70
100
3/3"
10-30
35-70 75-100
1/2"
PROPIEDADES 1
CONCEPTO
DEL
CONCRETO
G E NERAL
Las c a r a c t e r ¿ t i cas del c on cr e to han de *er f u n c i ó n del fin p a r a »1 cual e stá d e s t i n a d o . Por e l l o la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de 1* u n i d a d c ú b i c a de c o n c r e t o d ebe p e r m i t i r o b t e n e r un c o n c r e t o con la f a c i l i d a d de c oloca ci ón , densidad, resistencia, d u r a b i l i d a d u otras p r o p i e d a d e s que se c o n s i d e r a n n e c e s a r i a s p ara «1 caso particular para el cual la tczda está siendo d iseftada• Al s e l e c c i o n a r las p r o p o r c i o n e s de la mexcl.a d e b e t e n e r s e en c o n s i d e r a c i ó n las c o n d i c i o n e s de c o l o c a c i ó n , la c a l i d a d y e x p e r i e n c i a del p e r s o n a l p r o f e s i o n a l y técnico, la interrelación entre las diversas p r o p i e d a d e s del c o n c r e t o ) asi c o to la c o n s i d e r a c i ó n de que el c o n c r e t o d eb e ser e c o n ó m i c o no s ó l o en su p r i m e r c o s t o s in o t am bi é n en sus f u t u r o s s e r v i c i o s . En las s e c c i o n e s y a c á p it e s s i g u i e n t e s se a n a l i z a n a l g u n o s de l o s p r i n c i p a l e s a s p e c t o s q ue t i e n e n i n f l u e n cia s o b r e las p r i n c i p a l e s p r o p i e d a d e s del c o n c r e t o . 2
TRABAJABILIDAD
Se e n t i e n d e por t r a b a j a b i 1 idad a a q u e l l a p r o p i e d a d del c o n c r e t o al e s t a d o no e n d u r e c i d o la cual d e t e r a i n i su c a p a c i d a d p ar a ser m a ni p u l a d o , t r a n s p o r t a d o , c o l o c a d o y c o n s o l i d a d o a d e c u a d a m e n t e , con un m í n i m o d e t ra b a j o y un m á x i m o de h o m o g e n e i d a d } así c o r o p ara s e r a c a b a d o sin q u e se p r e s e n t e s e g r e g a ci ó n. Es ta d e f i n i c i ó n i n v o l u c r a c o n c e p t o s t a l es c o m o c a p a cidad de m o l de o , c o h e s i v i d ad y capacidad de c o m p a c t a c i ó n . I g u a l m en t e , la t r ab a j a b i 1 idad i n v o l u c r a el c o n c e p t o de f l u i d e z , con é n f a s i s en la p l a s t i c i d a d y u n i f o r m i d a d d ad o que aabas tiene n m a r c a d a i n f l u e n c i a en el comportamiento y apariencia final de la estructura. La t r a b a j a b i l i d a d es una p ro p i e d a d que no es m e n s u r a ble d a d o q u e e sta r e fe ri da a las c a r a c t e r í s t i c a s y perf il del e n c o f r a d o | a la c a n t i d ad y d i s t r i b u c i ó n del ^cmro de refuerzo y e l em e n t o s embebidos; y al p r o c e d i m i e n t o e m p l e a d o para c o m p a c t a r el c o n c r e t o .
DISEÑO DE MEZCLAS
32 3
Sin e m b a r q o , p a r a f a c i l i d a d de Ir abijo y d e s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la m ez c la , se r e c o n o c e que la t r a b a j a b i 1 idad tiene relación con el contenido de ceaento en la m ez cl a ; con las característi c a s , g r a n u l o m e t r í a , r e l a c i ó n de los a g r e ga d o s f i n o - g r u e s o , y proporción del agregado en la mezclai con la c a n t i d a d de a g u a y aire en la m ezcla; con la p r e s e n c i a de a d i t i v o s ; y con las c o n d i c i o n e s a m b i e n t a l e s .
4
A l g u n a s de las c o n s i d e r a c i o n e s s ob re la t r a b a j a b i 1 idad que d eben ser t e n id as en c o n s i d e r a c i ó n al d i s e ñ a r la m e z c l a de c o n c r e t o i nc l uy e n las s i g u ie n t e s * a)
La f in ez a del ce ae nt o, d e t e r m i n a d a por su s u p e r f i cie e s p e c i f i c a , tiene i n f l u e n c i a s o br e la t r a b a j a b il i da d . L o s c e i e n t o s de alta f i n e z a la mejoran notablemente pero p u ed e n causar agrietamiento s u p e r f i c i a l en el s e c a do . Se c o n s i d e r a que las f i n e z a s del o r d e n de 3 3 0 0 c a a / g r . son las m ás recomendables.
b)
Tanto el c o n t e n i d o de c e a e n t o c u an to el v o l u m e n y g r a n u l o m e t r i a de los a g r e g a d o s , asi c o m o las c a r a c terísticas físicas de e st o s, son factores q ue re g ul a n 1* c a n t i d a d de a gu a r e q u e r i d a p ar a p r o d u c i r un concreto trabajable. Es s ie m p r e recomendable t r a b a j a r con el m í ni m o c o n t e n i d o de agua, a fin de c o n s e g u i r la t r a b a j a b i 1 idad y r e s i s t e n c i a a d e c u a d a s sin d e s m e d r o de la d u r a b i l i d a d .
c)
La p r e s e n c i a , en p o r c e n t a j e s a d e c ua do s, de las p a r t í c u l a s más f i n a s del a g r e g a d o tiende a m e j o r a r la t r a b a j a b i 1 idad del c o n c re t o. Se r e c o m i e n d a para el p o r c e n t a j e a c u m u l a d o que pasa la m a l l a N a 50 del 10% al 30%} y para el p o r c e n t a j e a c u m u l a d o que pasa la malla N" 100 del 2* al 10%.
d) La a u s e n c i a de las p a r t í c u l a s finas en el a g r e g a d o p u e d e ser c o m p e n s a d a por el e m p l e o de c e m e n t o s Tip o 1 ó IP, o por la a d i c i ó n de a re na s muy finas, cenizas volcánicas, p u z o l a n a , o e s c o r i a de alt os h o r n o s f i n a m e n t e m ol id a , s i e m p r e que se tenga en consideración la posible i n fl u en c i a de e s ta s adiciones sobre la demanda de a gu a y las p r o p i e d a d e s del c o nc re to . e) La piedra p a r t i da , c u a n d o se la c o m p a r a con el agregado redondeado, r e q u i e r e más a g r e g a d o fino para c o m p e n s a r por el p erfil a n g u l a r de las p a r t í c u l a s en orden a obtener una m ez cl a coaparabie en
33
Propiedades del concreto t r a ba j a b i 1 id ad a a q u e l l a s a g r e g a d o a n gu la r.
en
la«
qut
no
se
eaplea
f) L a s p a r t í c u l a s da a g r e g a d o a l a r g a d a s y c h a t a s tien an e f e c t o n a g a t í v o sobra la t r a b a j a b i l i d a d y o b l i g an a d i s e ñ a r a c z c l a s ais r i c a s en a g r e g a d o fino y po r c o n s i g u i a n t a a a a p l t a r aajrorti c a n t i d a d e s da c a a a n t o y agua. g) L a p r e s e n c i a da altos p o r c e n t a j e s de a g r e g a d o de 3 / 1 6 “ A 3 / 8 ” en el a g r e g a d o g r u e s o , trae coao c o n s e c u e n c i a un i n c r e a e n t o en los v a c í o s e n t r e las p a r t í c u l a s de a g r e g a d o . Si e l l o no as c o r r e g i d o por Modificaciones en la d o s i f i c a c i ó n de la a az c l a p u e d e dar c oa o r e s u l t a d o u n a i e p o r t a n t e d i s a i n u c i ó n de la t r a b a j a b i l i d a d d ad o que el a o r t e r o p r e s e n t e r e s u l t a r í a i n s u f i c i e n t e p ar a l l e na r el e x c e s o de e s p a c i o s v a cí os . h) L a i n c o r p o r a c i ó n de aire a la M e z c l a a e j o r a la t r a bajabilidad aún en aquellos c aso s en que el a g r e g a d o f in o no posea a d e c u a d o p o r c e n t a j e en las • a l i a s N* 50 y N" 100. I g u a l m e n t e el aire, actuar coao un a g r e g a d o f l e x i b l e que a e j o r a la trabajabilidad, p o s i b i l i t a el e a p l e o de a g r e g a d o angular asi coao da agregado da granuloaetría i r r e g u l a r o d i s c o n t i n u a . La r e d u c c i ó n del c o n t e n i d o de a g r e g a d o fino, que es n e c e s a r i o e f e c t u a r al i n c o r p o r a r aire, r ed u ce la s e g r e g a c i ó n y e x u d a c i ó n y f a c i l i t a las o p e r a c i o n e s de c o l o c a c i ó n . i) L a t e n d e n c i a a la s e g r e g a c i ó n y al a f l o r a a i e n t o de la l e ch a d a d i s a i n u y e la t r a b a j a b i l i d a d . D i c h a t e n dencia puede ser controlada incorporando a la e e z c l a l i g a n t e s h i d r á u l i c o s , tales coeo la p u z o l a na. E st a a d i c i ón , especialaente c ua nd o hay poco agregado fin o , hac e la aazcla aás trabajable, uniforaiza la estructura interna y auaenta la i a p e r a e a b i 1 idad del concreto) sin eabarqo, debe coabinarse en proporcione« controladas d a d o que t i e n d e a a u a e n t a r el p e r i o d o de e n d u r e c i a i e n t o . 5
Los p r o c e d i a i e n t o s de « e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la u n i d a d cú bi ca de c o n c r e t o e a p l e a d o s , d e b en toaar en c o n s i d e r a c i ó n , en la s e l e c c i ó n de la t r a b a j a b i l i d a d , los f a c t o r e s e n u n c i a d o s a fin de l og ra r una f a c i l i d a d de c o l o c a c i ó n a d e c u a d a y e c o n ó a i c a .
6
Debido a la gran c a n t i da d de f a c t o r e s que d e t e r a i n a n la t r a b a j a b i 1 idad del concreto, algunos de e ll os
al
DISEÑO DE MEZCLAS p r o p i o « de cada método ádvcuido l is it en cada conocimiento» y del d i » # Pío de la 3
«i t ru tt u r t p no se ha d e s a r r o l l a d o un para ■•diría y la de t a r a i n a c i ó n dt la c as o depende p r i n c í p a l a m ta de los e x p e r i e n c i a da l i n g e n i e r o e n ca r g a d o m e z cl a .
CONSISTENCIA
La c o n s i s t e n c i a dal c o n c r a t o as una p r o p i e d a d que d e fina la huaedad da la a a i c l a por al g ra do da flui da z da la misaaj an t e n d i é n d o s e con a l io qu e cu an t o má s h ú m ed a as la a a z c l a a a y o r s a r i la f a c i l i d a d con la que al c o n c r a t o f l u i r á d u r a n t a su c o l o c a c i ó n . La c o n s i s t e n c i a astá relacionada paro no as s i n ó n i a o da t r a b a j a b i l i d a d . Asi por e j e m p l o , una a a zc la auy t r a b a i a b l a para p a v i a a n t o s p u a d a sar auy c o n s i s t e n t a , an t a n t o que una a a z c l a poco t r a b a j a b l e an a s t r u c t u r a s con a lt a concantración da acaro puada ser da c o n s i s t a n c i a p l ás t i ca . Las H o r a a s A l a a a n a s c l a s i f i c a n al c o nc ra t o , do a su c o n s i s t e n c i a , an tras g r u p o s i
de a c u e r
.- C o n c r e t o * c o n s i s t a n t a s o s a c o s . .- C o n c r e t o * p l á s t i c o s . Co ncretos fluidos. Los c o n c r e t o s c o n s i s t a n t a s son d a f i n i d o s coao aq ue l lo s los c u a l e s tianan al g r a d o da h u a a d a d n s c c i a r i o coao para q u a al a p r e t a r l o * con la m a n o q u ad e a d h er i da a a st a la lachada da c em en t o« E s t a tipo d» c on cr et os sólo con tienen al agua nacesaria para que su s u p e r f i c i e , d es p u és da v i b r a d o s , q u a d e b la nd a y unida. Los c o n c r e t o s p l á s t i c o s son d a f i n i d o s coao a q u e ll os qua c o n t i e n e n el agua n e c e s a r i a p a r a dar a la «asa una c o n s i s t e n c i a pasto sa . Lo* concreto* fluidos son a q u e l l o * que han »ido a a a s a d o s con tanta agua qua la a a z c l a f l u ya coao una p asta blanda. E s t a tipo da c o n c r e t o s ól o daba sar e m p l e a d o en a q u e l l a s e s t r u c t u r a s en las que la d is ai nución de la calidad originada por el excesivo c o n t e n i d o de agua c a r ec e de i m p o r t a n c i a . Los ñ o r t e a a e r i c an os c l a s i f i c a n sentamiento de la mezcla
al c o n c r a t o por al af r a s c a . El mé to do de
35
Propiedades dei concreto
d e t e r m i n a c i ó n e m p l e a d o es c o n o c i d o coao m é t o d o del cono de « s e n t a m i e n t o , m ét o d o del c on o de A b r a m s , o m é t o d o de s l um p , y d e f i n e la c o n s i s t e n c i a de la m e z c l a por el a s e n t a m i e n t o , m e d i d o en p u l g a d a s o m i l í m e t r o s , de u n a masa de c o n c r e t o que previamente ha sido y coapactada en un molde metálico colocada d i m e n s i o n e s d e f i n i d a s y s e cc ió n t r o n c o cóni c a . P or c o n s i g u i e n t e , se puede d e f i n i r al a s e n t a m i e n t o como la m e d i d a de la d i f e r e n c i a de a lt u ra e n t r e el m o l d e m e t á l i c o e s t á n d a r y la aasa de c o n c r e t o d e s p u é s que ha s i d o r e t i r a d o el a ol de que la r e c u b r í a . 5
En la a c t u a l i d a d se a c e p t a una correlación e n t r e la Noraa Alemana y los criterios ñ o r t e a m e r i canos, c o n s i d e r á n d o t e ques .-
6
A las c o n s i s t e n c i a s tos de 0* á 2* (0 mm
secas c o r r e s p o n d e n A 50 aa).
asentamien
A las c o n s i s t e n c i a s plásticas corresponden m i e n t o s de 3" á 4* (75 mm á 100 mm).
asenta
A las c o n s i s t e n c i a s f l u id a s m i e n t o s de más de 5" (125 aa).
asenta
corresponden
Al c o n t r o l a r el a s e n t a m i e n t o en o b r a se c o n t r o l a d i r e c t a m e n t e la u n i f o r m i d a d en la c o n s i s t e n c i a y trab a j a b i l i d a d n e c e s a r i a s para una a d e c u a d a c o l o c a c i ó n ) e indirectamente el voluaen u n i t a r i o de agua, la relación agua-cemento y las modificaciones en la h u m e d a d del a g re g a d o . Por o t r a p a rt e , si el c o n t e n i d o de los a g r e g a d o s es u n i f o r m e y se a d i c i o n a n v o l u a e n e s c o n s t a n t e s de a g u a a la m ez c l a , las v a r i a c i o n e s en el a s e n t a m i e n t o son un í n d i c e de m o d i f i c a c i o n e s en la d o s i f i c a c i ó n de la rcz
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cía.
En m e z c l a s de concreto adecuadamente proporcionadas, el c o n t e n i d o u n i t a r i o de agua n e c e s a r i o p ar a o b t e n e r un a s e n t a m i e n t o d e t e r m i n a d o d e p e n d e de d i v e r s o s f a c tores. Asi, para m e n c i o n a r al gu no s de ellos, se tienei a) En los c e m e n t o s c o mb in ad o s, que se c a r a c t e r i z a n por s u p e r f i c i e s e s p e c i f i c a s auy a lt as , p u e d e p r e s e n t arse un i n c r s a e n t o e x c e s i v o en «1 c o n t e n i d o d* a g u a para o b t e n e r un a s e n t a m i e n t o d e t e r m i n a d o , con el con s i g u i e n t e i n c re m en t o en la r e l a c i ó n a guac e m e n t o y d i s m i n u c i ó n en la r e s i s t e n c i a .
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DISEÑO DE MEZCLAS b) Los r e q u i s i t o s de agua en el c o n c r e t o se i n c r e m e n tan c o n f o r m e el perf i l del a g r e g a d o se hace más angu l a r y la t e x t u r a ais rugo sa . E sta d e s v e n t a j a puede ser p a r c i a l m e n t e c o m p e n s a d a por el i n c r e m e n t o en la c a p a c i d a d de a d h e r e n c i a que se p r o d u c e en tr e el a g r e g a d o y la m at r i z c e me n t a n t e . c) Los r e q u i s i t o s de agua de la m e zc l a t i e n d e n a d i s m i n u i r c o n f o r m e se i n c r e m e n t a el t a m a ñ o máximo n o m in a l de un a g r e g a d o g r u e s o cuya g r a n u l o m e t r í a esté d e n t r o de las i n di c a d a s en la H o r m a C 33 del ABTM. d) Los r e q u i s i t o s de a gua de la m ez c l a p u e d e n ser s i g n i f i c a t i v a m e n t e r e d u c i d o s por el e m pl e o de d e t e r m i ~ n ad o s a d i t i v o s , tales como los i n c o r p o r a d o r e s de aire, los r e d u c t o r e s de agua, y los s u p e r p l a s t i f i can t e s .
1
La r e s i s t e n c i a del c o n c r e t o es d e f i n i d a c o m o el m á x im o e s f u e r z o que p u e d e ser s o p o r t a d o por d i c h o m at e r i a l sin r om p er s e . D a d o que el c o n cr e to e s t á d e s t i n a d o p r i n c i p a l m e n t e a t o m a r e s f u e r z o s de c o m p r e s i ó n , es la m ed id a de su r e s i s t e n c i a a d ic h o s e s f u e r z o s la que se u t i l i z a como í nd ic e de su c al id a d .
2
La r e s i s t e n c i a es c o n s i d e r a d a c o m o una de las más i m p o r t a n t e s p r o p i e d a d e s del c o n c r e t o e n d u r e c i d o , s ie nd o la que g e n e r a l m e n t e se e m p l e a para 1* a c e p t a c i ó n o r e c h a z o del mism o . P e r o el i n g e n i e r o d i s e ñ a d o r de la m e z c l a d e b e r e c o r d a r q u e o t r a s p r o p i e d a d e s , t ales como la durabilidad, permeabilidad, o resistencia al d e s g a s t e , pu ed e n ser tanto o más l a p o r t a n t e s que la resistencia, dependiendo de las c a r a c t e r i s t i cas y u b i c a c i ó n de la obra.
3
En g e n er a l, p r á c t i c a m e n t e todas las p r o p i e d a d e s del c o n c r e t o e n d u r e c i d o e st á n a s o c i a d a s a la r e s i s t e n c i a y, en m u ch o s caso s, ms en f u n c i ó n del v a l o r de ella que se las c u a n t i f i c a o c u a l i f i c a . Sin e m b a r g o , debe s i e m pr e r e c o r d a r s e al d i s e ñ a r una m e z c la de c on c r et o que m u c h o s f a c t o r e s a j en o s a la r e s i s t e n c i a pueden af e ct a r o t r a s p r o p i e d a d e s .
4
De a c u e r d o a la t e or í a de A b r am s, para un c o n j u n t o d a do de m a t e r i a l e s y c o n d i c i o n e s , la r e s i s t e n c i a del concreto está principalmente determinada por la
37
Propiedades dei concreto
c a n t i d a d neta de a g u a e s p i t a d a por u n i d a d de c e mento. Es t a a gua neta excluye aquella absorvirta por los a g r e g a d o s . Así, de a c u e r d o a la e s c u e l a de A b r a m s , el f a c t o r q ue i n f l u y e en f orma d e t e r m i n a n t e s o b r e la r e s i s t e n c i a del c o n c r e t o es la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o de la m e z cl a, s i e n d o m a y o r e s las r e s i s t e n c i a s c o n f o r a e d i c h a r e l a c i ó n se h a ce a m o r . 5
Pos t e r i o r m e n t e »2 ñ o r t e a m e r i c a n o D i l k e y , a p o y á n d o s e en sus p r o p i a s o b s e r v a c i o n e s y en los t r a b aj o s de W alker, B l o e n y G a y ñ o r , ha d e m o s t r a d o que la r e s i s t e n c i a del c o n c r e t o es f u n c i ó n de c u at r o f a c t o r e s : Relación
agua-cemento*
.- R e l a c i ó n 'c e m e n t o - a g r e g a d o ) .-
G r a n u l o i í t r i a , p e r f il , t e xt u ra t e n c i a y d u r e z a del a g r e g a d o
superficial,
resis
T a m a K o m á x i m o del a g r e g ad o . E sta t e o ri a , que a la f e cha t ie n e v i g e n c i a y que ■antiene el concepto de la relación agua-ceaento e n u n c i a d o por A b r a m s en 1918, ha s ido c o m p l e m e n t a d a por P o w e r s al e n u n c i a r su t eo ri a de la r e l a c i ó n gele s p a c i o y su i n f l u e n c i a en la r e s i s t e n c i a ) asi coao las t e o r í a s p o s t e r i o r e s s obre la r e s i s t e n c i a por a d herencia pasta-agregado y su importancia en la r e s i s t e n c i a f inal del co nc r et o. 4
Adicionalmente a los factores i n d i c a d o s , pu ed e n i n f l u i r s o b r e la r e s i s t e n c i a final del c o n c r e t o y por lo t anto d e b e n ser t o m a d e s en c o n s i d e r a c i ó n en el diseffo de la m e z c l a los e i g u i e n t e s i a)
C a m b i o en el tipo, marc a, y t i e m p o de almacenamien to del c e m e nt o y m a t e r i a l e s c e m e n t a n t e s e m p l e a d o s .
b) C a r a c t m r isti cas del agua en a q u e l l o s no se e m p l e a a gua potable.* c)
casos
en que
P r e s e n c i a de limo, arci l l a. mi ca, c a r bó n , humus, m a t e r i a o r g á n i c a , s a l e s q u í m i c a s , en el a g r e g a d o . Todos los compuestos enunciados disminuyen la r e s i s t e n c i a del c o n c r e t o p r i n c i p a l a e n t e d e b i d o a q ue se i n c r e m e n t a n los r e q u i s i t o s de a gu a « se f a c i lita la acci ón del i n t e m p e r i s m o , se i n hi b e el d e s a r r o l l o de una m á x i m a a d h e r e n c i a e n t r e el c e m e n t o h i d r a t a d o y los a g r e g a d o s , se d i f i c u l t a la h i dr atación norm al del ceme n t o, y se facilita la
DISEÑO DE MEZCLAS r e a c c i ó n q u í m i c a de los a g r e g a d o s que c o m p o n e n el c emento.
con
los e l e m e nt o s
d) M o d i f i c a c i o n e s en la g r a n u l ó m e t r i a del a g r e g a d o con el c o n s i g u i e n t e i n c r e m e n t o en la s u p e r f i c i e e s p e c if i c a y en la demanda de a gua para una consistencia determinada. e) P r e s e n c i a de aire en la m e z cl a , la cual m o d if ic a la r e l a c i ó n p o r o s - c e m e n t o , s i e n d o m a y o r la r e s i s t e n c i a del c o n c r e t o cuant o m e n o r es esta r e l a c i ó n . La i n c o r p o r a c i ó n de a ire a las m e z c l a s , en p o r c e n t a jes a d e c u a d o s , m e j o r a la d u r a b i l i d a d y t r a b a j a b i l i da d del c o nc re to , p ero tien de a d i s i i n u i r la r e s i s t e n c i a en un p o r c e n t a j e del 3% por cada uno por c i e n t o de aire i n c o r p o r a d o . La e x c e p c i ó n se produce en las mezclas p o br e s en las que la i n c o r p o r a c i ó n de aire al m e j o r a r la t r a b a j a b i l i d a d d i s m i n u y e la d e m a n d a de agua, r e d u c e la rela ci ón a g u a - c e m e n t o y por e nde i n c r e m e n t a la r e s i s t e n c i a . f) E m p l e o de a d it i vo s que p u d i e r a n m o d i f i c a r el p r o ceso de h i d r a t a c i ó n del c e m e n t o y por tanto la r e s i s t e n c i a del co nc r et o. g) E m p l e o de m a t e r i a l e s p u z o l á n i c o s , c e ni z as « o esco rias de a lt o horno f i n a m e n t e d i v i d i d a s , los c u al es por si mismos p u ed e n desarrollar propiedades cemen tan t e s . En la m e d i d a q ue los f a c t o r e s i n d i c a d o s y sus e fe ct o s s ob r e las p r o p i e d a d e s del c o nc r e t o , e s p e c í f i c a m e n t e la r e s i s t e n c i a , p u e d en ser p r e d e c i b l e s , e l l o s deben ser t o m a d o s en c o n s i d e r a c i ó n en la s e l e c c i ó n inicial de las p r o p o r c i o n e s de los m a t e r i a l e s q u e i n t e r v i e n e n en la m ez cl a. Sin e m b a r g o , t e ni e nd o en c o n s i d e r a c i ó n t an t o su n úm er o c omo su c o m p l e j i d a d , es e v i d e n t e que una d e t e r m i n a c i ó n s e g u r a de la r e s i s t e n c i a del c o n c r e t o ú n i c a m e n t e puede basarse en mtzclas de prueb a, ya sea en el l a b o r a t o r i o o en obra, así c omo en los r e s ul t a d o s de experiencias previas con los materiales a ser e m p l e a d o s b ajo c o n d i c i o n e s s i m i l a r e s a a q u e l l a s que se e s p e r a tener en obra. DURABILIDAD
El c o n c r e t o d eb e
ser capaz de e n d u r e c e r
y m a n t e n e r sus
Propiedades del concreto
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p r o p i e d a d e s en el t i e m p o aún en a q u e l l a s c o n d i c i o n e s de e x p o s i c i ó n que normalment e p od r í an disminuir o h a c e r l e p e r d e r su c a p a c i d a d e s t r u c t u r a l . Por tanto, se define como concreto durable a iqutl que puede r e s i s t i r , en g r a d o s a t i s f a c t o r i o , los e f e c t o s de las c o n d i c i o n e s de s e r v i c i o a las c u a l e s él e s t á s o m e t i d o . 2
E n t r e los a q e n t e s e x t e r n o s o i n t e r n o s c a p a c e s de a t e n tar c o n t r a la d u r a b i l i d a d del c o n c r e t o se e n c u e n t r a n los procesos de congelación y deshielo; los de humedecimiento y s e ca do } ios de calentamiento y enfriamiento! la acci ón de aqentes químicos, e s p e c i a l m e n t e c l o r u r o s y s ul f a t o » ) y la de a d i t i v o s descongelantes.
3
La r e s i s t e n c i a del c o n c r e t o a a l g u no s de los f a c t o r e s mencionados, con el consiguiente incremento en la durabilidad, p ue d e ser m e j o r a d a por el empleo de c e m e n t o de bajo c o n t e n i d o a l u m i n a t o t r i c á l c i c o ) c e m e n tos de b ajo c o n t e n i d o de á l cal is ) c e m e n t o s p u i o l á n i cos) c e m e n t o s de e s c o r i a s ) p u z o la n as , c e n i z a s o e s c o rias de a lto horno finamente mol idas) agregados seleccionados para prevenir posibles expansiones d e b i d a s a la r e a c c i ó n i 1 c a 1 i - a g r e ga d o) o e m p l e o de a g r e g a d o s de d u r e z a a d e c u a d a y libres de c a n t i d a d e s e x c e s i v a s de p a r t í c u l a s b l and as , en t o do s a q u e l l o s c asos en que se r e q u i e r a r e s i s t e n c i a al d e s g a s t e por abrasión superficial.
4
El e m p l e o de r e l a c i o n e s a g u a - c e m e n t o b ajas d e b e r á p r o l o ng a r la v ida del c o n c r e t o al r e duc ir el v o l u m e n de p oros c a p i l a r e s , i n c r e m e n t a r la r e la c ió n q e l - e s p a c i o y r e d u c i r la p e r m e a b i l i d a d y a b so r c i ó n ; d i s m i n u y e n d o por t odas las razones expuestas la posibilidad de p e n e t r a c i ó n de agua o l í q u i d o s a gr es i v o s .
5
La r e s i s t e n c i a a los p r o c e s o s de i n t e a p e r i s m o s e v er o, especialmente acciones de congelación y deshielo, mejora significativamente por la i n c o r p o r a c i ó n , en t odos los c o n c r e t o s e x p u e s t o s a a m b i e n t e s m e n o r e s de 4*C, de u na c a n t i d a d a d e c u a d a de aire, el cual d e be o b l i g a t o r i a m e n t e ser e m p l e a d o s i e m p r e q u e e x i s t a la p o s i b i l i d a d de que se p r e s e n t e n p r o c e s o s de c o n g e l a ción d u r a n t e la v i d a del co nc re t o . La r e s i s t e n c i a del c o n c r e t o a la acci ón de las h e l a d a s d e p e n d e de la n a t u r a l e z a de los a g r e g a d o s y de su g r a n u l o m e t r í a ) del v o l u m e n de agua de la m e z c l a s de la e s t r u c t u r a c a pi la r del c o nc r et o, y de su r e s i s t e n c i a a la c o m p r e s i ó n . I g u a l m en t e « c ua n t o más i m p e r m e a b l e es un c o n c r e t o m ay o r es su r e s i s t e n c i a a la p e n e t r a c i ó n
DISEÑO DE MEZCLAS de las a g u a s y por c o n s i g u i e n t e n y o r las h e l ad a s , « l i o d e b i d o a quei
su r » » l i t v n c i «
a
a) S o b r e su i s t r u c t u r a a ctúa »1 agua li bre q u e se e n c u e n t r a en el i n t e r i o r de los poros, la cual puede haberse introducido por acción capilar o por p re s i ó n y e s t á s uj et a a p ro c es os de c o n g e l a c i ó n y d e s h i el o . b) El g r a d o de p r e s i ó n de esta agua c o n g e l a d a d ep e n de del v o l u m e n de la m i s m a que hayan c o n t e n i d o los po ros en el m o m e n t o de o c u r r i r la h e l a d a . La i n c o r p o r a c i ó n de a ire a la m ez cl a i n c r e m e n t a 1« r e s i s t e n c i a del c o n c r e t o a la acción d e s i n t e g r a n t e de heladas y deshielo. El aire incorporado, al ser d i s p e r s a d o a t r a v é s de la m a sa de c o n c r e t o en forma de m i n ú s c u l a s b u r b u j a s , p r o p o r c i o n a e s p a c i o s en los cu al e s las fuerzas mecánicas que caus an la d e s i n t e g r a c i ó n son d i s i p a d a s . La incorporación de aire igualmente incrementa la d u r a b i l i d a d por r e d u c c i ó n de la c a p i l a r i d a d y d i s m i n u ción del v o l u m e n y s e c c ió n de los c a n a l e s de agua, o poros c a pi l a r e s , del c o n c r e t o e n d u r e c i d o por d i s m i n u ción de la exudación y segregación del c o n cr et o f re sc o. El c o n c r e t o p u e d e d e t e r i o r a r s e por c o n t a c t o con d ife~ r en te s a g e n t e s q u i m i c o s a ct iv o s o por s u s t a n c i a s que en si m i sm a s no son n o ci va s, pero que p u e d e n r e a c cion a r con a l g u n o de los e l e m e n t o s i n t e g r a n t e s del concreto. Entre las sustancias consideradas como p e l i g r o s a s se e n c u e n t r a n : .- Los ácid o s
inorgánicos.
.- Las s ales i n o r g á n i c a s . .*• Los c lo ru ro s . .- Los s u l f a t o s de sodio, m a g n e s i o o c al c i o. Las a g uas que c o nt i e n e n muy poca o n i n g u n a sal en d i s o l u c i ó n , es d e ci r que e s tá n casi q u í m i c a m e n t e puras. - El n i t r a t o de a monio.
41
Propiedades del concreto 7
El c v i v n t o p ue d e c o i b i m r t » con d » t t r » i m d o s e l e m e n tos para f o r m a r compuestos los c u a l v s h»n»n baja s o l u b i l i d a d p tr o pueden d e s t r u i r vi c o n c r i t o d m b i d o a q ue su v o l u m e n es m a yor que el de la p as t a de c e m e n t o en la cual se e s tán f o r m a n d o . Las s u s t a n c i a s más c o n o c i d a s y a g r e s i v a s son los á l c a l i s b l a n c a s o sea los s u l f a t o s de sodio, m a g n e s i o y c a l c i o . L o s s u l f a t o s r e a c c i o n a n con la cal h i d r a t a d a y el h i d r ó x i d o de c al ci o p r e s e n t e s en la p a s t a de c e me n t o , formando sulfato de c al c i o y sulfo-aluminato de calcio, reacciones que son acompañadas de fuerte e x p a n s i ó n y r o t u r a de la pasta. C u a n t o m e n o r es el c o n t e n i d o de a l u m i n a t o t r i c á l c i c o en el c e m e nt o , más d e n s o el c o n c r e t o , y m e no r la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o , m a y o r es la r e s i s t e n c i a del c o n c r e t o a e s t e tipo de a t a qu e s . La T ab l a 1 3 . 3 . 2 da los v a l o r e s más r e c o m e n d a b l e s de a c u e r d o al g r a d o de s e v e r i d a d del a taque.
4 -A
1
DEN8IDAD
En d e t e r m i n a d o s tipos de obra s, la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la m e z c l a de c o n c r e t o es e f e c t u a d a f u n d a m e n t a l m e n t e para o b t e n e r alta d e n s i d a d . En e s t o s c as o s , e m p l e a n d o a g r e g a d o s e s p e c i a l e s , se p ue d e n o b t e - ‘ ner concretos trabajables con pesos unitarios del o r d e n de 3 6 00 k g / e 3 . E j e m p l o s de A p l i c a c i ó n de tales c o n c r e t o s son los r e c u b r i m i e n t o s p e s a d o s e m p l e a d o s para m a n t e n e r las t u b e r ía s de los o l e o d u c t o s d e b a j o del ag ua; las p a n t a l l a s de p r o t e c c i ó n cont ra las r a d i a c i o n e s en las c e n t r a l e s nucleares! y determinados elementos empleados para a i s l a m i e n t o del sonido.
4-7
1
GENERACION
DE
CALOR
Un a s p e c t o i m p o r t a n t e de la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de los c o n c r e t o s m a s i v o s es el t a m a ñ o y p e rf i l de la e s t r u c t u r a en la cual e l los van a ser e m p l e a d o s . E l l o es d e b i d o a que la c o l o c a c i ó n de g r a n d e s v o l ú m e n es de c o n c r e t o p uede o b l i g a r a t o m a r m e d i d a s p a r a c o n t r o l a r 1* g e n e r a c i ó n de calor d e b i d a al p r o c e s o de h i d r a t a c i ó n del c e men to * con los r e s u l t a n t e s c a m b i o s de v o l u m e n en el i n t er i or de la m as a de c o n c r e t o y el i n c r e m e n t o en el p e l i g r o de f i s u r a c i ó n del m i s m o .
42
DISEÑO DE MEZCIAS 2
C om o re gl a g m i r a l , pira los c i « e n t o t n o r n a l t i Tipo 1, 1* h i d r a t a c i ó n d e be r á g i n t ra r una elevación- de t e m p e r a tu r a del c o n c r e t o del .orden de 6 * C á i l * C por saco de c t a e n t o por M e t r o c úb i c o de c o n c r e t o . Si la e l e v a ción d» la t e m p e r at u r a de la « a s a de c o n c r e t o no es • a n t e n i d a en un a í n ia o, o si no se p e r m i t e que ca lor te d i s i p e a una v e l o c i d a d r a z o n a b l e , o si se p e r a l t e que el c o n c r e t o se e n f r i e r á p i d a m e n t e , pued* presentarse agrietamiento.
3
Las m e d i d a s para c o n t r o l a r la t e m p e r a t u r a d e l c o n c re to p ue d en incluir una temperatura de colocación del concreto relativamente bajas e m p l e o de c e m e n t o s de bajo contenido de a l u m i n a t o tricálcico y s i l ic at o t r i c á l c i c o y e m pl e o de c a n t i d a d e s r e d u c i d a s de m a t e r i a les c e m e n t a n t e s ) la c i r c u l a c i ó n de agua de e n f r i a m i e n t o a trav és de tube r í as } y, en a l g u n o s casos, el a i s l a m i e n t o de la s u p e r f i c i e del c o n c r e t o a fin de a d e c u a r l o a las d i f e r e n t e s c o n d i c i o n e s de e x p o s i c i ó n y d i v e r s a s c a r a c t e r í s t i cas del m i s m o .
4
En el d i s e ñ o de la m e zc l a d eb e r e c o r d a r s e q ue un c o n c reto m a s i v o no es n e c e s a r i a m e n t e a quel en el cual el a g r e g a d o g r u e s o tenga un tamaK o m á x i m o n o m i n a l alto» asi c om o q u e la p o s i b i l i d a d de una e x c e s i v a g en e r a c i ó n de c alor no está l i m i t a d a a p r e s a s o c i m e n - t a c i ó n de e s t r u c t u r a s . M uc ho s e l e m e n t o s e s t r u c t u r a l es pued e n ser lo s u f i c i e n t e m e n t e m a s i v o s c omo p a r a t ener en cuenta la posibilidad de altas temperaturas inte r- n a s . e s p e c i a l m e n t e si las d i m e n s i o n e s m í n i m a s e x c e d e n de ¿0 á 90 c m s , o cuan d o el c o n t e n i d o de c t M t n t o es m ay or de 330 k g/ m* .
1
£1 c o n c r e t o no es un m a t e r i al c o m p l e t a n e n t e e l á s t i c o y la r e l a c i ó n e s f u e r z o - d e f o r m a c i ó n para u n a c a r g a en c o n s t a n t e i n c r e m e n t o adop ta g e n e r a l m e n t e la f o r m a de una curv a . G e n e r a l m e n t e se c o no c e c o m o H ó d u l o de Elast i ci da d a la r e lac ió n del e s f u e r z o a la d e f o r m a c i ó n m e d i d a en el p u nto d o n d e la l í n e a se a p a r t a de 1 a r e cta y c o m i e n z a a ser curva.
2
P ara el d i s e X o e s t r u c t u r a l se s u p o n e un m ó d u l o de el a s t i c i d a d c o n s t a n t e en f u n c i ó n de la r e s i s t e n c i a a la c o m p r e s i ó n del c o n cr e t o. En la p r á c t i c a , el m ó d u l o de e l a s t i c i d a d del c o n c r e t o es una m a g n i t u d v a r i a b l e cuyo valor promedio es m ayor que a quel o b t e n i d o a p ar ti r de una f ó r m u l a .
el
Propiedades del concreto 3
43
En *1 d i s eR o d » la i t z c l a d • b « t t m r t i módulo de elasticidad del concrtto o tr o* , de los s i g u i e n t e s f a c t o re s :
p r ti a n ta q u » «1 depend«, tntr»
La r e s i s t e n c i a a la c o m p r e s i ó n del c o n c r e t o y, por lo tant o » de todos a q u e l l o s f a c t o r e s que la a f e ctan. A igualdad de r e s i s t e n c i a , g r á f i c a de los a g r e g a d o s .
de
la n a t u r a l e z a
petro
.- De I* t e n s ió n de t ra ba jo . .- De la f o r * a y ti em p o de c ur ad o del
concreto.
•- Del g r a d o de hu m ed a d del c o ncr et o. El m ó d u l o de e l a s t i c i d a d del c o n c r e t o a u m e n t a al i n c r e m e n t a r s e Xa r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n y, para un • i f i o c o nc r e t o , d i s m i n u y e al a u s e n t a r la t e n s i ó n de tr ab aj o . 4.9
ESCURRIMIENTO
PLASTICO
1
C u a n d o el c o n c r e t o e stá s uj et o a una carga c o n s t a n t e , la d e f o r m a c i ó n p r o d u c i d a por d i c h a carga p u e d e ser d i v i d i d a en dos part e s x la d e f o r m a c i ó n e l á s t i c a , la cual o c u r r e i n m e d i a t a m e n t e y d e s a p a r e c e t o t a l m e n t e en cuanto se remueve la carga, y el escurrimiento p l á s t i c o el cual se d e s a r r o l l a g r a d u a l m e n t e .
2
El e s c u r r i m i e n t o p l á s t i c o puede por lo tanto ser d e f i n id o c om o el a l a r g a m i e n t o o a c o r t a m i e n t o q u e s u f r e una estructura de concreto como consecuencia de una solicitación uniforme y constante de tracción o compresión respectivamente. Bajo ca rg a c o n t i n u a el e s c u r r i m i e n t o p l á s t i c o c o n t i n ú a i n d e f i n i d a m e n t e . Sin e m b ar g o , t i e n d e c o n t i n u a m e n t e a d i s m i n u i r a p r o x i m a d a m e n t e a un v a l o r li m it e . Si la carga es c o n t i n u a el m o n t o del e t c u r r i m i e n t o p l á s t i c o final d e b e r á ser, para c o n c r e t o n o r m a l , de u n a a tres v eces el m o n t o de la d e f o r m a c i ó n e l á s t i c a i n i ci a l y, en g e n e r a l , a l r e d e d o r del 50% del f l u j o f i n a l o c u r r e d u r a n t e los tres p r i m e r o s m e ses de a p l i c a d a la c a r ga .
3
La m a g n i t u d del e s c u r r i m i e n t o plástico d e p e n d e de la r e s i s t e n c i a del c o n c r e t o en el i n s t a n t e en q u e c o m i e n za a a ct u a r la « o l i c i t a c i ó n p e r m a n e n t e ; a i g u a l d a d de c o n c r e t o s d e p e n d e de la c o n s t i t u c i ó n p e t r o g r á f i c a de
DISEÑO DE MEZCIAS lo* a g r e g a d o s ) e i g u a l m e n t e de 1* fori* cura do y da la i n t e n s i d a d d * 1 » » f u e r z o .
A
y
t i ea p o
de
En g e n e r a l p uede d e c i r » « que la a a y o rí a da los f a c t o res que i n c r e m e n t a n la r e s i s t e n c i a y el a ó d u l o de e l a s t i c i d a d r e d u ce n el e s c u r r i a i e n t o p lá s ti c o , a u nq ue e ste ú l t i m o pu ede ser i n f l u e n c i a d o por o t r o s f a c t o r e s . Asi, por e j e m p l o , el i n c r e m e n t o en 1« r e l a c i ó n agua** c e m e n t o o en el c o n t e n i d o de a ir e i n c r e m e n t a el e s c u r r i a i e n t o p l ás t ic o . I g u a l a e n t e , el e m pl e o de a g r e g a d o s de e s t r u c t u r a granular pobremente o aal ceaentada a u m e n t a las p o s i b i l i d a d e s de e s c u r r i m i e n t o .
-ÍO
DILATACION
TER M I C A
1
S a b e m o s que las p r o p i e d a d e s t é r a i c a s del c o n c r e t o son i m p o r t a n t e s en r e l a c i ó n con el a a n t e n i m i e n t o en v a l o res a i n i a o s de los c a m b i o s de v o l u a e n .
2
La c o n d u c t i v i d a d t é r a i c a es la a e d i d a con la cual el c a lor es t r a n s a i t i d o c o n c r e t o de área y e s p e s o r u n i t a r i o diferencia unitaria de temperatura caras.
de la v e l o c i d a d a t r av és de un c u a n d o hay una e nt r e las dos
La c o n d u c t i v i d a d t é r a i c a es u t i l i z a d a , en c o n e x i ó n con el calor e s p e c i f i c o y la d e n s i d a d en la d e t e r a i n a c i ó n de un c o e f i c i e n t e d e n o a i n a d o * d i f u s i v i d a d ", el cual es un í n di c e de la f a c i l i d a d con la cual el c o n c r e t o s o p o r t a los c a m b io s de t e m p e r a t u r a . 3
Como c o e f i c i e n t e de d i l a t a c i ó n té r ai c a del c o n c r e t o puede a c e p t a r s e 1 / 10 0, 0 0 0 , s i e m p r e q u e no se d e t e r m i n e otro v a l o r para c a sos e s p e c i a l e s , d ad o q u e el v al o r real es u n a M a g n i t u d v a r i a b l e q ue d e p e n d e del tipo de c emen to , de las c a r a c t e r í s t i cas de los a g r e g a d o s y de sh voluaen en la u n i d a d cúbica de c o nc r e t o , asi como el g r a d o de h u m e d a d y de las d i m e n s i o n e s de la s e c c i ó n transversal.
INFORMACION S-l
NECESARIA
ALC A N C E
1
En 1* s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s d« la a n c l a de concreto es ntcenrio c o n oc e r , «dvaái de las p r o p i e d a d e s que se r e q u i e r e n y del e a p l e o que se va a dar al concreto, asi c oto las c a r a c ter í s t i c a s g e o g r á f i c a s y a a b i e n t a l e s de la zona en la cual él va a ser utilizado, información básica s o bre las p r o p i e d a d e s de los « a t e r í a l e s i n t e g r a n t e s del a i s a o .
2
En e st e s e n t i d o y coto c u e s t i ó n f u n d a a e n t a l , la s e l e c ción de las p r o p o r c i o n a s da la atezcla d a ba r á b a t i r í a en la i n f o r a a c i ó n o b t e n i d a da los r e s u l t a d o s de los ensayos de laboratorio de los «ateríales a ser u t i l i z a d o s . La i n f o r a a c i ó n « á s útil p a r a un a d e c u a d o d i s e ñ o de la « e z c l a es la s i g u i e n t e s
9-2
CEMENTO
En el c aso del c e a e n t o es i a p o r t a n t e c o n o c e n •- T i po y « arca del
c e «e n to s e l e c c i o n a d o .
.- P a s o e s p e c i f i c o del c e aento. • - P e s o e s p e c i f i c o del a a t er i a l un c e a e n t o c o a b i n a d o .
puzol&nico
si «a trata da
S u p e r f i c i e e s p e c í f i c a del ceae n to . I g u a l a e n t e la los a a t e r i a l e s p u z o l á n i c o s si e l los son e m p l e a d o s .
da
La T a b l a 5.2 da v a l o r e s d e t e r a i n a d o s en al L a b o r a t o r i o de E n s a y o de R a t e r i a l e s de la U n i v e r s i d a d N a c i o n a l de I n g e n i e r í a . E llos p o dr á n a a p l e a r s a en a q u e l l o s ca sos an que no se c o n o z ca los p r o p o r c i o n a d o s por el f a b r i c a n t e . 5.3
AGUA
En el c a so del agua,
si se e a p l e a a guas no p o t a bl e s.
Análisis quíaico del agua, de acuerdo a lo indicado en el acápite 3.7.3«
46
&SEÑO DE MEZCLAS .- E f e c t o del a gua s o b r e el t ie m p o de f r a g u a d o , c alor de h i d r a ta c ió n , y r e s i s t e n c i a s m e c á n i c a s del c o n c r et o .
5.4 A0RE0AD08 En el caso de conocer i
los a g r e g a d o s f in o y g r u e s o es i m p o r t a n t e
.- P er f i l y t e x tu r a s u p e r f i c i a l . •- A n á l i s i s g r a n u l o m é t r i c o . .- P eso e s p e c í f i c o de «a sa . P eso u n i t a r i o s u e l t o y c o m p a c t a d o . *- P o r c e n t a j e de a b s o r c i ó n
y c o n t e n i d o de h um e d ad .
«- P é r d i d a por a b ra s i ó n , si el a g r e g a d o va a ser e a p l e a d o en c o n cr e t o para p a v i m e n t o s . P r e s e n c i a de a a t e r i a o r g á n i c a .
3.5 A D I T I V O S Si se e e p l e a a d i t i v o s en la m e z c l a es i e p o r t a n t e c o noc er s .- Tipo y « arca del a d i t i v o . •- F e c h a de v e n c i m i e n t o . •- E f e c t o sobre las p r o p i e d a d e s del c o n c r e t o . .- R e c o m e n d a c i o n e s cante.
de e m p l e o
proporcionadas
por el f a b r i
Información necesaria
TA BLA 3.2 CEMENTOS PERUANOS
Marca
Tipo
Sol Atlas Andino Andino Andino Pacasaayo Yura Yura Ruaí
I IP I II V I IP IPH IPh
Peso Superficie Específico Especifica (c « * / g r ) 3.11 2.97 3.12 3.17 3.15 3.11 3 •0¿ 3.09
mw9m
3 50 0 5000 3 30 0 3300 3300 3100 3¿00 3 50 0 3800
* L o s v a l o r e s de » ata Tabla han s id o d e t e r a i n a d o s en el L a b o r a t o r i o de E ns ay o de M a t e r i a l e s de la F a c u l t a d de In g en i e r í a Civil de la U n i v e r s i d a d N a c i o n a l de In ge n i e r ía . E s t o s v a l o r e s pued e n ser e a p l e a d o s en a q u e l l o s c asos en q u e no se conoce la i n f o r m a c i ó n dada por el fabri can t e .
CAPITULO
RASOS 6.1
EN
EL
SECUENCIA
DIBEÍÍO DE
ó
DE
LA
MEZCLA
DISENSO
Lo* s i g u i e n t e s p a s o s se c o ns i d e r a n f u n d a m e n t a l e s en el p r o c e s o de s e l e c c i ó n de lat p r o p o r c i o n e s de la m e z c l a para a l c a n z a r las p r o p i e d a d e s d e s e a d a s «n el c o n c r e t o . E l l o s d e b e n e f e c t u a r s e i n d e p e n d i e n t e m e n t e del p r o c e d i m i e n t o de d i s e ñ o s e l e c c i o n a d o . 1
Estudiar cuidadosamente los r e q u i s i t o s i n d i c a d o s en los p l a n o s y en las e s p e c i f i c a c i o n e s de o b r a.
2
S e l e c c i o n a r la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o r e q u e r i d a p a r a o b t ener en obra la r e s i s t e n c i a de d i s e ñ o e s p e c i f i c a d a por el p r o y e c t i s t a , en esta e t a p a se d e b e r á t en e r en cuenta la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r y el c o e f i c i e n t e de v a r i a c i ó n de la c o m p a ñ í a c o n s t r u c t o r a , asi c om o el g r a d o de c o n tr o l q u e se ha de e j e r c e r en o br a .
3
Seleccionar, en f u n c i ó n de las c a r a c t e r I s t i c a s del el e m e n t o e s t r u c t u r a l y del s i s t e m a de c o l o c a c i ó n del concreto, el t a m a ñ o máxi mo nominal del agreqado grueso.
4
Elegir la consistencia de la m e z c l a y e x p r e s a r l a en f u n c i ó n del a s e n t a m i e n t o de la mi sm a . Se t e n d r á en consideración, e n t r e o t r o s f a c t o r e s la t r a b a j a b i 1 idad deseada, las características de los elementos estructurales y las f a c i l i d a d e s de colocación y c o m p a c t a c i ó n del c o n c r et o .
3
D e t e r m i n a r el v o l u m e n de iqua de m e z c l a d o por u n i d a d de v o l u m e n del c o n c r e t o , c o n s i d e r a n d o el t a m a ñ o m á x i m o n o m i n a l del a g r e g a d o grue so , la c o n s i s t e n c i a d e s e a d a y la p r e s e n c i a de a i re, i n c o r p o r a d o o a t r a p a d o , en la mezcla.
6
D e t e r m i n a r el p o r c e n t a j e de a ire a t r a p a d o o el d e a i r e total, s egún se t r a t e de c o n c r e t o s n o r m a l e s o de c o n c r e t o s en los que e i p r o f e s a m e n t e , por r a z o n e s de durabilidad, se ha incorporado aire, mediante el e m p l e o de un a di t i vo .
7
S e l e c c i o n a r la relación agua~cemento r e q u e r i d a para obtener la resistencia deseada en el elemento e s t r u c t u r a l . Se t e n dr á en c o n s i d e r a c i ó n la r e s i s t e n c i a
50
DISEÑO DE MEZCLAS promedio seleccionada a ire i n c o r p o r a d o .
y
la
presencia
o
ausencia
de
6
S e l e c c i o n a r la r e l a ci ó n agua-ceaento requerida por c o n d i c i ó n de d u r a b i l i d a d . Se t e n d r á en c o n s i d e r a c i ó n los d i f e r e n t e s a g e n t e s e x t e r n o s e i nt er n os que p o dr ía n a t e n t a r c o nt r a la v i d a de la e s tr u c t u r a .
9
S e l e c c i o n a r la t e n o r de las r e l a c i o n e s a g u a - c e a e n t o el e g id a s por r e s i s t e n c i a y d u r a b i l i d a d * g a r a n t i z a n d o con e l l o que se o b t e n d r á en la e s t r u c t u r a la r e s i s t en c i a en coapresión necesaria y la durabilidad requerida.
10 D e t e r m i n a r el f a c t o r c e e e nt o por u n id a d c u b i c a de c o n cret o, en f u n c i ó n del v o l u m e n u n i t a r i o de a g u a y de la relación agua-ceaento seleccionada. 11 D e t e r a i n a r las f i n o y g r u es o . de ellos en c o n d i c i o n a d a al
p r o p o r c i o n e s r e l a t i v a s de los a g r e g a d o s La s e l e c c i ó n de 1& cantidad de cada uno la u ni da d c ú bi c a de concreto está p r o c e d i a i e n t o de d i s e ñ o s e l e c c i o n a d o .
12 D e t e r a i n a r , e a p l e a n d o el a é t o d o de diseñ o s e l e c c i o n a do, las p r o p o r c i o n e s de la a e z c la , c o n s i d e r a n d o que el a g r e g a d o e stá en e s t a d o s eco y que el v o l u m e n u n i t a r i o de a gua no ha si d o c o r r e g i d o por huae da d del a gr eg ad o . 13 C o r r e g i r d i c h a s p r o p o r c i o n e s en f u nc ió n del p o r c e n t a j e de a b s o r c i ó n y el c o n t e n i d o de huaed ad de los a g r e g a d os f i n o s y g ru e so . 14 A j u s t a r las proporciones seleccionadas de acuerdo a los r e s u l t a d o s de los e n s a y o s de la a e zc l a r e a l i z a d o s en el l a b o r a t o r i o . 15 A j u s t a r las p r o p o r c i o n e s f i n a l e s de a c u e r d o a los r e s u l t a d o s de los e n s a y o s r e a l i z a d o s bajo c o n d i c i o n e s de obra. 6.2
1
RECOMENDACION
ESPECIAL
Sea cual f u e r e el a é t o d o de d i s e ñ o e m pl e ad o , así como el a ayor o m en o r g ra d o de r e f i n a m i e n t o que se a p l i q u e en el a is ao , el c o n c r e t o r e s u l t a n t e debe s i e a p r e c o n siderarse como un material de e n sa y o c uyas pro p o r c i o n e s d e f i n i t i v a s se e s t a b l e c e n en f u n c i ó n de los r e s u l t a d o s de las e x p e r i e n c i a s de l a b o r a t o r i o y las c o n d i c i o n e s de t r a b a j o en obra.
C APIT U L O SELECCION 7-1
1
DE
LA
7
RESISTENCIA
GRADO DE CONTROL DEL C O N C R E T O
DE
PROMEDIO
LA
CALIDAD
L a» m e z c l a s da c o n cr et o d aban d i s e ñ a r s e para u n a r e s i s t e n c i a p r o m e d i o cuyo v a l o r ai s i e m p r e s u p e r i o r al de la r e s i s t e n c i a da d i s e ñ o e s p e c i f i c a d a por el i n g e niero proyectista. d e t e r a i n a en f u n ci ó n dal g r a d o da c o n t r o l da la u n i f o r m i d a d y de la calidad dal c o n c r e t o r e a l i z a d o por el c o n t r a t i s t a y la i n s p e cc i ón .
2
Se c o n s i d e r a q u e al las o p e r a c i o n e s del c r et o es f u n c i ó n d-e
qr ad o de r i g i d e z en el c o n t r o l de p r oce so de p u e s t a en o bra del c o n i
a) El a h o r r o o b t e n i d o en los c o st o s da p r o d u c c i ó n c o m pa ra d o con el g a s t o de las o p e r a c i o n e s de c o n t ro l de c a l i d a d . b) L as c a r a c t e r í s t i c a s , i m p o r t a n c i a obra.
y
magnitud
de
la
c) Las p r o p i e d a d e s r e q u e r i d a s por el c o n c r e t o tanto al e s t a d o f r e s c o como el e n d u r e c i d o . En e st e a s p e c t o debe r e c o r d a r s e que la r e s i s t e n c i a en compresión del c o n c r e t o no s i e m p r e es el ú n i c o ni el más i m p o r t a n t e de los fftetores a ser c o n s i d e r a d o s , pud i e n d o la d u r a b i l i d a d u o t r as p r o p i e d a d e s ser más i m p o r t a n t e s en f un ci ón de las c a r a c t e r í s t i c a s , u so, o u b i c a c i ó n de la obra. d) Los m a t e r i a l e s e m p l e a d o s y el p r o c e s o de o br a del c o n c r et o .
7-2
1
puesta
en
e) Los r e q u i s i t o s de los p la n os y e s p e c i f i c a c i o n e s obra, asi como las l i m i t a c i o n e s de las N o r m a s
de
FACTORES EN LA VARIACION C A L I D A D DEL C O N C R E T O
DE
El g ra d o de c o nt ro l en la c al id a d y u n i f o r m i d a d del c on cr et o, el cual ha de d e f i n i r la r e s i s t e n c i a p r o m e dio con la cual se han de s e l e c c i o n a r las p r o p o r c i o n e s de la m e z c l a, e sta sujet o a las v a r i a c i o n e s d e b i d a s a t
52
DfSSÑO DE MEZCLAS a)
V a r i a c i o n e s en la c a l i d a d
de los n a t e r i a l e s }
b)
V a r i a c i o n e s en el
p r o c e s o de
p u e s t a en obra;
c)
V a r i a c i o n e s en el
c o n t r o l de
calidad.
6
2
La e x p e r i e n c i a del c o n s t r u c t o r ) su c a p a c i d a d para p r o d u ci r un c o n c r e t o de las p r o p i e d a d e s d e s e a d a s } su h a b i l i d a d para l og ra r una a d e c u a d a s e l e c c i ó n de los ■ateríales} y su c a p a c i d a d para p l a n i f i c a r c o r r e c t a ■ente las d i v e r s a e t a p a s del t r a b a j o y p r o d u c i r un c o n c r e t o de las p r o p i e d a d e s deseadas, se expresan n u a é r i c a a e n t e en el c o e f i c i e n t e de v a r i a c i ó n y en la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r p r o p i o s de la co np a ñ ía , Vi y si.
3
La e x p e r i e n c i a de l a b o r a t o r i o , o de la e n t i d a d , e n c a r g ad o del c on tr o l de c al i d a d del c o n c r e t o } i n c l u i d a la tona de n u e s t r a s r e p r e s e n t a t i v a s de este, así cono la c o r r e c t a e j e c u c i ó n de los e n s a y o s al e s t a d o f r e s c o y e n d u r e c i d o , se e x p r e s a n n u n é r i c a n e n t e en t é r n i n o s del c o e f i c i e n t e de v a r i a c i ó n y en la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r p r op i o s del l a b o r a t o r i o , V* y s*.
4
El c o e f i c i e n t e de v a r i a c i ó n de las n u e s t r a s de e n s a y o t o na d a s en o br a y u t i l i z a d a s en el c o nt ro l de la r e s i s t e n c i a a la c o n p r e s i ó n del c on c r e t o, r e co g e los coeficientes de variación propios de la conpañía c o n s t r u c t o r a y del l a b o r a t o r i o e n c a r g a d o del c o n t r ol y los r e l a c i o n a por la e c u a c i ó n 7.2. 4i V -
5
\J
(V,* + V,*)'
........
(7.2.4)
L os v a l o r e s que r e l a c i o n a n el g r a d o de c ontrol de c a lidad con el c o e f i c i e n t e de v a r i a c i ó n " V a están d a d o s en la T a b l a 7.2.5.
T A B L A 7.2 . 9 C O E F I C I E N T E DE V A R I A C I O N Y G R A D O S DE C O N T R O L •- O b t e n i b l e ú n i c a m e n t e en e n s a y o s de l a b o r a t o r i o .... . - E x c e l e n t e en o b r a .......... .- B u e n o ................... . R e g u l a r ...................... I n f e r i o r ..... . « al o ...........................
5% 10% á 12% 13% 18% 20% 25%
Selección de la resistencia promedio 7-3
C A L C U L O DE
LA
53 DESVIACION ESTANDAR
1
81 1* c o a p a ñ i a c o n s t r u c t o r * tiene un r e g i s t r o s dt mui r e s u l t a d o s de e n s a y o s dv o br a s r e a l i z a d a s d u r a n t * los úl t l a o s do es a e s e s , »1 cual e s t á b a s a d o en por lo amos 30 r e s u l t a d o s dv e n s a y o s c o n s e c u t i v o s de res i s t e n c i a en c o a p r e s i ó n , o en dos g r u p o s de r e s u l t a d o s de e n s a y o s que t o t a l i z a n por lo a e n o s 30 y se han efectuado en dicho periodo, deber* calcularse la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r de e st o s r e s u l t a d o s .
2
El r e g i s t r o de los r e s u l t a d o s do e n s a y o s de r e s i s t e n cia en c o a p r e s i ó n , a part i r del cual se c a l c u l a r á la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r d eberái a) R e p r e s e n t a r aateriales, p r o c e d i a i e n t o s de c on tr o l de c al i da d , y c o n d i c i o n e s de t r a b a j o s i a i l a r e s a a q u e l l o s que se e s p e r a en la o bra que s e va a i n i c iar. Las d i f e r e n c i a s e x i s t e n t e s en a a t e r i a l e s y p r o p o r c i o n e s del r e g is t r o del c o n j u n t o do e ns a y o s no d e b e r á n ser a á s r i gu r o s a s que a q u e l l a s que se ha e s p e c i f i c a d o pa r a la o bra p r o p u e s t a . b) R e p r e s e n t a r a c o n c r e t o s p r e p a r a d o s p ar a a l c a n z a r una r e s i s t e n c i a en c o a p r e s i ó n de d i s e ñ o e s p e c i f i c a d a del o rden de la del t r a b aj o a ser iniciado; a c e p t á n d o s e un ra ng o de v a r i a c i ó n de 35 k g / c a * para r e s i s t e n c i a s en c o ap re s i ó n h asta de 2 8 0 k g /ce *, y de 70 kg/c a * pa r a r e s i s t e n c i a s a a y o r e s en r e l a c i ó n a la r e s i s t e n c i a de d i se ñ o e s p e c i f i c a d a para la o b r a p r o p u e s ta . c) C o n s i s t i r de por lo a enos 30 r e s u l t a d o s de e n s a y o s c o n s e c u t i v o s , o de dos g r up o s de e n s a y o s c o n s e c u t iv os que t o t a l i z e n por lo a en o s 30 e n s a y o s .
3
P a r a las c o n d i c i o n e s i n d i c a d a s en el a c á p i t e a n t e r i o r la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r se c a lc u l a r á a p a r t i r de los r e s u l t a d o s con q u e se cuenta, a p l i c a n d o la s i g u i e n t e ecuación s
...
D n
tándar.
N 6 * e r o de e n say os de la s e r ie
(7.3.3)
54
DISEÑO DE MEZCLAS XI, X2,
Xn,«
X ............
R e s u l t a d o s de resistencia ensayo individuales. P r o m e d i o de t od o s les de una serie.
de m u e s t r a s de
los e n s a y o s
individua
Si se u t i l i z a dos g r u p o s de r e g i s t r o s de r e s u l t a d o s de a u e s t r a s de e n s a y o para t o t a l i z a r por lo a e n o s 30, la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r a ser e a p l e a d a en el c á l c u l o de la r e s i s t e n c i a p r o a e d i o , d e b e r á ser el p r o a e d i o e s t a d í s tico de los v a l o r e s c a l c u l a d o s para c ada g rupo de e n s a y o s . P ara d e t e r m i n a r l a se u t i l i z a r á la s i g u i e n t e ecuación i
(na
-
l)(s«)a
♦
(n,
-
i ) ( s a )*
------------------------------------ftt ♦ n * “ 2
...
(7.3.4)
E c u a c i ó n en la que« s
5
Si,
si,
n t,
n*,
Proaedio estadístico de las d e s v i a c i o n e s e s t á n d a r c u an d o se u t i l i z a los r eg is t ro s de e n s a y o p ara c a l c u l a r la d e s v i a c i ó n e s tánd a r , en k g /c m* . Desviación estándar c a lc u l a d a para los g ru p o s 1 y 2 r e s p e c t i v a t e n t e , en k g / c a 2 . H ú m e r o de e n s a y o s en cada g r u p o, r e s p e ct i v aa e n te
En los dos ca so s a n t e r i o r e s , i n d i c a d o s en los a c á p i tes 7 . 3 . 2 y 7.3. 4, la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r e a p l e a d a en el c á l c u l o de la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o r e q u e r i d a d e be rá ser e s t i a a d a b ajo c o n d i c i o n e s ' s i m i l a r e s a las que se e s p e r a " , tal c oao se i n d i c a en el a cá p i t e 7 .3.2 (a). El c u m p l i m i e n t o de e s t e r e q u i s i t o es f u n d a m e n t a l para g a r a n t i z a r un c o n c r e t o a c e p t a b l e . £1 C o n s t r u c t o r c o n s i d e r a r á q u e el c o n c r e t o e m p l e a d o para d e t e r m i n a r la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r es " s i m i l a r * al que se r e q u i e r e si, tal como se indicó en el a cá pi t e 7.3.2, es p r e p a r a d o con el a i s a o tipo g e n er a l de i n g r e d i e n t e s y b a jo c o n d i c i o n e s de c o n t r o l sobre la c a l id ad de los m a t e r i a l e s y m é t o d o s de p r o d u c c i ó n que no son más e x i g e n t e s que las del t r a b a j o p ro pu es t o , c o n s i d e r á n d o s e a d i c i o n a l m e n t e lo i n d ic ad o en el acápi~ te 7 . 3 . 2 (b) s o b r e r a n g os de v a r i a c i ó n de r e si s t e n c i a .
Selección de ia resistencia promedio
55
Dm b e r t c o r d i r t t quv una m o d i f i c a c i ó n «n »1 tipo de concreto o un m a yor i n c r t a i n t o en la rtsisttncia p u t d i n incre me nt a r . 1« d e s v i a c i ó n e s t á n d a r . Una s i t u a c ión de i st« n a t u r a l e z a p u e d e p r i i t n t a r u it se m o d i ~ ti c a Xas c » r » c t « r í i t i c a s del a g r e g a d o , o un concreto pasa a ser con «ir* i n c o r p o r a d o . I g u a l m e n t e , puede o c u r r i r un i n c r e m e n t o en la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r c u a n d o el n iv e l p r o m e d i o de r e s i s t e n c i a es e l e v a d o en una cantidad s i g n i f i c a t i v a . S i e m p re que e x i s t a n dudas razonables,# la d e s v i a c i ó n estándar calculada para d e t e r m i n a r la r e s i s t e n c i a p r o me d i o d e b e r á e s t a r del l ado c o n s e r v a d o r . La *I n s p e c c i ó n d eb e r e c o r d a r que aún c u a n d o la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o y la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r e s t én d e n t r o de los n i v e l e s a s u m i d o s , p u ed e n p r e s e n t a r s e r e s u l t a d o s de e n s a y o q u e f a ll e n en c u m p l i r con los c r i t e r i o s de a c e p t a c i ó n i n d i c a d o s en la N or m a T é c n i c a E .0 6 0 . 6
Si la c o m p a ñ í a c o n s t r u c t o r a no c u e n t a con un r e g i s t r o de r e s u l t a d o s de m u e s t r a s de e ns ay o q u e c u m p l a con los r e q u i s i t o s del a c á p i t e 7 .3 . 2 , pero si se t ie ne un r e g i s t r o de r e s u l t a d o s de e n s a y o b as ad o en 15 á 29 p r u e bas c o n s e c u t i v a s , se d e b e r á d e t e r m i n a r la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r de e s t a s y l ue g o m u l t i p l i c a r l a por el f a c t o r de c o r r e c c i ó n i n d i c a d o en la T abla 7 . 3 . 6 , o b t e n i é n d o s e asi la d e s v i a c i ó n estándar a ser u t i l i z a d a en el c á l c u l o de la r e s i s t e n c i a p ro m e d i o . En e s t e caso, para ser a c ep t a d o , el r e g i s t r o de r e s u l t ad o s de m u e s t r a s de e n s a y o d eb e r á c u m p l i r con los r e q u i s i t o s (a) y (b) i n d i c a d o s en el a c á p i t e 7 . 3 . 2 y r e p r e s e n t a r un solo r e g i s t r o de p r u e b a s c o n s e c u t i v a s que a b a r q u e n un p e r í o d o no m enor de 45 d ía s c a l e n d a rios. E s t e p r o c e d i m i e n t o da un v a l o r más c o n s e r v a d o r p ara la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o . El v a l o r de la T a b l a 7 . 3 . 6 se b a s a en la d i s t r i b u c i ó n muestral de la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r y p r o p o r c i o n a p r o t e c c i ó n c o n t r a la p o s i b i l i dad de que el menor número de muestras dé una d e s v i a c i ó n e s t á n d a r que me ap ar t e s i g n i f i c a t i v a m e n t e del v a l o r que d e b e r í a ser e mp le a do . TABLA 7.3.4 F A C T O R BE C O R R E C C I O N F a c t o r d» C o r r e c c i ó n ■•nos da
13 13 20 23 30
U«
Tibli 7 . 4 . 2 1. U 1.09 1 .03 i .00
DiSEÑO DE MEZCLAS
56
7-**
1
CALCULO PROMEDIO
DE
LA
RESISTENCIA
La resistírtela a la c o m p r e s i ó n p r o m e d i o r e q u e r i d a , la cual ha de e m p l e a r s e como b a se p ara la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la m e z c l a de c o nc r e t o , d e b e r ! ser el m a y o r de las v a l o r e s o b t e n i d o s a p a r t i r de la s o l u c i ó n de las e c u a c i o n e s ( 7 . 4. 1) ó ( 7 . 4 , 2 ) , en las que se e m p l e a r á , s egún el caso, la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r c a l c u l a d a de a c u e r d o a lo i n d i c a d o en los a c áp i t e s 7 . 3 . 3 ó 7.3.6. f f'.^
- f ’« -
f*.
♦
2 .3 3 s
♦
1.34 s ...(7.4.1) - 35
...
(7.4.2)
Igualmente, la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o p u e d e o b t e n e r s e d i r e c t a m e n t e a p a r t i r de los v a l o r e s d « la Tabla 7 .4.1 , entrando a la misma con el valor de la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r y de la r e s i s t e n c i a de d is e ñ o e s p e c i f i c a d a . E sta T abla ha s i d o c a l c u l a d a a partir de las e c u a c i o n e s (7.4.1) y ( 7 . 4 .2 ). 2
La e c u a c i ó n (7.4 .1 ) da una p r o b a b i l i d a d de 1 en 100 de que el p r o m e d i o de tres r e s u l t a d o s de e n s a y o s esté por d e b a j o de la r e s i s t e n c i a de d i s e ñ o e s p e c i f i c a d a . La e c u a c i ó n (7.4.2) da una p r o b a b i l i d a d s i m i l a r de que los r e s u l t a d o s i n d i v i d u a l e s de e n s a y o s e s t é n 35 k g / c m* por d e b a j o de la r e s i s t e n c i a de d i s e ñ o e s p e c i f i c a d a . Ambas ecuaciones asumen que la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r e a p l e a d a c o r r e s p o n d e a un n ú m e r o muy g r a n d e d* r e s u l tados de e n sa y os . Por e ll o es d e s e a b l e el e ap l eo de una d e s v i a c i ó n e s t á n d a r c a l c u l a d a a p a r t i r de un r e g i s t r o de r e s u l t a d o s de 100 ó aás e n s a y o s . Sin e m barg o, coao e llo u s u a i a e n t e no es p o s i b l e s e esti aa un v a l o r no me no r de 30 r e s u l t a d o s lo cual d a r á una p r o b a b i l i d a d de f a l l a algo a a y o r de 1 en 100. D e s d e un p un t o de v is t a p r á c t i c o no se c on si d e r a n e c e s a r i o el r e f i n a m i e n t o a d i c i o n a l que e x i g i r í a una p r o b a b i l i d a d de 1 en 100, d a d o que la in cer 1 1 d um br e i n h e r e n t e al a s u m i r las p o s i b l e s c o n d i c i o n e s que han o p e r a d o cu an d o los r e s u l t a d o s de los r e g i s t r o s de e n s a y o s se f u e r o n a c u m u l a n d o es s i m i l a r a las c o n d i c i o n e s i m p e r a n t e s cuan do el c o n c r e t o es p ro d u c i d o .
3
C u a n d o no se c u e n t e con un r e g i s t r o de r e s u l t a d o s de e n s a y o s que p o s i b i l i t e el c á l c u l o de la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r de a c u e r d o a lo i n d i c a d o en los a c á p i t e s 7.3.2
Selección de la resistencia promedio
57
d 7 .3 *6 , 1« r e s i s t e n c i a p r o m e d i o r e q u e r i d « d e b e r á s e r d e t e r m i n a d * e m p l e a n d o los v a l o r e i de 1* T a b l a 7.4. 3 ; d e b i e n d o la d o c u m e n t a c i ó n de la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o e s t a r de a c u e r d o con lo i n d i c a d o en la s e c c i ó n 7.5. T ABLA 7 .4 . 3 R E S I S T E N C I A A LA C O M P R E S I O N P R O M E D I O f M e n o s de 210 2 1 0 á 350 s o b r e 350
4
f f'« + 70 f '« ♦ 84 f ' „ + 98
Los métodos «apuestos en los a c á p i t e s anteriores co r r e s p o n d e n al Ame r i c*n C o n c r e t e i n a ti t u t e . El C o m i t é E u r o p e o del C o n c r e t o ha d t s a r r o 1 1 a d o , i g u a l m e n t e , una e c u a c i ó n g e n e r a l para la d e t e r m i n a c i ó n de la r e s i s t e n c i a p ro me di o . D i c h a e c u a c i ó n se basa s* b a s a en el c o e f i c i e n t e de v a r i a c i ó n "V" y en un c o e f i c i e n t e *t* el cual es f u n ción del n ú m e r o de r e s u l t a d o s m á x i m o que se e sp e r a sea i n f e r i o r a la r e s i s t e n c i a de d i se ñ o e s p e c i f i c a d * *si c omo el n ú m e r o de m u e s t r a s » « p i t a d a s para c a l c u l a r él coeficiente de variación. La Tabla 7.4.4 da los v a l o r e s del c o e f i c i e n t e N t". La e c u a c i ó n p r o p u e s t a por el C o m i t é E u r o p e o éel C o n c r e t o es la s i g u i e n t e :
f'cr
7-3
»
f 'c ------------------i - t.V
...
R E S I S T E N C I A P R O M E D I O POR DO DE W A L K E R
(7.4.4)
EL
METO —
1 El g r u p o de t r a b a j o del p r o f e s o r Walfcer ha d e t a r r o l l a do, en los L a b o r a t o r i o « de la U n i v e r s i d a d de M a r y l a n d , un p r o c e d i m i e n t o dm d e t e r m i n a c i ó n de la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o en f u n c i ó n del c o e f i c i e n t e de v a r i a c i ó n de las m u e s t r a s de e n s a y o y de un s e g u n d o c o e f i c i e n t e el cual es f u n c i ó n del n ú m e r o de v e c e s, una de cada diez o una de c ada cien, que una m u e s t r a de e n s a y o n o pasa un determinado porcentaje de la resistencia de diseño especificad*.
DISEÑO DE MEZCLAS La T a bl a 7.5.2 p r e s e n t a el c o e f i c i e n t e a ser a p l i c a d o para c a d a caso p a r t i c u l a r . Así por e j ea pl o, si se tiene un c o e f i c i e n t e de v a r i a c i ó n del 12% y se d e s e a que no aás de una a u e s t r a de cada d ie z esté por d e b a j o del 100% de la r e s i s t e n c i a e s p e c i f i c a d a , el c o e f i c i e n t e por el cual se d e be r á M u l t i p l i c a r la r e s i s t e n c i a de d i s e ñ o para o b t e n e r la r e s i s t e n c i a p r o a e d i o será, de a c u e r d o a la T a bl a , de 1.18 En o b r a s auy e x i g e n t e s p u e d e r e q u e r i r s e que no ais de una de cada cien a u e s t r i s de e n s a y o e sté por d e b a j o de un d e t e r a i n a d o p o r c e n t a j e de la r e s i s t e n c i a de d i s e ñ o e s p e c i f i c a d a . En e s t e caso se t o a a r í a el v al o r del s e q u n d o j uego de c o l u a n a s de la T ab l a . P u e d e p r e s e n t a r s e un t e rc er c as o c u a n d o se d e s e e que la r e s i s t e n c i a p r o a e d i o sea el r e s u l t a d o de que no aás de una de cada diez a u e s t r a s de e n s a y o esté por d e b a j o de un d e t e r a i n a d o p o r c e n t a j e de la r e s i s t e n c i a e s p e c i f i cada y no aás de u n a de c ad a ci en a u e s t r a s de e n s a y o e s t é por d e b a j o de o tr o d e t e r a i n a d o p o r c e n t a j e de la r e s i s t e n c i a e s p e c i f i c a d a . En e s t e caso se c a l c u l a a a bos c o e f i c i e n t e s y se s e l e c c i o n a el l a y o r que g a r a n t i z a el c u a p l i a i e n t o de a a b a s c o n d i c i o n e s . é>
DOCUMENTACION
DE
LA
RESISTENCIA
PROMEDIO
La d o c u a e n t a c i ó n que c e r t i f i c a q u e con las p r o p o r c i o n e s e l e g i d a s para la a e z c l a de c o n c r e t o se o b t i e n e una r e s i s t e n c i a p r o a e d i o igual o a a y o r que la e l e gi d a , pu ed e c o n s i s t i r en los r e s u l t a d o s de los e n s a y o s de r e s i s t e n c i a r e a l i z a d o s en el l a b o r a t o r i o ; en los r e g i s tros de los r e s u l t a d o s de los e n s a y o s de r e s i s t e n c i a e f e c t u a d o s en o b ra? o en r e s u l t a d o s de las a e z c l a s de p ru e b a s e l e c c i o n a d a s . En t odos los c a s o s a e n c i o n a d o s , los r e s u l t a d o s d e b e r á n representar aateriales siailares a aquellos elegidos y c o n d i c i o n e s s e a e j a n t e s a a q u e l l a s que se e s p e r a en ob ra. L o s c r i t e r i o s de a c e p t a c i ó n de c a a b io s en a a t e r i a l es , p r o p o r c i o n e s , y c o n d i c i o n e s de t r a b a j o en obra, no d e b e r á n ser aás e x i g e n t e s que a q u el l os i n d i c ad o s para el t ra ba j o p r o p u e s t o . Pa r a propósitos de v e r i f i c a c i ó n de la r e s i s t e n c i a en c o a p r e s i ó n en la o bra, se p o d r á e a p l e a r r e g i s t r o s de r e s u l t a d o s de e n s a y o s c o n s i s t e n t e s de a e n os de 30 pero no a e n o s de 10 r e s u l t a d o s de e n s a y o s c o n s e c u t i v o s , s i e a p r e que el c o n j u n t o de e s t o s c o a p r e n d a un p er í od o no a e n o r de 45 días.
