DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

ACI WALKER COMBINACIÓN DE AGREGADOS MÉTODOS PARA DISEÑAR CONCRETO

Encuentra una solución estableciendo proporciones para una dosificación de materiales con componentes múltiples que cumpla con las especificaciones y requisitos. Ofrecer soluciones al cliente (Diseño-Prueba-Interpretación, adaptación in situ). Analizar la estructura de costos de la optimización del concreto > Agregar valor. Aprender sobre los materiales y su interacción (para poder resolver posibles problemas en el futuro). POR QUÉ ES IMPORTANTE ESTABLECER UN DISEÑO DE MEZCLA

Retos del diseño de la mezcla: Diferencias de una región a otra, de un país a otro... Estándares Filosofías y preferencias Lobbies que influyen en las normas y estándares Materiales Comunicaciones Variación de materiales constituyentes Interacción de los materiales en la mezcla Logística (disponibilidad) Nivel de precios ¿POR QUÉ ES TEMA DIFÍCIL?

 Suponer que es trabajo de los “Laboratoristas” y que cualquier “técnico” puede hacerlos.  Considerar que son estáticos e invariables  Estimar que no vale la pena refinarse en las pruebas de laboratorio  Subestimar su importancia NO EXISTE CONCRETO MULTIPROPOSITO ERRORES FRECUENTES EN LOS DISEÑOS DE MEZCLA!!!

Aggregates (~70%) Cement (9%) Water (18%) Admixtures (0.5%) Air (1%) Additive (2%) Vol.-% IMPLEMENTACIÓN DE DISEÑOS DE MEZCLA COMPONENTES

important differentiation density mass kg/m³volume liter/m³ volumetric calculation: 1m 3 concrete = 1000 liter IMPLEMENTACIÓN DE DISEÑOS DE MEZCLA: VOLUMEN

DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETOS NORMALES

CONCEPTOS PREVIOS SOBRE LOS AGREGADOS EN EL DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO

CONDICIONES DE HUMEDAD ESTAD0ESTAD0 SECO AL HORNO: Ninguna humedad SECO AL AIRE: Humedad < absorción Naturalmente o después de proceso de extracción SSS: Humedad = absorción HÚMEDO: Humedad > absorción Influye en el cálculo del agua de mezcla: Corrección por humedad y absorción IMPLEMENTACIÓN DE DISEÑOS DE MEZCLA: CONOCIMIENTOS BÁSICOS RESPECTO A LOS AGREGADOS

Pesos Específicos - Cálculo IMPLEMENTACIÓN DE DISEÑOS DE MEZCLA: CONOCIMIENTOS BÁSICOS RESPECTO A LOS AGREGADOS

% Absorción y % Humedad - Cálculo IMPLEMENTACIÓN DE DISEÑOS DE MEZCLA: CONOCIMIENTOS BÁSICOS RESPECTO A LOS AGREGADOS

Cemento (9%) Agua (18%) Agregados (70%) Aditivos (0,5%) Aire (1%) Adiciones (2%) Vol.- % Criterio de balance devolúmenes absolutos 1 m3 IMPLEMENTACIÓN DE DISEÑOS DE MEZCLA: PROPORCIONES TÍPICAS EN VOLUMEN ABSOLUTO DE LOS COMPONENTES DEL CONCRETO

1.Definición de parámetros básicos: f´c, p. específicos de todos los materiales, T.M. de agregados, Slump, relación a/c, % aire, etc. 2.Averiguar lo máximo que se pueda sobre el proyecto: condiciones climáticas, tipo de estructura, sistema de vaciado, sistema de curado, dispersión del equipo de producción, sistema de control de calidad. FICHA TÉCNICA + ESPECIFICACIONES PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

3.Estimar la cantidad de agua / m3 y el%aire Tabla comité ACI 211 Experiencia práctica Generalmente entre 180 y 200 L /m3 Tener en cuenta si se usan aditivos PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

Slump (pulgadas) Tamaño máximo del agregado 3/8½¾11 ½234 Concretos sin aire incorporado 1 a 2 3 a 4 6 a % Aire incorporad Concretos con aire incorporado 1 a 2 3 a 4 6 a % Aire incorporado en función al grado de exposición Normal Moderado Extremo CANTIDADES APROXIMADAS DE AGUA DE AMASADO PARA DIFERENTES SLUMP, T.M. DE AGREGADO Y CONTENIDO DE AIRE

4.Definirla relación a/c En base a f´cr y Tabla ACI 211 La establecen las especificaciones técnicas por durabilidad. F´c a 28 días (Kg./cm2) Relación agua/cemento en peso Sin aire incorporadoCon aire incorporado PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

Resistencia en compresión f´c en kg/cm2 Resistencia en compresión vs Relación Agua/Cemento Relación Agua/cemento en peso RELACION A/C

5.Calcular el cemento en peso y volumen absoluto Peso cemento en Kg = Peso agua en Kg. / relación a/c Volumen de cemento en m3 = Peso cemento en Kg. / PE cemento en Kg./m3 PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

6.Calcular los aditivos en peso y volumen absoluto Peso aditivo en Kg. = Dosis en % x Peso de cemento en Kg. / 100 Volumen de aditivo en m3 = Peso de aditivo Kg. / PE aditivo en Kg./m3 en 7.Hacer un balance de pesos y volúmenes absolutos de lo calculado: cemento, agua, aire y aditivo. Calcular la diferencia con 1.00 m3 el volumen por completar con agregados. ya PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

