tecnologia del concreto

1. DISEÑO DE MEZCLA METODO DEL ACI-PARTE II

2. Ejemplo N°02
Se desea calcular las proporciones de los materiales integrantes de una mezcla de
concreto a ser empleada en la construcción de una estructura de un puente (pilares),
el cual va estar expuesto a la acción del frío en la ciudad de Huancavelica , en la que
la temperatura puede descender hasta -20º C, las especificaciones de obra son las
siguientes:
a) En el diseño deberá considerarse la posibilidad de congelación por presencia de
humedad y baja temperatura, debiendo incorporarse aire a la mezcla de
concreto.
b) La resistencia en compresión de diseño especificada es de 245 Kg/cm2 a los 28
días, la desviación estándar de la compañía constructora es de 23 Kg/cm2.
c) Las condiciones de colocación requieren de una mezcla de consistencia seca.
Materiales: Cemento Portland Tipo I, de P.e = 3,12
Agua : De río y cumple con la condiciones de potable.

3. Descripción Agregado Fino Agregado Grueso
Peso unitario suelto seco 1550 Kg/m3 1 450 Kg/m3
Peso unitario seco compactado 1 520 Kg/m3
Peso especifico 2,72 2,65
Contenido de humedad 5,0 % 0.3 %
Absorción 1,2 % 0,7 %
Modulo de Fineza 2,7 7,4
Tamaño Máximo Nominal 1”

4. 1. Determinación de la resistencia Promedio f´cp aplicando la formula:
f´cp = f´c + 1,34 S = 245 + 1,34 (23) = 276 Kg/cm2
f´cp = f´c + 2,33 S - 35 = 245 +2,33 (23) – 35 = 264 Kg/cm2
Se selecciona el mayor valor: f´cp = 276 Kg/cm2
2. Selección del Tamaño Máximo Nominal
Por especificación del problema el T.M.N es 1”.
3. Selección del asentamiento
De acuerdo a las especificaciones del problema, las condiciones de colocación del
concreto requieren de una mezcla de consistencia seca. La que corresponde un
asentamiento de 1 a 2 pulg. Cuando no se indique el asentamiento se recurre a la
tabla 9.2.2

5. 4. Selección del Volumen Unitario de Agua
Entrando a la tabla 10.2.1 se determina que el volumen unitario de agua de
diseño necesario para un metro cúbico de concreto y una mezcla de
consistencia seca cuyo asentamiento es de 1 a 2 pulg. una mezcla con aire
incorporado y cuyo agregado grueso tiene un T.M.N. de 1” le corresponde 160
l/m3.

6. 5. Contenido de Aire Total
Desde que la estructura va estar expuesta a condiciones de temperaturas
severas, con una temperatura ambiente de -20ºC y condición de humedad seca, será
necesario incorporar aire a la mezcla mediante el empleo de un aditivo.De acuerdo a
la tabla 11.3.1 , un concreto sometido a condiciones de exposición severa, con
tamaño máximo nominal de 1” para el agregado grueso, deberá tener un contenido
total de aire de 6 %.
Pero el aire total será igual al aire obtenido en la tabla 11,3,1 = 6% menos al aire
obtenido en la tabla aa,2,1 que es 1,5%, entonces el aire total seá igual 4,5%.

7. 6. Selección de la Relación Agua cemento ( a/c ) Por resistencia:
Entrando a la tabla 12.2.2 para una f´c = 276 Kg/cm2 y en concreto con aire incorporado,
no vamos a encontrar un valor por lo que tendremos que realizar una interpolación con
los valores más próximos; de la siguiente manera:
f´cp a/c
300 0,46
276 y
0,07
50 26 x
250 0.53
50 ----------------- 0,07
26 ----------------- x
x = 26 x 0,07/50 = 0,036
Para un f’cp de 276 la a/c será: 0.53 – 0.036 = 0.49

9. Relación Agua Cemento (a/c) por durabilidad
Considerando que la estructura se encuentra en una zona de intemperismo
severo, será necesario determinar la relación agua cemento por durabilidad,
para ello, en este caso particular entramos a la tabla 13.2.5 en la línea
correspondiente a concretos expuestos a procesos de congelación y deshielo
en condiciones húmedas, encontrando que corresponde, para otros
elementos, una relación agua cemento de 0,50.
De los valores obtenidos: Por resistencia a/c = 0,49 y por durabilidad a/c = 0,50
Se escogerá el menor de los valores, por lo tanto la relación a/c a usar será de 0,49

10. 7. Determinando el Factor Cemento:
El factor cemento será; Agua de diseño = 160 l/m3 y relación a/c = 049
160 l/m3 / C = 0,49
C = 160 l/m3 / 0,49 = 326,5 Kg/m3
C = 327 Kg/m3 N° bolsas = 327/42,5 = 7,69 b./m