59
Selección de la resistencia promedio
4 Lot t j u i l t i en la« p r o p o r c i o n a f l m U » , dur an t • »1 a v a n e e de la o br a , p u e d e n d e t e r « i n a r s » por i n t e r p o l a c i ó n entre las p r o p o r c i o n e * y r e s i s t e n c i a s de dos ó eás r e g i s t r o s de e n s a y o , cada uno de los c u a l e s d e be r á h a b e r c u e p l i d o con las e x i g e n c i a s de e st e C a p i t u l o . 7.7
REDUCCION PROMEDIO
DE
LA
RESISTENCIA
1 En f u n c i ó n de la i n f a m a c i ó n d i s p o n i b l e d u r a n t e el p r o c eso c o n s t r u c t i v o , se podrá r e d u c i r el v a l o r en el que la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o e x ce d e a la r e s i s t e n c i a de d i s e ñ o e s p e c i f i c a d a , r e q u i r i é n d o s e p ara e l l o ques a) Se d i s p o n g a de un r e g i st r o d* 30 ó eás r e s u l t a d o s de n u e s t r a s de e n s a y o y la r e s i s t e n c i a en c o e p r e s i ó n p r o a e d i o c a l c u l a d a a part ir de d i c h o s resultados e x c e d a a la d e t e r e i n a d a de a c u e r d o a las e c u a c i o n e s del a c á p i t e 7 . 4 . 1 , e ep l e a n d o p ara el c á l c u l o una d e s v i a c i ó n e s t á n d a r c a lc u la d a de a c u e r d o a lo i n d i c a d o en loa a c á p i t e s 7.3.2; 7.3.3 ; y 7 . 3 . 4 ; ó b) Se d i s p o n g a de un r e g i st r o de 15 á 29 r e s u l t a d o s y la r e s i s t e n c i a en c o e pr e s ió n p r o e e d i o c a l c u l a d a a p a r t i r de e l l o s ex ce d a a la r e q u e r i d a , d e t e r e i n a d a de a c u e r d o a las e c u a c i o n e s del a c á p i t e 7.4. 1 , e m pleando p ara el cálcu lo una desviación estándar d e t e r e i n a d a de a c u e r d o a lo i n d i c a d o en el a c á p i t e 7 . 3. 6 ; y c) Se c u a p l a con los requisitos especiales c ió n i n d i c a d o s en el C a p i t u l o 13.
de e x p o s i
DISEÑO DE MEZCLAS
T A B L A 7.4.1 R E S I S T E N C I A A LA C O M P R E S I O N P R O M E D I O
f ’^
»
kg / ca*
10
15
20
25
35
40
45
50
140
155
160
170
175
180
185
200
2 10
220
175
190
195
205
210
215
220
235
245
255
210
225
230
240
245
250
255
270
280
290
245
260
265
275
280
285
290
305
3 15
325
290
295
300
310
315
320
325
340
350
360
350
3 65
370
i 380
385
390
395
410
4 20
430
f
30 ( kg/ca** )
E n t r a n d o con «1 v a l o r de la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r y el de la r e s i s t e n c i a de d i s e ñ o e s p e c i f i c a d a , la T a b l a p e r a i t e o b t e n e r d i r e c t a a e n t e la r e s i s t e n c i a p r o a e d i o a ser e a p l e a d a en la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la a e z c l a . P a r a v a l o r e s i n t e r a e d i o s s ó l o se r e q u i e r e i n t e r p o l a r . o o
Selección de la resistencia promedio
61
TABLA 7.4.4 V A L O R E S PE
Húmero de ■uestras eenos 1 1 2 3
4
5 6 7 8 * 10 15 20 25 30 + 30
P o s i b i l i d a d e s de c ae r d e b a j o d e l li mi t e i n f e r i o r . X en 5
1 en 10
1 en 20
1.376 1.0*1 0.978 0 .9 41 0.920 0.906 0 . 8 96 0.889 0.883 0.879 0.866 0.860 0.856 0.854 0.842
3.078 1.886 1.638 1.533 1 .4 76 1 .4 4 0 1.415 1.397 1.383 1 .3 72 1.341 1. 32 5 1 .3 1 6 1.310 1.282
6.314 2.920 2.353 2.132 2.015 1.943 1.895 1.860 1.838 1.812 1.753 1.725 1.708 1.697 1.645
t ... C o e f i c i e n t e es f u n c i ó n del n & « « r o de resulta d o s i n f e r i o r e s a f'« y del n ú m e r o de m u e s t r a s e m p l e a d a s p ar« el c á l c u l o del c o e f i c i e n t e de variación. V
. . .
C o e f i c i e n t e c ió n
d e c i e a l
de
v a r i a c i ó n
e x p r e s a d o
co « o
f r a c
DISEÑO DE MEZCLAS
62 T A B L A 7 ,5 .2 RESISTENCIA PROMEDIO
P O R C E N T A J E DE LA R E S I S T E N C I A E S P E C I F I C A D A P a r a una e u e s t r a de e n sa yo en diez por d e b a j o del por c e n t a j e de la r e si s t e n c i a de d l s e K o e s p e c i f i c a d a .
V
100 5 10 12 15 IB 20 25
107 115 118 124 130 135 147
90
80
70
• • •
• e •
■ • •
e • «
• • *
m m 9
* * *
103 106 11 1 117 i 21 133
100 104 108 118
7-8
EJEMPLO
M-
1
Especificaciones
• • • •
e
• e •
103
P ara una e u e st r a de ensayo en citn por d v ba j o d*l por c enta je de la r es is te n c i a de d i s e ño e s pe c if i ca da . 100
90
113 130 139 154 173 188 241
102 117 125 139 195 169 216
80
70
e • •
9 e «
104 1 11 123 138 150 192
• ■ e . . .
loa
121 131 168
X
Un c o n t r a t i s t a t i e n e dos r e g i s t r o s de e n s a y o s de o br a s A n t e r i o r e s , c uy o s r e s u l t a d o s han s ido los s i g u i e n t e s : OB R A "A"
O BRA “B'
M ués tra
f '«
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2 12 218 198 2 16 214 194 186 192 2 12 214 216 222 215 219 214
M ué s tra 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
f 2 25 232 212 216 195 198 2 13 199 213 212 217 213 2 03 199 204 196 208
Selección de la resistencia promedio
63
8* d e s e a c o n o ce r i a) ¿ C u á l t tri la r»si»t»ncia p r o a i d i o para una r e s i s t e n c i a in c o m p r e s i ó n e s p e c i f i c a d a de 210 kg/c a= , si se a p l i c a n las e c u a c i o n e s del s c i p i t e 7 .4.1 dt e s t e C a p i t u l o , las c u al e s c o r r e s p o n d e n a las r e c o m e n d a c i o n e s de la N o r a a E. 06 0 " C o n c r e t o A r a a d o ”? b) S e r á aás e c o n ó a i c o e a p l e a r el v a l o r o b t e n i d o de la a p l i c a c i ó n de la F ó r a u l a del C o a i t á E u r o p e o del C o n c r e t o , i n d i c a d a en el a c á p i t e 7 .4 . 4 de e st e C a p í t ul o , para el c as o de no aás de 1 de c ada 10 e n s a y o s por d e b a j o de la r e s i s t e n c i a e s p e c i f i c a d a . 2
C á l c u l o de variación.
la d e s v i a c i ó n
En p r i a e r lujar se el c o e f i c i e n t e de u n a d e las o br a v
estándar
calculará variación
y el
coeficiente
de
la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r y c o r r e s p o n d i e n t e s a cada
L o s r e s p e c t i v o s c i l c u l o s se e n c u e n t r a n los c u a d r o s O br a ■A" y O bra ”B ”.
detallados
en
De d i c h o s C u a d r o s se a p r e c i a que a la O b r a "A" le c o r r e s p o n d e una d e s v i a c i ó n e s t á n d a r de 1 1 . 19 K q / c a s y A la o bra "B" un c o e f i c i e n t e de v a r i a c i ó n de 5 .33 X le c o r r e s p o n d e 1 una d e s v i a c i ó n e s t á n d a r de 10.41 £g/cft* y un c o e f i c i e n t e de v a r i a c i ó n de 4 . 98 fc
DISEÑO DE MEZCLAS
O B R A "A* Huettra
X
X - X
1 2 3 4 3 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13
212 218 178 216 214 194 186 192 212 214 216 222 213 219 214
3 9 11 7 3 13 23 17 3 3 7 13 6 10 3
3 14 2
9 81 121 49 23 223 329 289 9 23 49 169 36 100 23 1741
13 EX .........
3142
EX/n
2 09 k g / c a *
..... .
E ( X« - X )*
1741
% x m ........
1 7 4 1 / 1 4 ■ 1 24 .3 3 1 1 . 1 3 k g / c a* • */ X ■ 3,.33%
Selección de la resistencia promedio
OBRA
*9”
Huittra
X
X - X
1 2 3 4 5 6 7 B ? 10 11 12 13 14 15 16 17
225 232 212 216 193 190 213 199 213 212 217 213 203 199 204 196 208
16 23 3 7 14 12 4 10 4 3 8 4 6 10 3 13 1
(X„ - )T)*
35 53
256 529 9 49 196 144 16 100 16 9 64 16 36 100 23 169 1 1733
17 E X ........ .
3553
E X / n ..... .
209 k g / c » *
E(X„ * X)*
1735
• » * ........
1 7 3 3 / 1 6 « 1 0 8. 4 3
«a ........ .
10 .4 1 k g / c a z » */ X » 4 .9 8%
DISEÑO DE MEZCLAS
66 3
C á l c u l o de la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r
proaedio ponderada
Para la deterainación p r o a e d i o p o n d e r a d a de ecuación i
desviación estándar o br a s se a p l i c a la
de las
la dos
n i t n* ” 2
1 3 + 1 7 - 2
4
C á l c u l o de la r e s i s t e n c i a
proaedio
C o n o c i d o el v a l o r de la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r p r o a e d i o p o n d e r a d a p o d e a o s e n t r a r a las e c u a c i o n e s del C o a i t é 3 1 8 - 8 9 del ACI para d e t e r a i n a r la r e s i s t e n c i a p r o a e d i o ponderada i f ' e - * f '* + 1.34 S f'e r
* f 'o + 2 .3 3 s - 35
Reeaplazando valores f«-
*
- 210 + 1 .34 ( 10.76)
« 224 K g / c a 2
- 210 + 2 . 3 3 ( 10.76)
- 35 » 2 00 K g / c a 2
La resistencia p r o ae d io , para una resistencia en c o a p r e s i ó n de d i s e ñ o de 2 10 K g / c a 2 a los 28 días, d e t e r m i n a d a a p l i c a n d o las e c u a c i o n e s del a c á p i t e 7.4. 1 de este c ap i t u l o , será el a a y o r de los dos v a l o r e s en con tradosi f ' c „ * 224 K g / c a 2 5
C á l c u l o del rad o
c o e f i c i e n t e de
P a r a la d e t e r a i n a c i ó n p r o a e d i o p o n d e r a d o de ecuación i
del las
variación
proaedio
ponde
c o e f i c i e n t e de v a c i a c i ó n dos o br as se a plica la
Selección de la resistencia promedio (ni - 1)
67
(Vi)* ♦ (n* - 1) (V*)*
V
(13-1)
( 3 - 3 3 ) * + (17-1)
( 4. 98 ) *
1 3 + 1 7 - 2 6
C á l c u l o de 1« r t f l i t c n c i a
» 5.15 %
promedio
0» a c u e r d o a lo i n d i c a d o en «1 a c á p i t e 7.4. 4, p ar a a p l i c a r los c r i t e r i o s del C o m i t é E u r o p e o del C o n c r e t o , c o n o c i d o »1 c o e f i c i e n t e da v a r i a c i ó n d e b e m o s d e t e r m i n a r »1 v a l o r del c o e f i c i e n t e "t" e n t r a n d o a la T a b l a 7 . 4 . 4 para el caso de no más de 1 de c ad a 10 e n s a y o s por d e b a j o de la r e s i s t e n c i a e s p e c i f i c a d a . D e la T a b l a 7 . 4 . 4 se e n c u e n t r a , para M á s de 30 a u e s t ras, un v a l o r de "t" de 1.282. R e e m p l a z a n d o v a l o r e s en la e c u a c i ó n 7.4.4s f
1 - t.V 2 10
f
7
1 - 1 .28 (0-0515)
Conclusión omo c o n c l u s i ó n de los c á l c u l o s e f e c t u a d o s se p ue de e s t a b l e c e r que la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o d e t e r m i n a d a de acuerdo a las recoeendaciones de la Norea E.060 • C o n c r e t o A r m a d o * es de 224 K g / c o 2 y q u e c u a n d o se c a l c u l a a p l i c a n d o los c r i t e r i o s del C o m i t é E u r o p e o del C o n c r e t o es de 225 K g / c m * . Aa ba s r e s i s t e n c i a s son p r á c t i c a m e n t e i gu a le s» a u n q u e d e s d e un p un to de v i s t a e s t r i c t a m e n t e form a l será más e c o n ó m i c o e m p l e a r el valor obtenido aplicando los criterios del Comité E u r o p e o del C o n c r e t o .
C
CAPITULO SELECCION
DEL
D EL
Q -1
8
TAMA Ñ O
MAXIMO
AOREOADO
GRUESO
NOMINAL
DEFINICIONES
1
La N o r a a I T I N T E C 4 0 0 , 0 3 7 d e f i n e *1 " T a m a ñ o H á x i m o " mo a a q u e l q u e " c o r r e s p o n d e «1 menor t am i z por el p as a t o d a la m u e s t r a d« a g r e g a d o g r u e s o " .
2
La H o r m a I T I N T E C 4 0 0 . 0 3 7 d e f i n e al "Tamaffo M á x i m o N o m i n a l " c om o a a q u e l que " c o r r e s p o n d a al m e n o r tamiz de la s e r i e u t i l i z a d a q ue p r o d u c e el p r im er r e t e n i d o " .
3
La T a b l a 8 . 1 . 3 p r e s e n t a las curv as g r a n u l o m é t r i cas que corresponden a tamaños máximos nominales comprendidos e n t r e 2" y 3 /8 " . E s t a T a b l a c o r r e s p o n d e a la c l a s i f i c a c i ó n de la N o r m a A S T H C 33.
8-2
CRITERIOS
DE
co q ue
SELE C C I O N
1
En la s e l e c c i ó n del tamafto m á x i m o n o m i n a l del a g r e g a d o g r u e s o , el I n g e n i e r o d e b e r á t ener en c o n s i d e r a c i ó n que el c o n c r e t o d e b e r á ser c o l o c a d o sin d i f i c u l t a d en los e n c o f r a d o s y q u e en todos los l ugares de e l l o s , e s p e c i a l m e n t e e s q u i n a s y á n gul os , e s p a c i o e n t r e b ar r a s, ductos y elementos embebidos, secciones altamente r e f o r z a d a s , y p a r e d e s de e n c o f r a d o s , no d e b e r á n q u e d a r e s p a c i o s v a c í o s ni c a n g r e j e r a s .
2
En g e n e r a l , en la m e d i d a que el p o r c e n t a j e de v a c í o s t i e n d a a d i s m i n u i r c o n f o r m e a u m e n t e el tamafto a á x i n o n o m i n a l de un a g r e g a d o bien g ra d ua d o , los r e q u i s i t o s de m o r t e r o de la u n i d a d de v o l um en del c o n c r e t o se rá n m e n o r e s al i n c r e m e n t a r s e aquel.
3
L a s n o r m a s de diserlo e s t r u c t u r a l recomiendan que el t a m a ñ o m á x i m o n o m i n a l del a g r e g a d o g r u e s o s e a el m a y o r q u e p u e d a ser e c o n ó m i c a m e n t e d i s p o n i b l e , s i e m p r e q u e 61 sea c o m p a t i b l e con las d i m e n s i o n e s y c a r a c t e r í t i cas de la e s t r u c t u r a . Se c o ns i d e r a que, en n i n g ú n caso, el t a m a ñ o m á x i m o n o m i n a l del a g r e g a d o g r u e s o d e b e r á e x c e der de los s i g u i e n t e s v a l o r e s a a) Un q u i n t o de la m e n or d i m e n s i ó n cofrados.
entre
c a r a s de e n
DISEÑO DE MEZCLAS
70 b) Un t er c i o del p e r a l t e de las losas;
c) T r es c u a r t o s del e s p a c i o l ib r e ■iniio e n t r e barras o a l a a b r e s i n d i v i d u a l e s de r e f u e r z o ; p a q u e t e s de b a rr as } t e n d o n e s o d u c t o s de p r e s f u e r z o . la t r a b a j a b i l i d a d de la c r i t e r i o de la I n s p e c c i ó n , a n c l a y los p r o c e d i m i e n t o * de c o l o c a c i ó n de la s i se a tienen c a r a c t e r i s t i cas tales q u e el c o n c r e t o p u e d e ser a c o m o d a d o en los e n c o f r a d o s sin p e l i g r o de c a n g r e j e r a s o v ac í o s. 5
En e l e m e n t o s de espesor reducido o ante la p r e s e n c i a de gran cantidad de ariadura, du ct o s o eleeentos • • b e b i d o s , el d i s e ñ a d o r p od r á r e d u c i r el t a e a ñ o a á x i a o n o a i n a l del a g r e g a d o g r u e s o s i e e p r e que se a a n t e n g a una a d e c u a d a t r a b a j a b i 1 i d a d , se c um pl a con el a s e n t a m i e n t o r e qu er i d o , se e v i t e la e x c e s i v a s e g r e g a c i ó n y se o b t e n g a n las propiedades especificadas p ara el con e r e t o .
6
C u a n d o se de be n s e l e c c i o n a r las p r o p o r c i o n e s de c o n cretos c u/a resistencia en compresión de diseño e s p e c i f i c a d a sea i gual o l a y o r de 350 k g / a 3 , podrá o b t e n e r s e M e j o r e s r e s u l t a d o s u t i l i z a n d o a g r e g a d o s de taeaño m á xi m o nominal aenor , los cuales p e rm i t e n o b t e n e r r e s i s t e n c i a s eás a l t a s p a r a una r e l a c i ó n ag ua c e m e n t o dada. TABLA 8. 1. 3
T a m a Ko IIAxlao Noainal
2*
2"
95-100
1 1/2*
...
1*
3/4*
1/2*
35-70
• aa
10-30
3/8*
M*4
H*8
0.5
••a
0.3
« aa
1 t/2*
100
73-100
• ♦e
35-70
...
10-30
1-
e e•
100
95-100
• •e
25-60
...
0.10
0.5
3/4"
e »a
...
100
90-100
...
20-55
0.10
0.3
1/2"
« %•
...
%» ft
100
90-100
40-70
0.15
0.3
3/9“
a aa
...
• «a
a ««
100
85-100
10-30
0.10
CA P I T U L O SELECCION
1
CRITERIOS
DEL
9
ASENTAMIENTO
BASICOS
La c o m i f t t n c i i es a q u el la propiedad del c o n c r e t o endurecido qu« d e f i n e el grado de huaedad de a e z c l a . De a c u e r d o a tu consi s t e n c i a , las a e z c l a s c o n c r e t o se c l a s i f i c a n «ni a) M e z c l a s s e c a s } a q u e l l a s cuyo a s e n t a m i e n t o tre ce r o y dos p u l ga d a s (0 aa á 50 a a ) .
no la de
e st á en -
b) H e z c l a s p l A s t i c a s i a q u e l l a s cuyo a s e n t a a l e n t o e s t á e n t r e tres y c u a t r o p u l ga d a s (75 aa A 100 aa). c) H e z c l a s fluidas) aquellas cuyo asentaalento e n t r e c i n c o o eAs p u l g a d a s ( aa yo r d e 125 aa).
está
E x i s t e n d i f e r e n t e s m é t od o s de l a b o r a t o r i o para d e t e r m i n a r la c o n s i s t e n c i a de las a e z c l a s de c o n c r e t o . De t o d o s « l í o s tt c o n s i d e r a qu* »1 e n s a y o de d e t e r m i n a c i ó n del a s e n t a a l e n t o , a e d i d o con el C o n o de A b r a m s , es a q u e l q u e da una a e jor idea de l as c a r a c t e r í s t i c a s de la a e z c l a de c o n c r e t o b ajo c o n d i c i o n e s de obra. E n t r e los p r i n c i p a l e s f a c t o r e s que p u e d e n a o d i f i c a r la c o n s i s t e n c i a de una m e zc l a de c o n c r e t o se e n c u e n t r a n los s i g u i e n t e s ! a) EX c o n t e n i d o , f i n e z a y c o a p o s i c i ó n q u i a i c a del c e m e n t o . La a d i c i ó n de m a t e r i a l e s c e m e n t a n t e s o p u z o 1 An i eos. b) El p e rf il , t e x t u r a superficial, reve sti mie nto s s u p e r f i c i a l e s , p or os i da d , a b s o r c i ó n , y g r a n u l o m e t r í a de los a g r e g a d o s f i n o y g ru es o . c) La p r e s e n c i a de a d i t i v o s i n c o r p o r a d o r e s de a l r e j a d i t i v o s a c e l e r a n t e s ) y a d i t i v o s r e d u c t o r e s de a g u a . d) L a s p r o p o r c i o n e s de la m e zc la . e) La t e m p e r a t u r a y huae da d r e l a t i v a a m b i e n t e s . f) El t i e a p o transcurrido e n tre la p r e p a r a c i ó n del c o n c r e t o y el a o a e n t o en que se e f e c t ú a el e n s a y o de c o n s i s t e n c i a .
72
DISEÑO DE MEZCLAS 4
-2
La d e t e r m i n a c i ó n del asentamiento de las a s i d a s de c o nc r et o , e m p l e a n d o el m é t o d o del Co n o de A b r a ms , se e f e c t u a r á s i g u i e n d o las r e c o m e n d a c i o n e s de la H o r m a I T I N T E C 3 3 9 . 0 3 3 ó A STM C 143. S E L E C C IOH
DEL
ASENTAP1IENTO
1
£1 a s e n t a m i e n t o a e m p l e a r s e en o bra d e b e r á i n d i c a d o en las e s p e c i f i c a c i o n e s .
2
Si las e s p e c i f i c a c i o n e s de o bra no i n d i c a n el a s e n t a m i e n t o que d e b e tener el c on c r e t o , se s e g u i r á a l g u n o de los c r i t e r i o s s i g u i e n t e s ! a)
ser a q u el
El c o n c r e t o se d o s i f i c a r á para una c o n s i s t e n c i a p l á s t i c a , con un a s e n t a m i e n t o e n t r e t r e s y c u at r o p u l g a d a s (75 mm á 100 •«) si la c o n s o l i d a c i ó n es por v i b r a c i ó n ! y de c i n c o p u l g a d a s ó m e n o r (123 mm ó meno s) si la c o m p a c t a c i ó n es por v a r i l l a d o .
b) Se s e l e c c i o n a r á el v a l o r m ás c o n v e n i e n t e e m p l e a n d o la T a b l a 7 . 2 . 2 , p r e p a r a d a por el C o m i t é 211 del ACI. Los r a n g o s i n d i c a d o s en esta T a b l a c o r r e s p o n den a c o n c r e t o s c o n s o l i d a d o s por v i b r a c i ó n . D e b e r á e m p l e a r s e m e z c l a s de la m ay o r c o n s i s t e n c i a c o m p a t i ble con u n a a d e c u a d a c o l o c a c i ó n . 3
P o d r á a c e p t a r s e en obra una t o l e r a n c i a h a s t a de 25 mm s o b r e el v a l o r i n d i c a d o en el a c á p i t e a n t e r i o r para u na m u e s t r a i n d i v i d u a l , s i e m p r e que el p r o m e d i o de cinco muestras consecutivas no exceda del l i mi te indi c a d o .
4
En a q u e l l o s c a s o s en que se d es e a un c o n c r e t o f l u i d o de a l t o a s e n t a m i e n t o , d e b e r á t e n e r s e c u i d a d o en la e v a l u a c i ó n de la m ez cl a a fin de g a r a n t i z a r que la segregación y exudación no han de modificar las p r o p i e d a d e s de esta.
5
Se p od r á u t i l i z a r en o bra c o n c r e t o s con d i f e r e n t e s de los i n d i c a d o s s i e m p r e que a u t o r i z a c i ó n e s c r i t a de la I ns p e c c i ó n .
asentamientos se cuen t e con
Selección del asentamiento
73
TABLA 9.2.2 A»»n tamien to Tipo de C on st r u c c ió n NAx imo •- Zapata* y «uros de cimentación armado«
Hinlao
3-
1*
3"
l-
Vi ga» y euro» A rmAdot
4*
1-
Colu an A » de e di fi c i o»
4*
1*
3"
1*
2"
1*
• - C i m e n t a c i ón * » »imple*,, cajón»*,
• - L o » a» y p a v i m e n to» Co nc re t o ciclópeo
Cl
â««ntâ*lanla
puede
lncrvacntir««
en
I*
«i
>• t a p l i a
•éto d o de cons o l id ac ió n d i f e r e n t e * 1« .vibración.
un
CAPITULO
S E L E C C I O N
D E L
ÍO
V O L U M E N
U N I T A R I O
D E
A G U A I O _ X
C O N S I D E R A C I O N E S
G E N E R A L E S
1
La s e l e c c i ó n del v o l u m e n u n i t a r i o de a g u a se r e f i er e a la d e t e r e i n a c i ó n de la c a n t i d a d de a g u a q u e se d e b e i n c o r p o r a r a la M e z c l a d o r a , por u n i d a d c ú b i c a de c o n c r e t o , pa r a o b t e n e r una coitftiittncia d e t e r e i n a d a c u a n d o el a g r e g a d o e stá al e s t a d o seco.
2
No presentándose generaleente el a g r e g a d o al e s t a d o s ec o , la c a n t i d a d de agua s e l e c c i o n a d a d e b e r á p o s t e r i o r m e n t e ser c o r r e g i d a en f u n c i ó n del p o r c e n t a j e de a b s o r c i ó n y c o n t e n i d o de h u m e d a d del a g r e g a d o .
3
El v o l u m e n u n i t a r i o de agua, a p a r t i r del cual y c o n o c i e n d o la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o e f e c t i v a es p o s i b l e c a l c u l a r el f a c t o r ceee nt o, es f u n c i ó n f u n d a m e n t a l m e n t e de las c a r a c t e r í s t i c a s f í s i c a s del a g r e g a d o , de la c o n s i s t e n c i a s e l e c c i o n a d a , y del c o n t e n i d o de a ir e de la m e z c l a .
4
El empleo de a d i t i v o s m i n e r a l e s f i n a m e n t e d i v i d i d o * p u e d e d i s m i n u i r l i g e r a m e n t e los r e q u i s i t o s de agua de la m e z c l a . I g u a l m e n t e la t e m p e r a t u r a a m b i e n t e , así c om o la humedad r e l at iv a , p u ed e n influir en la c a n t i d a d de a g u a a ser e n p l e ad a .
1 0 . 2 1
C R I T E R I O S
D E
L A
S E L E C C I O N
La T a b l a 1 0. 2 . 1 ha s ido p r e p a r a d a en b ase a las r e c o m e n d a c i o n e s del C o m i t é 211 del A CI. Ella p er mi t e seleccionar el volumen unitario de agua, para a g r e g a d o s al e s t a d o seco, en c o n c r e t o s p r e p a r a d o s con y sin a i r e i n c o r p o r a d o ! t e n i e n d o c om o f a c t o r e s a ser c o n s i d e r a d o s la c o n s i s t e n c i a que se d e s e a para la m e z c l a y el t a m a ñ o m áx ia o n o m i n a l del a g r e g a d o g r u e s o seleccionado. Dependiendo de la textura y p er fi l del agregado grueso, los r e q u i s i t o s de a gua d a d o s en la T ab l a 1 0 . 2 . 1 p u ed e n ser a lg o más al tos o m á s b a j o s que los v a l o r e s n e c e s a r i o s , pero son s u f i c i e n t e m e n t e s e g u r o s p ara una p r i m e r a e s t i m a c i ó n .
76
DISEÑO DE MEZCLAS T«l«i diferencia» en la demanda dt agua no se r e f l e j a n n » c t i a r i a « « n t e en la r i t l t t i n c i « d e s d e qut o t r o » f a c t o r « » c o m p e n s a n t e s p u ed en « s t a r i n v o l u c r a dos. A s i , por e j e m p l o , un a g r e g a d o g r u e s o a n g u l a r y o t r o r e d o n d e a d o , a m b o s con g r a n u l o e e t r í a a d e c u a d a y s i m i l a r , y a m b o s de buena c a l i d a d , p u e d e e s p e r a r s e que p r o d u z c a n c o n c r e t o s de la m i s m a r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n para el m i s m o f a c t o r cemen t o , i n d e p e n d i e n teaente de las d i f e r e n c i a » en la relación aguac e a e n t o r e s u l t a n t e » de los d i f e r e n t e s r e q u i s i t o » de ag ua de m e z c l a d o . El perfil de las p a r t í c u l a s , por si m i sm o , n o es un i n d i c a d o r de que un a g r e g a d o está s o b r e o b a j o el p r o m e d i o en su c a p a c i d a d de p r o d u c i r resistencia. 2
La T a b l a 1 0 . 2 . 2 ha s i d o p r e p a r a d a , en su o p o r t u n i d a d , por el D e p a r t a a e n t o de C o n c r e t o del L a b o r a t o r i o de E n s a y o s de M a t e r i a l e s de la U n i v e r s i d a d N a c i o n a l de Ingeniería. E s t a T a b l a p e r a i t e c a lc u l a r el v o l u m e n u n i t a r i o de agua, t o a a n d o en c o n s i d e r a c i ó n , a d e m á s d e la c o n s i s t e n c i a y el t a ma K o m á x i m o n o m i n a l del a g r e g a d o , el p e rf i l del m is mo . L os v al o r e s de la T a b l a c o r r e s p o n den a mezcla» sin aire incorporado y deben ser a j u s t a d o s en f u n c i ó n del p o r c e n t a j e de a b s o r c i ó n y c o n t e n i d o de h u m e d a d de los a g r e g a d o s f i n o y g r u es o.
3
Los v a l o r e s de a m b a s T a bl a s p u ed e n ser e a p l e a d o s con s e g u r i d a d en la e s t i m a c i ó n p r e l i m i n a r de las p r o p o r c i o n e s de la m e zc l a . En a q u e l l o s en que el a g r e g a d o p o s e e c a r a c t e r í s t i c a s que o b l i g a n a un a u m e n t o en el v o l u m e n de agua, d e b e r á a u s e n t a r s e i g u a l m e n t e el c o n t e n i d o de c e a e n t o a fin de a a n t e n e r i n v a r i a b l e la r e l a ci ó n a g u a - c e a e n t o , e x c e p t o si los r e s u l t a d o s de los ensayos de resistencia realizados con aezclas de p r u e b a p r e p a r a d a s en el L a b o r a t o r i o i n d i c a n que tal i n c r e a e n t o no es n e c e s a r i o .
4
S i
e l
ten
e l
a g r e g a d o
i n d i c a d a s e l
XO -3
1
p o s e e
em p leo en
c o n t e n i d o
l o s
e n s a y o s
nes
de
o b r a
de l a s de
de
c a r a c t e r í s t i ca s
c a n t i d a d e s T a b l a s , ce m e n to ,
se
que
e l l o
CONSIDERACIONES
t a l e s
agua s i
l o s
r e a l i z a d o s e s
que
m en o re s
r e c o m ie n d a
e x c e p t o
r e s i s t e n c i a
i n d ic a n
de
no
p e r a l que
r e s u l t a d o s b a j o
l a s
m o d i f i c a r de
c o n d i c i o
p o s i b l e .
COMPLEMENTARIAS
El I n g e n i e r o d eb e r e c o r d a r q u e e x is t e d i f e r e n c i a e n tre los c o n c e p t o s de r e l a c ió n a g u a - c e m e n t o y v o lua en
Selección del volumen unitario de agua
77
u n i t a r i o de agua. El p r i m e r o de e l l o s t r a ta d e f i j a r la c a n t i d a d de a gu a a ser affadlda a la m e z c l a por s a co de c e m e n t o p a r a o b t e n e r una r e s i s t e n c i a d e t e r m i n ad a . El s e g u n d o c o n c e p t o se r e f i e r e a la c a n t i d a d de a gua de la e e z c l a por u n i d a d cúbi c a de c o n c r e t o . 2
Manteniendo*» o t r a s c o n d i c i o n e s c o m p a r a b l e s , la c a n ti dad de agua de la m e z c l a se r e d u c e c o n f o r m e el t a m a H o m á x i m o del a g r e g a d o se i n c r e m e n t a . I g u a l m e n t e , las t e x t u r a s r u g o s a s y los p e r f i l e s a n g u l a r e s r e q u i e ren más a gua que las t e x t u r a s s u a v e s o los p e r f i l e s redondeados.
3
La i n c o r p o r a c i ó n i n t e n c i o n a l de a i r e al c o n c r e t o t i e ne un e f e c t o l u b r i c a n te y , al m e j o r a r la c o n s i s t e n c i a y a u m e n t a r la p l a s t i c i d a d , p e r m i t e u n a r e d u c ción en el a gua de m e z c l a d o para o b t e n e r un a s e n t a m i e n t o d e t e r m i n a d o , tal como se a p r e c i a en la T a b la
1 0 .2 .1 .
La m a g n i t u d de la r e d u c c i ó n en el agua de la m e z c l a d e p e n d e del v o l u m e n de aire i n c o r p o r a d o y de la r i q u e z a de la m e z c l a . La m a g n i t u d de la r e d u c c i ó n puede estimarse por Tabl as , por cálculo, o por c o n o c i m i e n t o de la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o r e c o m e n d a b l e c u a n d o se t r ab a ja con c o nc r e t o s en los que se ha i n c o r p o r a d o aire. c o n c r e t o s con a i r e i n c o r p o r a d o e s t á n b a s a d a s en los r e q u i s i t o s t í p i c o s de c o n t e n i d o de a ire t ot a l que se i n d i c a n en la c o l u m n a ' e x p o s i c i ó n a o d e r a d a ” de la T a b l a 1 1. 3. 1 E s t a s c a n t i d a d e s de a g u a de m e z c l a d o , d a d a s por la T a b l a 10.2. 1, se e m p l e a r á n para la d e t e r m i n a c i ó n del c o n t e n i d o de c e m e n t o a ser u t i l i z a d o en m e z c l a s de p r u e b a p r e p a r a d a s a t e m p e r a t u r a s e n t r e 2 0 * C y 25*C. Los v a l o r e s i n d i c a d o s en la T a b l a 10.2 .1 son los m á x i m o s a ser u t i l i z a d o s cuan do se e m p l e a a g r e g a d o g r u e s o a n g u l a r r a z o n a b l e m e n t e bien p e r f i l a d o y g r a d u a d o d e n t r o de los l i m i te s p r o p u e s t o s por e s p e c i f i c a c i o n e s a c e p t a d a s (A S T H C 33 ó I T I N T E C 4 0 0 . 0 3 7 ) . El a g r e g a d o g r u e s o r e d o n d e a d o g e n e r a l m e n t e r e q u i e r e 18 It. m e n o s para c o n c r e t o sin a i r e i n c o r p o r a d o y 13 lt. m en o s para c o n c r e t o s con aire i n c o r p o r a d o . El e m p l e o de a d i t i v o s q u í m i c o s r e d u c t o r e s los c u al e s c u m pl e n con los r e q u i s i t o s d e ASTH C 494, puede I g u a l m e n t e r e d u ci r el
de agua, la H o r m a a g u a de
DISEÑO DE MEZCLAS
78
a e z c l a d o in p o r c e n t a j e s del o r d e n del 5% ó ai». El v o l u e e n del a d i t i v o l i q u i d o d eb e ser i n c l u i d o coao una pa rte d*l v o l u a e n to tal d«l a gua de a e z c l a d o . 5
Los valores del asentaaiento, d a d o s *n las T a b l a s 10.2.1 y 10.2 .2 , p ara c o n c r e t o s que c o n t i e n e n a g r e g a dos a a y o r e s de 1 1/2* e s t á n b a s a d o s en e n s a y o s de a s e n t a a i e n t o e f e c t u a d o s d e s p u é s de r e t i r a r por c e r n i do h ú ae d o las p a r t í c u l a s a a y o r e s de 1 1/2*.
6
Las c a n t i d a d e s de a gu a de a e z c l a d o d adas en las coluan as c o r r e s p o n d i e n t e s a 3 a y 6 m de taaa ño a á x i a o n o a i na l de la T a b la 1 0 . 2 .1 , son para ser e a p l e a d a s en el c ó a p u t o del f a c t o r c e a e n t o de a e z c l a s de p ru e b a c ua n d o se e a p l e a a g r e g a d o s cuya g r a n u l o a e t r í a c o r r e s p onde a los taaaffos a A x i a o n o a i n a l e s i nd i c a d os . E s t a s c a n t i d a d e s de a gua c o r r e s p o n d e n a a g r e g a d o g ru es o raz o n a b l e a e n t e bien p e r f i l a d o y a d e c u a d a a e n t e g r a d u a d o de f ino a g ru e s o . TABLA
10.2.1
V O L U M E N U N I T A R I O DE A GU A
Asen taai en to
Agua, en 1 / a 3 , para lo« taeaño« eáx. p oa inalv« de agre ga do g ru ee o y cona i s t en ci a indicado« 3/8*
l /2 a
3/4"
Ia
1 V
2a
3a
6*
C o nc r e t o s sin aire i n c or porado 1* A 2*
207
19?
190
179
166
134
130
113
3* A 4*
226
21A
203
193
181
169
143
124
6* A 7 m
243
228
216
202
190
178
160
•«e
C o n c r e t o s con aire i n c or porado 1* A 2'
181
173
168
160
130
142
122
107
3* A 4 '
202
193
184
173
163
137
133
119
6* A 7 “
216
203
197
184
174
166
134
m •«
ha
sido
E sta Tabla ACI.
c o n fe c ci o n a d a por el Coaité 211 del
79
Selección dei volumen unitario de agua
Lo» v a l o r * * d# ••la Tabla »• t « p l t t r A n vn la d t t t n i n i ción del factor cuento «n. • •i c la s p r a li al n a rt i dt prueba. Son valor»« e á x l ao s y c o r r t i p o n d t n a a gr eg a d o q r ut t o de perfil angu la r y granuloeetr¿a c o ap re nd i d a de nt r o de los llaites d» la Norea A STH C 3 3 . 8 1 * 1 v a l o r del taaaño aáxi e o nomi n a l del agre ga do grueso es a ay o r de 1 1/2*, el asentamiento se d e t e r m i n a r á d e s p u é s de retirar, por cernido hfteedo, las p ar tí cu l as a a y o r e t de 1 1/2*•
• * * Para un* a ejor apli ca ci ón de la T abla se segu ir á lo i n d ic a d o en * 1 acápite 1 0 . 3 .
T A B L A 10.2 .2 V O L U M E N U N I T A R I O DE A G U A
T amaño Volumen unitario de agua, expresado en lt/*3 , para los aseo. Máximo ' tamientos y perfiles de agregado grueso indicados. Nominal del 3* ii 4" 1* *i 2" 6* ái 7* Agregado Agregado Agregado Agregado Grueso Agregado Agregado Agregad® Redondeado Angular Redondeado Angular Redondeado Angular 3/8M
105
212
201
227
230
250
1/2"
182
201
197
216
219
238
3/4"
170
18?
185
204
208
227
1"
163
ÍS2
178
197
197
216
i 1/2"
155
170
170
183
185
204
2"
148
163
163
178
178
197
3*
136
151
151
167
163
182
Los v a l o r e s de la T a b l a sin a i r e i n c o r p o r a d o
corresponden
a
concretos
C A P I T U L O S E L E C C I O N
1 1 . 1 1
C O N T E N I D O
C O N S I D E R A C I O N E S
D E
A I R E
G E N E R A L E S
L*s b u r b u j a s de a i r e pueden e s t a r presentes en la p a s t a c o m o r e s u l t a d o de las o p e r a c i o n e s p r o p i a s del p r o c e s o de p ue st a en ebra, en c uy o c a s o se le c on oc e c o í b aire atrapada o a ir e natural; o pueden encontrarse en la m ez c l a debido a que han sido i n t e n c i o n a l m e n t e i n c o r p o r a d a s a e lla, en cuyo se les c o n o c e c o m o a ire i n c o r p o r a d « . Se d e n o m i n a A i r e
En
A ir e
Mis
A trA pA do
mezcla 2
D E L
I X
a
1a
suma
de
lo s
i n c o r p o r a d o
de
vo lú m e n e s
p r e s e n t e
en
una
dAdA.
l o s
siempre
c o n c r e t o s
Aire AtrApAdo, MAteriAles, l a s l o m e t r i A
y
aire
de
totAl Aire
c e r c a n o
e l
c o n d i c i o n e s
tamaKo
máximo
a trA p A d o s -a
1
mm
y
se
su
p o r c e n t a j e de Aporte de loa operAción y 1 a g r a n u -
hAy un pequeKo d ep en d e d e l
cu al
de
d e l
agrm gA do.
C A rA C teriz A n
p e r f i l
L a s
b u rb u jA s
su
d iá m e tr o
por
i r r e g u l a r .
3
En los c o n c r e t o s con aire i n c o r p o r a d o , é s t e se incorp ora i n t e n c i o n a l m e n t e a la m e z c l a m e d i a n t e el e mp l e o de a d i t i v o s con la f i n a l i d a d de m e j o r a r d e t e r m i n a d a s propiedades del concreto, especialmente su d u r a b i l i d a d f r en t e a los p r o c e s o s de c o n g e l a c i ó n y deshielo. Las b u rb u j a s de a ir e incorporado se c a r a c t e r i i a n por el p e q ue ñ o d i á m e t r o de la« b ur b u ja s, e n t r e 1 0 y 1 0 0 0 m i c r o n es , y el p er f i l e s f é r i c o de las mismas .
4
La
de A i r e a un s i s t e m a e b u rb u ja s la fase m o r t e r o del
i n c o r p o r a c i ó n
n a r
de
c a t i v a m e n t e
de
l i d a d l a c i ó n
1a agua
i n c o r p o r a d o e s t a r a g u a
en
so m e tid o de
mar
a g e n t e s s i m i l a r e s .
o
lo s
es
a g u as
q u ím ic o s )
po ro s
de
a g r e s i v a s ; o
a
p r o p o r c i o
a
d e b i d A S
c a p i l A r e s
c a s o s
p r o c e s o s
a l
c o n c r e t o
re c o m e n d a b le
a q u e l l o s a
d e l
d e s t r u c t i v a s
en
A d ic io n m lm e n t e ,
m e z c l a s ,
c o m p r e n d e del concreta, mejora
r e s i s t e n c i A
a c c i o n e s
d e l
l a s
al 1 0 % signifi
que
en
e l que
d e l
l a
co n g e-
mismd. de
c o n c r e t o
por a c c ió n
i n f l u e n c i a s
p o s i b i
1a
emplmo e l
a t a q u e a
1a
a
a c c ió n de
a i r e va
a
d e l
s a l e s
o
d e s t r u c t i v a s
DISEÑO DE MEZCLAS
82 5
La prffienci« de a i r e en la» M e z c l a s t i e n d e a reducir la r e s i s t e n c i a del c o n c r e t o por i n c r e m e n t o en la p o r o s i d a d del a is eo . E llo se a p r e c i a e s p e c i a l a e n t e en eezclas ricas, en las que la r e d u c c i ó n en la r e s i s t e n c i a p u e d e l le ga r a ser h a s t a de 9% por cada IX de a ire incorporado. Se ha o b s e r v a d o que en aezclas pobres p ue d e presentarse un pequeño i n c r e a e n t o en la r e s i s t e n c i a f i n a l si se t o a a ven taja de los a e n o r e s r e q u i s i t o s de a g u a que r e q u i e r e n las a e z c l a s con a ir e i n c o r p o r a d o .
11.2
1
8ELECCION ATRAPADO
DE
AIRE
La T a b l a 11.2 .1 da el p o r c e n t a j e a p r o x i m a d o de aire atrapado, en aezclas sin aire incorporado, para diferentes taaaTCos aáxiaos noainales de agregado grueso adecuadaaente graduado dentro de los r e q u i s i t o s del H o r a a I T I N TE C 4 0 0 . 0 3 7 ó A S T N C 33.
XX.3
1
DEL C O N T E N I D O
S E L E C C I O N DEL INCORPORADO
CONTENIDO
DE
AIRE
8i es n e c e s a r i o o se d esea t r a b a j a r con a i r e i n c o r p o rado, la T ab l a 1 1. 3. 1 da tres n i v e l e s de a i r e total, los c u a l e s d e p e n d e n de los p r o p ó s i t o s de e a p l e o del a i r e i n c o r p o r a d o y de la s e v e r i d a d de las c o n d i c i o n e s del cl la a. La T a b l a 11.3 .1 a d a i t e una t o l e r a n c i a d e l 1.9% La d e t e r a i n a c i ó n del c o n t e n i d o t otal de a i r e p o d r á e f e c t u a r s e de a c u e r d o a los r e q u i s i t o s de las N o r a a s A ST N C 231, C 173, ó C 138.
2
En la T ab l a 1 1 . 3 . 2 se a p r e c i a q u e el c o n t e n i d o de a i re total se presenta en tres condiciones de e x p o s i c i ó n ! (a) s u a v e ; (b) a o d e r a d a ; y (c) s e v e r a . (a) La c o nd i c i ó n de e x p o s i c i ó n s u a v e c o r r e s p o n d e a aq u e l l o s c a s os en los q u e el a ire i n c o r p o r a d o se e a p l e a por r a z o n e s a j e n as a la d u r a b i l i d a d , tales c oa o i n c r e a e n t o en la t r a b a j a b i l i d a d o e o h e s i v i dad o c u an d o se e a p l e a en c o n c r e t o s de bajo f a c t o r c e a e n t o para i n c r e a e n t a r la r e s i s t e n c i a por d i s a i n u c i ó n del a gua de m e z c l a d o . La e x p o s i c i ó n en los que el congelación.
s ua v e i n c l u y e s e r v i c i o s en cliaas c o n c r e t o no ha de e s t a r e x p u e s t o a
Selección del contenido de are (b) La « x p o s i c i ó n m o d e r a d a se a p l i c a a c li s a s en los que p u e d e « s p t r a r s t p r o c t s p * de c o n g e l a c i ó n , pero en los q ue el c o n c r e t o no ha d e e s t a r e x p u e s t o c o n t i n u a m e n t e a h u m e d a d o agua l i b r e a ntes de la congelación y, a d em á s, no estará expuesto a agentes descongelantes u otros elementos agresivos químicos. P u ed e n considerarse como ejemplos de e st a c o n d i c i ó n la« v i g a s e x t e r i o r e s , c o lu m n a s , m u r os , p ór t i c o s , o losa«, los cuales no e st á n en c o n t a c t o con s ue l o h ú m e d o y t i e n e n una u b i c a c i ó n tal que no r e c i b i r á n a p l i c a c i ó n d i r e c t a de « a l e « descongelantes. (c) El c r i t e r i o de e x p o s i c i ó n s e v e r a se a pl i c a a c o n c re t o s que han de e s t a r e x p u e s t o s a la a c c i ó n de a g e n t e s q u í m i c o s a g r e s i v o s y d e s c o n g e l a n t e s ; o en a q u e l l o s c a sos en los que el c o n c r e t o pu ede e« ta r altamente saturado por contacto continuo con h u m ed a d o agua libre antes de la c o n g e l a c i ó n . En este último caso no deberá reducirse el porcentaje de a ire incorporado únicamente por m a n t e n e r la r e s i s t e n c i a final. 11-4
1
RECOMENDACIONES
ADICIONALES
Recomendaciones a d i c i o n a l e s para contenido de a ire incorporado y total, asi como para tolerancias n m c e s a r i a s en el c o n t e n i d o de a ire p ara cont ro l en o b r a e stán d a d a s en d i v e r s o s c ó d i go s ACI, e nt r e e l l o s los 201, 345, 316, 301 y 302. La H o r m a A ST A C 74, para c o n c r e t o s p r e m e z c i a d o s , t a mbi én da l í m i te s para el c o n t e n i d o de aire. requisitos indicados en otras e s p e c i f i c a c i o n e s p ue d e n no s i e m p r e concordar con los valores indicados, por lo que en la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s del c o n c r e t o d e b e rá d a r s e c o n s i d e r a c i ó n a e s c o g e r un c o n t e n i d o de aire que c u m p l a con las necesidades de la o b r a y los r e q u i s i t o s de las especificaciones.
Los
2
P ar a c o n c r e t o s que c o n t i e n e n a g r e g a d o cuyo tamaffo m á x imo n o m i n a l es ma yo r de 1 1 / 2 ”, el cual d eb e r á ser c e r n i d o h ú m e d o en la m al l a m e n c i o n a d a a n t e s del e n s a yo de c o n t e n i d o de aire, el p o r c e n t a j e de a ire total a ser esperado en el m a t e r i al que p as a la m al l a de 1 1 /2 * deberá ser el t a b u l a d o en la c o l u mn a de 1 1 / 2 *. Sin e m b a r g o los c á l c u l o s de las p r o p o r c i o n e s
DISEÑO DE MEZCLAS
84 de aez cía i n i c i a l * « d e b e r á n i n c l u i r « ir* c oao un p o r c e n t a j e d*l todo. 3
*1
con t a ñ i d o
de
Cuando se e a p l e a a g r e g a d o g r u e s o cuyo t a m a ñ o a á xi a o n o m i n a l es a a y o r de 1 1 / 2 * en c o n c r e t o s con f ac to r c e a e n t o bajo, el c o n t e n i d o de a ir e de la a e z c l a no necesariaaen'te es d a ñ i n o para la r e s i s t e n c i a d a d o que en a u c h o s caso s, los r e q u i s i t o s de a gua de a e z c l a d o se r e d u ce n lo s u f i c i e n t e para a e j o r a r la r e l ac i ón agua-ceaento y, de esta a a n er a, coapensar la r e d u c c i ó n en la r e s i s t e n c i a d e b i d a al i n c r e a e n t o en la p o r o s i d a d por la p r e s e n c i a del aire. Por las r a z o n e s i n d i c a d a s g e n e r a l a e n t e , p a r a t a a a ño s a á x i a o s de a g r e g a d o i g ua l es o m a y o r e s a 1 1 / 2 ", los c o n t e n i d o s de aire recomendados para "exposición seve ra " d e b e r á n s*r « a p l e a d o s aún cu an d o a l i o « puedan ser p e q u e ñ o s o no e x i s t a e x p o s i c i ó n ac o n g e l a c i ó n y d e s h i e l o en c o n d i c i ó n húaeda.
4
Los v a l o r e s de la c o l u a n a c o r r e s p o n d í a n t e a " e x p o s i ción s e v e r a ” de la T a b l a 11.3. 1 están b a s a d o s en el c r i t e r i o que se r e q u i e r e 9% de aire en la fase mortero del concreto. 31 en o b r a el v o l u m e n del m o r t e r o es « u s t a n c i a 1 me nte d i f e r e n t e d* a q u * l que «e determina en estas recoaendaciones, puede ser c o n v e n i e n t e c a l c u l a r el c o n t e n i d o de a i r e n e c e s a r i o t o a a nd o 9% del v o l u a e n de a o r t e r o real.
5
Cuando se e a p l e a m u e s t r a s de p r u e ba para e s t a b l e c e r r e l a c i o n e s de r e s i s t e n c i a , o v e r i f i c a r la c ap ac i da d de p r o d u c c i ó n da r e s i s t e n c i a de una m e z c l a , d eb e r á e m p l e a r s e la c o m b i n a c i ó n a e n o s f a v o r a b l e de agua de aezclado y contenido de aire. Ello evitará una sobrestiaación de la r e s i s t e n c i a o el c o n s i d e r a r que c o n d i c i o n e s p r o a e d i o aás que c o n d i c i o n e s e x t r e a a s han de p r e v a l e c e r en la obra
6
El e a p l e o de p o r c e n t a j e s n o r a a l e s de aire i n c o r p o r a d o en c o n c r e t o s con r e s i s t e n c i a s en c o a p r e s i ó n de d i se ño e s p e c i f i c a d a s del o rd e n de 350 kg/ca * ó m a y or es , p ue d e ser no r e c o a e n d a b l e d e b i d o al h e c h o q u e cada i n c r e a e n t o del 1 % en el c o n t e n i d o de a i r e t ie nd e a b ajar la resistencia aáxima obtenible por una c o m b i n a c i ó n d a d a de m a t e r i a l e s . P ara estos c a s os se recomienda una c u i d a do s a e v a l u a c i ó n de la m a g n i t u d de la « x p o v i c i ó n al agua, la p o s i b i l i d a d de e m p l e o de s a l e s descongelantes, y el p o s i b l e v a l o r de las t e m p e r a t u r a s de c o n g e l a c i ó n . Si un e l e a e n t o e s t r u c t u r a l no va a e s t a r c o n t i n u a -
Selección del contenido de aire
65
m e n t e h u m e d e c i d o , y t a m p o c o va a e s t ar e x p u e s t o a la a c c i ó n de sales descongelantes-, p u e de ser r a z o n a b l e e e p l e a r v a l o r e s de c o n t e n i d o de a ir e t ot a l m e n o r e s , t a l e s coeo a q u e l l o s que c o r r e s p o n d e n a la c ol u e n a " e x p o s i c i ó n m o d er a da " de la T a b l a 1 1 .3. 1, aún si el concreto ha de e s t a r expuesto a temperaturas de congelación. Sin e m b a r g o , en a q u e l l o s c a s o s en que l a s c o n d i c i o n e s de exposición p u ed e n dar lugar a saturación del e l e m e n t o a nt e s de la c o n g e l a c i ó n , no d e b e r á r e d u c i r s e el contenido de a ire incorporado únicamente para t e n e r más r e s is t e n c i a .
T AB L A 1 1. 2. 1 C O N T E N I D O DE A I R E A T R A P A D O Ta ma ñ o M á x i m o No m in a l
Aire Atrapado
3/8"
3.0%
1 /Z"
2.5%
3/4"
2 .0 %
1"
1.5%
1 1 /2 "
1 .0 %
2"
0 . 5%
3"
0 .3 %
6"
0 .2 %
DISEÑO DE MEZCLAS T A B L A 11.3.1 C O N T E N I D O DE AIRE I N C O R P O R A D O V TOTAL TAMAÑO MAXIMO NOMINAL
Exposición 8u a v e
Ex posi ción Moderada
3/8"
4.3
6.0
7.5
1 /2 “
4.0
3.3
7.0
3/4"
3.5
5.0
6.0
3.0
4 .5
6.0
1 1 /2 "
2.3
4 .5
5.5
2"
2.0
4.0
5. 0
3"
1.3
3.5
4. 5
6*
1.0
3.0
4 .0
f
**
C o n t e n i d o de a ir e tota l, en X Exposición Severa
Todos los v a l o r e s de la T a b l a c o r r e s p o n d e n al c o n t e n i d o total de la a e z c l a de c o n c r et o . Sin embargo, c u a nd o se efectúa el ensayo de determinación del contenido de aire en c o n c r e t o s en los que el tamaffo m á x i mo n oa in a l del a g r e g a d o es de 2 ", 3*, ó 6 ", el a g r e g a d o m a y o r de 1 1 / 2 " debe sar r e m o vi d o, ya sea manualmente o por cernido húmedo, y el c o n t e n i d o de a ir e d e t e r a i n a d o para la f r a c c i ó n aanor de 1 1 / 2 "} debiendose aplicar las t o l e r a n c i a s en el c o n t e n i d o de aire a este v al or . El c o n t e n i d o total de aire de la a e z c l a se c o m p u t a a p a r t i r de la f r a c c i ó n m e n o r de 1 1/2".
*** El contenido de aire i n c o r p o r a d o se d e t e r m i n a r e s t a n d o del v a l o r de esta T a b l a , el del aire a t r a p a d o dado por la Tabla 1 1 . 2. 1 .
CAPITULO S E L E C C I O N I>E LA POR
12.1
CRITERIOS
12
RELAC I O N AGUA — C E M E N T O R E S I STENCI A
BASICOS
1
D esde que 1* ■a/orí« de las p r o p i e d a d e s d e s e a b l e s en el c o n c r e t o e n d u r e c i d o d ep e n d e n de la c a l i d a d de la pasta, p r o d u c t o f in al del proc es o de h i d r a t a c i ó n del c e e e n t o, se c o n s i d e r a que una de las e t a p a s f u n d a m e n t a l e s en la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de u n a e e z c l a de c o n c r e t o es la e l e cc ió n de la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o más a d e c u ad a ,
2
La r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o re qu e ri da por una m e z c l a de c o n c r e t o es f u n c i ó n de la r e s i s te n c i a , d u r a b i l i d a d y r e q u i s i t o s de a c a b a d o del miseo.
3
La r e l a c i ó n a g u a - c e s e n t o de diseño, q u e es el v a l o r a ser s e l e c c i o n a d o de las Tablas, se r e f i e r e a la c a n tidad de a gu a que i n t e r v i e n e en la m e z c l a c u a n d o el agregado e s ta en c o n d i ci ó n de saturado superfi c i a l m e n t e seco, es d e c i r que no toea ni a p o r t a agua. La r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o e fe c t i v a se r e f i e r e a la' c a n t i d a d de agua de la Mezcla c u an d o se t i e n e en consideración la c o n d i ci ó n real de huaedad del agregado.
A
En a q u e l l o s casos en que fuere n e c e s a r i o , se d e t e r m i n a r á en p r i m e r lugar la r elación a g u a - c e m e n t o r e q u e rida por d u r a b i l i d a d y, a con t i nuaci ór>, se p r o c e d e r á a determinar la a isna relación en f u n c i ó n de la resistencia en coepresión p r o m ed io que se desea obtener p ara el c o nc re to . De los dos v a l o r e s se e s c o g e r á el menor.
5
La s e l e c c i ó n de la r e la c i ó n a g u a - c e i e n t o por r e s i s t enci a se h ace p a r t i e n d o del c r i t e r i o de q u e e s t a p r o p i e d a d es la más f á c i l a e n t e M e n s u r a b l e y que, d e n t r o de c i e rt a s l i m i t a c io n e s, está r e g u l a d a por la r e l a c i ó n de la c a n ti da d de agua a la c a n t i d a d de c e m e n t o en la u n i d ad c ú b i c a de mezcla.
6 D es de
que diferentes a g re g ad o s y d i v e r s o s t i p os y m a r c a s de c e men to g e n e r a l m e n t e p r od u c e n d i f e r e n t e s r e s i s t e n c i a s para la m i s m a rela c i ón a g u a - c e m e n t o , se c o n s i d e r a que en la s e l e c c i ó n de la r e l a c i ó n a g u a -
DISEÑO DE MEZCLAS
88
ceaen to por resistencia un criterio Adecuado es e s t a b l e c e r la i n t e r r e í a ci ón e n t r e la r e s i s t e n c i a y la r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o a e d i a n t e e n s a y o s de l a b o r a t o r i o en los que se u t i l i z a los M a t e r i a l e s a ser e m p l e a d o s en o b r a y con e l l o s se p r e p a r a n e e z c l a s de p ru eb a para t od a s las posibles variantes que pud ieran presentarse• Con estos resultados se desarrollan curvas que r e l a c i o n a n la r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o con la r e s i s t e nc ia , para c o n d i c i o n e s d a d a s de t r a b a j a b i 1 idad y c o n s 1 s ten ci a • 12.2
CRITERIOS
EN
t _A
SELECCION
1
En a q u e l l o s c asos en que la d u r a b i l i d a d del c o n c r e t o no es un f a c t o r d e t e r a i n a n t e y no se d i s p o n e de la i n f o r a a c i ó n i n d i c a d a en el a c á p i t e 1 2 . 1 .6 , la r e l a ción a g u a - c e a e n t o por r e s i s t e n c i a p uede ser selec c i o n a d a a p ar t i r de los v a l o r e s i n d i c a d o s en las T a b l a s 12.2 . 2) 1 2 . 2. 3) 12.2 .4 ) y 1 2.2.3.
2
La T a b l a 1 2. 2. 2 es u n a a d a p t a c i ó n de la c o n f e c c i o n a d a por el Coaité 211 del AC1. E sta Tabla da las r e l a c i o n e s a g u a - c e a t n t o en p es o a á x i a a s p e r a i s i b l e s pa r a d i f e r e n t e s v a l o r e s de la r e s i s t e n c i a p ro ae di o , ya s e a que se t ra t e de c o n c r e t o s sin o con a ir e incorporado. E s t a T a b l a da v a l o r e s a p r o x i a a d o s y re 1 a t i v a a e n t e conservadores para concretos con ceaento p or t la nd n o r i a l T i p o I. P a r a a a t e r i a l e s que c u a p l e n con las N o r a a s A S T H C 33 ó I T I H T E C 4 0 0 . 0 3 7 , las r e l a c i o n e s a g u a - c e a e n t o de e st a T a b l a d e b e r í a n p e r a i t i r o b t e n e r las r e s i s t e n c i a s i n d i c a d a s , las c u al e s c o r r e s p o n d e n a p r o b e t a s e n s a y a d a s a los 28 d í a s de v a c i a d a s d e s p u é s de ser curadas b ajo condiciones estándar de laboratorio• El a n á l i s i s de la T a b l a 1 2 . 2 . 2 p e r a l t e a p r e c i a r que las r e s i s t e n c i a s p ara c o n c r e t o s con aire i n c o r p o r a d o , en una r e l a c i ó n a gua c e a e n t o d ad a , están en el orden del 2 0 % a e n o s que las del c o r r e s p o n d i e n t e c o n c r e t o sin a i r e i n c o r p o r a d o . Se c o n s i d e r a que e s t a r e d u c c i ó n es lo sufi c i e n t e a e n t e s e g u r a para p r o p ó s i t o s de e s t i a a c i ó n de p r o p o r c i o n e s si se c o n s i d e r a que las d i f e r e n c i a s e n t r e el c o n t e n i d o de a i r e r e c o a e n d a d o p a r a c o n c r e t o s con a i re i n c o r p o r a d o y el p o r c e n t a j e de a i r e que se p r e s e n t a en c o n c r e t o s sin a d i t i v o i n c o r p o r a d o r de a i re, son a p r o x i a a d a a e n t e las a i sa as p ar a d i f e r e n t e s taaaffos de a g r e g a d o .
Selección de la relación agua-cemento por resistencia
89
Al d i s e ñ a r la m e z cl a, se d e b e r á t e n e r p r e s e n t e q u e le r e d u c c i ó n en la r e s i s t e n c i a * la q u e se he h e c h o r e f e r e n c i a en el a c á p i t e a n t e r i o r puede Aplicarse únicamente cuando la r e l a c i ó n a g u a - c e e e n to e s le M i n a en c ad a caso. Si el c o n t e n i d o de c e a e n t o y 1« c o n s i s t e n c i a son m a n t e n i d o s c o n s t a n t e s , la a p a r e n t e r e d u c c i ó n en la r e s i s t e n c i a es p a r c i a l o t o t a l m e n t e c o a p e n s a d a por la r e d u c c i ó n en los r e q u i s i t o s d e a g u a de a e z c l a d o d e b i d o a la i n c o r p o r a c i ó n d e aire. 3
La T a b l a 1 2 * 2 - 3 ha s ido c o n f e c c i o n a d a por un g r u p o de i n v e s t i g a d o r e s de la N a t i o n a l R e a d y tlixed C o n c r e t e A s s o c i a t i o n . E l l a r e l a c i o n a la r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n p r o m e d i o con el t a m a ñ o m á x i m o n o m i n a l d e mg r e g a d o g r u e s o de p er fi l a n g u l a r y a d e c u a d a m e n t e d i s t r i b u i d o por t am añ o s, d e n t r o de l a s r e c o m e n d a c i o n e s de la N o r m a A ST H C 33 ó I T I N T E C 4 0 0 . 0 3 7 . Los v a l o r e s i n d i c a d o s en esta T a b l a c o r r e s p o n d e n a c o n c r e t o s sin a ire i n c o r p o r a d o . P a r a c o n c r e t o s com él, la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o r e q u e r i d a d e b e r á e s t i m a r t e s o b r e la base de la n e c e s i d a d d e i n c r e m e n t m r la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o p ara c o m p e n s a r p o r u n a r e d u c c i ó n IZ de aire del 3% de resistencia por cada incorporado. Las r e l a c i o n e s de e st a T a b l a c o r r e s p o n d e n a e s t i m a d o s c o n s e r v a d o r e s de r e s i s t e n c i a s p r o m e d i o a ser o b t e nidas empleando cemento portland normal y agregadós que c u m pl a n con los r e q u i s i t o s de la N o r m a . E s t a s r e l a c i o n e s d e b e r á n ser c o r r e g i d a s d e a c u e r d o a las c a r a c t e r í s t i c a s de los m a t e r i a l e s a s e r e m p l e a d o s en una o b ra d ad a. Las r e s i s t e n c i a s c o r r e s p o n d e n a v a l a r e s o b t e n i d o s probetas cilindricas estándar, ensayadas a los días s i g u i e n d o las r e c o m e n d a c i o n e s d e la H o r m a C del ASTH.
4
en 28 11
La T a b l a 12.2.4 fue c o n f c c c i o n a d a p o r S t a t o n M a l k e r en la U n i v e r s i d a d de H a r y l a n d . E l l a d a las r e l a c i o n e s agua-cemento de diseño que permiten obtener una resistencia promedio determinada cuando se e m p l e a d i v e r s o s p o r c e n t a j e s de a ir e total. A de m á s de permitir seleccionar la r e l a c i ó n aguac e m e n t o de d i s e ñ o p ara una r e s i s t e n c i a d e t e r m i n a d a , e sta T a b l a es muy ú ti l en a q u e l l o s c a s os en q u e se d es e a corregir las proporciones de mezclas ya d i s e ñ a d a s y a las c u a l e s se les e s t á i n c o r p o r a n d o aire.
DISEÑO DE MEZCLAS
90 5
La T a b l a 1 2. 2 . 5 es un* A d a p t a c i ó n de la c o n f t c c i o n i d » por »1 B u r t a u of R e c l a m a t i o n de los E s t a d o s U n id o s , y r e l a c i o n a la r el a ci ó n a q u a - c « a t n t o de d i s e ñ o , e x p r e s a da en peso, con la p r o b a b l e resistencia a 1« c o m p r e s i ó n a los 28 d ia s y la c a nt i d a d en k i l o s de c e m e n t o por ti and T ip o I , por m 3 de c o n c r e t o , q ue se e s t i m a n e c e s a r i o s para a l c a n z a r d i c h a r e s i s t e n c i a . Los v a l o r e s de la T a b l a han s i d o e s t i m a d o s para c o n c r e t o s con y sin a ir e i n c o r p o r a d o y e l l o s están l i m i t a d o s a m e z c l a s cuyo a g r e g a d o g r u e s o t en ga un t a m a ñ o m á x i m o n o m i n a l h as ta de 1 1 / 2 *.
12*3
CORRECCION PUZOLANA
ROR INCORPORACION
DE
1
C u a n d o se e m pl e a m a t e r i a l p u z o l á n i c o en mi concre to , d e b e r á c o n s i d e r a r s e una r e l a c i ó n mn peso del agua a la s um a del c e m e n t o más p u z o l a n a , en l u g ar de la t r a d i c i o n a l r e l a c ió n a g u a - c e m e n t o en peso.
2
P ar a d i c h a d e t e r m i n a c i ó n u s u a l m e n t e se e m p l e a n dos a p r o x i m a c i o n e s en la d e t e r m i n a c i ó n de la r e l a c ió n !f/(C*P)t la cual d e b e r á ser c o n s i d e r a d a e q u i v a l e n t e a la r e l a c i ó n H/C de una m e z c l a que s ól o c o nt ie n e c e m e n t o p o r t la n d. D i c h a s a p r o x i m a c i o n e s son i (1) P e s o e q u i v a l e n t e de m a t e r i a l e s c e m e n t a n t e s * y (2) V o l u m e n a b s o l u t o e q u i v a l e n t e de m a t t r i a l e s t a n t e s mn la m mz ci a .
cemen
3
P ar a la pr i me r a a p r o x i m a c i ó n , la del peso e q u i v a l e n te, el p es o total del m a t e r i a l c e m e n t a n t e pe r ma n e c e el m i s m o , esto »si W/ ( C+ P ) * H/C, pero el V o l u m e n a b s o l u t o total de c e m e n t o más p u z o l a n a será l i g e r a m e n t e eayor.
4
Para la s eg u n d a a p r o x i m a c i ó n se d e b e r á c a l c u l a r una relación N /( C+ P) en peso, manteniendo la misma r e l a c i ó n en V o l u m e n a bs ol u to , lo cual d e b e r á r e d ucir el p es o dml m at e r i al c e m e n t a n t e en la u n i d a d cúbica de concreto dado que el p es o especifico de la
Selección de la relación aguocemento por resistencia
9 1
T A B L A 1 2 .2 . 2 RELACION A G U A - C E N E N T Q POR R E S I S TENCIA
Relación
a g u a - c e e e n t o de diseffo en p e so
f* (28 d i s »)
C o n c r e t o s sin a i re i n c o r p o r a d o
C o n c r e t o s con aire incorporado
150
0. 00
0.71
200
0.70
0.61
250
0.62
0.53
300
0 .5 5
0.46
350
0 . 48
0.40
4 00
0 .4 3
• ■• •
4 50
0 .3 8
• • « •
Esta Tabla es u n a a d a p t a c i ó n •1 C o a i t é 211 del AGI*
de la c o n f e c c i o n a d a
probetas cilindricas estándar de 15 x 30 p r e p a r a d a s y c u r a d a s de a c u e r d o a lo i n d i c a d o S e c c i ó n 9(b) de la N o r e a A 8 TH C 31.
por
ces., en la
••• Las r e l a c i o n e s a g u a - c e e e n t o se basan en t a a a ñ o s « á l t eos n o e i n a l e s del *qr9i¡*do g r u e s o c o e p r e n d i d o s e n t r e 3/4* y 1*. La r e s i s t e n c i a p r o d u c i d a por u n a r e l a c i ó n a g u a - c e e e n t o dada deberá increeentarse conforte al t a e a ñ o aáxi ao n o e i na l d i s m i n u y e .
DISEÑO DE MEZCLAS
92
T A B L A 1 2. 2. 3 R E L A C I O N A G U A - C E M E N T O POR R E S I S T E N C I A
E s t i a a c i ó n de la r o l a c i ó n a q u a - c e a e n t o en p es o p ara a g r e g a d o g r u e s o d«l taaaffo a Ax i a o n o a i n a l i n d i c a d o . (28 dias) 3/0*
3/4"
1 1 /2 -
140
0.07
0.85
0.80
175
0 .7 9
0.76
0.71
210
0.72
0.69
0.64
245
0. 66
0.62
0. 5 0
280
0.61
0 .5 8
0.53
31 5
0. 57
0 .5 3
0. 49
350
0 .5 3
0 .4 9
0 .45
*
E sta T a b l a ha «ido c o n f e c c i o n a d a por un g r u p o d« in vestigadoras de la N a c i o n a l Ready Hi xt d C on c r e t e Association•
••
Los v a l o r « « c o r r t s p o n d t n a c o n c r e t o » sin a ir « i n c o r p o ra do . En concretos con air« incorporado, la r e la c ió n a g u a - c « a « n t o d « b « r A « a t i a a r « « « ob r e 1« base de la r e d u c c i ó n del 5% de la r e s i s t e n c i a por cada 1 * de a ir « i n c o r p o r a d o .
*** La r « s i s t c n c i de p r o b o t a s preparadas y S « c c i ó n 9
a c o r r e s p o n d e a r e s u l t a d o s a los 28 dias c i l i n d r i c a s «s t A n d a r de 15 * 30 c « s , c u r a d a« d« a c u e r d o a lo i n d i c a d o «n la de la N o r a a A S T H C 31.
Selección de la relación agua-cemento por resistencia
93
T A BL A 12.2 . 4 RELACION AGUA-CEHENTO POR RESISTENCIA
f (28 d ia s )
*
IX
4%
6*
8%
140
0.74
0.71
0.Ó7
0.60
175
0.67
0.62
0.58
0.51
210
0.60
0.55
0.51
0.45
245
0.53
0.4?
0.45
0.37
280
0.49
0.45
0.40
0.33
315
0.45
0.40
0.36
0.29
350
0.40
• • •
•
•ta*
• • • •
E st a Tabla ha « ido c o n f e c c i o n a d a la U n i v n r s i d a d da N a r y l a n d .
por S t a n t o n
U a l k n r nn
* * La r t s i s t c n c i * c o r r e s p o n d a a r e s u l t a d o s a los 28 d ía s d a probata» cilindricas sstAndar da 13 x 30 cas-, p r e p a r a d a s y c u r a d a s d* a c u s r d o a lo i n d i c a d o «n la S e c c i ó n 9 (b) da la N o r n a A 8 TH C 31.
94
DISEÑO DE MEZCLAS
T AB L A 1 2 . 2 . 5 REL AC ION A0UA - C E H E N T O POR R E S I S TENCIA
Relación a g u a - c e a e n lo
*
C o n c r e t o sin aire i n c o r porado f
C o n c r e t o con a ire i n c o r p o r a d o
C e a e n to kg/e3
f
C ea e n to kg/a3
0.40
385
4 14
315
361
0.45
350
365
280
325
0.50
305
329
250
287
0.55
280
298
230
276
0.60
240
2 65
195
240
0.65
215
250
182
228
0.70
180
234
130
213
0.75
170
22 3
140
191
Esta T ab l a es u n a a d a p t a c i ó n de la c o n f e c c i o n a d a por el B u r e a u of R e c l a a a t i o n de lom E s t a d o « U n i d o s . ** Los contenidos de c e a e n t o de e s t a T a b l a s ól o d eben s er a p l i c a d o s a a e z c l a s de c o n c r e t o cuyo a g r e g a d o g r u e s o t en g a un taaafto a á x i a o n o a i n a l hasta de 1 1 / 2 ".
CAPITULO SELECCION
I>E LA R E L A C I O N AG U A — C E M E N T O POR
13.1
13
DURABILIDAD
CONSIDERACIONES
GENERALES
1
Este capitulo t i e n d e a e n f a t i z a r la i m p o r t a n c i a que el d i s e ñ a d o r c o n s i d e r e , a d em á s de los de r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n , los r e q u i s i t o s de d u r a b i l i d a d a n tes de p r o c e d e r a s e l e c c i o n a r las p r o p o r c i o n e s f i n a l e s de la m e z c l a de c o n c r e t o y el e s p e s o r del r e c u b r i e i e n t o del a c e r o de r e f u e rz o .
2
El d i s e ñ a d o r de la e e xc l a d ebe tener en considera** ción q u e por r a z o n e s de e x p o s i c i ó n del c o n c r e t o a p r o c e s o s de c o n g e l a c i ó n y d e s h i e l o ) a la acci ón de s u e l o s o a guas sulfatadas}* o para p r e v e n i r p r o ce s os de c o r r o s i ó n en el a c ero de r e fu e rz o , p uede ser necesario recomendar relaciones agua-cemento de d i s e ñ o con v a l o r e s m á x i m a s en peso de 0.4, 0.45. ó 0.5, las c u al e s generalmente son equivalentes a r e s i s t e n c i a s en c o m p r e s i ó n de d i s e ñ o de 335, 315, ó 2 80 kg /c m* , valores que podrían ser mayores que aquellos requeridos únicamente por razones de resistencia.
3
Teniendo en c o n s i d e r a c i ó n lo i n di c a do , asi como que u s u a l e e n t e es d i f i c i l de d e t e r m i n a r con s e g u r i d a d la r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o de d i s e ñ o del c o n c r e t o d u r a n t e la p r o d u c c i ó n del aisao, a q u e l l a que e s p e c i f i q u e el Ingeniero Estructural deberá ser razonableaente c o n s i s t e n t e con la r e lac ió n a g u a - c e a e n t o de d i se ñ o r e q u e r i d a por d u r a b i l i d a d por lo que, mn a q u e l l o s c a s o s que d eb a s e l e c c i o n a r s e la r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o por r e s i s t e n c i a y d u r a b i l i d a d , se u t i l i z a r á en la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la a e z c l a el tenor dv los do« v a l o r » « , aún c ua n d o con el l o ** obtengan r e s i s t e n c i a s en c o m p r e s i ó n m a y o r e s que la r e s i s t e n c i a p r o a e d i o s e l e c c i o n a d a . Los r e s u l t a d o s asi o b t e n i d o s no deberán conducir a i n t e r p r e t a c i ones equivocas s o b r e la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s , c a l id a d de los c o n c r e t o s , o p r o c e s o s de p r o d u c c i ó n o c o nt ro l de los m i s m o s .
4
E s t e C a p i t u l o no i n c l u y e r e c o a e n d a c i o n e s para c o n d i ciones de e x p o s i c i ó n especialaente severas, tales c om o á c i d o s o a l t a s t e m p e r a t u r a s ) y t a m p o c o está referido a consideraciones e sté ti cas tales como
96
DISEÑO DE MEZCLAS acabados l u p e r f i c i a l e s . E st os p un to s deberán c u b i e r t o s en las E s p e c i f i c a c i o n e s del P r o y e c t o .
