GRACIAS

1. DISEÑO DE MEZCLASMetodoACI
Ing. Hebert Vizconde Poémape
e-mail: hvizconde@gmail.com

2. Conceptosgenerales:
Elcomite211delACIhadesarrolladounprocedimientodediseñodemezclasbastantesimpleelcual,básandoseenalgunastablaselaboradasmedianteensayosdelosagregados, nospermitenobtenervaloresdelosdiferentesmaterialesqueintegranlaunidadcubicadelconcreto.

3. Esusualquelascaracteristicasdelaobraestablezcanlimitacionesaquientienelaresponsabilidaddediseñarlamezcla.Entredichaslimitacionespuedenestar:
Relaciónaguacemento.
Contenidodecemento.
Contenidomaximodeaire.
Asentamiento.
Tamañomaximodelagregadogrueso.
Resistenciaencompresiónminima.
Requisitosespecialesrelacionadosconlaresistenciapromedio,elempleodeaditivosolautilizacíondetiposespecialesdecemento.

4. Secuenciade diseño
Seleccióndelaresitenciapromedioapartirdelaresistenciaencompresiónespecificada,yladesviaciónestandardelacompañíaconstructora.
Seleccióndetamañomaximodeagregado
Seleccióndelasentamiento.
Seleccióndelvolumendeaguadediseño.
Seleccióndelcontenidodelaire.
Selecciondelarelacionagua-cemento,porresistenciaydurabilidad.
Determinaciondelfactorcemento.

5. Determinacióndelcontenidodeagregadogrueso.
Determinaciondevolumenesabsolutosdecemento,aguadediseño,aireyagregadogrueso.
Determinacióndelvolumenabsolutodelagregadofino.
Determinaciondelpesosecodelagregadofino.
Determinaciondelosvaloresdediseñodelcemento,aguaaireagregadosfinosygruesos.
Correcióndelosvaloresdediseñoporhumedaddelagregado.
Determinacióndelaproporciónenpeso,dediseñoydeobra
Determinacióndelospesosportandadeunsaco.

6. DISEÑO DE MEZCLAS PARA CONCRETO
PROPORCIONAMIENTO DE LAS MEZCLAS DE CONCRETO
COMBINACION CORRECTA
CEMENTO
AGREGADO
AGUA
ADITIVOS
CONCRETO ESPECIFICADO
Principios cientificos
“TECNICOS”
Principios empiricos
“ARTE”
TRABAJABILIDAD del concreto fresco:Facilidad de colocacion, compactado y acabado
RESISTENCIA del concreto endurecido a una edad especificada

7. DISEÑO DE MEZCLAS PARA CONCRETO
CONCRETO
VARIABLES
ADITIVO
COSTO
PASTA DE CEMENTO
AGREGADO
AGUA
CEMENTO
ARENA
GRAVA
RESISTENCIA Y DURABILIDAD
TRABAJABILIDAD

8. DISEÑO DE MEZCLAS PARA CONCRETO
PROCEDIMIENTOS PARA DETERMINAR EL PROPOCIONAMIENTO
METODO DE PESO
METODO DE VOLUMEN ABSOLUTO

9. Especificaciones:sedeseacalcularlasproporcionesdelosmaterialesintegrantesdeunamezcladeconcretoaserempleadaenlavigasycolumnasdeunedificiodedepartamentosaserconstruidoenlaciudaddeLima.Lasespecificacionesdelaobraindican:
a.Noexistenlimitacioneseneldiseñoporpresenciadeprocesosdecongelación;presenciadeionclorurooataquesporsulfatos.
b.Laresistenciaencompresióndediseμoespecificadaesde210kg/cm2,alos28dias.Ladesviaciónestandaresde20kg/cm2
c.Lacondiciondecolocaciónrequierenquelamezclatengaunaconsistenciaplástica.
d.Eltamañomaximodelagregadogruesoesde1½” Ejemplo:

10. Materiales:
1.Cemento:
PortlandASTMtipoI“Sol”
Pesoespecifico3.15
2.Agua:
Potable,delareddeserviciopublico.
3.AgregadoFino:
Pesoespecificodemasa2.64
Absorción0.7%
Contenidodehumedad6.0%
Módulodefineza2.8
4.AgregadoGrueso
Tamañomaximo1½”
Pesosecocompactado1600Kg/m3Datosobtenidosen laboratorio

