7ma clase diseño aci

1. CAPITULO VII
DISEÑO DE MEZCLAS
1- Definición:
Es la selección de las proporciones de los
materiales que intervienen como
integrantes de una unidad cúbica de
concreto en forma adecuada para que el
resultado de un concreto tenga la suficiente
trabajabilidad y consistencia en el estado
fresco y la resistencia y durabilidad en el
estado endurecido.

2. 2.- Información Básica sobre los materiales:
Es importante en el diseño de mezclas el
conocimiento fundamental de los componentes
que intervienen, y en base a datos
proporcionados por el fabricante y resultados
de los ensayos que se realicen en el laboratorio,
estas informaciones básicas son las siguientes:
A). Cemento:
- Tipo y Marca del cemento seleccionado
- Peso Específico
- peso específico de la puzolana si se trata de
cemento adicionales
- Superficie especifica.

3. B). Agua:
Cuando se emplea el agua potable no habrá
necesidad de realizar ningún ensayo en el
laboratorio, ya que esta agua cumple con todos
los requisitos de la norma pero si el agua no es
potable, habrá que realizar el análisis químico en
un laboratorio especializado ya que el agua
cuando no es normalizado puede influir sobre el
tipo de fraguado, calor de hidratación,
resistencia de concreto.
C). Agregados:
Esta componente tanto el agregado fino como el
grueso son los componente de mayor variabilidad
en cuanto a sus propiedades en la mezcla, ya que

4. proviene de diversas canteras y yacimientos con
origen de muchos tipos de rocas, por ello es
importante los ensayos que se realicen en el
laboratorio, recomendando que aunque sea de
una misma cantera cada cierto promedio de
tiempo, deberá volverse a realizar los ensayos
de sus propiedades. Los informes que se deben
obtener en el laboratorio deberán ser los
siguientes:
- Perfil y textura superficial
- Análisis granulométrico.
- Peso específico de masa
- Peso unitario seco y compactado


5. - % de absorción y contenido de humedad
- Pérdida por abrasión cuando se trata de
concretos para pavimentos.
- Materia orgánica.
D). Aditivos:
Cuando se tenga que emplear aditivos se debe
obtener la siguiente información sobre ellos:
- Tipo y marca de aditivos
- Fecha de vencimiento
- Efectos sobre las propiedades del concreto
-Tomar en cuenta las recomendaciones del
fabricante.

6. 3.- Recomendaciones Preliminares:
a)Se tomará en cuenta las especificaciones del
Ingeniero Estructural.
b)Seleccionar la resistencia promedio
requerida en base a la resistencia de diseño
especificada por el proyectista y la
durabilidad, además se considerará la
desviación estándar y el coeficiente de
variación de las operaciones realizadas por la
empresa constructora.

7. Cálculo de la resistencia Promedio
F´cr = F´c + 1,34 s
F´cr = F´c + 2,33s – 35
Caso de no tener desviación estándar
F´c F’ cr
Menor de 210 F’c + 70
210 a 350 F’c + 84
sobre 350 F’c + 98

8. c)Selección de tamaño máximo nominal del
agregado grueso en base al sistema de
colocación.
d)Elección de asentamiento o slump en
base a la trabajabilidad, colocación y
compactación del concreto

9. e)Determinación del volumen de agua de
mezclado por unidad de volumen del
concreto tomando en cuenta él tamaño
máximo nominal de agregado grueso y el
slump.
f)Determinación del % de aire total ya sea
que se trate de concreto normales o con
aire incorporado.
g)Selección de la relación agua/cemento, en
base a la resistencia especificada y a la
condición de durabilidad eligiéndose la
menor de estas dos relaciones.