13-2
1
EXPOSICION DESHIELO
A
CONGELACION
ser Y
Los c o n c r e t o s de peso n o r i a l y los c o n c r e t o s li vi a nos, expuesto« en c u a l q u i e r é po ca de su v id a a p ro c e s o s de c o n g e l a c i ó n y d e s h i e l o o a la a cción de s al e s d e s c o n g e l a n t e s , d e b e r á n t en e r aire i n c o r p o r a d o con los c o n t e n i d o s de a i r e total, coao suaa de a i re a t r a p a d o aás aire i n c o r p o r a d o , i n d i c a d o s en la T ab l a 11.3.1. La t o l e r a n c i a en el c o n t e n i d o de aire al • o m e n t o de la e n t r e g a del c o n c r e t o en el punto c o l o c a c i ó n d e b e r á ser de a ás o a e no s 1.5%
2
P a r a r e s i s t e n c i a s a la c o a p r e s i ó n e s p e c i f i c a d a s a a y o ~ res de 350 kg/-ca*, los c o n t e n i d o s t o t a l e s de air e i n d i c a d o s en la Tabla 1 1. 3 . 1 p o d r ía n r e d u c i r s e en 1 %. E s ta a u t o r i z a c i ó n t i e n e coao base el que en e s t e nivel de resistencia los concretos t ienen una r el a c i ó n a g u a - c e a e n t o b aj a y, si han s id o a d e c u a d a a e n te c ur a d o s, alto c o n t e n i d o de gel y baja p o r o s i d a d ca pi la r , todo lo cual f a v o r e c e una a e j o r r e s i s t e n c i a a los p r o c e s o s de c o n g e l a c i ó n .
3
Lo s v a l o r e s de la T abl a 1 1 . 3. 2 c o n t e a p l a n los cas o s de e x p o s i c i ó n s e ve r a y m od e r a d a , dependiendo del g r a d o de e x p o s i c i ó n a la h u a e d a d o a s a l e s d e s c o n g e l an t es y e s t a b l e c i e n d o para cada uno de ellos el c o n t e n i d o de aire total. D e be c o n s i d e r a r s e coao e j e a p l o s de e x p o s i c i ó n s e v e r a a los p a v i a e n t o s , l os as de pu e n te s, b o rd i l l o s , p l a yas de e s t a c i o n a a i e n t o , t a n q u e s de agua, c anales, y e s t r u c t u r a s h i d r á u l i c a s que se e n c u e n t r a n d e nt r o de las c o n d i c i o n e s i n d i c a d a s en el a c á p i t e 1 1 .3 .2 ( c ) . El c r i t e r i o de e x p o s i c i ó n en el a c á p i t e 1 1. 3 . 2( b) .
aoderada
ha
sido
definido
4
El C o n s t r u c t o r debe r e c o r d a r q ue el aire i n c o r p o r a d o a la a e z c l a no p r o t e g e r á a c o n c r e t o s q ue c o n t i e n e n a g r e g a d o g r u e s o el cual p u e de e x p e r i a e n t a r c aa bi o s de voluaen destructivos cuando c on g el a en c o nd i c i ó n « a t u r a d a . En cato« de e x p o s i c i ó n a o d e r ad * , y e s p e c i a l m e n t e en los de e x p o s i c i ó n s evera, es o b l i g a t o r i o el e n s a y o de e s t a b i l i d a d de v o l u a e n en el a g re g a do .
5
El c o n c r e t o que d eb e r á e s t ar , en su vida, soaetido a procesos
cualquier e t a p a de de congelación y
de
97
Selección de ¡a relación agua-cemento por durabSdad
d e s h i e l o en c o nd i c i ó n húiseda; que d e b a t ener baja p e r m e a b i l i d a d al agua; o que va a e s t a r e x p u e s t o a s a l e s d e s c o n g e l a n t e s , agu as s a l o b r e s , agua de mar, r o c i ó o n e b l i n a de e s t a * f u e nt e s; o a la a c c i ó n de aguas cloacales, deberá tener la relación aguac e m e n t o de d i s e ñ o m á x i m a y c u m p l i r con los o t r o s r e q u i s i t o s i n d i c a d o s en la Ta bl a 1 3 .2 .3 .
&
En el c a so de los c o n c r e t o s l i vi a n o s , se e s p e c i f i c a en la T a b l a 1 3 . 2 . 5 un ni ve l ein imo de r e s i s t e n c i a en compresión en lugar de u n a r e l a c i ó n agua-ceeento d e b i d o a que la a b s o r c i ó n de los a g r e g a d o s l i v i a n o s es sieepre i n c i e r t a, haciendo prácticaeente muy d i f í c i l el c á l c u l o de la r e l a c i ó n a g u a - c e e e n t o . P a r a e s t e tipo de c o n c r e t o s se e s t i e a q u e un ni vel e i n i e o de r e s i s t e n c i a d e b e r á g a r a n t i z a r el e e p l e o de u na p a s t a de a l t a ca li d a d .
8e recomienda •ezclas ción y la n te s , cemento C 150 ó
que el c o n t e n i d o e i n i e o de c e m e n t o en de c o n c r e t o e x p u e s t a s a p r o c e s o s de c o n g e l a d e s h i e l o , o a la a c ci ó n de s a l e s d e s c o n g e no sea m en o r de 340 kg/e 3 | debiendo el c u m p l i r con lo« r e q u i s i t o s de las H o r m a « A 8 TN A 8 TH C 593, ó las c o r r e s p o n d i e n t e s I T INTEC.
C u a n d o se u t i l i z a c e m e n t o s que c u m p le n con los r e q u i s i t o s de las H o r m a s A S T H C 6 1 8 ó A S T H 989, la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o i n d i c a d a en las T a b l a s 1 3 . 2 . 5 ó 1 3 . 3 . 2 d e b e r á ser c a l c u l a d a e m p l e a n d o el p e so del cemen t o .
8
13.3
EXPOSICION
AL- A T A Q U E
DE
SULFATOS
L os s u l f a t o s de sodio, c a l c i o y m a g n e s i o , p r e s e n t e s en los s u e l o s , a g uas f r e á t i c a s y a g u a de mar, son c a u s a de a t a q u e al c o n c r e t o al r e a c c i o n a r con al a l u m i n a t o t r i c á l c i c o y la cal libre p r e s e n t e s en los c o n c r e t o s de c e m en t o p o r t l a nd . Se s ab e q ue c ua nd o el c o n c r e t o e s t á en p r e s e n c i a de s o l u c i o n e s de s u l f a t o s , s e f o r m a s u l f o a l u e i n a t o d e c a lc io , por r e a cc ió n q u í m i c a con los a l u m i n a t o s , en p r e s e n c i a de la cal l i bre y la h u m ed ad , d e s a r r o l l á n d o s e un gel e x p a n s i v o con g ran a u e e n t o de v o l u m e n , lo que o r i g i n a en el c o n c r e t o e x p a n s i ó n , a g r i e t a m i e n t o y destrucción. Lo e x p u e s t o p e r m i te l le ga r a una p r i m e r a e i m p o r t ante c o n c l u s i ó n ! c u a n t o te no r es el c o n t e n i d o de a l u m l n a t o t r i c á l c i c o en el c e m e nt o a e j o r s er á la r e s i s t e n c i a del c o n c r e t o al a t a q u e por s u l f a t o s .
DISEÑO DE MEZCLAS
98 2
El c o n c r t t o que va a estar e x p u e s t o a s o l u c i o n e s o » at l o t que c on t ie n e n s u lf a t o s , d e b e r á c u m p l i r con los requisito* indicados en la T ab l a 13.3.2; ser p r e p a r a d o con un c e m e n t o que p r o p o r c i o n e r e s i s t e n c i a a los s u l f a t o s ; y ser e m p l e a d o en c o n c r e t o s con una r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o m á xi ma i n d i c a d a en la T a bl a mencionada.
3
En la s e l e c c i ó n del c e m e n t o por r a t o n e s de r e s i s t e n cia a los s u l f a t o s , la p r in c ip a l c o n s i d e r a c i ó n es su c o n t e n i d o de C3A. P a r a e x p o s i c i o n e s m o d e r a d a s , el c e m e n t o P o r t l a n d A S T H T ipo 11 e s t á l i m i t a d o a un c o n t e n i d o m á x i m o de 8 % de C3A. Los c e m e n t o s c o m b i n a d o s que c u m p l e n con la H o r m a ASTH C 595 y han sido p r e p a r a d o s con un c l i n k e r de c e m e n t o p o r t l a n d con s e n o s del 8 % de C3A son a d e c u a d o s para e m p l e o en e x p o s i c i o n e s m o d e r a d a s a la a c c i ó n de los sulfatos. Los T ip o s que se v e n d e n en el m e r c a d o p e r u a n o, a d e c u a d o s a la H o r m a A S T H C 595, son el 1P y el 1PH.
4
Para condiciones de e x p o s i c i ó n s e ve r a al a t a q u e de s ul f at o s , el c e m e nt o T ipo V de la c l a s i f i c a c i ó n ASTH C 150, con un c o n t e n i d o m á xi m o da 5% de C3A, es «1 recomendado.
5
En determinadas c o n d i c i o n e s , el c o n t e n i d a de C3A de o t ro s T i p os de c e m e n t o d i s p o n i b l e s , t al es c om o el Tipo 111 ó el Tipo 1, puede ser m e n o r del 8% ó el 53, y por lo tanto ser eepleados en exposiciones m o d e r a d a s o s e v e r a s a la acci ó n de los s u l f a t o s .
6
Los c e m e n t o s r e s i s t e n t e s a los s u l f a t o s no n e c e s a r i a m e n t e i n c r e m e n t a n la r e s i s t e n c i a a a l g u n a s s o l u c i o n e s q u í m i c a s a g r e s i v a s , t ales como el n i t r a t o de a m o n io . Las e s p e c i f i c a c i o n e s t é c ni c a s del p r o y e c t o d e b e r á n c ub r i r t odos los c a s os e s pe c i a l e s .
7
El e m p l e o de cenizas de buena c a li da d (ASTH C 618CLA3E F) ha d e m o s t r a d o Igualmente capacidad para m e j o r a r la r e s i s t e n c i a del c o n c r e t o a los s u l f a t o s . C e m e n t o s del Ti po 1P p r e p a r a d o s con p u z o l a n a s del G r u p o F| así como c e m e n t o s p o r t l a n d con un c o n t e n i d o a a y o r de 8 % de C3A pued en p r o p o r c i o n a r r e s i s t e n c i a a los s u l f a t o s en c as o s de e x p o s i c i ó n M o d e r a d a . En el caso de e st o s ú l t i a o s la a d i c i ó n de cenizas es n ecesar ia .
8
Una n ot a a la T ab l a 13.3 .2 c l a s i f i c a al a gua de aar c oao " e x p o s i c i ó n m o d e r a d a a los s u l f a t o s " a u n q u e ella
99
Selección de la relación aguo-cemento por durabilidad
contiene generalmente más de 1500 ppm de SO«. I n v e * t i g a c i ó n « » en e s t e campo i n d i c a n 1 * p o s i b i l i d a d que o t r o » ti po * de c e m e n t o *; con c o n t e n i d o * de C 3 A por e n c i m a del 1 0 %, pued an ser empleados si la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o de d is ec o m á x i m a e* r e d u c i d a a 0.4. 9
Además de una a d e c u a d a s e le c c i ó n del c e me nt o, son es e n c i a l e s o t r o s r e q u i s i t o s para o b t e n e r c o n c r e t o s q u e sean durables c u an d o están expuestos a c o n c e n t r a c i o n e s de s u lf a t o s . E n t r e d i c h o s r e q u i s i t o s p ue d e n m e n c i o n a r s e ! a) b aja r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o ; b) a d e c u a d o c o n t e n i d o de aire i n c o r p o r a d o ; c) b ajo a s e n t a m i e n t o ; d) c o n s o l i d a c i ó n a de cu ad a ; • ) a d e c u a d o r e c u b r i m i e n t o del r e f u e r z o ; f) u n i f o r m i d a d del c o n c r e t o ; y g) s u f i c i e n te c ur ad o para p e r m it i r « 1 d e s a r r o l l o de las p r o p i e d a d e s p o t e n c i a l e s del c o n c r e t o .
10 No d e b e r á e m p l e a r s e c l o r u r o de c a l c i o c ómo a d i t i v o en concretos expuestos a soluciones que contienen s u l f a t o s en c o n d i c i ó n s e v e ra o muy « « v e r a , tal c om o e l l a s son d e f i n i d a s en la Tabla 1 3 . 3 *2 . 13.4
1
CORROSION
DEC ACERO
DE
REFUERZO
P ar a o b t e n e r p r o t e c c i ó n cont ra la c o r r o s i ó n , la m á x i ma c o n c e n t r a c i ó n de ión c l or ur o s o l u b l e en agua, p r e s e n t e en el c o n c r e t o e n d u r e c i d o a las e d a d e s de 28 y 42 dias, aportada por todos los ingredientes incluyendo el *gua, a g re ga do s, materiales cemen tant es , y a d it i v o s , no debe rá e x c e d e r los l i m i t e s i n d i c a d o s en la T abla 13.4.1. El e m pl e o de agua de mar puede l l e v a r a c o n c e n t r a c io n e s de c l o r u r o s por e n c i m a de los l i m i t e s d a d o s en la T ab l a 1 3.4.1.
2
C u a n d o los a g r e g a d o s tengan alto c o n t e n i d o de c l o r u ros, d e b e rá n ser l a v ad o s antes de su u t i l i z a c i ó n .
3
P u e d e o b t e n e r s e una e v a l u a c i ó n i n i c i a l del contenido de ión c l o r u r o s o l u b le en agua e n s a y a n d o los i n g r e d i e n t e s i n d i v i d u a l e s del c o ncr et o p a r a d e t e r m i n a r el contenido total de ión cloruro. Si el contenido total, c a l c u l a d o s obre la base de las p r o p o r c i o n e s del c on cr e to , e x ce d e al p e rm i ti d o en la T a b l a 1 3 . 4. 1, p ue d e ser n e c e s a r i o e n s a y a r m ués tras del concreto endurecido para determinar el c on ten ido de ión
100
DISEÑO DE MEZCLAS c l o r u r o s o l u b l e en agua. Los e ns a / o s siguiendo el procedimiento i nd ic a do A 8 8 H T 0 T 260.
se en
r ea li za r á n la Noraa
En la i n t e r p r e t a c i ó n de los r e s u l t a d o s d e b e r á tenerse p re s en te que a l g u n o s del total de iones cloruro p r e s e n t e s en los i n g r e d i e n t e s d eberán ser ya sea i n s o l u b l e s o c a p a c e s de r e a c c i o n a r con el ceaento y por lo tanto serán durante la hidratación, i n s o l u b l e s bajo el p rocedi ai e nt o de e n s a y o descrito. Los l i a i t e s de la Tabla 1 3. 4. 1 son de a p l i c a c i ó n a los cloruros aportados por los ingredientes del c o n c r e t o , y no a a q ue l l o s p r o v e n i e n t e s del aedio a n b i e n t e que lo r odea. 4
Los l i a i t e s de ión cloruro i n d i ca d o s en la Tabla 1 3. 4. 1 d i f i e r e n de a q u e l l o s r e c o a e n d a d o s en el Código ACI 201 ”G u i d e to Durable Concrete” y los recoaendados en el C ó d i g o ACI >222 " C or r o s i ó n of M e t a l s in C o n c r e t e " y c o r r e s p o n d e n al C ó d i g o ACI 31889 'Building Code Requireaents for R e i n f o rc e d Con e r e t e * • En la T ab l a 1 3. 4 . 1 «9 ha i n c l u i d o un l i m i t e del 1 % en el c o n tr ol total de los c l o r u r o s s o l u b l e s en el caso del c o n c r e t o a r a a d o que e s t a r á seco en servicio. I g u a l a e n t e se i n c l u y e li a it e s de 0 .1 5% y 0 .3 0 % para c o n c r e t o a r a a d o el cual d e b e r á estar e x p u e s t o a la a c c i ó n de c l o r u r o s o d e b e r á e s t a r húmedo en serv i c io respectivamente. Las d i f e r e n c i a s d e p e n de n p r i n c i p a l a e n t e de que el C ó d i g o ACI 2 22 r e c o m i e n d a l i a i t e s en p es o del ceaento b a s a d o s en e n s a y o s de c l o r a r o s s o l u b l e s en ácidos y no en e n s a y o s de c l o r u ro s s o l u b l e s en a gua , que es el t ip o de e n s a y o r e q u e r i d o por estas r e c o m e n d a c i o nes .
5
Cuando se e a p l e a e p o x y o zinc como m a t e r i a l e s de r e v e s t i m i e n t o del a c e r o de r e f u e r z o , los l im i te s de la Tabla 13.4.1 p ue de n ser m as restrictivos de lo n e c e s a r i o . Q u e d a a c r i t e r i o del I n g e n i e r o E s t r u c tural el m o d i f i c a r los l i m i t e s o p r o p o n e r p o r c e n t a j es m e n or e s .
6
Cuando el c o n c r e t o a r m ad o e s t é e x p u e st o a sales d e s c o n g e l a n t e s , a g u a s s a l o br e s , a gu a de mar, o rocío o n e b l i n a de e s t a s f ue n te s, d e b e r á n s a t i s f a c e r s e los r e q u i s i t o s de la T a b la 1 3 . 2. 3, asi como los de r e c u b r i m i e n t o a i n i a o del a c e r o in di ca do s en la Norma E .0 6 0 .
101
Selección de la relación agua-cemento por durabilidad
C u a n d o el c o n c r e t o ha de e star e x p u e s t o a la a c c i ó n e x t e r n a de c l or u r os , pu ed e ser n e c e s a r i o i n c r e m e n t a r el recubriniento indicado en la H oraa E . 06 0 , o p r o p o r c i o n a r un r eves ti ni ento de e p o x y al a c e r o de refuerzo. El I n g e n i e r o £ s t r u c t u r a l d eb er á s i e e p r e e v a l u a r las c o n d i c i o n e s que p u ed a n p r e s e n t a r s e en o c erca al lar y el e f e c t o que las a i s » a s p o d r í a n te ner s o b r e el conjunto estructural. TABLA
13.2.5
CONDICIONES ESPECIALES
ex posi c ión
(a) e x p u es to • «qua d ulce ............ (b) eipu est o a è q u a da ■ar o aguas solu bles (c) E x p u est o a la a c ción de aguas cloa cales* ...........
DE E X P O S I C I O N
Relación w/c ■A x 1 » *n co n creto« con a gragado de p e so n o m a i
Resisten c 1 a •n c o a p r e a 1ón ■Inlaa en co n cretos con agrega do l i v i a no
0.90
260
0.45 0.45
C o n c r e t o s expu es to s a proceses de co n g e l a ción y desh ie lo en condición hóeedai
300
(a) S ardineles* c un e tas, secciones d e l g ad as •••••••••
0.45
(b) Ot r o s eleee nl os ..
0.50
P r o t ec ci ón contra la ai puesto a la acción de agua de aar, aguas salobres, neblina, o rocío de estas aguas
0.40
325
• n i 5 na . '...... .
0.45
300
102
DISEÑO DE MEZCLAS
T A B L A 1 3. 3 . 2 C O N C R E T O E X P U E S T O A S O L U C I O N E S DE S U L F A T O S
Exposición a
Tipo
0.00 - 0.10
Moderad* ••
0.10 - 0.20
150 - 1500
Severa
0.20 - 2.00
1500 - 10000
sobre
2.00
Cemen to
ppm
Despreciable
Huy Severa
•
Sulfato en agu*, como SO*
o ( >-• Cft O
sulfatos
Sulfato solu ble en agua, presente en el suelo como SO« \ en peso
sobre
U-1P-1PM V
10000 V + puzolana
Relación w/e «Atima, en peso. En con cretos con agregado de peso normal * 0.50 0.45 0.45
Un* r e l a c i ó n agua-cemento atn or p ue de ser n e c e s a r i a por r az ón »« d e baj a p e r m e a b i l i d a d } por p r o t e c c i ó n contra la c o r r o s i ó n de e l e m e n t o s e m b eb i d o s , o por c o n g e l ac i ón y d e s h i e l o (Ver T a b l a 13.2. 5) .
* * Agua de iar. -
Debe haberse c o a p r o b a d o que la p u z o l a n a es a de c ua d a para m e j o r a r la r e s i s t e n c i a del c o n c r e t o a la a c c i ó n de lo* s u l f a t o s , c u a n d o e l l a es e e p l e ad a en c o n c r e t o s p r e p ar a do s con c e i e n t o T ip o V.
Seìecaón de la relación agiKrcemento por durabilidad
T A B L A 1 3. 4. 1 C O N T E N I D O M A X I M O DE X ON C L O R U R O
ELEMENTO
Concreto
H á x i a o ion c l o r u r o s o l u b l e en el a g u a en ei c o n c r e t o » e x p r e s a d o c o m o X en p e s o del c e e e n t o
0.06
•- C o n c r e t o a r a a d o e x p u e s t o a la a c ción de c l o r u r o s ..
0*15
«- C o n c r e t o a r a a d o q ue d e be r á e s t a r s eco o p r o t e g i d o de la h u e e d a d d u r a n t e su v i d a ...
1.00
Otras construccio n es de c o n c r e t o 0.30
S E L E C C I O N
P I Ñ A L
R E L A C I O N
14-
1
V
A J U S T E
D E
L A
A G U A — C E M E N T O
C O N S I D E R A C I O N E S
G E N E R A L E S
1
C o n o c i d a s la* relación*« a q u a - c e a e n t o por r e s i s t e n cia en c o m p r e s i ó n y por d u r a b i l i d a d da 1* m e z c l a da concreto» se eligirá, para «1 cálculo da las proporcionas da la ae zc la , «1 a a n o r da los dos v a l o r a s , lo cual g a r a n t i z a al c u a p l i a i a n t o da los r a q u i s i t o « da las » « p a c i f i c a c i ó n * « •
2
La r a l a c i ó n a g u a - c e m e n t o da diseffo finalaanta «alec c i o n a d a d e b e r á «ar c o r r e g i d a a r e l a c i ó n ag u a c ea e n to e f e c t i v a t e n i e n d o en c o n s i d e r a c i ó n la c o n d i c i ó n 4e h u a e d a d del a g r e g a d o en obra*
3
Si se e m p l e a a d i t i v o « en s o lu c i ó n , el ag u a de la s o l u c i ó n d e b e r á ser c o n s i d e r a d a coao el a g u a de la m e z c l a , a fin de no a l t e r a r la r a l a c i ó n a g u a - c e a e n t o de diseffo e s p e c i f i c a d a .
4
La r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o de d i s e X o e l e g i d a s erá c u i d a d o s a m e n t e c o n t r o l a d a en obra, d e n t r o de un l im it e de t o l e r a n c i a de eás o s e n os 0 . 02 . Si c o t o r e s u l t a d o de la e l e c c i ó n de las r e l a c i o n e s agua-cemento por resistencia y durabilidad, se e l i g i e s e e st a ú l t i m a y el lo d ie ra coao resultado r e s i s t e n c i a s en c o m p r e s i ó n m a y o r e s q u e las r e q u e ri da s por el I n g e n i e r o E s t r u c t u r a l , se m a n t e n d r á la relación agua-cemento elegida y no se realizarán a j u s t e s en la m e z c l a por el e x c e s o de r e s i s t e n c i a .
CAPITULO CALCULO 13.1
DEL
15
CONTENIDO
PROCEDIMIENTO
DE
DE
CEMENTO
CALCULO
1
Conocidos el v o l u m e n u n i t a r i o de a g u a por u n id a d de v o l u m e n del concreto (Capítulo 10) y la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o s e l e c c i o n a d a ( C a p í t u l o s 12, 13 y 14), se p ue d e d e t e r m i n a r el f a c t o r c e a en t o por u n i d A d c ú b i c a de c o n c r e t o m e d i a n t e el s i m p l e e x p e d i e n t e de d i v i d i r el v o l u m e n u n i t a r i o de agua, e x p r e s a d o en litr o s por m e t r o c ú b i c o , e n t r e la r e l ac i ó n a g u a - c e e e n t o , o b t e n i é n d o s e el n ú me r o de kilos de c e m e n t o por u n i d A d c úbic a de c o n c r et o .
2
Si las e s p e c i f i c a c i o n e s de obra i n d i c A n un c o n t e n i d o m í n i m o de c e me n to , a d e m á s de, a q uel q u e p u ede ha be r s ido s e l e c c i o n a d o a p a rt i r de los requisitos dq d u r a b i l i d a d o r e s i s t e n c i a , d e b e r á e l e g i r s e aquel d e los c r i t e r i o s que dé el m ay o r c o n t e n i d o de c ea e n to .
3
El e m pl e o de a d i t i v o s q u í m i c o s o de m a t e r i a l e s p u zo l á n i c o s d e b e r á m o d i f i c a r las p r o p i e d a d e s del c o n c r e to. La r e d u c c i ó n del c o n t e n i d o de c e m e n t o p o r el e m p l e o de e s t o s p r o d u c t o s no es r e c o m e n d a b l e , y si e lla se p r o d u j e s e d e b e r á c o n ta r se con la a p r o b a c i ó n del I n g e n i e r o E s t r u c t u r a l y la I n s p e c c i ó n , previa g a r a n t í a e s c r i t a por p a r t e del C o n s t r u c t o r de que se han de o b t e n e r las p r o p i e d a d e s d e s e a d a s .
4
Es r e c o m e n d a b l e que la d e t e r m i n a c i ó n fi n A l del c o n t e n i d o de c e m e n t o en u n a m e z c l a se b as e en p r u e b a s r e a l i z a d a s bajo c o n d i c i o n e s de o br a , d e b i e n d o g a r a n t i z a r s e por el C o n s t r u c t o r que se han de o b t e n e r t odas las p r o p i e d a d e s d e s e a d a s en el c o n c r et o .
CAPITULO SE L E C C I O N 16.1
1
CONCERTOS
DEL
16 AGREGADO
GENERALES
La « « l e c c i ó n de la« p r o p o r c i o n e s de los a g r e g a d o s f i n o y g r u e s o en la u n i d a d c ú bi c a d e c o n c r e t o t ie n e por f i n a l i d a d o b t e n e r una a e z c l a en la q ue, con un m í n i m o c o n t e n i d o de past a» se p ue da n o b t e n e r las p r o p i e d a d * « d e s e a d a s *n *1 c o nc r et o . P a r a ello es d e s e a b l e q u e la g r a n u l o m e t r ¿a total las p a r t í c u l a s de a g r e g a d o sea tal q u e el v o l u m e n v a c í o s » o e s p a c i o s e n t r e p a r t í c u l a s » s e a m ín i m o .
de de
2
C o m o la e x p e r i e n c i a ha d e m o s t r a d o q u e la g r a n u l ó m e tría ideal no e xi s t e » en la p r á c t i c a u n o de los problemas f u n d a m e n t a 1•« del diseffo de m e z c l a s es d e t e r m i n a r a q u e l l a c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s f ino y g r u e s o que r e q u i e r e el m í n i m o d e p a s t a al m i s m o t i e m p o que p e r m i t e o b t e n e r las p r o p i e d a d e s d e s e a d a s .
3
D e s d e el p un t o de v i s t a de las ‘ p r o p i e d a d e s del c o n creto al e s ta d o f r e sc o» se sabe que» dentro de d e t e r m i n a d o s l ím it es » c u a n t o m en o r es la p r o p o r c i ó n de p a r t í c u l a s fi na s más p o b r e s pueden ser las m e z c l a s n e c e s a r i a s para o b t e n e r una t r a b a j a b i 1 i dad d e t e r m i n a d a en una r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o dada,. Pero» i g u a l m e n t e se s a b e q u e c u an t o m e n o r es la proporción de partículas f inas menor es la c o n s i s t e n c i a de la m e z c l a y m ay o r la p o s i b i l i d a d de s e g r e g a c i ó n del a g r e g a d o g r u es o ) m a y o r la t e n d e n c i a a d i f i c u l t a d e s d u r a n t e el p r o c e s o de c o m p a c t a c i ó n | y m a y o r la p o s i b i l i d a d de e x u d a c i ó n d e s p u é s que la m e z c l a ha s id o c o m p a c t a d a .
4
No e x i s t e una g r a n u l o m a t r í a total que sea la más a d e c u a d a para todas las c o n d i c i o n e s de o br a » d a d o que la t e n d e n c i a del concreto a ‘s e g r e g a r varia con las c a r a c t e r í s t i c a s de la m e z c la . Por ello» la « l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s r e l a t i v a s d* a g r e g a d o f i no y grueso que intervienen en la unidad cúbica de concreto» es f u n d a m e n t a l m e n t e la e l e c c i ó n de una p r o p o r c i ó n a d e c u a d a de a g r e g a d o fino que g a r a n t i z e a l a . m e z c l a una c o h e s i v i d a d a d e c u a d a y una c o m p a c t a c i ó n to tal en los e n c o f r a d o s .
5
En la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de los a g r e g a d o s f i n o y g r u e s o i n t e r v i e n e de ma ne r a f u n d a m e n t a l la
110
D f S B S f ODE MEZCLAS e x p e r i e n c i a del d i s e ñ a d o r d« la t ezcla, la m i s m a se c o m p l e m e n t a con la a yu da do t a b l a s y g r á f i c o s .
que
6
La g r a n u l o m e t r í a total del a g r e g a d o , e s t a b l e c i d a por las p r o p o r c i o n e s r e l a t i v a s de f i n o a g r u e s o , puede »star g o b e r n a d a i g u a l m e n t e por el grado de c ontrol de ca li da d e j e r c i d o por el C o n t r a t i s t a y la I n sp e c c ió n •n la o br a. Si la c al i d a d del c o n c r e t o no va ha estar a d e c u a d a m e n t e c o n t r o l a d a , es e v i d e n t e q ue será n e c e s ar i o i n c r e m e n t a r la p r o p o r c i ó n de las p a r t í c u l a s más f i n as p ar a tener un m ar ge n a d e c u a d o de p r o te cc ió n co nt ra los p e l i g r o s de una m e z c l a poco a r eno sa .
7
Los c o n c e p t o * a n t e r i o r e s no d e b e n llevar a p e n sa r que la s e l e c c i ó n de la p r o p o r c i ó n más a d e c u a d a de los a g r e g a d o s f ino y g r u e s o es un p r o c e s o d if í c i l que e xi g e a m p l i o c r i t e r i o y e x p e r i e n c i a . Sin d e s c o n o c e r la i m p o r t a n c i a de e stos, la s e l e c c i ó n no es tan cr i ti c a si se s ig ue los pasos e s t a b l e c i d o s por c«da a ét o do de d i s eñ o . En e f e c t o , cada uno de ellos p l a n t e a para la e l e c c i ó n de los p o r c e n t a j e s fino y g r u e s o y, en c u a l q u i e r caso, f i n a l e s de e s t o s d e b e r á n b a s a r s e en del c o n c r e t o c u a n d o se p r e p a ra n las bajo c o n d i c i o n e s de obra.
8
La s e l e c c i ó n de los p o r c e n t a j e s r e l a t i v o s de los agregados f in o y g ru e s o, en r el a ci ón al volumen a b s o l u t o total de a gr eg a d o , p u e d e h ac e r s e ya sea d e t e r m i n a n d o el p o r c e n t a j e de a g r e g a d o g r u e s o y por d i f e r e n c i a el p o r c e n t a j e de a g r e g a d o f in o c o r r e s p o n d ie nt e, tal como lo s e ña l a el H Ó t o d o del C o m it é 211 del ACI; o d e t e r m i n a n d o el p o r c e n t a j e de ag re g a d o f i n o y por d i f e r e n c i a el del a g r e g a d o g rueso, tal como lo i nd i c a n los M é t o d o s de W a l k e r y del flódulo de F i n e z a de la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s .
16.2
SELECCION AGREGADO
1
un p r o c e d i m i e n t o de los a g re ga do s las p r o p o r c i o n e s el c o m p o r t a m i e n t o m e z c l a s de prueba
DEL
CONTENIDO
DE
GRUESO
El C o m i t é 211 del ACI parte del c r i t e r i o que a g r e g a dos g r u e s o s de t a m a ño m á x i mo n o m i n a l y g r a n u l ó m e t r í a esencialmente similares, deberán p e r m i ti r o b t en e r c o n c r e t o s de t r a b a j a b i l i d a d s a t i s f a c t o r i a cuando un determinado volumen de agregado gr u es o , en c o n d i c i o n e s de s ec o y c o m p a c t a d o , es e m p l e a d o por u n i d a d de v o l u m e n del c on cr e t o .
Selección del agregado 2
La T » b U es
1 6 . 2 . 2 ,
f u n c i ó n
g r u t t o
y
p e r m it e
d e l
3
1a
d t l
s e c o
e x p r e s a d o
en
4
d e b e
»1
por
máximo f i n e z a
d e l
d e l
«meo
d »l
AgrvgAdo
de
c o n c r e t o d e l
ACI
d e l
«gro g A d o
AgrvgAdo
b/b»
c ú b i c a
V A r i l l A d o
211
C o a it á
n o e i n a l
c o e f i c i e n t e
y
f i n o .
r e s u l t a n t e g r u n o
E I I de
a
1a
r e q u e r id o
e n t r e
«1
perno
grueso,
a g re g a d o
kg/m 3 . e l
16.2.2, p o r Ag r e g a d o g r u e s o , ACI, 1* c a n t i d a d que
de
un
p eso
unidAd
M u l t i p l i c a n d o
tamaffo
m ódulo
u n i t a r i o
b la
e l a b o r a d a
d e l
o b t e n e r
d i v i s i ó n por
111
c o e f i c i e n t e e l
peso
se
o b t i e n e ,
e e p l e a r s e
de
b/b«.,
u n i t a r i o de
o b t e n id o s e c o
a c u e rd o
agregAdo g r u e s o en 1a m e z c l a .
s e c o
en
la
Ta
V A r il l A d o
d e l
Al
d e l
y
H étodo
co m p actad o
Un t u i t n d e t e n i d o de la Ta bl a 16.2 . 2 p e r m i t e a p r e ciar que, independientemente de la resistencia deseAda o de la r i q u e z a de 1 a mezc la , p a r a igual t r a b a j a b i l i d a d la c a n t i d ad de AgregAdo g r u e s o en un v o l u m e n unitAr io de concreto se hAce d e p e n d e r ú n i c a m e n t e del taaaffo máximo n o m i n A l del A g r e g A d o grueso y del m ó d u l o d e f i n e z a d e l a g r e g A d o fino, y se m a n t i e n e c onstante p a r a contenidos de ceme nt o y v a l o r e s de resist en ci a en c o m p r e s i ó n d i f e r e n t e s . El h e c h o m e n c i o n a d o es uno de los p r i n c i p a l e s c ue st i o n a m i e n t o s a e st a Tabla, d a d o que r e s u l t a d i f í c i l a c e p t a r una m i s m a c a nti da d de a g r e g a d o g r u e s o para d i v e r s a s r e s i s t e n c i a s y r i q u e z a s d é l a m ez cl a .
5
Los e s p e c i a l i s t a s c o ns i d e r a n que la T a b l a 1 6 .2 . 2 es l i m i t a t i v a d ado que, cuan do se e m ple an a g r e g a d o s de granulometría, tamaffo y perf i l comparables, p u e de e s p e r a r s e c o n c r e t o s de s i m i l a r t r a b a j a b i l i d a d y pero c u a n d o se t rata de d i f e r e n t e s tipos de a g r e g a d o s , e s p e c i a l m e n t e a q u e l l o s que d i f i e r e n en perf il , el e m p l e o de un p o r c e n t a j e fijo de a g r e g a d o g r u e s o da i n m e d i a t a m e n t e l u gar a d i f e r e n c i a s en los r e q u i s i t o s de m o r t e r o , o r i g i n a d a s p r i n c i p a l m e n t e por el c o n t e n i d o de v a c í o s del a g r e g a d o gr ue so . Se c o n s i d e r a que d e nt r o de este caso están los a g r e g a d o s de perf i l angu la r , los cual es t ie ne n un más alto c o n t e n i d o de v a c í o s y por lo tanto r e q u i e r e n un porcentaje de mortero mayor que el agregado redondeado.
6
Se c o n s i d e r a i g u a l m e n t e que la Ta bla 1 6. 2 . 2 es l i m i t a t i v a en el s e n t i d o que no r e fle ja las v a r i a c i o n e s de la g r a n u l o m e t r í a del a g r e g a d o grueso, d e n t r o de los l i m i t e s de d i f e r e n t e s tamaffos máxi mo s, e x c e p t o en
DISEÑO DE MEZCLAS
112 1a f o m V A CÍ OS *
qu*
»11««
»•
reflejan
en
»1
porc»ntiJ»
de
7
En r el ac i ó n con e st as observaciones, el C oa i tá 211 del ACl s o s t i e n e qu» las d i f e r e n c i a s en la cantidad de (tortero r e q u e r i d a por t r a b a j a b i lidad cuando se e m p l e a n d i f e r e n t e s a g r e g a d o s , d e b i d o a v a r i a c i o n e s an el perfil del a g r e g a d o y en su g ranul o «e t r i a , se c o m pe n sa n automáticamente por diferencias en el c o n t e n i d o de v a c í o s del m a t e r i a l seco y c o mp a c t a d o .
8
P ar a c o n c r e t o s más t r a b a j a b l e s , los c u al e s pueden ser r e q u e r i d o s para la c o l o c a c i ó n por b om be o o cuando el c o n c r e t o d eb e ser t r a b a j a d o en zonas da gran c o n g e s t i ó n de a c» r o d» r e f u e r z o , pue d e ser r e c o m e n d a b l e r ed u c i r en un 10% el c o n t e n i d o de a g r e g a d o g r u e s o e s t i m a d o e m p l e a n d o la T a b la 1 6 .2 .2 . En e s t e caso, sin e m b a r go , d e b e r á t o m a r s e p r e c a u c i o nes para g a r a n t i z a r el a s e n t a m i e n t o , r e s i s t e n c i a , y relación agua-cemento, a fin de que ellos sean c o n c o r d a n t e s con las r e c o m e n d a c i o n e s d a d a s en los C a p í t u l o s r e s p e c t i v o s y se cu mp la , a de m ás , con los r e q u i s i t o s de las e s p e c i f i c a c i o n e s del p r oy ec to .
9
F i n a l m e n t e , si se e m p le a la T a b l a 1 6.2.2, el d i s e ñ a dor d e b er á tener en c o n s i d e r a c i ó n la f a c i l i d a d en el d i s e n o de la m e z c l a c o n t r a los i n c o n v e n i e n t e s a los que se ha h ec h o r e f e r e n ci a .
16.3
1
SELECCION DE DEL AGREGADO
LAS PROPORCIONES FINO
Los e s t u d i o s r e a l i z a d o s permiten estimar que puede ser n e c e s a r i o el e m p le o de u n a mayor p r op o r c i ón de a g r e g a d o fino en la m ez c la en los s i g u i e n t e s casoss a) C u a n d o la m e z c l a n e c e s i t a ser más c o h e s iv a para c o n t r o l a r la p o s i b i l i d a d de s e g r e g a c i ó n que podría o r i g i n a r s e por t r a n s p o r t e i n a d e c u a d o del concr et o o por malos p r o c e d i m i e n t o s de c o lo c a c i ó n . b) C u a n d o el b aj o agua.
c o n c r e t o ha
de s e r
b o m b e a d o o c ol oc a d o
c) C u a n d o la s ec c i ó n a ser v a c i a d a es p e q u e ñ a en r e lación al t am añ o m á xi m o n o m i n a l del a gr e ga d o. d) C u a n d o la s e c c i ó n a ser v a c i a d a qu in as , la mayoría de las redondeadas.
tiene m uchas e s cuales no son
Selección del agregado e
) C u an d o l a forzada.
1 1 3 sección
a
s e r
vaciada
es
a lt a m e n t e
r e -
f) C u a n d o e x i s t e Xa posibilidad de q ue, por r a z o n e s de o rden c o n s t r u c t i v o , el c o n c r e t o o la p o r c i ó n ■orttro del eisao, p ue d e e s c a p a r a t r av é s de los d i s p o s i t i v o s de d e s c a r g a o de las j u n t a s p r e s e n t e s en el tnfcofrtdo. 2
En r e l ac i ó n con »1 a g r e g a d o t i n o , se ha d e t e r m i n a d o q ue se r e q u i e r e una l a/ or p r o p o r c i ó n de a g r e g a d o f i n o p ara o b t e n e r un d e t e r m i n a d o g r a d o de c o h e s i v i d a d , en los s i g u i e n t e s casosi a)
Las p a r t í c u l a s del a g r e g a d o l a a i n a d a s o e lo n g a d a s .
grueso
son
angulares,
b) Las p a r t í c u l a s de a g r e g a d o son de t e x t u r a r ug os a . c) El ta aa ñ o a áx i a o del a g r e g a d o es p e q u e ñ o . d) La e ez c l a d ebe tener a l t a t r a b a j a b i l i d a d . e) La r e l a ci ó n a g u a - c e n e n t o es alta. 3
En a q ue l l o s c asos en los que e x i s t e d u d a s r e s p e c t o a la p r o p o r c i ó n de a g r e g a d o fino ais adecuada, se c o n s i d e r a c o n v e n i e n t e e n p l e a r la proporción, ai s a l ta d a d o que e lla, a un qu e in cremen tará l i g e r a m e n t e la r i q u e z a de la mezc l a, p r o p o r c i o n a r á a d e c u a d a p r o t e c ción contra la s e g r e g a c i ó n y f a c i l i t a r á la t r a b a j a b i l idad , e v i t a n d o una p o bre c o n p a c t a c i ó n y la a p a r i c i ó n de cang r e j e r a s .
4
A trav é s de los años y sucesivas i n v e s t i g a c i o n e s se ha trat ad o de e s t a b l e c e r un p o r c e n t a j e ó p t i a o de agregado fino en r el ac i ón al agregado total, c o n s i d e r á n d o s e que es a quel que r e q u e r i r í a el a í n i n o de pasta. En la a c t u a l i d a d se a c e p t a que no e x i s t e un p o r c e n t aje de a g r e g a d o f ino que pueda c o n s i d e r a r s e ó p t i a o pa r a todas las aezclas, d ad o que las c a r a c t e r í s t i c a s de la pasta y del a g r e g a d o g r u e s o son v a r i a b l e s en cada caso. En cada d i s e ñ o p a r t i c u l a r es n e c e s a r i o b u sc a r la a e j o r c o a b i n a c i ó n f i n o - g r u e s o que p e r m i t a obtener las propiedades deseadas t a n t o al estado f r e s c o coao en el c o n c re t o e n du r e c i d o .
5
C o n s i d e r a n d o lo e x p ue s to se a ce pt a q u e p o r c e n t a j e s de agregado fino del o rd e n del 40% en relación al
DISEÑO DE MEZCLAS
114
voluiin absoluto t otal de agregado pueden ser a c e p t a b l e s en m e z c l a s p r o a e d i o . La e x p e r i e n c i a ha d e t e r a i n a d o que e ste p o r c e n t a j e es s i e a p r e m e n o r que el r e q u e r i d o para m á x i m a d e n s i d a d , o s ea m í n i m o de v acio », del a g r e g a d o a e z c l a d o . E st a d i f e r e n c i a éntre el porcentaje ó p ti ao , variable p ara cada caso p a r t i c u l a r , y el p o r c e n t a j e de a á x i a a d e n s i d a d , que p ue d e dar a e z c l a s a e n o s t r a b a j a b l e s y a á s f á c i l m e n t e segregables, t* fundaaentalaente resultado de la s e p a r a c i ó n del a g r e g a d o por la pasta. El p o r c e n t a j e a ser s u s t r a í d o del de a á x i a a d e n s i da d , a fin de tratar de o b t e n e r el ó p t i a o, r a r a m e n t e es tan alto c oao el 8%, s i e n d o g e n e r a l a e n t e del orden del 2% al 52. En g e n e r a l se r e c o a i e n d a t o aar el 3% coao un v a l o r p r o m e d i o para p r o p ó s i t o s de t r a b a j o sin i n c ur ri r en e r r o re s de c o n s i d e r a c i ó n d a d o q u e la variación en el contenido de pasta c er c a del p o r c e n t a j e ó p t i a o de a g r e g a d o f i n o es auy p e q ue ña . 6
La d e t e r m i n a c i ó n del e n s a y o de m á x i m a d e n s i d a d del ag r e g a d o p ue d e r e a l i z a r s e f á c i l m e n t e p e s a n d o d i v er s a s p r o p o r c i o n e s de a g r e g a d o s f i no y g r u e s o m e z c l a d o s al estado seco y compactado, ploteando una c u r va y o b s e r v a n d o el p o r c e n t a j e de a g r e g a d o f i n o para el cual el p eso u n i t a r i o es a á x im o.
7
La T abla 1 6 .3 . 7 ha s id o d e s a r r o l l a d a por W a l k e r y a~ d a p t a d a al s i s t e m a m é t r i c o por el L a b o r a t o r i o de E n s a y o s de M a t e r i a l e s de la U n i v e r s i d a d N a c i o n a l de Ingeniería. E lla permite determinar el porcentaje a p r o x i m a d o de a g r e g a d o f in o en r e la c i ó n al vo lu ae n a b s o l u t o total de a gr e g a d o , en f u n c i ó n del m ó d u l o de f in ez a del a g r e g a d o fino, el t a m a ñ o m á x i m o nomi n al del agregado grue s o, el p er f i l del mismo, y el c o n t e n i d o de c e m e n t o de la u n i d a d cúbi ca d e c o n creto. Los v a l o re s de esta T ab l a c o r r e s p o n d e n a a g r eg a d o g r u e s o r e d o n d e a d o o a n g u l a r u t i l i z a d o en c o n c r e t o s de peso normal en los cu al e s no se emplea aire i n c o r p o r a d o . E st o s v a l o r e s se r e f i er e n a a g re g a d o fino cuya g r a n u l o m e tr i a e stá d e n t r o de los limites e s t a b l e c i d o s por la N o r m a C 33 del ASTft. Se c o n s i de r a que los p o r c e n t a j e s de a g r e g a d o f in o i n d i c a d o s en la Tabla peraitirán obtener la cantidad de a or te r o necesaria para conseguir un adecuado grado de t raba ja bi 1 i d a d , con el m a r g en a d e c u a d o p ar a pr ev en i r v a r i a c i o n e s en la c o n d i c i o n e s de t r a b a j o o en las c a r a c t e r i s t i cas del a g r e g a d o .
8
El m ét od o del C o ai t é 211 del
ACI
»leteraina
el v oluaen
115
Selección del agregado
absoluto de a g r e g a d o fino por d i f e r e n c i a e nt r e la u n i d a d y la s uaa de los v o l ú m e n e s a b s o l u t o s de c u e n to, a gua de d i s e ñ o, aire, y a g r e g a d o g r u e s o seco. El v o l u a t n a b s o l u t o , o v o lu m en d e s p l a z a d o por los diferentes ingredientes de la u n id a d cúbi ca de c o nc r e t o , c o n o c i d o también c o m o v o l u i e n de s ó lidos, es i gual al peso con que en tr a d i c h o m a t e r i a l en la unidad cúbi c a de c o nc r et o d i v i d i d o e n t r e su peso s ó li do , d e f i n i d o e ste ú lt ie o c oto el p r o d u c t o del peso e s p e c í f i c o del mate ri a l por el peso u n i t a r i o del a gua • ?
El C o m i t é 211 p r o p o n e un e ét od o a l t e r n a t i v o para d e t e r m i n a r la c a n t i d a d de a g r e g a d o f ino en la unidad c ú bi c a de c o n c r e t o . Indica que si por e x p e r i e n c i a p ue d e A s u a i r s e o e s t i l a r s e el p eso de la u n i d a d c ú b i ca de c o n cr e to , el peso del a g r e g a d o f i n o r e q u e r id o s e r í a s i m p l e m e n t e la d i f e r e n c i a e nt r e el peso por a e t r o cúbi co del c o n c r e t o f r e s c o y el p e s o total de los o t r o s i n g r e d i e n t e s . I n di c a el C o m i t é 211 del ACI que u s u a l m e n t e se conoce el p e so u n i t a r i o del conc re t o con b a s t a n t e s e g ur i da d , en b as e a e x p e r i e n c i a s p r e v i a s con los M a t e r i a l e s a ser u t i l i z a d o s . I g u a l m e n t e s e ñ a l a que, en a u s e n c i a de tal i n f o r m a c i ó n ,, 1 a Tabla 16.3. 9 p od r í a ser e m pl e a d a para un p ri me r e st i m a do . En r e l a ci ó n con d i c h a Tabla, i nd ic a el C o m i t é 211 del AC1 que aún en a q u el l a s c as o s en los que la e s t i m a c i ó n del peso por metro c ú b i c o del c o n c r e t o es a p r o x i m a d a , las p r o p o r c i o n e s de la m e zc l « pued en ser lo s u f i c i e n t e m e n t e a p r o x i m a d a s como para p e r m i t i r un r á p i d o y f ácil a j us t e sobre la b ase de los r es u l t a d o s de las m é t e l a s de ensayo.
10 Las i n v e s t i g a c i o n e s r ea l iz a d a s en la U n i v e r s i d a d de H a r y l a n d han p e r m i t i d o e s t a b l e c e r que la c o m b i n a c i ó n de los a g r e g a d o s f in o y grue so , c ua nd o e s t o s tienen g r a n u l ó m e t r í a s c o mp r e n d i d a s d e n t r o de los v a l o r e s de la Horma A ST M C 33, debe producir un co nc re to t ra b a j a bl e , en c o n d i c i o n e s o r d i n a r i a s , si el módulo de f i n e z a de la c o mbi na ci ón de a g r e g a d o s se a p r ox i ma a los v a l o r es i n di c a d o s en la T ab l a 1 &. 3 . 1 0 . Los i n v e s t i g a d o r e s plantean dos e c u a c i o n e s ! m
*
r-r.m*
♦
r*.m
( 1 6 . 3 . 1 0 . a)
DISEÑO DE MEZCLAS r-r ■ --------- * 100 ■« - a-r
............. ( 1 6 . 3 . 1 0 . b)
E c u a c i o n e s en las que: ■ «...
M ó d u l o de f i ne z a de la c o m b i n a c i ó n de a g r eg a d o s , t om ad o de la T a b la 16.3.10, en f u n c i ó n del f ac to r c e m e n t o de la m ez cl a y del tanaffo m A x i s o n o m i n a l riel A g re g a d o grueso.
B-r .... M ó d u l o de f i n e z a del a g r e g a d o fino. m 9 .... M ó d u l o de f i n e z a del a g r e g a d o g rueso. r* .... P o r c e n t a j e de agregado f i n o en r el ac ió n al volu me n a b s o l u t o total de a gr egado. r ( ....
P o r c e n t a j e de a g r e g a d o g r u e s o en r el a ci ón al v o l um en a b s o l u t o total de a g regado.
La p r o p o r c i ó n de a g r e g a d o fino, de m ó d u l o de f i n e za conocido, n e c e s a r i a para, de a c u er d o a la riqueza de la mezcla, o b t e n e r un m ó d u l o de f i n e z a d e t e r m i n a d o en la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s puede ser c a lc u l a d a a part i r de la e c u a c i ó n 1 6 . 3 . 1 0 . b. El v al o r o bt en id o, m u l t i p l i c a d o por el v o l u me n a b s o l u t o del a g r e g a d o nos da el v o l u m e n a b s o l u t o de a g r eg a d o fino, el cual m u l t i p l i c a d o por el p eso s ól i d o del a g r e g a d o fino nos da la c a n t i d a d de a g r e g a d o fino s eco que e n t ra en la u n i d a d c ú b i ca de c o n cr e t o . Un p r o c e d i m i e n t o s im i la r nos perm i t e c a l c u l a r la c a nt id ad de A g r e g a d o g r u e so seco. Un e j e mp l o p e r m i t i r á e c u a c iones i
entender
la a p l i c a c i ó n
de estas
Se tiene u n a m ez c l a de c o n cr e to con 8 s acos de c e m e n t o por m e t r o c ú b i c o de c on cr e to , una r el ac ió n a g u a - c e m e n t o de d i s e ñ o de 0 .55 y a g r e g a d o g ru es o cuyo t a m a ñ o m á x i m o n o m in a l es de 1*. Los p e s o s e s p ec í f i c o s de los a g r e g a d o s f ino y g ru es o son r e s p e c t i v a m e n t e 2 .70 y 2.62 y sus m ó d u l o s f in e z a 2 .7 3 y 7.60. 8e desea conocer las c a n t i d a d e s de a g r e g a d o s fino y g r u e s o que e n t r a r á n en la mezc la de c o n cr e to , la cual tiene un c o n t e n i d o de aire a t r a p a d o de 1.3 X . V o l u me n U n i t a r i o de a gua * 8x42.5x0.55 *187 l t / m 3 V o l u m e n a b s o l u t o de c e m e n t o 9 3 4 0 / 3 . 1 5 x 1 0 0 0 » 0.108 m 3
Selección del agregado
117
V o l u a e n a b s o l u t o de agua ■ 187/1 x 1000 V o l u a v n a b s o l u t o de a ire * 1:3 %
* 0 .1 8 7 a 3 - 0.013 e a
V/oluaen a b s o l u t o p ar e i ti V o l u a e n a b s o l u t o de a g r e g a d o »
1 - 0 .3 1 0
«0.310
a3
■ 0.670
a3
E n t r a n d o a la T a b l a 1 6 . 3 . 1 0 con un c o n t e n i d a de c e e e n t o de 8 s a c o s ■§tro c ú b i c o y un taaafto « i x i a o n o a l n a l del a g r e g a d o g r u e s o de 1*, se e n c u e n t r a q u e el ae jor aódulo de f i n e z a de la c o a b i n a c i ó n de a g r e g a d o s es de 3.41. En la e c u a c i ó n 1 6 . 3 . 1 0 . b se e n t r a con loa v a l o r e s de los a ó d u l o s de t l n w z A de los a g r e g a d o s f i n o y g r u e s o y el c o r r e s p o n d i e n t e a la c o a b i n a c i ó n de a g r e g a d o s !
r-r Vol. fino Vol.
a b s o l u t o de s eco a b s o l u t o de
grueso
«eco
P e s o seco del fino P e s o s ec o del grueso Y la c a n t i d a d concreto, sin s er á i -
7.60 5.41 ------------------- x 100 7.60 - 2 . 75
*
« 0.451
»
43.10 \
x 0 .6 7 0 = 0 . 3 1 1 a 3
* 0 . 6 7 0 - 0 .311 * 0 . 3 7 ? a 3 » 0. 31 1 x 2 .7 0 t 1000 * 8 4 0 k g / a 3 ■ 0 .3 7 7 x 2 . 6 2 * 1000 ■ 7 7 3 k g / a 3 de a a t e r i a l e s , por a e t r o c ú bi c o de corregir por huaedad del agregado,
C e t e o t o ...................... A g u a de diieffo .............. A g r e g a d o f ino s e c o ........ A g r e g a d o g r u e s o s e c o ......
340 187 840 973
kg/a3 lt/e* kg/a3 kg/a3
DISEÑO DE MEZCLAS
118
TABLA
16.2.2
P E S O DEL A G R E G A D O G R U E S O P O R U N I D A D DE V O L U M E N DEL C O N C R E T O Taaaffo Háxiao N o a i n a l del Agregado Grueso
V o l u a e n de a g r e g a d o g r u e so , s «c o y c o a p a c _ tado, por u n i d a d de v o l u a e n del c o n c re t o, para d i v e r s o s a ó d u l o s de f i n e z a del fino. 2.40
2.60
2.8 0
3 .0 0
3 /8 “
0 .3 0
0.48
0.4 6
0 .4 4
1/2 •
0.39
0.3 7
0.3 3
0 .3 3
3/4 ■
0.66
0.64
0.6 2
0.60
1 ■
0.71
0.69
0.6 7
0.6 3
1 1/2 ■
0.76
0.74
0.7 2
0 .7 0
2 •
0.7 8
0.76
0.7 4
0 .7 2
3 ■
0.81
0.79
0.7 7
0 .7 3
6 ■
0.8 7
0.83
0.8 3
0.81
El a g r e g a d o grueso se e n c u e n t r a en la c o n d i c i ó n de seco c o a p a c t a d o , tal coao es d e f i n i d a por la N or a a A 5T H C 29. ••
El cilculo del c o n t e n i d o de a g r e g a d o g r ue so a p a r tir del c o e f i c i e n t e b/bo, p e r a l t e o b t e n e r c o nc r e t o s con u na t r a b a j a b i 1 idad a d e c u a d a para c o n c r e t o a ra a d o usual.
*** Para c o n c r e t o aenos trabaj ab les, tales coao los que se requiere en paviaentos, la r el a c i ó n pue de in c rea in t ar se en un 10 % Para concretos ais t r a b a j a b l e s , tales c o a o los c o n c r e t o s b o m b ea do s, los v a l o r e s p u e d e n r e d u c i r s e en un 10 X
Selección del agregado
11 9 T ABLA 1 6 . 3 . 7
P O R C E N T A J E DE A G R E G A D O F I N O Agregado Redondeado Agregado Angular Tamaño m¿xi.oo Factor cemento expresado Factor cemento expresado Nominal del Agregado en sacos por metro cúbico en sacos por metro 'cúbico Grueso 5 6 7 8 6 7 8 5 Agregado Fino - nòdulo de Fineza de 2. 3 á 2.4 3/0" 1/2" 3/4* 1* 1 1/2" 2"
60 49 41 40 37 36
57 46 38 37 34 33
54 43 35 34 32 31
51 40 33 32 30 29
69 57 48 47 44 43
63 54 45 44 41 40
61 51 43 42 39 38
58 48 41 40 37 36
Agregado Fino - Módulo de F m e z a de 2. 6 á 2.7 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/2” 2"
66 53 44 42 40 37
62
50 41 39 37 35
59 47 38 37 35 33
56 44 36 35 33 32
75 61 51 49 47 45
71 58 48 46 44 42
67 55 46 44 42 40
64 53 44 42 40 38
Agregado Fino - Módulo de F m e z a de 3, 0 á 3.1 3/8" 1/2" 3/4" 1* 1 1/2“ 2*
74 59 49 47 44 42
70 56 46
44 41 38
66
53 43 41 38 36
62 50 40 38 36 34
84 70 57 55 52 49
80 66
54 52 4? 46
76 62 51 49 46 44
73 59 48 46 44 42
*
L o s v a l o r es de la del a g r e g a d o fino t o tal de a gr egado.
T abla c o r r e s p o n d e n a p o r c e n t a j e s en r e l a c i ó n al v o l u m e n a b s o l u t o
**
L o s v a l o r e s c o r r e s p o n d en a a g r e g a d o g r u e s o a ng u la r en c o n c r e t o s de peso n o r m a l sin aire i n c o r p o r a d o .
120
DISEÑO DE MEZCLAS TABLA
16. 3. 9
P R I M E R A E S T I M A C I O N DEL P E S O DEL C O N C R E T O
Tamafto Máximo Nominal del Agregado Grueso
•
FRES CO
P r i a e r a e s t i m a c i ó n del peso del concreto, kg/a3 . C o n c r e t o » sin ai r e
C o n c r e t o s con ai re incorporado
3/8*
228 0
2200
1/2*
231 0
2230
3/4*
2343
2273
1*
238 0
2 2 90
1 1/2*
241 0
2330
2*
2443
2393
3*
249 0
2403
6*
2330
2435
L o» v a l o r * » han »I do c a l c u l a d o » par* c o n c r e t o s de r i queza aedia (330 kg/a3 ) y Asentamientos que corresponden a consistencias plásticas. Se ha c o n s i d e r a d o a g r e g a d o s que c u m p l e n con la g r a n u l ó m e t r ¿ a de la N o r m a A S T M C 33 y t i e n e n un peso e s p e c i f i c o p r o m e d i o de 2.7. ** Los r e q u i s i t o s de la cantidad de agua se han b as a do en lo» v a l o r e s de la T a b la 10.2.1. *** Si se desea, la e s t i l a c i ó n del peso p u e de ser c o - r re g i d a como s ig u e s por c ada c i n c o lts. de d i f e r e n c i a en el a gua en r e l a c i ó n con la T a b l a 10 .2 .1 , para v a l o r e s del a s e n t a m i e n t o de 3" á 4 ”, c o r r e g i r el peso por a 3 en 6 kg en la d i r e c c i ó n o p u e s ta ; por cada 20 kg de d i f e r e n c i a en el c o n t e n i d o de c e m e n t o c o r r e g i r el peso por a 3 en 3 kg en la a i s a a d i r e c c i ó n ; por cada 0.1 de variación en el peso especifico del a gr e g ad o , en r e l a c i ó n a 2-7, c o r r e g i r 70 kg en la a i s a a d i r e c c ió n .
Selección del agregado
1 2 1
TABLA 16.3.10 M O D U L O DE FI NE Z A DE LA C O M B I N A C I O N DE A G R E G A D O S
Tamaño Máx imo Nomina 1 del Ag r e g a d o Grueso
*
M ód u l o de f in v z a de la c o m b i n a c i ó n de agre, g ados que da las m e j o r e s c o n d i c i o n e s de t r a b a j a b i l i d a d para los c o n t e n i d o s de ce m entó en s a c o s / m e t r o c ú b i c o i n d i c a d a s . 6
7
8
9
3/8"
3.96
4.04
4.11
4. 19
1/2“
4.46
4.34
4.61
4.69
3/4"
4.96
3.04
5.11
3« 19
1"
5.26
3.34
5.41
3.49
1 1/2*
5.56
3.64
5.71
3.79
2*
5.86
5.94
6.01
é .0 9
3*
6.16
6.24
6.31
6 .3 9
L o m v a l o r e s de la T ab l a e stin referido» a agregado g r u e s o de perfil a n g u la r y a d e c u a d a m e n t e g r a d u a d o , con un c o n t e n i d o de v a c í o s del o rden del 35%. L o s v a l o r e s i n d i c a d o s dtben i n c r e m e n t a r s e o d i s m i n u i r s e en 0.1 por c ada 55í de d i s m i n u c i ó n o i n c r e m e n t o en el p o r c e n t a j e de v a c í o s . ** Los v a l o r e s de la Tabla pueden d ar mezclas ligeram e n t e s o b r e A r m n o t a s para p a v i m t n t o « o v i t r u c t u r a i c i c l ó p e a s . Para c o n d i c i o n es de c o l o c a c i ó n f a v o r a b l e s p u e d e n ser i n c r e m e n t a d o s en 0.2.
CA P I T U L O AJUSTES -I
POR
HUMEDAD
CONSIDERACIONES
± 7 DEL
AGREGADO
GENERALES
1
L a s c a n t i d a d « * de a g r e g a d o q u e d eb e n ser p e s a d a * para p r e p a r a r el c o n c r e t o d e b e r á n c o n s i d e r a r la h u e e da d de a q u e l . G e n e r a l m e n t e en o b r a los a g r e g a d o s e st á n en c o n d i c i ó n húme d a y su p eso s e c o d e b e r á i n e r t m e n t a r s e en *1 p o r c e n t a j e de a gua q u e o l i o s c o n t i e n e n , ta nt o la a b s o r v i d a como la s u p e r f i c i a l .
2
El a g u a de m e z c l a d o i n c o r p o r a d a a la m e z c l a d o r a d e b e rá s o r a l g e b r a i c a m e n t e r e d u c i d a en un v o l u m e n igual a la h u m e d a d s u p e r f i c i a l o h u m e d a d l i b r e a p o r t a d a por los a g r e g a d o s , c o n s i d e r á n d o s e como tal al c o n t e n i d o de h u m e d a d del agregado menos su porcentaje de absorción.
3
El a g r e g a d o , d e s d e »1 p u n t o de v i s t a de p u e d e e s t a r en o b r a en c u a t r o c o n d i c l o n e s s
la h u m e d a d ,
a) S e c o , cuan do su s u p e r f i c i e c o mo sus p o r o s i n t e r n o s «*tán totalmente l i br e s de agua. Esta es u na condición t e ó r i c a para la cual se c a l c u l a los c o n t e n i d o s de a g r e g a d o s f i n o y g r u e s o a nt e s de c o r r e g i r la m e z c l a por h u m e d a d del a g r e g a d o . b) S e m i - s e c o , c ua n d o la s u p e r f i c i e del a g r e g a d o e s t á s e c a pero sus p oros i n t e r n o s e s t á n p a r c i a l m e n t e l l e n o s de agua. E sta c o n d i c i ó n es t a a b i ó n c o n o c i d a c o m o s ec a d o al aire. E l l a s i e m p r e es m e n o r que la a b s o r c i ó n del a g r e g a d o . c) S a t u r a d o s u p e r f i c i a l m e n t e s eco, c u a n d o la s u p e r f i c ie del a g r e g a d o está h ú m e da , p e r o la t o t a l i d a d <5e sus p oros internos están l l en o s de agua. Se c o n s i d e r a la c o n d i c i ó n i de a l del a g r e g a d o p o r q u e en ella ni a p o r t a ni t oma a g u a de la m e z c l a . d ) Húmedo o m o j a d o , c ua nd o el a g r e g a d o e s t á s a t u r a d o superficialmente seco y adicionalmente presenta h u m e da d s u p e r f i c i a l , la cual p u e d e c o n t r i b u i r a i n c r e m e n t a r el agua de m e z c l a d o y o b l i g a a una c o r r e c c i ó n en la m e zc l a por h u m e d a d del a g r e g a d o . 4
Los conceptos de absorción, contenido de humedad h u m e d a d s u p e r f i c i a l deben ser i g u a l m e n t e d e f i n i d o s i a)
L a c a p ac i d ad
de a b s o r c i ó n
y
de un a g r e g a d o e stá da da
124
DISEÑO DE MEZCLAS por 1 a c a n t i d a d de a gua que él n e c e s i t a para pasar del e s t a d o se c o al e s t a d o s a t u r a d o s u p e r f i c i a l «e nte s e co. N o r a a l a e n t e se e x p r es a en p or c e n t a j e . % Absorción SSS 8
...
- 100(SSS - S)/S
(17.1.4)
P e s o del a g r e g a d o al e s t a d o p e r f i c i a l «en te s e c o .
saturado
su
P e s o del a g r e g a d o al e s ta d o seco.
b) El c o n t e n i d o de h u a e da d de un a g r e g a d o es la c a n tidad total de agua que el tiene y se d e t e r a i n * por la d i f e r e n c i a e n t r e su peso y su pe s o secoi C o n t e n i d o de h u m e d a d * 1 00 ( H - S ) / S .. H
(17.1.4.b)
P e s o del a g r e g a d o .
c) La h u m e d a d s u p e r f i c i a l es t a dada por la d i f e r e n c i a en tr e el c o n t e n i d o de h u a e da d y el p o r c e n t a j e de absorción. P u e d e ser p o s i t i v a en c u/o caso el a g r e g a d o a p o r t a a g ua a la a e i c l a y d i c h a c a n t i da d debe ser disainuida del agua de diseño para d e t e r m i n a r el agua e f e c t i v a ; o puede ser n eg at iv a , en cu/o c as o el a g r e g a d o toma rá a gua de la a e z c l a para l l eg a r al e s ta d o de s a t u r a d o s u p e r f i c i a l a e n t e seco, d e b i e n d o a d i c i o n a r s e d icha c a n ti d a d de agua a la a e z c l a p ar a no m o d i f i c a r el a gua de diseño 3
En la c o r r e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la a e zc l a por c o n d i c i ó n de h u m e d a d del a g r e g a d o pueden p r e s e n t a r s e tres casos: (a) que aa bos a g r e g a d o s a p o r t e n agua a la a e z c la ; (b) que uno de los a g r e g a d o s a p o r t e agua / el otro quite agua a la aezcla; y (c) que a mb os agregados disainu/an el a gua de la aezcla. A continuación se desarrollará tres ejeaplos que p e r m i t i r á n e x p l i c a r coao p r o c e d e r en c ada uno de e s t o s casos.
1-7-2
EJEMPLO
N-
1
Be ha d i s e ñ a d o u n a » «t e l a de c o n c r e t o , o b t e n i e n d o « * coao valores de diseño, para la resistencia p ro a ed i o s e l e c c i o n a d a , los s i g u i e n t e s ] .-
C e m e n t o .......... .......... A g u a de d i s e ñ o ............ .- A g r e g a d o f i n o s e c o ...... .- A g r e g a d o g r u e s o s ec o ....
2 92 k g / a 3 180 k g / * 3 770 kg/a3 1 135 k g / « 3
Ajustes por humedad del agregado
125
S a b i e n d o que *
Fino
Absorción «••••••••• C o n t e n i d o de h u a e d a d ¿Se d e s e a c o n o c e r los h u e e d a d del a g r e g a d o ?
Grueso
0 .8 %
0 . 6%
5 .1%
v a l o r e s de
3.2% obra
corregidos
por
Los p e s o s h ú a e d o s de los a g r e g a d o s f i n o y g r u e s o s e r án igual al r e s p e c t i v o peso s ec o a u l t i p l i c a d o por la u n i d a d aás el c o n t e n i d o de h u ae da d e x p r e s a d o en f o r a a d e ci a a l . P e s o h ú a e d o del a g r e ga d os .- F i n o .............................. 770 x 1.051 .- G r u e s o ........................... 1 135 x 1 . 032
«8 0 ? k g / a 3 -1171 k g / a 3
El a gu a de a b s o r c i ó n no es p ar t e del a gua de a e z c l a d o , por lo que d e b e r á ser e x c l u i d a de las c o r r e c c i o n e s por h u a e d a d del a g r e g a d o , para e l l o se d e b e c a l c u l a r la hueedad superficial. Huaedad
s u p e r f i c i a l del a g r e g a d o s
F i n o ..................... .- G r u e s o ..................
5.1 - 0.8 3.2 - 0.6
* »
+ 4.3% + 2.6%
C o n o c i d a la h u a e d a d s u p e r f i c i a l se p u e d e d e t e r a i n a r «1 a p o r t e de c ada u n o de los a g r e g a d o s al a g u a de la aezcla. P ara e ll o se a u l t i p l i c a r á el p e s a s eco del a g r e g a d o por la h u a e da d s u p e r f i c i a l del a i s a o e x p r e s a d a en f r a c c i ó n d e c i a a l . A p o r t e de h u e e d a d del ag re g ad os F i n o ......... .......... .- G r u e s o ..................
770 x (0.043) - + 33 l t / e 3 1135 x (0.026) - 4 - 3 0 l t / e 3
Total
♦ 63 l t/ e *
C o m o el a g r e g a d o a p o r t a 63 It de agua a la a e z c l a , d i c h a c a n t i d a d d e b e r á ser d i s a i n u í d a del a gu a de d i s e ñ o para d e t e r a i n a r el a gua e f e c t i v a, o sea a q u e l l a q u e d ebe ser incorporada a la aezcladora para no aodificar la relación agua-ceeento. Agua efectiva
..........
180 - 63
»
117 l t / a 3
Y los p e sos de los « a t e r í a l e s por a e t r o c ú b i c o de c o n c r e t o , ya c o r r e g i d o s por h u a e d a d del a g r e g a d o , a ser e a p l e a d o s en las a e z c l a s de p r u e b a , seráns
DISEÑO DE MEZCLAS
126 .- C « R « n to .. . . . . . . . . . . . .. ■* Afui fftctívii ............... . . . . Agregado fino húmedo . .- Agregado grueso húmedo ... 1*7-3
EJEMPLO
N•
2 92 117 809 1171
Kg/m3 lt/m3 Kg/m3 Kg/m3
2
En un s e g u n d o e j e m p l o se m a n t e n d r á n los v a l o r e s de d i s e ñ o / el p o r c e n t a j e de a b s o r c i ó n de los a g r e g a d o s , m o d i f i c á n d o s e ú n i c a m e n t e el c o n t e n i d o de h u m e d a d , hecho que es f r e c u e n t e en o bra y o b l i g a al ingeniero a e f e c t u a r los a j u s t e s p e r t i n e n t e s para no m o d i f i c a r la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o ni las p r o p i e d a d e s del c o n cr et o. Se t i e ne s •“ Cemento
A g r e g a d o fino m eco .. . - A g r e g a d o g ru e s o seco
292 180 770 1135
Kg/m3 lt/m3 Kg/m* Kg/m3
S a b i e n d o quet
F in o Grueso 0.6% •~ A b s o r c i ó n 0 ,8 % 3.2% .- C o n t e n i d o de h um e d a d 0.2% C a l c u l a m o s los pesos h ú m ed o s de los a g r e g a d o s ! F i n o ................... 770 x 1 . 0 3 2 .- G r u e s o ................. 1135 x 1 . 0 0 2
* -
795 k g / m 3 1137 k g / m 3
A c o n t i n u a c i ó n d e t e r m i n a m o s la h u m e d a d s u p e r f i c i a l del agregado: F i n o ................... 3.2 - 0 . 8 * + 2.4% .- G r u e s o ................ 0.2 - 0 . 6 * - 0.4* D e t e r m i n a r e m o s el a po r t e de h u m e d a d de los a g r e g a d o s ) ..-
F i n o .................... G r u e s o ................. Total
770 x (+0. 0 2 4) * ♦ 18 lt/m3 1135 x (-0. 00 4 ) * 5 lt/m3
.........................................
+ 13 l t / m 3
C omo el a g re ga do apor t a, en esta o p o r t u n i d a d , 13 litros de agua a la m e zcl a, d ic h a cantidad deberá ser d i s m i n u i d a del agua de d is e ñ o p a r a d e t e r m i n a r el agua e f e c t i v a , o sea a q u e l l a que de b e ser i n c o r p o r a d a a la m e z c l a d o r a para no m o d i f i c a r la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o . 180
- A g u a e f ec t i v a Y los
n u ev o s
pesos
de
los
13
materiales
167 l t / m 3 . por
metro
cúbico,
127
Ajustes por humedad del agregado
ya c o r r e g i d o s por h u m ed a d del a g r e g a d o y a a n t e n i e n d o s e sin M o d i f i c a r los p e so» de diseñ o, a ser e m p l e a d o s en las « e z c l a s de prueba, seráni C e a en to ...................... Agua e f e c t i v a .............. A g r e g a d o f i n o h ú me d o ..... A g r e g a d o g r u e s o h ú m e do ...
292 167 795 1137
kg/«3 lt/*3 kg/ia3 kg/a3
De los r e s u l t a d o s , si se los c o a p a r a con los del e j e m p l o N* 1, se a p r e c i a co m o Manteniéndose constantes los v a l o r e s de d i s e ñ o , la M o d i f i c a c i ó n en el c o n t e n i d o de h u e e da d de los a g r e g a d o o b l i g a a c o r r e g i r los v a l o r e s de o bra a fin de M a n t e n e r i n v a r i a b l e la r e l ac ió n a g u ac e m en t o e f e c t i v a . 17.4
EJEMPLO
N-3
En e ste t e r c e r ejemplo se a n a l i z a r á el caso en que «Mbos agregados toMan agua de la Mezcla, obligando a i n c r e m e n t a r e l agua de d i se ñ o a fin de M a n t e n e r la relación agua-cemento de diseño, asi co m o la c o n s i s t e n c i a y t r a b a j a b i 1 i dad de l a M e z c l a . Se tienes ..-
C e m e n t o ................... 292 A gua de d i s e ñ o ............................ 180 A g r e g a d o f i n o seco ...... 770 . - A g r e g a d o g r u e s o s eco ... 1135
S a b i e n d o ques ..-
kg/m3 l t / M
3
kg/M3 kg/a3
F ino
Grueso
A b s o r c i ó n ............... 1.3% C o n t e n i d o de H u e e d a d .. 0. ¿%
CalculaMOS
los
pesos
húeedos
.- F ino .................... G r u e s o ......... * ....... A continuación los a g r e g a d o s !
F in o ...................... • ** G r u e s o . . . . . . . . . . . . . . . Determinareeos
el
los x x
la
agregados«
1 .0 0 0 1 .0 0 3 huMedad
* «
774 1 130
kg/M3 kg/M 3
superficial
de
O.á - 1.3 ■ - 0 . 7 % 0.3 — 1.1 * “ 0*0%
a p o r t e de hueedad de los a g r e g a d o s «
F ino .............................................................. G r u e s o .................. .- T o tal
de
770 1135
detereinamos
1.1% 0.3%
770 1135
x x
(- 0 .007) ■ (-0.008) - -
......................................
5
lt/M3
9
lt/M3
• - 14
lt/M3
128
DISEÑO DE MEZCLAS C o a o »1 « g r t g a d o toa* agua de la aeze la para ll*g «r a su condición de saturado s u p e r f i c i a 1a e n te s e co, serA n e c e s a r i o a d i c i o n a r los 14 l t / a 3 al agua de d i s e ñ o para o b t e n e r el a gua e f e c t i v a q u e hay que c o l o c a r en la M e z c l a d o r a . De no h a c e r l o asi la e ez cl a se haría aás seca, l e ños t r a b a j a b l e y aás c o n s i s t e n t e , a d e a A s que se • o d i f i c a r i a la r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o de d i s e ñ o y las p r o p i e d a d e s al e s t a d o e n d u r e c i d o . • ~ Agua efectiva
........
180 -*-14
*
174 l t / a 3
Y los n u e v o s p e s o s de los « a t e r í a l e s por a e t r o cúbi co de c o nc r e t o , ya c o r r e g i d o s por h u a e d a d del a g r e g a d o , a ser e a p l e a d o s en las a e z c l a s de p r u eb a , sons C e a e n t o ..................... Agua efectiva ............ .- A g r e g a d o f ino hCteedo .... A g r e g a d o g r u e s o h úa ed o ..
292 174 774 1 138
kg/a3 lt/a3 kg/a3 kg/a3
De los r e s u l t a d o s , si se los c o a p a r a con los del e j e a p l o N* 1, se a p r e c i a c oao un a g r e g a d o s e a i - s e c o t oa a agua de la aezcla y obliga a increaentarla para lantener c o n s t a n t e la r e l a c i ó n a gua c e a e n t o , la t r a b a j a b i 1 idad y la c o n s i s t e n c i a s e l e c c i o n a d a s .
CAPITULO SELECCION
DE
LAS
18
PROPORCIONES
DEL
CONCR E T O METODO
18.1
DEL
CONCEPTOS
COMITE
211
DEL
ACI
G EN E R A L E S
1
El Coaité 211 del ACI h« d t t t r r o l U d o un p r o c e d í ■lento de d i s e ñ o de m e z c l a s b a s t a n t e s i m p l e el cual, b a s á n d o s e en a l g u n a s de las T a b l a s p r e s e n t a d a s en los C a p í t u l o s a n t e r i o r e s , p e ra lt e o b t e n e r v a l o r e s de los d i f e r e n t e s « a t e r í a l e s que i n t e g r a n la u n i d a d c ú bi c a de c o n c r e t o .
2
El procedimiento para la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s q ue se p r e s e n t a en es te C a p i t u l o es a p l i c a b l e a c o n c r e t o s de pefeo noreal y a las c o n d i c i o n e s q u e pa r a c ad a u n a de las T ab l a s se i n d i c a n en e l l a s . A u n q u e los a i « « o * d atos b á s i c o s y p r o c e d i m i e n t o s p u e den s e r e e p l e a d o s en el d i s e ñ o de c o n c r e t o s p e s a do s y c o n c r e t o s c i c l ó p e o s , al t ra ta r e st o s se dá la i n fo r «ación complementaria.
3
Es u s u a l q u e las c ar a c t e r i s t i cas de o b r a e s t a b l e z c a n limitaciones a q ui e n tiene la r e s p o n s a b i l i d a d de d i s e ñ a r la m e z cl a . E ntre d i c h a s l i a i t a c i o n e s p ue de n estar i R e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o máxima. C o n t e n i d o m í n i m o de cemento. C o n t e n i d o m á x i m o de aire. A se n tamiento- . T a m a ñ o e á x i m o n o m i na l del a g r e g a d o g r u e s o . R e s i s t e n c i a en c o m p re s ió n m ín im a . .- R e q u i s i t o s e s p e c i a l e s r e l a c i o n a d o s con la r e s i s t e n c i a p ro m e d i o , el empl eo de a d it i v o s , o la u t i l i z a c i ó n de ti pos e s p e c i a l e s de c e m e n t o o a g r e gados.
4
La e s t i m a c i ó n de las c a n t i d a d e s de m a t e r i a l e s r e q u e r i d a s para p r e p a r a r una u n id a d cúbi ca d e c o n c r e t o i m p l i c a una s e c u e n c i a cuyo c u m p l i m i e n t o p e r m i t e , en f u n c i ó n de las c a ra c t e r i s t i cas de los « a t e r í a l e s , p r e p a r a r la m e z c l a a d ec u ad a para el t r a b a j o que se v a a efectuar.
130
DISEÑO DE MEZCLAS
18.2 1
SECUENCX A
DE
DISEÑO
Independientemente que las características finales del c o n c r e t o sean i n d i c a d a s en las e s p e c i f i c a c i o n e s o d e j a d a s al c r i t e r i o del p r o f e s i on a l r e s p o n s a b l e del d i s e ñ o de la a e z c la , las c a n t i d a d e s de « a t e r í a l e s por ■etro c ú b i c o de c o n c r e t o pueden ser d e t e r m i n a d a s , c u a n d o se e m p l e a el M é t o d o del Coaiité 211 del ACI, s i g u i e n d o la s e c u e n c i a que a c o n t i n u a c i ó n se i ndicas • - S e l e c c i ó n de la r e s i s t e n c i a p r o ae d i o a pa rt i r de la r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n e s p e c i f i c a d a y la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r de la c o m p a ñ ía c o n s t r u c t o r a . ( C a p i t u l o 7). •.-
S e l e c c i ó n de ( C a p i t u l o 8)
t a ma ñ o
máximo
n om in a l
del
agregado
S e l e c c i ó n del a s e n t a m i e n t o (Capí tulo 9) S e l e c c i ó n de v o l u m e n (Tabla 1 0. 2 . 1 ) Selección 11.3.1)
del
unitario
contenido
S e l e c c i ó n de la r e l a c i ó n tenc ia y por d u r a b i l i d a d 13.3.2; y 13.4.1)
de
del
aire
agua
de d i s e ñ o
( T a b la s
1 1 . 2. 1
y
agua-ceaento por r e s i s (Tab la s 12.2 .2 ; 13.2.5;
D e t e r m i n a c i ó n del F a c t o r C e m e n t o ( C a p í t u l o 15) .- D e t e r a i n a c i ó n (Tab la 16 .2 .2 ) .-
D e t e r m i n a c i ó n de lutos de c e me nt o, g ru e so .
.- D e t e r m i n a c i ó n no. .-
del
contenido
de
agregado grueso
la s uaa de los v e l á m e n e s a b s o a g u a de diseño, aire, y a g r e g a d o
del v o l u m e n
a b s o l u t o de a g r e g a d o f i
D e t e r m i n a c i ó n del p eso s eco del a g r e g a d o fino. D e t e r a i n a c i ó n de los v a l o r e s de d is eñ o del ce me nto, agua, aire, a g r e g a d o f ino y a g r e g a do g r ue so .
.- C o r r e c c i ó n de del a g r e g a d o .
los
valores
de d i s e ñ o por
h umedad
131
Selección de las proporciones por el método del comité 21J del ACI Determinación y de obra.
de
la
proporción
en
p es o ,
de
diseño
•- D e t e r m i n a c i ó n de los p e sos por t an d a de un saco. 18.3 1
EJEMPLO
M-
1
Especificaciones! Se d e s e a c a l c u l a r las p r o p o r c i o n e s de los M a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de u n a m ez cl a de c o n c r e t o a s e r e m p l e a d a en las vi ga s y c o l u m n a s de un e d i f i c i o d e d e p a r t a m e n t o s a ser c o n s t r u i d o en la ciud ad de Lima. L as e s p e c i f i c a c i o n e s de obra i n d i c an ! a) N o e x i s te n l i m i t a c i o n e s en el d i s e ñ o por p r e s e n c i a de p r o c e s o s de c o n g e l a c i ó n ! p r e s e n c i a d e ión c l o r uro) o a t a q u e * por s u l f a t o * . b) L a r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n de d i s e ñ o e s p e c i f i c a da es de 210 kg/c m* , a los 28 días. La d « s v i a - c i 6 n e s t á n d a r 20 k g/ cm *. c) L a s condiciones de colocación requieren a e z c l a tenga u na c o n s i s t e n c i a p l á s t i c a . d) El
t am añ o m á x i m o nomi n al del
a g r e g a d o g r u e s o es de
1 1 /2 *.
2
Raterial»«! 1 .- C e m en t os P orti and A S T H Tipo I "Sol" P eso E s p e c i f i c o .................
3 .1 3
2.- Aguai Liea. 3. - A g r e g a d o Finos Peso e s p e c i f i c o de ma s a ..... • - A b s o r c i ón .............. ......... • - C o n t e n i d o de hume d ad .......... M ód u l o de f i n e z a ...............
2.64 0. 7% 6.0% 2 .8 0
4.- A g r e g a d o O r u e s o i T am a ñ o m á x i m o nomi n al
que la
.........
1 1/2"
132
DISEÑO DE MEZCLAS 3
P i » o t t c o c o a p a c t a d o ...... P »s o » » p a c í f i c o d» a as a ... A b s o r c i ó n .......... . C o n t e n i d o d» h u m e d a d ......
16 0 0 k g / a 3 2.60
0.5% 2 .0 %
D e t e r m i n a c i ó n de la r e s i s t e n c i a p ro m e d i o C o n o c i t n d o q u e la r e s i s t e n c i a en c o a p r e s i ó n de d i s e ñ o especificada es de 210 k g / c a * y que la d e s v i a c i ó n estándar de la c o a p a ñ í a c o n s t r u c t o r a es do 20 k g/ca*, a p l i c a a o s para el c á l c u l o de lar e s i s t e n c i a p r o a e d i o el c r i t e r i o del C ó d i g o 3 1 8 - 8 9 del ACI e n t r a n d o a las e c u a c i o n e s ( 7 . 4. 1) y ( 7. 4 . 2 ) . f' « r
-
f%
f'«-
-
f '„ ♦ 2 . 3 3 s - 35
♦ 1.34 s
r e e a p l a t a n d o v a lo r a s i f'«
*
210 ♦
1.34 x 20
f'«
«
210 ♦
2 . 3 3 i 20 -
De los
«
237 k g / c o *
*
222 k g / c m *
v a l o r e s se s e l e c c i o n a el
aayori
35
f '«^«237kg/cm* 4
S e l e c c i ó n del T a a a ñ o M á x i m o H o a i n a l del A g r e g a d o De a c u e rd o a las e s p e c i f i c a c i o n e s nulometria del agrtgado grueso t am a ñ o m á x i m o n o a i n a l de 1 1/2*.
5
de le
o b r a , a la g r acorresponde un
S e l e c c i ó n del A s e n t a a i e n t o De a c ue rd o a las e s p e c i f i c a c i o n e s , las c o n d i c i o n e s de c ol o ca c i ó n r e q u i e r e n que la a e z c l a t e nga una c o n s i s tenc ia p l á s t i c a , a la c o r r e s p o n d e un a s e n t a a i e n t o de 3 “ á a-.
ó
V o l u m e n u n i t a r i o de agua E n t r a n d o a la Ta bl a 10.2 .1 se d e t e r a i n a q u e el v o l unen u n i t a r i o de agua, o a gu a de d is eñ o , n e c e s a r i o p a ra una a e z c l a de c o n c r e t o cuyo a s e n t a a i e n t o es de 3* á 4*, en una a e zc l a sin aire incorporado cuyo a g r eg a do g r u e s o tiene un t a m a ño a á xi a o n o a i n a l de 1 1/2*, es de 181 l t / a 3 .
7
C o n t e n i d o d» aire D e s d e que la e s t r u c t u r a
a ser
vaciada
no
va ha e s t a r
Selección de tas proporciones por el método del comité 211 del ACI
133
e x p u « s t * a c o n di c lo n e « de i n t e e p e r i s a o s e v e r o , no se c o n s i d e r a n e c e s a r i o i n c o r p o r a r aire a la a e z c l a . De la T a b l a 1 1. 2. 1 se d e t e r a i n a que el c o n t e n i d o de a i r e a t r a p a d o p ara un a g r e g a d o g ru e s o de t a a a ñ o a á x i a o n o a i n a l de 1 1 / 2 ” es de 1.0% 8
Relación
agua-ceaento
No p r e s e n t á n d o s e en e ste c aso p r o b l e a a s de i n t e a p e r i s a o ni de a t a q u e s por s u lf a to s , u o t r o t ipo de a c c i o n e s que p u d i e r a n d añ a r al c o n c r e t o , se s e l e c c i o n a rá la r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o ú n i c a a e n t e por r e s i s t e n cia. E n t r a n d o a la T a b l a 1 2 .2 . 2 para una r e s i s t e n c i a p r o m e d i o c o r r e s p o n d i e n t e a 237 kg/c a * en un c o n c r e t o sin aire incorporado, se e n c u e n t r a una r e l a c i ó n aguac e a e n t o por r e s i s t e n c i a de 0.64. Relación a gua-ceaento * 0.64 9
Factor Ceaento El f a c t o r c e a e n t o se d e t e r a i n a d i v i d i e n d o el v o l u a e n u n i t a r i o de a g ua e ntre la r e l a c i ón a g u a - c e a e n t o i Factor ceaento*
1 8 1 / 0 . 6 4 ® 283 k g / a 3 * 6 .7 b o l s a s / a 3
10 C o n t e n i d o de a g r e g a d o g r u e s o Para deterainar el contenido de a g r e g a d o grueso, e a p l e a n d o el M é t o d o del C o a i t é 211 del ACI, se d e b e e n t r a r a la T a b l a 16.2 . 2 con un M ó d u l o de F i n e z a d e 2 . 8 0 y un t a a a ñ o a á x i a o n o a in a l del a g r e g a d o g r u e s o de 1 1/2" e n c o n t r á n d o s e un v al o r de b / b „ “ 0 . 7 2 a e t r o s c ú b i c o s de a g r e g a d o g r u e s o s e c o c o a p a c t a d o por u n i d a d de v o l u a e n del c on c r e t o . .- P e s o del a g r e g a d o g r u e s o * 0.72 x 1 6 0 0 = 1152 k g / a 3 11 C á l c u l o de v o l ú a e n e s a b s o l u t o s
y agregado C o n o c i d o s los p e s os del ceaento, agua g r u e s o , asi c o a o el v o l u a e n de aire , se p r o c e d e a cal cu lar la su a a de los v o l ú a e n e s a b s o l u t o s de e s t o s ing red i en test V o l u a e n a b s o l u t o dei • - C eeen to •- A gu a .. .- Ai re
2 8 3 / 3 . 1 5 x 1 00 0 - 0 . 0 9 0 a 3 181/1 x 1000 - 0.181 a 3 1.02 ............ - 0 . 0 1 0 a 3
134
DISEÑO DE MEZCLAS .- A g r e g a d o G r u e s o
... 1 1 5 2 / 2 . 6 8 x 1 0 0 0- 0 . 4 3 0 m 3
.- S u m a de v o l ú m e n e s c o n o c i d o s
........
* 0 .7 1 1 a 3
12 C o n t e n i d o de a g r e g a d o fi no El v o l u m e n a b s o l u t o de a g r e g a d o f i n o s e r á igual a la d i f e r e n c i a e n t r a la u n id a d y la s u « a de los v o l ú m e n e s a b s o l u t o s c o n o c i d o s . El p e s o del a g r e g a d o fino será i gu a l a su v o l u a e n a b s o l u t o m u l t i p l i c a d o por su peso sólido. .- V o l u a e n a b s o l u t o de a g r e g a d o f i n o ................ * 1 - 0 . 7 1 1 * 0 .289 m 3 • - Pe s o del a g r e g a d o 0 . 2 8 9 x 2 .64 x 1 000 * 763 k g / m 3 fino s e c o ..... . 13 V a l o r e s de disefto L a s c a n t i d a d e s de m a t e r i a l e s v a l o r e s de d i s e c o serán* ....14
C e m e n t o ..................... Agua de d i s e ñ o ............ A g r e g a d o f i n o seco ........ A g r e g a d o g r u e s o s eco .......
Corrección
a
ser
283 181 763 1152
empleadas
como
kg/m3 lt/a3 kg/a3 kg/m3
por hume d a d del a g r e g a d o
L a s p r o p o r c i o n e s de los a a t e r i a l e s que integran la unidad c úb ic a de c o n c r e t o debe ser corregida en f u n c i ó n de las c o n d i c i o n e s de h u m e da d de los a g r e g a d o s f i no y g ru es o , a fin de o b t e n e r los v a l or e s a ser u t i l i z a d o s en obrai P e s o h ú me d o deis A g r e g a d o F i no ............ .- A g r e g a d o G r u e s o .......... A continuación del a g r e g a d o s Humedad
determinamos
763 1152
x 1 .060 x 1 .0 2 0
= 809 k g / m 3 =1175 k g / m 3
la
h u m ed a d
s up er fi ci a l
s u p e r f i c i a l deis
Agregado Fino ........... 6.0 - 0 . 7 =* .- A g r e g a d o G r u e s o ......... 2.0 - 0.5 * Y
los a p o r t e s de los a g r e g a d o s serán»
+ 5.3% ♦ 1.5%
Selección de los proporciones por el método del comité 211 del ACI
135
A p o r t o d» h u a ed a d delt
.- Aq r e ga d o F in o .............................................. 763 x(+0 A g r e g a d o G r u e s o .... 1152 x (♦ 0.015) ® + 17 l t / a 3 A p o r t e de h u a e d a d de los a g r e g a d o s ............................
» «■ 57 l t / a 3
A g u a e f e c t i v a - 181 - 57 - 124 l t / a 3 Y l o s pesos de los h u a e d a d del a g r e g a d o , de p r u e b a , s erán i
» a t e r i a l e s , ya a ser e m p l e a d o s
.-
C e a e n t o ........................ A g u a e f e c t i v a ................ .- A g r e g a d o f in o h úa e d o ....... .- A g r e g a d o g r u e s o h ú a e d o .......
283 124 809 1175
c o r r e g i d o s por en las « e z c l a s
kg/a3 lt/a3 kg/a3 kg/a3
15 P r o p o r c i ó n en peso La p r o p o r c i ó n en p eso de los a r t e r i a l e s sin c o r r e g i r , y ya c o r r e g i d a por huae da d del a g r e g a d o , s e rá n t
2 03 763 1152 --- t --- s ----283 283 283
■ 1 x 2 . 7 » 4 / 2 7 l t/ sa c o (en p eso s ec ó)
203 809 1175 --- * --- « ----283 283 283
» 1 i 2.85 j 4 . 1 5 / 1 8 . 5 l t / s a c o
R e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o de disefto .- R e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o e f e c t i v a
■
101/283 * 0.64
■ 124/283 * 0.44
16 P e s o s por tanda de un saco Para conocer la c a nti da d de aateriales que se n e c e s i t a n en u n a tanda de un saco, es n e c e s a r i o a u l t i p l i c a r la p r o p o r c i ó n en peso, y a c o r r e q i d a p o r h u a e d a d del a g r e g a d o , por el de un s aco de c e a e n t o « C e a e n t o ............... 1 x 42.5 .- A g u a e f e c t i v a ........ .- A g r e g a d o f i no h ú ae d o . 2 .85 x 42.5 A g r e g a d o g r u e s o h úa e d o 4 .15 x 42.5
* 42.5 kg/saco ■ 18.5 lt/saco - 121.0 kg/saco * 176.4 kg/saco
DISEÑO DE MEZCLAS
136 1 0 .4 1
EJEMPLO N~2 Especificaciones Se d e s e a c a l c u l a r las p r o p o r c i o n e s de los M a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de una M e z c l a de c o n c r e t o a s e r e m p l e a d a en la c o n s t r u c c i ó n de un pilar de un puen te , e l e m e n t o e s t r u c t u r a l que va a e star e x p u e s t o a la a c ci ó n del agua en u n a zona de la sier ra p e r u a na en la que las temperaturas pued en descender hasta 18*C. Las e s p e c i f i c a c i o n e s de la obra i n d ic an : a) En el d i s e ñ o d e b e r á c o n s i d e r a r s e la p o s i b i l i d a d de congelación por p r e s e n c i a de h u m e da d y bajas t e m p e r a t u r a s p debiendo incorporarse a i re a la Mezcla.
b) La r e s i s t e n c i a en c o e p r e s i ó n de dise ño e s p e c i f i c a da es de 243 k g / c e * a los 28 dias. L a d e s v i a c i ó n e s t á n d a r de lac o a p a ñ í a c o n s t r u c t o r a es de 23 kg/cM*. c) Las c o n d i c i o n e s de c o l o c a c i ó n de c o n s i s t e n c i a seca.
2
r e qu i e re n
una M e z c l a
Rateriales 1.- C e m e n t o •
P o r t l a n d A S T H T i p o 1 “An d in o * - Peso Especifico ...............
3.12
2.- Agua: .- De rio. C u e p l e con las c o n d i c i o n e s de a g u a s no p o t a b l e s a ser e e p l e a d a s en c on c r e t o . 3.* A g r e g a d o Pinos P e s o e s p e c i f i c o de masa ............. 2.72 A b s o r c i ó n ............................... 1.2% •- C o n t e n i d o de huse da d . . . . . . . . . . . . . . 3.0% M ó d u l o de F i n e z a ...................... 2.7 4.- A g r e g a d o G r u es os T a m a ñ o M i x i m o N o m i na l ............... P e s o seco c o e p a c t a d o ................. .- P e s o E s p e c i f i c o ...................... . - A b s o r c i ó n .............................. C o n t e n i d o de H u M e d a d .................
1" 1520 k g / a 3 2.65 0 .7 % 0.3%
Selección de las proporciones por el método de( comité 211 del ACl 3
137
D e t e r m i n a c i ó n de la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o C o n o c i e n d o que la r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n de d i s e ñ o e s p e c i f i c a d a es de 2 4 3 k g /c m * a los 28 d i a s y q u e la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r de la c o m p a ñ í a c o n s t r u c t i v a es de 23 kg/cm2 , aplicaaos las ecuaciones ( 7 . 4 . 1) y ( 7 . 4. 2) . f - 2 43 + 1 .34 x 23 ... «2 7 6 k g / c m * f ' .- - 243 + 2 . 3 3 x 23 - 33 ... » 2 64 k g / c m * Seleccionando
4
Selección
el v a l o r a ayor f ' c r *
kg/cm*
del T a m a ñ o m á x i a o n o m i n a l del a g r e g a d o
De a c u e r d o a la g r a n u 1ornetri a del t a m a ñ o a á x i a o n o m i n a l es de I a . 3
276
agregado grueso,
el
S e l e c c i ó n del a s e n t a m i e n t o De a c u e r d o a las e s p e c i f i c a c i o n e s , las c o n d i c i o n e s de c o l o c a c i ó n r e q u i e r e n una m e z c l a de c o n s i s t e n c i a seca, a la que c o r r e s p o n d e un a s e n t a m i e n t o de i* á 2*.
6
V o l u m e n U n i t a r i o de A gu a E n t r a n d o a la T a b l a 10.2.1 se d e t e r m i n a q u e el v o l u men u n i t a r i o de a g u a , o a gua de diseño,* n e c e s a r i o p a ra u n a m e z c l a de c o n c r e t o c uyo a s e n t a m i e n t o es de I a á 2", en una m e z c l á con a i re i n c o r p o r a d o c u y o a g r é g ad o g r u e s o t i e n e un taea ño m á x i m o n o m i n a l d e I a es de 160 1 t / m 3 .
7
C o n t e n i d o de A i r e T ot al D e s d e que la e s t r u c t u r a va a e s t a r e x p u e s t a a c o n d i c i o n e s de i n t e m p e r i s m o s e v e r o con t e m p e r a t u r a s a m b i e n t e * d e - 18 *C y c o n d i c i ó n de h u m e d a d , s e r á n e c e s a r i o i n c o r p o r a r a i r e a la m e z c l a m e d i a n t e el e m p l e o de un a d i t i v o . De a c u e r d o a la T a b l a 11.3.1, un c o n c r e t o s o m e t i d o a c o n d i c i o n e s de e x p o s i c i ó n s e v e r a , con t a m a ñ o m á x i m o n o m i n a l de I a p ar a el a g r e g a d o g r u e s o , d e b e r á t en e r un c o n t e n i d o total de aire del 6%.
8
R e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o por r e s i s t e n c i a E n t r a n d o a la T a b l a 12.2 .2 para una r e s i s t e n c i a p r o m e d i o c o r r e s p o n d i e n t e a 276 k g / c m * en un c o n c r e t o con ai r e i n c o r p o r a d o , se en c u e n t r a una r e l a c i ó n aguac e m e n t o por r e s i s t e n c i a de 0.4?.
138
DISEÑO DE MEZCLAS 9
Relación agua-cemento
por d u r a b i l i d a d
C o n s i d e r a n d o que la e s t r u c t u r a se e n c u e n t r a en una zona de i n t e m p e r i s e o s e v e r o será n e c e s a r i o d e t e r m i n a r la m á xi m a r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o r e c o m e n d a b l e por c o n s i d e r a c i o n e s de d u r a b i l i d a d . P a r a ello, en este caso p a r t i c u l a r , e n t r a m o s a la T ab l a 1 3. 2 . 5 en la l ín ea c o r r e s p o n d i e n t e a c o n c r e t o s e x p u e s t o s a p r o c e s o s de c o n g e l a c i ó n y d e s h i e l o en c o nd i c ió n h ú m ed a, e n c o n tran do que c o r r e s p o n d e , p ara o t r o s e l e m e n t o s , una r e laci ón a g u a - c e m e n t o de 0 .3 0 . 10 E l e c c i ó n de la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o D e t e r m i n a d o que por r a z o n e s de r e s i s t e n c i a d e b e m o s e m p l e a r una r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o de 0 .4? y por r a z o nes de d u r a b i l i d a d u n a de 0.50, se e s c o g e r á el m e n or de los dos v a l o r e s, lo cual nos g a r a n t i z a que se ha de c u m pl i r con a m bos r e q u i s i t o s . Lueg o, la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o a ser e m p l e a d a será 0.49. 11 F a c t o r c e m e n t o El f a c t o r c e m e n t o serás 160 / 0 . 49 * 327 k g / m 3 * 7.7 b l / m 3 . 12 Con teni d o de a g r e g a d o g r u e s o E n t r a n d o a la T ab l a 1 6 . 2 . 2 con un m ó d u l o de f i n e z a del a g r e g a d o fino de 2.7 y un t am añ o m á x i m o n o m i n a l del a g r e g a d o g r u e s o de 1", se e n c u e n t r a un v a l o r de b/b„ igual a 0 .68 m e t r o s c ú b i co s de a g r e g a d o g r u e s o s eco y c o m p a c t a d o por u n i d a d de v o l u m e n del c on c r e t o . .- P eso del a g r e g a d o g r u e s o ....................
• 0 .68 x 1320 ** 1034 k g / m 3
13 C á l c u l o de v o l ú m e n e s a b s o l u t o s V o l u me n a b s o l u t o des ..— .-
C e m e n t o ............... A gua ............. ,... Aire . . . . . . . . . . . . . . . A g r e g a d o g r u e s o ....
3 2 7 / 3 . 1 2 x 1000 ---160/1 x 1000 ......... 6% . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 3 4 / 2 . 6 5 x 1 0 0 0. . . .
Suma de v o l ú m e n e s c o n o c i d o s 14 C o n t e n i d o de a g r e g a d o f i n o
.. .......... .
0.105 m ; 0.160 m 0.060 m 0 .3 9 0 m : 0 . 7 15
Selección de fas proporciones por el método del comité 211 de/ ACf V o l u a e n a b s o l u t o de a g r e g a d o f i n o ..... .- P e s o del a g r e g a d o f i n o se c o ........
139
1 - 0-715 * 0.285 a 3 0 . 2 8 5 x 2 .72 x 1 000 “ 775 k g / a 3
15 V a l o r e s de d i s e ñ o L a s c a n t i d a d e s de a a t e r i a l e s l o r e s de d i s e ñ o leráni .•
a ser e m p l e a d o s c o a o v a
C e a e n t o ..................... 327 k g / a 3 160 l t / a 3 A gu a de d i s e ñ o ............. Agregado f ino s eco ...775 k g / « 3 A g r e g a d o g r u e s o s eco ........ 1034 k g / « 3
16 C o r r e c c i ó n
por h u a e da d del a g r e g a d o
C o r r e g í a o s por h u a e d a d del a g r e g a d o a fin los v a l o r e s a ser u t i l i z a d o s en obras
de
obtener
P e s o h úa e d o del a g r e g a d o : F i n o ............. .- G r u e s o .......... A continuación del ag re g ad os .- F i n o .- G r u e s o Y
775 x 1 . 05 0 » 8 1 4 k g / a 3 1034 x 1. 003 * 1 0 3 7 k g / a 3
deterainaaos
................
la
5.0 - 2.7
. . . . . . . . . . . 0.3 - 0.7
huaedad
=
+ 2.3%
”
- 0.4%
superficial
los a p o r t es de h u a ed a d de los a g r e g a d o s s er án s
A p o r t e de h u ae d ad del a g r e g a d o : .- F in o ............... 775 x (+ 0 . 0 23 ) - ♦ 18 l t / a 3 .- G r u e s o ........................ 1034 x (- 0 .0 0 4 ) * -4l t / a 3 .- A p o r t e de h u a e d ad de los a g r e g a d o s * ♦ 14 l t / a 3 .- A gu a e f e c t i v a
............ 160 - 14 - 146 l t / a 3
Y los pesos de los a a t e r i a l e s , ya c o r r e g i d o s p o r h u a e d a d del a g r e g a d o , a ser e a p l e a d o s en las a e z c l a s de p r u e b a , s erán s Ceaento ............. A gua e f e c t i v a ...............
327 k g / a 3 146 l t / a s
DISEÑO DE MEZCLAS A g r e g a d o f i n o h ú ae d o ........ . - A g r e g a d o g r u e s o h úa e d o ..... 17 P r o p o r c i ó n
814 k g / a 3 1037 k g / a 3
en p es o
La p r o p o r c i ó n en peso de los a a t e r i a l e s sin c or r e g i r , y ya c o r r e g i d a por huae da d del a gr e ga d o , s e r á n i 327 775 1034 --- « --- t ----- « 1 i 2.4 : 3.2 / 21 l t / s a c o 327 327 327 327 814 1037 --- , --- , ----- , i : 2.5 i 3.2 / 19 l t / s a c o 327 327 327 Relación i Agua-* ce aen to de d i s e ñ o Ag ua-ceaento efectiva 18 P e s o s
® »
1 6 0 / 3 27 1 4 6 / 32 7
3 *
0.47 0.45
por t a n d a de un saco
1 x 42.5 .- A g u a e f e c t i v a ......... .- A g r e g a d o f i n o h ú ae d o . 2.5 x 42.5 .- A g r e g a d o g r u e s o h ú a ed o 3.2 x 42.5 -
3
E J E M P L O
1
Especificaciones
M -
= 42.5 » 1 9. 0 « 106.0 =* 1 3 6 .0
kg/saco lt/saco kg/saco kg/saco
3
Se d e s e a c a l c u l a r las p r o p o r c i o n e s de los m a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de u n a a e z c l a de c o n c r e t o a s e r e m p l e a d a en la c o n s t r u c c i ó n de las z a p a t a s de c i m e n t a c i ó n de un e d i f i c i o de d e p a r t a m e n t o s a ser c o n s t r u i d o en la c i u d a d de C h i c l a y o , en una z ona en la que el t e rr e no t i e n e una c o n c e n t r a c i ó n de s u l f a t o s de 3 0 0 0 ppm. Las e s p e c i f i c a c i o n e s de la o bra in dicani a)
En el d i s e ñ o de la a e z c l a se d ebe c o n t e m p l a r la p o s i b i l i d a d de a t a q u e por s u l f a t o s a los e l e a e n t o s e s t r u c t u r a l e s de la c i a e n t a c i ó n .
b)
La r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n e s p e c i f i c a d a es de 2 1 0 k g / c m * a los 28 dias. La d e s v i a c i ó n e s tá n d a r de la c o a p a ñ i a c o n s t r u c t o r a es de 24 k g / cm *.
c)
L a s c o n d i c i o n e s de c o l o c a c i ó n exig en a e z c l a s de c o n s i s t e n c i a plástic*..
el
eapl eo
de
141
Selección de las proporciones por el método del comité 211 del ACI 2 Materiales 1.- C « a « n t o i .-
De a c u e r d o a las r e c o m e n d a c i o n e s de la T a bl a 1 3 . 3 . 2 , t r a t á n d o s e de un s u e l o con u n a c o n c e n t r a c i ó n de s u l f a t o » de 3 0 0 0 ppm, lo cual se c l a s i f i c a c o r o e x p o s i c i ó n s e v e ra , d e b e r á e m p l e a r s e en la M ez cl a un c e m e n t o T i p o V de la c l a s i f i c a c i ó n A S T M C 130.
.- P o r t l a n d A S T H Ti p o V - A n d i n o " P e s o E s p e c i f i c o ............. ....... 3 . 1 3 2.- Aguas .- P o t a b l e . T o m a d a de la red de C h i c l a y o .
p ú b l i c a de
la ciudad
3.- A g r e g a d o Finoi .- P e s o e s p e c i f i c o de aasa A b s o r c i ó n ............... C o n t e n i d o de huee da d «. .- M ó d u l o de F i n e z a ......
2.62 1 . 2% 0.32 2.73
4.- A g r e g a d o g r u e s o s .- P e s o e s p e c i f i c o de aasa .......... .- TaeaTío M á x i M O n o m i n a l ...... ....... P e s o s e c o c o e p a c t a d o .............. • — Absorción .- C o n t e n i d o de humedad .............. 3
Determinación
de la r e s i s t e n c i a
2.68
3/4" 1720 k g/ m3 0.8% 0.6?.
proMedio
C o n o c i e n d o que la r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n de d i se ñ o e s p e c i f i c a d a es de 210 kg/c «= a los 28 d í a s y que la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r de la c o e p a ñ í a c o n s t r u c t o r a es de 24 kg/cM*» a p l i c a m o s las e c u a c i o n e s ( 7 . 4. 1) y (7.4.2). f ' ^ - 210 ♦ f'«,. - 2 1 0 ♦
1.34 x 24 .......... 2 . 3 3 x 24 - 35 .....
S e l e c c i o n a n d o el M a y o r 4
« 242 « 231
kg/cM*
valor« f ' c r * 242
kg/cM*
S e l e c c i ó n del Taearto H á x i a o n o M Í n a l del a g r e g a d o
kg/cM*
142
DISEÑO DE MEZCLAS De a c u e r do a la g r a n u l o n e t r i a del a g r e g a d o t a m a ñ o m á x i m o n o m i n a l es de 3 / 4 ”. 5
g r u es o ,
el
S e l e c c i ó n del a s e n t a i i e n t o De a c u e r do a las e s p e c i f i c a c i o n e s , las c o n d i c i o n e s de colocación requieren una « ez c l a de consistencia p l ás t ic a , a la q u e c o r r e s p o n d e un a s e n t a m i e n t o de 3* á 4*.
6
V o l u m e n U n i t a r i o de A g u a Entrando a la T a b l a 1 0 .2 . 1 se d e t e r m i n a que el v o l u m e n u n i t a r i o de agua, o a gua de d i s eñ o , n e c e s a r i o p ara una m e z c l a de c o n c r e t o cuyo a s e n t a m i e n t o es de 3 ” á 4 ”, en u n a a e z c l a sin aire i n c o r p o r a d o cuyo agregado gr ue so tiene un taaa ñ o m áx i m o n o a i n a l de 3/4* es de 205 l t / e 3 .
7
C o n t e n i d o de a i r e a t r a p a d o D e s d e que la e s t r u c t u r a no va a e star s o a e t i d a a c o n g e l a c i ó n y d e s h i e l o , no s erá n e c e s a r i o i n c o r p o r a r a ire a la « e z c l a . De a c u e r d o a la Ta bla 11.2 .1 a un concreto con a g r e g a d o c uy o taaa ño aá xi m o n o a i n a l es de 3/4" le c o r r e s p o n d e 2% de aire a t ra pa do .
8
R e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o por r e s i s t e n c i a Entrando a la T a b la 12.2.2 para una resistencia p r o m e d i o c o r r e s p o n d i e n t e a 242 k g / c a 2 en un c o n c r e t o sin aire i n c o r p o r a d o , se e n c u e n t r a una r e l a c i ó n a gu a~ c e m e n t o por r e s i s t e n c i a de 0.63.
9
R e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o por d u r a b i l i d a d E n t r a n d o a la T a b l a 1 3 . 3. 2 , que c o r r e s p o n d e & c o n c r e tos e x p u e s t o s a s o l u c i o n e s de sulfatos, se e n c u e n t r a que una c o n c e n t r a c i ó n de 30 0 0 ppn. c o r r e s p o n d e a una e x p o s i c i ó n s e v e r a , a la cual c o r r e s p o n d e u n a r el ac ió n a g u a - c e a e n t o m á x i m a en p es o de 0.45.
10 E l e c c i ó n de la r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o D e t e r a i n a d o por que r a z o n e s de r e s i s t e n c i a se debe e m p l e a r una relación agua-ceaento de 0 . 6 3 y por r a z o n e s de d u r a b i l i d a d u n a de 0.45, se e s c o g e r á el a e n o r de los dos v a l o r e s , el cual g a r a n t i z a que se ha de cuap l i r con a mb o s r e q u i s i t o s . Luego, r e l a c i ó n &g u a - c e a e n t o a ser e m p l e a d a s erá de 0.45.
143
Selección de les proporciones por ei método del comité 211 del ACi
El C o n t r a t i s t a y «1 I n s p e c t o r d e b e r á n t en e r p r e s e n t e que u n« r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o de 0 . 4 5 p o s i b l e m e n t e p e r m i t e a l c a n z a r u n a r e s i s t e n c i a en c o a p r e s i ó n del o rden de 370 k g / c a z , b a s t a n t e m a y o r que los 210 k g/ c az r e q u e r i d o s por r e s i s t e n c i a . E st e hecho no A u t o r i z a a d i s m i n u i r el c o n t e n i d o de c e m e n t o y d e b e r á ser t e n i d o en c o n s i d e r A c i ó n por la I n s p e c c i ó n al efectuAr el control de calidad del concreto, e iguAla en te d e b e r í a ser tenido en c u en t a por el I n g e n i e r o E s t r u c t u r a l a fin de a p r o v e c h a r la a a y o r r e s i s t e n c i A r e q u e r i d A por d u r a b i l i d a d . 11 F a c t o r c ea e n t o El f a c t o r bl/a3 12 C o n t e n i d o
c e a e nt o de
serái
agregAdo
203/0.45
*
4 56
kg/a3
■ 1 0.7
grueso
E n t r a n d o a 1 a T a b l a 1 6. 2. 2 c o n u n m ó d u l o de f i n e z a del agregado fino de 2. 7 5 y u n t a a a ñ o m á x i m o n o m i n a l del A g r e g A d o g r u e s o d e 3/4", se e n c u e n t r a u n v a l o r de b/b0 igual a 0 .6 2 5 a e t r o s c ú b i c o s de a g r e g a d o g r u e s o teco c o a p a c t A d o por u n i d a d de vtoluaen del c o n c r e t o . P es o del agregAdo g r u e s o ..............
0 . 6 2 5 x 1 7 2 0 k g / a 3 « 1 07 5 K g / a 3
13 C á l c u l o de v o l ú m e n e s a b s o l u t o s V o l u a e n a b s o l u t o dei C e a e n t o ......... A g u a ............. A i r e ............. Agregado g r u e s o .......... .-
Su b a
4 5 6 / 3 . 1 5 x 1 00 0 ...... 0 . 1 4 5 2 0 5/1 x 1000 . . . . . ____ 0 . 2 0 5 2% ....................... 0 . 0 2 0
a3 a3 a3
1 0 7 5 / 2 . 6 8 x 10 0 0 .....
m3
0.401
de v o l ú a e n e s c o n o c i d o s .............. 0 . 7 7 1 a 3
14 C o n t e n i d o de
AgregAdo
fino
V o l u m e n a b s o l u t o de a g r e g a d o f ino . . . . . . . . . . . * 1 - 0 . 7 71 ■ 0 . 2 2 ? a 3 . - P e s o del A g r e g a d o f in o s ec o ............. 0 . 2 2 9 x 2 . 6 2 2 x 1000 * 6 0 0 k g / a 3 15 V a l o r e s de d i se ño
DISEÑO DE MEZCLAS C e m e n t o ............. ....... A g u a d i s e n o ................. A g r e g a d o fino seco ......... .- A g r e g a d o g r u e s o se c o ...... 16 C o r r e c c i ó n
456 205 600 1075
kg/a3 kg/a3 kg/a3 kg/a3
por h um e d a d del a g r e g a d o
C o r r e g i m o s por h u m e d a d del a g r e g a d o a fin los v a l o r e s a ser u t i l i z a d o s en obras
de
obtener
P e s o h ú m e d o del a g r e g a d o s .-
F i n o ......... G r u e s o .....
600 x 1 .005 » 6 0 3 kg/a3 1075 x 1.006 - 1081 k g / a 3
A continuación del a g r e g a d o s
determinamos
la
h u med ad
superficial
H u m e d a d s u p e r f i c i a l deis •-
A g r e g a d o f ino ..................... 0 . 5 a g r e g a d o g r u e s o . . . .. .. . . 0 . 6 - 0.8
=-
1.2 * - 0.7% 0 .2 %
Y los a p o r t e s de h u m e d a d de los a g r e g a d o s s e r á n: A p o r t e de h u m ed a d deis .- A g r e g a d o f in o ........ A g r e g a d o g r u e s o .....
600 x (- 0.007) ** - 4 l t / m 3 1075 x (- 0.002) * - 2 l t / m 3
.-
A p o r t e de h u m e d a d de los a g r e g a d o
.-
A gu a e f e c t i v a
.........
*
- 6 lt/m3
205 + 6 * 211 k g / m 3
Y los p e s o s de los m a t e r i a l e s y a c o r r e g i d o s por h u m e d a d del a g r e g a d o , a ser e m p l e a d o s en las m e z c l a s de p r u e ba , seráns .- C e m e n t o . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456 k g / m 3 A g u a e f e c t i v a ................ 211 k g / m 3 A g r e g a d o fi n o h ú m e d o . . . . . . 603 kg/m3 .- A g r e g a d o g r u e s o h ú m e d o . . . . 1081 k g / m 3 17 P r o p o r c i ó n en p eso Las proporciones en peso de los materiales sin c o r r e g i r y ya c o r r e g i d o s por h u m e d a d del a gr eg a d o , s e rán s 4 56 600 1075 --- s --- s ----- « 456 456 456
1 s 1.3 s 2 . 3 6 / 1? l t / s a c o
Selección de las proporciones per el método del ccmité 211 del ACI 456 603 1081 --- i --- s ----436 436 436 •- R e l a c i ó n Relación
*
145
1 : 1.32 -i 2.37 / 1 9.7 I t / s a c o
a g u a - c e i e n t o de d i s e ño
“ 203/456 -
0.45
agua-ceaento efectiva
” 211/456 "
0.46
18 P e s o s por t a n d a de un saco C e e e n t o ........ . 1 x 42.3 .- A gu a e f e c t i v a .......... •- A g r e g a d o f i n o h ú ae d o ..1. 32 x 4 2. 5 A g r e g a d o g r u e s o h úa e d o 2 .37 x 4 2 . 5
* 4 2. 5 * 1 9.7 = 36.1 * 100.7
kg/saco it/saco kg/saco kg/saco
CAPITULO SELECCION
E>E
LAS
17
PROPORCIONES
DEL
CONCRETO METODO
17.1
CONCEPTOS
DE
WALKER
GENERALES
1
El d e n o m i n a d o M é t o d o de W a lk e r se d e s a r r o l l a d e b i d o a la p r e o c u p a c i ó n del P r o f e s o r Ñ o r t e a a e r i c an o St a nt o n W a l k e r en r e l a c i ó n con el h ec h o de que, sea cual f u e r a la r e s i s t e n c i a de d i s e ñ o del c o n c r e t o y por t an t o su r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o , c o n t e n i d o de c em e n t o y c a r a c t e r í s t i c a s d e l a g r e g a d o fino, la c a n t i d a d de a g r e g a d o g r u e s o e ra la misaa, e ll o c u a n d o se a p l i t a b a el p r o c e d i a i e n t o de d i s e ñ o d e s a r r o l l a d o por el C o m i t é 211 del ACI.
2
C o n s i d e r a n d o que la r e l a c i ó n f i n o - g r u e s o d e b e r í a v a r iar en f u n c i ó n del c o n t e n i d o de la p a s t a en la n e z c l a , así como del perfil y t am a ñ o a á x i a o n oa in a l del a g r e g a d o g r u e s o , y que o tr o f a c t o r q u e d e b e r í a ser considerado era la a a y o r o m e n o r f i n e z a dél a g r e g a d o fino, el P r o f e s o r W a l k e r d e s a r r o l l ó la Ta bl a 1 ó .3 . 7 .
3
En d i c h a T a b l a se t o a a en c o n s i d e r a c i ó n la f i n e z a del agregado fino, clasificándolo en tres categorías: f i no, a e d i a n o y g r u e s o . I g u a l m e n t e se c o n s i d e r a si el a g r e g a d o g r u e s o es de perfil r e d o n d e a d o o a n g u l a r y, para c ada uno de los dos casos, se c o n s i d e r a c ua tr o a l t e r n a t i v a s de f a c t o r cemento. T od o e l l o p e rm i te e n c o n t r a r en la T a b l a un p o r c e n t a j e de a g r e g a d o fino que se c o n s i d e r a con el aás c o n v e n i e n t e en r e l ac ió n al v o l u m e n a b s o l u t o total de ag re g ad o.
4
Calculado el v o l u a e n a b s o l u t o de agregado fino, se d e t e r a i n a el de a g r e g a d o g r ue s o por d i f e r e n c i a con el volumen absoluto total de agregado y, conocidos ambo s, se d e t e r a i n a el peso s eco de cada u n o de e l lo s en la a e zc la .
5
El p r o c e d i « i e n t o anterior g a r a n t i z a una m e j o r r e l a ción f i n o - g r u e s o en la m e zc l a de c o n c r e t o . La Tabla de Walker corresponde a concretos sin aire in c o r p o r a d o .
148
DISEÑO DE MEZCLAS
19.2
1
SECUENCIA
1>E
DISEÑO
Las c a n t i d a d e s de M a t e r i a l e s por a e tro c ú b i c o de c o n c re t o p u ed e n ser d e t e r m i n a d a s , cuando s e e m pl e a el Método de U a l k er , siguiendo la secuencia que a c o n t i n u a c i ó n se i n d i ca s a) S e l e c c i ó n de la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o a part ir de la r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n e s p e c i f i c a d a y la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r de la c o m pa ñ í a constructora ( C a p i t u l o 7) . b) S e l e c c i ó n del t a m a ño m á x i m o n o m i n al g r u e s o . ( C a p i t u l o B) c) S e l e c c i ó n del « s e n t a m i e n t o
del
agregado
( C a p í t u l o ?)
d) S e l e c c i ó n del v o l u m e n u n i t a r i o del « g u a ( T a b l a s 10.2 .1 ó 1 0.2.2) e) S e l e c c i ó n del c o n t e n i d o de a ire (Tabla
de d i s e ñ o
11.2.1)
f) S e l e c c i ó n de la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o por t e nc i a y por d u r a b i l i d a d (Tabl as 1 2 . 2 . 2* 1 3 .3 . 2 y 1 3.4.1) g) D e t e r m i n a c i ó n del f a ct o r c e m en t o ( C a p i t u l o h) D e t e r m i n a c i ó n de la s u m a de tos de c e m e n t o , agua y aire. i) D e t e r m i n a c i ó n tal.
del v o l u m e n
resis 13.2.5; 15)
los v o l ú m e n e s a b s o l u
a b s o l u t a de a g r e g a d o
to
j) D e t e r m i n a c i ó n del p o r c e n t a j e de a g r e g a d o fino en r e l a c i ó n al v o l u m e n a b s o l u t o total de a g r e g a d o (Tab la i ó. 3 .7 ) . k) D e t e r m i n a c i ó n g r u es o
del
1) D e t e r m i n a c i ó n f i n o y g ru es o .
de los p es o s secos de los a g r e g a d o s
m) C o r r e c c i ó n de del a g r e g a d o . n) D e t e r m i n a c i ó n de o b r a .
los
volumen
absoluto
v a l o r e s de d i s e ñ o
de la p r o p o r c i ó n
de a g r e g a d o
por h um e d ad
en p eso de d i se ñ o y
o) D e t e r m i n a c i ó n de los p e s os por tanda de un saco.
Selección de las proporciones por el métcdo de Walker 1^-3
1
EJEMPLO
149
N* X
Especificaciones
Se d e s e a c a l c u l a r las p r o p o r c i o n e s de los M a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de una M e z c l a de c o n c r e t o a ser e M p l e a d a en el v a c i a d o de las losas de un e d i f i c i o de o f i c i n a s a ser c o n s t r u i d o en la ciudad de lea. Las e s p e c i f i c a c i o n e s de o br a i n d i c a n « a) No e x i s t e n p r o b l e M a s de por s u l f a t o s .
congelación
ni de a t a qu e
b) La r e s i s t e n c i a en c oa p r e s ló n de diseffo e s p e c i f i c ad a es de 210 k g / c M z a los 28 días. La d e s v i a c i ó n e s t á n d a r de la c o m p añ í a c o n s t r u c t o r a es de 25 kg/cm*. c) L a s c o n d i c i o n e s de c ol oc a ci ó n de consistencia plástica
requieren
d) La s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s el M é t o d o de N a l k e r . 2
una M e zc la
se h ará e M p l e a n d o
Rateriales 1.- C e M e n t o s P o r 1 1 and A S T M T ipo i "Sol* Peso Específico .................... 2.- A g u a* Potable,
de la red de s e r v i c i o
3. 15
p ú b l i c o de lea.
3.- A g r e g a d o Finos ....-
P e s o E s p e c í f i c o de «isa .......... Absorción ........... ................ C o n t e n i d o de hume da d .............. M ó d u l o de F i n e z a ...................
2.63 1.2% 0.8% 2.65
4.- A g r e g a d o G r u e s o i -
Perfil redondeado T a m a ñ o M á x i m o N o mi na l ............. P e s o Seco C o m p a c t a d o ............... P e s o e s p e c i f i c o de aasa ........... Absorción ........................... C o n t e n i d o de H u m e da d
1” 1620 k g / m 3 2.65 0.6% 1.3 <£
DISEÑO DE MEZCLAS
150 3
D e t e r m i n a c i ó n de la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o C o n o c i e n d o que la r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n de d is e ñ o e s p e c i f i c a d a es de 210 k g/ cm * a los 28 d ias y que la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r es de 25 k g / c m z , a p l i c a m o s las e c u a c i o n e s (7.4.1) y ( 7. 4 .2 ) . f 'cr f ' cr
« *
210 210
Seleccionando
♦ 1.34 ♦ 2 .33 el m ay o r
x 25 x 25
-35 «
244 k g / c m * 233 k g / c m z
de los d o s v a l or * ** f 'cr * 244 kg/ce*
4
S e le c c i ó n del T a m a ñ o M á x i m o n o m i n al del A g r e g a d o De a c u e r d o a las e s p e c i f i c a c i o n e s de obra, el a g r e g a do g ru e s o tiene perf il r e d o n d e a d o y un t a má ñ o m á x im o n om in al de 1".
5
S e le c c i ó n del a s e n t a m i e n t o De a c u e r d o a las e s p e c i f i c a c i o n e s , las c o n d i c i o n e s de c o lo c a c i ó n r e qu i e r e n que la m ez c l a tenga una c o n s i s tenc ia p l ás t i ca , a la q u e c o r r e s p o n d e un a s e n t a m i e n t o de 3- á 4*.
6
V o l u a e n U n i t a r i o de A gu a El v o l u m en u n i t a r i o de a gu a lo s e l e c c i o n a r e m o s de la Tabla 10.2.2, en la que se d e t e r m i n a que para un a g r e g a d o g r u e s o de p e r f il r e d o n d e a d o y t am añ o m áx i m o n o m in al de 1", en una mezcla de consistencia p l á st i ca , c o r r e s p o n d e un v o l u m e n u n i t a r i o de a gua de 178 1 t / m 3 .
7
S e l e c c i ó n del c o n t e n i d o de aire D es d e que se trata de un c o n c r e t o sin a i r e i n c o r p o rado, de la T ab l a 1 1. 2 . 1 se d e t e r m i n a que el c o n t e ni d o de a i r e a t r a p a d o para un a g r e g a d o g r ue s o de tamaño m á x i m o n o m i na l de Ia es de 1.5%
8
Relación agua-cemento Ho p r e s e n t á n d o s e en e s t e caso p r o b l e m a s de i nt em pe rismo ni de a t a q u e por s u l f a t o s , u o tr o tipo de a c ciones que p u d ie r an d a ñ a r el c o nc r e t o , se s e l e c c i o n a rá la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o ftnicimente por r e s i s t e n cia.
Selección de las proporciones por el método de Walker
151
Entrando * 1* T a b l a 12.2.2 para una resistencia promedio de 244 kg/ca* en un concreto sin aire i n c o r p o r a d o , se e n c u e n t r a u n a r e l a c i ó n a q u a - c e a e n t o por r e s i s t e n c i a de 0.63. 7
Factor c n a n t o .- F a c t o r
c e a e n t o - 1 7 8 / 0 . 6 3 « 283 k g / e 3 « 6 . 7 b l / a 3
10 C á l c u l o del v o l u a e n a b s o l u t o de la pa st a La s u a a de los v o l d a e n e s a b s o l u t o s i n t e g r a n t e s de la p as t a serás
de
los
eleaentos
V o l u a e n a b s o l u t o des C e s e n t o ................. 2 8 3 / 3 . 1 5 x 1 000 A g u a ..................... 178/1 x 1000 .- A i r e ..................... .1.5*
0 .0 9 0 a 3 0.1 7 8 ai3 0.0 1 5 a 3
.- S u aa de v o l ú a e n e t a b s o l u t o s o V o l u a e n a b s o l u t o de la pas t a .........
0 . 2 8 3 m*
11 V o l u a e n a b s o l u t o del a g r e g a d o El V o l u a e n a b s o l u t o del a g r e g a d o s er á igual u n i d a d s e nos el V o l u a e n a b s o l u t o de la p a s t a n .- V o l u a e n a b s o l u t o del a g r e g a d o .................... 1 - 0 . 2 8 3
a
la
* 0.717 a 3
12 P o r c e n t a j e de a g r e g a d o f i n o P a r a d e t e r a i n a r el r e l a c i ó n al v o l u a e n T a b l a 16.3.7.
p o r c e n t a j e de a g r e g a d o f in o total de a g r e g a d o e n t r a a o s a
en la
En d i c h a T a bl a , p ara a g r e g a d o g r u e s o r e d o n d e a d o con un t a aa ñ o a á x i a o n o a i n a l de 1* y a g r e g a d o f i n o con un a ó d u l o de f i n e z a de 2.65, e n c o n t r a d o s , p a r a un f a c t o r c e a e n t o de 6.7 s a c o s / a 9 , un p o r c e n t a j e de a g r e g a d o fi n o de 0 . 3 7 6 ó 3 7 . 6 2 13 V o l ú a e n e s a b s o l u t o s del a g r e g a d o Para deterainar los volúaenes absolutos de los a g r e g a d o s f i n o y g r u e s o , se d e b e r á M u l t i p l i c a r el p o r c e n t a j e de a g r e g a d o fi n o por el v o l u a e n a b s o l u t a to tal de a g r e g a d o , d e t e r a i n a n d o el v o l u a e n a b s o l u t o de a g r e g a d o f i n o y por d i f e r e n c i a con el v o l u a e n
DISEÑO DE MEZCLAS absoluto g rueso:
de
agregado,
el
volumen
absoluto
de a g r e g a d o
V o l u m e n a b s o l u t o des .- A g r e g a d o f i n o ........ 0 . 3 7 6 x 0 .7 1 7 .- A g r e g a d o g r u e s o ..... 0 . 7 1 7 x 0 . 270
* *
0.270 m 3 0 .4 4 7 m 3
P e s o s s e c o s de los a g r e g a d o s P e s o seco del a g r e g ad o : Fino ........... Grueso ........
0 .2 7 0 x 2 .6 3 x 1000 * 7 1 0 k g / m 3 0. 44 7 x 2 . 65 x 1000 » 1 1 8 5 k g / m 3
V a l o r e s de d i s e ñ o Las cantidades de materiales, calculadas por M é t o d o de W a l k e r , a ser e m p l e a d a s c om o valores d i s e ñ o s er á n : 283 C e m e n t o ...................... A gua d i s e ñ o ................. 178 A g r e g a d o f i n o seco ......... 710 A g r e g a d o g r u e s o seco ..... 1185 Corrección
el de
kg/m3 lt/m3 kg/m3 kg/m3
por h u m ed a d del a g r e g a d o
P e s o h úm ed o del a g r e ga d o: F in o ....................... G r u e s o ..................... A continuación del a g r e g a d o :
se
710 x 1 .009 716 k g / m 3 1 185 x 1 . 013 - 1200 k g / m 3
d e t e r m i n a la h u m e da d s u p e r f i c i a l
H u m e d a d s u p e r f i c i a l del: A g r e g a d o F i n o ............. • - A g r e g a d o G r u e s o .... .
0.8 - 1.2 * 1.3 - 0.6 *
- 0.4* + 0.7*
Y los a p o r t e s de hume da d de los a g r e g a d o s s er án : A p o r t e de h u m e d a d del: A g r e g a d o f i n o ........ A g r e g a d o g r u e s o .....
710 x (- 0.00 4) ■ - 3 l t / m 3 1185 x (♦ 0.007) « + 8 l t / m 3
.- A p o r t e de h u m ed a d de los a g r e g a d o s .- A gua e f e c t i v a Y
los
pesos
de
.................. los
materiales
« ♦ 5 lt/m3
178 - 5 - 173 l t / m 3 integrantes
de
la
Selección de los proporciones por el método de Walker unid ad c ú b i c a del a g r e g a d o , s erán i
153
de c on c r e t o , ya c o r r e g i d o s por h u m e d a d a ser e m p l e a d o s ' e n la m e z c l a de p r u e b a
C e a e n t o ...................... 283 A gua e f e c t i v a ............... 173 . - A g r e g a d o f i n o h ú m e d o ........ 716 A g r e g a d o g r u e s o h ú m e d o . . . . 1200
kg/m3 lt/m3 kg/m3 kg/m3
17 P r o p o r c i ó n en peso La p r o p o r c i ó n en peso de los m a t e r i a l e s sin c o r r e g i r y ya c o r r e g i d a por h u m ed a d del a g r e g a d o , s e r l m 293
710
--------
283
i
--------
1185 i
-----------
283
283 716 --- « --283 283 18 P e s o s por
«
1
*
2.51
4.19
*
26.6
/
I t / s a c o
283 1200 i ----- 283
1 * 2 .53 x 4 . 2 4 / 2 5. 8 l t / s a c o
t a n d a de un saco
.- R e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o de d i s e ñ o * 1 7 8 / 2 8 3 ■ 0 . 6 3 .- R e l a c i ó n a g u a - c e m e n t d e f e c t i v a “ 1 7 3 / 2 8 3 = 0. 61 Y las c a n t i d a d e s serán i . -
C e a e n to
de
materiales
...................................................
1
x
por 4 2 . 5
t an d a “
de
4 2 . 5
un
s ac o
k g / s a c o
.- Agua e f e c t i v a ......... * 2 5. 8 l t / s a c o •- A g r e g a d o f i n o h úm e d o . 2.53 % 4 2 . 5 3 1 08.0 k g / s a c o A g r e g a d o g r u e s o h úm ed o 4 .24 x 4 2 . 5 3 1 8 0 .2 k g / s a c o 19.4
EJEMPLO
N~ 2
1 Especificaciones Se d esea d e t e r m i n a r , e m p l e a n d o el llétodo de W a l k e r , las p r o p o r c i o n e s de los m a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de u n a m e zc l a de c o n c r e t o , la cual va ha ser e m p l e a d a en un e l e m e n t o e s t r u c t u r a l de una c i m e n t a c i ó n en la c i u d a d de Lurín, en una zona en la que el a g u a f r e á t i c a tiene una c o n c e n t r a c i ó n de 1200 ppm de s u l f a t a s . Las e s p e c i f i c a c i o n e s de o b r a indicans a) La r e s i s t e n c i a a la c o mp r e s i ó n de d i s e ñ o e s p e c i f i cada es de 245 k g/cm*. La d e s v i a c i ó n e s t á n d a r de la c o m p a ñ í a c o n s t r u c t o r a es de 30 k g / c m * .
154
DISEÑO DE MEZCLAS b) Las
c o n d i c i o n e s de c o l o c a c i ó n de c o n s i s t e n c i a s e c a .
requieren
una
Mezcla
c) Se e m p l e a r á en la p r e p a r a c i ó n de la M e z c l a c e m e n t o portland c o mb i n a d o T ip o 1P de la c l a s i f i c a c i ó n ASTI1 C 595. 2
Materiales 1.- C e men to : P o r t l a n d P u z o l á n i c o T ipo IP "ATLAS" •
- P es o E s p e c í f i c o
...............
2.96
2 .- Aguai De pozo. E.060
C ue p l e
con
los r e q u i s i t o s
de la N o r m a
3.- A g r e g a d o Fino: P e s o E s p e c í f i c o de m a s a ............ • - Absorción ... . . ................ .— C o n t e n i d o de h u m e d a d ............. .- M ó d u l o de F in e z a ...... .............
2.60 1.22 3 .,0 2.70
4 . - A g r e g a d o Gruesos Perfil redondeado T a m a ñ o Má xi m o N o m i n a l .............. 3/4" Peso Seco Compactado ............... 1650 k g / m 3 . - P e s o e s p e c í f i c o de « as a ............ 2.68 .............................. 0.8% Absorción C o n t e n i d o de H u M e d a d ............... 1.3% 3
D e t e r m i n a c i ó n de la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o C o n o c i e n d o q u e la r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n e s p e c i f i c ada es de 245 kg/cm* a los 28 d ía s y que la d e s v i a ción e s t á n d a r es de 30 k g / c m 2 , a p l i c a m o s las e c u a c i o n e s (7.4.1) y (7.4.2).
f * c^
-
245 245
♦ *•
1.34 x 30 2.33 x 30 - 35
■ 295 k g /c m * * 280 k g / c m *
S e l e c c i o n a n d o el m ay o r de los dos v al o r e s : f'*.. a 295 k g/ c m*
155
Selección de los proporciones por el método de Walker 4
Selección
del T a a a ñ o H á x i a o n o a i n a l del A g r e g a d o
De « c u e r d o a lai e s p e c i f i c a c i o n e s de obra, el a g r e g a do g r u e s o tiene p er f i l r e d o n d e a d o y un t a a a ñ o a á x i a o n o a i n a l de 3/4*. 5
S e l e c c i ó n del a s e n t a a i e n t o De a c u e r d o a las e s p e c i f i c a d o n e s , las c o n d i c i o n e s de c o l o c a c i ó n r eq u i e r e n que la a e z c i a te nga u n a c o n s i s t e n c i a seca, a la que c o r r e s p o n d e un a s e n t a a i e n t o de l* á 2*.
6
V o l u a e n U n i t a r i o de Agua El v o l u a e n u n i t a r i o de a g ua lo s e l e c c i o n a a o s de la T a b l a 10 .2 .2 , en la que se d e t e r a i n a q u e para un a g r e g a d o de perfil r e d o n d e a d o y t aa añ o a á x i a o n o a i n a l de 3 /4 * , en una a e z c i a de c o n s i s t e n c i a s ec a , c o r r e s p o n d e un V o l u a e n u n i t a r i o de a gua de 170 l t / a 3 .
7
S e l e c c i ó n del c o n t e n i d o de a i r e D e s d e que se t ra t a de un c o n c r e t o sin a i r e i n c o r porado, éntralos a T a bla 11.2.1, en la que se d e t e r a i n a que el c o n t e n i d o de a ire a t r a p a d o para un a g r e g a d o g r u e s o de taaa ñ o a á x i a o n o a i n a l de 3/4* es de 2%
8
Relación
a g u a - c e a e n t o por r e s i s t e n c i a
Se s e l e c c i o n a r á la r e l ac ió n a g u a - c e a e n t o por r e s i s t e n c i a en priaer lugar. E n t r a n d o a la T a b l a 1 2 .2 . 2 p a r a una r e s i s t e n c i a p r o a e d i o de 295 k g / c a z en un concreto sin a ire incorporado, se encuentra una r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o en peso de 0 . 56. 9
R e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o por d u r a b i l i d a d El concreto va a ser e a p l e a d o c oao p a r t e de un e l e a e n t o de c i m e n t a c i ó n en una zona en la q u e el a gu a f r e á t i c a tiene una c o n c e n t r a c i ó n de s u l f a t e s de 1200 ppa. E ll o exige d e t e r m i n a r la r e l a c i ó n a g u a - c v a e n t o por d u r a b i l i d a d . E n t r a n d o a la T ab l a 1 3 * 3 . 2 se e n c u e n t r a que para una e x p o s i c i ó n a s u l f a t o s a o d e r a d a , e n t r e 150 y 1500 ppa, c o r r e s p o n d e una r e l a c i ó n a g u a ceaento de 0.5. De la a i saa T abla se ceaento T ipo 1P es particular.
a p r e c i a que la adecuada
la s e l e c c i ó n del p ar a e ste caso
DISEÑO DE MEZCLAS
156 10 S e l e c c i ó n de la r e l a c i ó n
agua-cemento
Los cálculos nos han permitido determinar una r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o por r e s i s t e n c i a de 0 . 5 6 y una r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o por d u r a b i l i d a d de 0.5. P ar a cumplir ambas condiciones se s e l e c c i o n a el v a lo r meno r . La relación agua-cenento con la que se d e t e r m i n a r á las p r o p o r c i o n e s de la m e z c l a s e r á de 0. 5 0 en p e s o . 11 F a c t o r c em e n t o C o n o c i d o s el V o l u me n u n i t a r i o de agua, o a g u a de d i s eñ o, y la r e l ac ió n a g u a - c e m e n t o , p o d e m o s d e t e r m i n a r el f a ct o r ce me nt o s F a c t o r c e m e n t o « 1 7 0 / 0 . 5 0 = 340 k g / m 3 = B b l / m 3 12 C á l c u l o de V o l u m en a b s o l u t o de la pasta La s u m a de los v o l ú m e n e s a b s o l u t o s i n t e g r a n t e s de la p as t a serás
de
los
elementos
V o l u m e n a b s o l u t o des C e m e n t o ................. 3 4 0 / 2 . 9 6 t 1000 A g u a ..................... 170/1 x 1000 A i r e ..................... 2% .- S u m a de v o l ú m e n e s a b s o l u t o s o V o l u m e n a b s o l u t o de la p asta
0. 115 m 3 0.170 m3 0.020 m3 0.305 m 3
13 V o l u m e n a b s o l u t o del a g r e g a d o El V o l u m e n a b s o l u t o del a g r e g a d o será i g u a l a la u ni d a d m e n o s el V o l u m e n a b s o l u t o de la pasta. V o l u m e n a b s o l u t o del a g r e g a d o 1 - 0 .303 « 0 . 4 9 5 m 3 14 P o r c e n t a j e de a g r e g a d o f i n o P ar a d e t e r m i n a r el p o r c e n t a j e de a g r e g a d o relación al volumen absoluto total de e n t r a m o s a la T a b l a 1 6 . 3. 7.
f i n o en agregado
En d i c h a Tabl a, para a g r e g a d o g r u e s o r e d o n d e a d o con un t a m a ñ o m á x i m o n o m i n a l de 3 / 4 “ y a g r e g a d o f i n o con un m ó d u l o de f i n e z a de 2.70, se e n c u e n t r a , p a ra un c o n t e n i d o de c e m en t o de 8 b o l s a s por m etro c ú b i co , un p o r c e n t a j e de a g r e g a d o f in o de 36%
157
Selección de las proporciones por el método de Walker 15 V o l ú a e n e s a b s o l u t o s del a g r e g a d o
P a r a d e t e r a i n a r los v o l ú a e n e s a b s o l u t o s de los a g r e g a d o s f i n o y g r u e s o , aul t i pl i caíaos el p o r c e n t a j e de agregado f ino por el voluaen absoluto total de a g r e g a d o , d e t e r m i n a n d o el v o l u a e n a b s o l u t o de a g r e g a d o f i n o y por d i f e r e n c i a con «1 v o l u a e n a b s o l u t o de a g r e g a d o , el v o l u a e n a b s o l u t o de a g r e g a d o g r u e s o s V o l u a e n a b s o l u t o des .- A g r e g a d o f in o ......... .- A g r e g a d o g r u e s o ......
0.360 x 0.695 0.695 x 0.250
* 3
0.250 a3 0 . 4 45 a 3
16 P e s o s s e c o s de los a g r e g a d o s P e s o s e c o deis .- A g r e g a d o f ino .... 0 . 2 5 0 x 2 . 60 x 1000 ■ 650 k g / a 3 .- A g r e g a d o g r u e s o .. 0 .4 4 5 x 2 . 68 i 1000 » 1 1 9 3 k g/ a * 17 V a l o r e s de d i s e ñ o L as cantidades de M é t o d o de tialker, d i s e ñ o serini .■ .-
Ceaento — Agregado Agregado
aateriales, calculadas por a ser e a p l e a d a s coao valores
. . *................. A g u a d i se ñ o f ino se c o ........ g r u e s o s e c o .......
340 170 650 1 193
kg/a3 lt/a3 kg/a3 kg/a3
18 C o r r e c c i ó n por h u a e d a d del a g r e g a d o Peso
h ú me d o del a g r e g ad os
.- F i n o .......... .- G r u e s o ......... A continuación del a gr eg ad o s
se
650 x 1 .030 « 670 k g / a 3 1 193 x 1 . 0 1 3 - 1 208 k g / a 3 d e t e r a i n a la h u a e d a d s u p e r f i c i a l
H u a e d a d s u p e r fi c ia l deli • - A g r e g a d o fino ............. • - A g r e g a d o g ru e s o ........... Y
3.0 - 1.2 * 1.3 - 0.8 3
+ 1.8% + 0.5%
los a p o r t e s de h u a e d a d de los a g r e g a d o s s er án :
A p o r t e de huaedad del ag re g ad os
el de
DISEÑO DE MEZCLAS .- F ino .............. 6 50 x (♦ 0.01 8) » + 12 l t / m 3 G r u e s o ............ 1193 x (♦ 0.00 5) * + 6 l t / « 3 A p o r t e de h u aed ad de los a g r e g a d o Agua e f e c t i v a
........... .
* + 18 l t / a 3
170 - 18 » 152 l t / a 3
Y los pesos de los materiales integrantes de la u n i d a d c ú b i c a de c o n c r e t o , ya c o r r e g i d o s por h u m e d a d del agregado, a ser empleados en las mezclas de prueba serán s
C e m e n t o ...................... ■** Agua e f e c t i v a . . • • • • • . . . . . « A g r e g a d o fi n o h ú a e d o ...... Ag regado grueso hú medo....
340 152 670 1208
kg/m3 1 1/ m 3 kg/a3 kg/a3
C A P I T U L O SELECCION
DE
LAS
2 0
PROPORCIONES
DEL
CONCRETO METODO
DEL
MODU L O
COMBINACION 20 -X
1
DE
DE
FINEZA
DE
LA
AGREGADOS
ALCANCE
En «1 M é t o d o de Diseño del C o m i t é 211 del A m e r i c a n C o n c r e t e I n s ti t u t e , se d e t e r m i n a en p r i m e r lugar los c o n t e n i d o s de c e m en t o , agua, aire, y a g r e g a d o g r u e s o y, por d i f e r e n c i a de la s uma de v o l ú m e n e s a b s o l u t o s en r e l a c i ó n con la unid a d, el v o l u m e n a b s o l u t o y p e s o s e c o del a g r e g a d o fino. De e s t a m a ne r a, sea cual f u e r e la r e s i s t e n c i a d e s e a da, en tanto se m a n t e n g a n c o n s t a n t e s el t a m a ñ o m á x i m o n o m i n a l del a g r e g a d o g r u e s o y e l a ó d u l o de f i n e z a del a g r e g a d o fino, el c on t e n i d o total de a g r e g a d o g r u e s o en la m e zc l a será el mism o, i n d e p e n d i e n t e m e n t e del c o n t e n i d o de pasta.
2
E s t e h ec ho ha l l e v a d o a m u ch o s i n v e s t i g a d o r e s a c u e s t i o n a r el M é t o d o de D i s e ñ o del , ACI y b us ca r u n procedimiento en el cual la r e l a c i ó n f i n o - g r u e s o se modifique en función del contenido de pasta en c o n s i d e r a c i ó n al c o n t e n i d o de c e m e n to de ésta. Stanton Walk er , conjuntamente con el grupo de investigación del L a b o r a t o r i o de Concreto de la Universidad de Maryland, ha formulado un p r o c e d i m i e n t o de s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la u n i d a d cúbi c a de c o n c r e t o en el cual los p o r c e n t a j e s de a g r e g a d o f ino y g r ue s o se m o d i f i c a n en f u n c i ó n de sus p r o p io s m ó d u l o s de f i ne za , m e d i d a i n d i r e c t a de sus g r a n u l o m e t r i as y superficies especificas, a p a r t i r de la d e t er mi n a c i ón - del m ó du l o de f i ne z a de la m e j o r c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s para las c o n d i c i o n e s p l a n t e a d a s por las e s p e c i f i c a c i o n e s de obra.
3
En el m é to d o del m ó d u l o de f i ne z a de la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s , los c o n t e n i d o s de a g r e g a d o s f i no y grueso v a rí an para las diferentes resistencias, s i e n d o esta v a r i a c i ó n f u nc i ón , p r i n c i p a l m e n t e , de la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o y del c o n t e n i d o total de a gu a, e x p r e s a d o s a trav é s del c o n t e n i d o de c e m e n t o de la mezcla.
160
DISEÑO DE MEZCLAS Este método tiene c omo consideración fundamental, a d e m á s de lo ya « x p r t s t d o , la p r t m i s a de que el m ó d u l o de f i n e z a del a g r e g a d o , fino o g r u e s o , e e un í nd i c e de su s u p e r f i c i e e s p e c í f i c a y que en la m e d i d a q u e e sta a u m e n t a se i n c r e m e n t a la d e m a n d a de pasta, así como q u e si se m a n t i e n e c on s t a n t e la p as t a y se incrementa la f i ne z a del a g r e g a d o disminuye la r e s i s t e n c i a por a d h e r e n c i a . 4
Como consecuencia de las i n v e s t i g a c i o n e s r e a l i z a d a s se ha p o d i d o e s t a b l e c e r una e c u ac ió n que r e l a c i o n a el m ó d u l o de f i n e z a de los a g r e g a d o s f ino y g r u es o, asi c om o su p a r t i c i p a d ón porcentual en el volumen a b s o l u t o t otal de a g r e g a d o . A p l i c a n d o d i c h a e c u a c i ó n es p o s i b l e d e t e r m i n a r el v a l o r del m ó d u l o de f i n e z a de la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s mis c on v e n ien te pa ra c o n d i c i o n e s d a d a s de la m ezcla. Dicha ecuación m
■ r«.m*
+
esi r«.m,
...... ( 2 0 . 1 . 4 )
en el cuali m
...
m ó d u l o de g regados•
fineza
de la c o m b i n a c i ó n
de a -
m-r ...
m ó d u l o de
f i n e z a del a g r e g a d o
fino.
m« ...
m ó d u l o de
f i n e z a del a g r e g a d o
gr u es o .
r-r ...
P o r c e n t a j e de a g r e g a d o f i n o en r e l a c i ó n v o l u m e n a b s o l u t o total de a g r e g a d o .
r»
P o r c e n t a j e de a g r e g a d o g r u e s o en r e l a c i ó n al v o l u m e n a b s o l u t o total de a g r e g a d o .
...
al
Del a n á l i s i s de la e c u a c i ó n se p u ede d e d u c i r que el m ó d u l o de f i n e z a de una c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s f i n o y g r u e s o es igual a la s uma de los p r o d u c t o s de los m ó d u l o s de f i n e z a de cada i n g r e d i e n t e por la r e la c i ó n del v o l u m e n a b s o l u t o de cada i n g r e d i e n t e al v o l u m e n a b s o l u t o de t od o s los i n g r e d i e n t e s . 3
Aplicando la r e l ac i ón 2 0. 1. 4 es p o s i b l e o b t e n e r los diversos valores del módulo de fineza de la combinación de agregados que dan las mejores condiciones de trabajabilidad para diversos c o n t e n i d o s de c e m e n t o por m et r o c úb i c o de c o n c r et o . D i c h o s v a l o r e s están i n d i c a d o s en la T a bla 1 6.3.10.
Selección de las proporciones por el método del módulo de fineza de la combinación de agregados
161
Es i m p o r t a n t e s e ñ a l a r que los v a l o r e s de la Tabla están referidos a agregado angular y adecuadamente g r a d u a d o , con un c o n t e n i d o de v a c í o s del o r d e n del 35%. P a r a c o n d i c i o n e s d i f e r e n t e s se d eb e s e g u i r lo i n d i c a d o en la T ab la . 6
Se ha establecido que los agregados fino y grueso c o a p r e n d i d o s d e n t r o de las e s p e c i f i c a c i o n e s de la H o r « a A S T U C 33 d e b e n p r o du ci r c o n c r e t o s t r a b a j a b l e s , en c o n d i c i o n e s o r d i n a r i a s , c ua nd o el a ó du l o de f i n e z a de la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s se a p r o x i m a a los v a l o r e s de la T a b l a 1 6 .3.10. Del análisis de es t a T a bla se aprecia que es necesario conoc er , para determinar el aódulo de f i n e z a de la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s , el tamaño m á x i m o n o a i na l del a g r e g a d o g r u e s o y el c o n t e n i d o de c e a e n t o de la u n i d a d c&bi ca de c o n c r e t o . Es i a p o r t a n t e i g u a l m e n t e r e c o r d a r que los v a l o r e s de la T a b l a 1 6 .3 .1 0 c o r r e s p o n d e n a c o n c r e t o s sin aire i n c o r p o r a d o y p u e d e n p r o du c ir b u e n a s a e z c l a s c ua nd o se e m p l e a n los m é t o d o s de c o l o c a c i ó n y c o m p a c t a c i ó n u s u a l e s . Sin e m b a r g o , pueden ser a lgo s o b r e á r e n o s o s para n r empleados en pavimentos o en e s t r u c t u r a s en las que se u t i l i z a c o n c r e t o ci cl óp e o . Cuando las condiciones de colocación son muy f a v o r a b l e s los v a l o r e s toma do s de la T a b l a 16 .3 .1 0 p u e d e n i n c r e m e n t a r s e hasta 0.2. I g u a l m e n t e , c u a n d o se ha i n c o r p o r a d o a i re a la mezc l a , el v al o r t o m a d o de la T a b l a p u ede ser i n c r e m e n t a d o en 0.1 p ara o b t e n e r a d e c u a d o b e n e f i c i o de la i n c o r p o r a c i ó n de a i r e sobre la t r a b a j a b i 1 i d a d .
7
La proporción de a g r e g a d o fino, de m ó d u l o de f i n e z a c o n o c i d o , en r e l a c i ó n al v o l u me n a b s o l u t o t otal de a g r e g a d o n e c e s a r i o para, de a c u e r d o a la r i q u e z a de la m e z c l a , o b t e n e r un m ód ul o de f i n e z a d e t e r m i n a d o en la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s p ue d e ser c a l c u l a d a , tal c omo se i nd ic ó en el a c á p it e 1 6 .3 .1 0, a p a r t i r de la siguiente ecuación i m„
-
m
r f * ---------- x 100 ■« El el el
............. (20.1 .7)
v a l o r o b t e n i d o de esta e c ua c i ó n , m u l t i p l i c a d o por v o l u m e n a b s o l u t o de a g re ga do , nos p e r m i t e c on o c er v o l u m e n a b s o l u t o de a g r e g a d o fino. Por d i f e r e n c i a
162
DISEÑO DE MEZCLAS se p u ede g rueso.
determinar
el
volumen
absoluto
de
a gr e ga d o
A mb o s volúmenes absolutos, multiplicados por sus r e s p e c t i v o s p e s o s s ecos s ó l i d o s , p e r mi t e n c al cu l a r los p e sos s e c o s por u n id a d de v o l u m en del c on creto, de los a g r e g a d o s f i n o y g r u e s o .
20
-
1
2
A P L I C A C I O N
D E
L A S
A p l i c a c i ó n de la e c u a c i ó n
E C U A C I O N E S
20.1.4
P ara aclarar el e mp l e o de la ecuación 20.1.4 s u p o n g a m o s una d o s i f i c a c i ó n de m e z c l a en la que se ha de e m p l ea r a g r e g a d o f ino con un módu l o de fine za de 2 .72 y a g r e g a d o g r u e s o con un m ód ul o de fine za de 7.3; y en la que se d e s ea c o n o c e r el m ó d u l o de fineza de la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s . De a c u e rd o al d i s e ñ o e f e c t u a d o , la d o s i f i c a c i ó n los m a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de la u n id a d cúbici c o n cr et o , e x p r e s a d a en v o l u m e n a b s o l u t o, es des .- C e m e n t o .................. .- Agua de d i s e ñ o ........ Ai r e a t r a p a d o .......... .- A g r e g a d o P i n o s ec o .... .- A g r e g a d o g r u e s o seco .. La suma de los v o l ú m e n e s f in o y g r u e s o es i g ual ax S uma de v o l ú m e n e s a b s o l u t o s ...............
de de
0.101 0.182 0.015 0.275 0.427
m3 m3 m3 m3 m3
absolutos
de
0.273
0 . 4 27 * 0.702 m 3
+
los
a g r e g ad o s
Y los p o r c e n t a j e s de los a g r e g a d o s f in o y grueso, e x p r e s a d o s como pa rt e d e c i m a l del v o l u m e n a bs o lu t o total de a g r e g a d o , s e r l m .- A g r e g a d o f i no .......... .- A g r e g a d o g r u e s o
0 . 2 7 5 / 0 . 7 0 2 * 0 . 3 8 - 38% 0 . 4 2 7 / 0 . 7 0 2 * 0 . 6 2 ■ 62%
A p l i c a n d o la e c u a c i ó n 2 0 . 1 . 4 , se d e t e r m i n a que el m ó d u l o de f i n e z a de la c o m b i n a c i ó n de a g re g ad o s es, para e ste caso, igual as m
-
0 .38 x 2 . 7 2
+
0 . 62 x 7 .5 0
«
5.68
Selección de los proporciones por ei método dei módulo de fineza de la combinación de agregados Lueg o, *1 m ó d u l o de f i n e z a a g r e g a d o * s t r i igual a 3.68. 2
Aplicación
de
la
combinación
163 de
de la e c u a c i ó n 2 0 . 1 . 7
P a r a u n a m e j o r c o m p r e n s i ó n de la e c u a c i ó n 2 0 . 1 . 7 , c o n s i d e r e m o s una m e z c l a de c o n c r e t o en la que ya se ha d e t e r m i n a d o la n e c e s i d a d de e a p l e a r 320 kg de c e m e n t o por m e t r o c ú bi c o de c o n c r e t o , asi c omo un c o n t e n i d o de a gua de d i s e ñ o de 180 l it ro s por m e t r o c úbic o, p a r a un c o n t e n i d o de a i re a t r a p a d o de 12 En la m e z c l a se ha e m p l e a d o a g r e g a d o f in o con un m ó d u l o de f i n e z a de 2 .73 y a g r e g a d o g r u e s o de I a de t a m a ñ o m á x i m o n o m i n a l y un e ó d u l o de f i n e z a de 7 . 4 3. Se d e s e a c o n o c e r las c a n t i d a d e s de los a g r e g a d o s f i n o y g r u e s o s e c o s de la m e z cl a , e x p r e s a d a en p o r c e n t a j e del v o l u m e n a b s o l u t o total de a g r e g a d o . E n t r a m o s a la T a b l a 16.3 -1 0 p ara un c o n t e n i d o de c e m e n t o de 7.3 s a c o s ( 32 0/ 4 2. 3) y un a g r e g a d o g r u e s o de 1* de t a m a ñ o m á x i m o n o m in al , e n c o n t r a n d o un m ó d u l o de f i n e z a de la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s i g ual a 5.38. Con es t e v a l o r y los de los m ó d u l o s de f i n e z a de los agregados f i n o y g r ue s o, se puede calcular el p o r c e n t a j e de a g r e g a d o fifto e m p l e a n d o la e c u a c i ó n ( 20 . 1. 7) . 7. 4 3 - 3.38 r* - -------------- x 100 ■ 442 7.45 - 2.75 Por lo tant o , del total de a g r e g a d o de la m e z c l a , e x p r e s a d o en v o l u m e n a b s o l u t o , el 4 4 2 será a g r e g a d o fino y el 562 se r á a g r e g a d o grueso. C o n o c i d o s los p o r c e n t a j e s de a g r e g a d o s fi n o y g r u e s o y multiplicado« por el vo l u m en a b s o l u t o de a g r e g a d o , puede o b t e n e r s e el v o l u m e n a b s o l u t o de cada uno de ellos. Obtenido es t e y m u l t i p l i c a d o por el peso sóli d o se podrá d e t e r m i n a r el pe s o se c o de cada uno de los a g r e g a d o s . 20.3
1
EJEMPLO
N° X
Especificaciones
164
DISEÑO DE MEZCLAS Se de sea d e t e r m i n a r , a p l i c a n d o el M é to d o del M ó d u l o de F in e z a de la Combinación de Agregados, las p r o p o r c i o n e s de una m e z c l a de c o n c r e t o a ser e m p l e a d a en las T r i b u n a s del E s t a d i o M u n i c i p a l de la ciudad de C h im b ót e . Las e s p e c i f i c a c i o n e s de obra i nd i ca n t a)
La r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n de d i s e ñ o e s p e c i f i cada p ara el c o n c r e t o es de 24 5 k g / c m 2 a los 28 días. La desviación estándar de la compañía c o n s t r u c t o r a es de 28 k g / c m 2 .
b) Las c o n d i c i o n e s de c o l o c a c i ó n de c o n s i s t e n c i a p l á s t i c a . 2
requieren
una m e z c l a
Materiales 1.- C em e n t o s P o r t l a n d A STM T I P O 1 ■Pacasmayo" .- P es o E s p e c i f i c o ............... .......
3.12
2.- Aguas .- P o t a b l e , de la red
p ú b l i c a de la c i ud a d
3.- A g r e g a d o Finos •-
P e s o e s p e c í f i c o de masa . . . . . . . . . . . 2.68 A b s o r c i ó n ................................. 1.20% ................. 3 .0 0 % .- C o n t e n i d o de H u m e d a d .- M ó d u l o de F i n e z a ...................... 2.75
4.- A g r e g a d o Gr ue so s P e rf i l an gu la r * Tamaño Máximo Nominal P e s o s eco c o m p a c t a d o .............. P es o e s p e c í f i c o d e m a s a .......... Absorción ............................ .- C o n t e n i d o de h u m e d a d ............. .- M ó d u l o de F i n e z a ...................
•
3
1* 1650 k g / m 3 2 .62 0.4% 1.3% 7.02
D e t e r m i n a c i ó n de la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o C o n o c i e n d o que la r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n de d i s e ñ o e s p e c i f i c o es de 245 k g / c m * a los 28 d ía s y que la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r es de 28 k g / cm *, a p l i c a m o s las e c u a c i o n e s (7.4.1) y ( 7. 4 . 2) . 283 k g/ c m'
Selección de los proporciones por el método del módulo de fineza de la combinación de agregados f
- 243 ♦ 2 -3 3 x 28 - 33
165
« 275 kg/ca*
S e l e c c i o n a n d o el a a y o r de los dos v a l o r e s i f 4
- 2B3kg/ca*
S e l e c c i ó n del T a a a ñ o H á x i a o N o m i n a l del A g r e g a d o De acuerdo a las especificaciones de ag regado grueso tiene perfi l a n g u l a r y a á x i a o nomin al de 1".
5
obra, el un t a a añ o
S e l e c c i ó n del a s e n t a a i e n t o De a c u e r d o a las e s p e c i f i c a c i o n e s , las c o n d i c i o n e s de colocación requieren que la aezcla tenga una consistencia plástica, a la q ue corresponde un a s e n t a a i e n t o de 3" á 4".
6
V o l u a e n u n i t a r i o de a gu a El v o l u a e n u n i t a r i a de agua, o a g u a de d i s e ñ o , lo seleccionaaos de la T a bla 1 0 .2 ,1 , en la que se d e t e r a i n a que p ar a un agregado grueso de tamaño a á x i a o n o ain al de 1", en u na a e z c l a de c o n s i s t e n c i a plástica y sin aire incorporado, corresponde un v o l u a e n u n i t a r i o de 193 l t / a 3 .
7
S e l e c c i ó n del c o n t e n i d o de aire D on d e que se trata de un concreto sin aire i n c o r p o r a d o , de la Ta bl a 11.2 . 1 se d e t e r m i n a que el c o n t e n i d o de a ire a t r a p a d o para un a g r e g a d o g r u e s o de t a aa ñ o a áx i a o n o a i n a l de 1" es de 1. 52
8
Relación agua-ceaento No p r e s e n t á n d o s e en e x t e r n a que p u d i er a n ará la relación resistencia.
e st e c aso n i n g ú n tipo de a c ci ó n d a ñ ar el c o nc r e t o , se s e l e c c i o agua-reamen to únicamente por
E n t r a n d o a la T a b l a 12.2 .2 p ara una resistencia p r o a e d i o de 283 kg/ca* en un concreto sin a ir e i n co r p o r a d o , se a u e s t r a una r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o de 0.57. 9
F a c t o r C ea e nt o El f a c t o r c e aen to de la a ez cl a serás
166
DISEÑO DE MEZCLAS .- Fact o r c e m e n t o - 1 9 3 / 0 , 5 7 * 33? k g / m 3 - B b l / m 3 10 C á l c u l o del v o l u m e n
a b s o l u t o de la pasta
La tuaa de los v o l ú m e n e s a b s o l u t o s i n t e g r a n t e s de la pasta serás
de
los
elementos
V o l ú m e n e s a b s o l u t o s des 0.109 m 3 0.193 m3 0.015 m 3
. - C e m e n t o . 3 3 9 / 3 . 1 2 x 1000 •- Agua .... 193/1 x 1000 .. Aire ---- 1.5* ............
Suma de v o l ú m e n e s a b s o l u t o s o v o l u me n a b s o l u t o de la p asta .... ■ 0 . 3 1 7 m 3 11 V o l u m e n a b s o l u t o del a g r e g a d o El v o l u me n a b s o l u t o del a g r e g a d o es i qual m e n o s el v o l u m e n a b s o l u t o de la pastas V o l u m e n a b s o l u t o del a g r e g a d o 1 - 0 . 3 1 7
a la u n i d a d “ 0.683 m 3
12 C á l c u l o del m ó du l o de f i n e z a de la c o m b i n a c i ó n g req ados
de a-
E n t r a n d o a la T abla 1 6 . 3 . 1 0 con un c o n t e n i d o de c em en to de 8 « a c o s / m 3 y un tamaffo m á x i m o n o m in a l del a q r e q a d o de 1*, se e n c u e n t r a un v a l o r del m ó du l o de f i n e z a de la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s i q u a l a 5.41 m - 5.41 13 C á l c u l o del v a l o r de re conocido el valor del módulo de fineza de la combinación de agregados se p uede determinar el p o r c e n t a j e de a g r e g a d o f i n o en r e l a c i ó n el v o l u m e n a b s o l u t o t ot a l de a g r e g a d o . P ar a e l l o s a p l i c a m o s la e c u a c i ó n del a c á p it e 2 0 . 1 . 5 s - m Tf
■ -------
x 100
«, - *f 7 .02 - 5.41 rt - -------------- x 100 * 3 7 . 7% 7.02 - 2 . 7 5 14 C á l c u l o de los v o l ú m e n e s a b s o l u t o s del a g r e g a d o
167
Selección de tas proporciones por el método del módulo de fineza de la combinación de agregados
Voluaen absoluto del a g r e g a d o f i n o ....... 0 . 6 8 3 x 0 . 3 7 7 ■ 0 . 2 5 7 a 3 .- V o l u a e n a b s o l u t o del a g r e g a d o g r u e s o .... 0 . 6 8 3 x 0 . 6 2 3 » 0 . 4 2 6 a 3 13 P a s o s s e c o s de los a g r e g a d o s P e s o s e c o deis .- A g r e g a d o f i n o . . . . 0 . 2 3 7 x 2.68 x 1 0 0 0 « 689 k g / a 3 A g r e g a d o g r u es o . . 0 . 4 2 6 x 2 .62 x 1 00 0 ■ 1116 k g / a 3 16 V a l o r e s de d i s e ü o La s c a n t i d a d » » de m a t e r i a l e s , c a l c u l a d a s por el H é t o d o del N ó d u l o de F i ne z a de la C o a b i n a c i ó n de A g r e g a d o s , a ser e a p l e a d a s c omo v a l o r e s de d i s e ñ o se rá n i Cemento .................... 339 ...... .... .193 .- A g u a d* d i s e ñ o . - A g r e g a d o Fino seco ...... 689 .- A g r e g a d o G r u e s o s ec o .... 1116 17 C o r r e c c i ó n
por h u m e d a d del a g r e g a d o
P e s o h ú m e d o del .-
i
A g r e g a d o f ino ................ 689 x 1.03-0 A g r e g a d o g r u e s o ........ 1193 % 1 . 0 1 3 • 1209
A continuación agregados
se d e t e r a i n a
Huaedad superficial
la h u a e d a d
*7 10 k g / a * kg/a9
superficial
de
s
.- Del a g r e g a d o f i n o .......... Del a g r e g a d o g r u e s o ........ Y
kg/a3 lt/m3 kg/m3 kg/m3
3 .0 - 1.2 “ + 1.8% 1.3 - 0.4 * + 0 .9 %
los a p o r t e s de h u m e da d de los a g r e g a d o s s e r á n s
A p o r t e de h u m e d a d deis .-
Agregado fino
......
A g r e g a d o f ino ...»••
689 x (* 0 . 0 1 8 ) «
1193 x
(♦ 0 . 0 0 9 ) »
A p o r t e de h u me da d del agregado ................................ A g ua e f e c t i v a Y
los
pesos
de
............... los
+ 12
lt/m3
♦ 11
lt/a3
■ ♦ 23 l t /a
193 - 23 * 170 l t / a 3
materiales
integrantes
de
la
D/S£\0 DE MEZCLAS
168
u ni d a d c ú b i c a d* c o n c r e t o , ya c o r r e g i d o s del a gr e g a d o , a ser e m p l e a d o s en las p ru e b a se rá n x •- C e m e n t o ..................... .- Agua e f e c t i v a .............. . - A g r e g a d o F i n o h úm e d o .... A g r e g a d o G r ue s o h úm e d o ••
339 170 710 1209
por h umedad m e zcl as de
kg/m9 lt/m9 kg/ms kg/m9
18 P r o p o r c i ó n en peso La p r o p o r c i ó n mn peso dm los m a t e r i a l e s sin c or r e g i r y ya c o r r e g i d a s por h u m e da d del a g r e g a d o scrini 339 --- s 339
1116 689 ___ x ----- » 1 x 2 .0 3 x 3.29 / 24.1 339 33?
1209 339 710 - i i ----- * 1 s 2 .0 9 339 339 339
s 3.57 / 21 .3
1 t/saco
1 t/sa co
19 P es os por t a n d a de un t a c o •- R e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o de d i se ñ o * 1 9 3 / 3 3 9 * 0.37 Relación agua-cemen to efectiva Y las c a n t i d a d « * serán i ....-
materiales
por
t anda
de
C e « « n t o .................. 1 x 4 2.3 * 4 2.5 * 2 1 .3 Agua e f e c t i v a ........... A g r e g a d o F in o hú«e do .. 2 .09 x 42.5 * 8 8.8 A g r e g a d o G r ue s o h ú m e d o 3 .57 x 4 2.5 * 1 5 1 . 7
20. \ EJEMPLO
1
de
* 1 7 0 / 3 3 ? * 0.30 un
saca
k g /s ac o I t/ sa c o k g/ sa c o k g/ sa c o
N* 2
La c o m pa ñ ía c o n s t r u c t o r a "Pérez 4 L ó p e z A s o c i a d o s ” han o b t e n i d o la buena pro en la l i ci t a c i ó n para la c o n s t r u c c i ó n de la C e n t r a l T é r m ic a de H u i n a s c a s h i en las a l t u r a s del Cuzco. Las e s p e c i f i c a c i o n e s de la o bra i n d ic a n lo s i g ui e nt e s a) Las c a r a c t e r í s t i cas s í s m i c a s de la regi ón d e t e r minan una r e s i s t e n c i a a la c o m p r e s i ó n de d i se ñ o e s p e c i f i c a d a del o r den de 210 k g / c m 2 a los 7 días, para una r e l ac i ó n de r e s i s t e n c i a s 2 8/7 de 1.33.
Selección de los proporciones por el método del módulo de fineza de la combinación de agregados
169
b) L a s c a r a c t e r í s t i c a s de los elementos estructurales, la d i s t r i b u c i ó n del .acero y el e q u i p o de c o m p a c t a c i ó n a ser » « p i c a d o h acen r e c o m e n d a b l e el e m p l e o de m e z c l a s de c o n s i s t e n c i a p l á s t i c a . c) De a c u e r d o al c r o n o g r a m a de t r a b a j o , el p r o c e s o de v a c i a d o del c o n c r e t o se e f e c t u a r á e n t r « S e t i e a b r e y F e b r e r o . El r e g i s t r o p r o m e d i o de t e m p e r a t u r a s en la zona de los s i g u i e n t e s v a lo r e s « E n e r o ........ . 2 0 * C Febrero . 16 *C . 1 0 #C . -2*C M a y o ......... . -6 *C J u n i o ........ . - 1 0 *C d)
e)
2
Julio
.........
-3 * C 4 *C S e t i e m b r e .... 10*C O c t u b r e . ....... 12*C N o v i e m b r e .... 14 * C D i c i e m b r e .... 1 6 * C
La d e s v i a c i ó n e s t á n d a r y el c o e f i c i e n t e de v a r i a c ió n de la c o m p a ñ í a que ha g a n a d o la b u e n a pro están dados por los resultados de una obra an ter iori Muestra
f **
Muestra
f *«
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
303 291 236 345 352 302 298 264 300 282
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
356 305 298 278 296 287 314 308 310 279
Muestra
f '«=
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
263 325 295 287 292 278 295 292 301 308 312 328
La s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la m e z c l a d e b e r á h a c er se e m p l e a n d o el M é t o d o del M ó d u l o de F i n e z a de la C o m b i n a c i ó n del a g r e g a d o s .
Materiales 1.- C e m e n t o : .- P orti and A S T M T IPO 1 "Rumi.- P es o E s p e c i f i c o . . . . . . . . .......... . 2 .- A g u a a - A gu a de pozo. H o r m a E.060.
C ua p l e
con
los
3. 14
requisitos
de
la
DISEÑO DE MEZCLAS 3.- A g r e g a d o Fino: .-
P e s o u n i t a r i o s u e l t o ....... ....... P e s o u n i t a r i o c o m p a c t a d o ........... P es o e s p e c i f i c o de a a s a ............ C o n t e n i d o de H u m e d a d . . . . . . . . ..... Absorción ........................... ..... ............ M ó d u l o de F i n e z a
1635 1784 2 .6 3 3 . 3% 1.2% 2 .9 6
kg/a3 kg/a3
4.- A g r e g a d o G r u es os P er f i l a n g u l a r ............. P e so u n i t a r i o s u e l t o P e s o u n i t a r i o c o a p a c t a d o .......... • P es o e s p e c í f i c o de a asa ............ - C o n t e n i d o de H u a e d a d .- A b s o r c i ó n ................ . T a m a ñ o M á xi m o n o a i n a l ............. .- M ó d u l o de F i n e z a ................. .-
1733 k g / a 3 1842 k g / a 3 ....... 0 .2 % 0.7% 1 1/2" 7 .3 6
D e t e r m i n a c i ó n de la r e s i s t e n c i a de d i se ñ o Las especificaciones de d i se ñ o i n d ic an que, por ra z on e s de c o m p o r t a m i e n t o f r e n t e a 1 sismo, la central t érai ca d ebe tener u n a r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n de d is eñ o de 210 kg/ca* a los 7 días; i gu al m e n t e e s t a b l e c e n que la r e s i s t e n c i a a los 28 d ía s debe e s tar en un r e l a c i ó n de , 1.33 en r e l a c i ó n con la r e s i s t e n c i a a los 7 d ías. Por t a n t o la r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n de d i se ñ o e s p e c i f i c a d a a los 28 días será: f'e » 210 x 1.33 ■ 2 7 9 . 3 kg/cm* D e t e r m i n a c i ó n de la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o P ara la d e t e r m i n a c i ó n de la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o es n e c e s a r i o p r i m e r a m e n t e c o n o ce r la d e s v i a c i ó n e st á nd ar de la c o m p a ñ ía que va a e j e c u t a r el proyecto, d e t e r m i n a d a a p ar ti r de los r e s u l t a d o s o b t e n i d o s en p r o b e t a s e n s a y a d a s en una o bra a n t e r io r . El C u a d r o 2 0 .4 . 4 p r e s e n t a el c á l c u l o de la d es v i a c ió n e s t á n d a r y el c o e f i c i e n t e de v a r i a c i ó n e m p l e a n d o el m é t o d o u su al de d e t e r m i n a c i ó n de los m i s m o s a partir de los r e s u l t a d o s de las m u e s t r a s . Se o b t e n d r á los mismos r e s u l t a d o s si la d e t e r m i n a c i ó n se e fectúa m e d i a n t e un p r o g ra m a de c a l c u l a d o r a . A p a r t i r de los c á l c u l o s i n d i c a d o s en la T a b l a 20.4.4 se d e t e r m i n a que el v a l o r de la d e s v i a c i ó n e st án d a r ”s" es igual a 2 3.3 k g/ c m * .
2 .7 2
Selección de las proporciones por el método del módulo de fineza de la combinación de agregados CUADRO 20.4.4
9600 E X ......... EX/n E(X„ - X)* i 2 ......... V ..........
3 9 44 45 52 2 2 36 0 18 36 5 2 22 4 13 14 8 10 21 37 25 5 13 8 22 5 8 1 8 12 28
i
303 291 256 345 352 302 298 264 300 282 356 305 298 278 296 287 314 308 310 279 263 325 295 287 292 278 295 292 301 308 312 328
i
1 2 3 4 3 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
IX
X
X
Huvstra
9 81 1936 2025 2704 4 4 1296 0 324 3136 25 4 484 16 169 196 64 100 441 1369 625 25 169 64 484 25 64 1 64 144 784 16836
32 9600 300 k g / c a a 16836 16836/31 - 543.09 2 3 . 1 0 kg/c** */ X ■ 7.76%
172
DISEÑO DE MEZCLAS C o n o c i e n d o q u e 1 a r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n de d i s e ñ o e s p e c i f i c a d a es de 2 7 7 . 3 k g/ c m * a los 28 d ías y que la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r es de 2 3.3 k g / c m * , a p l i c a m o s las e c u a c i o n e s (7.4.1) y (7.4.2). f ' .r * 2 7 9 . 3 ♦ 1.34 x 2 3 . 3 f*«.. * 2 7 9 * 3 + 2.33 x 2 3 . 3
* 311 - 35
kg/cm*
*
299 k g / c m *
S e l e c c i o n a n d o el m ayor de los dos v a l o r e s : fe5
- 311 k g /c m *
S e l e c c i ó n de la t e m p e r a t u r a En el a c á p i t e 2 0 . 4. 1 ( c) se dan las t e m p e r a t u r a s en la z ona p ara los d i f e r e n t e s me ses del año. Se o b s e r v a que en los m es e s de v a c i a d o del concreto, entre s e t i e m b r e y f eb re r o, la t e m p e r a t u r a a m b i e n t e e stá por e n c i m a de los 0*C por lo que no se p r e s e n t a r í a n p r o b l e m a s de c o n g e l a c i ó n en esta e t ap a . Sin embargo, se a p r e c i a i g u a l m e n t e , en el m is mo a c á p i t e , -que la t e m p e r a t u r a p uede l l eg a r a v a l o r e s de ^ 1 0* C en el mes de J un io , lo que significaría p r o c e s o s de c o n g e l a c i ó n en p r e s e n c i a de hume d a d. La p o s i b i l i d a d de que se p r e s e n t e n e s t o s p r o c e s o s hace r e c o m e n d a b l e el e m pl e o de aire i n c o r p o r a d o en la m e zc la , debiendo considerarse una condición de ex p o s i c i ó n se v er a .
6
T a m a ñ o fláximo Nomin al del A g r e g a d o De a c u e r d o a la g r a n u l o m e t r í a del pecificaciones sobre m a t e r i a l e s , n o m i n a l del a g r e g a d o es de 1 1/2".
7
a g r e g a d o y las e s el t a ma ñ o m á xi m o
S e l e c c i ó n del a s e n t a m i e n t o De a c u e r d o a las e s p e c i f i c a c i o n e s es r e c o m e n d a b l e el e m p l e o de u n a m e z c la de c o n s i s t e n c i a p l á s t i c a , a la que c o r r e s p o n d e un a s e n t a m i e n t o de 3" á 4 “.
8
V o l u m e n U n i t a r i o de A gu a El v o l u m e n u n i t a r i o de a gu a lo s e l e c c i o n a m o s de la T a b l a 1 0 . 2 . 1 , en la q u e se d e t e r m i n a q u e para un a g r e g a d o g r u e s o de t a ma ñ o m á x i m o n o m i n a l de 1 1/2", en una m e z c l a de c o n s i s t e n c i a plástica con aire i n c o r p o r a d o , c o r r e s p o n d e un v o l um e n u n i t a r i o de agua de 165 l t / m 3 .
Selección de las proporciones por el método del módUc de fineza de la combinación de agregados 9
173
C o n t e n i d o de A ir * D e s d e que se t r a t a de un c o n c r e t o con a i r e i n c o r p o r a d o , de la T a b l a 11.3.1 se d e t e r m i n a q u e el c o n t e n i d o de a i r e t otal para una c o nd i c ió n de e x p o s i c i ó n s e v e r a y un a g r e g a d o g r u e s o de un taaa ñ o m á x i m o n o m i nal d e 1 1/2" es de 3.52.
10 R e l a c i ó n
a g u a - c e n e n t o por r e s i s t e n c i a
P r e s e n t á n d o s e en e s t e caso la p o s i b i l i d a d de a c c i o n e s e x t e r n a s d e b i d a s al p r o c e s o de c o n g e l a c i ó n , la s e l e c ción a g u a - c e m e n t o por r e s i s t e n c i a d e b e r á ser s e l e c c i o n a d a para un c o n c r e t o con a ire i n c o r p o r a d o . E n t r a n d o a la T a b l a 12.2 . 2 en la c o lu m na de c o n c r e t o con a i r e i n c o r p o r a d o , se e n c u e n t r a una r e l a c i ó n a guac e i e n t o por r e s i s t e n c i a de 0 .45 para una r e s i s t e n c i a p r o m e d i o de 311 k g / c m * 11 R t l a c i ó n
i g u i - c c a e n t o por d u r a b i l i d a d
La T a b l a 1 3 . 2. 3 i n d i c a que cu an d o las c o n d i c i o n e s de e x p o s i c i ó n c o r r e s p o n d e n a c o nc r e t o s e x p u e s t o s a p r o c e s o s de c o n g e l a c i ó n y d e s h i e l o en c o n d i c i ó n húaeda c o r r e s p o n d e , para el caso de e l e a e n t o s e s t r u c t u r a l e s , u na r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o m á x i m a de 0.5. 12 R e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o s e l e c c i o n a d a C o n o c i d a s la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o por r e s i s t e n c i a , q ue es de 0 . 45, y la rela c i ón a g u a - c e a e n t o por d u r a b i l i d a d , que es de 0.5, se s e l e c c i o n a r á el me no r de los d o s v a l o r e s que p e r ai t e s a t i s f a c e r a a b a s c o n d i c i o n e s . La r e l a c i ó n agua-ceaento s e l e c c i o n a d a será 0.43 13 F a c t o r C e m e n t o El f a c t o r c e m e n t o de la m e z c l a serái .- F a c t o r
c e m e n t o « 1 6 5 / 0 .45 * 367 k g / a 3 * 8 . 6 s a c o s / a 3
14 C á l c u l o del v o l u m e n a b s o l u t o de la pasta La s u m a de los v o l ú m e n e s a b s o l u t o s i n t e g r a n t e s de la p as t a será« V o l u m e n a b s o l u t o det
de
los
elementos
DISEÑO DE MEZCLAS C * a * n t o ........ 3 6 7 / 3 . 1 4 x 1000 Agua ............ 169/1 x 1000 Air* ............ 5.5%
-
0.117 m3 0.163 a 3 0.055 m3
V o lu me n a b s o l u t o d* la p as t a
*
0.337 m3
15 V o l u me n a b s o l u t o d*l a g r e g a d o El v o lum en a b s o l u t o del a g r t g t d o es igual m e n o s el v o l u m e n a b s o l u t o de la pastas
a la u ni d a d
.- Volumen absoluto del agregado
*
1-0.337
0 .6 6 3
m 3
16 C á l c u l o del m ó d ul o de f i n e z a de la c o m b i n a c i ó n de agregados E n t r a n d o a la Ta bla 1 6 . 3 . 1 0 con un c o n t e n i d o de c e me nt o de 8 . 6 s a c o s / « 3 y un t am a ñ o m á x i a o n o m i n a l del a g r e g a d o de 1 1 / 2 “, se e n c u e n t r a un v alor del m ó d u l o de f i n e z a de la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s igual a 5.75 m - 5.75 17 C á l c u l o del va lo r de r+ C o n o c i d o el v al o r del m ó d u l o de f i n e z a de la c o m b i n a ción de a g r e g a d o s se p u e d e d e t e r m i n a r el p o r c e n t a j e de a g r e g a d o f ino en r e l a c i ó n el v o l u m e n a bs o lu to t o tal de a g r eg ad o . P ara e l l o s a p l i c a m o s la e c ua ci ón del a c á p i t e 2 0 .1 .5 S mQ - m r* - ------- x 100 m v - m* 7.36 - 5.75 r* * -------------- x 100 - 3 6 . 6 % 7 .36 - 2.96 18 C á l c u l o de los v o lú m e n e s a b s o l u t o s del a g r e g a d o V o l u ee n a b s o l u t o deis • ~ A g r e g a d o f in o . 0 . 6 6 3 x 0 . 3 6 6 * 0 . 243 m 3 .- A g r e g a d o g r u e s o ....... 0 . 6 6 3 x 0 . 6 34 * 0. 42 0 m 3 1? P e s o s s e cos del a g r e g a d o P e s o seco deis A g r e g a d o f in o ... 0 . 2 4 3 x 2. 6 5 x 1000 * 644 k g / m 3 A g r e g a d o g r ue s o . 0 . 4 2 0 x 2. 7 2 x 1000 * 1142 k g / m 3
175
Selección de las proporciones per el método del módulo de fineza de la combinación de agregados 20 V a l o r e s de d i s e ñ o .-
Las c a n t i d a d e s de m a t e r i a l e s , c a l c u l a d a s por ei M ét o d o del M ó d u l o de F i n e z a de la C o a b i n a c i ó n de A g re g a d o s , a ser e m p l e a d a s c omo valores- de d i s e ñ o serán i •
** Cemento .................367 Agua de d i s e ñ o ............ 165 l t / m 3 ........ 6 4 4 k g / m 3 A g r e g a d o F i n o s eco . - A g r e g a d o G r u e s o s ec o .... 1 1 4 2 k g / m 3
kg/m
21 C o r r e c c i ó n por h u e e d a d del a g r e g a d o P e s o húme do delx .......... Agregado fino .- A g r e g a d o g r u e s o ........ A continuación del a g r eg ad os
se
644 x 1 . 0 3 5 * 667 k g / a 3 1142 x 1 . 0 0 2 * 1144 k g / a 3
determina
la
humedad
superficial
H u m e d a d s u p e r f i c i a l delx .Y
A g r e g a d o f i n o ...............3.5 - 1.2 ■ + 2 .3 % Agregado grueso ...... 0 . 2 - 0.7 ■ - 0 . 5 % los a p o r t e s de h u m e d a d de los a g r e g a d o s serána
A p o r t e de h u m e da d delx .-
A g r e g a d o f i n o ...... 644 x ( + 0 . 0 2 3 ) Agregado grueso .... 1142 x (- 0 . 0 0 5 )
.- A po r t a de h u m e d a d del a g r e g a d o .- Agua e f e c t i v a
.................
.......
* ♦ 15 * 6 ■♦
lt/m3 lt/m3
? lt/m3
165 - 9 * 156 l t / m 3
Y los pesos de los m a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de la un i d a d cúbica de c o n c r e t o , ya c o r r e g i d o s por h u m e d a d del a g regado, a ser e m p l e a d o s en las m e z c l a s de prue b a serán x .- C e me n t o ........... ... . - A gua e f e c t i v a .............. . - A g r e g a d o F i n o h ú me d o .... .- A g r e g a d o G r u e s o h ú me d o ..
367 156 667 1144
kg/m3 lt/m3 kg/m3 kg/m3
22 P r o p o r c i ó n en peso La p r o po r c i ó n en peso de los m a t e r i a l e s sin c o r r e g i r y ya c o r r e g i d a s por h u m e da d del a g r e g a d o serán:
176
DISEÑO DE MEZCLAS 367 644 --- i --367 367
1142 s ----- 367
1 *1 - 7 3
«
3-11 / 19.2 1 t/saco
367 667 --- i --367 367
1144 * ----- « 367
1 :1 .8 2
i
3 .12 / 18.1
l t/saco
23 P e s o s por tanda de un saco R e l a c i ó n a g u a - c e e e n t o de d i s e ñ o * 1 6 3 / 36 7 * 0.45 Relación agua-ceeento efectiva * 1 5 6 / 36 7 » 0.43 Y las c a n t i d a d e s de « a t e r í a l e s por tanda de un saco s e rán i
.
20 -5
1
C e e e n t o .................. 1 x 42.5 * 4 2 . 5 A gu a e f e c t i v a .......... » 18.1 - A g r e g a d o F in o h ú a e d o .. 1.82 x 42.5 = 77.4 A g r e g a d o G r u e s o hCtaedo 3 .1 2 x 42.5 «132.6 EJEMPLO
kg/saco lt/saco kg/saco kg/saco
W 3
Especificaciones Se d e s e a d i s e ñ a r la « e z c l a en un e l e « e n t o e s t r u c t u r a l d e b a j o del nivel del s u e l o expuesta a A t a q u e moderado
de el en de
c o nc r et o a s er e « p le ad a cual va a e s t a r u bicado una zona q ue va a estar a guas s u l f at a da s .
C o n s i d e r a c i o n e s e s t r u c t u r a l e s e xi ge n que el concreto t e n g a a los 28 d ías una r e s i s t e n c i a a la co«presión p r o m e d i o del o rden de 280 kg/c e* ; así c o m o que la m e z c l a tenga una c o n s i s t e n c i a plástica, a la cual c o r r e s p o n d e un a s e n t a a i e n t o de 3 ” á 4 a . 2
Materiales 1.- C ee e n t o t P or ti and ASTP1 T IPO II “A nd in o * P eso E s p e c í f i c o ..................
3.14
2 .- Aguas Ag u a de pozo que cueple nes de la N o r m a E.060. 3.- A g r e g a d o Finos
con
las e s p e c i f i c a c i o
Seleccióci de las proporciones por el método del módulo de fineza de la combinación de agregados
177
P e s o u n i t a r i o s u e l t o seco . .. 1580 k g / m 3 P e s o u n i t a r i o c o m p a c t a d o seco .. 1810 k g / m 3 P e s o e s p e c í f i c o de aasa .... ... 2.63 C o n t e n i d o de H u m e d a d ........ . . . 3 . 5 % Absorción ................... . 1 .2 % H ó d u l o de F i n e z a ............. 2.57 4.- A g r e g a d o Oruesoi P e rf i l r e d o n d e a d o .- P e so a p a r e n t e s u e l to seco ....... P e so a p a r e n t e c o m p a c t a do seco .. P e so e s p e c í f i c o de aasa ......... ............. C o n t e n i d o de H u m e d a d Absorción ........................... M ó d u l o de F i n e z a .................. T a m a ñ o M á x i m o n o m i n a l ............. 3
1480 k q / m 3 1688 k g / m 3 2.60 1.2 5% 0 .7 3 % 6.67 3/4"
P r o c e d i m i e n t o de d i s e ñ o La n e z c l a será d i s e ñ a d a s i gu i e n d o las r e c o m e n d a c i o n e s del H é t o d o dal M ó d u l o de F in e z a de la C o m b i n a c i ó n de Agregados.
4
Resistencia Promedio Las e s p e c i f i c a c i o n e s indican que el c o n c r e t o d-ebe tener a los 28 d í a s u n a r e s i s t e n c i a a la c o m p r e s i ó n p r o o e d io de 280 k g / c m * .
5
Taaa ño M á x i m o N o m i na l del A g re g a d o De a c u e r d o a las c a r a c t e r í s t i cas del a g r e g a d o g r um s o, determinadas en el l a b o r at o ri o , el tama ño m á xi m o n o m in al del ai sao es de 3 / 4 ”.
6
S e le c ci ó n del a s e n t a m i e n t o De a c u e r d o a las recomendaciones de o b ra, es r e c o m e n d a b l e una m e z c l a de c o n s i s t e n c i a p l á s t i c a , a la que c o r r e s p o n d e un a s e n t a m i e n t o de 3" á 4 a .
7
C o n t e n i d o de aire a t r a p a d o No e x i s t i e n d o problemas de conqelación no es n e c e s a r i o i n c o r p o r a r a ire a la m e z c la . El p o r c e n t a j e d* aire a t ra p a do , para un concreto sin aire i n c o r p o r a d o cuyo t a m a ñ o «ázi m o n o m i n a l es de 3/4", es, de a c u e r d o a la T a b l a 11.2.1, de 2%.
DISEÑO DE MEZCLAS
17 8 8
V o l u m e n u n i t a r i o de aqua Tratándose de un agregado grueso redondeado, entramos a la Tabla d e t e r m i n a r el v o lua en u n i t a r i o de agua. En d ic h a T a b l a se de 3" á 4", en un p erfi l r e d o n d e a d o , c úb ic o de c o n c r e t o
9
de perfil 10 .2 . 2 para
e n c u e n t r a que para un a s e n t a m i e n t o tamaño m á x i m o n o m i n a l de 3 / 4 By un c o r r e s p o n d e IBS l i t r o s por a e t ro como a gu a de d is eñ o .
R e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o por r e s i s t e n c i a E n t r a n d o a la T abla 12.2.3, p r e p a r a d a p o r la N a ti o n a l R e a d y H lx e d C o n c r e t e A s s o c i a t i o n , se d e t e r m i n a que p ara una r e s i s t e n c i a p r o m e d i o a los 28 días de 280 k g /c m * y un agregado grueso cuyo tamaño m áx i m o n o m in a l es de 3/4", c o r r e s p o n d e una r e l a c i ó n a g ua c e m en t o por r e s i s t e n c i a de 0.38.
10 R e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o por d u r a b i l i d a d El c o n c r e t o va a e star e x p u e s t o a a t a q u e m o d e r a d o de s ul f at o s . E n t r a n d o a la T a b l a 13.3.2, p a r a e x p o s i c i ó n m o d e r a d a a los s u l fa to s , se d e t e r m i n a q u e la r e l ac i ó n agua-cemento m á x i ma en p eso d ebe ser de 0.3. I g u a l m e n t e se a p r e ci a que los T i p o s d e ceme nt o a emplearse d eben ser el Tipo II, o los cementos c o m b i n a d o s T ip o IP y IPM. 11 R e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o s e l e c c i o n a d a C o n o c i d a s las r e l a c i o n e s a g u a - c e m e n t o por r e s i s t e n cia, cuyo v a l o r es de 0.58, y la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n to por d u r a b i l i d a d , cuyo v a l o r es de 0 . 5 0 , se s e l e c c i o na r á el me no r de los dos v a l o r e s que permite s a t i sf a ce r a m b a s c o n d i ci o ne s . La r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o s e l e c c i o n a d a s er á de 0.50. 12 F a c t o r C e m e n t o El f ac t o r c e m e n t o de la m e z c l a serás F ac t o r c e m e n t o * 1 8 5 / 0 . 5 0 * 37 0 K g / m 3 * 8 . 7 b o l s a s / m 3 13 V o l u me n a b s o l u t o de la pasta La suma de los v o l ú m e n e s a b s o l u t o s i n t e g r a n t e s de la pasta serát V o l um e n a b s o lu t os
de
los
e l e m e nt o s
179
Selección de los proporciones por el método del móddo de fineza de la combinación de agregados ..-
C e m e n t o ................. A g u a de d i s e ñ o ........ A i r e a t r a p a d o .......... Volumen
14 V o l u m e n
3 7 0 / 3 . 1 4 x 1 000 185/1 x 1 000 2.02
a b s o l u t o de la pasta
* 0 .1 1 8 m 3 * 0 .185 m 3 * 0 .020 m 3
............
= 0 .323 a 3
a b s o l u t o del a g re g a d o
El v o l u m e n a b s o l u t o del a g r e g a d o total es igual u n i d a d m e n o s el volu me n abso luto de la pasta: Volumen
a la
a b s o l u t o del a g r e g a d o * 1-0 325 *0.6 75 a 3
15 flódulo de f i n e z a de la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s E n t r a n d o a la Tabla 16.3 . 10 con un c o n t e n i d o de c e a e n t o de 8 . 7 bolsas por m etro c ú b i c o y un tamaño máximo nominal del agregado grueso de 3/4", se encuentra un valor del módulo de firmeza de la c o m b i n a c i ó n de a gr e g a d o s igual a 5.17. m - 5 .1 7 16 C á l c u l o del v a l o r de r f Conocido el v al o r del módu lo de fineza de la c o a b i n a c i ó n de a g r eg ad o s , así c omo los m ó d ul o s jde f i n e z a de los agregados,, f ino y g r u e s o , d.e puede d e t e r m i n a r el p o r c e n t a j e de a g r e g a d o f i n o en r el ac ió n al v o l u m e n a b s o l u t o total de a g r e g a d o . Pa ra e llo se a p l i c a r á la e c u a c i ó n indic ad a en el a c á p i t e 20.1.5: m„ - a rf =■ ------- x 100 lg
“ *
-r
6 .67 - 5.17 r+ » -------------- x 100 * 36.62 6.67 - 2.57 17 C á l c u l o de los v o l ú me n e s a b s o l u to s del a g r eg a d o V o l u m e n a b s o l u t o del: .-
Agregado
fino
.........
.- A g r e g a d o g r u e s o 18 P e s o s secos P e s o s eco
del
d e l
x
0.673
x 0.366
«
0.247
ma
........ 0.6 7 5 - 0 . 2 4 7 " 0.428 m 3
agr e g a d o
DISEÑO DE MEZCLAS
180
. - Ag r e g a d o f ino ••• 0 . 2 4 7 x 2 .6 3 x 1 000 * 650 k g / » 3 . -A g re g a do g ru es o • 0 . 4 2 8 x 2 . 6 0 x 1000 3 1113 k g / a 3 1? V a l o r e s de d is e ñ o Las c a n t i d a d e s de M a t e r i a l e s por u n i d a d c ú b i c a de conc re t o, a ser e m p l e a d a s c o m o v a l o r e s de d is eñ o , serán s .•-
C e a e n t o ...................... 370 Agua de d is eñ o ........... 185 A g r e g a d o F ino s eco ...... 650 A g r e g a d o G ru es o s ec o .... 1 11 3
20 C o r r e c c i ó n
kg/a3 lt/a3 kg/a3 kg/a3
por huaedad del a g r e g a d o
P eso húmedos .- Del a g r e g a d o fino .... .- Del a g r e g a d o g r u e so A continuación del a g r e g a d o .
se
650 x 1 . 0 3 5 0 8
673 k g / a 3
.. 1113 x 1 . 0 1 2 5 * 1127 k g / a 3
deteraina
H u a e d a d S u p e r f i c i a l deis .- A g r e g a d o f i n o ...... .- A g r e g a d o grue s o ....
la
h u a e da d
superficial
3.5 - 1.2 * + 2.3% 1 .25 - 0 . 9 3 * + 0 . 3 2%
Y los a p o r t e s de h u a e da d de los a g r e g a d o s A p o r t e de huaed ad deis .- A g r e g a d o fino ..... A g r e g a d o fino .....
6 5 0 x <+ 0 . 02 3 ) « ♦ 15 l t / » 3 1 127 x (- 0 . 0 0 3 2 ) * + 4 i t / a 3
.- A p o r t e de huaedad del a g r e g a d o Y el v a l o r será des
del
Agua e f e c t i v a
seráni
agua e f e c t i v a
* ♦ 19 l t / a 3
a ser
......... ........
utilizada
185 - 1 9 »
en o b r a
166 l t / n 3
Y los p e sos de los d i f e r e n t e s m a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de la u n i d a d cúbica de c o n c r e t o , ya c o r r e g i d o s por huae d a d del agregado, a ser e a p l e a d o s en las a e zc l as de prue ba serán s C e a e n t o ......................... 370 k g/ a* A gua e f e c t i v a .................. 166 lt/a3 . - A g r e g a d o Fino h ú a e d o .......... 673 kg/a3 . - A g r e g a d o Grue s o h ú a e d o ....... 1 127 k g / a 3
Selección de ios proporciones por el método del módJo de fineza de la corvanadón de agregados
1 8 1
21 P r o p o r c i ó n en peso La p r o p o r c i ó n in p eso de los « a t e r í a l e » , sin c o r r e g i r y ya c o r r e g i d * por h u a e d a d del a g r e g a d o , s erán t 370 630 --- s --370 370
1113 i ----- 370
1
j
1.76
« 3 / 21.2
370 673 1127 --- * ---- s ----- * 370 370 370
1
*
1.82
: 3.1 / 1? l t / s a c o
1 1/ s a c o
22 P es o s por t a n d a de un s ac o •
- R e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o de d i se ñ o * 1 8 3 / 3 7 0 M 0 . 5 0 Relación
agua-ceaento efectiva
* 166/370 * 0.45
Y las c a n t i d a d e s de m a t e r i a l e s por t a nda de serán i .- C e a e n t o 1 x 42 . 3 ■ 42 . 3 * 19.0 Agua ef ec tiva .- A g r e g a d o F i n o h ú n e d o 1.82 x 4 2 .5 * 77.4 3.10 x 42 . 5 * 1 3 1 . 8 .- A g r e g a d o G r u e s o h ó a e d o 2 0 . 6 1
E J E M P L O
N *
un
saco
kg/saco lt/saco kg/saco kg/saco
4
Especificaciones Se d e s e a c o n j c e r el aód ción de a g r e g a d o s f in o concreto, en la cual valores s
lo de f i n e z a de la c o a b i n a y grue s o de una n e z c l a de se c o n ocen los siguientes
V o l u m e n u n i t a r i o de agua .............. 200 l t / a 3 R e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o de d i s e ño ..... 0 . 6 2 F a c t o r b /b„ .............. ...... ....... 0 .6 5 .- A i r e
atrapado
......................
A g r e g a d o Fino .- P s so e s p e c í f i c o 2*72 P £ so s u e l t o seco 1785 kg / » 3 P a s o c o n p a c t a d o s e co 1832 k g / a 3 . - C o n t e n i d o de h u a e d a d 2.0% .-Absorción 0.8% .- M ó d u l o de f i n e z a 3.20
2%
Agregado grueso 2-65 1635 k g / a 3 1713 k g / a 3 1.2% 0.5% 6.90
DISEÑO DE MEZCLAS
182 2
3
Con t en id o de ceaen to En p ri a e r lugar c a l c u l a a o s «1 la a ez cl as
contenido de
c e m e nt o de
.- C o n t e n i d o de c e m e n t o
200/0.62
323 k g / a 3
Voluaen
....
*
a b s o l u t o del a g r e g a d o
C o n o c i d o s los c o n t e n i d o s de c eaen t o , a g u a y aire, se p u ede d e t e r m i n a r el v o l u a e n a b s o l u t o de pasta y por diferencia con la u n i d a d el voluien absoluto de a g r e g ad o s Voluaen
a b s o l u t o des *
0 .1 0 3 a 3 0 .2 0 0 a 3 0.020 a3
.- S ua a de v o l ú a e n e s a b s o l u t o s * V o l u a e n a b s ol u to del a g r e g a d o * 1 - 0 . 3 2 3 »
0. 32 3 a 3 0. 67 7 a 3
C e a e n t o ............. A g u a ................. A ire .................
4
3 2 3 / 3 . 1 5 x 1000 2 00/1 x 1000 2%
V o l u a e n a b s o l u t o del a g r e g a d o f i n o En p ri ae r lugar se d ebe deterainar el v ol u a en a b s o l u t o de a g r e g a d o g r u es o , a p ar t i r de su peso u n i t a r i o seco c o a p a c t a d o y del c o e f i c i e n t e b/b«,. •- P eso del a g r e g a d o g r u e s o s eco en la u ni da d c ú b i ca de c o n c r e t o ............. 1713 x 0.65 .- V o l u a e n a b so lu to del a g r e g a d o g r ue s o ......
* 1113 k g / a 3
1 1 1 3 / 2 . 6 5 t 1000 » 0 . 4 2 0 a 3
Conocidos el v o l u a e n absoluto del a g r e g a d o y el c o r r e s p o n d i e n t e al a g r e g a d o g r u e so , por d i f e r e n c i a pu ede d e t e r a i n a r s e el del a g r e g a d o finos .- V o l u a e n a b s o l u t o del a g r e g a d o fino ........ 0 . 6 7 7 5
-
0.420
* 0.257 a3
P o r c e n t a j e de a g r e g a d o fino El p o r c e n t a j e de a g r e g a d o f i n o en r e l a c i ó n a b s o l u t o total de a g r e g a d o serás
r* ■
V o l ua e n a b s o l u t o de fi no .. ...... ...... , .— V o l ua e n a b s o l u t o de a g r e g a d o
x 100
al v o l u a e n
183
Selecaón de ¡es proporciones per el método del módulo de fineza de la combr*jaón de agregados 0 .2 5 7 r-r * ------- x 100 0 .6 7 7 6
*
38%
M ó d u l o de f i n e z a de la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s Conocido el porcentaje de agregado fino, y por diferencia el de agregado grueso, así cono los m ó d u l o s de f i ne z a de los a g r e g a d o s f in o y g ru e s o, pu ed e c a l c u l a r s e el v a l o r del m ó d u l o de f i n e z a de la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s a partir de la e c u a c i ó n 2 0. 1. 4i
1
n
»
a
“ 0.38 x 3.2 + 0 . 62 x 6.9 « M ó d u l o de f i n ez a de la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s .... *
r ^.a*
+
r„.o, 5.49 5.49
Especificaciones Se t ie ne u n a m ez cl a de c o n c r e t o con una r e l ac i ó n a g u a - c e m e n t o de d i s e ñ o de 0 . 3 8 y un c o n t e n i d o total de aire de 5.5%. P ar a las c a r a c t e r í s t i c a s de los m a t e r i a l e s que a c o n t i n u a c i ó n se i nd i ca n , se desfea conocer el peso unitario compactado saturado s u p e r f i c i a l m e n t e s eco del a g r e g a d o g r u e so . Las c a r a c t e r í s t i c a s de los m a t e r i a l e s
son:
Agregado Fino A b s o r c i ó n .............. 1.2% Humedad 3 .5 % Peso espec if ic o 2.72 M ó d u l o de f i ne z a ..... 2.70 C o e f i c i e n t e b/b„ ...................... M ó d u l o de f i ne z a de la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V o l u m e n u n i t a r i o de a gua 2
...........
Agregado Grueso 0 . 5% 1.1% 2 .6 5 6 .8 5 0 .62 5.3 200 l t / m * 3
C o n t e n i d o de ceme nt o Conocida la r e l ac i ó n agua-cemento u n i t a r i o de agua se pu ed e d e t e r m i n a r cenento:
y el
el volumen c o n t e n i d o de
184
DISEÑO DE MEZCLAS . - C o n t e n i d o de ceaen to
...
2 0 0 / 0 . 5 8 * 345 kg / a 3
V o l u ae n a b s o l u t o del a g r e g a d o A continuación a g r e g ad o s Voluaen
calcúlanos
el
voluaen
absoluto
del
a b s o l u t o de:
.- C e a e n t o ............ .- Agua ............. • “ Aire . . .. . . . . . . . . .
3 4 5 / 3 . 1 5 x 1000 2 0 0 / 1 . x 1000 5 *5
* « *
0.110 a 3 0.200 « 3 0.055 a 3
V al o r a b s o l u t o de p a sta
3
V al o r a b s o l u t o de a g r e g a d o * 1 - 0 . 3 6 5 * 0 . 6 3 5 a 3 P o r c e n t a j e de a g r eg a d o f i n o C o n o c i d o s los a ó d ul o s de f i ne z a de los a g r e g a d o s f i n o y grueso, asi coao el del a ó d u l o de f i n e z a de la coabinación de agregados, se p ue d e calcular el p o r c e n t a j e de a g r eg a do f i n o en r e l a c i ó n al v o l u a e n a b s o l u t o total de a g r e g a do s
100
6 .85 - 5.30
r* « ----------- * 10o « 37% 6 .85 - 2 . 7 0 V o l u a e n a b s o l u t o de los a g r e g a d o s C o n o c i d o el p o r c e n t a j e de a g r e g a d o f in o en r e l a c i ó n al v o l ua e n a b s ol u t o total de a g re g a d o , se puede c a l c u l a r los v o l ú a e n e s a b s o l u t o s de a a b o s a g r e g a d o s , asi coao el p eso seco del a g r e g a d o g r u e so s Voluaen absolutos A g r e g a d o F i n o ...... A g r e g a d o G r ue s o ..........
0 .37 x 0 . 6 3 5 * 0 . 2 3 5 a 3 0.63 x 0 . 6 3 5 3 0 . 4 0 0 a 3
P es o s eco del a g r eg a d o g r u e s o Si se c o no c e el peso s e c o del a g r e g a d o g r u e s o y el c o e f i c i e n t e b / b 0 , se p u e d e c a l c u l a r el p eso u n i t a r i o del a g r e g a d o g r u e so s eco c o a p a c t a d o s P eso s ec o del a g r e g a d o g r u e s o . 0 . 4 0 0 x 2.65 x 1000 3 1060 k g / a 3
0
Selección de las proporciones por ei método dei módulo de fineza de la combinación de agregados 7
Piso
185
compactado saturado superficialmente
EX piso u n i t a r i o s er á igual a:
del
a g r e g ad o
P e s o u n i t a r i o sec o c o m p a c t a d o del a g r e g a d o g ru e so ...........
grueso
1060/0.62
seco
seco coapactado
= 1 71 0 k g / a 3
Con e st e valor y el del p o r c e n t a j e de a b s o r c i ó n se puede ya calcular el peso unitario coapactado s a t u r a d o s u p e r f i c i a l m e n t e seco del a g r e g a d o g r ueso: Peso unitario coapactado saturado superficialmen te seco ....................
171 0x 1.005 « 171? kg/a3
C A P I T U L O S E L E C C I O N
I>E
L A S
2 1
P R O P O R C I O N E S
D E L
CONCRETO DISEÑO
21.1
PORLA
RELACION
AGUA—CEMENTO
GENERALIDADES
1
Cuando no se d i s p o n e de la i n f o r m a c i ó n r e f e r i d « a un r e g i s t r o de e n s a y o s de o b r a a c e p t a b l e , o n o se t i e ne i n f o r m a c i ó n de r e s u l t a d o s de m e z c l a s de p ru e ba , p o d r á s e l e c c i o n a r s e la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o , para, c o n c r e t o s sin y con a i re i n c o r p o r a d o , a p a r t i r de los v a l o r e s i n d i c a d o s en la T a b l a 2 1 . 1 . 1 ; d e b i e n d o e s t e p r o c e d i m i e n t o ser a p r o b a d o por la I n s p e c c i ó n .
2
P ara el e m p l e o de la T a b l a 2 1 . 1 . 1 se r e q u i e r e un per m iso e s p e c i a l de la I n s p e c c i ó n d e b i d o a que d i f e r n t e s c o m b i n a c i o n e s de i n g r e d i e n t e s p r o d u c e n c o n c r e t o s los c ua l e s p ue de n v a r i a r c o n s i d e r a b l e m e n t e en el n i v e l de r e s i s t e n c i a o b t e n i d o p a r a una r e l a c i ó n a g u a - c e n e n t o dada.
3
En todo m o m e n t o el d i s e ñ a d o r de la m e z c l a d e b e con s i d e r a r que una s i m p l e Tabla que r m l a c i o n a a g u a c e i a n t o con r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n del c o n c r e t o , n e c e s a r i a m e n t e d ebe ser muy c o n s e r v a d o r a . P o r e l l o , y en i n t e r é s de la e c o n o m í a de las m e z c l a s , e s t e m é t o d o d ebe ser aplicado únicaeente p ar a estructuras p r e v i a s, y en las que n o e stá j u s t i f i c a d o el c o s t o a d i c i o n a l de m e z c l a s de prue b a .
4
Por la m is m a razón, p ar a c o nc r e t o s cuya r e s i s t e n c i a e sté por e n c i m a de los 243 k g/ c m * de r e s i s t e n c i a a la compresión a los 28 d ías, es imperativo que la s e l e c c i ó n de las proporciorves d e la m e z c l a se e f e c t ú a en ba s e a experiencia de o br a o i n f o r m a c i ón * s u m i n i s t r a d a por m e z c l a s de prueba.
3
La T a b l a 2 1. 1. 1 deberá ser e m p l e a d a ú n i c a m e n t e en c o n - c r e t o s p r e p a r a d o s con c e m e n t o s p o r t l a n d n o r m a l e s que c u m pl an con los requisitos de resistencia ind i ca do s en la N o r m a A STN C 130 ó en c e m e n t o s c o m b i n a d o s que c um pl e n con los r e q u i s i t o s i n d i c a d o s en la N or m a ASTN C 3f3. Esta T a b l a no d e b e r á ser empleada para concretos p e sa d os o livianos, o
188
DISEÑO DE MEZCLAS aquellos preparados empleando i n c o r p o r a d o r e s de aire.
6
2 1 - 2 1
aditivos
que
no
sean
Los c o n c r e t o s p r e p a r a d o s con p r o p o r c i o n e s s e l e c c i o n a das a p a r t i r de los v a l o r e s de la T ab l a 2 1 . 1 . 1 , d e b e rán i g u a l m e n t e c u m p l i r con los r e q u i s i t o s e s p e c i a l e s de e x p o s i c i ó n i n di c a d o s en el C a p i t u l o 13 y los c r i te ri o s p ara los e n s a y o s de r e s i s t e n c i a en c om pr e s i ó n i n d i c a d o s en el C a p i t u l o 4 de la H o r m a T é c n ic a de E d i f i c a c i ó n E .0 6 0 L I M I T A C I O N E S La T a b l a casoss
21.1 .1 no d e b e r á a p l i c a r s e en
los s i g u i e n t e s
a) C u a n d o se tiene un r e g i s t r o de r e s u l t a d o s de e n s a yos de obra, o se dispone e información de r e s u l t a d o s de m e z c l a s de p rueba. b) C u a n d o el c o n c r e t o c o n t i e n e c u a l q u i e r no sea un i n c o r p o r a d o r de a i r e .
a d i t i v o que
c) En c o n c r e t o s p r e e s f o r z a d o s y / o c o n c r e t o s de r e s i s t e n c i a s en c o m p r e s i ó n a los 28 días m a y o r e s de 245 k g/ c m* . d) C u a n d o el c e m en to no c u mp l a con los r e q u i s i t o s de r e s i s t e n c i a i n di c ad o s en las N o r m a s A S T M C 150 ó C 595. e) En concretos 1 ivianos
preparados
con a g r e g a d o s
p es ad o s o
Selección de las proporciones por la relación agua - cemento
T AB LA 21. 1 . 1 RELACION AGUA - C E M E N T O MAXIMA Relación A q u a-Ceaento aáxiaa f
*
0.6 7
0. 54
210
o . u* 00
175
C o n c r e t o s con aire i n c o r p o r a d o
0. 4¿
245
o ■ cu ►*
C o n c r e t o s sin aire i n c o r p o r a d o
0. 40
V a l o r e s d« r t t i t t t n c i á en c o a p r e s i ó n de di» •S o * lo» 28 di*». P ar * a a t e r i a l e s que c u m plen con las M o r e * » ASTM, 1*» r e l a c i ó n « » aq u a ~ c e a e n t o indi c a d a s d e b e r á n p e r a i t i r o b t e ne r r e s i s t e n c i a a a y o r e s que las i n d i c a d a s en la p r i a e r a coluana.
**t'Para resistencias en coapresidn a los 28 d ía s « a yo r t s de 245 k q / c a * la» p r o p o r c i o n e s del c o n c r e t o d e b e r á n d e t e r a i n a r s a por los procediaientos indicados an los C a p í t u l o s 1 8 | 19 ó 20.
C A P I T U L O S E L E C C I O N
D E
L A S
2 2
P R O P O R C I O N E S
D E L
CONCRETO DISEÑO 22. ±
POR
MEZCLAS
DE
PRUEBA
ALCANCE
1
Cuando no se d i s p o n e de un r e g i s t r o a c e p t a b l e de r e s u l t a d o s de e n s a y o s en obra, o e s t o s no c u e p l e b con lo i n d i c a d o e n el C a p i t u l o 7, las p r o p o r c i o n e s de la m e z c l a de c o n c r e t o p ue d e n ser s e l e c c i o n a d a s en b a s e a los resultados de mezclas e x p e r i « e n tal es t am b i é n c o n o c i d a s c o r o m e z c l a s d e prueba.
2
Estas eezclas ciones!
d e ben
c u mp l ir
con las s i g u i e n t e s
condi
a) L o s m a t e r i a l e s u t i l i z a d o s y la c o m b i n a c i ó n de los m i s m o s d e b e n ser a q u e l l o s a ser e m p l e a d o s en la o bra b) L as m e z c l a s de prueba, con las p r o p o r c i o n e s y c o n s i s t e n c i a r e q u e r i d a s para la o bra p r o p u e s t a , d e b e rán p r e p a r a r s e e m p l e a n d o al s e n o s t re s r e l a c i o n e s a g u a - c e m e n t o o c o n t e n i d o s de c e m e n t o d i f e r e n t e s ; a fin de o b t e n e r un rango de r e s i s t e n c i a s d e n t r o del cual se e n c u e n t r a la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o r e q u e rid«. c) Las m e z c l a s de prue b a d e ber án d i s e ñ a r s e para o b t e n er un a s e n t a m i e n t o d e n t r o del r a n g o de más o m e n os 20 mm del m áx im o p e r mi ti d o ; y un c o n t e n i d o de a i r e i n c o r p o r a d o d en tr o del r an g o de más o m e n o s 0.52
d) P a r a cada r e la c ió n a g u a - c e m e n t o f o c o n t e n i d o de cemento, deberán prepararse y curarse, si gu iendo las r e c o m e n d a c i o n e s de la Horma A S T H C 192, por lo m e n o s j u e g o s de tres p r o be ta s a e m p l e a r s e en e n s a yos de c o m p r e s i ó n para cada edad de e n s a y o s e l e c c i o n a d a . C a d a m o d f i c a c i ó n en la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o d e b e r á ser c o n s i d e r a da c omo una n u e v a m e z cla. e) A p a r t i r de los r e s u l t a d o s o b t e n i d o s en el e n s a y o de c o m p r e s i ó n de las prob e t a s, d e b er á , para c a d a una de las mezc la s , graficarse una c ur v a que
192
DISEÑO DE MEZCLAS ■uestr« 1« i n t e r r e l a c i ó n e n t r e la r e l a c i ó n - a g u a c e m en t o, o el contenido de even to , y la r e s i s t e n c i a en c o e p r e s i ó n a la edad s e l e c c c i o n a d a para el t n i a / o . f) La r e l a c i ó n a g u a - c e n e n t o m á x i m a , o el c o n t e n i d o de c e s e n t o m í n i m o a ser e m p l e a d o s en el con ereto a u t i l i z a r s e en la o b r a, d e b e r á n s e r a q u e l l o s que la r e s p e c t i v a c urva i n di c a q u e son c a p a c e s de p r o d ucir la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o r e q u e r i d a , s a l vo que una r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o « e n o r o una r e s i s t e n c i a m a y o r sean r e q u e r i d a s por c o n d i c i o n e s de d u r a b i lidad.
22-2
PROCEDIMIENTO
1
Para m e z c l a s de p r u e b a, u o t r a s p e q u e ñ a s, en a qu e l l o s casos, en que no se dispone de resultados de l a b o r a t o r i o , ni t ie m p o o p e r s o n a l para d e t e r m i n a r las p r o p o r c i o n e s de la m e z c l a de a c u e r d o a a l g u n o de los p r o c e d i m i e n t o s r e c o m e n d a d o « , las m e z c l a s i n d i c a d a s en la T a b l a 22.2 .1 d e b e r á n , g e n e r a l m e n t e , p e r m i t i r o b t e ner c o n c r e t o s que, en el o r d e n de los 140 á 210 k g / c m z , sean lo s u f i c i e n t e m e n t e f u e r te s y d ur a b l e s s i e m pr e que el v o l ú m e n de agua a ñ a d i d o a la m e z c l a d o ra no sea lo s u f i c i e n t e m e n t e g r a n d e para s o b r e h u m e d e cer el c on cr e to .
2
Las m e z c l a s i n d i c a d a s en la Tabla 2 2 . 2 , 1 han sido p r e d e t e r m i n a d a s de a c u e r d o a p r o c e d i m i e n t o s de diseño u s u a l e s y son r e c o m e n d a d a s por el A m é r i c a n C on c r e t e I ns t it u t e. En e l l as se a s u me c o n d i c i o m e s c o m p a t i b l e s con o b r a s p e q u e ñ a s y a g r e g a d o s de peso e s p e c í f i c o usual.
3
En la T a b l a 22.2 .1 se dan t res m e z c l a s p ara cada ta maño m á x i m o n o m in a l del a g r e g a d o g r u e s o . Se r e c o m i e n da que para el t a m a ñ o m á x i m o s e l e c c i o n a d o se c om ie nc e con la m e z c l a B. Si se o b s e r v a q u e e sta m e z c l a tiene e x c e s o de a g r e g a d o f i n o se d e b e r á c a m b i a r a la mezcla C, si en c am bi o se a p r e c i a que 1» f a l t a a g r e g a d o fino se d e be r á c am bi a r a la m e z c l a A.
4
Es i m p o r t a n t e indicar que las m e z c l a s de la Tabla 2 2 . 2 . 1 e st á n b as ad a s en a g r e g a d o f i n o s ec o o s u p e r f i c i a l m e n t e seco. Si el a g r e g a d o f i n o e stá h úm e d o o m o jado, se d e b e r á h a c e r las c o r r e c i o n e s i n d i c a d a s en la nota al pie de la T a bl a .
5
Los c o n t e n i d o s de c e m e n t o
i n d i c a d o s en
la Tabla debe-
Selección de las proporciones por mezclas de prueba
193
rin s e r u t i l i z a d o s para c o n o c e r los r e q u i s i t o s de ce• e n t o de obra; r e q u i s t o s que e s t á n b a s a d o s en c o n c r e tos que tienen el agua n e c e s a r i a p ar a p e r a i t i r un t r a b a j o en c o n c r e t o s que tienen el a gu a n e c e s a r i a p a ra p e r m i t i r un t ra b aj o a d e c u a d o en los e n c o f r a d o s sin una s e g r e g a c i ó n o b j e t a b l e . 22-3
1
OBSERVACION
Este procedimiento de s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de l as t é t e l a s de c o n c r e t o s ólo d ebe ser u t i l i z a d o en a q u e l l o s c asos en que el e l e m e n t o e s t r u c t u r a l no ha de t o a a r e s f u e r z o s s í s a t e o s / su c o m p o r t a m i e n t o no c o i p r o s e t e el de la e s t r u c t u r a . En g e n e r a l su e m p l e o no es r e c o m e n d a b l e y s o l o d e b e ría u t i l i z a r s e por i n g e n i e r o s de e x p e r i e n c i a y en c a sos de e x t r e m a n e c e si d a d .
DISEÑO DB MEZCLAS
1 94
TABLA 2 2 .2 .1 P e s o a p r o x i m a d o de k g / e 3 T a n a Ko • á x iao no a in a l
Agregado Fino *
Hez cía
Concreto con aire incorpor ad o. ••
Ctatnto
1/2*
A B C
400 4 00 400
3/4-
A B C
3 68 3 68 368
1-
A B C
1 1/2"
A B C
Con c r * to sin a i r e
Agregado grueso Gr ava o piedra p ar t i d a
769 737 705
817 785 753
865 897 929
721 689 657
785 753 721
993 1025 1057
352 352 35 2
657 625 593
721 689 65 7
1121 1153 1185
3 20 32 0 320
657 625 593
721 689 6 57
1202 1234 1266
'
it 2"
*
A B C
304 304 304
641 609 577
721 689 637
1266 1298 1330
Lo» v a l o r * * del a g r e g a d o fino en la T ab l a se basan en a g r e g a d o seco o s u p e r f i c i a l a e n t e seco. Si se e a p l e a a g r e g a d o h úe ed o se i n c r e a e n t a r á el peso t a b u l a d o en 32 kg/ai3 ; y si se e ap le a a g r e g a d o a oj a d o se i n c r e m e n t a r á el p eso t a b ul a do en 64 k g / e 3 .
•• Los c o nc r e t o s con aire i n c o r p o r a d o d e b e rá n ser e a p l e a d o en to das las *e s t r u c t u r a s q u e han de e s t a r e x p u e s t a s a c i c l o s a l t e r n a d o s de c o n g e l a c i ó n y d e s h i e l o . Es r e co -
C A P I T U L O S E L E C C I O N
D E
L A S
2 3
P R O P O R C I O N E S
D E L
CONCRETO DISECO 23-1
DEL
CONCEPTOS
CONCRETO
RARA
RISOS
BASICOS
1
L o * c r i t e r i o s de « s t t C a p i t u l o se a p l i c a r á n ú n i c a m e n te u a n d o los r e q u i s i t o s d« r e s i s t e n c i a o d u r a b i l i d a d no e x i j a n r e s i s t e n c i a ais a l t a s o c o n t e n i d o s de c e••nto mayores.
2
Los c o n c r e t o s c u y a s p r o p o r c i o n e s s ean seleccionadas e m p l e a n d o las r e c o n e n d a c i o n e s de e st e C a p i t u l o d e b e rán c u a p l i r con las c o n d i c i o n e s e s p e c i a l e s d e d u r a b i l idad i n d i c a d a s en el C a p i t u l o 12.-
3
Los p is o s de c o n c r e t o se c l a s i f i c a n de a c u e r d o i lo i n d i c a d o en la T a b l a 25.1 .3 , d e p e n d i e n d o d e las c o n d i c i o n e s de uso. El a s e n t a m i e n t o y la r e s i s t e n c i a a los 26 d ias d e b e r á n c u ep l ir con los v a l o r e s « e n d o n a dos en la Ta bl a.
4
Las p r o p o r c i o n e s de la a e xc l a d e b e r á n ser s e l e c c i ó n « * das p ar a a l c a n z a r el v al o r de la r e s i s t e n c i a e s p e c i f i c a d a s i g u i e n d o a l g u n o de los p r o c e d i e i e n t o s i n d i c a dos en los C a p í t u l o s 18, 19, ó 20, p ero el c o n t e n i d o de c e e e n t o no d e b e r á ser le no r que el i n d i c a d o en la Tabla 2 3 . 1 .4 , excepto lo indicado en la acápite 23.1.6.
5
P ar a todas las c l a s e s de pisos, la c o n p r e s i ó n a los t re s días no d e b e r á k g/ c m* .
6
Se p o d r á e e p l e a r c o n c r e t o s con un c o n t e n i d o de c e e e n t o e en o r que el i n d ic ad o en la T a b l a 2 3 . 1 . 4 s i e a pre q u e el c o n t r a t i s t a d e a u e s t r e a la I n s p e c c i ó n q u e las proporciones propuestas permitirán o b t e n e r un c o n c r e t o con a d e c u a d a « p r o p i e d a d e s de a c a b a d o , d u r a bilidad, r es i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n , r e s i s t e n c i a *1 desgaste, dureza superficial, y apariencia; y que c u m p l e con los r e q u i s i t o s de r e s i s t e n c i a en c o a p r e sión i n d i c a d o s en los a c á p i t e s 2 3 . 1 . 4 y 2 3 . 1 . 5 .
7
Se c o n s i d e r a r e c o m e n d a b l e que el c i o n e una losa de prueba, a fin
r e s i s t e n c i a a la ser l e n o r de 125
contratista confec de e v a l u a r las p ro -
DISEÑO DE MEZCLAS p i e d a d * » de acab a d o , d u r e z a y a p a r i e n c i a del que él p r o p o n * sea * * p l * a d o .
concreto
La l os* d e b e r á tenvr por lo a *n o i 2.4 x 2.4 * ts., ser d*l t s p v s o r e s p e c i f i c a d o y e » t * r p r e p a r a d a con los i>«t*ri*l*s y p r o p o r c i o n e s p r o p u e s t o s , e e p l e a n d o pe rs on*! y e q u i p o c o m p a r a b l e s con a q u e l l o s q u e se van * utilizar en obra. El c o n c r e t o d e b e r á ser c *p*z de r e c i b i r un a c a b ad o a s a t i s f a c c i ó n de la I n s p e c c i ó n y t ener un a s e n t a m i e n t o d e n t r o de los v a l o r e s i n d i c a d o s en la T a b l a 2 3 ■1 •3 •
Diserto del concreto pora pisos
197
TABLA 23.1.3 C L A S I F I C A C I O N DE P I S OS C l a s e T r á f i c o u su al Usos T í p i c o s
f 'c
Asentamiento cas
0 1
Liviano
Residencias
210
10
2
Personas
Ofi c inas I g l e si as E s cu e l a s Hospitales Residencias
245
10
Calz adas Garajes P isos y a c e ras de r e s i den cias
245
10
Industrias livianas y coeer ció
280
7.5
Pisos i n d u s tria l e s s ia ples con c o b e rt ur a i n t egrada
315
7.5
245 350
10 2.5
3
4
5
6
Rod a s i e n t o N e u a á t i co
Rodamiento N eu e á ti co
Rodaaiento A b r a s i vo
Rod ae i en t o abrasivo severo
P i sos i n d u s tria l e s araa. dos en dos sentidos Base .- C o b e r t u r a
* En la cobertura del c o n c r e t o de la C l a s e 6, el taeaffo e á x i a o del a g r e g a d o no d e b e r i ser a ay o r de un te rc i o del e s p e s o r de la c ob er t ur a . En las s is e a s c o b e r t u r a s, la r e s i s t e n c i a r e q u e r i d a , qu e p u e d e a l c a n z a r h as t a 360 k g / ca *, d e p e n d e r ! del g r a d o de e x p o s i c i ó n del c o n c r e t o a a c c i o n e s a b r a s i v a s .
DISEÑO DE MEZCLAS
T A B L A 2 3 . 1. 1 C O N T E N I D O M I N I M O DE C E M E N T O C o n t e n i d o de T a a a K o eá ii ao n o a i n a l del ceaento eínieo A g r e g a d o g r u e s o en k g / e 3 3/8“
360
1/2"
330
3/4*
320
f 1 1/2"
300 280
C A P I T U L O S E L E C C I O N
D E
L A S
2 4
P R O P O R C I O N E S
D E L
C O N C R E T O D I S E Ñ O
2 4 . X
D E
M E Z C L A S
C O N C E P T O S
C O N
H O R M I G O N
G E N E R A L E S
1
La ñ o r a * P e r u a n a I TI N T EC 4 0 0 . 0 3 7 al r e f e r i r s e al h o r m i g ó n i ndica q ue •** un a g r e g a d o q u» u s a en la •l a b o r a c i ó n d* c o n c r t t o y q u« no e s t á c o n t e a p l a d o en la p r e s v n t » N or ea . 8« i n c l u y e sólo c o s o d e f i n i c i ó n y c o r r e s p o n d e a u n a a vz c la n a t u r a l de f i n o s y g r u e s o s " .
2
La a i s a a N or a a , en su a c á p i t e 10, p r e s e n t a un a p é n d i ce q u» d e f i n t ti h o r a ig ó n coso " a g r e g a d o g l o b a l " i n d i c a n d o que es el e a t e r i a l c o a p u e s t o de la a e z c l a de a g r e g a d o f in o y a g r e g a d o g r u e s o y cuya g r a n u l o a e t r i a c u a p l e con los l i e it e s i n d i c a d o s en le T a b l a A ! ”.
3
La N o r e a I T I N T E C 4 0 0 . 01 1 " D e f i n i c i ó n y c l a s i f i c a c i ó n de a g r e g a d o s p ar a uso de a o r t e r o s y c o n c r e t o s " , d e f i ne el h o r a ig ón c oe o "el e a t e r ia l c o a p u e s t o de g r a v a * y arena en f o r a a n a tu r a l de e x t r a c c i ó n ”.
