METODOS DE DISEÑO EN MEZCLAS

METODOS DE DISEÑO EN MEZCLAS Entre los métodos para el diseño de mezclas de concreto tenemos: 1. Métodos basados en curvas teóricas Este método asume que la distribución granulométrica tiene un comportamiento parabólico, cuya ecuación general es: ( )

(

)( )

Donde: Y = % pasante acumulativo

n = Relacion agregado/ cemento en peso

d = Abertura del tamiz

Agregado = arena y piedra

D = Tamaño máximo de partículas

Asentamiento = 3” a 5”

Hubo varios investigadores que utilizaron este método para hallar sus parámetros, algunos de ellos son: FULLER, EMPA, POPOVICS, BOLOMEY, FAURY. Las curvas granulométricas teóricas más usadas son:

Gráficamente estas curvas se expresan:

METODOS BASADOS EN CURVAS EMPÍRICAS Este método asume que la distribución granulométrica de la combinación de agregados se ajusta a rangos o husos granulométricos basados en información estadística empírica. Algunas husos granulométricos conocidos son: -Los Husos DIN. -Los Husos Británicos Huso granulométrico DIN T.M. =30 mm

Huso granulométrico británico T.M. =19 mm

METODO DEL MODULO DE FINEZA DE LA COMBINACION DE AGREGADOS Este método considera el Módulo de Fineza de la mejor combinación. Para esto establece la ecuación

Dónde: m = Modulo de fineza de la combinación mf = Modulo de fineza del agregado fino mg = Modulo de fineza del agregado grueso

MÓDULO DE FINEZA DE LA COMBINACIÓN DE AGREGADOS

Método del agregado global Este método considera el porcentaje incidencia de cada agregado en el diseño de mezcla, los porcentajes se controlan de tal forma que la combinación esté dentro de algunos de estos husos

Método Comité 211 ACI

Se usan distintas tablas , a continuación se muestra algunas de ellas:

VOLUMEN UNITAERIO DE AGUA (LT / M3) Asentamiento 3/8 “ 1” a 2” 3” a 4” 6” a 7”

207 228 243

1” a 2” 3” a 4” 6” a 7”

181 202 216

Tamaño máximo del agregado grueso 1/2” 3/4” 1” 1 1/2 “ 2“ Concreto sin aire incorporado 199 190 179 166 154 216 205 193 181 169 228 216 202 190 178 Concreto con aire incorporado 175 168 160 150 142 193 184 175 164 157 205 197 184 174 166

3”

6”

130 145 160

113 124 --

122 133 154

107 119 --

RELACION A/C POR RESISTENCIA F´c (Kg/cm2) 150 200 250 300 350 400 450

Relacion agua / cemento en peso Concreto sin aire incorporado Concreto con aire incorporado 0.80 0.71 0.70 0.61 0.62 0.53 0.55 0.46 0.48 0.40 0.43 0.38

CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO (%) TMN agregado grueso 3/8 “ 1/2” 3/4” 1” 1 1/2 “ 2” 3” 4”

Aire atrapado 3.0 % 2.5% 2.0% 1.5% 1.0% 0.5% 0.3% 0.2%

CONTENIDO DE AIRE INCORPORADO Y TOTAL T.N.M. Agregado grueso 3/8” 1/2” 3/4” 1” 1 1/2” 2” 3” 6”

Exposicion suave 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0

Contenido de aire total (%) Exposicion moderada 6.0 5.5 5.0 4.5 4.5 4.0 3.5 3.0

Esposicion severa 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0

PESO DEL AGREGADO GRUESO POR UNIDAD DE VOLUMEN DEL CONCRETO B/BO T.N.M. Agregado grueso 3/8” 1/2” 3/4” 1” 1 1/2” 2” 3” 6”

2.40 0.50 0.59 0.66 0.71 0.76 0.78 0.81 0.87

Módulo de fineza del agregado grueso 2.60 2.80 0.48 0.46 0.57 0.55 0.64 0.62 0.69 0.67 0.74 0.72 0.76 0.74 0.79 0.77 0.85 0.83

3.00 0.44 0.53 0.60 0.65 0.70 0.72 0.75 0.81

CONDICIONES ESPECIALES DE EXPOSICIÓN Condiciones de exposición

Concreto de baja permeabilidad a) Expuestos a agua dulce b) Expuestos a agua de mar c) Expuestos a la acción de agua cloacales Concretos expuestos a procesos de congelación y deshielo en condiciones húmedas a) Sardineles, cunetas, secciones delgadas b) Otros elementos Protección contra la corrosión del concreto expuesto a la acción del agua de mar, aguas salubres, neblina o rocíos de esta agua Si el recubrimiento mínimo se incrementa en 15 mm

Relación a/c máxima, en concretos con agregado de peso normal

Resistencia a la compresión mínima en concretos con agregados livianos

0.50 0.45 0.45

260

300 0.45 0.50 325 0.40 0.45

300

A continuacion se detalla uno de los métodos antes expuestos y se realizara un ejemplo de disño Metodo del modulo de fineza de la combinación de agregados Pasos: 1) Conocer las características de los materiales 2) Cálculo del T.N.M. 3) Determinar la Resistencia promedio f’cr 4) Cálculo del Asentamiento 5) Cálculo Contenido de aire 6) Cálculo de la relación a/c 7) Factor Cemento = agua/(6) 8) Volumen absoluto: ΣVol. Abs. = Vol. Cem. + Vol. Aire + Vol. Agua 9) Volumen de agregados = 1 - (8) 10) Cálculo del Módulo de Fineza de la combinación de agregados. 11) Cálculo del porcentaje de agregado fino, mediante la fórmula:

12) Cálculo del porcentaje de agregado grueso, mediante la fórmula: (

)

13) Cálculo de los pesos secos de los agregados Peso seco AF = Vol. A.F. x P.E. x 1000 Peso seco AG = Vol. A.G. x P.E. x 1000 14) Cantidad de material por m³ 15) Corrección por humedad de los agregados A.F. = Peso seco(1+%C.H.AF/100) A.G. = Peso seco(1+%C.H.AG/100) 16) Humedad Superficial A.F. = %C.H. - % Abs A.G. = %C.H. - % Abs Aporte de humedad= H.S AG + H.S. AF

17) Agua Efectiva = Agua Diseño – Aporte Humedad 18) Cantidad de material por m³ corregida por humedad Ejemplo Se requiere diseñar un concreto de resistencia 210 Kg/cm2 con un asentamiento de 3” – 4”, en un lugar de temperatura promedio 20°c

1) Conocer las características de los materiales 2) Cálculo del T.N.M. 3) Determinar la Resistencia promedio f’cr 4) Cálculo del Asentamiento 5) Cálculo Contenido de aire 6) Cálculo de la relación a/c 7) Factor Cemento = agua/(6)