11. Pesoespecificodemasa2.68
Absorción0.5%
Contenidodehumedad2.0%
DETERMINACION DE LA RESITENCIA PROMEDIO
Conociendoquelaresitenciapromediodediseñoespecificadaesde210Kg/cm2yqueladesviaciónestandardelacompañiaconstructoraesde20kg/cm2, aplicamosparaelcalculodelaresistenciapromedioelcriterio318delACIutilizandolasecuaciones: 푓′푐푟=푓′푐+1,34푠………………………...1 푓′푐푟=푓′푐+2,33푠−35………….…………2

12. Reemplazandovalores:
푓′푐푟=210+1,34푥20=237 푘푔 푐푚2
푓′푐푟=210+2,33푥20−35=222 푘푔 푐푚2
De los valoresse seleccionael mayor

13. SELECCIÓN DEL TAMAÑO MAXIMO DEL AGREGADO
Deacuerdoalasespecificacionesdeobra,alagranulometriadelagregadogruesolecorrespondeuntamañomaximode1½“
SELECCIÓN DEL ASENTAMIENTO
Deacuerdoalasespecificaciones,lascondicionesdecolocaciónrequierenquelamezclatengaunaconsistenciaplastica, correspondienteaunasentamientode3”y4”

14. Tabla1 .-Asentamientosrecomendadosparadiversostiposde obras.
Tipo de Estructuras
Slump
máximo
mínimo
Zapatasymurosdecimentaciónreforzados.
3”
1”
Cimentacionessimplesycalzaduras.
3”
1”
Vigasymurosarmados
4”
1”
Columnas
4”
2”
Losasypavimentos
3”
1”
ConcretoCiclópeo
2”
1”
Notas:
1)Elslumppuedeincrementarsecuandoseusanaditivos,siemprequenosemodifiquelarelaciónAgua/Cementoniexistasegregaciónniexudación.
2)Elslumppuedeincrementarseen1”sinoseusavibradorenlacompactación.

15. Tabla 2 .-Cantidades aproximadas de agua de amasado para diferentes slump, Tamaño Máximo de agregado y contenido de aire.
Slump
Tamaño máximo de agregado
3/8”
1/2”
3/4”
1”
11/2”
2”
3”
4”
Concreto sin Aire incorporado
1” a 2”
207
199
190
179
166
154
130
113
3” a 4”
228
216
205
193181
169
145
124
6” a 7”
243
228
216
202
190
178
160
-----
% Aire atrapado
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0.3
0.2
Concreto con aire incorporado
1” a 2”
181
175
168
160
150
142
122
107
3” a 4”
202
193
184
175
165
157
133
119
6” a 7”
216
205
197
184
174
166
154
-----
% de Aire incorporado en función del grado de exposición
Normal
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
Moderada
8
5.5
5
4.5
4.5
4
3.5
3
Extrema
7.5
7
6
6
5.5
5
4.5
4
VOLUMEN UNITARIO DE AGUA

16. Deacuerdoalasiguientetablasedeterminaqueelvolumenunitariodeagua,oaguadediseño,necesarioparaunamezcladeconcretocuyoasentamientoesde3”a4”enunamezcladeaguaincorporadocuyoagregadogruesotieneuntamañomaximode11/2”,esde181lt/m3

17. CONTENIDO DE AIRE
Tabla 2 .-Cantidades aproximadas de agua de amasado para diferentes slump, Tamaño Máximo de agregado y contenido de aire.
Slump
Tamaño máximo de agregado
3/8”
1/2”
3/4”
1”
11/2”
2”
3”
4”
Concreto sin Aire incorporado
1” a 2”
207
199
190
179
166
154
130
113
3” a 4”
228
216
205
193
181
169
145
124
6” a 7”
243
228
216
202
190
178
160
-----
% Aire atrapado
3
2.5
2
1.51
0.5
0.3
0.2
Concreto con aire incorporado
1” a 2”
181
175
168
160
150
142
122
107
3” a 4”
202
193
184
175
165
157
133
119
6” a 7”
216
205
197
184
174
166
154
-----
% de Aire incorporado en función del grado de exposición
Normal
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
Moderada
8
5.5
5
4.5
4.5
4
3.5
3
Extrema
7.5
7
6
6
5.5
5
4.5
4

18. Desdequelaestructuraaservaciadanovahaestarexpuestaacondicionesdeinterperismosevero,noseconsideranecesarioincorporarairealamezcla.Delatablaanterior,sedeterminaqueelcontenidodeaireatrapadoparaunagregadogruesodetamañomaximode1½”esde1,0%

19. RELACION AGUA/CEMENTO
Tabla 3 .-Relación Agua/Cemento vs f’c.
f’ca 28 Días
RelaciónAgua/Cementoen peso
( Kg/cm2 )
Sin aireincorporado
Con aireincorporado
450
0.38
-----
400
0.42
-----
350
0.47
0.39
300
0.54
0.45250
0.62
0.53200
0.70
0.61
150
0.80
0.71
Norepresentadoenestecasoproblemasdeinterperismonideataquesporsulfatos,uotrotipodeaccionesquepudierandañaralconcreto,seseleccionaralarelaciónagua- cementounicamenteporresistencia.
Paraunaresistenciapromediocorrespondientea237kg/cm2
Porinterporlaciónobtenemosquelarelacionagua-cementoporresistenciaesde0,64

20. FACTOR CEMENTO
Elfactorcementosedeterminadividiendoelvolumenunitariodeaguaentrelarelaciónagua-cemento:
퐹푎푐푡표푟푐푒푚푒푛푡표= 1810,64=283 푘푔 푚3=6,7푏표푙푠푎푠/푚3

21. CONTENIDODEAGREGADOGRUESO
Tamaño MaximoNominal del Agregado Grueso
Volumendeagregadogrueso,secoycompactado, porunidaddevolumendelconcreto,paradiversosmódulosdefinezadelfino
2,40
2,60
2,80
3,00
3/8"
0,50
0,48
0,46
0,44
1/2"
0,59
0,57
0,55
0,53
3/4"
0,66
0,64
0,62
0,60
1"
0,71
0,69
0,67
0,65
1 1/2"
0,76
0,740,72
0,70
2"
0,78
0,76
0,74
0,72
3"
0,81
0,79
0,77
0,75
6"
0,87
0,85
0,83
0,81
Pesodelagregadogrueso
=0,72x1600
=1152kg/m3Peso secocompactado

23. CALCULO DE VOLUMENES ABSOLUTOS
Conocidoslospesosdelcemento,aguayagregadogrueso,asícomoelvolumendeaire,seprocedeacalcularlasumadelosvolumenesabsolutosdeestosingredientes:
Cemento…………………………....238/3,15x1000=0,090m3
Agua……………………………......181/1x1000=0,181m3
Aire…………………………………1,0%=0,010m3
Agregadogrueso…………………...1152/2,68x1000=0,430m3
Sumadevolumenesconocidos=0,711m3

24. CONTENIDO DE AGREGADO FINO
Elvolumenabsolutodeagregadofinoseráigualaladiferenciaentrelaunidadylasumadelosvolumenesabsolutosconocidos.Elpesodelagregadofinoseráigualasuvolumenabsolutomultiplicadoporelpesosólido.
Volumenabsolutodeagregadofino=1–0,711=0,289m3
Pesodelagregadofinoseco=0,289x2,64x1000=763kg/m3

25. VALORES DE DISEÑO
Lascantidadesdematerialesaserempleadoscomovaloresdediseñoserán:
Cemento………………………………………..283kg/m3
Aguadediseño…………………………………181lt/m3
Agregadofinoseco…………………………….763kg/m3
Agregadogruesoseco………………………….1152kg/m3

26. CORRECCION POR HUMEDAD DEL AGREGADO
Lasproporcionesdelosmaterialesqueintegranlaunidadcubicadelconcretodebesercorregidaenfunciondelascondicionesdehumedaddelosagregadosfinosygruesos,afindeobtenerlosvaloresaserutilizadosenobra.
Pesohumedodel:
Agregadofino………………....763x1,060=809kg/m3
Agregadogrueso………………1152x1,020=1175kg/m3
+ 6%
+2%

27. Acontinuacióndeterminamoslahumedadsuperficialdelagregado:
Humedadsuperficialdel:
Agregadofino……………………………..6,0–0,7=+5,3%
Agregadogrueso…………………………..2,0–0,5=+1,5%
Ylosaportesdelosagregadosserán:
Aportesdehumedaddel:
Agregadofino………………763x(+0,053)=+40lt/m3
Agregadogrueso…………….1152x(+0,015)=+17lt/m3
Aportedehumedaddelosagregados=+57lt/m3
Aguaefectiva=181–57=124lt/m3

28. Ylospesosdelosmaterialesyacorregidosporhumedaddelagregado,aserempleadosenlasmezclasdeprueba,serán:
Cemento………………………………….283kg/m3
Aguaefectiva…………………………….124lt/m3
Agregadofinohumedo…………………..809kg/m3
Agregadogruesohúmedo………………..1175kg/m3

29. PROPORCION EN PESO
Laproporciónenpesodelosmateriales,sincorregiryyacorregidaporhumedaddelagregado,serán: 283283: 763283: 1152283=1:2,7: 427 푙푡 푠푎푐표푒푛푝푒푠표푠푒푐표 283283: 809283: 1175283=1:2,85: 4,1518,5 푙푡 푠푎푐표(corregido)
Relacionagua-cementodediseño=181/283=0,64
Relaciónagua-cementoefectiva=124/283=0,44(corregida)

30. PESO POR TANDA DE UN SACO
Paraconocerlacantidaddematerialesquesenecesitanenuntandadeunsaco,esnecesariomultiplicarlaproporciónenpeso,yacorregidaporhumedaddelagregado,poreldeunsacodecemento.
Cemento………………………….1x42,5=42,5kg/saco
Aguaefectiva…………………….=18,5lt/saco
Agregadofinohúmedo…………..2,85x42,5=121,0kg/saco
Agregadogruesohúmedo………..4,15x42,5=176,4kg/saco

31. ADICIONES
Puzolanasyescoriasasicomoaditivosdediversanaturalezasonalgunasvecesadiconadosalamezcladeconcretocomounreemplazoparcialdelcemento,paramejorarsutrababilidad, resitenciaalataquedesulfatosylareactividadalkali.Siunaditivoesrequeridoenlamezclaestadebehacerseenelcalculoprimerodelvolumenusandoenladeterminaciondelcontenidodeagregadofino.
Porejemplo:
Asumimosque75kgdecenizasvolanteconunadensidadrelativa(gravedadespecifica)de2,5fueronusadosenadicionalcontenidooriginaldelcemento.Elcontenidoenvolumendelacenizasvolantesera:

32. 푊 퐶+푃 = 181283+75=0,5175푘푔 2,5푥1000 푘푔 푚3=0,03푚3
La relacionaguamaterial cementantesera:
La relacionde agua–cementoportlandseria: 푊 퐶 = 181283=0,64

33. El volumende agregadofinose veráreducidoen 0,03 m3, parapermitirel usode la cenizavolante.
LacantidaddePuzolanayelcalculodelvolumenpodriantambienhabersederivadoenconjuncionconelprimercalculodecontenidodecemento,usandolarelacionagua–materialcementantede0,64. Porejemplo,asumimosqueun15%dematerialcementanteesespecificadoaserpuzolanay:
푊 퐶푀표 푊 (퐶+푃)=0,64

34. Luegotenemosque:
푤=181푦퐶+푃=283푘푔
푃=283푥 15100=42.45푘푔
y
퐶=283−42,45=240.55푘푔
Estossonloscalculosapropiadosaseguirparaesteyotrasadiciones.

35. EN EL CASO QUE NO SE CUENTEN CON DATOS ESTADISTICSO SOBRE LA PRODUCCION
ParaelcasoenelquenocontemoscondatosdeDesviacionStandardedatosanteriores. 푓′푐푟=푓′푐+1,34푠………………………...1 푓′푐푟=푓′푐+2,33푠−35………….…………2
Kg/cm2

36. Elcomiteeuroperodelconcretorecomiendautilizarlasiguientefórmula: 푓′푐푟=푓′ 푐/(1−푡푥푣)
푣=푐표푒푓푖푐푖푒푛푡푒푑푒푣푎푟푖푎푐푖표푛,푐푢푦표푣푎푙표푟푠푒표푏푡푖푒푛푒푑푒푙푎
푠푖푔푢푖푒푛푡푒푡푎푏푙푎:
Gradode Control
Valor (%)
Laboratorio
5%
Excelente en obra
10% -12%
Bueno
15%
Regular
18%
Inferior
20%
Malo
25%
퐶표푒푓푖푐푖푒푛푡푒푑푒푣푎푟푖푎푐푖ó푛푒푛푓푢푛푐푖표푛푑푒푙푔푟푎푑표푑푒푐표푛푡푟표푙

37. Tabla factor 퐭
Factor que depende del %
de resultados < f’c que se
admiten o la probabilidad
de ocurrencia, su valor se
obtiene de la siguiente
tabla.

