INGENIERIA CIVIL
Huerta Campos, Carlos Alberto.
INGENIERO CIVIL
Profesor.
Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas, Carre...
Índice.
1. introducción
2. Diseño de mezcla por el método de ACI
3. Diseño de mezcla por el método de Walker
4. Diseño de ...
cuando se construyen estructuras de concreto estas deben
cumplir con los requisitos de calidad, seguridad, y
durabilidad e...
endurecido como la segregación, exudación, fisuramiento
por contracción plástica y secado entre otras que son
preocupacion...
,…. valores de las resistencias obtenidas en probetas
estándar hasta la rotura (probetas cilíndricas de 15 cm de
diámetro ...
c) Teniendo en cuenta el grado de control de calidad en la
obra.
Nivel de Control f’cr
Regular o Malo 1.3 a 1.5 f’c
Bueno ...
Datos del Diseño
DISEÑO POR LOS METODOS ACI, WALKER, MODULOS DE FINEZA
DE COMBINACIÓN DE LOS AGREGADOS
CEMENTO
- Sol/ tipo...
324 --------- x
350 --------- 0,48
X= 0,56= a/c
7. Contenido cemento
C= 181/0,516= 350,775
Factor cemento= 350,775/42,5= 8...
 Agregado fino = peso seco x ((%w/100)+1) =
= 613,25 x (2,5/100+1) = 628,581
 Agregado grueso = peso seco x ((w/100)+1) ...
MÉTODO WALKER
1. f ‘ cr = 240 + 84 = 324 kg/m^2
2. TMN = 1 ½”
3. Slump = 4”
4. Contenido de agua (table 9)
185 Lt = >agua
...
13. Presentación del diseño seco.
 Cemento = 358,527 kg
 Agua = 185 Lt
 A.fino = 759 kg
 A. grueso = 1083,15 kg
14. Co...
MÉTODO DEL MODULO DE FINEZA DE LA COMBINACIÓN DE AGREGADOS
1. f ‘ cr = 240 + 84 = 324 kg/m^2
2. TMN = 1 ½”
3. Slump = 4”
4...
12. Calculo del volumen de A. fino y A. grueso.
o Vol. A.fino = 0,698 x 0,237 = 0,165 m^3
o Vol. A. grueso = 0,698 x 0,763...
350,775 350,775 350,775 8,254
1 : 1,33 : 4,03 : 25,54 Lt
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  1. 1. INGENIERIA CIVIL Huerta Campos, Carlos Alberto. INGENIERO CIVIL Profesor. Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas, Carrera ingeniería civil EPE. Universidad Cesar Vallejo, Carrera de ingeniería civil. Lima , 22 de mayo 2013 DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
  2. 2. Índice. 1. introducción 2. Diseño de mezcla por el método de ACI 3. Diseño de mezcla por el método de Walker 4. Diseño de mezcla por el método de la combinación de los módulos de fineza de los agregados 5. Tablas de diseño. I. INTRODUCIÓN: En la actualidad, el concreto es el elemento más usado en el mundo para la construcción,por lo que el correcto diseño de este material tiene un papel importanteen el desarrollo de la ingeniería civil de nuestro país. La correcta selección de los materiales que integran la mezcla de concreto; el conocimiento profundo de las propiedades del concreto; los criterios de diseño de las proporciones de la mezcla más adecuadas para cada caso según la necesidad en un proyecto, el proceso de puesta y colocación en obra; el control de la calidad del concreto los adecuados procedimientos de mantenimiento y reparación de las estructuras, son aspectos que tienen que ser considerados por los profesionales de la construcción y más que nada por los ingenieros civiles a cargo de las obras, pues
  3. 3. cuando se construyen estructuras de concreto estas deben cumplir con los requisitos de calidad, seguridad, y durabilidad en el tiempo de servicio para el cual las estructuras de concreto fueron diseñadas. Por lo tanto existen diferentes Métodos de Diseño de mezcla están dirigidos a mejorar la resistencia, la calidad, la durabilidad y las demás propiedades del concreto teniendo en cuenta las diferentes condiciones de servicio para que el concreto fue diseñado. ¿Qué es el diseño de mezclas de concreto? El diseño de mezclas de concreto es el proceso de calcular las proporciones de los materiales que conforman el concreto, con el fin de obtener los mejores resultados en las condiciones frecas y endurecidas es decir que el concreto que se prepare tenga las mejores propiedades para ser