8.Calcular los agregados en pesoyvolumenabsoluto Tabla del comité ACI 211 Experiencia práctica Cualquier método científico PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

ensecoparadiversosMF dearena NOTA: El volumen absoluto se calcula multiplicando el de la tabla por el peso unitario compactado en seco de la piedra y dividiendo por su peso específico seco. TM del agregado Volumen de agregado grueso compactado /8 ½ ¾ 1 1 ½ PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO Volumen de AG compactado en seco por m3 de concreto

Fuller y Thompson EMPA Popovics (4) Teorías de curvas granulométricas Bolomey Caquot y Faury NTP… PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

9.Repartir el volumen remanente entre los % determinados para arena y piedra, calcular los pesos: IMPORTANTE Vol. Arena = % Arena x Vol. Remanente Peso Arena = Vol. Arena x PE Seco Arena Vol. Piedra = % Piedra x Vol. Remanente Peso Piedra = Vol. Piedra x PE Seco Piedra PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

10. Revisar que el balance final cuadre para 1.00 m3 y que el peso unitario este dentro de los pesos normales (2200 a 2400 Kg./m3). IMPORTANTE HASTA AQUÍ EL DISEÑO DE MEZCLA ESTA COMPLETO PARA CONDICIÓN DE LABORATORIO AHORA HAY QUE CORREGIRLO PARA PLANTA Y/O OBRA PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

11.CorrecciónporabsorciónPesosSSS (Kg.) Insumo Peso Seco (Kg.) (1) % Absorción (%) Agua de Absorción (2) Pesos SSS Cemento300 Agua190 (1) + (2) = = Arena x 1.5/100 = = Piedra x 0.5/100 = – 4.65 = Aditivo3.0 Aire1.5 Total PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

Ejercicio 1: Diseñar por método ACI un concreto con f´c = 250 Kg./cm2, TM = 1 pulg., slump = 4pulg.y aire normal. 1.Definir parámetros básicos. 2.Estimar la cantidad de agua/m3 y% aire Agua = 193 Kg./m3 Aire = 1.5 % PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

Fuente ACI 211 Slump (pulgadas) Tamaño máximo del agregado 3/8½¾11 ½234 Concretos sin aire incorporado 1 a 2 3 a 4 6 a % Aire incorporad Concretos con aire incorporado 1 a 2 3 a 4 6 a % Aire incorporado en función al grado de exposición Normal Moderado Extremo PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO Cantidades aproximadas de agua de amasado para diferentes slump, T.M. de agregado y contenido de aire

Tabla del ACI 211 incorporado a/c = 0.61 F´c a 28 días (Kg./cm2) Relación agua/cemento en peso Sin aire incorporado Con aire PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO DEFINIR RELACIÓN A/C

4.Calcular el peso del cemento y volumen absoluto Peso cemento en Kg = Peso relación a/c agua en Kg. / Peso cemento en Kg = 193Kg / 0.61 = 316Kg Volumen de cemento en m3 = Peso cemento en Kg. / PE cemento en Kg./m3 Vol. Cemento en m3 = 316 Kg / 3150 Kg/m3 = m3 PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

5.Calcular el peso y volumen absoluto de los aditivos Peso aditivo en Kg. = Dosis en % x Peso de cemento en Kg. / 100 Peso aditivo en Kg. = 0.5% x 316 Kg = 1.58 Kg Volumen de aditivo en m3 = Peso de aditivo en Kg. / PE aditivo en Kg./m3 Vol. Aditivo en m3 = 1.58 Kg. / 1200 Kg/m3 = m3 PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

6.Hacer balance de pesos y volúmenes absolutos de lo ya calculado y calcular la diferencia con 1.00 m3 para completar con agregados. InsumosPeso Seco (Kg./m3)Volumen en m3 Cemento Agua Aditivo Aire0.015 Balance de volúmenes Saldo por completar con agregados 1.00 – = m3 PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

7.Establecer el % intervención de arenaypiedra Tabla ACI211 para diversos MF de arena NOTA: El volumen absoluto se calcula multiplicando el de la tabla por el peso unitario compactado en seco de la piedra y dividiendo por su peso específico seco. Peso Piedra = 0.67 m3 x 1550 Kg./m3 = Kg Vol. Piedra = Kg / 2600 Kg/m3 = m3 TM del agregado Volumen de agregado grueso compactado en seco /8 ½ ¾ 1 1 ½ PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

8.Determinar el volumenremanentedearenapordiferenciay calcularlospesos Kg InsumosPeso Seco (Kg.)Volumen (m3) Cemento Agua Aditivo Aire Balance volumenes Saldo por completar con agregados 1.00 – = Piedra calculada Vol. Arena por diferencia – = Calculo de peso de arena m3 x 2700 Kg/m3 = PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

9.Revisar que el balance final cuadre para 1.00 m3 y que el peso unitario este dentro de lo normal (2200 a 2400 Kg/m3) InsumoPeso Seco (Kg.)Volumen (m3) Cemento Agua Arena Piedra Aditivo Aire Balance total PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO

10.Corregirporabsorciónyhumedad corregidos 786 – – Insumo Peso Seco (Kg.) – (1) Agua de Absorción (Kg.) – (2) Agua de humedad (Kg.) – (3) Pesos (Kg.) Cemento316 Agua193 (1) + (2) – (3) = – 43.2 = Arena x 2.3/100 = x 5.1/ 100 = 40.1 (1) – (2) + (3) = 40.1 = 808 Piedra x 1.1/100 = x 0.3/100 = 3.1 (1) – (2) + (3) = 3.1 = Aditivo1.58 Aire Total PASOS EN EL CÁLCULO DE DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO