DISEÑO DE MEZCLA METODO COMITÉ ACI 211 INTRODUCCIÓN El concreto es el material más utilizado en las construcciones. Material muy importante dentro de una edificacin ya !ue este será el !ue tam"i#n transmita las car$as de la edificacin .por tal moti%o se de"e su estudio ya !ue sus propiedades satisfactorias para pa ra el proyec proyecto to depen depende den n de las pr prop opor orci cion ones es en el !ue se mezcl mezclan an su suss componentes &iendo &ien do el co conc ncre reto to un ma mate teri rial al !u !ue e po pose see e ca cara ract cter er's 'stitica cass de re resi sist sten enci cia a a la compresin( de impermea"ilidad( impermea"ilidad( dura"ilidad( dureza y apariencia entre muc)as otras( se con%ierte en la *nica roca ela"orada por el )om"re. El concreto no es un "ien $en#rico como las piedras naturales o la arena( sino un material de construccin !ue se dise+a y se produce de conformidad con normas ri$urosas( para los fines y aplicaciones !ue se re!uieren en un proyecto determinado con las caracter'sticas de econom'a( facilidad de colocacin y consolidacin( %elocidad de fra$uado y apariencia adecuada se$*n su aplicacin. En el presente informe se )a realizado el dise+o de mezclas por el m#todo de ,.C.I. por el !ue )emos tomado las proporcione proporcioness en la dosificacin para los criterios dados como la resistencia de un f-c i$ual a 280 kg/cm2 y con una consistncia !"#stica$ dado !ue en el INORME DE E&TUDIO TECNO/Ó0ICO DE /O& ,0RE0,DO& )emos o"tenido los resultados necesarios para el cálculo de la dosificacin e1acta. 2an sido necesarios para el uso de las ta"las correspondientes se+aladas por el COMIT3 DE/ ,.C.I. Es importante se+alar !ue las proporciones o"tenidas fueron e%al e% alua uada das( s( cu cuan ando do se re real aliz iz pr prác áctitica came ment nte e el di dise se+o +o y se )i )ici cier eron on ci cier erta tass correcciones para me4orarla. El n*mero de ensayos en la práctica es recomenda"le 5 ensayos( pero por la falta de tiempo solo se realiz uno y se compro"ará a tra%#s del ensayo de resistencia( si encaso no fuera as' se )ar'a una correccin. O%&ETI'OS( O%&ETI'OS )E*E+ALES( 6
Realiz Real izar ar el di dise se+o +o de me mezc zcla lass po porr el M# M#to todo do ,.C .C.I. .I. de un concreto cuya resistencia sea de ,-c. 280 kg/cm2 a 28 as y de consistencia !"#stica 6 Conocer la realizacin práctica y terica del dise+o de mezclas.
O%&ETI'OS ESEC34ICOS( 6
O"tener un concreto !ue ten$an las caracter'sticas re!ueridas 7f-c 8 9:; <$=cm>( consistencia plástica con un control de calidad "ueno? 6 Realizar todas las prue"as para analizar las caracter'sticas del concreto fresco 7prue"a de slump con la norma NT@ 55A.;5B ,&TM C 9:5 y peso unitario de acuerdo a la norma ,&TM C 95? 95 ?
6
E%aluar la resistencia o"tenida a los d'as del dise+o por el m#todo ,.C.I.
6
Identificar las falencias del m#todo ,.C.I para el dise+o de concreto.