utilizado en las obras de construcción según sea el caso. Existen diferentes métodos de Diseños de Mezcla; algunos pueden ser complejos como consecuencia de la existencia de muchas variables de las que dependen los resultados de dichos métodos,aun así, se desconoce el método que ofrezca resultados exactos, sin embargo el adecuado proporcionamiento de los componentes del concreto dan a este la resistencia,durabilidad,consistencia,trabajabilidad y otras propiedades para que el concreto en determinadas condiciones de trabajo y exposición respondan de manera óptima, además con un buen proporcionamiento se logrará evitar las principales anomalías en el concreto fresco y
  4. 4. endurecido como la segregación, exudación, fisuramiento por contracción plástica y secado entre otras que son preocupacion constante en las obras de construcción que tiene un control de calidad profesional responsable. F’cr (resistencia promedio requerida) Es la resistencia promedio necesaria para el diseño de una mezcla de concreto; la cual estáen función al F’C (resistencia a la compresión del concreto a utilizar) que la determinaremos de tres maneras aunque existen otras más. a) Cuando tenemos desviación estándar, el coeficiente de variación. Los cuales son indicadores estadísticos que permiten tener una información cercana de la experiencia del constructor. f’cr=f’c+1.33s…………..I f’cr=f’c+2.33s-35………II De I y II se asume la de mayor valor. Donde s es la desviación estándar, que viene a ser un parámetro estadístico que demuestra la performance o capacidad del constructor para elaborar concretos de diferente calidad. √
  5. 5. ,…. valores de las resistencias obtenidas en probetas estándar hasta la rotura (probetas cilíndricas de 15 cm de diámetro por 30 cm de altura). X = es el promedio de los valores de la resistencia a la rotura de las probetas estándar. N = es el número de probetas ensayadas, que son mínimamente 30. b) Cuando no se tiene registro de resistencia de probetas correspondientes a obras y proyectos anteriores. f’c f’cr Menos de 210 f’c+70 210 – 350 f’c+84 >350 f’c+98
  6. 6. c) Teniendo en cuenta el grado de control de calidad en la obra. Nivel de Control f’cr Regular o Malo 1.3 a 1.5 f’c Bueno 1.2f’c Excelente 1.1f’c A continuación veremos el desarrollo de un diseño de mezcla de concreto por los métodos ACI, Walker, Método del módulo de fineza de combinación de los agregados.
  7. 7. Datos del Diseño DISEÑO POR LOS METODOS ACI, WALKER, MODULOS DE FINEZA DE COMBINACIÓN DE LOS AGREGADOS CEMENTO - Sol/ tipo I - f´c = 240 Kg/m^2 - Pe = 3,15 gr/cm^3 - slump = 4” - Agua = 1000 kg/m^3 MÉTODO DEL ACI 1. f ’cr = 240+84 = 324 kg/m^2 2. Tamaño máximo nominal= 1 ½” 3. Asentamiento = 4” slump 4. Contenido de agua (tabla 1) Agua = 181 Lt. 5. Contenido del aire (tabla 2) Vol. Aire atrapado = 1% 6. Relación a/c (por resistencia = f ’cr) (tabla 5) 300 --------- 0,55 AGREGADOS FINO GRUESO Perfil Angular Pus(kg/cm^3) 1660 1577 Puc(kg/m^3) 1770 1677 Pes(kg/m^3) 2750 2610 Mf 2,60 6,70 TMN ---- 1,5” % abs 5,7% 2,8% % w 2,5% 1,7%
  8. 8. 324 --------- x 350 --------- 0,48 X= 0,56= a/c 7. Contenido cemento C= 181/0,516= 350,775 Factor cemento= 350,775/42,5= 8,254 8. Selección del peso de agregado grueso (tabla 4) B kg/m^3= 0.74 x 1677 B kg/m^3= 1240,98 kg 9. Cálculo de la suma de lo valores de los volúmenes absolutos de todos los materiales sin considerar al Agregado fino.  Cemento = 350,775= 0,111 3,15 x 1000  Cemento = 0,111m^3  Agua = 181/1000= 0,181 m^3  Vol. Aire = 0,01 m^3  Vol. Grueso= 1240,98/2610= 0,475 m^3 Suma = 0,777 m^3 10.Calcula el vol. del Agregado fino. Vol. agregado fino= 1 – 0,777= 0,223 m^3 11.Calcular el peso del agregado fino. Paf= 0,223 x 2750= 613,25 kg 12.Presentación del diseño en estado seco:  Cemento = 350,775 kg  Agregado fino = 613,25 kg  Agregado grueso = 1240,98 kg  Agua = 181 Lt. 13. Corrección por humedad de los agregados.
  9. 9.  Agregado fino = peso seco x ((%w/100)+1) = = 613,25 x (2,5/100+1) = 628,581  Agregado grueso = peso seco x ((w/100)+1) = = 1240,98 x (1,7/100+1) = 1262,077 14.Humedad superficial. (W % - % abs) Humedad superficial para el: Agregado fino = (2,5 – 5,7) = -3,2 : Agregado grueso = (1,7 – 2,8) = -1,1 Suma = - 4,3 15. Aporte de agua a la mezcla. (% w - % abs) x A. seco/100  Agregado fino = - 3,2 x 613,25/100 = - 19,624  Agregado grueso = -1,1 x 1240,98/100 = -13,651 Suma = - 33,275 16.Agua efectiva. d litros – (- 33,275) = 181 + 33,275 = 241,275 Lt 17.Proporcionamiento del diseño. CEMENTO AGREGADO FINO AGREGADO GRUESO AGUA 350,775 628,581 1262,077 214,275 Lt 350,775/350,775 : 628,581/350,775: 1262, 077/350,775 : 214,275/8,254 1 : 1, 80 : 3, 60 : 26 Lts
  10. 10. MÉTODO WALKER 1. f ‘ cr = 240 + 84 = 324 kg/m^2 2. TMN = 1 ½” 3. Slump = 4” 4. Contenido de agua (table 9) 185 Lt = >agua 5. Contenido de aire (table 2) Aire = 1% 6. Relación agua/cemento: a/c (tabla 5) a/c = 0,516 7. Contenido de cemento Cemento = 185/0,516 = 358,527 kg f. cemento = 358,527/42,5 f. cemento = 8,436 8. Calcular el vol. pasta. Cemento = 358,527/3150 = 0,114 m^3 Agua = 185/1000 = 0,185 m^3 Aire = 1% = 0,01 m^3 Suma de vol. = 0,309 m^3 9. Calculo de volumen de los agregados 1 – 0,309 = 0,691 m^3 10. Calculo % agregado fino (tabla 8) 40 % 11. Calculo del volumen agregado fino y agregado grueso.  0,691 x 0,4 = 0,276 m^3 = Vol.Ag.fino  0,691 – 0,276 = 0,415 m^3= Vol.Ag.grueso 12. Calculo de los pesos de los agregados. o Peso seco A. fino = 0,276 x 2750 = 759 kg o Peso seco A. grueso = 0,415 x 2610 = 1083,15 kg
  11. 11. 13. Presentación del diseño seco.  Cemento = 358,527 kg  Agua = 185 Lt  A.fino = 759 kg  A. grueso = 1083,15 kg 14. Corrección por humedad de los agregados. o A.fino = 759 x ((2,5/100) + 1) = 777,975 kg o A.grueso = 1083,15 ((1,7/100) + 1) = 1101,564 kg 15. Humedad superficial. - A.fino = ( w % - % abs ) - A.grueso = (1,7 – 2,8) - A.fino = (2,5 – 5,7) = -3,2 - A.grueso = -1,1 Suma = - 3,2 – 1,1 = - 4,3 16. Aporte de agua a la mezcla. o A.fino = - 3,2 x 759/100 = - 24,288 o A.grueso = - 1,1 x 1083,15/100 = - 11,915 Suma = - 36,203 17. Agua efectiva. 185 – (- 36,203) = 221,203 Lt 18. Proporcionamiento.  Cemento = 358,527 kg  A.fino = 777,975 kg  A.grueso = 1101,564 kg  Agua = 221,203 Lt. 19. Para obra. CEMENTO AG.FINO AG. GRUESO AGUA 358,527 : 777,975 : 1101,564 : 221,203 358,527 358,527 358,527 8,436 1 : 2,17 : 3,07 : 26,22 Lt
  12. 12. MÉTODO DEL MODULO DE FINEZA DE LA COMBINACIÓN DE AGREGADOS 1. f ‘ cr = 240 + 84 = 324 kg/m^2 2. TMN = 1 ½” 3. Slump = 4” 4. Contenido de agua (tabla 1) Vol. H2O = 181 Lt. 5. Contenido de aire atrapado (tabla 2) Vol. aire atrapado = 1% 6. Relación a/c (tabla 5) a/c = 0,516 7. Contenido de cemento C = 181/0,516 = 350,775 Factor cemento = 350,775/42,5 = 8,254 8. Calculo de volumen absoluto de la pasta. o Cemento = 350,775/3150 = 0,111 m^3 o Agua = 181/1000 0 0,181 m^3 o Aire = 1% = 0,01 m^3 Suma = 0,302 m^3 9. Determine el vol. de los agregados. 1 – 0,302 = 0,698 m^3 10. Calculo del modulo de fineza (MF) de la combinación de los agregados (tabla 3). Fc = 8,254 8 ------------ 5,71 8,254 -------- x 9 ------------ 5,79 x = 5,73 11. Calculo del % A. fino. A.fino = 6,7 – 5,73/6,7 – 2,6 = 0,237 - % A.fino = 23,7% - % A.grueso = 76,3%
  13. 13. 12. Calculo del volumen de A. fino y A. grueso. o Vol. A.fino = 0,698 x 0,237 = 0,165 m^3 o Vol. A. grueso = 0,698 x 0,763 = 0,533 m^3 13. Calculo de los pesos secos de los agregados. o Peso seco A.fino = 0,165 x 2750 = 453,75 kg o Peso seco A.grueso = 0,533 x 2610 = 1391,13 kg 14. Diseño seco. o Cemento = 350,775 kg o Agua = 181 Lt = kg o Ag. Fino = 453,75 kg o Ag. Grueso = 1391,13 kg 15. Corrección por humedad de los agregados. o Ag. Fino = peso Ag.fino x ((% w/100)+1) o Ag. Fino = 453,75 x ((2,5/100/+1) = 465,094 kg. o Ag. Grueso = 1391,13 X ((1,7/100)+1) = 1414,78 Kg. 16. Humedad superficial. o Ag. Fino = (2,5 – 5,7) = - 3,2 % o Ag. Grueso = (1,7 – 2,8) = - 1,1 %/- 4,3% 17. Aporte de agua a la mezcla. o Ag. Fino = - 3,2 x 453,75/100 = -14,52 ….. (A) o Ag. Grueso = - 1,1 x 1391,13/100 = - 15,30/- 29,82 …..(B) Suman = (A) + (B) 18. Agua efectiva. 181 + 29,82 = 210,82 Lt 19. Proporcionamiento del diseño. CEMENTO AG.FINO AG.GRUESO AGUA 350,775 : 465,094 : 1414,78 : 210,82
  14. 14. 350,775 350,775 350,775 8,254 1 : 1,33 : 4,03 : 25,54 Lt Tablas Tablas de diseño

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