4
En fu n ci ó n del uso c r e c i e n t e dtl h o r a i g ó n en la p r e p a r a c i ó n del c o n c r e t o por part» de u s u a r i o s de b a j a c o n d i c i ó n e c on ó a i c a , la N or a a T é c n i c a d e E d i f i c a c i ó n E - 0 6 0 a u t o r i z a el e a p l e o de este e a t e r i a l en su i n c i so 3 .2 .1 2 , el cual t e x t u a l a e n t » dices "El a g r e g a d o d e n o a i n a d o " h o ra i g ó n * c o r r e s p o n d e a un a a e z c l a na t ur a l de gr av a y arena. S ó l o p o d r á « « p i s a r s e en la e l a b o r a c i ó n de c o n c r e t o « con r e s i s t e n c i a s en c o a p r t s i ó n h as ta de 100 k g / c a z a l os 28 d ia s. El c o n t e n i d o a i n i a o de c e e e n t o será de 255 k g / a 3 . El h o r a i gó n d e b e r á e s t a r libre de c a n t i d a d e s p e r j u d i ciales de polvo, t er ro n e s , partículas blandas o e s c a a o s a s , sales, á lc a li s , a at e ri a o r g á n i c a u o t r a s s u s t a n c i a s d a ñ i n a s para el concr et o . En lo que sea a p li c a b l e , se s e gu i rá n p a r a el h o r a i g ó n l as r e c o a e n d a c i o n e s i n d i c a d a s para los a g r e g a d o s f i n o y grueso".
200
DISEÑO DE MEZCLAS
2 4 - 2
E J E M P L O
N *
X
De « c u e r d o * lo i n d i c a d o en el a c á p i t e 2 4 . 1 . 4 , se desea d i s e ñ a r u n a m e z c l a de c o n c r e t o en la q ue el a g r e g a d o está c o n f o r m a d o por h o re i gó n. La m e z c l a será e a p l e a d * en un* c i m e n t a c i ó n y la r e s i s t e n c i a en c o e p r e s i ó n de d is e ño a los 28 d í a s s erá de 100 kg/cm*. La m e z c l a d e b e r á tener una c o n s i s t e n c i a p l á s t i c a . El c o n t e n i d o de c e e e nt o no será m e n o r de 233 kg/m*. 1
Materiales 1.- C e m e n t o i P or ti and A S T H T ipo 1 “Sol* .- P e s o E s p e c í f i c o
.....................
3. 13
2.- A gu ai .- P o t a b l e , de la red p ú b l i c a de la c i u d a d . 3.-' H o r e i g ó n •
2
- P e s o e s p e c i f i c o de « a sa .... A b s o r c i ó n ............................ C o n t e n i d o de huee d ad .............. T a e a ñ o m á x i m o n o e i n a l ............. P e s o c o e p a c t a d o seco .............. M ó d u l o de f i n ’ e za ...................
De t e r m i n a c i ó n de la r e s i s t e n c i a
2 .72 1.2% 0.32 1* 1720 k g / m 3 ó . 58
promedio
C o m o en e ste cato no s* t iene n i n g u n a r e f e r e n c i a de r e s u l t a d o s de e n s a y o s en o b r a s a n t e r i o r e s , se a p l i cará el c r i t e r i o i n d i c a d o en el a c á p i t e 7.4.1. E n t r a n d o a la T a b l a r e s p e c t i v a se tienei f ' « „ - 100 + 70 ■ 170 k g / cm * 3
S e l e c c i ó n d*l t a ma ñ o m áx im o n o a i n a l De a c u e r d o a las e s p e c i f i c a c i o n e s del h o r m i g ó n , t a m a ñ o m á x i m o n o m i n a l del m i s m o es de 1".
4
el
S e l e c c i ó n del a s e n t a m i e n t o De a c u e r d o a las e s p e c i f i c a c i o n e s , la m e z c l a debe t e n e r u n a c o n s i s t e n c i a p l á s t ic a , a la que c o r r e s p o n d e un a s e n t a m i e n t o de 3" á 4 a .
5
V o l u m e n u n i t a r i o de agua
Diseño de mezclas empleando hormigón
201
P a r * s e l e c c i o n a r «1 v o l u a a n u n i t a r i o de a gu a s i e m p r e ■i i a p o r t a n t e c o n oc e r, «n el c aso d tl e a p l e o d a hora i g ó n , cual as la r a l a c i ó n a r a n a - g r a v a an al a i s a o . fen la a a d i d a que al c o n t e n i d o da a r a n a s aa m a y o r , a u m e n t a r á la s u p e r f i c i e e s p e c i f i c a y la d a a a n d a da a gua d a b a r á ser a a y o r pa r a una c o n s i s t e n c i a d e t e r a i nada. En a s t a c a s o an qua no se c o no c a a s a r e l a c i ó n , se e e p l e a r á los v a l o r a s da la T abla 1 0 . 2 , 1 . 3 a e n c u e n t r a qua pa r a un c o n c r e t o sin a ira i n c o r p o r a d o , con un a s a n t a a i a n t o da 3* á 4* y un taaaffo a á x i m o n o a i n a l dal a g r e g a d o da I a , c o r r e s p o n d a un v o l u a a n da a g u a de 193 l t / a 3 , al m i s m o q u a será r e a j u s t a d o al p r a p a r a r las m e z c l a s da p r u a b a an l a b o r a t o r i o y /u o b r a. 6
S e l e c c i ó n d e l c o n t a n i d o da aira El c o n t a n i d o da a i r a A t r a p a d o an la a a s a dal h o r a i g ó n as i g u a l a e n t a f u n c i ó n de la r a l a c i ó n a r a n a - g r a v a dal a i sa o . A f a l t a de a a y o r i n f o r m a c i ó n , sa s e l e c c i o n a al V o l u a a n da a i r e a t r a p a d o a p ar ti r d a los v a l o r a s de la T a b l a 1 1 . 2 . 1 , la qua nos da pa r a un h o r a i g ó n con 1 ” da tamarfo a á x i a o n o a i n al un c o n t a n i d o da a i r a a t r a p a d o da 1.5%.
7
Ralación agua-cemento En a s t a c aso, de a c u e r d o a las e s p e c i f i c a c i o n e s , la selección de la r e l ac ió n agua-ceaento se hari ú n i c a m e n t e por r e s i s t e n c i a . Entrando a la T a b l a 12.2 .2 p ar a una resistencia p r o a e d i o da 170 k g / c a * a los 26 d i a s en un c o n c r e t o sin a i r e i n c o r p o r a d o , se e n c u e n t r a u n a r e l a c i ó n a g u a c e m e n t o de 0 .7 6 .
8
Factor Cemento El f a c t o r c e m e n t o de la a e zc l a será« .- F a c t o r c e a e n t o ■ 1 9 3 / 0 . 7A ■ 234 k g / a s S i e n d o es t e v a l o r a e n o r que el i n d i c a d o c o n o a i n i a o en las e s p e c i f i c a c i o n e s , se e m p l e a r á 2 55 k g / a 3 -
9
V o l u m e n a b s o l u t o de la pasta La s u a a da integrantes .- V o l u m e n Volumen .- V o l u a a n
los v o l ú m e n e s a b s o l u t o s de los e l e a e n t o s de la p a s t a serát a b s o l u t o de c e ae nt o 2 5 5 / 3 . 1 3 x 1 0 0 0 « 0 . 0 8 1 a s a b s o l u t o del agua 193x1000 * 0.1?3e3 a b s o l u t o da a i r a 1.5% ■ 0.013a3
•- V o l u a e n a b s o l u t o de la pasta
“ 0.289a3
202
DISEÑO DE MEZCLAS 10 V o l u M t n a b s o l u t o del h o rm ig ón El v o l u a e n a b s o l u t o del h o r m i g ó n es igual a la unid ad • • n o s «1 v ol u ae n a b s o l u t o de la pastai V o l u a e n a b s o l u t o del h o r a i g ó n
1-0-289 « 0 . 7 1 1 a 3
11 P e s o s ec o del h o r ai g ó n P e s o seco del h o r a i g ó n .............
0 . 7 1 1 x 2 . 7 2 x 1 0 0 0 « 1 93 4 k g / a 3
12 V a l o r e s de d is e ño Las c a n t i d a d e s de a a t e r i a l e s a v a l o r e s de d i se ñ o serán! 253 .- C e a e n t o ................... .- A g u a de d is e ñ o ........... 193 Horaigón ......... ......... 1 934
ser
eapleadas
coao
kg/a3 lt/a3 k g/ a 3
13 C o r r e c c i ó n por h u a e da d del h o r ai g ó n P e s o h úa ed o del ho ra i g ó n
1934 x 1.003 » 1 9 4 0 k g / a 3
.- Huaedad superficial
del h o r ai gó n
0 .3 — 1.2 m
0• 9
Y el a p o r t e de h u aed ad del h o r a i g ó n será: A p o r t e de h u ae da d del h o r a i g ó n .............. 1 9 3 4 x ( - 0.009) = - 17 l t / a 3 .- A g u a e f e c t i v a .................. 193 + 17 « 2 1 0 l t / a 3 Y los pesos de los a a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de la u n i d a d cúbi ca de c o nc re to , ya c o r r e g i d o s por huaedad del hora ig ó n , a ser e a p l e a d o s en las a e z c l a s de p r u e b a seránt Ceaento .................... ............. Agua efectiva .- H o r a i g ó n húae do .........
2 55 210 1940
kg/a3 lt / a3 kg/a3
14 P r o p o r c i ó n en peso La p r o p o r c i ó n en p es o de los a a t e r i a l e s sin corr eg i r y y a c o r r e g i d a s por h u aed ad del ho ra ig ó n se rá nt 255 1934 --- * ------ - 1 i 7 .58 / 3 2.2 I t / s a c o 255 255
Diseño de mezclas empleando hormigón
203
293 1940 --- ■ ----- - 1 i 7 . 4 1 / 3 3 l t / s a c o 233 233 13 P t t o i por t a n d a da un s a c o R a l a c l ó n a g u a - c e a e n t o do d i s e ñ o ■ 1 9 3 / 2 3 3 ■ 0 . 7 6 Relación
a gua-ceaento efectiva
Y las c a n t i d a d s e rin i •* C e a e n t o .- A g u a e f e c t i v a •“ H o r a i g ó n 24.3 1
EJEMPLO
da
«ateríales
....
N*
por
* 210/233 ■ 0.82 tanda
da
un
saco
1 x 4 2*3 ... ■ 4 2 . 3 k g / s a c o ■ 33.0 It/saco 7. 6 1 x 4 2. 3 •«. ■323.4 k g / s a c o
2
AnAliilt 8i bian 1* N o r a * T é c n i c a da E d i f i c a c i ó n E - 0 4 0 l i a i t a la r e s i s t e n c i a en coaprasión del conerato a 100 k g / c a * a los 28 d i a s an a q u e l l o s c a s o s an q u e sa u t i l i z a al h o r a i g ó n c oa o a gr e g a d o , an la p r á c t i c a , an a u c h o s l u g a r a s dal P a r ó an qua la p r o d u c c i ó n dal c o n c r a t o as a r t a s a n a l sa t r a ba ja con r a s i s t a n c i a s aayores. E sta r a a l i d a d ha 1 l a v a d o a a u c h o s c o n s t r u c t o r a s a t r a b a j a r con r a s i s t a n c i a s h a sta da 173 k g /c a * c u a n d o sa t ra t a da e l e a a n t o s da c o n c r a t o qua no c o r r a s p o n d a n al e s q u e l e t o s i s a o r a s i s t a n t v da la e s t r u c t u r a al cual, da a c u a r d o a las r a c o t i n d a c i o n a s da la H o r a a i n d i ca d *, d a b a t a ñ ar u n a r a s i i t a n c i a a la c o m p r e s i ó n a los 28 d í as no a a n o r da 210 kg/ca* A c o n t i n u a c i ó n sa p r a s a n t a r i un a j a a p l o da un d i s a ñ o con h o r a i g ó n da un a l a a a n t o e s t r u c t u r a l s í s i i c a a a n t a no r e s í s t a n t e » el cual va a e st a r s o a e t i d o a la a c c i ó n de a g u a s f r e á t i c a s con u na c o n c e n t r a c i ó n de 2 800 ppa de s u l f a t o s .
2
Especificaciones 8e d e s e a d i s e ñ a r u n a a e z c l a de c o n c r e t o con u na r e s i s t e n c i a a la c o a p r e s i ó n de d i s e ñ o de 173 k g / c a * a los 28 dias, la cual va a ser e a p l e a d a en e l e a a n t o s de c i a e n t a c i ó n que n o p e r t e n e c e n al « s q u e l e t o s i s a o r e s i s t e n t e de la e s t r u c t u r a . 8e c o n o c e quei
204
DISEÑO DE MEZCLAS a) Ho se d i s p o n « de a g r e g a d o s f ino y g r u e s o s e p a r a do», v i n o d« un h o r m i g ó n con un p o r c « n t a j t a p r o x i •ado de 3 8 % dt a g r e g a d o fino. b) Las c a r a c t e r í s t i c a s d«l h o r m i g ó n dan un d« air« a t r a p a d o de 2. 5% .
contenido
c) El e l e m e n t o e s t r u c t u r a l e st á c i m e n t a d o en un s ue l o •n el que el agua f r e á t i c a t ie n e un c o n t e n i d o de s u l f a t o * de 2 800 ppe. El c o n t e n i d o de s u l f a t o s en s o l u c i ó n j u s t i f i c a , de a c u e r d o a lo i n d i c a d o en la T a b l a 1 3 . 3. 2 , el e a p l e o de c e e en t o T i p o V. 3
Materiales 1.- C em en t o i P o r t l a n d ASTH T ip o V " P a c a t a a / o 1 Peso Especifico
............. .......
3.15
2.- Aguat De pozo. E.06Q
C u s p l e con
los r e q u i s i t o s
de la N o r s a
3.-* H or s i g Ó n a 2 .62 3/4” 0.8% 3.0% 1720 k g / e 3 5.76
P es o e s p e c í f i c o de «a s a .......... T a m a K o m á xi a o n o e i n a l ............. .- A b s o r c i ó n ............................ C o n t e n i d o de h u s e d a d .............. P e s o c o m p a c t a d o s ec o .............. .- M ó d u l o de f in ez a ................... 4
D e t e r m i n a c i ó n de la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o C o m o en e s t d c aso no se t i ene n i n g u n a r e f e r e n c i a de resultados de o br a s anteriores, se aplicará el c r i t e r i o i n d i c a d o en el a c á p i t e 7.4.1. E n t r a n d o a la T a b l a r e s p e c t i v a se tienes f ' « ^ ■ 175 + 70 - 245 k g / c e *
5
6
S e l e c c i ó n del taeaffo m á x i m o n o m i n a l De a c u e rd o a las e s p e c i f i c a c i o n e s del taea K o e á x i e o n o e i na l e s t i e a d o del m i s a o
h o re i gó n , es de 3/4"
S e l e c c i ó n del a s e n t a e i e n t o No i n d i c á n d o s e en las e s p e c i f i c a c i o n e s
la
el
c o n s is t e n -
Diseño de mezclas empleando hormigón
7
205
c í a de la a e z c l t , ■• l a c ci o nt r i i o t u n * c o n i l i l v n c i t p l á s t i c a , a la cual c o r r t s p a n d » un a i « n t « a l » n t o da 3 ” á 4 ”. E s t a selección se j u s t i f i c a porque la c o n s i s t e n c i a p l á s t i c a f a c i l i t a la t r a b a J 4 b 1 1 idad dal c o n c r e t o en a e z c l a con un c o n t a n i d o da a c a r o n o r a a l . V o l u a e n u n i t a r i o da ag ua U na r e l a c i ó n f i n o - a g r e g a d o g r u e s o d e 38 á 62 e s t á d e n t r o de las r e c o a e n d a b l e s para una a e z c l a . E a p l e a re ao s los v a l o r e s de la T a b l a 1 0. 2 . 1.
A p l i c a n d o la a i s a a a un c o n c r e t o «in a ire i n c o r p o r a * do, con un a m e n t a e i e n t o de 3" á 4* y un taaaffo a á x i a o n o a i n a l del a g r e g a d o de 3 / 4 ”, c o r r e s p o n d e un v o l u a t n u n i t a r i o de a gua de 2 0 3 l t / a 3 , el a i t a o que d e b e r á ser r e a j u s t a d o al p r e p a r a r las a e z c l a i de p r u e b a en l a b o r a t o r i o y / u obra. 8
S e l e c c i ó n del c o n t e n i d o de aire Las e s p e c i f i c a c i o n e s i n d i c a n que las c a r a c t e r í s t i c a s del h o r e i g ó n j u s t i f i c a n t r a b a j a r con un c o n t e n i d o de a ire « t r a p a d o de 2.3%.
9
Relación
a g u a - c e a e n t o por r e s i s t e n c i a
En e s t e caso, de a c u e r d o a las e s p e c i f i c a c i o n e s , la s e l e c c i ó n de la r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o d eb e h a c e r s e t anto por r e s i s t e n c i a c oa o por d u r a b i l i d a d . Entrando a la T a b l a 1 2. 2 . 2 p ara una resistencia p r o a e d i o de 243 k g/ c a * a los 28 d i a s en un c o n c r e t o sin a ir e i n c o r p o r a d o se e n c u e n t r a u n a r e l a c i ó n a g u a c e a e n t o da 0.63. 10 R e l a c i ó n
a g u a - c e a e n t o por d u r a b i l i d a d
De a c u e r d o a las e s p e c i f i c a c i o n e s , el c o n c r e t o ha de e s t a r s o a e t i d o a la a c c i ó n de a g u a s f r e á t i c a s con una c o n c e n t r a c i ó n de 2 800 ppa de s u l f a t o s . De a c u e r d o a lo i n d i c a d o en la T a b l a 1 3 .3 . 2, a e s t a c o n c e n t r a c i ó n se le p u e d e c l a s i f i c a r coaio s e v e r a y le c o r r e s p o n d e el e a p l e o de un c e a e n t o T i p o V y una r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o a á x i a a de 0.43. 11 R e l a c i ó n
agua-ceaento
La r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o por r e s i s t e n c i a es de 0 .6 3 , y a q u e l l a n e c e s a r i a p ara s a t i s f a c e r los r e q u i s i t o s de durabilidad es de 0.43. De los dos valores se e s c o g e r á el aienor que s a t i s f a c e a ab a s c o n d i c i o n e s ! .- R e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o
....
0.43
DISEÑO DE MEZCLAS 12 F a c t o r C e a e n t o El f a c t o r c » i « n t o da la a e z c l a saris F a c t o r c i a c n t o - 2 0 3 / 0 . 4 3 - 433 k g / e 3 S t a n d o e s t e v a l o r b a s t a n t e a a y o r que el i n d i c a d o en la N o r m a T é c n i c a de E d i f i c a c i o n e s E .060 c o «o m in i mo . 13 V o l u a e n a b s o l u t o de la pasta La s uaa de los v o l ú m e n e s a b s o l u t o s i n t e g r a n t e s de la p a s t a serái
de
los
•-
elementos
V o l u a e n a b s o l u t o de c e e e n t o 4 3 3 / 3 . 1 5 x 1 0 0 0 * V o l u a e n a b s o l u t o del agua 2 0 3 / 1 i 1 00 0 * .V o l u a e n a b s o l u t o de a ire 2 .5% * V o l u a e n a b s o l u t o de p asta ................
0.144a3 0.203a3 0.025a3
* 0.374a3
14 V o l u a e n a b s o l u t o del h o r a i g ó n El v o l u a e n a b s o l u t o del h o r ai gó n es igual a e n o s el v o l u a e n a b s o l u t o de la pastat
a la u ni da d
V o l u a e n a b s o l u t o del h o r ai g ó n 1 - 0. 374 * 0 . 6 2 6 e 3 15 P es o s eco del h o r a i g ó n .- P e s o s e c o del horaigón ...... 0 . 6 2 6 x 2 . 6 2 x 1000 « 1640 k g / a 3 V a l o r e s de d i s e ñ o Las c a n t i d a d e s de m a t e r i a l e s a v a l o r e s de d i s e ñ o s er én i .- C e a e n t o .................... 433 A gu a de d i s e ñ o ............ 203 Horaigón ................... 1 64 0 17 C o r r e c c i ó n
ser
eapleadas
coio
kg/m3 lt/m3 kg/a3
por h u a e d a d del h or a i g ó n
.- P e s o h ú m e d o del h o r a i g ó n 1640 x 1.030 * 168? k g / m 3 .- H u a e d a d s u p e r f i c i a l del h o r a i g ó n ...................... 3 . 0 Y
el a p o r t e de h u a e d a d del
- 0.8 * + 2 .2 %
h o r a i g ó n serás
A p o r t e de h u m e da d deis Horaigón .......... 1640 x (+ 0.022) * + 36 l t / m 3 Agua efectiva .205 - 36 * 169 l t / e 3 Y los p e s o s de los a a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de la u n i d a d c ú b i c a de c o nc r e t o , ya c o r r e g i d o s por huaedad del h o ra i g ó n » a ser e m p l e a d o s en las a e z c l a s de p r u e b a s e rá n t
Diseño de mezclas empleando hormigón Cementa ..................... Agua efectiva ............. .- H o r m i g ó n h ú m e d o ..........
207 4 33 16? 168?
kg/*3 lt/m3 kg/e3
18 P r o p o r c i ó n en peto La p r o p o r c i ó n en p e s o de loi a a t e r i a l e i sin c o r r e g i r y X* c o r r e g i d a s por h u m e d a d del h o r m i g ó n s e r á n i 4 33 1640 --- i — ... 43 5 433
■ 1 i 3 . 6 0 / 19.2 l t / m a c o
4 53 16B? --- i ------- “ 1 i 3.71 / 13.8 l t / s a c o 435 43 3 1? P e s o s por t an d a d* un s a co R e l a c i ó n a g u a - c e e e n t o de diseffo ■ 2 0 3 / 4 3 5 ■ 0 . 4 3 Relación agua-ceaento efectiva - 16?/433 ■ 0.37 Y las c a n t i d a d de m « t e r i a l e m por t a n d a d e un s a c o serám
....................... 1 x 4 2 . 3 *4 2 . 5 kq/sac Cemento Agua efectiva ............... ■ 1 3. 8 it/sac •- H o m i g ó n h ú me do ....... 3.71 x 4 2 . 3 " 1 3 7 . 7 k g / s a c o
C A P I T U L O CONVERSIONES 25- X
Y
2 3
RENDIMIENTOS
ALCANCE
1
Fundaaentalaente debido a 1* n e c e s i d a d de e v it a r er r o r e m en el d i s e ñ o o r i g i n a d o s por «1 e s p o n j a s t e n t o del a g r e g a d o fino, la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de l o s m a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de la u n i d a d c ú b i c a de c o n c r e t o se h ace p ara p r o p o r c i o n e s en peso.
2
Sin e a b a r g o en la p r á ct i c a , en el c a so d e t r a b a j o s f u e r a de las g r a n d e s c i u d a d e s del P erú, s u e l e o c u r r i r que en o bra no se c ue nt e con las f a c i l i d a d e s n e c e sarias para p es a r los e a t e r i a l e s integrantes del c o n c r e t o , lo que o b l i g a a t r a b a j a r con a e x c l a s en las q u e l a s c a n t i d a d e s se ei den en v o l u m e n .
3
En e s t e -caso, que no es el r e c o m e n d a b l e p e r o que en algunas obras es i n e v i t ab l e , el procedlaiento a s e g u i r c o n s i s t e en e f e c t u a r el diseffo t e ó r i c o de la aezcla de concreto para proporciones en peso, eapleando cualquiera de los aétodos anteriorsente i n d i c a d o s , y l u e g o c on ve r ti r , e a p l e a n d o el p r o c e d i m i e n t o q u e se va a e x p o ne r en e s t e c a p i t u l o y q u e f u e r a d e s a r r o l l a d a en el L a b o r a t o r i o de E n s a y o s de R a t e r i a l e s de la U n i v e r s i d a d N a c i o n a l de I n g e n i e r í a , los v a l o r e s o b t e n i d o s a u n a p r o p o r c i ó n en v o l u m e n aproximadaetnte equivalente.
4
I g u a l e e n t e pu ede o c u r r i r en o b r a q ue, e s t a n d o t r a b a jando con proporciones en volueen sea necesario c o n o c e r la d o s i f i c a c i ó n en p eso e q u i v a l e n t e , p r i n c i p a l m e n t e para c o r r e g i r las c a n t i d a d e s de « a t e r í a l e s de la m e z c l a o p o r q u e se d e s e a c o n o c e r la c a n t i d a d de c e m e n t o por m e t r o c ú b i c o de c o n c r e t o q u e e n t r a en de terminada dosificación.
5
O t r o p r o b l e a a que p ue d e p r e s e n t a r s e en o b r a c o n s i s t e en t r a t a r de c o n o c e r el r e n d i m i e n t o de u n a d o s i f i cación determinada. D i cho rendimiento es definido c om o el v o l u m e n de c o n c r e t o c o m p a c t a d o o b t e n i d o a p a r t i r del e m pl e o de c a n t i d a d e s conocidas de los m a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de la m e z c l a , r e n d i m i e n t o que p ara f i n e s p r á c t i c o s de o bra se toma como el v o l u a e n del c o n c r e t o p r o d u c i d o por u n a t a n d a en o b r a .
6
El r e n d i m i e n t o as¿ determinado puede e m p l e a r s e para c o n o c e r la c a nt id ad de c e a e nt o por u n i d a d c ú b i c a de
210
DISEÑO DE MEZCLAS c o nc r et o ) asi c oso para estimar la • a t e r í a l e s r e q u e r i d a en una o b r a dada.
cantidad
de
7 Si bien es i e p o s i b l e d e t e r m i n a r e x a c t a m e n t e el r e n d i m i e n t o en la m e d i d a que s i e e p r e ha/ p r e s e n t e en las e e z c l a s un v o l u a e n pequeffo de aire, asi c o r o que los c o n t e n i d o s de c e e e n t o y a g u a v ar í a n l i g e r a m e n t e de t an d a a tanda y , a d i c i o n a l m e n t e , es s i e m p r e i n e v i t able un l ig er o d e s p e r d i c i o , es f a c t i b l e con el p r o cedimiento que * c o n t i n u a c i ó n se ha de i n d i c ar o b t e n e r v a l o r e s casi e q u i v a l e n t e s a la r e a l i d a d . 8
El I n ge n i e r o d e b e t ener s i e m p r e presen te q u e las m e z clas d eben dosificarse en p eso y que si bien condiciones de o b r a p u ed e n o b li g ar en algunas o p o r t u n i d a d e s a t r a b a j a r con m e z c l a s en v o l u m e n , es ta s o l u c i ó n no es la más r e c o m e n d a b l e .
25 . 2
C O N V E R S I O N DE D O S I F I C A C I O N E S PESO A V O L U M E N
EN
1
El p r o c e d i m i e n t o de c o n v e r s i ó n de dosificaciones en p es o a d o s i f i c a c i o n e s en v o l u m e n e q u i v a l e n t e es b a s t an t e s im pl e si se si gu e n los pasos e s t a b l e c i d o s . Un e j e m p l o e x p l i c a r á el p r o c e d i m i e n t o a s e g u i r en a q u e l los casos en que se d e s e a c o n v e r t i r una d o s i f i c a c i ó n en peso a una d o s i f i c a c i ó n en v o l um e n e q u i v a l e n t e .
2
Especificaciones Se t ie n e una d o s i f i c a c i ó n en peso, ya c o r r e g i d a por h u m e da d del a g r e g a d o , de 1 i 2.1 i 2.9 con 223 l i tr os de a gu a por s a co de c e m e n t o como v a l or es de obra. Se d e s e a cono ce r la d o s i f i c a c i ó n en volu me n e q u i v a l e n te i
3
Materiales 1.- A g r e g a d o Finoi •- Peso s u e l t o seco .. • - Con ten ido de h um ed a d
1 685 k g / m 3 3 .4 %
2.- A g r e g a d o O r u e s o i P eso s u e l t o seco •- C o n t e n i d o de hu m ed a d 4
1348 kg/m3
.%
0 7
C a n t i d a d de m a t e r i a l e s por t an d a A p a rt i r de la r e l a c i ó n en p e s o para v a l o r e s de obra, o sea ya c o r r e g i d o s por h u m e d a d del a g r e g a d o , se p u e de d e t e r m i n a r la c a n t i d a d de m a t e r i a l e s n e c e s a r i a
211
Conversiones y rendimientos par* p r e pa r a r u n a de c emento«
t anda de c o n c r e t o en b a s e a un s a c o
• - C e m e n t o ........... 1 x 42.3 .- A gua e f e c t i v a ......... . .- A g r e g a d o f i n o h ú a e d o . 2.1 x 42.3 A g r e g a d o g r u e s o h ú ae d o 2.9 x 42.3 3
Pesos unitarios
- 42.5 ■ 23.0 ■ 89.3 « 123.3
kg/saco It/saco kg/saco kg/saco
h ú a e d o s del a g r e g a d o
C oso se va a c o n v e r t i r u n a d o s i f i c a c i ó n d e o b r a f ya corregida por humedad del agregado, es necesario d e t e r e i n a r los p e s o s u n i t a r i o s h ú a e d o s de los a g r e g a d o s f ino y g r u e s o . P a r a e l l o d e b e r á m u l t i p l i c a r s e el peto u n i t a r i o s u e l t o s ec o de c ad a u n o de los a g r e g a d o s por el c o n t e n i d o de huee da d del a l t a o s P e s o u n i t a r i o d el i .6
Agregado fino húaedo A g r e g a d o g r u e s o h ú me d o
1 68 5 x 1 .0 3 4 1 348 x 1 .0 0 7
* 1742 k g / a 3 * 1 3 37 k g / a 3
P e s o por pié c ú b i c o del a g r e g a d o C o n o c i d o s los p e s o s u n i t a r i o s s u e l t o s h ú a a d o t de los dos a g r e ga do s ; y s a b i e n d o que un a e t r o c ú b i c o es *q u i v a l e n t e a 33 p ié s c ú bi c os , se d e b e r á d i v i d i r el p r i m e r o e n t r e el s e g u n d o v a l o r para o b t e n e r el p es o por pié c úb ic o de cada u n o de los dos a g r e g a d o s ! P e s o en pies c úb i c o s i .- Del a g r e g a d o f i n o 1742/73 * 49.77 kg/pié cúbico .- Del a g r e g a d o g r u e s o 1 3 3 9 / 3 3 * 4 4 . 54 k g / p i é c ú b i c o •- De la bo ls a de c e a e n t o » 42.30 kg/pié cúbico
7
D o s i f i c a c i ó n en v o l u m e n C o n o c i d o s los p e s o s por pié c ú b i co de los d i f e r e n t e s m a t e r i a l e s en la m e z c la , b a s t a r á d i v i d i r los p e s o s de cada uno de los a a t e r i a l e s en la t an d a d e un s a c o e n t r e los p e s o s por pié c ú bi c o par* o b t e n e r el n ú a e r o de p ies c ú b i c o s n e c e s a r i o s p ara p r e p a r a r u n a t a n d a de un saco. Los v a l or es asi o b t e n i d o s en v o l um e n del a a t e r i a l i Ceaento Agregado húae do •- A g r e g a d o hú me do
......... fino .......... grueso ..... .
representan
la d o s i f i c a c i ó n
4 2 . 5 / 4 2 . 5 ■ 1.0 p i e s c ú b i c o s 8 7 . 3 / 4 9 . 7 7 ■ 1.8 p i e s c ú b i c o s 123.3/44.54 > 2.8 pies cúbicos
DISEÑO DE MEZCLAS
212
Y la d o s i f i c a c i ó n en v o l u m e n de obra, c o r r e g i d a por h u m e d a d del a g r e g a d o , e q u i v a l e n t e a la d o s i f i c a c i ó n •n p e so d ad a s e r á s D o s i f i c a c i ó n en v ol ui t n da o b r a ........ 1 i 1.8 i 2 . 8 / 2 5 lt i s a c o
25.3
CONVERSION DE DOSIFICACIONES EN VOLUMEN A RESO
t a r r o l l o da un e j e m p l o , vi p r o c e d i m i e n t o a segu ir en a q u e l l o s c a s o s q u e »1 i n g e n i e r o d t t v a c o n oc a r la dosificación en paso que ha dado lugar a una d o s i f i c a c i ó n en v o l u a a n e q u i v a l e n t e . 2
Espacificacionas Se d a s t a c o n o c a r la d o s i f i c a c i ó n an paso qua ha d a d o l u g a r a u n a d o s i f i c a c i ó n an v o l u a a n d a obra, ya c o r r a g i d a por h u a a d a d dal a g r e g a d o , da 1 « 2.3 i 3.3, con una r a l a c i ó n a g u a - c a a a n t o a f a c t i v a d a 25 litr os da a g u a por s a c o da c aaanto.
3
Matarialas 1.- A g r a g a d o F i n o t .- P aso su a l t o saco .............. ......... • - C o n t a n i d o da h u a ad a d
1 73 5 k g / a s 5%
2.- Agragado Gruesos .............. •- P as o s u a l t o s aco •- Con tan ido d a h u a ad ad ......... 4
Pasos unitarios
1 6 30 k q / a 3 0.35%
h ú m e d o s dal a g r a g a d o
Al i gual q u a an la c o n v e r s i ó n de p e s o s a v ol ú m e n es , se n e c e s i t a c o n o c a r los p as o s u n i t a r i o s h úm ed o s da los a g r e g a d o s f i n o y g ruesos P e s o u n i t a r i o d al i A g r a g a d o f i n o h ú me d o 1735 x 1.05 ■ 1822 k g / a 3 A g r e g a d o g r u e s o h úa ad o 1630 x 1 . 0 0 3 5 ■ 1636 k g / a 3 5
P e s o por pió c ú b i c o dal a g r e g a d o C o m o an al p r o b l e m a a nt e ri o r , se cal cu la al pato por pié c ú bi c o de los a g r e g a d o s f in o y g r u e s o h áaedo*i P e s o en p iés c ú b i c o s dais
213
Conversiones y rendimientos
Agregado fino húmedo 1 82 2 / 3 3 - 5 2 . 0 6 k g / p i é c úb i c o Agregado grueso húeedo 1 6 36 / 3 3 ■ 4 6 . 7 4 k g / p i é c úb i c o . - De Xa b o l s a de c em e n t o ■ 42.30 kg/pié cúbico 6
P e s o s de u n a
tanda de un sac o
C o n o c i d a la d o s i f i c a c i ó n en v o l u a e n y en peso de los « a t e r í a l e s por pié c úbico« es p o s i b l e c a l c u l a r los p e s o s de los M a t e r i a l e s que e n t r a n en u na tanda de un saco i Ceeento .......... 1 x •- A g r e g a d o f i no húeedo . . . .. . . . . . 2.5 x .- A g r e g a d o g r u e s o húeedo ........ 3.5 x A p a r t i r de e s t o s v a l o r e s ya r e l a c i ó n en p eso e q u i v a l e n t e « 7
42.3
*
42.5 kg/saco
52*06 * 130.13 kg/saco 46.74 “ 163.60 kg/saco es p o s i b l e d e t e r m i n a r la
R e l a c i ó n en peso e q u i v a l e n t e La r e l a c i ó n en peso e q u i v a l e n t e a la r e l a c i ó n en v o l u a e n d a d a se o b t e n d r á d i v i d i e n d o el p e s o de cad a u n o de los M a t e r i a l e s e nt r e el p es o del c e a e n t o i 42.5 130.13 163.60 ----- i -------- i ------- « 42.3 42.5 42.3 La r e l a c i ó n la r e l a c i ó n
en en
1
peso 1 i 3.06 v ol u a en 1 i 2.3
*
3.06
s 3.83
i 3 . 8 3 es e q u i v a l e n t e a i 3.5
2 3 - 4 RENDIMIENTO DE MEZCLAS D O SIFIC A DAS EN RESO 1
El r e n d i a i e n t o , el f ac t or c e a e n t o y las c a n t i d a d e s de m a t e r i a l e s q u e entran en una m e z c l a de c o n c r e t o , c u ya d o s i f i c a c i ó n en peso se c on oc e » son a s p e c t o s i a p o r t a n t e s q u e d e b e n ser c o n o c i d o s por el i n g e n i e r o en Xa o b r a a fin de e f e c t u a r las c o r r e c c i o n e s que f u e r e n n e c e s a r i a s en las p r o p o r c i o n e s de la a e z c l a s e l e c c i o n a d a . M e d i a n t e un e j e m p l o se e x p l i c a r á el p r o c e d i m i e n t o a s e g u i r este casos
2
Especificaciones Se t i e ne u na a e z c l a de c o n c r e t o c uy a d o s i f i c a c i ó n en valores de obra, ya corregidos por humedad del a g r e g a d o , es igual a 1 i 2.5 i 4 en peso, con u na
DISEÑO DE MEZCLAS
214
r e l a c i ó n a g u a - c e e e n t o e f e c t i v a da 23 l i t r o s da a g u a por s aco da c e ee n to . El p a s o u n i t a r i o del c o n c r e t o as de 2 40 0 k g / m 3 . En e sta s e z c l a sa d v s a a c o n o c e n a) ¿CuAl as al r e n d i a l e n t o da una aez cía p r e p a r a d « basa a un s ac o da c e a e n t o ?
en
b)
de
¿ C uál as al f a c t o r c e a e n t o de la u n i d a d c ú b i ca con c r e t o , ex p r e s a d o en s a c o s por m e t r o c ú b i c o ?
c) ¿ C u á l e s son los p e s o s de los a a t e r i a l e s para p r e p a r a r u n a t a n d a de un m e t r o concreto? 3
necesarios c ú bi c o de
R e n d i m i e n t o de una t a n d a de un s a c o P a r a d e t e r m i n a r el r e n d i m i e n t o de una t a n d a p r e p a r a d a en base a un s a c o de c e a e n t o se d e b e c a l c u l a r el p es o t otal de los i n g r e d i e n t e s q u e e nt r a n en la tanda y el resultado dividirlo entre el peso unitario del c o n c r e t o por u ni d a d de v o l u a e n t P e s o deli ** -
C e a e n t o «•••<••••■ A gua e f e c t i v a .... A g r e g a d o f i n o .... A g r e g a d o g r u e s o ••
- P es o total de la tanda de un saco - R e n d i m i e n t o de una tanda ” Por
tanto,
el
42.5 kgs/saco 23.0 lti/iaco 2.3 x 4 2.3 - 1 0 6.3 k g s / s a c o 4 . 0 x 4 2.5 * 1 70.0 k g s / s a c o 1 x 42.5 *
34 1. 8 k g s / s a c o
341.8/2400
rendimiento
de
una
0.142 Mezcla
preparada
b ase a un s a c o de c e a e n t o s er á de 0 . 1 4 2 a 3 . 4
F a c t o r c e m e n t o de la u n i d a d
c úb ic a
D e s d e que la tanda p r e p a r a d a en base a un s a co de c e m e n t o r i n d e 0 .1 4 2 a e t r o s c ú b i c o s de c o nc r e t o , el n ú m e r o de t a nda s, y por t a n t o el n ú a e r o de s a cos de c on c r e t o , n e c e s a r i a s p a r a p r e p a r a r un a e t r o cúbi c o de c o n c r e t o se o b t e n d r á d i v i d i e n d o la u n i d a d e n t r e el r e n d i m i e n t o de la t a n da p r e p a r a d a en b a s e a un sa co de c ea e nt o i H ú m e r o de t a n d as por metro cúbico * 1 / 0 . 1 42 * 7 . OS t an da s Factor ceaento ■ 7 . 0 5 s ac o s por m e t r o cúbico.
Conversiones y rendimientos 3
215
P a t o s de los a a t e r i a l e s por a s t r o c ú b i c o C o n o c i d o «1 n ú a e r o da t a n d a s n e c e s a r i o par* p r e p a r a r un a a t r o c ú b i c o da c o n c r t t o , se p u ad a c a l c u l a r los p a s o s da los d i f a r e n t a s a a t a r i a l a s c o n s t i t u y e n t a s de la u n i da d c ú b i c a da c o n c r a t o an obras • - Caaanto ..............7 . 0 3 x 4 2 . 3 ■ 300 k g / a 3 .- A gua a f e c t i v a ...... 7 . 0 3 x2 3.0 ■ 162 l t / a 3 A greg ad o fino húaedo . . 7. 0 3 x 10 6 .3 * 74? k g / a s Agregado grueso húaedo 7 .0 3 x 1 70 . 0 * 117? k g / a 3 E s t o s « i s a o s v a l o r e s p o d r í a n haber s i do o b t e n i d o s d i v i d i e n d o los p eso s de los a a t e r i a l e s de u n a t an da p r e p a r a d a án base a un s ac o de c e e e n t o a n t r e el r e n d i a i e n t o por saco. Igualaente, a p a r t i r de e s t o s v a l o r e s h ú a e d o s se p u e d e d e t e r a i n a r los v a l o r e s de d i s e ñ o o r i g í n a l a s , c o n o c i a n d o los c o n t e n i d o s da h ua a d a d y p o r c e n t a j a s da a b s o r c i ó n de los a g r e g a d o s f i no y g ru e so .
2 9 . 9 RENDIMIENTO DE MEZCLAS D O SIFIC A DAS EN VOLUMEN 1
Al igual qui en al c as o a n t e r i o r , c u a n d o la a a z c l a ha s i d o c o n v e r t i d a de p as o a v o l u a e n y solo se c o n o c e n las p r o p o r c i o n e s f i n a l e s , p ue d e ser n e c e s a r i o por r a z o n e s de t ra b a j o en o b r a el c o no c er el r e n d i a i e n t o , f a c t o r c a a a n t o » y c a n t i d a d e s por u n i d a d c ú b i c a de' concreto. Mediante un ejeaplo se explicará el p r o c e d i a i e n t o a s e g u i r an a s t a casos
2 Especificaciones Se tiene una a a z cl a da c o n c r e t o cuya d o s i f i c a c i ó n en v o l u a e n coao v a l o r e s de o b r a es de 1 t 2.3 i 3. 3 con u na r e la c i ó n a g u a - c e a e n t o e f e c t i v a de 23 l i t r o s de agua por sa co de ceaento. El p aso u n i t a r i o de l c o n c r e t o es de 2400 k g / a 3 . El a g r e g a d o fino t ie ne un peso u n i t a r i o s u e l t o h ú a e d o de 1822 k g / a 3 , con un c o n t e n i d o de h u a e d a d del 3%. El a g r e g a d o g r u e s o tiene un peso u n i t a r i o s u e l t o s e c o de 1 63 0 k g / a 3 y un c o n t e n i d o de h u a ed a d del 0.33 % . Se d e s e a c o n o c e n a) ¿ Cu ál es el r e n d i a i e n t o de una t an d a p r e p a r a d a en base a un saco de c e a e n t o ? b) ¿ C u á l es el f a c t o r c e a e n t o de la e ez c l a , e x p r e s a d o en s a co s de c e a e n t o por a et r o c ú b i c o de c o n c r e t o .
DISEÑO DE MEZCLAS
216
c) ¿ C u á l e s son los p e s o s de los R a t e r i a l e s n e c e s a r i o s para p r e p a r a r un « » t r o c ú b i c o de c o n c r e t o ? 3
P e s o s u n i t a r i o s h ú m e d o s del a g r e g a d o C o r o p r i m e r paso es n e c e s a r i o d e t e r m i n a r los p e s o s u n i t a r i o s h ú m e d o s de los a g r e g a d o s f i n o y g r u e so . En el caso de e s te p r ob l e m a , las e s p e c i f i c a c i o n e s ya dan el peso u n i t a r i o s u e l t o h úm e d o del A g r e g a d o fino. P es o del a g r e g a d o s 1822 k g .- F ino s u e l t o h ú m e d o ...................................... “ .- G r u e s o s u e l t o h ú e e d o 1630 x 1 . 0 0 3 5 * 1636 k g / e 3
4
Pe s o por pié cúbico de ios a g r e g a d o s C o n o c i d o s los pesos u n i t a r i o s s u e l t o s h ú me d o s de los agregados fino y grueso, y s a b i e n d o que en un m e t r o cúbi c o hay 35 pié* c ú b i co s , bastará dividir el p r im e r o e n t r e el s e g u n d o v a l o r p a r a o b t e n e r elpeso por pié c ú b i c o de ca d a u n o de los m a t e r i a l e s i Peso por pié c ú b ic o del a g r e g a d o s •- Fi n o s u e l t o húme d o G ru e s o s u e l t o h ú m e d o
5
1822/35 1 6 36 / 3 5
■ 5 2. 0 5 k g / p i é * * 46.70 kg/pié*
R e n d i m i e n t o de la tan d a de un s a c o C o n o c i d a la d o s i f i c a c i ó n en v o l u m e n 1 s 2.5 el peso de los m a t e r i a l e s por pié c ú b i c o , es c al c u l a r los pesos q u e e n t r a n en u n a tan d a de de cem e n t o t .- C e m e n t o . . . . . . . . . . . . . . 1 x 42 . 5 ■ 42 . 5 .- Ag u a e f e c t i v a * ........ ■ 25.0 A g r e g a d o fi n o h ú m e d o . . 2.5 x 5 2 . 0 5 ■ 130.1 .- A g r e g a d o g r ue s o h ú m e d o 3.5 x 4 6 . 7 0 * 1 6 3. 5
s 3.5, y posible un sa c o kg lt kg kg
•- P e so t o t al de la t a n da de un s a c o ■ 3 61 . 1 k g / s a c o R e n d i m i e n t o de la t a n d a ■ 3 6 1 . 1 / 2 4 0 0 ■ 0 . 1 5 0 m 3 Por t a n t o el r e n d i m i e n t o de un a m e z c l a de c o n c r e t o p r e p a r a d a en base a un s a c o de c e m e n t o s e rá de 0 . 1 5 0 6
F a c t o r c e m e n t o de la u n i d a d
c ú bi c a
D e s d e q u e la tanda p r e p a r a d a en b a s e a un saco de c e m e n t o r i n d e 0 .1 5 0 m s de c o n c r e t o , el n ú m e r o de t a n das, y por tanto el n ú m e r o de s a c o s de c em e nt o ,
217
Conversiones y rendimientos
n e c e s a r i a * para p r e p a r a r un a e t r o c ú b i c o de c o n c r e t o se o b t e n d r á d i v i d i e n d o la u n i d a d e n t r e el r e n d i m i e n t o de la t an d a p r e p a r a d a «n baiv a un saco da c a a t n t o i .- N ú a e r o de t an da s por m e t r o c úb i c o ■ 1 /0 . 15 F a c t o r c e e en t o * 6.7 s a c o s por a e t r o c ú bic a. 7
-¿ . 7
P e s o de lo* M a t e r i a l e s por t e t r o c úb ic o C o n o c i d o *1 n ú m e r o de t andas n e c e s a r i o p ar a p r e p a r a r un a e t r o cúbico de c o n c re t o , se p ue de c a l c u l a r los p e s o * de cada uno de los e l e m e n t o s c o n s t i t u y e n t e s * .-
C e e e n t o ................... 6.7 A g u a e f e c t i v a ............ 6 . 7 A g r e g a d o fino h ú a e d o ... 6 . 7 .- A g r e g a d o g r u e s o h ú m e d o .6. 7
x x x x
42. 3 23.0 130.1 163.5
« 2 83 » 168 ** 8 72 * 1 09 5
kg/m3 lt/e3 kg/e9 kg/e9
E s t o s a i s e o s v a l o r e s p o dr ía n o b t e n e r s e d i v i d i e n d o los p e s o s de los « a t e r í a l e s de u n a t a n d a p r e p a r a d a en ba se a un saco de c e a e n t o e n t r e el r e n d i e i e n t o por saco • I g u a l e e n t e , a p a rt i r de e s t o s v a l o r e s h ú a e d o s se p u a d e d e t e r m i n a r los v a l o r m s de diseffo o r i g i n a l e s , c o n o c i e n d o los c o n t e n i d o s de h u a e d a d y p o r c e n t a j e s de a b s o r c i ó n de los a g r e g a d o s f i n o y g r ue so . 23 . 6
1
EJEMPLO
N* 1
Especificaciones La coapaffia constructora ‘A r r i e t a & V e l a r d e ” ha o b t e n i d o la buena pro en la l i c i t a c i ó n de una U n i d a d Escolar en la localidad de Castrovirreyna del D e p a r t a a e n t o de H u a n c a v c l i c a . P ar a la e j e c u c i ó n de la a i s a a c u e n ta con la s i g u i e n t e i n f o r m a c i ó n « a) Un r e g i s t r o de co nt r o l de p r o d u c c i ó n c o r r e s p o n d i e n t e a una ol»ra a n t e r i o r , se l u e s t r a en el C u a d r o N # 1.
de concreto el « i s « o que
b) El procefto de v a c i a d o *e r e a l i z a r á e n t r e lo* « e s e s di D i c i e m b r e y M a r z o . El r e g i s t r o de t e m p e r a t u r a s en la zona es, coso p r o m e d i o de 24*C c oa o a á x i e o y de - 1 8 * C coao a i n ia o. c) Las c a r a c t e r í s t i cas del e l e a e n t o e s t r u c t u r a l y las c o n d i c i o n e s de colocación y coepactación hacen recoaendable eaplear aezclas de consistencia
DISEÑO DE MEZCLAS ••ca í , a las c u a l v s 1* á 2 m . d)
c o r r e s p o n d e un a s v n t a i i « n t o de
La r e s i s t e n c i a a la c o m p r e s i ó n de d i s e ñ o a los 28 d ía s es de 210 kg/c m* , e s p e c i f i c á n d o s e que no eás de 1 de cada 10 n u e s t r a s de e n s a y o d e b e r á e st ar por d e b a j o de la resistencia e s p e c i f i c a d a . La r e s i s t e n c i a p r o m e d i o se d e t e r m i n a r á e m p l e a n d o el m é t o d o del C o m i t é E u r o p e o del C o n c r e t o .
P ara las c o n d i c i o n e s a n t e r i o r e s se d es e a c o n o c e r cuál será la r e l a c i ó n en v o lu m en , c o m o v a l o r e s de o b r a c o r r e g i d o s por h u m e d a d del a g r e g a d o , p ar a la u n id a d c úb i c a de la m e z c l a de c o n c r e t o d i s e ñ a d a por el método del m ó d u l o de f i ne z a de la c o m b i n a c i ó n de ag r e g a d o s . Materiales Los m a t e r i a l e s a ser c a r a c t e r í ticass
empleados
tien e n
las
siguientes
1.- C e m e n toi P o r t l a n d N o rm a l A STH T ipo 1 Peso Específico .......................... 2.** Aguaa •- De pozo. E.060
Cumple
con los r e q u i s i t o s
3.12
de la N o r ma
3.- A g r e g a d o P in o P e s o u n i t a r i o s u el t o s eco ........ 1 6 8 0 k g / m 3 P es o u n i t a r i o c o m p a c t a d o s ec o ... 1 7 3 0 k g / m 3 .- P e s o e s p e c i f i c o .................... 2 .6 7 .- C o n t e n i d o de h u m ed ad .............. 2 .3 2 0 .9 2 P o r c e n t a j e de a b s o r c i ó n . .. .. . . .. .- O r a n u l o m e t r i a i Halla 2 retenido N*4 ................. 3 N*8 ................. 12 H* 16 ................. 1? H *30 ................. 20 N • 30 ................. 19 N* 1 0 0 ................. 17 N* 1 0 0 .................................. 10 4.- A g r e g a d o Q r u e s o •- P e so u n i t a r i o s u el t o se c o ........ 1 620 k g / e 3 .- P e s o u n i t a r i o c o m p a c t a d o s e c o ... 1 680 k g / m 3
Conversiones y rendimientos ..,.-
219
Pato específico ....... C o n t e n i d o de h u a e d a d p o r c e n t a j e de a b s o r c i ó n O r a n u l ó s e t r 1* i
X re ten ido
Halla
1 * ................. 3 / 4 * ................. 1 / 2 * ................. 3 / 8 * ................. 1 / 4 * ................. H *4 ................ 3
C á l c u l o del
2.63 0.3* 1 . 2%
0 12 32 28 23 5
c o e f i c i e n t e de v a r i a c i ó n
El C u a d r o H* 1 p r e a e n t a , en f or a a d e t a l l a d a , el c á l culo del c o e f i c i e n t e de v a r i a c i ó n o b t e n i d o en una obra a n t e ri o r , a ser u t i l i z a d o en lot c ál c u l o s . Se a p re c i a que el a i i a o c o r r e s p o n d e a un v a l o r de 7. 2 % que, de a c u e r d o a lo i n d i c a d o en la T a b l a 7 . 2 . 3 , u b i c a a la coapaftia d e n t r o de un g r a d o de c o n t r o l • xcel«n te. 4
Retistencia Proatdio P a r a la d e t e r a i n a c i ó n de la r e t i t t e n c i a p r o a e d i o te e a p l e ar á , d e a c u e r d o a lo i n d i c a d o en lat e s p e c i f i c a c io n e s de obr a , los c r i t e r i o s del C o a i t á E u r o p e o del C o n c r v t o tal coao han sido e s t a b l e c i d o s en el a c á p i t e 7.4.4. La e c u a c i ó n del C o a i t á E u r o p e o del C o n c r e t o »ti f '« f... - ----------1 - t.v E n t r a n d o a la t ab l a 7 . 4 . 4 te e n c u e n t r a q u e p ara 20 a u a s t r a s y u n a t t p e c i f i c a c i ó n de no aát dt u n a a u t t tra de t n t a y o tn d iez por d e b a j o d t la r e t i t t e n c i a e t p e c i f i c a d a , c o r r e t p o n d e un v a l o r de " t ” i g u a l a 1 . 3 23 R e e m p l a z a n d o en la e c u a c i ó n s 210
f ar- - ----------------------- « 240 k g / c a * 1 - 1. 323 (0.072) 3
M ó d u l o de f i n e z a de los a g r e g a d o t
DISEÑO DE MEZCLAS De « c u e r d o « 1 «* g r « n u l o e e t r í a » i n d i c a d « « en las e s p e c i f i c « c i o n » » c a l c u l i B O t lo» a ó d u l o s de f i n e z a de y g r u es o, e n c o n t r a n d o los lo« agregado* fino siguientes valores» M ó d u l o de f i n e z « del a g r e g a d o f in o ........ 2 . 6 9 .- M ó d u l o de f i n e z a del a g r e g a d o g r u e s o ........ 6 . 8 9
CUADRO 1 Nuestra
f '.
d
d*
1 2 3 4 3 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
287 293 29 2 279 291 303 325 264 278 336 314 3 08 236 343 2 82 263 332 298 302 310 300
13 3 8 21 9 3 23 36 22 36 14 8 44 45 18 37 32 2 2 10 0
169 23 64 441 81 9 62S 1296 484 3 136 196 64 1936 20 25 324 1369 2704 4 4 100 0
Suea
6300
CX ........
15056 6300 21
X ........
6300/21
«
300 kg/ce*
* 2 7.6 k g / c e 2 V ........
27.6 x 1 0 0 / 3 0 0 - 9.22
Conversiones y rendimientos 6
221
T a m a ñ o m á x i m o n o m i n a l del « g r a b a d o g r u t t o De « c u e r d o a 1* d e f i n i c i ó n d a d a en el a c á p i t e 8 . 1 . 2 y *1 a n á l i s i s de la g r a n u l o m e t r i a d e l a g r e g a d o a ser e m p l e a d o en la o bra, se d e t e r m i n a q u e el t am a ñ o m á x i m o n o m i n a l del a g r e g a d o g r u e s o es de 3/4" • .- T a m a ñ o m á x i m o n o m i n a l del a g r e g a d o g r u m s o *
7
3/4"
Asentamiento Las e s p e c i f i c a c i o n e s de o b r a i n d i c a n q u e las c o n d i c i o n e s de c o l o c a c i ó n p e r m i t e n y h a c e n r e c o m e n d a b l e t r a b a j a r con m e z c l a s de c o n s i s t e n c i a s ec a , a las c u a l e s c o r r e s p o n d e un a s e n t a m i e n t o de 1" á 2".
8
C o n d i c i ó n de d u r a b i l i d a d De a c u e r d o a las e s p e c i f i c a c i o n e s de o b r á , el c o n c r e to d u r a n t e su v i d a ha de e s t a r e x p u e s t o a t e m p e r a t u ras de -18" C , lo cual J u s t i f i c a el e m p l e o de aire i n c o r p o r a d o en la m ez c l a.
9
V o l u m e n u n i t a r i o de agua P a r a d e t e r m i n a r el v o l u m e n u n i t a r i o de a g u a de d i s e ñ o e n t r a m o s a la T a b l a 10.2.1. Se d e t e r m i n a q u e para un c o n c r e t o con a ire i n c o r p o r a d o y t a m a ñ o m á x i m o n o m i n a l del agregado grueso de 3/ 4", en una mezcla de c o n s i s t e n c i a seca, c o r r e s p o n d e un v o l u m e n u n i t a r i o de a g u a de 168 l i t r o s por m e t r o c úb i co .
10 P o r c e n t a j e de a ire
total
La m e z c l a ha de e s t a r e x p u e s t a a c o n d i c i o n e s de expo si ción severa que j u s t i f i c a n el e m p l e o de aire i n c o r p o r a d o . E n t r a n d o a la T a b l a 1 1 .3 . 1 se e n c u e n t r a q u e para un c o n c r e t o con a i r e i n c o r p o r a d o , en la c o n d i c i ó n de e x p o s i c i ó n i n d i c a d a , c o r r e s p o n d e , para a g r e g a d o g r u e s o de t am añ o m á x i m o n o m i n a l de 3/4", un p o r c e n t a j e de a ire total del 6%. 11 R e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o por r e s i s t e n c i a E n t r a n d o a la T a b l a 12.2. 2 se e n c u e n t r a , q u e para una r e s i s t e n c i a p r o m e d i o de 240 k g / c m * a los 28 días, en un c o n c r e t o con a i r e i n c o r p o r a d o , se r e q u i e r e una r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o de 0.5S. 12 R e l a c i ó n agua c e m e n t o por d u r a b i l i d a d
DISEÑO DE MEZCLAS En es t e relación concreto exposición
cato particular tt debe dttarainar t g u i - c t a t n t o por d u r a b i l i d a d d a d o que ha de estar expuesto a condiciones t evera.
la el de
Entrando a la Tabla 13.2.5 te determina que a concreto» expuettot a p r oce so » de c o n g e l a c i ó n les c o r r e t p o n d e una r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o e á x i a a de 0.50. R e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o de d i t eñ o C o n o c i d a t lat r e l a c i o n e t a g u a - c e a e n t o por r e t i t t e n c i a y por d u r a b i l i d a d , t e l e c c i o n a a o s el v a l o r a e n o r que e» el que ha de c u a p l l r con a abat c o n d i c i o n e » . .- R e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o de d i t e ñ o
“ 0 .5 0
F a c t o r c ea e nt o El f a c t o r c e e en to te o b t e n d r á unitario de agua entre la teleccionadai
d i v i d i e n d o el v o l u a e n r e l ac ió n agua-ceaento
F a c t o r c e e en to * 1 6 8/ 0 . 5 0 * 336 k g / a 3 (7.9 s a c o s / a 3 ) V o l u a e n a b s o l u t o de p a st a El v o l u a e n a b t o l u t o de pasta s er á igual a la t u a a de lot v o l ú a e n e t a b t o l u t o t de c e aen to , agua y a irei V o l ú a e n e t a b s o l u t o s dei .- C e a e n t o ........ 3 3 6 / 3 . 1 2 x 1000 .- A gu a de d is eñ o .... 168/1 x l OOO Ai r e .............. 6* Voluaen
a b s o l u t o de pasta
..........
* * -
0.108 a3 0.168 a3 0.060 e3
*
0.336 a 3
V o l u ae n a b s o l u t o de a g re g a d o El v o l u a e n a b s o l u t o de a g r e g a d o s er á igual dad a e n o t el v o l ua e n a b s o l u t o de pastas Voluaen
a la u n i
a b s o l u t o de a g re g ad o « 1 - 0. 33 6 * 0 . 6 6 4 e 3
M ód u l o de f in ez a de la c o a b i n ac ió n de a g r e g a d o s Rara d e t e r a i n a r el a ó d u l o de f i n e z a de la c o a b i n a c i ó n de a g r e g a d o t te e n t r a a la T ab l a 1 6 . 3 . 1 0 con un t aa a ño a á x i a o n o a i n a l del a g r e g a d o g r u e s o de 3/4* y un c o n t e n i d o de c e a en to de 7.9 t a cos por a et r o
223
Conversiones y rendimientos
c ú b i c o . P a r a e s t a s c o n d i c i o n e s se i n c u e n t r a un v a l o r del m ó d u l o de f i n e z a dt la c o a b i n a c i ó n dt a g r e g a d o « i gu a l a 5. 10 3 . - M ó d u l o de f i n e z a de la c o a b i n a c i ó n de a g r e g a d o s ...........................
» a
-
5 . 103
18 P o r c e n t a j e de a g r e g a d o fino C o n o c i d o s los a ó d u l o s de f i n e z a de los a g r e g a d o s f i n o y g r u e s o , asi c oa o el del a ó d u l o de f i n e z a de la c o a b i n a c i ó n de a g r e g a d o s , e n t r a a o s a la e c u a c i ó n ! a. - a rf ■ ---------- x 100 - »f 6.8? - 5.103 r -r - --------------- x 100 6 . 8? - 2 . 6?
-
42.3*
El p o r c e n t a j e de a g r e g a d o f i n o en r e l a c i ó n a b s o l u t o total de a g r e g a d o es de 42.5 %.
al v o l u a e n
1? C o n t e n i d o de a g r e g a d o fino y g r u e s o C o n o c i d o e.l v o l u a e n a b s o l u t o de a g r e g a d o en la u n i d a d c ú b i c a de c o n c r e t o , asi coao el p o r c e n t a j e de a g r e g a d o fino, se p u e d e c al cu l a r los v o l ú a e n e s a b s o l u t o s de los a g r e g a d o s f i n o y g r u e s o y, a p a r t i r de d i c h o s v a l o r e s , los p es o s s ec os de d i c h o s « a t e r í a l e s * Voluaen
a b s o l u t o des
A g r e g a d o f in o s e c o A g r e g a d o g r u e s o seco
* n
0.425 x 0.664 0.664 - 0.282
* 0.282 a 3 ° 0.382 a3
P e s o del a gr e g a d o s F i n o s ec o .- G r u e s o seco
* *
0.282 x 0 . 3 82 x
2 . 6 7 x 1000 « 753 kg/a3 2 .6 5 x 1000 ■ 1 0 1 2 k g / a s
20 V a l o r e s de d i s e ñ o Las c a n t i d a d e s de los d i v e r s o s « a t e r í a l e s i n t e g r a n t e s de la u n i d a d c ú bi c a de co nc re to , c a l c u l a d a s e a p l e a n d o el a é t o d o del a ó d u l o de f i n e z a de la c o a b i n a c i ó n de a g r e g a d o s soni Ceaento ................... 336 k g / a s A g u a de d i s e ñ o ........... 168 l t / a s .- A g r e g a d o F ino s e c o ... 733 k g / a 3 A g r e g a d o G r u e s o seco . 1 01 2 k g / a 3 21 C o r r e c c i ó n por h u a e d a d del a g r e g a d o
224
DISEÑO DE MEZCLAS D e b e m o s p a s a r los v a l o r e s en p e s o a v a l o r e s y a c o r r e g i d o s por h u m e d a d del a g r e g a d o . P e so del a g r e g a d o s F i n o H ú m e d o ............ G r u e s o H ú m e d o .....
de obra,
733 i 1.023 - 772 k g / m 3 1 012 x 1 .003 ■ 1013 k g / m 3
Humedad su pe rficial delt . - A g r e g a d o F i n o ......... A g r e g a d o G r u e s o ..... .
2.3 0.3
-0.9 *+ -1.2 *-
1.6% 0.9%
A p o r t e de h u med ad deis A g r e g a d o F i no .......... 733 A g r e g a d o G r u e s o ....... 1012
x 0.016 - > x 0 . 0 0 9 ■-
12 l t / m 3 9 lt/m3
A p o r t e de humed ad del a g r e g a d o total* * A gua e f e c t i v a
«
168
-
3
»
3 lt/m3
165 l t / a 3
22 V a l o r e s de o b r a E f e c t u a d a s las c o r r e c c i o n e s por h um ed a d del a g r e ga d o, los v a l o r e s a ser e m p l e a d o s en las m e z c l a s del con* cr et o en o b r a soni •
- Cemento .......... A g u a e f e c t i v a .... .... .- A g r e g a d o Fi n o h ú m e d o ... .- A g r e g a d o G r u e s o h ú m e d o .
3 36 165 772 1015
kg/m3 lt/m3 kg/m3 kg/m3
23 R e l a c i ó n en peso de o b r a La r e l a c i ó n en peso, ya c o r r e g i d a por a g r e g a d o , a ser u t i l i z a d a en o b r a esi 336 --336
s
772 ---336
i
1015 ----336
*
1
*
2.3
:
humedad
del
3. 0
24 C o n v e r s i ó n de la m e z c l a a v o l u m e n P ara la d o s i f i c a c i ó n en v o l u m e n e q u i v a l e n t e a la d o s i f i c a c i ó n en peso, se s e g u i r á el p r o c e d i m i e n t o d e s a r r o l l a d o en e ste c a p i t u l o « P eso u n i t a r i o del a g r e g a d o s F i n o h ú m e d o ............. G r u e s o h ú me d o ..........
1 680 x 1.025 « 1 722 k g / e 3 1620 x 1.003 * 1 625 k g / m 3
P es o por pié cúbic o del a g r e g a d o s
Conversiones y rendimientos
225
F i n o h ú ae d o ....................... 1722 / 35 -4 9 . 2 0 k g / p i e 3 • - O r u n o h ú ae do .... 1623 / 3 3 “ 4A.42 kg/pie* Y 1* d o s i f i c a c i ó n en v o l u e e n e q u i v a l e n t e s e r á s C e a e n t o ................. A g r e g a d o f ino h ú a e d o .. A g r e g a d o grueso húaedo . D o s i f i c a c i ó n en v o l u a e n
1 x 42.3 / 2.3 x 42.5 / 3. 0 x 4 2 .3 /
equivalentes
42.30 “ 1 4 9 . 2 0 * 1.20 46 .4 2 “ 2.73
1 s 1.2 0 i 2.73
C A P I T U L O DETERMINACION 26 -X
DEL.
2 6
CONTENIDO
DE
AIRE
GENERALIDADES
1
8* s abe q u e en t oda a e z d a de c o n c r e t o Na/ a i r e sent e. E s t e p u e d e e s t a r en dos f o r m a s t c oao atrapado o c o r o aire incorporado.
pre a ir e
2
T an t o el c e a e n t o , un R a t e r i a l p u l v u r u l e n t o , co a o los agregados f in o y grueso, t i e n en a ire entre sus p a r t í c u l a s . E s t e a i r e i ng re s a a la a e z c l a d o r a j u n t o con los « a t e r í a l e s y p arte es e x p u l s a d o d u r a n t e el p r o c es o de r o t a c i ó n del tambor de la m e z c l a d o r a . Al p e q u eñ o porcentaje que queda en la a e z c l a ae le c o no c e c o a o a i re a t r a p a d o . Por f a c i l i d a d de d i s e ñ o al aire a t r a p a d o ha sido r e l a c i o n a d o al t a m a ñ o m á x i m o n o m i n a l a g r e g a d o g ru e s o , al cual de a c u e r d o a la N orma C 33 d e l A5TH' o I T I N T E C 4 0 0 .0 3 7, c o r r e s p o n d e u n a g r a n u l o a e t r í a d e t e r m i n a d a . La T ab l a atrapado
1 1» 2• 1 en
da
función
los del
p r o b a b l e s c o n t e n i d o s de aire t a a a ñ o a á x i i o n o a i n a l del
a g r e g a d o g r u e s o . Un e x a a e n de la T a b l a p e r a i t e a p r e ciar que el c o n t e n i d o de aire a t r a p a d o se i n c r e a e n t a c o nf o r o « disminuye el taeaño máximo noainal del agregado grueso. 3
El aire i n c o r p o r a d o es i n t e n c i o n a l a e n t e i n t r o d u c i d o a la a e z c l a a e d i a n t e un adit i v o. La ra zó n p r i n c i p a l es crear un s i s t e a a de p o r o s que p e r a l t a la c o n g e l a c i ó n del agua sin d a ñ o p a r a el conc re to . U n a r a z ó n s e c u n d a r i a es un i n c r e a e n t o en la t r a b a j a b i 1 i d a d , c o n t r o l de la s e g r e g a c i ó n o r e du c c i ó n de la e x u d a c i ó n . C oao yo se i n d ic ó , La T ab l a 11.3. 1 d a los c o n t e n i d o s de aire t otal en la a e z c l a , coao s ua a de a i r e a t r a p a do ais a i r e i n c o r p o r a d o , para tres c o n d i c i o n e s d i f e r e nt e s de e x p o s i c i ó n del c o n c r e t o a a g e n t e s e x t e r n o s . Los v a l o r e s son d a d o s en p o r c e n t a j e en f u n c i ó n del t a aa ñ o a á x i a o n o a i n a l del a g r e g a d o g r u e s o . Al igual que en el ai r e a t r a p a d o el p o r c e n t a j e t i e n d e a i n c r e m e n t a r s e c o n f o r a e el taaa ño m á xi m o n o m i n a l del a g r e g ado g r u e s o t i e n d e a d i s m in u i r.
26.2
PROCEDIMIENTO
En a l g u na s o p o r t u n i d a d e s es i m p o r t a n t e c o n o z c a c u a l e s son los p o r c e n t a j e s de
que al i n g e n i e r o a ir e i n c o r p o r a d o
DISEÑO DE MEZCLAS y/o a t r a p a d o p r e s e n tes en que e stá t r a b a j a n d o .
la
a ez cl a
de
concreto
con
la
P ara «lio, a c o n t i n u a c i ó n se e x p o n d r á el p r o c e d i a i e n t o a s e g u i r para d e t e r m i n a r los p o r c e n t a j e s de a i r e a t r a p a d o , a ire i n c o r p o r a d o y aire total de una a e z c l a de c o n c r e t o , en a q u e l l o s c a s o s en que no se d i s p o n e en o b r a de e q u i p o necesario pa r a efectuar la deterainación eapleando p r o c e d i s i e n t o de l a b o r a t o r i o . 1
Especificaciones Se d esea c o n o c e r los p o r c e n t a j e s de a i r e a t r a p a d o , a i r e i n c o r p o r a d o y a ir e total de una a e s c l a de c o n c re t o c uyo p e s o u n i t a r i o es de 2900 k g / a 3 . L a s p r o p o r c i o n e s de «ateríales para un a e t r o cúbico de c o n c r e t o sons .* C e a e n t o .................... 300 Agua de d i s e ñ o ............ 142 A g r e g a d o f i n o s e c o ...... 670 •- A g r e g a d o g r u e s o « eco •••* 1100
kg/a3 lt/a3 kg/a3 kg/a3
L o s pesos e s p e c í f i c o s de « a s a de los a g r e g a d o s f i n o y g r u e s o son r e s p e c t i v a a e n t e 2.5 y 2.6. 2
V o l u a e n a b s o l u t o de los i n g r e d i e n t e s En priaer l u g a r se p r o c e d e r á a d e t e r a i n a r el v o l u a e n a b s o l u t o de los i n g r e d i e n t e s de la u n i d a d c ú bi c a de c o n c r e t o e x p r e s a d a en v a l o r e s de d is eñ o s Voluaen absolu to s
Ceaento ........................................ 300/3.15 x 10 .............................. 162/1 x 1000 * 0 . .- A gua de d i s e ñ o .- A g r e g a d o f i n o ....... 6 9 0 / 2 . 5 x 1000 “ 0.276 a 3 •- A g r e g a d o g r u e s o ..... 1 1 0 0 / 2 . 6 x 1 000 ■ 0.428 a 3 .- V o l u ae n a b s o l u t o de los « a t e r í a l e s 3
.... * 0 . 9 5 8 a 3
C o n t e n i d o de a i r e total C o n o c i d o el V o l u a e n a b s o l u t o de lo« a a t e r i a l e s i n t e g r a n t e « de la u n i d a d c úb ic a dt c o n c r e t o , y d e b i e n d o ser la su a a de los v o l ú a e n e s a b so l u t o s i gual a la un i d a d es p o s i b l e , por d i f e r e n c i a , c o n o c e r el c o n t e n i do de a i r e t otal en la a e zc la s .- C o n t e n i d o de aire total « 1 - 0 . 958 - 0 . 0 4 2 - 4 .2 %
Determinación del contenido de aire 4
229
R e n d i m i e n t o de la « « i d a A c o n t i n u a c i ó n ti p r o c e d e r á a d e t e r m i n a r el p e s o del m e t r o c ú b i c o de c o n c r e t o l ib re de aire, a f in de d e t e r m i n a r el r e n d i m i e n t o de la m e x cl a i . - C e m e n t o ...... . ............ A g u a de diieffo ...... .. .- A g r e g a d o fin o s e c o .. ... .- A g r e g a d o g r u e s o s e c o .... P e s o de la t an d a
300 162 690 1100
kg/m3 lt/m3 kg/m3 kg/m3
......... 2 2 5 2 k g / m 3
R e n d i m i e n t o de la tanda « 2 2 3 2 / 2 3 0 0 - 0 . 9 8 2 m 3 3
P o r c e n t a j e de a i r e i n c o r p o r a d o Conocidos
el
r e n d i m i e n t o de la
t an da y el r e n d i m i e n t o
m e z c l a s er á del o r d en dei 0.982 - 0.938 A i r e i n c o r p o r a d o « ---------------- x 100 ■ 2 . 4 3 » 0.982 6
P o r c e n t a j e de a i r e a t r a p a d o Conocidos los porcentajes de a ir e tot al y incorporado en la t ezcla, el porcentaje dé a t r a p a d o s er á igual a la d i f e r e n c i a e n t r e a a bo s s A i r e a t r a p a d o * 4 .2 - 2.43 * 1 . 7 3 %
ai ve ai r e
C A P I T U L O C O R R E C C I O N
R A R A
R E S I S T E N C I A 2 7 - X 1
2*7
F A C T O R
C E M E N T O
Y
I N V A R I A B L E S
A L C A N C E En a l g u n a s o p o r t u n i d a d e s es n e c e s a r i o i n c o r p o r a r aire a u na eezcla ya d i s e ñ a d a . E llo l l e v a r í a a « e d i f i c a c i o n e s en el c o n t e n i d o de c ee e nt o , en la resistencia de la m e z c l a , y en la c o n s i s t e n c i a de la M i s eá . En e s t e c a p i t u l o se p r e s e n t a r á el p r o c e d i m i e n t o a s e guir a fin de que, en c as os como este, te m a n t e n g a el f a c t o r c e m e n t o i n v a r i a b l e , o no se m o d i f i q u e la r e sistencia.
2*7.2 1
FACTOR
CEMENTO
INVARIABLE
Alcance
En e s t e caso, m e d i a n t e el d e s a r r o l l o de un ejemplo, se e x p l i c a r á el p r o c e d i m i e n t o a s e g u i r en aquellos c as o s en que, d e s p u é s de d i s e ñ a d a , se d e s e a i n c o r p o rar a i r e a la e e z c l a sin que se p r o d u z c a n modifica*' c l o n e s en el c o n t e n i d o de c e e e n t o o en el a s e n t a m i e n to de la mi se á . 2
Especificaciones Se d e s e a c o n o c e r en que f or e a d eb en ser m o d i f i c a d o s los p e s o s de los m a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de la u n i d a d c ú b i c a de c o n c r e t o en un caso en que, por r a z o n e s de t r a b aj o , es n e c e s a r i o i n c o r p o r a r 3 . 3 % de a i r e a m e z c l a sin m o d i f i c a r el c o n t e n i d o de c e m e n t o o el a s e n t a m i e n t o de la mism a. Las p r o p o r c i o n e s concreto c o m
originales
C e m e n t o ................... .- A g u a de d i s e ñ o .......... A i r e a t r a p a d o ............ A g r e g a d o f in o s e c o ...... A g r e g a d o g r u e s o seco ... P e so e s p e c i f i c o de masa
de
la
unidad
cúbica
340 k g / m 3 107 l t / m 3 1.3 % 770 k g / m 3 1180 k g / m 3
del a g r e g ad o fi no .... 2 . 6 3
de
DISEÑO DE MEZCLAS
232 3
Factor Cemento
C o a i m a r i R O t por calcular el mezc la , el cual será igual a:
fa ct o r
cuento
de
la
•- F a ct o r c e m e n t o ■ 3 4 0 / 4 2 . 3 * 8 s a c o i / a e t r o c úb ic o 4
R e d u c c i ó n en «1 c o n t e n i d o de a g ua Se sabe q u e la in c o r p o r a c i ó n de a i r e a las m e z c l a s p e r a lt e r e d u c i r el c o n t e n i d o de a gu a , d a d o que las b u r b u j a s de aire a c t ú a n como un e l e e e n t o l u b r i c a n t e q ue m e j o r a la p l a s t i c i d a d y t r a b a j a b i l i d a d , al m i s mo t ieep o que d i s m i n u y e n la c o n s i s t e n c i a . En el G r á f i c o N" 1 se d an un c o n j u n t o de curv as que c o r r e s p o n d e n a v a l o r e s de a i r e t o t a l para d i v e r s o s f a c t o r e s c e m en t o , p e r m i t i e n d o d e t e r m i n a r la re du c ci ón de agua, en g a l o n e s por s aco q u e d e b e e f e c t u a r s e en la mezc l a. En el caso de n u e s t r o e j e a p l o , p ar a un c o n t e n i d o de a ire total de 3% y 8 s a c o s de c e e e n t o por m et ro c ú b ic o de c o nc r e t o , se e n c u e n t r a q u e c o r r e s p o n d e una r e d u c c i ó n en el a gua de la m e z c l a del o rd e n de 13 l i tr o s (4 g a l o n e s ) por m e t r o c úb i c o .