10. h)Determinación del componente cemento por
unidad cúbica de concreto en función del
volumen unitario de agua y de la relación a/c
seleccionada.
i)Determinación de las proporciones relativas de
los agregados finos y gruesos de acuerdo al
método de diseño escogido, tomando en cuenta
que el agregado se encuentra en estado seco y
que por lo tanto debe realizarse la corrección de
las proporciones del agregado en función del %
de absorción y el contenido de humedad.
j)Ajustar los diseños de mezclas de acuerdo con
los resultados finales de resistencia a la
compresión que se realicen en el laboratorio.

11. 4.- Métodos de Diseños de Mezclas
-Para determinar las proporciones de los
diversos componentes que intervienen en
un concreto para determinadas
condiciones, existen muchos métodos en
los que, los creadores de estos sistemas
dan sus recomendaciones para su uso
adecuado, y sobre todo considerando las
propiedades de resistencia a la
comprensión, durabilidad consistencia y
permeabilidad

12. a). Método del ACI
- Conceptos Generales:
Este sistema ha sido desarrollado por el
comité N° 211 del ACI se trata de un
diseño bastante simple con el que se
pueden emplear algunas tablas que pueden
obtener con facilidad las proporciones de
los componentes.
Este método se recomienda su aplicación
en concretos de peso normal.

13. - Desarrollo del Método:
-Selección de la resistencia promedio
-Selección del tamaño máximo nominal de agregados
finos
-Selección del asentamiento
-Selección del volumen unitario de agua (tablas)
-Selección de Contenido de aire (tablas)
-Selección de la relación agua /cemento (tablas)
-Determinación del cemento
-Determinación del agregado (tablas)
-Determinación de los volúmenes absolutos de sus
componentes.
-Determinación del peso seco del agregado fino
-Determinación de los valores de proporciones de sus
componentes y su correspondiente corrección

14. EJEMPLO :
METODO ACI
Datos:
F’c = 210 Kg/cm2
Tamaño Máximo Nominal ½ ”
Materiales:
A) Cemento: YURA tipo IP
Peso Específico 2.86

15. B) AGREGADOS:
Agrdo. Fino Agrdo. Grueso
Peso Volumétrico varillado 1,539 1,581
Peso Específico SSS 2.611 2.74
Contenido de Humedad 0,301 0,05
Porcentaje Absorción % 2.249 0,783
Modulo de Fineza 2.59
Pasante Malla #200 1.72

16. 2.- Determinación Resistencia Promedio
En este caso no se cuenta con la desviación estándar
por lo que utilizara la siguiente tabla dada por
ACI.
F’ c F’cr
Menor de 210 F’c + 70
210 a 350 F’c + 84
sobre 350 F’c + 98
F’cr = 210 + 84 = 294

17. 3.- Tamaño Máximo Nominal, de acuerdo a
las especificaciones de obra 1/2

18. 4.- Selección Asentamiento 3” a 4”
Tabla 1
TIPO DE CONSTRUCCION ASENTAMIENTO
MAXIMO MÍNIMO
*Zapatas y muros de cimentación 3” 1”
armados
*Cimentaciones simples , cajones ,
y subestructuras 3” 1”
*Vigas y muros armados 4” 1”
*Columnas de edificios 4” 1”
* Losas y pavimentos 3” 1”
*Concretos ciclópeo 2” 1”

19. 5.- Volumen Unitario de Agua Tabla # 2
Agua = 216 l/m3 sin aire incorporado

20. Concretos con aire incorporado
Concretos sin aire incorporado
1” a 2”
3” a 4”
6” a 7”
207
228
243
199
216
228
166
181
190
113
124
,,,
130
145
160
154
169
178
190
205
216
179
193
202
1” a 2”
3” a 4”
6” a 7”
107
119
,,,
122
133
154
142
157
166
150
165
174
160
175
184
168
184
197
175
193
205
181
202
216
TABLA N O 02
VOLUMEN UNITARIO DE AGUA
Agua en 1/m3, para los tamaños max.
Nominales de agregado grueso y con
ASENTAMIENTO sistencia indicados
3/8” 1/2” 3/4” 1” 1 1/2” 2” 3” 6”

21. 6.- Contenido de Aire
Tabla # 3 Para ½ 2,5% aire atrapado
Tamaño máximo
Nominal
3/8”
1/2”
3/4”
1”
11/2”
2”
3”
6”
3.0%
2.5%
2.0%
1.5%
1.0%
0.5%
0.2%
0.3%
Aire Atrapado
CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO

22. 7.- Relación Agua Cemento Tabla # 4
interpolando
a/c = 0.56
f” cr
(28 días)
Relación agua-cemento de diseño en peso
Concretos sin
aire incorporado
Concreto con
aire incorporado
150
200
250
300
350
400
450
0.80
0.70
0.62
0.55
0.48
0.43
0.38
0.71
0.61
0.53
0.46
0.40
,,,
,,,
RELACION AGUA -CEMENTO POR RESISTENCIA

23. 8.- Factor Cemento
agua
C= ---- = 216/0.56 = 385,71
a/c

24. 9.- Contenido Agregado grueso
Tabla #5
Modulo fineza 2.59 y TMN ½ ”
Agregado grueso seco compactado
= 0.571 m/m3
Peso Agregado grueso
= 0.571 x 1.581 = 902,75
Peso Del Agregado SSS
Peso agr. Seco + absorción= 909.82

25. Tamaño
Máximo
Nominal del
AgregadoGr
ueso
3/8”
1/2”
3/4”
1”
11/2”
2”
3”
6”
Vol. de agregado grueso , seco y compactado
por c/u de vol. por concreto, para diversos
módulos de fineza del fino.
2.40 2.60 2.80 3.00
0.50
0.59
0.66
0.71
0.76
0.78
0.81
0.87
0.48
0.57
0.64
0.69
0.74
0.76
0.79
0.85
0.44
0.53
0.60
0.65
0.70
0.72
0.75
0.81
0.46
0.55
0.62
0.67
0.72
0.74
0.77
0.83
TABLA #5
PESO DEL AGREGADO GRUESO POR UNIDAD DE VOLUMEN DEL
CONCRETO

26. 10.- Cálculo Volúmenes Absolutas
Volúmenes Absolutos
Cemento 385,71/2.86*1000 = 0.13 m3
Agua 216/1000 = 0.216 m3
Aire 2,5% = 0.025 m3
Agregado grueso 909.82/2740 = 0.332 m3
0.703 m3

27. 11.- Contenido Agregado Fino
Volumen Absoluto de Agregado fino
1-0.703 = 0.297
Peso Agregado Fino SSS
0.297 x 2.611 = 775,47

28. 12.- Valores de Diseño
Cemento: 385,71 kg/m3
Agua de diseño 216 lt/m3
Agregado fino 775,47 kg/m3
Agregado grueso 909,82kg/m3

29. 13.- Corrección por humedad de Agregado
Peso Humedo de:
Agregado fino :
Humedad –Absorción= 0,301-2,249=-1,948 %
1,948 % de 775,47 -15,11
775,47 - 15,11 = 760,36 kg/m3
Agregado Grueso:
Humedad –Absorción= 0,05-0,783=-0,733 %
0,733% de 909,82 -6,67
909,82 - 6,67 = 903,15 kg/m3

30. Aporte de Humedad
Agregado Fino -15,11
Agregado Grueso -6,67
Aporte de Humedad de Agregados = -21,78
Agua efectiva 216 + 21,78 = 237,78 lt/m3

31. 14.-Materiales Corregidos
Cemento 385,71 Kg/m3
Agregado fino 760,36 Kg/m3
Agregado Grueso 903,15 Kg/m3
Agua Efectiva 237,78 lt/m3

32. Dividiendo cada valor entre 385..71 tenemos la
dosificación en Peso
1 : 1,97 : 2.34
Cemento : Agregado Fino :Agregado grueso