11. 8. Contenido de Agregado Grueso
Entrando a la tabla 16,2,2 y un M.F. del agregado fino de 2,7 y un T.M.N del agregado
grueso de 1”, se encuentra un valor igual a 0,68 m3 de agregado grueso seco y
compactado por unidad de volumen de concreto.
Con el valor de 0,68 m3 obtenido en la tabla y el peso compactado de 1520 Kg/m3
Obtenemos el peso del agregado grueso = 0,68 x 1520 = 1034 Kg/m3

12. 9. Calculo de los Volúmenes Absolutos
Cemento 327/3.12x1000 0,105 m3
Agua 160/1x1000 0,160 m3
Aire 4,5 % 0,045 m3
Agregado Grueso 1034/2,65x1000 0,390 m3
--------------
Total Volúmenes Absolutos 0,700 m3
10. Determinación del Contenido de Agregado Fino
Volumen absoluto de agregado fino: 1 – 0,70 = 0,30 m3
Peso del Agregado Fino Seco : 0,30 x 2,72 x 1000 = 816,00 Kg.

13. 11. Determinación de los Valores de Diseño
Las cantidades a ser empleadas como valores de diseño son:
Cemento : 327 Kg/m3
Agua de diseño : 160 l/m3
Agregado fino seco : 816 Kg/m3
Agregado grueso : 1034 Kg/m3
12. Corrección por Humedad de los Agregados
Ag. Fino : 816,0 x 1,050 = 857 Kg/m3
Ag. Grueso : 1034 x 1,003 = 1037Kg/m3
Humedad Superficial de los Agregados
Agregado fino : 5,0 – 1,2 = 3,8 %
Agregado Grueso : 0,3 – 0,7 = -0,4 %

14. Aporte de Humedad de los Agregados
Agregado fino : 816 x 0,038 = 31,0 l/m3
Agregado grueso : 1034 x (– 0,004) = - 4,0 l/m3
-----------------
Aporte de humedad de los agregados: 27.00 l/m3
El agua efectiva será: 160 – 27 = 133 l/m3
Pesos de materiales corregidos por humedad del agregado:
Cemento : 327 Kg/m3
Agua efectiva : 133 l/m3
Agregado fino húmedo : 857 Kg/m3
Agregado grueso húmedo : 1037 Kg/m3

15. 13. Proporciones en Peso
Las proporciones en peso de los materiales corregidos por humedad será:
327/327 : 857/327 : 1037/327
1 : 2,6 : 3,2 17 l/bolsa.
Determinación del volumen de agua por saco:
327/42,5 = 7,69
133/7,69 = 17,29 = 17 l/bolsa.
La relación agua cemento (a/c) efectiva será: 133/327 = 0.41
14. Pesos por Tanda de un Saco
Cemento : 1 x 42,5 = 42,5 Kg/bolsa
Agua efectiva : 18.0 l/bolsa
Agregado fino húmedo : 2,6 x 42,5 = 111 kg/bolsa
Agregado grueso húmedo : 3,2 x 42,5 = 136 Kg/bolsa

16. 15. Proporción en Volumen de Obra
Volúmenes aparentes en pie3:
Cemento : 327/42,5 = 7,70 pie3
Agregado fino : 857 x 35/1550 = 19.4 pie3
Agregado Grueso : 1037 x 35/1450 = 25,0 pie3
Agua Efectiva : = 135 l.
Las Proporciones en Volumen Serán:
7,7 / 7,7 : 19,40 / 7,7 : 25,00 / 7,7 135 / 7,7
1 : 2,5 : 3,2 18 l/ bolsa

17. PROBLEMA PROPUESTO PARA DESARR0LAR EN SU DOMICILIO
1.0 Se pide diseñar un concreto de 210 kg/cm2 por el método del ACI, para lo cual se
cuenta con la evaluación de materiales proporcionados por el contratista para el
diseño de mezcla para columnas del proyecto “Construcción de aulas en la I:E: San
Martín de la ciudad de Pisco; siendo dichos resultados los siguientes:
Ag. GRUESO Ag. FINO
Peso específico 2.54 2.45
Humedad natural 1.30 % 1.50 %
% absorción 2.06 % 1.92 %
Peso unitario suelto seco 1, 650 Kg/m3 1,625 Kg/m3
Peso unitario compactado seco 1,850 Kg/m3 1,870 Kg/m3
Desviación estandar : 10 Kg/cm2
Sulfato en agua como SO4 : 1,450 ppm.
Peso específico del cemento : 3.12
Modulo de fineza del Ag. Fino: 2.80
Tamaño Máximo nominal : ¾”

18. 2.0 Se Pide: Diseñar un concreto F’ c = 200 kg/cm2 para vigas con el método del ACI,
utilizar cemento Pórtland Sol P.e: 3.11 y una desviación estandar de 15 Kg/cm2. Se
cuenta con la evaluación de materiales proporcionados por el contratista para el
diseño; siendo dichos resultados los siguientes:
GRUESO FINO
Peso específico 2.45 gr/cm3 2.40 gr/cm3
Humedad natural 1.20 % 1.50 %
% absorción 2.26 % 1.90 %
Peso unitario suelto seco 1, 850 Kg/m3 1,825 Kg/m3
Peso unitario compactado seco 1,960 Kg/m3 1,950 Kg/m3
% en peso de sulfatos solubles en agua presente en el suelo: 0.15
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
Tamices 1 ½ 1” ¾” ½” 3/8” Nº 4
Cantidad de
Mat. Q´ Pasa
1,100 gr. 1,100 gr. 955 gr. 645 gr. 125 gr. 40 gr.
Tamices 3/8” Nº 4 Nº 8 Nº 10 Nº 16 Nº 20 Nº 30 Nº 50 Nº 80 Nº 100
Cantidad de
Mat. Q¨Pasa
950
gr
800 gr 755 gr 630 gr 600 gr 440 gr 405 gr 235 gr 72 gr 54 gr

19. CONVERSION DE DOSIFICACIONES
PESO A VOLUMEN-VOLUMEN A PESO

20. CONVERSION DE DOSIFICACIONES EN PESO A VOLUMEN
Debido a la necesidad de evitar errores en el diseño originados por el
esponjamiento del agregado fino, la selección de las proporciones de los
materiales integrantes de la unidad cúbica de concreto se hace para proporciones
en peso.
Sin embargo en la practica cuando se trabaja en lugares alejados de las ciudades,
suele ocurrir que en obra no se cuente con las facilidades de una planta de
concreto o equipos que nos permitan pesar los materiales integrantes del
concreto, lo que obliga a preparar el concreto donde las cantidades se selecciona
en volumen.
El procedimiento de conversión de dosificaciones en peso a dosificaciones en
volumen equivalente es bastante simple si se siguen los pasos establecidos.

21. EJEMPLO:
Se tiene una dosificación en peso ya corregida por humedad del
agregado, de: 1 : 2.1 : 2.9 con 25 litros de agua por saco de cemento
como valores de obra. Se desea conocer la dosificación en volumen
equivalente.
CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES
AG. FINO AG. GRUESO
Peso unitario suelto seco: 1685 Kg/m3 1548 Kg/m3
Contenido de humedad : 3,4% 0,7%
Cantidad de materiales por tanda:
A partir de la relación en peso para valores de obra , o sea ya corregidos
por humedad del agregado, se puede determinar la cantidad de
materiales necesarios para preparar una tanda de concreto en base a un
saco de cemento

22. Cemento ……………………………….. 1x42,5 = 42,5 Kg/saco
Agua efectiva …………………………. = 25 litros/saco
Agregado fino húmedo ……… 2,1 x 42,5 = 89,3 Kg/saco
Agregado grueso húmedo… 2,9 x 42,5 = 123,3 kg/saco
Pesos unitarios húmedos del agregado:
Como se va a convertir una dosificación de obra ya corregida por
humedad del agregado, es necesario determinar los pesos unitarios
húmedos de los agregados fino y grueso. Para ello deberá multiplicarse
el peso unitario suelto seco de cada uno de los agregados por el
contenido de humedad de los mismos:
Peso Unitario del:
Agreg. Fino Húmedo ……….. 1685x1.034 = 1742 kg/m3
Agreg. Grueso Húmedo …… 1548x1.007 = 1558 kg/m3

23. Peso por pié cúbico del agregado:
Conocidos los pesos unitarios sueltos húmedos de los agregados y
sabiendo que un metro cubico es equivalente a 35 pie cúbicos, se deberá
dividir el primero entre el segundo valor para obtener el peso por pie
cubico de cada uno de los agregados.
Peso en pie cúbicos:
Del Ag. Fino …………………… 1742/35 = 49.77 kg/pie cúbico
Del Ag. Grueso …….…………1559/35 = 44,54 kg/pie cúbico
De la bolsa de cemento……. = 42.50 kg/pie cúbico
Dosificación en volumen:
Conocidos los pesos por pie cúbico de los diferentes materiales en la
mezcla, bastará dividirlos pesos de cada uno de los materiales en la
tanda de un saco entre los pie cúbico para obtener el numero de pie
cúbicos necesarios para preparar una tanda de un saco:

24. Los valores así obtenidos representan la dosificación:
Cemento ………………… 42.5/42.50 = 1,00 pie cúbicos
Ag. Fino húmedo ……… 89.3/49.77 = 1.88 pie cúbicos
Ag. Grueso húmedo ….. 123.3/44.54 = 2.80 pie cúbicos
Y la dosificación en volumen de obra, corregida por humedad del
agregado equivalente a la dosificación en peso dada será:
Dosificación en volumen de obra:
1 : 1.8 : 2.8 / 25 litros x saco

25. EJEMPLO N° 2:
Se tiene una dosificación en peso ya corregida por humedad del
agregado, de: 1 : 2.5 : 3. con 28 litros de agua por saco de cemento como
valores de obra. Se desea conocer la dosificación en volumen
equivalente.
CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES
AG. FINO AG. GRUESO
Peso unitario suelto seco: 1700 Kg/m3 1600 Kg/m3
Contenido de humedad : 3,5% 0,75%

26. CONVERSION DE DOSIFICACIONES EN VOLUMEN A PESO
Como se ha visto en el caso anterior, se explicará mediante un ejemplo ,
el procedimiento a seguir cuando se desee conocer la dosificación en
peso que ha dado lugar a una dosificación en volumen equivalente.
EJEMPLO 3
Se desea conocer la dosificación en peso que ha dado lugar a una
dosificación en volumen de obra ya corregida por humedad del
agregado, de 1 : 2.5 : 3.5, con una relación agua cemento efectiva de 25
litros de agua por bolsa de cemento.
MATERIALES
DESCRIPCION AG. FINO AG. GRUESO
Peso unitario suelto seco: 1,735 Kg/m3 1,630 Kg/m3
Contenido de humedad : 5% 0.35%

27. DETERMINACION DE PESOS UNITARIOS HUMEDOS
Al igual que la conversión de pesos a volúmenes, se necesita conocer los
pesos unitarios húmedos de los agregados fino y grueso:
Peso Unitario del:
Ag. Fino Húmedo : 1,735 x 1.05 = 1,822 Kg/m3
Ag. Grueso húmedo : 1,630 x 1.0035 = 1,636 Kg/m3
Peso por pié cúbico del:
Ag. Fino húmedo : 1,822/35 = 52.06 Kg/pie cúbico
Ag. grueso húmedo : 1,636/35 = 46.74 Kg/pie cúbico
De la bolsa de cemento: 1 x 42.5 = 42.50 Kg/pie cúbico
Pesos de una tanda de un saco:
Conocida la dosificación en volumen y en peso de los materiales por pie
cúbico, es posible calcular los pesos de los materiales que entran en una
tanda de un saco.

28. Cemento : 1.0 x 42.50 = 42.50 Kg/saco
Ag, fino húmedo : 2.5 x 52.06 = 130.15 Kg/saco
Ag. Grueso húmedo : 3.5 x 48.74 = 163.60 Kg/saco
A partir de estos valores ya es posible determinar la relación en peso
equivalente:
Relación en peso equivalente:
La relación en peso equivalente a la relación en volumen dada se
obtendrá dividiendo el peso de cada uno de los materiales entre el peso
del cemento.
42.5/42.5 : 130.15/42.5 : 163.60/42.5 = 1 : 3.06 : 3.85
La relación en peso, 1 : 3.06 : 3.85 es equivalente a la relación en
volumen 1 : 2.5 : 3.5

29. EJEMPLO 4
Se desea conocer la dosificación en peso que ha dado lugar a una
dosificación en volumen de obra ya corregida por humedad del
agregado, de 1 : 2.3 : 3.2, con una relación agua cemento efectiva de 28
litros de agua por bolsa de cemento.
MATERIALES
DESCRIPCION AG. FINO AG. GRUESO
Peso unitario suelto seco: 1,750 Kg/m3 1,650 Kg/m3
Contenido de humedad : 3.5% 0.5%

30. TRABAJO DE EVALUACION PERMANENTE
Grupo 01: f´c = 240 kg/cm2. para placas
Desviación estandar 18 Kg/cm2
Método de diseño Comité 211 del ACI
Cemento: INKA
Grupo 02: f¨c = 210 Kg/cm2 para columnas
Desviación estandar 15 Kg/cm2
Método de diseño de la combinación de agregados.
Cemento Sol Tipo I
Grupo 03: f¨c = 220 Kg/cm2 para zapatas
Desviación estandar 11 Kg/cm2
Método de diseño de Walker
Cemento APU
Grupo 04: f¨c = 240 Kg/cm2 para vigas de cimentación.
Desviación estandar 10 Kg/cm2
Método de diseño de Combinación de agregados
Cemento INKA Antisalitre

31. MUCHAS GRACIAS
“NO OLVIDAR LOS PROTOCOLOS ANTI COVID; PROTEGETE QUE PROTEGES A
TU FAMILIA”
DOCENTE: ING JUAN FELIX OLAECHEA HUARCAYA