MA+CO TEO+ICO 1 Materiales empleados en la mezclaF a5 Cmnto Cmn to !o6t"an( !o6t"a n( Cemen Cemento to )idrá )idráuli ulico co produc producido ido median mediante te la pul%er pul%eriza izaci cin n del clin
F >F esta" esta"lec lece e los re!uisit re!uisitos os de performa performance nce !ue cu"ren cu"ren a los los ceme cement ntos os @ort @ortla land nd para para apli aplica caci cion ones es $ene $enera rale less y espe especi cial ales es.. No e1is e1iste ten n restricciones de la composicin del cemento o sus constituyentes. 6 ,&TM C BAB BAB NT@ 55:.;A 55:.;A;F ;F Especific Especificacin acin norma normaliza lizada da para cemen cementos tos adicion adicionados ados )idráulicos. "? Agua Casi cual!uier a$ua natural !ue sea pota"le y !ue no ten$a sa"or u olor pronunciado( se puede utilizar para producir concreto. &in em"ar$o( al$unas a$uas no pota"les pueden ser adecuadas para el concreto. Re!uisitos para el a$ua( se$*n la normaF NT@ 55A.; UNCIONE& DE/ ,0U, G Reaccionar con el cemento para )idratarlo. G ,ctuar como lu"ricante para contri"uir a la tra"a4a"ilidad tra"a4a"ilid ad del con4unto. G @rocurar la estructura de %ac'os necesaria en la pasta para !ue los productos de )idratacin ten$an espacio para desarrollarse. desarrollarse. c? Ag6gaos( /lamad /lamados os tam"i tam"i#n #n áridos áridos(( son son un con4un con4unto to de part' part'cul culas as de ori$e ori$en n natura naturall o arti artififici cial alHH !ue !ue pued pueden en ser ser trat tratad ados os o ela" ela"or orad ados os y cuya cuyass dime dimens nsio ione ness está están n comprendidas comprendidas entre los l'mites fi4ados por la Norma T#cnica @eruana :;;.;99. :;;.;99. /os a$re$ados a$re$ados pueden pueden constituir constituir )asta )asta las tres cuartas partes en en %olumen( de una mezcla t'pica de concreto. concreto. I.
AGREGADO FINO:
&e define define como como a$re$ado a$re$ado fino al al pro%eniente pro%eniente de la la desinte$racin desinte$racin natural o artificial de las rocas( rocas( !ue pasa el tamiz A.B9 mm. 75=? y !ueda retenido en el tamiz tamiz : : mm mm 7NJ>;;? !ue cumple con los l'mites esta"lecidos en la NT@ :;;.;5. E&@ECIIC,CIONE& E&@ECIIC,CIONE& T3CNIC,&F De"e estar compuesto de part'culas limpias de perfil an$ular duras y compactas li"re de materia or$ánica u otras sustancias da+inas. da+inas.
G
G G G
De"e estar $raduado dentro de los l'mites dados en los re!uisitos o"li$atorios. o"li$atorios. El mdulo de finura de"e estar entre >.5 a 5.9 De"erá estar li"re de materia or$ánica( !ue es determinado mediante el ensayo indicado en ,&TM C :; (si no cumple con esta especificacin puede ser utilizado siempre !ue realizado el ensayo de compresin a los d'as de morteros preparados con arena sana y otros con la arena en cuestin la resistencia no sea menor del ABK .
II.
AGREGADO GRUESO:
&e define como a$re$ado $rueso al material retenido en el tamiz :.B mm. 7N J :? y cumple los l'mites esta"lecidos esta"lecido s en la NT@ :;;.;5. El a$re$ado $rueso podrá consistir de $ra%a natural o triturada( piedra partida( o a$re$ado a$re$adoss metálico metálicoss naturale naturaless o artificia artificiales. les. El a$re$ado a$re$ado $rueso empleado empleado en la preparacin de concretos li%ianos podrá ser natural o artificial. E&@ECIIC,CIONE& E&@ECIIC,CIONE& T3CNIC,& De"erá estar conformado por part'culas limpias( de perfil preferentemente an$ular( an$ular( duras( compactas( compactas( resistentes( y de te1tura preferentemente preferentemente ru$osa. /as part'cula part'culass de"erán de"erán ser !u'micame !u'micamente nte esta"les esta"les y de"erán de"erán estar estar li"res li"res de escamas( tierra( pol%o( limo( )umus( incrustaciones superficiales( superficiales( materia materia or$ánica( sales u otras sustancias da+inas. Es recomenda"le recomenda"le tener en consideracin consideracin lo si$uienteF &e$*n NT@ :;;.;5 la Norma ,&TM C55 9. /a $ranulometr'a $ranulometr'a seleccionada de"erá ser de preferencia continua. >. /a $ranulom $ranulometr'a etr'a seleccio seleccionada nada de"erá de"erá permitir permitir o"tener o"tener la má1ima má1ima densidad del concreto( con una adecuada tra"a4a"ilidad y consistencia en funcin de las condiciones de colocacin de la mezcla. 5. /a $ranul $ranulom ometr etr'a 'a selec seleccio cionad nada a no de"erá de"erá tener tener más del BK del a$re$ado retenido en la malla malla de 9=> y no más del LK del del a$re$ado !ue !ue pasa la malla de
G G
G
PIEDRA TRITURADA O CHANCADA III. /a NT@ :;;.;99 :;;.;99 define como como el a$re$ado $rueso artificial de rocas o $ra%as.
o"tenido
por trituracin
2 METODO ,CI COMIT3 >99. Es un m#todo emp'rico cuyos resultados )an sido confirmados por una amplia informacin e1perimental. El procedimiento de dise+o se puede realizar ya sea mezclando los materiales por %olumen a"soluto y lue$o calculando los pesos de cada uno de los componentes( ;( directamente( calculando el peso del concreto y deduciendo lue$o el peso de cada uno de los in$redientes( siempre para o"tener un metro cu"ico de concreto. ,m"as formas de cálculo de la mezcla tienen en cuenta todo lo relacionado con la facilidad de colocacin( resistencia a la compresin o a la fle1in( dura"ilidad y econom'a.
6ociminto " is7o(
9. >. 5. :. B. L. . . A.
En el docume documento nto ,CI ,CI >99 >99.9 resume resume el procedim procedimie iento nto de dise+ dise+o o de mezclas mezclas de concreto( en A pasos !ue sonF Eleccin Eleccin del re%enimie re%enimiento nto o asenta asentamien miento. to. Eleccin Eleccin del tama+o tama+o má1imo má1imo nomina nominall de a$re$ a$re$ado ado Cálculo Cálculo del del a$ua a$ua de mezclado mezclado y el conten contenido ido de de aire aire &elecc &eleccin in de de la relaci relacin n a$ua a$ua cemen cemento to Cálcu Cálculo lo del del conte contenid nido o de ceme cemento nto Estimaci Estimacin n del contenid contenido o de a$re$ado a$re$ado $rueso $rueso Estimaci Estimacin n del del conteni contenido do de de a$re$a a$re$ado do fino fino ,4uste ,4uste por por )ume )umedad dad del del a$re$ a$re$ado ado ,4uste ,4ustess en las las mezc mezclas las de prue prue"a "a
DI&EO DE CONCRETO M3TODO DE/ COMIT3 ,.C.I >99 Es!ci,icacions " is7o( f-c 8 >; <$= cm>
G
G
Mat6ia"s( Cemento F Tipo I @acasmayo 7,&TM C 9B;? @eso espec'ficoF espec'ficoF 5.9> 5.9> $r=cm5 $r=cm5 ,$re$adosF ,$re$adosF ino y $rueso 7? @RO@IED,DE&
,0RE0,DO INO
@erfil
@.e. masa
7$r=cm5?
,0RE0,DO 0RUE&O ,n$ular
>.BB
>.L>
@.u.s.s 7<$=m5?
9L:;
955
@.u.s.c. 7<$=m5?
95;
9:5
PK
>.;:
;.>
a"sK
9.;9
9.9
mf
>.A>
L.95
TMN
Q
SECE*CIA DE 9DISEÑO: 9. Determinacin Determinaci n de la resistencia resistenc ia promedio f-cr8 9.> f-c f-cr8 9.> >; <$=cm> 8 55L <$=cm>
>. Estimacin del TMN del a$re$ado $rueso TMN8 Q pul$. 5. Estimacin del asentamiento del concreto fresco slump 8 5 : pul$. 7Consistencia 7Consistencia plástica? :. Estimacin del %olumen unitario de a$ua Sol. a$ua 8 >;B lts 7Ta"la 7Ta"la ;9 ,.C.I? B. Estimacin del contenido de aire atrapado Kaire atrapado 8 >.;K 7Ta"la 7Ta"la ; ,.C.I.? L. Relacin a$ua= cemento 7por resistencia? resistencia? f-c 7<$ =cm>? 5;; 55L 5B;
,=C ;.BB 1 ;.:
InterpolandoF InterpolandoF 18;.;B ,=C8;.BB18;.B . actor cemento c8 >;B =;.B 8 :9; <$ 7A.LB "olsas apro1.? . Contenido del a$re$ado $ruesoF >. >.A> 5.;; ;.L> 1 ;.L InterpolandoF InterpolandoF 18;.;9> S&C8;.L>18;.L @eso del ,08@U&C1S&C8;.L;9:5A8:.5;: $ @8:.5;: $ A. Solumen de a$re$ado fino 7m#todo de %ol*menes a"solutos? Sol. cementoF :9; <$=m5 = 59>; <$=m5 8 ;.959:9; m5 Sol. a$uaF >;B <$= 9;;; <$=m5 8 ;.>;Bm5 Sol. aire F 8 ;.;> m5 Sol. a$re$ado $ruesoF :.5; .5;:<$ = m5 = >L9> <$=m5 ;.55:>L m5 Sol. total 8 Sol. a$re$ado finoF 9;. @eso de de a$re$ado a$re$ado finoF finoF
;.LA995L m5 9 m5 ;.LA995L 8 ;.5;L: m5
8
,$re$ado fin finoF
;.5; .5;A: m5 >L9A <$=m5 8 ;.A9; <$
99. 99. Materiales de dise+o por 9m5 CementoF :9; <$ ,$re$ado fino F ;.A9 <$ ,$re$ado $rueso $rueso F :.5;: <$. <$. ,$uaF F >;B lts. 9>. Correccin por por )umedad de los a$re$ados CementoF :9; <$ ,$re$ado fino F ;.A9 <$ 79V;.;>;:? 79V;.;>;:? 8 >B.:9> <$ <$ ,$re$ado $rueso $rueso F :.5;: <$. <$. 79V;.;;>? 8 L.;B5 L.;B5 <$. ,$ua efecti%a F >;B lts. ;.A9 <$ 7? :.5;:.:<$ 7 ?8 >;B.>: lts. Wde materiales8@UCJ8>59L.;B$ materiales8@UCJ8>59L.;B$=m5 =m5 95. Materiales por por tanda de de ;.;9 m5 CementoF :.9 <$ ,$re$ado fino F .>B <$ ,$re$ado $rueso $rueso F .L <$. ,$ua efecti%a F >.;B>: lts. 9:. Solumen Solumen de a$ua a+adida a+adida V %olumen de a$ua a$ua efecti%a para la tanda tanda de ensayo Sol. a$ua a+adidaF ;.5 lts Sol. a$ua efecti%aF >.;B lts Sol. a$ua en la tandaF >.5B>:lts
9B. @roporcin en peso peso
9F >.9:F >.;9 = ;.B 9L. @roporcin en %olumen de o"ra CementoF :9; <$=:>.B <$=pie5 8 A.LB A.LB pie5 ,$re$ado finoF finoF >B.:9><$ 5B.59B= 5B.59B= 79.;>;:9L:; 79.;>;:9L:; <$=m5? 8 9.:> pie5 ,$re$ado $ruesoF $ruesoF L.;B5 <$ 5B.59B= 5B.59B= 79.;;>955 79.;;>955 <$=m5? 8 >5.; >5.; pie5
9F >.5AF 9.9 = >:.>5 lts "olsa
+ESLTADOS
E*SA;O E*SA;O DE ASE*TAMIE*TO ASE*TAMIE*TO 0=?@ ASTM C 1=5 ,pariencia de la mezclaF &lumpF
.Bcm 8 5.5B pul$.
E*SA;O E*SA;O DE ESO *ITA *I TA+IO +IO DEL CO*C+ETO 4+ESCO 0=B5
@eso del moldeF L5B $ @eso del molde V esp#cimenF >9>:> $ Solumen del moldeF B5A; cm5 @.u.cX fresco 8 >.55A $ = cm5 8 >55A <$ = m5
E*SA;O E*SA;O DE +ESISTE*CIA A LA COM+ESI* DE ESEC3ME*ES CIL3*D+ICOS DE CO*C+ETO <*T ==>0= @ ASTM C =>5
f-c F Yolsas de cemento por 9m5F NX de espec'menes ensayadosF Edad de prue"aF
>; <$=m5 A.LB "olsas ;9 d'as
Dimensiones del esp#cimenF
DiámetroF ZreaF Car$a má1ima resistidaF resistida F Resistencia a la compresinF K De la resistencia resistenc ia especificadaF especificad aF
9B.>> cm 99. cm> :9Tn 8 :9;;; <$ >>B.B> <$=cm> ;.B:K
COME*TA+IO EN&,[O DE ,&ENT,MIENTO DE/ CONCRETO RE&CO , partir partir de los resultados resultados o"tenidos o"tenidos se pueden )acer )acer las si$uientes si$uientes o"ser%aciones o"ser%aciones 6 /a aparie aparienci ncia a final de la mezcla mezcla no fue ni so"re so"re $ra%osa $ra%osa ni so"rea so"rearen renosa osa.. /lo !ue indica !ue las cantidades de a$re$ado $rueso y fino están proporcionadas para la tanda de ensayo. Este )ec)o afect positi%amenete la tra"a4a"ilidad de la mezcla. Es recomenda"le realizar lue$o un a4uste para corre$ir las proporciones de a$re$ados. 6 El asen asenta tam miento ento o"te "tenido nido 7 5.5 5.5B pul$ ul$? se acerc cerca a al %alo %alorr esti estima mado do para el asentamiento de de la mezcla de concreto concreto en el dise+o 7 5: pul$?. pul$?. Este resultado resultado indica !ue no se cometi cometi un e1ceso e1ceso de a$ua en la tanda tanda y por tanto no se espera espera !ue la resist resistenc encia ia a compre compresi sin n del del especi especimen men se %ea afecta afectada da por la relaci relacin n a$ua= a$ua= cemento. @E&O UNIT,RIO DE/ CONCRETO El resultado o"tenido para el peso unitario del concreto en estado fresco fue >5L. <$=m5( !ue se acerca al %alor estimado de la Ta" Ta"la la ;L para un TMN de Q pul$ para concretos sin aire incorporaado incorporaado 7>5:B <$=m5?. <$=m5?. &in em"ar$o( en la e%aluacion e%aluacion de este resultado se de"e tener t ener en cuenta las si$uientes o"ser%acionesF 6 No se cont cont con con el e!uip e!uipo o adec adecua uado do !ue recom recomie iend nda a la ,&TM ,&TM C 95 95 para para la realizacin del ensayo. /a "alanza empleada no ten'a el ;.9K de prescicion y el recipiente de medida no fue cali"rado con a$ua destilada. @or tanto( el resultado o"tenido puede no tener la e1actitud re!uerida.
EN&,[O& EN E/ CONCRETO ENDURECIDO 6 El resultad resultado o o"teni o"tenido do para la resist resistenc encia ia a compre compresi sin n e%alua e%aluada da del esp#cime esp#cimen n fue >>B.B> <$ cm> !ue representa un ;.B:K de la resistencia de dise+o especificada especificada >; <$=cm>. Este resultado si alcanza el ;K de la resistencia !ue se espera para un ensayo a dias a pesar de !ue las condiciones de curado de los espec'menes no fueron las adecuadas pues no cumpl'an con los re!uisitos de las normas t#cnicas. 6 El m#to m#todo do de dise+o dise+o ,.C.I ,.C.I no $ara $arant ntiz iza a un adec adecua uado do propor proporci cion onam amie ient nto o de los los %ol*menes de a$re$ado $rueso y fino para diferentes resistencias especificadas. Dado !ue !ue los a$re$ re$ados son son parte arte fund funda amen mental tal en la mez mezcla cla de concr oncre eto su proporcionamiento de"e ser el más adecuado.
6 El desencofr desencofrado ado de la la pro"eta pro"eta se de"e de"e realizar realizar con adecua adecuado do cuidado cuidado de"ido de"ido a la falta falta de e1periencia para el mane4o de espec'menes con "a4a cantidad de cemento por m5.
CO*CLSIO*ES
6 &e realiz realiz el el dise+o dise+o acorde acorde a las ta"las ta"las del del comit# comit# ,CI ,CI >99( >99( pero pero se compro" compro" !ue !ue los los %alores del %olumen unitario de a$ua no es el adecuado( por lo !ue se tu%o !ue corre$ir la proporcin de acuerdo al %olumen de a$ua a+adida. 6 de"ido de"ido a la alta resist resistenc encia ia 7f\c8 7f\c8 >;; <$=cm> <$=cm>?? y la aparie aparienci ncia a ni so"reare so"rearenos nosa a ni so"re$ra%osa( la mezcla( lle$ y pas al porcenta4e estimado de la resistencia 7;K?( o"teniendo un ;.B: K de la resistencia especificada. especificada. 6 se %erific %erific !ue !ue en la resisten resistencia cia a la compre compresin sin(( no fallaron fallaron ni el el a$re$ado a$re$ado ni la la pasta( pasta( de"ido al "uen curado del esp#cimen. 6 el peso peso unit unitar ario io del del conc concre reto to fres fresco co no se lle% lle% de la maner manera a corr correc ecta ta por por el descali"ramiento de la "alanza( y el recipiente( asumiendo el %olumen aparente del contenedor de la muestra. 6 No ident identifific icam amos os las fale falenc ncia iass del del meto metodo do ,.C. ,.C.II para para el dise dise+o +o de conc concre reto to en el proporcionamiento proporcionamiento de los a$re$ados( ya !ue se o"tu%o una mezcla tra"a4a"le.