38. PRACTICA DE AULA

39. Sedeseacalcularlasproporcionesdelosmaterialesintegrantesdeunamezcladeconcretoaserempleadaenlaconstruccióndeunpilardeunpuente,elementoestructuralquevaaestarexpuestoalaaccióndelaguaenunazonadelasierraperuanaenlaquelastemperaturaspuedendescenderhasta-18°C.Lasespecificacionesdelaobranindican:
a)Eneldiseñodeberáconsiderarselaposibilidaddecongelaciónporpresenciadehúmedadybajastemperaturas, debiendoincorporarseairealamezcla.
b)Laresistenciaencompresióndediseñoespecificadaesde245kg/cm2alos28dias.Ladesviaciónestándardelacompañíaconstructoraesde23kg/cm2.

40. c)Lascondicionesdecolocaciónrequierenunamezcladeconsistenciaseca.
1.Cemento:
PortlandASTMtipoI“Pacasmayo”
Pesoespecifico3.12
2.Agua:
Derío.Cumpleconlascondicionesdeaguasnopotablesaserempleadasenconcreto.

41. 3.AgregadoFino:
Pesoespecificodemasa2.72
Absorción1,2%
Contenidodehumedad5.0%
Módulodefineza2.7
4.AgregadoGrueso
Tamañomaximo1”
Pesosecocompactado1520Kg/m3
Pesoespecificodemasa2.65
Absorción0.7%
Contenidodehumedad0,32%

42. Tabla1 .-Asentamientosrecomendadosparadiversostiposde obras.
Tipo de Estructuras
Slump
máximo
mínimo
Zapatasymurosdecimentaciónreforzados.
3”
1”
Cimentacionessimplesycalzaduras.
3”
1”
Vigasymurosarmados
4”
1”
Columnas
4”
2”
Losasypavimentos
3”
1”
ConcretoCiclópeo
2”
1”
Notas:
1)Elslumppuedeincrementarsecuandoseusanaditivos,siemprequenosemodifiquelarelaciónAgua/Cementoniexistasegregaciónniexudación.
2)Elslumppuedeincrementarseen1”sinoseusavibradorenlacompactación.

43. Tabla 2 .-Cantidades aproximadas de agua de amasado para diferentes slump, Tamaño Máximo de agregado y contenido de aire.
Slump
Tamaño máximo de agregado
3/8”
1/2”
3/4”
1”
11/2”
2”
3”
4”
Concreto sin Aire incorporado
1” a 2”
207
199
190
179
166
154
130
113
3” a 4”
228
216
205
193
181
169
145
124
6” a 7”
243
228
216
202
190
178
160
-----
% Aire atrapado
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0.3
0.2
Concreto con aire incorporado
1” a 2”
181
175
168
160
150
142
122
107
3” a 4”
202
193
184
175
165
157
133
119
6” a 7”
216
205
197
184
174
166
154
-----
% de Aire incorporado en función del grado de exposición
Normal
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
Moderada
8
5.5
5
4.5
4.5
4
3.5
3
Extrema
7.5
7
6
6
5.5
5
4.5
4

44. Tabla 3 .-Relación Agua/Cemento vs f’c.
f’ca 28 Días
RelaciónAgua/Cementoen peso
( Kg/cm2 )
Sin aireincorporado
Con aireincorporado
450
0.38
-----
400
0.42
-----
350
0.47
0.39
300
0.54
0.45
250
0.62
0.53
200
0.70
0.61
150
0.80
0.71

45. Tamaño MaximoNominal del Agregado Grueso
Volumendeagregadogrueso,secoycompactado, porunidaddevolumendelconcreto,paradiversosmódulosdefinezadelfino
2,40
2,60
2,80
3,00
3/8"
0,50
0,48
0,46
0,44
1/2"
0,59
0,57
0,55
0,53
3/4"
0,66
0,64
0,62
0,60
1"
0,71
0,69
0,67
0,65
1 1/2"
0,76
0,74
0,72
0,70
2"
0,78
0,76
0,74
0,72
3"
0,81
0,79
0,77
0,75
6"
0,87
0,85
0,83
0,81