5
C o r r e c c i ó n en el a g r e g a d o fi n o S a b e a o s que la suea de los v a l o r a s de los v o U a e n e « a b s o l u t o s de las d i f e r e n t e s a a t e r i a l e s i n t e g r i n t e i de la u ni da d c úb i c a de c o n c r e t o d e b e ser igual a la unida d . En n u e s t r o c aso hay i n c r e m e n t o en el c o n t e n i d o d» aire y una d i s m i n u c i ó n en »1 c o n t e n i d o de agua. A fin de e a n t e n e r la suea igual a la u n i d a d , la c o r r e c ción, para f a c t o r c e e e n t o i n v a r i a b l e , d e b e r á r e a l i zar*« en el v o l ue e n a b s o l u t o del a g r e g a d o fino. V o l u e e n a b s o l u t o dei A ire . . . . .. . .. . . * 3% . . .. . .. . * ♦ 0 . 0 5 0 m 3 A gua ..... ...... - 13/1 x 1 000 - - 0 . 0 1 3 m 3 C o r r e c c i ó n en el v o l u m e n a b s o l u t o del a g r e g a d o f i n o
... * ♦ 0 . 0 3 5 e 3
E ll o s i g n i f i c a que para m a n t e n e r i n v a r i a b l e la suea de los v o l ú e e n e s a b s o l u t o s , d e b « r á d i s a i n u i r s e en 0 . 0 3 S el v o l u e e n a b s o l u t o de a g r e g a d o fino. R e d u c c i ó n en pesos
0 . 0 3 3 x 2 . 6 5 x 1 000 ■ 73 kg
Corrección de la mezcla para factor cemento y resistencia invariables 6
233
H u t v o i v a l o r a s de d i s e ñ o C o n o c i d a 1* r e d u c c i ó n en lo» v a l o r e s del a gu a de d i s e K o y del a g r e g a d o f i n o s ec o y el i n c r e m e n t o en el c o n t e n i d o de aire, los n u e v o s v a l o r e s de la u n i d a d c ú bi c a de c o n c r e t o f con el aisao asentamiento y f a c t o r c emen t o , s tr in i . - C e a e n t o .......... - .............. .- A g ua de d i se ñ o ................. A ir e t o t al ...................... . - A g r e g a d o fino s e c o ............ . - Ag r eg ad o g r u e s o s e c o .........
340 172 5.0* 677 1180
La r e d u c c i ó n en el a g r e g a d o fi no , se compensa por el incremento c o n t e n i d o de p as t a al i n c o r p o r a r a ez e l a.
kg/m3 1 t/m3 kg/m3 kg/m3
coao y a se indicó, artificial en el 3 . 5 % de a ir e a la
Al a n a l i z a r los r e s u l t a d o s el i n g e n i e r o d e b e r e c o r d a r que la in cor p o r a c i ó n de a i r e t i e n d e a r e d u c i r la r e s i s t e n c i a de la m e z c l a . En e s t e ca s o p a r t i c u l a r la r e l ac i ón a g u a - c e m e n t o del d i s e ñ o o r i g i n a l e r a de 0.55 para un c o n c r e t o sin a ire i n c o r p o r a d o , a la cual c o r r e s p o n d i a , de a c u e r d o a la T a b l a 1 2 .2 . 2 una r e s i s t e nc i a en c o m p r e s i ó n a los 28 d í a s de 300 k g / c m * . P ar a el n u e v o d i s e ñ o con aire i n c o r p o r a d o , la r e l a ción a g u a - c e m e n t o se r e du c e a 0 . 5 1 , p ero s e e v i d e n c i a una r e d u c c i ó n p o s i b l e de la r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n a 2 6 5 k g / c m 2 en un c o n c r e t o con a i r e i n c o r p o r a d o . E lio s i g n i f i c a una r e d u c c i ó n en la r e s i s t e n c i a del o r den del 12%, la cual d ebe ser c o n s i d e r a d a por el i n g e ni e ro . 2 7 - 3
R E S I S T E N C I A
I N V A R I A B L E
1
Un s e g u n d o p r o b l e m a q ue p ue d e p r e s e n t a r s e en o b r a es a q u e r e f e r i d o a a q u e l l o s c as o s en que, por r az o n e s d i v e r s a s , es n e c e s a r i o i n c o r p o r a r a i r e a la m e z c l a ya d i se ñ a d a , pero m a n t e n i e n d o la r e s i s t e n c i a en c o m p r e sión i n v ar i ab l e . A c o n t i n u a c i ó n , m e d i a n t e un e je m pl o , se e x p l i c a r á el p r o c e d i m i e n t o a s e g u i r en e s t e casos
2
Especificaciones Be d es e a c o n oc e r en q u e f or m a d a b a n ser m o d i f i c a d * * las p r o p o r c i o n e s o r i g i n a l e s de u n a m e z c l a p ara o b t e ner un c o n c r e t o de la m i s m a r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n
234
DISEÑO DE MEZCLAS a los 28 d ia s p e r o con 52 de «ir« total. clon es o r i g í n a l a s d« la « e z c l a sons C e m e n t o ..................... A gua d» d i s e ñ o ......... A g r e g a d o f in o s e c o .... A g r e g a d o g r u e s o s e c o .. A ire a t r a p a d o ..........
Las
p r op or
297 k g / m 3 (7 sacos) 178 l t / a 3 710 k g / a 3 1170 k g / a 3 1.52
P eso e s p e c i f i c o de « a s ai A g r e g a d o f in o .................. A g r e g a d o g r u e s o ............... 3
2 .6 0 2.65
H ue v a r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o P ara d e t e r m i n a r la r e l a c i ó n agua-cemento que no p e r a l ta o b t e n e r la r e s i s t e n c i a o r i g i n a l de 2 4 5 k g/ cm a los 28 di a s c u a n d o se ha i n c o r p o r a d o ai r e a la ■ezcla, e n t r a a o s a la T a b la 1 2.2.4. En e l la e n c o n t r a e o s q u e para o b t e n e r un c o n c r e t o con una r e s i s t e n c i a * 1« c o a p r e s l ó n de 245 k g / c a * a lo« 28 d i a«, con 52 de a ir e total, la r e l a c i ó n a g u a - c e • e n t o d e b e «er 0 .4 7.
4
V o l u a e n u n i t a r i o de ag ua P ara d e t e r a i n a r el n u e v o v o l u a e n u n i t a r i o de agua e n t r a a o s a la F i g u r a H* 1, la cual nos i n d i c a que para un c o n c r e t o con un c o n t e n i d o de c e m e n t o de 7 s acos por a e t r o c ú b i co , con un c o n t e n i d o total de aire de 52 se d e b e r e d u c i r el ag u a en 5.2 g a l o n e s por ■etro c ú bic o, lo q u e e q u i v a l e a 20 l t / a 3 . Por lo t an t o el n u e v o v o l u me n del agua de d i s e ñ o será dei H u e v a a gua de d i s e ñ o * 178 - 20 * 158 l t / a 3
5
Huevo factor cemento C o n o c i d o s el v o l u m e n u n i t a r i o de a gua y la n u e v a r e laci ó n a g u a c e m e n t o , p o d e mo s c a l c u l a r el n u e v o f a c t o r c e m e n t o de la m e z c l a s F a c t o r c e m e n t o * 1 5 8 / 0 . 4 7 ■ 336 k g / a 3 ■ 8 s a c o s / a 3
6
A j u s t e en la c o r r e c c i ó n El v a l o r del n u e v o f a c t o r c e m e n t o es m a y o r que aquel con el cual se e n t r ó a la F i g u r a H* 1 p a r a e s t i m a r la
235
Corrección de la mezcla para factor cemento y resistencia invariables r e d u c c i ó n del sobrestimada.
a gu a
y,
por
lo
t an t o ,
e st a
ha
s i do
E n t r a n d o * la F i g u r a H" 1 con 8 s a c o s de c e a e n t o por u n id a d c ú b i c a de c o n c r t t o y un c o n t e n i d o de a i r e del 5%, se e n c u e n t r a que d e b e e f e c t u a r s e una r e d u c c i ó n de agua de 15 1 t / m 3 N u e v a a g ua de d i s e n o * 178 - 15 * 163 l t / a 3 Y *1 n u e v o f a c t o r c e a e n t o serás Factor c u e n t o * 7
1 6 3 / 0 . 4 7 « 34? k g / a 3 « 8.2 s a c o s / a 3
N u e v o v a l o r del a g r e g a d o fino
A c on tinuación
se c a l c u l a los v o l ú a e n e s a b s o l u t o s de los m a t e r i a l e s p ara p od e r d e t e r a i n a r la d i s m i n u c i ó n en el peso del a g r e g a d o finos Volúaenes absolutos! •— C e a e n t o ••••*•• A g u a de diseffo A i r e t otal ---Agregado grueso
8.2 x 4 2 « 3 / 3 . 1 5 x 1000 * 0 . 1 1 1 1 63/1 x 1000 » 0.163 5% » 0.050 1 1 7 0 / 2 . 6 5 x 1000 « 0.442
S um a de v o l ú m e n e s a b s o l u t o s .- V o l u m e n a b s o l u t o del a g r e g a d o f i no .............
a3 m3 a3 a3
............■ 0 . 7 6 6 m 3
1 - 0.766
■ 0.234 m 3
P e s o s e c o del a g r e g a d o f ino ... 0 . 2 3 4 x 2 .60 x 1 0 00 ■ 6 0 8 k g / a s 8
N u e v o s v a l o r e » de dismffo Lo» n u e v o s v a l o r e s de los a a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de la u n i d a d c ú b i c a de c o nc re to , p ara un c o n t e n i d o total de a ire dml 5% p ero eanteniendo invariable la r e s i s t e n c i a en c o a p r e s i ó n del c o n c r e t o sont C e m e n t o .......................... 34? k g / a 3 A g u a de diseffo ................. 163 l t / a 3 A i r e t otal ............. ....... 5% •- A g r e g a d o f in o s e co ........... 608 kg/m3 •- A g r e g a d o g r u e s o s e c o ......... 1170 k g / m 3
DISEÑO DE MEZCLAS 236
I£
«5
I2.S
35
F a c t o r c « m « n t o « n s a c o sp o rm « t r o o u b i c o
C A P I T U L O a j u s t e
2 8 -X
:
d e
l a s
2 8
p r o p o r c i o n e s
ALCANCE
1
Finalizando »1 d i s e ñ o de u n a m e z c l a de c o n c r i t o , las proporciones calculadas p ar a la u n id a d c ú bi c a de c o n c r e t o d e b e r á n ser c o a p r o b a d a s por m e d i o de m e z c l a s de p r u e b a p r e p a r a d a s en el l a b o r a t o r i o y e n s a y a d a s de a c u e r d o a los r e q u e r i m i e n t o s de la N o r i a A S T H C 192 o por m ed i o de t an da s p r e p a r a d a s bajo c o n d i c i o n e s de obra.
2
En la p r e p a r a c i ó n de las m e z c l a s de p r ue ba , el i n g e n i e r o d ebe r e c o r d a r que d e b e r á e m p l e a r la .cantidad de a gua n e c e s a r i a p a r a o b t e n e r la t r a b a j a b i l i d a d y asen t a m i e n t o r e q u e r i d o s por las e s p e c i f i c a c i o n e s de obra, independientemente de si di ch a cantidad de a gu a c o r r e s p o n d e al v o l u a e n t e ó r i c o « t ú m i d o en la s e l e c ción de las p r o p o r c i o n e s .
3
E f e c t u a d o e s t e p r i m e r paso, la o b t e n c i ó n del a s e n t a m i e n t o d e s e a d o , d e b e r á c o m p r o b a r s e el peso u n i t a r i o y rendimiento de la unidad c úb i c a de concreto, s i g u i e n d o las i n d i c a c i o n e s de la H o r m a A S T H C 138, y el c o n t e n i d o de aire, s i g u i e n d o las i nd ic a c i o n e s, de a l g u n a de las N o r m a s A S TH C 138, C 173, ó C 231.
4
Adicionalmente a la c o m p r o b a c i ó n de la t r a b a j a b i l i dad, el ingeniero deberá verificar que no hay segregación, asi coso que el concreto p os e e las
28 . 2
1
PROCEDIMIENTO
Verificadas y o b t e n i d a s las condiciones anteriores, d e b e r á r e a l i z a r s e en las s i g u i e n t e s t a n d a s a j u s t e s a p r o p i a d o s en las p r o p o r c i o n e s , de a c u e r d o al s i g u i e nt e p r o c e d i m i e n t o s 1.1 La c a n t i d a d de agua de m e z c l a d o e s t i m a d a para o b tener el m i s m o a s e n t a m i e n t o q u e las t an d a s de prue ba , d e b e r á ser i gual al v o l u m e n n e t o del a gu a de m e z c l a d o e m p l e a d o d i v i d i d o por el r e n d i m i e n t o de la mezcla de ensayo expresado en metros cúbicos. Si
el
asentamiento
de
la
tanda
de
ensayo
no
f ue
238
DISEÑO DE MEZCLAS c o r r t c to , i n c r t a t n t a r o d i s m i n u i r el c o nt e n i d o de ag u a e s t i m a d o en 2 l i t r o s por m e t r o c ú bi c o de c o n c r e t o por c ada i n c r e m e n t o o d i s m i n u c i ó n de 10 mm en el a s e n t a m i e n t o d e s e a d o . 1.2 P ar a a j u s t ar la m e z c l a a fin de c o m p e n s a r los ef e c t o s de un c o n t e n i d o de a i r e i n c o r r e c t o en un m e z c l a de p r u e b a con a ire i n c o r p o r a d o , redu ci r o i n c r e m e n t a r el c o n t e n i d o de a gua de m e z c l a d o del a c á p i t e 2 9 . 2 . 1 . 1 en 3 l i t r o s por m e t r o cúbi co por cada 1% en el cual el c o n t e n i d o de aire se i n c r e m e n t a o d i s m i n u y e en r e l a c i ó n con el de la mezcla de ensayo. 1.3 Si la base del p r o p o r c i o n a m i e n t o de los m a t e r i a les i n t e g r a n t e s de la u n i d a d cúbi c a de c on cr e t o ha sido el p es o e s t i m a d o por m e t r o c úb ic o del c o n cr e to fres c o , mi p eso u n i t a r i o r e c a l c u l a d o del c o n c r e t o f r e s c o a ser e m p l e a d o para e f e c t u a r el a j u s t e de las m e z c l a s de prueb a s er á igual al peso u n i t a r i o m e d i d o en la tanda de ensayo, reducido o incrementado por el p o r c e n t a j e de i n c r e m e n t o o d i s m i n u c i ó n en el c o n t e n i d o de aire de la tanda a j u s t a d a de la p r i m e r a m e z c l a de prueba. 1.4 C a l c u l a r el n u e v o p eso de la tanda p a r t i e n d o de la s e l e c c i ó n de la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o , m o d i f i c an d o si f u e r « n e c e s a r i o «1 v o l u m e n de a g re g a d o g r u e s o a p ar ti r de la T a b l a 16.2.2.
28.3
1
EJEMPLO
N-
X
Especificaciones Se t iene una m e z c l a de c o n c r e t o cuyas p r o p o r c i o n e s han s id o s e l e c c i o n a d a s p ara o b t e n e r una c o n si s t e n c i a de 3* á 4". El d i s e ñ o ha i n d i c a d o la n e c e s i d a d de e m pl ea r las s i g u i e n t e s c a n t i d a d e s de m a t e r i a l e s : Diseffo
282 C e m e n t o ......... ■- A g u a » . *•••••««• 175 .- A g r e g a d o F ino .. 811 .- A g r e g a d o G ru es o 1 152
- Absorción - Humedad .
Corregido por humedad
kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3
282 115 860 1175
kg/m3 kg/m 3 kg/m3 kg/m3
Agregado Fino
A g r e g a d o Grueso
0.7% 6 .0 %
0.5% 2 . 0%
Ajuste de las proporciones
239
8« d e s « * c o n o c e r qu e a j u s t e s d e b e r á e f e c t u a r s e en Xa a e z c l a p ar a l o g ra r un r e n d i n i e n t o a d ec u a d o « el a s e n t a m i e n t o d e s e a d o , m a n t e n e r la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o y la r e s i s t e n c i a de d i s e ñ o . 2
T a n d a de e n s a y o Se ha p r e p a r a d o u na t a n d a de e n s a y o mn el l a b o r a t o r i o pa ra un v o l u m e n de 0 . 0 2 de m e t ro c ú bi c o de c o n c r e t o . El c o n c r e t o asi p r e p a r a d o tiene un a s e n t a m i e n t o de 2 . 3 a y un p es o u n i t a r i o d« 2 3 7 0 k g / m 3 . Se le c o n s i d er a s a t i s f a c t o r i o d e s d e el p un to de v is ta de t r a b a j a b i l i d a d y c u a l i d a d e s de buen a c a ba d o. Sin e m b a r g o , para l l e g a r a e s t e c o n c r e t o fue n e c e s a r i o i n c r e m e n t a r la c a n t i d a d t e ó r i c a de a g u a a ñ a d i d a que d e b e r í a h ab er s i d o de 2.3 lts (113 x 0 .0 2) a 2. 7 1t/tanda.
3
P e s o s de la tanda La tanda, p ar a un v o l u m e n de 0 .0 2 m 3 , con ción en el agua e f e c t u a d a , c o n s i s t i r á eni
la c o r r e c
.- C e m e n t o .................... 282 x 0 .0 2 A gu a a ñ a d i d a .............. .- A g r e g a d o f in o h ú m e d o ...... 860 x 0 . 0 2 .- A g r e g a d o g r u e s o h ú m e d o ... 1175 x 0 . 0 2
■ 5.64 *> 2 . 7 0 *» 1 7 . 2 0 « 23.50
• - P es o por tan da 4
............
m3 lt kg kg
» 4 7 . 0 4 kg
R e n d i m i e n t o de la t a n da de e ns a yo El r e n d i m i e n t o de la t a n d a de e n s ay o serit •- R e n d i m i e n t o
-
49.04/2370
-
0 . 0 2 0 5 «3
5 A gu a de m e z c l a d o por t a n da A c o n t i n u a c i ó n se d e b e d e t e r m i n a r de agua de m e z c l a d o por tandat Humedad superficial
la
nueva
cantidad
delt
A g r e g a d o F i n o ...... .- A g r e g a d o G r u e s o ........
6.0 2.0
-
0.7 0.5
« + 5.3 2 « + 1.52
.- Agua a ñ a d i d a ............................ ■ 2 .70 I t/ t d .- A p o r t e del F in o h ú a e d o ..... 811 x 0.02 x 0 . 0 5 3 - 0 . 8 6 l t/ t d
240
DISEÑO DE MEZCLAS .- A p or t e del G r ue s o h ú me d o
... 1132 x 0 . 0 2 x 0 . 0 1 5 » 0.34 lt/td
. - A gua de m e z c l a d o por t a n d a 6
3.90 lt/td
A g u a de m e z c i a d o r e q u e r i d a La c a nt id ad de a gua de m e z c l a d o r e q u e r i d a por m e t r o c ú b i c o de c on c re t o » con el m is m o a s e n t a m i e n t o de la t a n d a de e n s a y o , se o b t e n d r á d i v i d i e n d o el a gua de m e z c l a d o por tanda e nt r e el r e n d i m i e n t o de la ta nd a de e ns ay o s .- A gu a de m e z c l a d o
7
*
3.70/0.0205
-
190 l t / m 3
C o r r e c c i ó n en *1 agua de m e z c l a d o Tal como me i n d i c ó en el a c á p i t e 2 8 . 2 . 1 . 1 , la c a n t i dad de a gua r e q u e r i d a por m et r o c ú bi c o de c o n c r e t o d e b e r á ser i n c r e m e n t a d a en 2 Its. por c a d m i n c r e m e n t o de 1 cm h as t a o b t e n e r el a s e n t a m i e n t o En n u e s t r o c aso d e b i e n d o p a s a r de un a s e n t a m i e n t o de 2 .5* e q u i v a l e n t e a 6 .35 cms, a un a s e n t a m i e n t o de 3a e q u i v a l e n t e a 7.62 cas., se t ie n e una d i f e r e n c i a de 1 .2 7 cti p ara la cual se d e b e r á i n c r e m e n t a r el agua en 3 litros. N u e v a a gua de m e z c l a d o
8
170 ♦
3
■ 173 l t s
N u e v a r e l ac i ón a g u a - c e m e n t o La r e l ac i ón a g u a - c e m e n t o de diserto eras Relación agua-cemento
■
1 7 5 / 28 2
m
0.62
C o n el i n c r e m e n t o en la c a n t i d a d de a gu a d e m ez c l a d o , d e b e r á r e q u e r i r s e c e m e n to a d i c i o n a l p ara m a n t e n er la r e l a c i ó n a g u a ~ c e m e n t o de 0 . 6 2 . El n u e v o c o n t e n i d o de c e a e n t o serás C o n t e n i d o de c e m en t o 7
■
173/0.62
■ 311 k g / m 3
C o n t e n i d o de a g r e g a d o g r u e s o D e s d e que la t r a b a j a b i l i d a d fue e n c o n t r a d a s a t i s f a c t o ri a , la c a n t i d a d de a g r e g a d o g r u e s o por unid ad de v o l u m e n del c o n cr e t o d e b e r á mantenerse igual que en las m e z c l a s de prueba. Por tanto, el v o l u m e n de a g r e g a d o g r ue s o por m etro c ú b i c o serás
Ajuste de las proporciones
241
A g r e g a d o g r u e s o h úa e do Agregado gruemo »eco
2 3 . 5 9 / 0 . 0 2 0 3 ■ 1146 1146/1.02
kg/a3 - 1 12
10 C o n t e n i d o de a g r e g a d o fino El n u e v o pt»o u n i t a r i o del c o n c r e t o es el p e s o a e d i d o de 2 3 9 0 k g / a 9 . El peso de a g r e g a d o f i n o r e q ui er e conocer p r i a e r o el c o n t e n i d o de a g r e g a d o g r u e s o al e s t a d o de s a t u r a d o s u p e r f i c i a l m e n t e secos Agregado grueso saturado s u p e r f i c i a l a e n t e seco 1124
x 1.003
Y el peso del a g r e g a d o f ino r e q u e r i d o , s a t u r a d o s u p e r f i c i a l a e n t e seco, serás Agregado fino sa turado *uperfic i a l a e n t e s e c o .. 2390 - 3 1 1 + 1 9 3 * 1 1 3 0 )
- 1130 kg/a3 al
estado
- 756
de
kg/a3
.- A g r e g a d o f in o s e c o ........... 7 5 6 / 1 . 0 0 7 ■ 751 k g / a 3 11 H u e v o s
peso» s e c o s de la tanda
De a c u e rd o a los a j u s t e s e f e c t ua do s , los n u e v o s pesos de la tanda, p ara un a etro c úb i c o de c o n c r e t o , coao v a l o r e s de d i s e ñ o seráns Cemento .....................A g u a de d i s e ñ o ............ Agregado fino «eco ........ .- A g r e g a d o g r u e s o s eco ....
.-
311 k g / a 3 193 l t / a 3 751 k g / a 3 1124 k g / a 3
E s t o s v a l o r e s d e b e r i n ser c o r r e g i d o s por c o n d i c i ó n d« h u a e d a d de a g r e g a d o a fin de o b t e n e r los n u e v o s v a l o res de obra. 12 C o r r e c c i ó n por el a é t o d o de v o l ú a e n e s
absolutos
En p r ia e r lugar se c a l c u l a el v o l u a e n a b s o l u t o de los diversos materiales integrantes de la aezcla de d i s e ñ o o r i g i n a l , sin c o n s i d e r a r el aires Volúmenes absolutos! Ceaento ......... .- A g u a ............. .- A g r e g a d o f i n o s e c o ..............
5 . 6 4 / 3 . 1 5 x 1000 ..... 3.9/1 x 1000 ..........
0.0018 a 3 0 .0 0 39 a 3
8 1 1 x 0 . 0 2 / 2 . 6 4 x 1 0 0 0 ...
0 . 0 06 1 m 3
242
DISEÑO DE MEZCLAS - Agregado grueso seco
1152x0.02/2.68x1000
>■• 0 . 0 0 8 6 q 3
Suma de v o l ú m e n e s a b s o l u t o s ............. 0 .0 2 0 4 a 3 Aire a t r a p a d o ■ 0 . 0 2 0 5 - 0 . 0 2 04 * 0 . 00 0 1 a 3 * 1* E s t a b l e c i d a s /a la p r o p o r c i o n e s de t odos los c o o p o n en t e s de la u n i d a d c ú b i c a de c o nc r e to , e x c e p t o el a g r eg a do f ino, las c a n t i d a d e s ya c o r r e g i d a s de un aetro c ú bi c o puede n c a l c u l a r s e c o b o sigues Volúmenes absolutos! • “ C e a e n to 3 1 1 / 3 / 1 5 x 1000 ... Agua de d i s e ñ o ...... 195/1 x 1000 ....... Aire a t r a p a d o ........ 12 .................... A g r e g a d b g r u e s o s ec o 1 1 24 / 2 . 6 6 x 1000 .. Suaa de v o l ú m e n e s a b s o l u t o s
0.099 0.193 0.010 0.420
b3 a3 a3 a3
0 .7 2 2 a 3
Volu ee n a b s o l u t o de ..... ....... 1 - 0 . 7 2 2 = 0 .2 7 8 a 3 a g r eg a do f i n o s eco Peso s eco del a g re g a d o f i n o ..... . 0 . 2 7 8 x 2 .64 x 1000 » 734 k g / a 3 Y los p esos serán t
ajustados,
por a e tro
• - Ceaento ...................... .............. .- Agua de d i s e ñ o A g r e g a d o f i n o s eco ......... .- A g r e g a d o g r u e s o s eco .........
c ú bi c o 311 193 734 1124
de
c on cr e to ,
kg/a3 lt/a3 kg/a3 kg/a3
Los v a l o r e s o b t e n i d o s d i f i e r e n ú n i c a a e n t e en el peso del a g r e g a d o f ino de los o b t e n i d o s h a c i e n d o la c o rrec ci ó n por el a é t o d o de los pesos. E n s a yo s a d i cionales, o la e x p e r i e n c i a del i ng e ni e r o , d e be r á i n dicar p e q u e ñ o s a j u s t es a d i c i o n a l a e n t e para c u a l q u i e r a de los dos a ét o do s. 28.4 E J EMPLO
1
2
Especificaciones Se tiene una a ez c l a de c o n cr e to c u y as p r o p o r c i o n e s han sido s e l e c c i o n a d a s p ara o b t e n e r una c o n s i s t e n c i a seca con un a s e n t a m i e n t o de I a á 2'. El d i se ñ o ha i n dica d o la n e c e s i d a d de e a p l ea r las s i g u i e n t e s c a n t i dades de a a t e r i a l e s i
Ajuste de los proporciones
243 Di señ o
Corregido
C e a e n t o ........ 320 k g / a 3 Agua a......... 1 60 kg / m 3 Agregado Pino . 817 k g / m 3 A g r e g a d o G r u e s o 1018 k g / m 3 Ai re total .... 5%
320 kg/a3 1 00 kg / m 3 8 58 kg/m3 1 04 9 k g / e 3 5*
A g r e g a d o Pino A b s o r c i ó n ........ H u m e d a d ............... P e s o e s p e c í f i c o .....
por ftuaedad
A g r e g a d o grueso
0.7 * 3.0% 2.64
0.5% 3.0%
2.68
En f u n c i ó n de los r e s u l t a d o s de la t a n d a de ensa y o , se d e s e a c o n o c e r que a j u s t e s será n e c e s a r i o r e al i z ar en la m e z c l a p a r a l og ra r las c o n d i c i o n e s de dise ñ o . 2
T a n d a de e n s a y o Se ha p r e p a r a d o una tanda de e n s a y o eo el l a b o r a t o r i o p a r a un v o l u m e n de 0.02 a 3 de c o n c r e t o . El c o nc r e t o así p r e p a r a d o t i e n e un a s e n t a m i e n t o de 2 ”, un peso u n i t a r i o de 2 2 6 9 k g / e 3 y un c o n t e n i d o de aire total de 6.5%. Se c o n s i d e r a que la a e z c l a es l i g e r a m e n t e s o b r e a r e n o s a p a r a las f a c i l i d a d e s de c o l o c a c i ó n de las que se d i s p o n e en obra. Sin e m b a rg o , p a r a l le g a r ae s t e c o n c r e t o se ha aña d i d o a la t an da de e n s a y o ú n i c a m e n t e 1 . 7 5 Its. para o b t e n e r el a s e n t a m i e n t o ind ic a d o, en l u g a r de los 2 lts (100 x 0 . 02 ) , c a nt i da d t eó r ic a de a g ua a ñ a di da q ue d e b e r í a h a b e r sido a ñ a d i d a .
3
P e s o s de la t a n d a de e n s a y o La tanda, p ara un v o l u a e n de 0 .02 m 3 , con la c o r r e c ción en el a g u a e f e c t u a d a , c o n s i s t i r á e m .................. 3 20 x 0 . 0 2 Ceaento - Agua añadida ...... A g r e g a d o f i n o h ú a ed o • 8 58 x 0 . 0 2 •- A g r e g a d o g r u e s o h ú a e d o 1049 x 0 . 0 2
■ 6.40 kg ■ 1.75 It * 17.16 kg ■ 20.98 kg
•
■ 4 6. 29 kg
■
- P e s o de la t a n d a
... « . . . .......
R e n d i m i e n t o de la tanda de e n s a y o El
r e n d i a i e n t o de la t an d a de e n s a y o s e r á t
.- R e n d i a i e n t o
*
46.29/2269
-
0 . 0 2 0 4 •»
244
DISEÑO DE MEZCLAS 5
Agua de m e z c l a d o por t a n d a A c o n t i n u a c i ó n se d e b e d e t e r m i n a r de a gu a de m e z c l a d o por tandas
la
nueva
ca ntidad
H u e e d a d s u p e r f i c i a l deli A g r e g a d o F ino .......... A g r e g a d o G r u e s o ..... Agua a ñ a d i d a
5.0 3.0
-
0-7 0.5
* + 4-3% * + 2.5%
.............................. - 1.70 lt/tn
A p or t e del a g re g ad o s .- F i n o h ú m e d o ........ G r u e s o h ú m e d o .......
8 1 7 x 0 . 0 2 x 0 . 0 4 3 « 0.71 lt/td 1 0 1 8 x 0 . 0 2 x 0 . 0 2 5 * 0 .52 lt/td
- A gua de m e z c l a d o por tanda ..... . 6
Agua de m e z c l a d o por t an d a r e q u e r i d a .-
La c a n ti da d de a g u a de m e z c l a d o r e q u e r i d a por metro cúbi co de c on cr e to , con el mismo asen t a m i e n t o de la t anda de e n sa yo , se o b t e n d r á d i v i d i e n d o el a gua de m e z c l a d o por t a n d a e n t re el r e n d i m i e n t o de la t a n d a de e n s a y o s A gua de m e z c l a d o
7
* 2 .9 8 lt/td
-
2.98/0.0204
«
146 l t / m 3
C o r r e c c i ó n en el a gua de m e z c l a d o El a s e n t a m i e n t o de 2" o b t e n i d o c u m p l e con la e s p e c i f i c a c i o n e s de o bra y por t an t o p u e d e c o n s i d e r a r s e s a t i s f a c t o r i o . Sin e m b a r g o, d e s d e q u e el c on te n i do total de a ire es de 6 .5%, es d e c i r 1 . 5% m á s a lto que el v a l o r de d i se ñ o e s t i m a d o en 5%, se n e c e s i t a r á mis agua p a ra c o r re g ir y m a n t e n e r el v a l o r del a s e n t a m i e n t o cuand o el c o n t e n i d o de a i r e s e a c o r r e g i d o . Tal como se i nd ic ó en el a c á pi t e 2 8 - 2 . 1 . 1 , el agua de m e z c l a d o d e b e r á ser r e d u c i d a o i n c r e m e n t a d a en 3 lt*. por m e t r o cúbi co por c ada 1% en el cual el c on te n id o de a ire se i n c r e m e n t a o d i s m i n u y e en r e l a c i ó n con el del c o n j u n t o de la u n i d a d cúbi c a de c o n c r e t o . En el caso p a r t i c u l a r del p r o b l e m a a n a l i z a d o , de m e z c l a d o d e be r á ser i n c r e m e n t a d a ens
el agua
. ** I n c r e m e n t o en el a gua de tez c l a d o * 3 x 1. 5* + 4 . 5 l t / m 3 H u e v a agua de m e z c l a d o
■ 146 + 5
*
151 l t / m 3
Ajuste de los proporciones 8
245
N u e v o c o n t e n i d o de c u e n t o La r e l a c i ó n a g u a - c u e n t o de d i s e ñ o esi .- R e l a c i ó n
agua-ceaento ■
160/320
*
0.5 0
Con la d i s m i n u c i ó n en el a g u a de a e z c l a d o se r e q u e r i r á a e n o s c t a i n t o para o b t e n e r la r el a c i ó n a g u a c ea e n to de 0 .5 0. El n u e v o c o n t e n i d o de c ea e nt o será« .- C o n t e n i d o de c e a e n t o 9
■
151/0.50
*
302 k g / a 3
C o r r e c c i ó n en el a g r e g a d o g r u e s o D e s d e que el c o n c r e t o fue e n c o n t r a d o t o b r e a r e n o s o , la c a n t i d a d de a g r e g a d o g r u e s o por u n i d a d de v o l u a e n d e b er á ser i n c r e a e n t a d a en 1 0 % , tal c o m o se i ndica en la T a b l a 1 6 . 2 .2 . O r i g i n « l a e n t e la r e l a c ió n b /b „ era de 0.67. E f e c t u a d a la c o r r e c c i ó n i n d i c a d a se e l e v a a 0 .7 4. La c a nt i d a d de a g r e g a d o g r u e s o por a e t r o c ú b i c o , c o n s i d e r a n d o un p e s o steo c o a p a c t a d o de 1 52 0 k g / a 3 p a r a el a g r e g a d o g r u e s o seráx A g r e g a d o g r u e s o seco 0 . 7 4 x 1520 ■ 1125 kg/a3 A g r e g a d o g r u e s o h ú a e d o 1.03 x 1125 * 1159 kg/a3 .- A g r e g a d o g r u e s o s a t u r a d o s u p e r f i c i a l a e n t e s ec o 1 .0 05 x 1125 * 1131 k g / a 3
10 N u e v o peso del c o n c r e t o El n u e v o e s t i a a d o para el peso del a e n o t de aire, será de« .- N u e v o peso del c o n c r e t o
*
concreto,
con
1.5%
2 2 6 9 / 0 . 9 8 5 * 230 3 k g / a 3
11 C o n t e n i d o da a g r e g a d o fin o El peso del a g r e g a d o f i n o r e q u e r i d o , en la de s a t u r a d o s u p e r f i c i a l a e n t e seco, s e r á dei
condición
Agregado fino saturado s u p e r f i c i a l a e n te secot 2 3 0 3 - ( 3 0 2 + 151 + 1 1 3 1 ) « 7 1 9 k g / a 3 A g r e g a d o f i n o seco .. 7 1 9 / 1 . 0 0 7
........
*714kg/a3
12 N u e v o s pesos s ec o s de la tanda De a c u e r d o a los a j u s t e s e f e c t u a d o s , los n u e v o s p es o s de la tanda, para un a e t r o c ú b i c o de c o n c r e t o , coao v a l o r e s de d i s e ñ o serán«
246
DISEÑO DE MEZCLAS C e m e n t o ................ . ............ Agua d * diseño .- A g r e g a d o f in o s e c o ........ .- A g r e g a d o g r u e s o s e c o .......
302 131 714 1125
L os v a l o r e s a n t e r i o r e s d e b e r á n h u m e d a d del a g r e g a d o a fin de v a l o r e s de obra.
kg/m3 lt/m3 kg/m3 kg/m3
ser c o r r e g i d o s por o b t e n e r los n u ev o s
El dosaje del aditivo deberá ser o b t e n e r el c o n t e n i d o de a ire d e se a d o . 13
reducido
para
C o r r e c c i ó n por el m é t o d o de v o l ú m e n e s a b s o l u t o s E s t a b l e c i d a s las n u e v a s p r o p o r c i o n e s de t o do s los c o m p o n e n t e s de la u n i d a d c ú b i c a de c o n c r e t o , e xc e p t o el a g r e g a d o fino, las c a n t i d a d e s en v o l u m e n a b s o l u t o s erán las s i g u i e n t e s i Cemento ......... ■** A gu a A ir e total ..... Agregado grueso
0.096 0.151 0.050 0.420
3 0 2 / 3 . 1 5 x 1000 151/1 x 1000 52 1 1 2 5 / 2 . 6 8 x 1000
.- S um a de v o l ú m e n e s a b s o l u t o s
0.717 a3
.- V o l u m e n a b s o l u t o del a g r eg a do f i n o s e c o 1 - 0.717 P e s o seco del a g r e g a d o f i n o .... Y los s er án i .•
pesos
e3 m3 m3 m3
« 0.283 m 3
0 . 2 83 x 2 .64 x 1 0 00 * 7 4 7 k g / m 3
ajustados,
por m e t r o
cúbi co
de
c on cr e t o,
Cemento ....... ...... ........................302 k g / m 3 A gu a de diseffo ............. 151 l t / m 3 Agregado fino seco .747 k g / m 3 A g r e g a d o g r u e s o s eco
........
1125
kg/m3
E s t o s v a l o r e s d i f i e r e n ú n i c a m e n t e en *1 p eso del a g r e g a d o fino de a q u e l l o s o b t e n i d o s h a c i e n d o la c o r r e c c i ó n por el m é t o d o de los pesos. E n s a y o s a d i c i o n a l e s , o la e x p e r i e n c i a del i n ge n i e r o , d e b e r á i n dicar pequeños ajustes complementarios para c u a l q u i e r a de los d o s m ét o do s.
C A P I T U L O PROBLEMAS
2 9 -1 1
EJEMPLO
N-
2 9
ESPECIALES
X
Especificaciones Al c o n t e n i d o de a g r e g a d o s f in o y g r u e s o de una m e z c l a de c o n c r e t o le c o r r e s p o n d e un p o r c e n t a j e de v a c i o s del 36%. La p r o p o r c i ó n de a g r e g a d o f i n o es dwl 39% en r e l a c i ó n al v o l u n n a b s o l u t o total de a gr e g a d o . S i e n d o la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o de la m e z c l a de 0 . 6 2 c o i o v alor de d i se ño , y el c o n t e n i d o de aire total del 4%, se d e s e a c o n o ce r c u á l e s s e r á n las c a n t i d a d e s de m a t e r i a l e s por m e t r o c úb ic o de c o n c r e t o , e x p r e s a d a s como v a l o r e s de d i s e ñ o en peso. El peso e s p e c i f i c o del a g r e g a d o f in o del a g r e g a d o de g r u e s o es de 2.63.
2
es de
2 .72 y el
Análisis S á b e n o s que una e e zc l a de c o n c r e t o e stá c o n f o r m a d a por pasta y a g r e g a d o , o c u p a n d o la p r i m e r a los e s p a c ios d e j a d o s por el s e g u n d o . En el c a s o p a r t i c u l a r en e s t u d i o , s i e n d o el v o l u m e n de v ac i o s del 36%, e st e es el v al o r que coao v o l u m e n a b s o l u t o le c o r r e s p o n d e a la pasta. Por tantei V o l u m e n a b s o l u t o de p a s t a ...... . ■ 0.360 a 3 V o l u m e n a b s o l u t o del a g r e g a d o t ot a l . . . . . . .. .. . 1 — 0 . 3 6 0 * 0 . 6 4 0 i 3
3
C o n t e n i d o s da c e m e n t o y a g u a S a b i e n d o que el v o l u m e n a b s o l u t o de p a s t a es de 0 . 3 6 0 m 3 , asi c omo q u e el v o l u m e n a b s o l u t o de a ire es de 4%, o sea 0 . 0 4 0 m 3 , se p u e d e d e t e r m i n a r el v a l o r cor r e s po nd ien te a la s uma de los v o l ú m e n e s a b s o l u t o s de c e m e n t o más aguai .- V o l u m e n a b s o l u t o de p a s t a ............... * 0 . 3 6 0 m 3 .- V o l u m e n a b s o l u t o de a i r e ................. * 0 . 0 4 0 m 3 .- V o lu m e n a b s o l u t o de c e m e n t o mis ag u a C o n o c i d a la r el a c i ó n p u e d e e s t a b l e c e r quei
* - 0.62 C
agua~cemento,
.. * 0 . 3 2 0 m 3
igual
a
0. 6 2
se
DISEÑO DE MEZCLAS
248
A p a r t i r de este v a l o r p o d e e os p l a n t e a r l a s i c u a c i o n>i de los v o l & R t m s a b s o l u t o s de c e a t n t o y ag u a en f u n c i ó n del con t en i d o de cesentos V o l u s e n a b s o l u t o des C e m e n t o ...... . A g u a .......... .
c / 3 . 1 5 x 1000 0 . 6 2 c/l x 1000
R e s o l v i e n d o en " c ” se tendrás 0 . 3 2 0 - ( c/ 3 .1 5 x 1000) ♦ (0.62 c/l x 1000) C o n t e n i d o de c e a e n t o Y
...... 341 k g / a 3
el c o n t e n i d o de agua serA igual at
.- C o n t e n i d o de a g u a .......... 4
0 . 6 2 x 341 “ 211 l t / a 3
V o l ú m e n e s a b s o l u t o s de a g r e g a d o C o n o c i e n d o que el v o l u a e n a b s o l u t o de a g r e g a d o es de 0 . 6 4 0 a®, y que el a g r e g a d o f i no es el 3 7 % del volu■tn a b s o l u t o total de a gr e ga d o , se p u ede d e t e r m i n a r los v o l ó a e n e s a b s o l u t o s de los a g r e g a d o s fino y g r ue s o. V o l u a e n a bs o l u t o s ..-
5
A g r e g a d o F i n o .... . . .. 0 . 6 4 0 x 0 .3 7 A g r e g a d o G r u e s o ........ 0. 64 0 - 0 . 2 5 0
* *
0.250 a 3 0.370 a 3
P e s o s s e c o s de los a g r e g a d o s C o n o c i e n d o los v o l ú a e n e s a b s o l u t o s y p e s o s s ól i do s, se p u e d e d e t e r m i n a r los p e sos s e c o s de l o s a g r e g a d o s f i n o y g ruesos P e s o s e c o deis A g r e g a d o F in o 0 . 2 50 x 2 .72 x 1000 680 k g / m 3 Agre g a d o Grueso 0 . 3 7 0 x 2 . 6 5 x 1000 * 1 036 k g / a 3
6
C a n t i d a d e s de M a t e r i a l e s F i n a l m e n t e , las c a n t i d a d e s de « a t e r í a l e s por u ni d a d c á b i c a de conc re to , e x p r e s a d a s c o m o v a l o r e s de d is eñ o sin c o r r e g i r por h u a e d a d del a g r e g a d o , s e r i ni C e a e n t o ..................... 341 k g / e 3 A g u a de d i s e ñ o ............ ....... 211 l t / e s •- A g r e g a d o f ino s ec o ...... .... 680 k g / a 3 A g r e g a d o g r ue s o s ec o .... 1036 k g / a 3 •“ A i r e total . . . . . . . . . . . . . . 42
Problemas especiales 29-2
1
EJEMPLO
249 N*
2
Especificación»» Al c o n t e n i d o dt de c o n c r e t o X» 38% y un e ó d u l o g a d o s de 5.41. e» del 5% y la 0.58.
a g r e g a d o s f ino y g r u e s o de u n a m e z c l a c o r r e s p o n d e un c o n t e n i d o de v a c i o s de de f i n e z a de la c o a b i n a c i ó n de a g r eEl v o l u m e n total de a ire de la m e z c l a r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o de d i s e ñ o es de
Se d e s e a c o n o c e r las c a n t i d a d e s de M a t e r i a l e s por ictro c ú b i c o de c o n c r e t o , e x p r e s a d a * c o b o d o s i f i c a c i ó n en v o l u i e n en obra. Las c a r a c t e r í s t i c a s de los e a t e r i a l e s sons Agregado Fino 2 .7 2 P e s o e s p e c i f i c o ........ Pe s o s u e l t o s eco ...... 1680 k g / e 3 P e s o c o m p a c t a d o s ec o .. 1750 k g / e 3 Absorción i . 20% C on ten ido d# h u e e dad .. 4 . 50 % M ó d u l o de f i n e z a ....... 2 .80 P es o u n i t a r i o del c o n c r e t o f r e s c o 2
Agregado Grueso 2 .6 5 1 575 k q / m : 1 6 2 5 kg/e0.90% 0.40% 7.02 2400 k g / e 3
V o l u m e n a b s o l u t o de p a s t a y a g r e g a d o Del e n u n c i a d o del p r o b X e e a se i n f i e r e que si en la u n i d a d c ú b i c o de c o n c r e t o los a g r e g a d o s o c u p a n un v o l u a e n del 62%, que e q u i v a l e a 0 . 6 2 0 * 3 en v o l u e e n a b s o l u t o , el 38% de v a c i o s esta o c u p a d o por la pastal .- V o l u e e n a b s o l u t o de p as t a ................ 0 . 3 8 0 e 3 .- V o l u e e n a b s o l u t o de a g r e g a d o t o tal .... 0 . 6 2 0 a 3
3
C o n t e n i d o s de c e m e n t o y agua Si la s u ma de los v o l ú a e n e s a b s o l u t o s de c e m e n t o y agua más a ir e es de 0 . 3 8 0 m 3 , y se c o n o ce q u e el c o n t en i d o total de a ire de la m e z c l a es de 5%, se t e n drás V o l u m e n a b s o l u t o de c e m en t o más a gua ........
0 . 3 8 0 - 0 .0 5 0 ■ 0 . 3 3 0 m 3
C o n o c i d a la r e l a ci ó n a g u a - c e m e n t o de d i s e ñ o , v a l o r es de 0.58, se p u e d e e s t a b l e c e r quet m
« 0.58 C
cuyo
DISEÑO DE MEZCLAS A p ar t i r de e s t e v al o r p o de a os p l a n t e a r las e c u a c i o nes de los v o l ú a e n e s a b s o l u t o s de c e a e n t o y agua en f u n c ió n del c o n t e n i d o de ceaentoi V o l u ae n a b s o l u t o des — Ceaento .......* ....... - Agua ............... .
c / 3 .15 x 1000 0 .58 c/l x 1000
R e s o l v i e n d o en "c" se tendrás 0 . 3 3 0 - ( c / 3 . 15 x 1000) + (0.58 c/l * 1000) .- C o n t e n i d o de c e a e n t o ..................
368 kg/a3
Y el c o n t e n i d o de agua será igual as C o n t e n i d o de agua ..... 0.58 x 368 ■ 2 1 3 l t /a 3 P o r c e n t a j e de a g r e g a d o fino S a b e a o s que, en f u nc i ó n del a ó d u l o de f i n e z a de la c o a b i n a c i ó n de a g r e g a d o s y de los a ó d u l o s de f i n e z a de los a g r e g a d o s f in o y grue so , el p o r c e n t a j e de a g r e g a d o f i n o en r e l a c i ó n al V o l u a e n a b s o l u t o total de a g r e g a d o es igual as av - a r f - --------- x 100 a, - a-r R e e m p l a z a n d o v a l or éi s r*
7 . 0 2 - 5.41 * -------------- x 100 « 38% 7.02 - 2.80
P e s o s de los a g r e g a d o s Los v o l ú a e n e s g r u e s o s er á n s
absolutos
de
los
agregados
f ino
Voluaen absolutos .- A g r e g a d o F i n o ......... 0 .6 2 0 x 0 . 3 8 ■ 0.236 a 3 .- A g r e g a d o G r u e s o ..... 0 .6 2 0 x 0 . 6 2 “ 0.384 a 3 L o s p a s o s s e c o s de los a g re g a d o s f in o y g r u e s o seráns P e s o s deis
y
Problemas especiales
251
.- A g r e g a d o F in o Agregado Gruvio 6
0 .236 x 2 -7 2 x 1000 0 .384 x 2 .65 x 1000
642 k g / a 3 « 1 01 8 k g / a 3
V a l o r * » de o br a en peto Lo s del
p e s o s s e c o s d e b e r án ser c o r r e g i d o s por h uaedad A g r e g a d o p ar* o b t e n e r los v a l o r e s de o br a.
P e s o del A g r e g A d o húaedoi A g r e g a d o F i n o .......... 642 A g r e g a d o G r u e s o ...... 1019 La h u a e d a d .•-
x 1,045 x 1 .0 0 4
* *
671 k g / a 3 1 022 k g / a 3
s u p e r f i c i a l de los a g r e g a d o s serás
A g r e g a d o F in o .......... A g r e g a d o G r u e s o .......
4.3 0.4
- 1.2 « ♦ - 0.9 ** -
3.302 0.502
Y el a p o r t e de h u a e d a d de los a g r e g a d o s serás A g r e g a d o F i n o ............. 642 x (+ Agregado Grueso ... 1018 x (- 0 . 0 0 3 ) A p o r t e de h u a e da d de los a g r e g a d o s El v a l o r del a gua e f e c t i v a será*
.....
0 .0 3 3 ) »♦ 21 -5 * ♦ 16 lts
2 1 3 - 1 6 « 197 l t / a 3
Y las c a n t i d a d e s de a a t e r i a l e s de o b r a en c o r r e g i d o s por h u a e d ad del a g r e g a d o , serás .- C e a e n t o ................... 368 A g u a e f e c t i v a ................... 197 .- A g r e g a d o F i n o h ua e da d ........ 671 A g r e g a d o g r u e s o huae da d ..... 1 022 .- A i r e t o tal ...................... 32 7
Its lts
peso,
ya
kg/a3 lt/as kg/a3 kg/a3
D o s i f i c a c i ó n en V o l u a e n e q u i v a l e n t e C a l c u l a a o s en p r i a e r lugar la r e l a c i ó n en a a t e r i a l e s al e s t a d o húaedoi
p es o de los
368 671 1022 ---- * ---- « ----- - 1 i 1.82 s 2 - 7 7 3 68 368 368 8e d e t e r a i n a r á a de los a g r e g a d o s
c o n t i n u a c i ó n el peso u n i t a r i o f in o yg ru e s o h úa e do s s
Agregado F i n o h ó ae d o .- A g r e g a d o G r u e s o húae do
1680 1375
x 1. 04 3 » 1 7 5 6 x 1.004 « 1 581
s u e l to kg/a3 kg/a3
252
DISEÑO DE MEZCLAS Loi pesos de c úb i c o s e r á m ■“ C b o c h to .- A g r e g a d o .- A g r e g a d o
los
agregados
húmedos
por
pié
1 x 4 2• 5 ® 42«5 kg/saco 1-82 x 4 2 . 5* 7 7 . 4 k g / sa co 2 . 7 7 x 4 2. 5 » 11 7. 7 k g/ sa c o
F i n o h ú m e d o .. G r u e s o h ú ae d o
Y e stos p e sos c o n v e r t i d o s de un saco s er á n i
s u e lt o s
a piés c ú b i c os es una tanda
C e m e n t o ....... .................. 4 2 . 5 / 4 2 . 5 ** 1 .- A g r e g a d o F i n o h ú m e d o ........ 7 7 . 4 / 5 0 . 1 7 » 1.54 A g r e g a d o G r u e s o h ú a e d o . . . . . 1 1 7 . 7 / 4 5 . 1 7 ■ 2.61 La n ueva p r o p o r c i ó n en v o l u m e n de o bra, para c o n d i c i o n e s i n d i c a d a s en las e s p e c i f i c a c i o n e s esi
las
.- D o s i f i c a c i ó n en v o l u m e n de obra ■ 1 s 1 . 5 4 > 2.61 29-3
1
EJEMPLO
N*
3
Especificaciones Se tiene una m e z c l a de c o n c r e t o cuyas p r o p o r c i o n e s de o br a sons .- C e m e n t o ......................... •~ A gu a e f e c t i v a .- A g r e g a d o F i n o h ú m e d o ......... A g r e g a d o G r u e s o h ú m e d o ......
360 180 850 1010
kg/m3 1 1/m3 kg/ms kg/m3
C o n d i c i o n e s de c o l o c a c i ó n o b l i g a n a e l e v a r el agua e f e c t i v a a 195 l t / m 3 . Se d e s e a c o no ce r en que f orma habrá que m o d i f i c a r las p r o p o r c i o n e s de los m a t e r i a les en o bra p a ra m a n t e n e r la r e la ci ón a g u a - c e m e n t o y la r e s i s t e n c i a de la m e z c l a . Las c a r a c t e r í s t i c a s de los m a t e r i a l e s e m p l e a d o s sons Agregado Fino •—
P e s o e s p e c i f i c o . . .. . . . . . . C o n t e n i d o de h u m e d a d ..... A b s o r c i ó n ...................
C o n t e n i d o de a i r e de la m e z c l a 2
Agregado Gr ue so
2.72 2.5* 1.2*
2.65 0 . 45 * 0. 75 * ........
2*
P e s o de los a g r e g a d o s s ec o s C o n o c i d o s los p e s o s h ú m e d o s y el c o n t e n i d a de humedad de los a g r e g a d o s se p ue d e d e t e r m i n a r su peso secos
253
Problemas especiales .- A g r e g a d o F i n o . Agregado Grueso 3
850/1.025 « B29 k g / a 3 1 0 1 0 / 1 - 0 0 4 5 - 1005 k g / a 3
A p o r t e de h u m e d a d de los a g r e g a d o s A c o n t i n u a c i ó n se c a l c u l a «1 a p or t e de h u a ed ad de los a g r e g a d o s a fin de c o n o c e r el v a l o r del a g u a de d i seños H u a e d a d S u p e r f i c i a l deli •" A g r e g a d o F i n o .- A g r e g a d o G r u e s o Y
el a po r t e
de
.............
huaedad
A g r e g a d o F i n o ...... A g r e g a d o G r u e s o ....
de
2• 5 0 .4 5
*• 1 ■ 2 - 0.75
829 x <♦ 0 . 0 1 3 ) 1005 t <- 0 .0 03 )
será igual
l t/a* lt/a3
* ♦8
lt/a3
ai
Agua de d i s e ñ o o r i g i n a l « 180 + 8 * 186
lt/a3
V a l o r e s o r i g i n a l e s de d i s e ñ o Con los v a l o r e s e n c o n t r a d o s la a e z c l a o r i g i n a l erai
se
.-
C e a e n t o .................... 360 Agua de d i s e ñ o .......... 188 A g r e g a d o F i n o s ec o ...... 829 . - A g r e g a d o G r u e s o s eco ... 1005
6
■♦ 11 ■- 3
Agua d» d i s e ñ o o r i g i n a l El agua de d i s e ñ o o r i g i n a l
5
1 • 3% 0.3*
los a g r e g a d o s «
•- A p o r t e de h u a ed a d de los a g r e g a d o s 4
■♦ ■-
p u e de
establecer
que
kg/a3 lt/a3 kg/a3 kg/a3
N u e v o s c o n t e n i d o s de c e a e n t o y agua La r e la c ió n a g u a - c e a e n t o que, de do, no d e b e « e d i f i c a r s e es:
acuerdo
.- R e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o o r i gi n a l *
al e n u n c i a
1 8 8 / 3 6 0 » 0 . 52
La n u e va a g u a de d i s e ñ o será igual a la o r i g i n a l aás el agua q u e es n e c e s a r i o a u s e n t a r al a g u a e f e c t i v a que ha p a s a d o de un v a l o r de 180 l t / a 3 á 195 l t / a 3 . .- N ueva a g u a de d i s e ñ o « 188 + 15 * 203 l t / a 3 Y
el n ue v o c o n t e n i d o de ceaen to será:
254
DISEÑO DE MEZCLAS .- N u e v o c o n t e n i d o de c e m e n t o * 2 0 3 / 0 . 5 2 * 390 k g / m 3 N u e v o c o nt t n i d o de a g r e g a d o f i n o Al m o d i f i c a r s e los c o n t e n i d o s de c e m e n t o y agua, h ab r á que e f e c t u a r una c o r r e c c i ó n en el c o n t e n i d o de a g r e g a d o fino a fin de m a n t e n e r la suma de v o l ú me n es a b s o l u t o s de los i n t e g r a n t e s de la u n i d a d cúbi ca de c o n c r e t o igual a la u n i d a d x V o l u m e n a b s o l u to dex C e m e n t o ........................................ 3 9 0 / 3 . 1 5 x1000 A gu a de d i s e ñ o ............................... 2 0 3 / 1 . 0 0 x1000 .- A i re total . . . . . . . . . . 22 ■ 0 .0 20 m 3 A g r e g a d o G r u e s o seco 1 0 0 5 / 2 . 6 5 x 1000 * 0. 379 m 3 S u m a de v o l ú m e n e s a b s o l u t o s
...........
■ 0.726 m3
.- V o l u m en a b s o l u t o del a g r e g a d o f i n o ................ 1 - 0 .7 2 6 “ 0 . 274 m 3 .- P e s o seco del a g r e g a d o f i n o ... 0 . 2 74 x 2 .7 2 x 1000 ■ 745 k g/ n 3 8
N u e v o s v a l or e s de d i s e ñ o Los v a lor es de d i s e ñ o , ya c o r r e g i d o s c o n d i c i o n e s de t r a b a j o soni •
9
- C e m e n t o ............... 390 A g u a de d i s e ñ o ................ 203 A g r e g a d o F i no s ec o .......... 745 1005 A g r e g a d o G r u e s o seco ...... .
pa r a
las
nuevas
kg/m3 lt/m3 kg/m3 kg/m3
N u e v o s v a lo re s de o br a C a l c u l a r e m o s en p r i m e r l ugar a g r e g a d o s fino y g ru e s o: .-
A g r e g a d o F i n o h ú me d o A g r e g a d o G r u e s o hú me d o
los pesos
h ú m e d o s de los
7 4 5 x 1.025 = 764 k g/ m 3 1 005 x 1.00 45 ** 1010 k g / m 3
C o n o c i d a la h u m e d a d s u p e r f i c i a l de los a g r e g a d o s fino y grue so , ya d e t e r m i n a d a en el a c á pi t e 29.3.3, los a p o r t e s de h u m e da d de los a g r e g a d o s f i n o y grueso serán« .-
A g r e g a d o F in o ...... 745 x <♦ 0.013) A g r e g a do G r u e s o ... 1005 x (- 0.003)
» + * -
A po r t e de h u m e d a d de los a g r e g a d o s
* +
10 l t / m 3 3 lt/m3 7 lt/m3
255
Problemas especiales Y el ag u a e f e c t i v a n u i v i
será igual ai
A gu a e f e c t i v a
203 - 7 * 196 l t / a 3
Se a p r e c i a que el v a l o r 196 l t / a 3 e* p rá c t i c a u n te igual al de 199 l t / a 3 (99.3%) que se p l a n t e a b a en el a n u n c i a d o del p r o b l e a a , no s ie n d o por ello n e c e s a r i o r e a l i z a r un n u e v o a j u s t e . 10 H u e v a s p r o p o r c i o n e s de o b r a Las n u e v a s p r e p o r c l o n e s de o br a en peso, ya c o r r e g i das per h u m e d a d del a g r e g a d » , y que cuap le n con la l i a i t a c i ó n i n d i c a d a en las e s p e c i f i c a c i o n e s , sará ni C e a v n t o ................................ 390 A gu a e f e c t i v a ........................ 196 A g r e g a d o F in o h á a e d o ............... 764 A g r e g a d o G r u e s o h á a e d o ..... 1010 2 9 . 4 1
E J E M P L O
N -
kg/a3 lt/«3 kg/a3 kg/a3
4
Especificaciones Las p r o p o r c i o n e s en v o l u a e n de o bra de una e e z c l a de c o n c r e t o son 1 t 2 . 3 i 3.3, con 25 l it ro s de a gua por saco d» c e i e n t o . D u r a n t e »1 p r o c s s o de c o l o c a c i é n del c o n c r e t o se p r o d uc e una v a r i a c i ó n en el a ó du l o de f i ne z a del a g r e g ado fino, la cual o b l i g a a c o a p e n s a r las p r o p o r c i o nes d» d i s e ñ o por r e d u c c i ó n de 125 k g / a 3 en el a g r e g a d o f i n o seco, a fin de a a n t e n e r la t r a b a j a b i l i dad, M o d i f i c a d a a d i c i o n a l a e n t e por una v a r i a c i ó n en el c o n t e n i d o d» h ua e d a d del a g r e g a d o g r u e s o q u e p asa a 1.23% Se d e s e a c o n o c e r en que f o r aa s erá n e c e s a r i o corregir las p r o p o r c i o n e ^ de o b r a e x p r e s a d a s «n v o l u a e n , p ar a no a o d i f i c a r si c o n t e n i d o de c e a e n t o y la relación a g u a - c e a e n t o de d i s e ñ o de la a ez c la . Agregado F in o - P eso s u e l t o s eco ....... 163 5 k g / » 3 - P e so c o a p a c t a d o s ec o .. 1785 k g / a 3 “ P es o e s p e c i f i c o ........ 2.72 5.3 y. - C o n t e n i d o de h u a e d a d ..
Agregado Grueso 1 585 k g / a 3 1625 k g / a 3 2.65 0.22
256
DISEÑO DE MEZCLAS A b s o r c i ó n ................ 0.8* P ei o u n i t a r i o del c o n c r e t o f r u c o 2
0.72 2 373 k g / a 3
P et o por pié c ú b i c o de los a g r e g a d o s -- P eso u n i t a r i o del agregado fino húmedo •- P es o u n i t a r i o del agregado grueso húmedo Y
1 635 x 1 .055 * 1 72 5 k g / a 3 1 5B5 x 1.002 - 1 588 k g / a 3
al peso por p i é c ú b i c o de los m a t e r i a l e s
serái
A g r e g a d o F i n o .......... 1 7 2 5 /3 5 - 4 9 . 2 9 k g / p i é 3 Agregado Grue so ....... 1 5 88 /3 5 * 4 3 . 3 7 k g / p i é 3 3
Rendiaiento A continuación s aco s
se c a l c u l a r ! «1 paso da la
• - C e a e n t o ................. A gua e f e c t i v a ......... .- A g r e g a d o F i n o h ú a e d o .- A g r e g a d o G r u e s o h ú a e d o
4
tanda da un
1 % 42.5
* 42.5 kg/saco * 2 5 . 0 l t / s ac o 2.5 x 4 9.29 * 1 23 . 2 k g/ s a c o 3 . 5 x 45 .37 * 1 5 8 .8 k g / s a co
.-
P eso de una t a n da de un s a c o
.-
Rendiaiento
. ■348.5
............2 3 7 5 / 3 4 8 . 5
kg/saco
»6 .8 s a c o s / a 3
P e s o s de una t a n d a de un s a c o C o n o c i d o el n ú a e r o de s a c o s de c e a e n t o por m e t r o c ú b i c o de c o n c r e t o , es p o s i b l e d e t e r m i n a r la c a n ti da d de m a t e r i a l e s q u e e n t r a n en éste. C e a e n t o ................. A gua e f e c t i v a .........
5
6.8 6.8 6.8 6.8
X X X X
4 2. 5 25.0 123.2 1 58.8
- 289 170 - 838 « 1080
kg/a3 kg/a3 kg/m3 kg/m3
V a l o r e s o r i g i n a l e s de d i s e ñ o En pria er lugar d e t e r a i n a r e a o s a g r e g a d o s f ino y g ru e s o s
los pe sos s ec o s de los
.- A g r e g a d o f i n o s e c o ...................................... 8 3 8 / 1. 0 5 A g r e g a d o g r u e s o s e co .... 1 0 80 / 1 . 0 0 2 * 1078 k g / a 3 El a p o r te de h u m e d a d de los a g r e ga d o s serás H u m e da d s u p e r f i c i a l deis
Problemas especiales .-
257
A g r e g a d o f i n o .............. 5.3 - 0.8 * A g r e g a d o g r u e s o ........... 0 . Z - 0 . 7 *
+ 4.73: - 0.52
A p o r t e de h ua ed a d deli ■
A g r e g a d o f in o ...... . Agregado
794 x (+ 0.047) * + 37 lt/a3 g r u e s o .... 1078 x (- 0 .005) ■ -5
A p o r t e de h u a e d a d de los a g r e g a d o s Y
.. ■ + 32 l t / a 3
el a g u a o r i g i n a l de d is eñ o serás A g u a de d i s e ñ o
............
170 + 32 ■ 202 l t / a 3
Los v a l o r e s o r i g i n a l e s dv d i s e ñ o seráni kg/a3 lt/a3 hg/a3 kg/a3 6
C o n t e n i d o de ai re A c o n t i n u a c i ó n se d e t e r a i n a r á el c o n t e n i d o de aire de la a e z c l a o r i g i n a l , el cual será igu*l a 1« suaa de v o l & a e n e s a b s o l u t o s de los a a t e r i a l e s r e s t a d a de la un i dads Voluaen
a b s o l u t o des
C e a e n t o ................. 289/3.13 • ~ A g u a de d i s e ñ o ........ 202/1 x A g r e g a d o fino s e c o ... 794/2.72 .- A g r e g a d o g r u e s o s ec o . 1 0 7 8 / 2 . 6 5 S u a a de v o l ú a e n e s a b s o l u t o s
x 1000 1000 x 1000 x 1000
.............
* 0.092 ■ 0.202 « 0.292 * 0.406
a3 a3 a3 a3
- 0.992 aa
.- V o l u a e n a b s o l u t o de aire .... 1 - 0.9 92 - 0 . 0 0 8 a 3 ■- V o l u a e n a b s o l u t o de aire .... 12 7
H u e v o p e s o del a g r e g a d o fino De a c u e r d o a las e s p e c i f i c a c i o n e s , las cond i c l o n e s de o b r a o b l i g a n a r e d u c i r el a g r e g a d o fino en 1 23 k g / a 3 , a o d i f i c á n d o s e su v o l u a e n a b s o l u t o en la u n i d a d cúbi ca de c o n c r e t o . Se tend rá s -
H u e v o peso del a g r e g a d o f i n o s e c o ......... .......
- 794 - 125 * 6 69 k g / a s
DISEÑO DE MEZCLAS
256 8 N u e v o peso del a g r e g a d o g r u e s o
No p u d i e n d o v a r i a r , d e a c u e r d o a las e s p e c i f i c a c i o ne s, ni el c o n t e n i d o de c e m e n t o ni el de agua, la c o r r e c c i ó n en los v o l ú m e n e s a b s o l u t o s de la e e z c l a d e b e r á e f e c t u a r s e en el v o l u m e n a b s o l u t o d e l a g r eg a d o gruesos V o l ú m e n e s a b s o l u t o s des C e m e n t o ................. A g u a de d i s e ñ o ........ • - A i re ......... A g r e g a d o f i n o .........
2 8 7 / 3 . 1 9 x 1000 2 0 2 / 1 x 1000 1% 6 6 7 / 2 . 7 2 x 1000
■ * -
0 .092 0 .202 0.010 0 .246
a3 a3 m3 m3
La s u m a de v o l ú m e n e s a b s o l u t o s s e r á igual a » 0.550 a 3 .- V o l u a e n a b s o l u t o del a g r e g a d o g r u e s o ■ .............
1 - 0 . 5 5 0 • 0.450 a 3
Y el peso del a g r e g a d o g r u e s o se c o serás P es o s eco del a g r e g a d o g r u e s o * 0 . 4 5 0 x 2 .6 5 x 1000 ■ 1173 k g / m 3 7
N u e v o s v a l o r e s de d i s e ñ o De a c u e r d o a los r e s u l t a d o s a n t e r i o r e s , los n u e v o s v a l o r e s de d is eñ o , los c u a l e s cump le n con las e s p e c i f i c a c i o n e s , sons C e a e n t o ........... .. ........... A gu a de d i s e ñ o ............... .- A g r e g a d o F in o s e c o ....... .- A g r e g a d o G r u e s o s eco ..........
10
289 202 669 1173
kg/a3 lt/m3 kg/a3 kg/a3
N u e v o s v a l o r e s de obra L os v a l o r e s de los a g r e g a d o s , c o r r e g i d o s por humedad, c o n s i d e r a n d o el n u e v o con ten ido de h u m e d a d en el ag r e g a d o grueso, s e rán t A g r e g a d o F i n o h úa e d o Agregado Grueso húmedo La hume da d s u p e r f i c i a l ..-
669 1 17 3
x 1.055 *706 k g / a 3 x 1 . 0 1 2 5 * 1208 kg/a3
de los a g r e g a d o s serás
A g r e g a d o F in o • •• •• • .. . A g r e g a d o G r u e s o ........
5.5 1.25
- 0.8 - ♦ 4 . 70 * - 0.7 ■ ♦ 0 . 5 5k
L os a p o r t e s de h u m e da d de los a g r e g a d o s s er án t
Problemas especiales
259
Ag rega do fino . A g r e g a d o g r u es o
.. 6 6 9 x (+ 0 . 04 7 ) = + 31 l t / « 3 . 1 193 x (+ 0 . 0 0 5 5 ) = * 7 l t / M 3
A p o r t e dt h u eed ad del a g r e g a d o
- + 38 l t / M 3
H u e v a agua e f e c t i v a = 2 0 2 - 38 ■ 164 l t / M 3 Y los n u e v o s v a l o r e s de o b r a serán: C e e e n t o ................. Agua de d i seño ........ A g r e g a d o F in o h ú « e d o . Ag regado Grueso húMedo 11 D o s i f i c a c i ó n
28? 164 706 1208
kg/m3 lt/M3 kg/M3 kg/M3
en V o l u a e n e q u i v a l e n t e
Se d e t e r m i n a r á los p e s o s a g r e g a d o s fi n o y g ru e so s
unitarios
húaedos
de
los
A g r e g a d o f ino h ú ae d o .. 1635 x 1 . 0 5 5 * 1725 k g /«3 .- A g r e g a d o g r u e s o húatedo 1585 x 1 . 0 1 2 5 - 1603 k g / M 3 Y los p esos por pié c ú b i c o de los a g r e g a d o s
seráns
.- A g r e g a d o f in o húitedo .... 1 7 2 5 / 35 *■ 4 9 . 2 9 k g / p i é 3 A g r e g a d o g r u e s o hóatedo .. 1 6 0 5 / 3 3 * 4 5 . 8 6 k g / p i é 3 La r e l ac i ó n en peso de o b r a es: 209 706 1208 --- : --- s ----- » 1 s 2. 4 4 289 209 209
t 4.18
Y la r e la c ió n en V o l u a e n e q u i v a l e n t e s e r á igual
as
. - C e e e n t o ................. A g r e g a d o f ino h ú n e d o Agregado grueso húnedo
1 2.11 3. 8 7
1 x 42.5/42.5 2 .45 x 4 2 . 3 / 4 9 . 2 9 4 .18 x 4 2 . 5 / 4 5 . 8 6
La n ueva d o s i f i c a c i ó n en V o l u ae n s er á s
29.5
1
EJE M P L O
N*
■ * *
1 t 2.1
s 3.9
5
Especificaciones En el d i s e ñ o de un e l e a e n t o e s t r u c t u r a l el p r o y e c t i s t a ha e s p e c i f i c a d o que el c o n c r e t o d e b e t en e r un a ó d u l o de e l a s t i c i d a d e s t á t i c o de 2 3 7 0 0 0 k g / c e * a los 28 dias. AdicionalMente, las especificaciones del p r o y e c t o i n d ic a n las s i g u i e n t e s c o n d i c i o n é i s
DISEÑO DE MEZCLAS a) La obra se H a de c o n s t r u i r en 1 a ciud ad de Poaata, l o ca l i d a d del D e p a r t a a e n t o de Puno. La t e a p e r a t u r a a a b i e n t e p u e d e d e s c e n d e r h « s t A - 1 8 * C y 1 a humedad r e l a t i v a h as t a el 5 52. b) La a e z c l a ha ser u t i l i z a d a d e b e r á ser t r a b a j a b l e y t e ner una consistencia plástica con un asen t a m i e n t o de 3" á 4*. c)
La c a li da d del c o n c r e t o t e r a i n a d o ha de ser tal que no aás de un r e s u l t a d o de cada 10 a u e s t r as de e n s a y o e s t é por d eb a j o de la r e s i s t e n c i a de d i s e ñ o especificada•
d) L o s v a l o r e s de si y s 2 son r e s p e c t i v a a e n t e de 26.8 k g / c a * y 13.4 kg/ca*. El p r o a e d i o de las r e s i s t e n c i a s es i gual a la r e s i s t e n c i a de d is eñ o . e) La r e s i s t e n c i a p r o a e d i o el c r i t e r i o de W alker.
s e rá d e t e r a i n a d a
e m p l e an d o
P a r a las c o n d i c i o n e s a n t e r i o r e s se d es e a cono c er la d o s i f i c a c i ó n en v o l u a e n de o b r a c a l c u l a d a e a p l e an d o el H é t o d o de H ó d u l o de F i n e z a de la C o a b i n a c i ó n de Agregados. Materiales Los m a t e r i a l e s a ser guientes condiciones*
empleados
cuap l e n
con
las
si
1•- Ce se n t o i Por ti and A S T H C 150 T ip o 1 "Ruai*. P e s o e s p e c i f i c o ...............................
3.14
2.- Aguai .- P ot a bl e. 3.- Ag regado s Fino
Grueso A ngular 1*
- P e s o s u e l to s ec o ...... . P e s o c o a p a c t a d o seco.. P e s o e s p e c i f i c o ...... C o n t e n i d o de h um ed a d . A b s o r c i ó n ...... H ó d u l o de f i n e z a
1538 k g / a 3 1 650 k g / a 3 2.65 4 .32 1 .22
2.94
1625 k g / a 3 1720 k g / a 3 2.62
0.22
0.82 6.82
Problemas especiales 3
261
R e s i s t e n c i a de d i s e ñ o De a c u e r d o a lo i n d i c a d o en el a c á p i t e 9 . 4 . 2 de la Ñ o r » * T é c n i c a de E d i f i c a c i ó n E . 0 6 0 del I H I NV I , para c o nc r e t o s de peso n o r a i l el H ód u l o de E l a s t i c i d a d E s t át i c o del c o n c r e t o p u e d e t o aa r se coeos Ee
*
1 5 0 00 X / v T
A part i r de e sta e c u a c i ó n y s a b i e n d o que E e es igual a 2 37 00 0 k g / c a 8 a los 28 días, se p u e d e d e t e r m i n a r el v a l o r f 'c de la r e s i s t e n c i a uo d i s e ñ o . R e e m p l a z a n d o v a l o r e s en la e c u a c i ó n : 237000
-
15000 \ J f '«
R e s o l v i e n d o se e n c u e n t r a que ...... f ' e 4
■
250 k g / c m *
Resistencia promedio P ara d e t e r m i n a r la r e s i s t e n c i a p r om e d i o , a p a r t i r de la cual se s e l e c c o n a r á las p r o p o r c i o n e s de los m a t e r i al e s de la u n i d a d c ú bi c a de c o nc r e to , se d e t e r m i n ará en p r i m e r l ugar la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r s a b i e n d o que: s
- \/¡7*
♦
R e e m p l a z a n d o v al o r e s « s
« \ / ( 2 9 . 8) *
+
(13.4)*
-
2 9 . 9 6 k g/ c m *
C o n o c i d o el v al o r de la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r se p u e de c a lc ul ar el c o e f i c i e n t e de v a r i a c i ó n , s a b i e n d o por e s p e c i f i c a c i ó n que el p r o m e d i o de las r e s i s t e n c i a s es igual a la r e s i s t e n c i a de d iseños V
* (29.9'
x 1 0 0 ) /2 50
»
12%
C om o las e s p e c i f i c a c i o n e s indi can q u e la r e s i s t e n cia p r o me d io s e rá c a l c u l a d a por el M é t o d o dt W a l k e r , e n tram os a la T ab l a 7.7.2 con un coeficiente de v a ri a c i ó n de 12% en la colu mn a que c o r r e s p o n d e a no más de un r e s u l t a d o de cada diez m u e s t r a s de e n s a y o por d eb aj o del 100% de la r e s i s t e n c i a de d i s e ñ o e s p e c if i ca d a .
DISEÑO DE MEZCLAS
262 E n t r a n d o a 1* T a b l a cadas, se ob ti en e s
7 . 7 .2
con
las
condiciones
.- C o e f i c i e n t e de c o r r e c c i ó n ......... .- R e s i s t e n c i a p r o a e d i o * 250 x 1.18 5
indi
1. 18 ** 295 k g / c a z
T a a a ñ o a áx ia o n o a i n a l del a g r e g a d o De a c u e r d o * las e s p e c i f i c a c i o n e s , el t a a a ñ o alxiao n o a i n a l del a g r e g a d o g r u e s o de perf i l a n g u l a r es de 1- .
6
Asentamiento De a c u e r d o a las e s p e c i f i c a c i o n e s , la a e z c l a deberá t e n e r una c o n s i s t e n c i a p l á s t i c a , a la cual c o r r e s p o n de un a s e n t a a i e n t o de 3" á 4".
7
C o n t e n i d o de a i r e De a c u e r d o a las e s p e c i f i c a c i o n e s , el c o n c r e t o ha de e s t a r e x p u e s t o a t e a p e r a t u r a s h as t a de - 18 *C | por lo que se d e b e r á i n c o r p o r a r a ir e a la a e z c la , c o n s i d e r a n d o c o n d i c i o n e s de e x p o s i c i ó n s ev er a . E n t r a n d o a la T a b l a 11.3.1 se e n c u e n t r a q u e para c on d i c i o n e s de e x p o s i c i ó n s e v e r a y un taaa ño a á xi a o n o a inal del a g r e g a d o g r u e s o de 1 ”c o r r e s p o n d e uns •- C o n t e n i d o total
8
de aire
■ 6%
V o l u m e n u n i t a r i o de agua E n t r a n d o a la T a b l a 10.2 .1 se e n c u e n t r a q u e para un c o n c r e t o con a ir e i n c o r p o r a d o , en una m e z c l a con un a s e n t a a i e n t o de 3" á 4" y un t a a a ñ o a á x i a o de 1 “, se requieres .- V o l u a e n u n i t a r i o de agua
9
"
175 k g / a 3
R e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o por r e s i s t e n c i a E n t r a n d o a la T a b l a 1 2. 2 . 2 se d e t e r a i n a q u e a una r e s i s t e n c i a p r o a e d i o de 295 k g / c a* , en un c o n c r e t o con a ire incorporado, corresponde una relación aguac e a e n t o por r e s i s t e n c i a de 0.47.
10 R e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o por d u r a b i l i d a d E n t r a n d o a la T a b l a 13.2 .5 p ara c o n c r e t o s s o a e t i d o s a p r o c e s o s de c o n g e l a c i ó n y d e s h i e l o , se e n c u e n t r a una r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o a á x i a a de 0.50.
Problemas especiales
263
11 R e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o de d i s e ñ o S a b i e n d o que la r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o por r t i i i t e n d a d e b e ser de 0 .4 7 y la r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o por d u r a bili da d de 0 . 50, te s e l e c c i o n a el i c n o r de los dos v a l or e s el cual s a t i s f a c e a a b a s c o n d i c i o n e s ! •
- R e la c ió n a g u a - c u e n t o de d i s e ñ o
*0 .4 7
12 F a c t o r ce a en t o El f ac to r c e a e n t o u n i t a r i o de a gu a d iseñoi
de la a e z c l a será igual al v o l u a e n e n t r e la r e l ac ió n a g u a - c e a e n t o de
Fact or c e a e n t o * 1 7 5 / 0 - 4 7 * 372 k g / a 3 * 8 . 8 s a c o s / a 3 13 V o l u ae n a b s o l u t o de la p a s ta C o n o c i d a s las c a n t i d a d e s de c e a en t o » a gua y aire, p u e d e d e t e r a i n a r el v o l u a e n a b s o l u t o de pastas
se
V o l u ae n a b s o l ut o s •" C e n n t o ...«■■•■■«.... .- Agua de d i s e ñ o ........ Aire total
3 7 2 / 3 * 1 4 x 1 000 175/1 x 1000
* 0 . 118 a 3 “ 0.175 a 3 * 0 -060 a 3
..........
■ 0 . 353 a 3
.- Volu ae n a b s o l u t o de la p asta 14 V o l u ae n a b s o l u t o de a g r e g a d o
El Volua en a b s o l u t o de a g r e g a d o * 1 - 0 . 3 5 3 * 0 . 6 4 7 a 3 15 H ó d u l o de f i n e z a de la c o a b i n a c i ó n de a g r e g a d o s E n t r a n d o a la T a bla 1 6 . 3 . 1 0 con un c o n t e n i d o de c e a e n t o de 8.8 s a c o s por a e t r o c úb ic o y un t a aa ñ o a á x iao noainal del a g r e g a d o g r u e s o de I a , se e n c u e n t r a un v a l o r del aódi'lo de f in e z a de la c o a b i n a c i ó n de a g r e g a d o s igual as . - Módu l o de f i n e z a de la c o a b i n a c i ó n de a g r e g a d o s
........
5.474
16 Cálculo- del v a l o r de r + C o n o c i d o el g r e g a d o s se
a ó d u l o de f i n e z a de la c o a b i n a c i ó n de ap uede d e t e r a i n a r el p o r c e n t a j e de a g r e g a
264
DISEÑO DE MEZCLAS do f in o en r el a ci ó n al v o lu m en a b s o l u t o total de a g r e g a d o . P a r a «lio se a pl i c a la e c u a c i ó n del a c á p i t e 20.1 .5 « •* - • r-r • --------- x 100 m, - m-r
r-r
6 . 8 2 - 5.474 - --------------- x 100 6 . 8 2 - 2.94
«
3 5%
17 C á l c u l o de los v o l ú m e n e s a b s o l u t o s de a g r e g a d o V o l u m e n a b s o l u t o des .- A g r e g a d o o- A g r e g a d o
f i n o ...... g r u e s o .....
0.647 0 .6 4 7
x 0.35 x 0. 65
* *
0.226 0.421
m3 a3
IB P e s o s se co s del a g r e g a d o P es o seco del ag r eg a d o s F in o .......... G r u e s o ........
0.226 0 .4 2 1
x 2.65 x 1000 x 2.62 x 1000
« 599 k g / m 3 ■ 110 3 k g / a 3
19 V a l o r e s de d i s e ñ o Las cantidades de m a t e r i a le s, calculadas por el M é t o d o de M ó d u l o de F i n e z a de la C o m b i n a c i ó n de A g r e gados, a ser e m p l e a d a s como v a l o r e s de d i s e ñ o , será ns .-
C e m e n t o ....................... 372 Agua de d i s e ñ o ............... 175 • - A g r e g a d o F i n o « e c o ...... . 599 •- A g r e g a d o G r u e s o s ec o ....... 1103 20 C o r r e c c i ó n
kg/m3 lt/m3 kg/m3 kg/m3
por humedad
P es o h ú me do deis Agregado •- A g r e g a d o
F i n o ................ 599 x1 .0 43 G r ue s o ........ 1103 x 1.002
M 625 k g / m 3 ■ 1105 k g / m 3
H u m e d a d s u p e r f i c i a l deis A g r e g a d o F in o .............. A g r e g a d o G r u e s o ...... Y
4.3 - 1.2 * + 3.1 02 0.2 - 0 . 8 * - 0 .6 0 %
los a p o r t e s de h umedad de los a g r e g a d o s seráns
265
Problemas especiales
A g r e g a d o F i n o ....... 59? x (+ 0 . 03 1 ) - ♦ 19 l t / a 3 A g r e g a d o G r u e s o .... 1103 x (»- 0 .0 06 ) * - 7 l t / a 3 A p o r t e de h u a e d a d del a g r e g a d o ....... ■ + 12 l t / a 3 A gua e f e c t i v a ............... 175 - 12 - 163 l t / e 3 Y los p e s o s de los eaterialesintegrantes de la u n i d a d c ú b i c a de c on cr e to , ya c o r r e g i d o s por h um ed a d del a g r e g a d o , a ser e m pl e a d o s en las a e z c l a s de p r u e b a se rá n i C t . m t o ........................ 372 k g / a 3 .- A g u a de d i s e ñ o . . . . . . . .. .. . . 163 l t / a 3 A g r e g a d o F i n o h ú ae d o ............... 625 k g / a 3 A g r e g a d o G r u e s o h ú a e do 1 10 5 k g / a 3 21 D o s i f i c a c i ó n en V o l u a e n e q u i v a l e n t e Se d e t e r a i n a r á los pesos a g r e g a d o s f ino y g ru e s os
unitarios
húmedos
de
los
.- A g r e g a d o fino h ú ae d o ... 1538 x 1 .0 4 3 » 1 60 4 k g / a 3 A g r e g a d o g r u e s o h úa e d o . 1625 x 1 . 0 0 2 » 1 62 8 k g / a 3 Y los p es o s por pió cúbi c o de los a g r e g a d o s s er án s A g r e g a d o f ino h ú a e d o .... 1 6 0 4 / 3 5 A g r e g a d o g r u e s o húae do .. 1 6 2 8 / 3 5 -
45.83 46.51
kg/pit3 kg/pié3
La r e l a c i ó n en peso de obra esi 372 --- i --372
625 1105 s ----- - 1 i 1.69 i 2.97 372 372
Y la r e la c i ó n en v o l u a e n e q u i v a l e n t e s erá i g u al
a:
.“ C e a e n t o 1 x 42.5/42.5 ** 1 .- A g r e g a d o f ino h ú a e d o 1.68 x 4 2 . 5 / 4 5 . 8 3 * 1.56 A g r e g a d o g r ue s o hú ae d o 2.97 x 4 2 . 5 / 4 6 . 5 1 * 2.71 La d o s i f i c a c i ó n en v o lu ae n serás 29 . 6
1
EJEMPLO
1 s 1.56 s 2. 71
N° 6
Especificaciones Se t iene una a e zc l a de c o nc r et o c u y a s p r o p o r c i o n e s en v o l u ae n de obra, c or r e g i da s por h u a e d a d d e a g r e g a d o ,
DISEÑO DE MEZCLAS ion des 1 « 2.5 i 3.5, con 18 litr o s de «gua por «acó de ceme n t o. La c o m p a ñ í a c o n s t r u c t o r a t iene una d e s v i a c i ó n e s t á n d a r de 2 8. 4 k g /c m* . Se d e s e a c o n o c e n a) Los v a l o r e s de d i s e ñ o de los d i f e r e n t e s « a t e r í a l e s i n t e g r a n t e s de la u n i d a d c úb i c a de c o nc r et o . b) El c o n t e n i d o total de a ire de la m ez cl a . c) La r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n p r o m e d i o y la r e s i s tencia en c o m p r e s i ó n de d i s e ñ o e s p e c i f i c a d a . d) El m ó d u l o de f i n e z a del e)
El m ó d u l o dos.
de
fineza
de
f) El m ó d u l o de f i n e z a del g)
a g r e g a d o fino. la
combinación
de
agrega
a g r e g a d o g r ue s o.
La r e s i s t e n c i a p r o m e d i o c a l c u l a d a con el c r i t e r i o de que u n a de cada d i e z m u e s t r a s está por d e b a j o del 100% de la r e s i s t e n c i a e s p e c i f i c a d a y una de cada 100 m u e s t r a s e s t a por d e b a j o del 90% de la resistencia especificada.
Materiales 1.- C em e nt o s .- P o r t l a n d A STH C 130 T ipo i " A n d i no * . .- P e s o e s p e c i f i c o ...................... .
3.13
2.- Aguas P o ta b l e . 3.- A g r e g a d o s * Fi n o -
G r ue so
Pe s o e s p e c í f i c o .......2 . 63 P es o s u e l t o se c o ..... 1680 k g / m 3 P es o c o m p a c t a d o s ec o . . 1730 k g / m 3 C o n t e n i d o de h u m e d a d . 3 .5 % Abs or ción ............ 0.8% Tamaño aáximo nomi na l
4.- P e s o u n i t a r i o del c o n c r e t o
2.68 1720 k g / m 3 1858 k g / m 3 0 .2 %
0 .6 %
3/4"
............ 2 400 k g / a 3
P e t o s u n i t a r i o s h ú m e d o s del a g r e g a d o En prim er lugar se d e t e r m i n a r á los p e sos h ú m e d o s de los a g r e g a d o s f i n o y g ru es o s
u n i t a ri o s
Problemas especiales
267
. - A g r e g a d o F i n o s u e l t o h ú m e d o 1 6 8 0 x 1 . 0 3 5 * 173? k g / a 3 A g r e g a d o G r u e s o s u e l t o h ú a e d o l 7 2 0 x l . 0 02 * 1 7 2 3 k g / a 3 4
P eso por pié c úb ic o del a g r e g a d o A c o n t i n u a c i ó n d e t e r a i n a a o s el peso por los a g r e g a d o s f ino y g r u e s o h úa e d o ss
pié c úb ic o de
Agregados F in o s u e l t o h ú ae d o ........ 1 7 3 9 / 3 5 G r u e s o s u e l t o h ú a e d o ..... 1 7 2 3 / 3 5 5
P e s o s de la t a n da de un s a c o Los pe so s de los a a t e r i a l e s de un s aco de c e a e n t o serlni
6
* 4 ?. 6 ? k g / p i é 3 ■4 ? . 2 3 k g / p i é 3
integrantes
de
la
ta nd a
• - C e a e n t o ......... 1 x 4 2. 5 .- A g ua e f e c t i v a ........ •- A g r e g a d o F i n o h ú a e d o 2.5 x 4 ? . 6 ? •- A g r e g a d o G r u e s o h úa e d o 3.5 x 4 9 . 2 3
» *
•- P eso t o tal de la t anda de un s ac o
■ 3 57.0 k g / s a c o
4 2.5 18.0 - 1 24.2 “ 172.3
kg/saco I t/ s ac o kg/saco kg/saco
R e n d i a i e n t o de la t an d a El r e n d i a i e n t o de la tanda de un s a c o sari igual al peso de la t an d a e n t re el peso u n i t a r i o del c on c r et os Rendiaiento
7
*
357/2400
* 0.14? a 3
Factor Ceaento El f a c t o r c e a e n t o de la u n i d a d c ú b i c a de c o n c r e t o ■trá igual a la u ni d a d d i v i d i d a e n t r e elr e n d i a i e n t o s .- F a c t o r c e a e n t o * 1 / 0 . 1 4 ? « 6.7 t a n d a s * 6.7 s a c o s / a 3
8
Pe s o de los a a t e r i a l e s h ú me d os C o n o c i d o el n ú a e r o de sa co s de c e a e n t o y el peso por t anda de c ada uno de los a a t e r i a l e s , se puede c a l c u lar el peso de e s tos por a e t r o cúbicos C eaen to ................. A gua e f e c t i v a ......... A g r e g a d o f i n o h ú ae d o . A g r e g a d o g r u e s o h ú a ed o
?
P eso seco de los a g r e g a d o s
6.7 6.7 6.7 6.7
x 42.5 x 18.0 x 1 24 .2 x 1 7 2 .3
285 121 832 1154
kg/a3 lt/a3 kg/a* kg/a3
268
DISEÑO DE MEZCLAS A c o n t i n u a c i ó n d e t e r a i n a a o s el p eto s eco d e los a gr eg ad o s f ino y g r u e s o q u e i n t e r v i e n e n en ia n e z c l a i Agregado Agregado
f ino s eco ..... g r u e s o s ec o ...
832/1.035 1154/1.002
“ 80 4 k g / a 3 * 1 152 k g / a 3
10 A p o r t e de h u a e d a d del a g r e g a d o D v t e r a i n a a o s en p r i a e r de a a b o s a g r e g a d o s !
lugar
la
huaedad
superficial
A g r e g a d o F i n o ................... 3.5 -0.8 ■+ 2 . 7 % .- A g r e g a d o g r u e s o .•••• 0.2 - 0 . 6 * - 0 . 4 % El a p o r t e de h u a ed ad de los a g r e g a d o s lerii .- A g r e g a d o Agregado •
f i no .... 804 x (40.0 27 ) g r u e s o ... 1152 x ( - 0 .0 0 40 )
«
+ 22 l t / a 3 -5 l t / a 3
- A p o r t e de h u a ed a d del a g r e g a d o ..... *-(-17l t / a 3
11 A gua de d i s e ñ o En e s te caso el agua o r i g i n a l de d i s e ñ o se r á i gual agua e f e c t i v a aás el a p o r t e de agua del a g r e g a d o ! A g u a de d i s e ñ o
■ 121 > 1 7
*
al
138 l t / a 3
12 V a l o r e s de d i s e ñ o Los v a l o r e s de d i s e ñ o de la a e z c la , de c o n c r e t o , seráni
por u n i d a d
C e a e n t o ...................... .- A g u a de d i s e ñ o .............. .- A g r e g a d o f ino s eco ........ .- A g r e g a d o g r u e s o se c o ......
kg/a3 lt/a3 kg/a3 kg/a3
285 138 804 1152
c úb i c a
13 R e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o de d i s e ñ o La r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o de d i s e ñ o s e r á igual a: .- R e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o de d i s e ñ o ■ 1 3 8 / 2 8 5 * 0 . 4 84 14 C o n t e n i d o de aire de la a e z cl a El c o n t e n i d o de aire de la u n i d a d c ú b i c a de c o n c r e t o lo c a l c u l a r e a o t a p a r t i r de la suaa de los v o l ú a e n e i a b s o l u t o s de los m a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s , s u aa que r e s t a d a de la unid a d n o s dará el v o l u a e n a b s o l u t o de
269
Problemas especiales
« ir«, a p a rt i r del cual se d e t e r m i n a el p o r c e n t a j e del « i s « o en la a e z c l a y sí es
Cemen to ....... .- A g u a de d i s e ñ o .- A g r e g a d o f i n o . Agregado grueso
285/3.15 x1000 138/1 x 1 0 0 0 8 0 4 / 2 . 6 5 x 1 00 0 1 1 5 2 / 2 . 6 8 x 1 000
S u a a de v o l ú a e n e s a b so l u t o s
........
* -
0.090 0.138 0.303 0.430
«3 «3 a3 «3
* 0 .961 a 3
V o l u m e n a b s o l u t o de aire ... 1 - 0 , 9 6 1 * 0 .0 3 9 a 3 P o r c e n t a j e de a ire . . .......
3.9*
De « c u e r d o «1 p o r c e n t a j e de a i r e se t ra t a cla con a ire i n co rp o r a d o .
de una «e z-
13 R e s i s t e n c i a p r o a e d i o Entrando a la T a b l a 12.2.2 p a r a un c o n c r e t o con aire incorporado y una rela ci ón a g u a - c e m e n t o d e 0.484, se e n c u e n t r a una r e s i s t e n c i a p r o a e d i o de 283 k g / c a 2 * -
283 k g / c «*
16 R e s i s t e n c i a de d i s e ñ o C o n o c i d a la r e s i s t e n c i a p r oa e d io , p ara la d e t e r a i n a ción de la r e s i s t e n c i a a la c o m p r e s i ó n de d i s e ñ o e s p e c i f i c a d a a los 28 días se t r a b a j a r á co n las e c u a c i o n e s del C o a i t á 318*8 9 del ACI, en las q u e se reem~ p l a z a r á el v al o r de la d e s v i a c i ó n e s t á n d a r d ado en las e s p e c i f i c a c i o n e s y el de la r e s i s t e n c i a p ro ae d io : f ' « r - f'«
+ 1.34 s
f * . ^ - f ‘.
+ 2 .3 3 s
- 35
R e e a p l a z a n d o v a lo r e s : 283 - f'e 283 « f'«
♦ 1.34 (28.4) ........ + 2 .33 (28.4) - 35 ...
f '« - 2 4 5 k g / c « z f 'c - 2 5 2 k g/ c m *
De los dos v a l o r e s se toaa el a e no r , con el cual o b t e n d r í a una r e s i s t e n c i a p r o a e d i o de 283 k g / c « * .
se
f'«: - 2 4 5 k g / c « 2 17 D e t e r m i n a c i ó n del c o e f i c i e n t e b/b„ Para dirá
la de t e r « i n a c i ó n del c o e f i c i e n t e b/b«> se d i v i el peso del a g r eg a d o g r u e s o en la u n i d a d c úb ic a
DISEÑO DE MEZCLAS de c o n c re t o grueso: b/b. * 18 M o d u l o
entre
el
p es o u n i t a r i o
seco
del
agregado
1152 / 1858 * 0 - 6 2 de f i n e z a del a g r e g a d o fin o
E n t r a n d o a la T abl a 1 6 . 2 . 2 para un c o e f i c i e n t e b/b « i g u a l a 0 .6 2 y un t a m añ o m á x i m o n o m i n a l d el a g r e g a d o g r u e s o de 3/4* se e n c u e n t r a que el m ó d u l o de f i n e z a del a g r e g a d o f i n o es de 2 .8 0 . 19 M ó d u l o de f i n e z a de la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s E n t r a n d o a la T a bl a 1 6 . 3 . 1 0 para un t a ma ñ o m ix im o nol i n a l del a g r e g a d o g r u e s o de 3/4" y un c o n t e n i d o de c e m e n t o de 6 . 7 0 s a c o s por u n i d a d cúbica de concr et o, se e n c u e n t r a que el m ó d u l o de f i n e z a d e la c o m b i n a c i ó n de a g r e g a d o s es i gu a l a 5.016 . 20 M ó d u l o
de f i n e z a del a g r e g a d o g r ue s o
P a r a la d e t e r m i n a c i ó n del m ó d u l o de f i n e z a del a g r e g a d o g ru es o se d e b e r á d e t e r m i n a r en p r i m e r lugar el v ol u m e n a b s o l u t o del a g r e g a d o . Del a c áp it e 2 9 . 6 . 1 3 s a b e m o s ques V ol u m e n •- V ol u m e n
a b s o l u t o del a b s o l u t o del
a g r e g a d o fino a g r e g a d o g r ue s o
■ 0.303 ■ 0.430
Vo l um e n
a b s o l u t o del
a g r e g a d o ........
■ 0.733
La r el a c i ó n del v o l u m e n a b s o l u t o de a g r e g a d o f in o v ol u m e n a b s o l u t o total de a g r e g a d o será igual ax rt
-
0.303/0.733
*
0.413
m3 m3 ma al
■ 41.3%
S a b i e n d o ques
r-f
*
0.413
m,
“ m
m«
~
------------------------------m+
m, - 5 .0 16 ■ .................. m„ - 2.80
.....
m9
* 6.5 8
21 D e t e r m i n a c i ó n de la r e s i s t e n c i a p r om ed i o La ú l ti ma p r e g u n t a del p r o b l e m a está r e f e r i d a s e r i a la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o si se c a l c u l a r a
a cual con el
Problemas especiales
271
c r i t e r i o de que un« de c ada diez a u e i t r i i e s t é d e b a j o del 1 00% de 1« r e s i s t e n c i a e s p e c i f i c a d a .
por
Para d e t e r m i n a r los c o e f i c i e n t e s r e s p e c t i v o s e n t r a m o s a lá T ab l a 7.7. 2 , d e t e r m i n a n d o p r e v i a m e n t e el c o e f i c ie n t e de v a r i a c i ó n . El c o e f i c i e n t e de v a r i a c i ó n p u e d e ser c a l c u l a d o a p ar t i r de la f ó r m u l a del C o m i t é E u r o p e o del C o n c r e t o , i n d i c a d a en el a c á p i t e 7 .7 .4 , en la que se c o n o c e la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o y la r e s i s t e n c i a de d i s e ñ a y se a sume un c o e f i c i e n t e ”t ” de 1. 282 t om a d o de la T a b l a 7 .4.4 para más de 30 m u e s t r a s i
f '
f
-
----------------------------------1
-
t.V
210
283
-
................... 1 - 1 . 282 V
E n t r a n d o con e ste v a l o r que s
.....
V
-
10.3%
a la T ab l a 7 . 7 . 2 se e n c u e n t r a
.- P ara una de cada d iez m u e s t r a s de e n s a y o por d e bajo de la r e s i s t e n c i a e s p e c i f i c a d a , el coefi c i e n t e del c o r r e c c i ó n es de 1. 15 73 Para una de cada cien m u e s t r a s por d e b a j o de la resistencia especificada, el c o e f i c i e n t e de c o r r e c c i ó n es de 1.1? Resistencia promedio
*
1.1? x 245
“ 292 kg/cm*-
Se a p r e c i a que, p ara e s t e p r o b l e m a p a r t i c u l a r , la d e t e r m i n a c i ó n de la r e s i s t e n c i a p r o m e d i o por e s t e p r o c e d i m i e n t o en lugar del e m pl e a d o , h a br í a d a d o u na r e s i s t e n c i a p r o m e d i o más a lta y un c os t o m a y o r en la u n id a d c ú b i c a de c o n c r e t o .
2 9.7 1
EJEMPLO N
Especificaciones Se d es e a c o n o c e r las p r o p o r c i o n e s en v o l u m e n de o b r a de una m e z c l a de c o n c r e t o , en la cual se ha de u t i l i zar h o r m i g ó n como a g r e g a d o , la cual se ha de e m p l e a r en los c i m i e n t o s c o r r i d o s de una casa la cual ha de ser c o n s t r u i d a en un t e r r e n o en el q u e el c o n t e n i d o de s u l f a t o s en s o l u c i ó n es de 1400 ppa*
DISEÑO DE MEZCLAS
272 2
Materiales 1
C ee en t o i S u p e r c e e e n t o p u z o l á n i c o ' A T L A S “ T i p o 1P .................. 2.97 Pino Esp ec ífico
2
Aguas P ot a bl e .
3.- H o r e i g ó m Peso específico ........... ............ P e s o s u e l t o s ec o P t s o c o a p a c t a d o s e c o ....... Absorción ...................... C o n t e n i d o de h u a e d a d ....... 3
2.72 1747 k g / a 3 2030 k g / a 3 1.20% 0 .30*
V a l o r e s de d i s e ñ o La ciaentación va estar sometida a ataque por s u l f a t o s en d i s o l u c i ó n . E l l o o b l i g a a e f e c t u a r el d i s e ñ o de la a e z c l a por c o n d i c i o n e s de d u r a b i l i d a d . E n t r a n d o a la T ab l a 1 3 . 3 , 2 se e n c u e n t r a que para un concreto expuesto a una c o n c e n t r a c i ó n de s u l fa t os de 1 400 ppa c o r r e s p o n d e u na r e la c ió n a g u a - c e a e n t o de 0 . 5 0 y un c e a e n t o de los T i p o s 11, 1P, ó 1PH. El a c á p i t e 3 . 2 . 1 2 de concretos preparados g a do, el contenido 25 3 k g / a 3 .
4
la H o r a « E .OóO i nd ic a que par« e a p l e a n d o h o r mi g ó n coeo a g r e aíniao de c e a e nt o debe ser
C o n t e n i d o de C e a e n t o En este caso, en que no se conoce la g r a n u l ót e t r í a d el h o ra ig ón , ni el p e r f i l , t ex t u ra s u p e r f i c i a l ni l i a p i e z a de las p a r t í c u l a s del aisao, se asua ir á un c o n t e n i d o de c e a e nt o de 3 3 0 k g / a 3 , v a l o r aíniao r e c o m e n d a d o por las H o r a a s I n t e r n a c i o n a l e s para los c o n c r e t o s a ser v a c i a d o s en agua de aar.
3
C o n t e n i d o de a g ua El c o n t e n i d o de agua de d i s e ñ o de la u n id a d c&bica de c o n c r e t o s er á igual al c o n t e n i d o de c e a e n t o por la relación agua-ceaentoi .- C o n t e n i d o de a gua
=*
3 3 0 x 0 .30
* 175 l t/ a 3
Problemas especiales 6
273
C o n t e n i d o de « ir » T r a t á n d o s e de un ho rm ig ó n de g r a n u l o « » t r í a d e s c o n o c í da p o d a m o s a s um ir , t r a t á n d o s e d» un c o n c r e t o sin «i ré i n c o r p o r a d o , un c on t en i d o de « i r é « t r « p a d o de 1.30%
7
V o l u m e n d» 1« pasta El v o l u m e n a b s o l u t o de 1« p a s ta serás Cemento A g u a de d i s e ñ o Air» «tr*p«do
......... 3 5 0 / 2 . 7 2 x 1 00 0 ......... 175/1 x 1 000 ......... 1 . 5 0 %
.- V o l u m e n « b s o l u t o de 1« p a s t a 8
* 0.118 ■0 . 1 7 5 - 0.015
.........
m3 m3 ma
- 0 .3 0 0 m a
P e s o s e c o del h o r m i g ó n El v o l u m e n « b s o l u t o del
H o r m i g ó n seras
.- V o l u m e n « b s o l u t o del h o r m i g ó n ■ 1 - 0 . 3 0 8 ■0 .6 0 2 m a .- P e s o s eco del h o rm i g ó n « 0 . 6 7 2 x 2 . 7 2 x 1 0 0 0 « 1 8 8 2 k g / m a 7
V a l o r e s de D i s e ñ o Los v « l o r e s de d i s e ñ o seráns ........................... Cempnto .- A g ua de d is e ñ o ..................... .- H o r m i g ó n ..........................
■ « -
350 kg/m3 175 k g / m 3 1882 k g / m 3
10 D e t e r m i n a c i ó n del «g u « e f e ct i v a El p e s o del hor m i g ó n h ú m e d o es ........... .
■ 1 88 2 x
1 . 00 3 * 1 8 8 8 k g / m 3
L« h u m e d a d s u p e r f i c i a l del h o r m i g ó n es igual «i .- H u m e d a d s u p e r f i c i a l
■ 0,3% -
1.2%
El a p o r t e de hume d a d del h o r m i g ó n s erá
■
igual
.- A p o r t e de humedad del h o r m i g ó n .......... - 1882 x(-0. 00 7) y el « g u « e f e c t i v a serás 175 + 17 -
as
- 171t/m3 172 l t / « 3 .
11 V a l o r e s de O bra en peso húmedo Los v a l o r e s de obra, Cemento
ya c o r r e g i d o s por h u m e d * d
......................
son:
350 k g / m 3
**0
DISEÑO DE MEZCLAS
274 Agu a e f e c t i v a H o r m i g ó n h ú ae d o
...................... ....................
1?2 k g / a 3 1888 k g / a 3
12 Paso por pié cú bi co del horaig ón Para c o n v e r t i r a v o l ú m e n e s de o b r a d e b e m o s c a l c u l a r en p r ia e r l u g a r el peso por pié c ú bi c o del h o ra i g ó n : P es o por pié cúbi co del h o r a i g ó n
1 7 4 7 x 1 . 0 0 3 / 3 5 * 5 0. 06 k g / p i é 3
13 V a l o r e s en v o l u a e n de o b ra
R e l a c i ó n en vo l ua e n de obra
*
1
i
4.6
C A P I T U L O l*1EZCI_AS 30.1
DE
3 0 PRUEBA
CONSIDERACIONES
GENERALES
1
En el di s eñ o , en b ase al cual se s e l e c c i o n a n las p r o p o r c i o n e s de los d i f e r e n t e s « a t e r í a l e s q u e han de c o n f o r m a r la u n i d a d cúbi c a de c o nc r e t o , se emplean ta bl a s y g r á f i c o s los c ua le s u s u a l m e n t e r e p r e s e n t a n el p r o m e d i o de los v a l or e s o b t e n i d o s en un qran n ú m e r o de e n s a y o s r e a l i z a d o s en d i f e r e n t e s l a b o r a tori os , e m p l e a n d o cementos y a g r e g a d o s de « a r c as , ti po s y p r o c e d e n c i a s d i f e r e n t e s .
2
Ei por la c o n s i d e r a c i ó n a n t e r i o r que s i e m p r e es r e c o m e n d a b l e que, en base a las p r o p o r c i o n e s s e l e c c i o n a d a s , se p r ep a r e n « e z c l a s de p rueba, ya sea en el l a b o r a t o r i o o en obra, a fin de c o ap r o b a r si, con los v a l o r e s y p r o p o r c i o n e s a s um i d o s , se o b t i e n e n en el c o n c r e t o las p r o p i e d a d e s e s p e c i f i c a d a s .
3
La r e c o m e n d a c i ó n a n t e r i o r se a pr ec i a m e j o r c u an d o se c o n s i d e r a que la m a y o r í a de las tabla s y g r á f i c o s que u t i l i z a m o s en el P e r ú c o r r e s p o n d e n a e x p e r i e n c i a s de laboratorios extranjeros. No contándose aún con suficiente información nacional debidamente estudiada y t a bul ad a, p od rí a o c u r r i r que en d e t e r m i n a d o s casos o para a l g u no s de n u e s t r o s m a t e r i a l e s los v a l o r e s o b t e n i d o s a p ar ti r de las tabl as y g r á f i c o s de las N o r m a s e x t r a n j e r a s no nos p e r m i t i e r a n a l c a n z a r las propiedades deseadas.
4
Adicionalmente, la i m p o r t a n c i a de las «ezclas de p ru e b a se a p r e c i a m ej o r si se c o n s i d e r a q u e un d i s e ñ o de « e zc l a s , o sea una a d e c u a d a s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de los m a t e r i a l e s integrantes de la m ez c la , u s u a l m e n t e no es p o s i b l e t r a b a j a n d o ú n i c a m e n t e con tablas y g rá f i c os . I n fl uy e de m a ne r a determinante en e llo el h ec h o de que los m a t e r i a l e s g e n e r a l m e n t e e m p l e a d o s son, por su n a t u r a l e z a y o r i g e n, e s e n c i a l m e n t e v a r i a b l e s por lo que a l gun as de sus propiedades no pueden ser adecuadamente determinadas en forma cuantitativa, r e d u c i é n d o s e al d i s e ñ o de la mezc l a a u n a b ú s q u e d a i n t e l i g e n t e de la ó p t i m a c o mb i n a c i ó n de I n g r e d i e n t e s s ob r e la base de r e l a c i o n e s p r e - e s t a b l e c i d a s .
5
Ig ua l m e n te ,
es n e c e s a r i o
tener en c o n s i d e r a c i ó n
que
DISEÑO DE MEZCLAS
276
la « A / o r í * de las T a b l a s de d is e ñ o , si bien son lo s u f i c i e n t e a e n t e g e n e r a l e s para el d i s e ñ o de a e z c l a s de p ru e b a a part ir de las cual es las p r o p o r c i o n e s de la e e z c l a de o bra puede n ser de t e r m i n a d a s , son en g e n eral ú n i c a m e n t e a p l i c a b l e s a m a t e r i a l e s e s p e c í f i c o s . 6
Las c o n s i d e r a c i o n e s a n t e r i o r e s no s ólo h a cen r e c o a e n d a b l e s ino o b l i g a t o r i o el p r e p a r a r M e z c l a s de p ru e ba , t an t o en l a b o r a t o r i o c o b o en obra, d e b i e n d o c o a p r o b ar s e las p r o p i e d a d e s de las Mism a s , t a n t o en el c o n c r e t o f r e s c o como en el e n d u r e c i d o , a fin de e f e c t u a r t o d o s los a j u s t e s que s ean n e c e s a r i o s . En e sta e t a p a deben e f e c t u a r s e todas las M e zc l as qu e sen n e c e s a r i a s , hasta c o n s e g u i r un c o n c r e t o que s a t i s f a g a t odas las e x i g e n c i a s de las e s p e c i f i c a c i o n e s de obra.
7
Teniendo
en
consideración
que
toda
Mezcla
de
concreto
exige antes
un tiempo míniao, generalmente de 28 días, de conocer la resistencia en coepresión de la a fin de e v i t a r aisMa, s e considera r e c o m e n d a b l e , deMoras en la selección de las proporciones finales de la Mezcla de concreto, preparar aezclas de ensayo adicionales, generalaente 10% Más pobres o aás ricas que la eezcla diseñada. Estas Mezclas adicionales perMitirán la
30 «2
1
demora
efectuar de
nuevos
MEZCLAS TORIO
I>E
las
Modificaciones
necesarias
sin
ensayos.
PRUEBA
EN
EL L A B O R A
Consideraciones Generales 1
Es r e c o a e n d a b l e p r e p a r a r en el l a b o r a t o r i o M e z c l a s de p ru e b a a fin de c o e p r o b a r si los M a t e r i a l e s s e l e c c i o n a d o s , cuando se les c o ab in a en las p r o p o r cion e s e l e g i d a s a p l i c a n d o un a é t o d o de dise ño det e r m i n a d o , p e r ai te n o b t e n e r a e z c l a s que tengan las p r o p i e d a d e s i n di c a d a s en las e s p e c i f i c a c i o n e s de obra.
2
C u a n d o se prep a r a a e z c l a s de p r ue b a en el l a b o r a t orio es iaportante verificar que la r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o s e l e c c i o n a d a sea la aás a d e cu ad a para obtener la trabajabilidad, resistencia y d u r a b i l i d a d r e qu e r i d a s .
3
En la s e l e c c i ó n d e la r e l a ci ó n a g u a - c e a e n t o no d e be o l v i d a r s e que t anto e lla c o b o la g r a n u l o a e t r í a
277
Mezclas de prueba
del a g r e g a d o p u e d en s u f r i r M o d i f i c a c i o n e s , pero que Xas a i s a a s p u e d e n ser c o r r e g i d a s sin v a r i a c i ó n s i g n i f i c a t i v a en las p r o p i e d a d e s del c o n c r e t o . 4
D e f i n i d a la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o y c o a p r o b a d a por los r e s u l t a d o s de las a e z c l a s de p r u e ba , d e b e r á c o n t r o l a r s e la u n i f o r a i d a d y c a li da d de Xa p r o d u c c ión m a n t e n i e n d o Xa t r a b a j a b i l i d a d constante y , p ara esta c o n d i c i ó n , c o a p r o b a n d o que no se p r e s e n ten c a a bi o s i a p o r t a n t e s en Xas c a r a c t e r í s t i c a s de los a a t e r i a l e s en r e l a c i ó n con a q ue l lo s e a p l e a d o s en las a e z c l a s de p rueba.
3 Si ai p r e pa r ar las a e z c l a s de p r ue b a en el l a b o r a t o rio se e n c u e n t r a que Xa t r a b a j a b i l i d a d de e s t as difiere' s i g n i f i c a t i v a a e n t e de aquella que se e s p e r a , d e b e r á e a p X e a r s e a e z c X a s a d i c i o n a X e s h as t a o b t e n e r la t r a b a j a b i 1 idad y c o n s i s t e n c i a d e s e a das. E st a s n u e v a s a e z c l a s d e b e r á n ser e n s a y a d a s por r e s i s t e n c i a en c o a p r e s i ó n a fin d e o b t e n e r a e z c l a s de o b r a a c o r d e s con Xas e s p e c i f i c a c i o n e s . 6 S i e a p r e que los r e s u l t a d o s de las a e z c l a s de p r u e ba preparadas en el laboratorio difieran de a q u e l l o s que se d e s e a a l c a n z a r , d e b e r á n e f e c t u a r s e a j u s t e s en las p r o p o r c i o n e s an te s de c o a p r o b a r el d i s e ñ o bajo c o n d i c i o n e s de obra. 7
3 0 _3 1
Si los r e s u l t a d o s o b t e n i d o s en el l a b o r a t o r i o d e f i er e n significativaaente de a q u e l l o s que se espera alcanzar, será n e c e s a r i o e f e c t u a r n u e v a a e n t e el d i s e ñ o t e ó ri c o y las a e z c l a s de p r u e b a . E N S A Y O S
I>E
L A B O R A T O R I O
Introducción 1
La S e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la u n i d a d c ú b ica de concreto puede efectuarse con a a y or s e gu r i d a d si se tiene r e s u l t a d o s de e n s a y o s de l a b o r at o ri o , los cual es p e r a l t e n d e t e r m i n a r las propiedades básicas de los aateriales a ser e ap l ea d o s, establecer interrelaciones entre la r e la ci ón a g u a - c e a e n t o y la r e s i s t e n c i a ; e n t r e la r e la ci ón a g u a - c e a e n t o aás p u z o l a n a a r e s i s t e n c i a ; d e t e r a i n a r el c o n t e n i d o de a ir e y el de c e a e n t o y su in ter relaci ón con la r e s i s t e n c i a ; y q u e a di c i o n a l a e n t e p r o p o r c i o n e n al d i s e ñ a d o r i n f o r a a c i ó n s obre las p r o p i e d a d e s al e s t a d o f r es c o, e s p e c i a l -
DISEÑO DE MEZCLAS • •n t v t r a b a j a b i l i d a d y c o n s i s t e n c i a , de las d i v e r sas c o m b i n a c i o n e s de los m a t e r i a l e s i n t e g r a n t e s de Xa m e zc la . 2
La m a g n i t u d de la i n v e s t i g a c i ó n d e s e a b l e para un t ra ba jo determinado dependerá de su tama ño e i m po r t a n c i a , asi c om o de las condiciones de s e r v i c i o i n v o l u c r a d a s . I g u a l m e n t e , el p r o g r a m a de e n s a y o s de l a b o r a t o r i o v a r i a r á d e p e n d i e n d o de Xas f a c i l i d a d e s d i s p o n i b l e s y las p r e f e r e n c i a s i n d i v i d uales.
P r o p i e d a d e s del c e m e n t o 1
Las p r o p i e d a d e s f í s i c a s y q u í m i c a s deX c e m e n t o i n f luye n en f or m a determinante s o bre Xas del c o n c r e t o e n d u r e c i d o . Sin e m b a r g o , la Cínica p r o p i e dad deX c e m e n t o q u e se e m p l e a d i r e c t a m e n t e en eX cómputo de las proporciones de la m ez c l a de c o n c r e t o es su p eso e s p e c í f i c o . El p eso e s p e c í f i c o de los c e m e n t o s port la nd de Xos tipos c o m p r e n d i d o s en Xa N o r m a ASTK C 150 puede ser a s u m i d o en un v a l o r de 3.15, sin i n t r o d u c i r errores significativos en el cálc ul o de Xas p r o p o r c i o n e s de la m e z c l a . Para los cementos hidráulicos c o m b i n a d os que c u m p l e n con los r e q u i s i t o s de Xa N o rma C 595$ los c e m e n t o s de e s c o r i a s d e f i n i d o s por Xa N or m a A ST H C 989* o las p u z o l a n a s c o n s i d e r a d a s en la N o r m a ASTH C 618, eX p eso e s p e c i f i c o a ser u t i l i z a d o en Xa d e t e r m i n a c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la mezcla, d eb e r á ser c a l c u l a d o por e n s a y o s .
2
La muestra o b te n i d a , abastecerá si se t rata se t rata de
deX c e m e n t o a ser u t i l i z a d o d e b e r á ser de preferencia, en la fábrica que del p r o d u c t o a la o bra, e s p e c i a l m e n t e de c e m e n t o a g r a ne l; o del v e n d e d o r si concreto premezciado.
La m u e s t r a d e b e r á ser lo s u f i c i e n t e m e n t e g r an d e como para e f e c t u a r t odos los e n s a y o s p r og r a m a d o s , con un m a rg e n lo s u f i c i e n temen te ampl io como para p oder realizar los ensayos adicionales que pudieran considerarse deseables a e d ad e s p o s t e r i o r e s a los 28 días. 3
Las m u e s t r a s de c e m e n t o deberftn ser a l m a c e n a d a s en r e c i p i e n t e s i m p e r m e a b l e s al aire, o por lo menos
279
Mezclas de prueba en bol**»
resistentes a 1a huaedad. L«s puzolimi
i g u a l m e n t e d e b er á n y almacenadas. 3
ser
cuidadosamente
muestreadas
P r o p i e d a d e s del A g r e g a d o 1
Las p r o p i e d a d « » t i l i c a s del a g r e g a d o , n o r m a l m e n t e e m p l e a d a s en l* « e l e c c i ó n de 1*» p r o p o r c i o n e s de 1* i t z c l * de c on c r e t o , incl uy e n el a n á l i s i s g r a n a lométrico - * p ar t i r del cual es p o s i b l e c * l c u l a r el n ó d u l o de f in ez a , la superficie especifica, y el tamafto m á xi m o n o m i n a l del a g r e g a d o - el peso e s p e c i f i c o de u s a , la a b s o r c i ón y c o n t e n i d o de h u m ed a d, así coso los pesos s u e l t o y c o m p a c t a d o del ag re g ad o.
2
O t r o s e n s ay o s , los c ua le s pueden ser n e c e s a r i o » en obr*» de gran volumen o de características y clasificación especiales, i n c lu y e n el exam en petrográfica; ensayo« de reactividadquímica e s p e c i a l m e n t e f r e n t e a la acci ó n de los á l c a l i s que p ud ie r an es ta r p r e s e n t e s en el c e m e n t o e s t a b i l i d a d de v o l u m e n ; d u r a b i l i d a d ; r e s i s t e n c i a a la a b r a s i ó n ; r e s i s t e n c i a * s u s t a n c i a s d e s t r u c t i v a s d i v e r s a » . Los r e s u l t a d o s de esto» e ns a y o » p e r mi t e n »1 disecador de la m e z c la formarse criterios válidos s o bre la capacidad de servicio del c o n c r e t o en el l a rgo plazo.
3
La g r a n u l o m e t r i a del a g r e g ad o , d e t e r m i n a d a a p a r tir del a n á li s i s por tamices, es u n o de los f a c t o r e s más i m p o r t a n t e s para d e t e r m i n a r los r e quisito» de agua de la mezc l a ; la* proporciones de los a g r e g a d o s f in o y g r ue so ; asi c omo el c o n t e n i d o de c e m e nt o n e c e s a r i o para o b t e n e r una trabajab i l id ad s a t i s f a c t o r i a . A trav és de la e v o l u c i ó n de los p r o c e d i m i e n t o s de s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s se han propuesto n u m e r o s a s curvas g r a n u l o m é t r i c a s " i d e a l e s " p ara el a g r e g a d o . La p r á c t i c a ha d e m o s t r a d o que no e x i s t e n c u r v a s "ide a l es " a p l i c a b l e s * t od o » los casos* C o n s i d e r a c i o n e s p r á c t i c a s han f o r m a d o la base para c u r v a s t ip ic a s t ales como las que se e n c u e n t r a n en la N o r m * ASTN C 33 ó en la N o r m a I T I N T E C 4 0 0. 0 3 7 .
4
Es i m p o r t a n t e i n d ic a r que el e a p l e o de a d i t i v o s i n c o r p o r a d o r e s de aire, u o tr o s t ipo« de a d i t i v o s , al i n c r e m e n t a r la t r a b a j a b i 1 i dad y d i s m i n u i r la c o n s i s t e n c i a , p e r m i t e n en a l gu n a f or m a el e m p l e o de g r a n u l o m e t r i a s m e n o s r e s t r i c t i v a s .
280
DISEÑO DE MEZCLAS 5
Las au«stras ««picadas en los e n s a y o s de m e z cl as de c o n c r e t o d eb en ser r e p r e s e n t a t i v a s d el a g r eg a d o d i s p o n i b l e a ser e a p l e ad o en la o b r a . En los e n s a y o s de l a b or a to r i o , es r e c o a e n d a b l e s e p a ra r el a g r e g a d o g r u e s o en sus d i v e r s o s t a a a ñ o s y luego r e c o e b i n a r l o al e oa e n to del M e z c l a d o a fin de g a r a n t i z a r una g r a n u l o a e t r i a r e p r e s e n t a t i v a en las pequeñas t a n da s de ensayo utilizadas en el laboratorio.
6
En d e t e r a i n a d a s o c a si o ne s , p ar a t r a b a j o s de aagnitud i a p o r t a nt e , las i n v e s t i g a c i o n e s de l a b o r a t o r i o p u e d e n e sta r o r i e n t a d a s a s u p e r a r las d e f i c i e n c i a s en la g r a n u l o a e t r i a del a g r e g a d o d i s p o n i b l e . Asi una g r a n u l o e e t r í a i n d e s e a b l e f i n o p ue de ser c o r r e g i d a pori
en
el
a g re ga do
a) S e p a r a c i ó n del a g r e g ad o f in o en dos o aás f r a c ciones para luego recoabinarlas en las p r o p o r c i o n e s a d ec ua d a s . b)
Incremento o d i s m i n u c i ó n de d e t e r e i n a d o s ños a fin de a e j or ar la g r a n u 1o a * t r 1 a ) ó
taaa-
c) R e d u c c i ó n del exces o de a a t e r i al g r u e s o por ta m iz a do , m o l i e n d a o t r it u ra c i ó n . U n a g r a n u l o a e t r ¿ a i n d e s e a b le en el a g r e g a d o p u e d e ser c o r r e g i d a por: a) T r i t u r a c i ó n gruesas.
del de
e x ce s o los
gru e so
de las f r a c c i o n e s aás
b)
Desechado ex c e s o .
t a e a ñ o s que se p r e s e n t a n en
c)
C o a p l e a e n t a n d o los t a e a ñ o s deficientes t erial p r o v e n i e n t e de o t r a s fu entes; ó
d)
Una c o a b i n a c i ó n de los a é t o d o s a n te r i o r e s .
con
aa
C u a l e s q u i e r a que fueren los a j us t es en la g ra nu l oa e t r í a e f e c t u a d o s en el l a b o r a t o r i o , e l l o s deberán s e r p r á c t i c o s y e c o n ó a i co s ; d e b i e n d o e s t a r plenaa e n t e j u s t i f i c a d o s para su o p e r a c i ó n en obra. En general la granulometr¿a requerida para el agregado deberá ser c o a p a t i b l e con la de los materiales económicaaente disponibles.
Mezclas de prueba 4
281
S e r i e s de m e z c l a s de p r u e b a 1
Las interrelíciones tabuladas en el presente tra bajo pueden emplearse para hacer las esti»aciones iniciales de las cantidades de los diversos ■ ateriales a ser empleados en las mezclas de prueba. Sin ctbtrgo sicipre debe recordarse que dichas interreíaciones podrían ser desastado generales para ser aplicadas con un alto grado de seguridad a un conjunto dado de materiales.
2
Por ello, si «visten las 'facilidades necesarias, es recomendable efectuar series de ensayos de concreto a fin de establecer interreíaciones cuantitativas con los Materiales a ser eatpleados. La Tabla 3.4.1 presenta un ejemplo de un programa de ensayos.
3
Así por ejemplo, refiriéndose a dicha Tabla, una tanda de un contenido de cemento «edio y una consistencia adecuada a las condiciones de obra ha sido diseñada empleando el procedimiento recomen dado por el Comité 211 del ACI.
4
En la preparación de la Mezcla H* 1 de la Tabla, se ha empleado una cantidad de agua la cual deberá producir la consistencia deseada, a C i n si esta cantidad de agua difiere de los requisitos estimados. El concreto fresco ha sido ensayado por a s e n t a m i e n t o y p e s o u n i t a r i o y s e ha e x a m i n a d o cuidadosamente la trabajabi1idad y características de acabado de la mezcla.
5
Sin embargo, el análisis de la mezcla permite es timar que el rendimiento es demasiado alto y el concreto contiene un exceso de agregado fino. La Mezcla N* 2 ha sido preparada tratando de corregir los errores de la Mezcla N* 1, repitiéndose los ensayos y evaluación. En este caso las propiedades deseadas se obtienen dentro de una adecuada tolerancia por lo que se ha procedido a moldear los cilindros para comprobar la resistencia en compresión.
6
La información así obtenida puede ser utilizada para seleccionar las proporciones de una serie adicional de muestras, las N* 3 al H* 6, con contenidos de cemento sobre y bajo los utilizados en la Mezcla H* 2, dentro del rango que se estima es el «As adecuado.
DISEÑO DE MEZCLAS Los r e s u l t a d o s de las M e z c l a s N* 2 á N* 6 p r o p o r cionan al d i s e ñ a d o r la i n f o r m a c i ó n n e c e s a r i a , i n c l u y e n d o las i nterreí a c i o n e s de la resistencia a la re la c i ón a g u a - c e a e n t o f p ar a las d i f e r e n t e s coab i n a c i o n e s de i n g r ed i e n t es , a fin de s e l e c c io n ar las p r o p o r c i o n e s a e m p l e a r s e en un rango d e t e r m i n a d o de r e q u i s i t o s e s p e c í f i c o s . En los ensayos de l a bo r a t o r i o , aún los e s p e c i a listas «As experimentados encuentran que deben e f e c t u a r s e aj u st e s en la a e z c l a t eórica. A d i c i o n al me n te , no debe e s p e r a r s e que los r e su l ta d o s de obra c o i n c i d a n e x a c t a a e n t e con los del l a b o r a t o rio . Se c o n s e g u i r ! una a ej or concordancia entre el l a b o r a t o r i o y la obra si se e a pl e a en éste la aezcladora a u t i l i z a r s e en la s e g u n d a . Ello es especialmente i m po r t a n t e si se e a p l e a aditivos incorporadores de aire, dado que el tipo de mezcladora y la. e f i c i e n c i a de la m is aa tienen i n f l u e n c i a s ob r e el v o l u a e n de aire incorpo ra do . Es r e c o m e n d a b l e que a nt e s de a e z c l a r la priaera tanda, la M e z c l a d o r a de l a b o r a t o r i o sea eabar du rnada con a or t e r o, o la p ri a e r a tanda cargada al Mortero, tal c o m o se d e s c r i b e en la N ora a ASTM C 192. I g u a l m e n te , c u a l q u i e r p r o c e d i a i e n t o y p r o c e s a m i e n t o de m a t e r i a l e s en el l a b o r a t o r i o deberá r ep r es e n ta r , tan a p r o x i a a d a a e n t e c o m o sea posible, el c o r r e s p o n d i e n t e t r a t a m i e n t o en obra. Las serie de en s ay o s i n d i c a d a s en la Tabla pueden ser a a p l i a d a s en la Medida que el taMaño y las características especiales del trabajo lo r e q u ie ra n. Las variables que pueden requerir i n v es t i g a c i ó n incluyen! f u e n t e s de a b a s t e c i a i e n t o de a gr e g a d o di ve rs a s ; m o d i f i c a c i o n e s en el tamaño M áx i ao n oa i n a l y en la g r a n u l o a e t r í a ; difere n t es tipos y a ar c as de ceMento; e a p l e o de p uzolanas o cenizas; utilización de a d it i v o s ; así coao consideraciones sobre durabilidad, caabios de v o l u a e n , e l e v ac i ón de t e a p e r a t u r a ; y propiedades t éraicas del concreto.
Mezclas de prueba
283 T A B L A 3.4.1
C a n t i d a d e s en k g / e 3 Me i c 1 a C esen to
Agregado Agregad o Fino
grueso
Agua
Peso del E s t i e a d a Es pleada ■aterial
1
297
816
1 07 4
193
208
2394
2
297
7 42
1 11 2
205
202
2352
3
237
792
1112
203
203
2347
4
267
765
1112
205
205
2349
5
326
718
1 11 2
205
205
2361
6
356
691
1 11 2
205
203
2364
T A B L A 3.4.1 C a r a c t e r í s t i c a s del C o n c r e t o Trabaj aR en d if *« M e z c l a Slutp eien to 28 d í a s bilidad •3
c esen to
f ec t iw a
s/e3 .
0.700
7
1
4"
1.017
...
2
3"
0.998
231
O .k
0.680
7
3
4.5"
1.007
147
O.k
0. 865
5.6
4
4"
1.003
180
• O
w/c e-
0. 7¿3
6.3
3
3"
0.999
26 2
O .k
0.629
7 .7
6
3.3"
0.993
301
O. k
0. 576
8.4
DISEÑO DE MEZCLAS
284 3 0 . 4 1
2
M E Z C L A S
D E
P R U E B A
E N
O B R A
S i e a p r e d e b e e f e c t u a r * « e n o b r é u n A j u s t e final d e Mezcla de prueba *e 1eccionada, partiendo d« preeisa que los r e s u l t a d o * d e o b r A n e c e s a r iaaente tienen porque coincidir con los del laboratorio.
la la no
E l l o es e v i d e n t e si s e c o n s i d e r a q u e f en función de los m úl t i p l e s f a c t o r e s - M e z c l a d o r a , M a t e r i a l e s , p e r sonal, o r g a n i z a c i ó n , etc. - q u e i n t e r v i e n e n en la preparación del concreto prueba preparAdat en el proporciones final«*.
En
efecto,
«as
haya
de
1a
en la obra, laboratorio
habilidad
las Mezclas de nunca dan las
del
diseñador
de
del procedimiento e m p l e a d o en 1 a s e l e c c i ó n de las proporclones, de las Mezclas .de pruebA preparadas en el l a b o r a t o r i o , ú n i c a m e n t e una M e z c l a preparada en obra, bajo todas las condiciones actuantes, puede garantizar que todas las p r o p i e d a d e s deseadas parA el c o n c r e t o han d e s e r a d e c u a d a e e n te satisfechas. la
eezclA,
3
Adicionalaente exis te n o t r o s f a c t o r e s tales c o m o el t r a n s p o r t e del concreto, r e tar do en la c o l o ca ci ón , c o n d i c i o n e s de clima, etc-, los cu al e s pued en a fe c t ar el c o a p o r t a a i e n to del c o n c r e t o en ob ra, r eq u i r i e n d o Ajustes Menores en las p r o p o r c i o n e s de la Mezcla.
4
El i n g e n ie r o d e be r e c o r d ar que los p r i n c i p i o s b á s i co s de un buen control de la cali da d del c o n c r e t o deben seguirse c u r a n t e el p r o c e s o de p r e p a r A c i ó n de I a s a e z d a s de p r u e b A b A j o c o n d i c i o n e s de o bra. Especial-* M en t e d e b e r á calibrarse el s i s t ee a de p e s a d o y el e qu i p o eepleado en la Medición del agua y los a d it iv os ; y e f e c t u a r s e a a j u s t e s en el c o n t e n i d o de aguA de la mezc la por c o n d i ci ó n d e huaedad del
Agregado.
C A P I T U L O L I M I T A C I O N E S
E N
E L
31 E M P L E O
D E
L A S
T A B L A S X - X 1
R E L A C I O N
A G U A - C E M E N T O
Definición*» preliminar#» El c o n c t p t o de 'igui librt* c n a n t o ' , se «api»« c u a n d o ta e x c l u y e «1 agua da a b s or c ió n y se c o n s i d e r a c oao a gu a l ib r e a la c an t i d a d de a g u a i n c o r p o r a d a a la m e z c l a d o r a ais el a gua m a n t e n i d a coao h u me da d s u p e r f i c i a l en el a g r e g a d o antes del a e z c l a d o . El c o n c e p t o de " a gua total c e m e n t o " , se e ap l ea c u a n d o se c o n s i d e r a coao a gu a total al agua l ibre ais el p o r c e n t a j e de agua de a b s o r c i ó n del a gr eg a do . El c o n c e p t o de " a g u a - c e a e n t o de d i s e ño " se r e f i e r e a la c a n t i d a d de a gua que i n te rv i e n e en la mezcla c u a n d o el a g r e g a d o e stá en la c o n d i c i ó n de s a t u r a d o s u p e r f i c i a l m e n t e seco, es d ec ir que ni toaa ni a p o r t a a g u a a la m ez cl a . El c o n c e p t o de " a g u a - c e a e n t o e f e c t i v a " se r e f i er e a la c a n t i d a d de agua de la m e z c l a c u a n d o se t ie ne c o n s i d e r a c i ó n la c o nd i c ió n real de h u a e da d del a g r e g a d o y se e f e c t ú a n las c o r r e c c i o n e s c o r r e s p o n d i e n t e s .
2
L i m i t a c i o n e s de las tabl as P a r a el c á l c u l o de la r e l ac i ó n a g u a - c e a e n t o d e b e c o n s i d e r a r s e tanto el peso del agua c o n t e n i d a en el a g r e g a d o c oao el del a gua que se a ñ a d e a la a ez c l a do ra . Sin e m bar go , pu ede e x i s t i r en a l g u n a s t a b l a s a m b i g ü e d a d en r e la ci ón con el hecho de que si el v a l o r que e l l a s dan i n cl uy e el agua s u p e r f i c i a l y el a g ua de absorción del agregado o únicaaente se c o n s i d e r a la c o n d i c i ó n ideal. C u a n d o se t r a b a j a con a g r e g a d o s de b a j o c o e f i c i e n t e de a b s o r c ió n , lo cual es lo aás r e c o a e n d a b l e d e s d e el p unto de v i s t a de r e s i s t e n c i a y d u r a b i l i d a d , la d i f e r e nc i a i n d i c a d a en el a c á pi te a n t e r i o r p uede no ser m u y gran de . En caab i o c u a n do la suaa de los c o e f i c i e n te s de a b so r c i ó n de los a g r e g a d o s fino y g r u e s o es aayor de 2%, la d i f e r e n c i a entre la r e l a c i ó n "agua
286
DISEÑO DE MEZCLAS 1 i br e - c e n n to" y la r e l ac i ó n ■agua t o t a 1 - c eien t o * p uede ser lo s u f i c i e n t e e e n t e importante coao para dar, si no es t o aa d a en cuenta, d i f e r e n c i a s s i g n i f i c a t i v a s en la r e si s t e n c i a , así coto e o d i f i c a r la t r a b a j a b i l i d a d y c o n s i s t e n c i a del co nc r et o. Por ello, al u t i l i z a r una t a bla para s e l e c c i o n a r la r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o de la Mezcla, es i e p o r ta n te c o n o c e r si los v a l o r e s de la aisaa se b asan en el a gua libre o el a gu a total.
31.2
1
A GREG A D O
Consideraciones Generales La p r i a er a c o n s i d e r a c i ó n a ser tenida en c o n s i d e r a ción e stá r e f e r i d a al perfil del a g r eg a do . La aayoría de las ta bl a s e s t án c o n f e c c i o n a d a s para a g r e g a d o de perf i l a n g u l a r y de taea ño a á x i a o n o a in a l no «a/or de 1 1 / 2 ”. En la p r á c t i c a a u ch o s de los a g r e g a d o s g r u e sos e a p l e a d o s tienen perfil r e d o n d e a d o o « s a i re d on dead o , lo que c o r r e s p o n d e a s u p e r f i c i e s e s pe c í f i c a s t o t a l e s a e no re s, lo que e xi g e a e n o re s c o n t e n i d o s de agua para t r a b a j a b i 1 idades y c o n s i s t e n c i a s dadas. Un s e g u n d o a s p e c t o a ser t o aa d o en cuen t a es que para un t a a a o o a á x i a o n o a in a l dado pueden c o r r e s p o n d e r l u chas g r a n u l o a e t r í a s y, en c o ns e c u e n c i a , d i v e r s o s aód u l o s de f i ne z a y s u p e r f i c i e s e s p e c í f i c a s d if er e n t e s . E ll o puede v a r i a r la d e aa nd a de agua para o b t e n e r una t r a b a j a b i l i d a d y c o n s i s t e n c i a s d e t e r a i n a d a s . A di ci o n a l a e n t e se p uede a o di f i c a r el v o l ui en y v e l o c i d a d de e x u d a c i ó n , así coao la p o s i b i li d ad de s e g r e g a c i ó n de la a ez cl a . Las tabla s n o r a a l a e n t e e s tán r e fe r id a s a a gr e g ad os cuyo p o r c e n t a j e de a b s o r c i ó n es aenor de 1.2% . Esto d ebe ser t en id o en c o n s i d e r a c i ó n por el d i s e ñ a d o r de la a ezcla. M u c h o s de los d a t o s que f i g u r a n en las t a b l a s de d i s eño de a e z c l a s se han t oa ad o d i r e c t a a e n t e de e x p e r i e n c i a s en l a b o r a t o r i o s e xt r a n j e r o s . En d i ch a s e x p e r i e n c i a s la r e l a c i ó n a g u a - c e a e n t o esta ba r e p r e s e n t a d a por el peso del a gua a ñ a d i d a a a gr e g a d o s s e ca do s al a ire y, por lo t anto era e s t i a a d a coao la relación agua total c ea e nt o. A d e a á s de c o n s i d e r a r s e c o a p l i c a c i ó n a di c i o n a l
e ste hecho, p u ede si los a g r e g a d o s
s u rg i r tienen
una una
Limitaciones en el empleo de las tablas
287
alta c a pa c i d a d de a bs o rc i ó n de agua, d e b i d o a q ut la r e la c ió n a g u a - c e m e n t o e f ec ti va p ue d e d i s m i n u i r rápid a m e n t » en los p r i m e r o s diez a q u i n c e m i n u t o s d e s p u é s de a ñ a d i r el a g u a a la M e z c l a do r a , con «1 r e s u l t a d o de que la t r a b a j a b i l i d a d d i s m i n u y e r á p i d a m e n t e en d i c h o lapso. Es por e l l o i m p o r t a n t e que el d i s e ñ a d o r de la Mezcla, al t r a b a j a r con t a b l as esté i n f o r a a d o de q u e en que ca sos los d at o s s o b r e t r a b a j a b i l i d a d se b as a n en e n sa yos r e a l i z a d o s inaedi a tasen te d e s p u é s del M e z c l a d o o en e n s a y o s r e a l i z a d o s d es pu é s de 10 a 15 M i n u t o s , c ua n d o la consistencia ya ha t en id o tieapo de estabilizarse. A d i c i o n a l a e n t e es i ap o rt a n te c o n s i d e r a r la d i f i c u l t a d a d i c i o n a l que p uede p r e s e n t a r s e c u a n d o se c oa pa ra r e s u l t a d o s de c o n s i s t e n c i a de M e z c l a s p r e p a r a d a s en el l a b o r a t o r i o e m p l e a n d o a g r eg ad o s e c a d o al aire, con los c o r r e s p o n d i e n t e s r es u lt a d os de M e z c l a s de e n s a y o p r e p a r a d a s a e s c a l a de obra, las c u a l e s si bien t ie nen la a i s a a r e l ac i ó n a g u a - c e M e n t o son p r e p a r a d a s con el a g r e g a d o húmedo. 3 X •3
1
RESISTENCIA
EN
COMPRESION
Consideraciones Generales Un p r ie e r
a s p e c t o c o n s i d e ra d o es que la i n f o r e a c i ó n de las T a b l a s s ob r e r e su l ta do s de r e s i s t e n c i a en coapres ió n normalmente se basa en los r e s u l t a d o s obteni do de r o tu r a de p r o b e t a s c i l i n d r i c a s e s t á n d a r de 15 x 30 caí, las c u al e s han sido a d e c u a d a a e n t e c o e p a c t a d a s y c u r a da s bajo a gua desp u é s de las p r i m e r a s 24 horas de M o l d e a d a s , todo e llo bajo c o n d i c i o n e s n o r a a l i z a das • Un s e g u n d o a s p e c t o es que para t a b l a s p r o c e d e n t e s de Euro pa , e s p e c i a l a e n t e A le ma n ia y G ran B r e t a ñ a , los v a l o r e s pue Jen c o rr e s p o n d e r a p r o b e t a s c ú b i c a s . T a eb ié n d eb e t en er s e pres en te que los d a t o s de r e s i s t en c i a que se p r es e nt a n en las T a b l a s e s t á n r e l a c i o na do s al tipo, M a r c a y calidad del c e a e n t o e a p l e a d o para la p r e p a r a c i ó n de las M u e s t r a s de e n s a yo , el que no n e c e s a r i a m e n t e p osee las m is m a s c a r a c t e r í s t i c a s de d e s a r r o l l o de r e s i s t e n c i a que aquel que va a ser e m p le a d o en la obra. G e n e r a l m e n t e l a s T a b l a s r ec og en i n f o r m a c i ó n de M u c h o s L a b o r a t o r i o s y trat an de refe-
DISEÑO DE MEZCLAS
286 r lr s e * c a r a c t e r í s t i c a s m e n t o e mp le ad o .
promedio
para el
tipo
de
ce
Sin e mb ar g o, en u n a obra d e t e r m i n a d a , no n e c e s a r i a m e n t e las c a r a c t e r í s t i c a s del ceme n to e m p l e a d o c o r r e s p o n d e n con las de aquel u t i l i z a d o p ara f ij a r los v a l o r e s de la T a bl a ; d e b i e n d o hace rs e u n a a d e cu a d a i n t e r p r e t a c i ó n de los r e s u l t a d o s y e f e c t u a r p ru eb as en el l a b o r a t o r i o y en ob r a a fin de d e t e r m i n a r las c a r a c t e r í s t i c a s del c o n cr e t o con el c e m e n t o que está s i e n d o e mp l ea d o . En f u n ci ó n de estos r e s u l t a d o s puede d e t e r m i n a r s e la c o n v e n i e n c i a de ir a m e z c l a s más p o bres y a p r o v e c h a r de esta « a ñe r a la m e j o r calid ad de un d e t e r m i n a d o t ipo de c emento. 31.4
1
CONSISTENCIA
De la m iseá f o r m a que los da to s dados en las tablas s o b r e la r e s i s t e n c i a en c o m p r e s i ó n se r ef i er en a v a l o r e s p r o ae d io del ceaento, la i n f o r n a c i ó n so bre la c o n s i s t e n c i a e st á en func i ó n de un d e t e r m i n a d o tipo de a g r e ga do . A u n q u e , en q e n e r a l , los d a t o s pueden d a r s e para tres t ip o s de a g r e g a d o s , cuyos p e r f i l e s son u s u a l a e n t e d e s c r i t o s como r e d o n d e a d o s , ir re g ul ar e s, y a n g u l a r e s , es p os i b le e s p e r a r en o b r a d i f e r e n c i a s M e s u r a b l e s en la c o n s i s t e n c i a p a r a d i f e r e n t e s m a t e r i a l e s d e n t r o de un tipo d e t e r m i n a d o . D i f e r e n c i a s en s u p e r f i c i e e s p e c i f i c a total, c a p a c i d a d de a b s or c i ó n , l i ap i e z a , « a d u lo de fine za , e tc., pueden dar lugar a que a g r e g a d o s del m í s m o perfil den c o n s i s t e n c i a s y t r a b a j a b i 1 idad diferentes. Adicionalmente e st a s propiedades del a g r e g a d o pueden te ner i n f l u e n c i a d e t e r m i n a n t e sobre la r e s i s t e n c i a por a d h e r e n c i a u o tras p r o p i e d a d e s del c o n c r e t o al e s t a d o f r es co . Adicionalmente, pu ed e esperarse diferencias en la t r a b a j a b i l i d a d y c o n s i s t e n c i a o b t e n i d a s en obra, en r e l a c i ó n con a q u e l l a s i n d i c a d a s en las T a b la s , si los d a t o s de e st a s ú l t i m a s se basan en v a l o r e s de la r e l a c i ó n a g u a - c e m e n t o c a l c u l a d o s a p a r t i r del agua t otal de la m e z c l a , caso en que es n e c e s a r i o toaar en c o n s i d e r a c i ó n las p o s i b l e s d i f e r e n c i a s en la c ap a c i d a d de a b s o r c i ó n de los d i v e r s o s tipos de a gr eg ad o .
31-5
1
CONCLUSIONES
Es d i fí c il
p r o d u c i r un c o n c r e t o que c u ap i a con de te r-
Limitaciones en el empleo de las tablas
289
a l n a d a s p r o p i e d a d » » d e n t r o da l i a i t e s da v a r i a c i ó n muy » » t r e c h o * , aún b ajo la» a i » c u i d a d o s a » c o n d i c i o nes da co nt ro l, d a b i d o p r i n c i p a l a e n t a a las g ra n de s v a r i a c i o n e s de los a a t e r i a l e s con los c u a l e s él es pr epa r a d o . 2
Ho es por ello s o r p r e n d e n t e q u e en s u c h o s c as o s no se h ayan e s t a b l e c i d o , a nivel de r e c o m e n d a c i o n e s , r e l a c i o n e s e s p e c í f i c a » p r e ci s a s e n t r e las p r o p i e d a d e s del c o n c r e t o y c a r a c t e r i s t i cas de la a e z c l a t a l e s coao la r e l a c i ó n a g r e g a d o - c e a e n t o j o p r o p i e d a d e s t a l e s coao p e rf il , textura, ó g r a n u l o a e t r i a del a g r e g a d o .
3
Por las c o n s i d e r a c i o n e s a n t e r i o r e s el d i s e ñ o de « B i ela n u n c a debe ser c o n s i d e r a d o c o ao un p r o c e d i a i e n t o a u t o a i t i c o . D ebe c o n s i d e r a r s e q u e cada a e z c l a es un caso d i f e r e n t e , q u e no e x i s t e n r e c e t a s ú n i c a s para t od o s los casos, y que la i n t e r v e n c i ó n del i n g e n i er o en la s e le c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de los d i f e r e n t e s a a t e r i a l e s de la u n i d a d c ú b i c a de c o n c r e t o , c o n v i e r ten a e ste p r o c e s o tanto en u n a c i e n c i a c oao en un a rte •
4
Los d a t o s de las t ab l a s y de los d i f e r e n t e s c r i t e r i g s de s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s «ólo d eb e n ser u t i l i z a d o s coao una guia¿ E l l o s s l e a p r e d eb e n ser c o a p l e a e n t a d o s por la e x p e r i e n c i a del d i s e ñ a d o r y por su c o n o c i a i e n t o p r o f u n d o de los p r i n c i p i o s b is ic o s que n or a an el pr oced ia ien to de diserto de a e z c l a s . El e a p l e o de t a b l as y g rá f ic o s , y los r e s u l t a d o s con que e ll o s se o b t e n g a n , deben ser s i e a p r e c o n s i d e r a d o s sólo coao una p r i a e r a etapa en la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la aezcla, d e b i e n d o ser s eg u i d os , s i e a p r e que ello sea posi bl e, por la p r e p a r a c i ó n de a e z c l a s de prue b a t an t o en o b ra c oao en el l a b o r a t o r io .
5
Si la a ez cl a s e l e c c i o n a d a es p r e p a r a d a ba j o c o n d i c i o nes de l a b o r a t o r i o c o nt r o l a d a s , p u e d e ser p o s i b l e ap r ec ia r si el c o n c r e t o tiene las p r o p i e d a d e s que se c o n s i d e r a n n e c e s a r i a s . Sin e a b a r g o , el d i s e ñ o no p u e de ser c o n s i d e r a d o s a t i s f a c t o r i o h a s t a que el c o n c r e to se prep ar a bajo c o n d i c i o n e s de o b ra, a s e g u r i n d o s e que las p r o p i e d a d e s de la a e z c l a son las q ue r e a l a e n te se d e s e a y que el c o n c r e to p u e d e ser p r e p a r a d o en o bra tal coao lo r e qu i er e n las e s p e c i f i c a c i o n e s .
290
DISEÑO DE MEZCLAS 6
Cono c o n c l u s i ó n p uede a f ir m a r s e que la s e l e c c i ó n de las p r o p o r c i o n e s de la u ni da d cúbi ca de c o n c r e t o, la cual nos ha de dar el c o n c r e t o dese a d o, es un c o n j u n to de e n s a y o s y c o r r e c c i o n e s y que c u a l q u i e r c ál cu l o basa d o ú n i c a m e n t e en v a l o r e s de d i se ñ o es ú n i c a m e n t e un m e d i o para tener una base de p a r ti d a i n t e l i g e n t e para los p r i m e r o s e n s a y o s a ser r ea l i z a d o s .
B I B L I O G R A F I A 1.-
Historical perspective on proportioning concrtt*.chard Heininger.- Concrtt* International.- 1982
2.-
Standard Practice for «electing proportions for noraal, heavyweight, and «ass concrete.- ACI 211.1-85
3.-
Building Code Requirements for reinforced 318-8?
4. - Admixtures
for concrete.- ACI 212. IR-81
5.-
Ag gr egates
for concrete.- AC I E I -78
£.-
Guide
use
for
of
normal w e ig h t
Ri
concrete.- ACI
aggregate
in
concrete.-
ACI 221R-84 7.-
Building Code requiremet for concrete masonry.- ACI 53179
8.-
Building Code requiremet for structural plain c o nc re te . ACI 318.1-83
9.-
Corrosion of metals m
concrete.- ACI SP 4?
10-- Durability of concrete.- ACI SP-4 7 11.- Proportioning concrete mixed.- ACI SP 46 12«-
Specifications for ACI 301-84
structural
concrete
for
building.-.
13.- C o ncr et e Technology and practice.- U. H. Taylor 14.- Elaboración del concreto y tut aplicaciones.- L. J. M ur dock 15.- C o n cr et e Technology.- D. F. Orcharch 16.- Prop e rt ie s of Concrete.- A. H. Neville 17.-
XUm d e s i n q Stewart
and
placing
of high q u a l i t y
concrete.-
D. A.
18.- C o n cr et e Nix Design.- flc In tosh 19.- C o ncr et o 1989 20.-
Armado.- Norma
Técnica
de Edificación
E specificaciones Técnicas Generales de conc re t o simple y armedo.- ININVI.- 1990
21.- ITINTEC.- Normas indícalas 22.- ASTH . - Normas indicadas
las
E.060.Obras
de
23.- A S O C E M .- B o l et i n e s Técnicos 24.- M é to d o Ba lad o
par«
la d o sifi cac ión
25.-
M é to d o M i r o n o f f de la Gotera.
de
26.-
Di se ño d* M e zc l a s . ción Técnica.
Diseño
de de
Enriq ue
horaigonesJuan M ez c l as . -
R i vv a . -
Ma nu el
Cen t r o
García
González
de
Informa
27.- Te cn o l og í a del concr eto .- E nr i que R i v v a. - L a b o r a t o r i o de E n s ay o s de M a t er i a l e s - U n i v er s i da d N a c i on a l de I ng e n i er í a 28.-
P u e s t a en Té cnica.
Obra.-
Enriq ue
R iv va .-
Cen t r o
de
I nfo raa ció n
30.- C r i t e r i o s en la selección de v a lo r e s para el diseno de m e z cl a s de c on c re t o . - Enrique R i vv a . - F ac u l t a d de I n g e ni er ía Civil - U ni ve rsi dad Nacio nal de In gen i e r ía . 31.-
F a b r i c a c ió n del C o n c re t o .I n f o rm a c ió n Técnica.
E n r i qu e
Rivva.-
Centr o
de
32.-
D o s i f i c a c i ó n de conc ret os n or ia l e s y con aire i n c o r p o r a d o . - E n ri q u e R i v va . - Ce nt ro de i n f o r ma c i ó n Técnica.
33.- T abl as para el di se ño de m ez cla s de c o n c r et o de cemento p o r t l a n d . - E n r i q u e Rivva L ó p e z. - D e p a r t a m e n t o de E s t r u c turas y C o n s t r u c c i ó n . - U n i v er s id a d Kacional' de I n g e n i e ría. 34.- C r i t e r i o s E s t ad í s t i c o s en el Dise ño de M e z c l a s . - D e p a r t a ment o de E s t r u ct u r a s y C o ns t r u c c ió n - U n i v e r s i da d N a cional de I n g e n i er ía . - Enrique Ri vva López. 35.-
C r i t e ri o s en la selec ció n de de E s t u d i a n t e s de la Facultad ri que Rivva López.
las p r o p o r c i o n e s . ' Centro de I ng eni er ía C iv i l.- E n
36.- C o r r o s i ó n del c o ncre to por ataque por s u l f a t o s . - E nrique R i v va . - T E C N I A . - U ni ve rsi dad N ac io na l de I nge nie ría . 37.-
M a t e r i a le s para c on cr eto .- Cu rso n al . - C a p í t u l o P er ua no del ACI
de
Extensión
38.-
Tabl es for concrete mix P o po v i c h . - Aubu rn Un ive rsity.
3?.-
G e ne r a l rela tio n between c o nten t of concre te. Un iversi t y .
40.-
P r o p o r t i o n i n g Ready Kixed C o n c r e t e . S t a nt o n ü al ke r .National Ready Association.
Profesio
p r o p o r t i o n i n g .-
Sandor
mix pr op o rt i o n and Sandor Popovich.-
cement Auburn
Del m a r Hixed
Bloem y Co ncrete
41.-
Application of theory of p r o b a b i l i t y to des ign of co n c r * t « for s t r e n g t h s p e c i f i c a t i o n s . - S t anto n W a l k e r . N at i o n a l Ready Mix ed C o n c r e t e A s s o c i a t i o n .
42 .-
Desi gn of c o n c r e t e a i x e d .- Road R e s e a r c h L a b o r a t o r y .- I ngl at er r a .
43.-
D is e ñ o de M e z c l a s . M a t e r i a l e s . - IMME
44.-
Proportioning Concrete L o v e w e l l . - AC1.
45.-
B a s i c P r i n c i p l e s of c on cr e te mix d e si g n . In t o s h . - C eee nt and c o n c r e te A s s o c i a t i o n *
J.
46.-
E s t i m a t i n g P r o p o r t i o n s for c o n c r e t e . - W al k e r N a t i o n a l Re ady M i x e d C o n c r e t e A s so c i a t i o n .
y
47 .-
M é t o d o s para la d e t e r m i n a c i ó n de los c o m p o n e n t e s h o r mi g o n e s p es a d o s .- Stef an P a p r o c k i .
48.-
M an u a l para el d i s e ñ o C a r b o n e l l . - Pan amá .
José G r a s e s . M i x t u re s
de
Note D i v i s ió n
usi ng
« é z c l as
de
Fly
N"
4.-
Road
de En sa y o
de
Ash.-
C.
E.
D.
Me
Bl oe m . -
concreto.-
de
los
C els o
Diseño de carátula, edición e Impresión de Editorial HOZIO S.CR.L., terminándose el 25 de mayo de 1992 Pasaje Santa Rosa 191 - 501, Lima.
Aptd. 714. Lima 100 Urna - Perú
