2. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
Elementos básicos que constituyen el concreto:
Agregado grueso = grava
Agregado fino = arena
Cemento
Agua
Aditivo (s)
Aire
Adiciones
AGREGADO GRUESO Y FINO 68%
AGREGADOS
AGUA 17%
AIRE 2%
CEMENTO 13%
PASTA
VOLUMEN ABSOLUTO
3. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
Dosificacion
y mezclado
5 Minutos
Transporte
20 minutos
Colocación
15 minutos
Ciclo de Colocación y
Compactación
80 Minutos (Máximo
Disponible:140 Minutos)
4. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
Un buen sistema de diseño, debe ser capaz de orientar la selección
de los materiales disponibles y la proporción en que deben
intervenir en la mezcla para obtener un concreto económico y que
satisfaga los requisitos de un proyecto.
Para lo anterior, se tiene que preguntar :
Qué agregados están disponibles en forma económica?
Qué propiedades debe tener el concreto?
Cual es el medio para proporcionar las características
deseables en forma económica?
5. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
Conceptos básicos :
Módulo de Finura.- Número indicador de los diferentes
tamaños y cantidades de que está
constituida la arena
Absorción.- Habilidad que tienen los agregados
para retener agua internamente.
Agregado Saturado y Condición de humedad del agregado
superficialmente seco en el cual ni toma ni cede agua.
Densidad.- Relación entre el Peso (masa) de un
material y el volumen absoluto que
ocupa dicho material.
6. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
Requisitos mínimos de los agregados para el diseño de mezclas :
Análisis Granulométrico de los agregados grueso y fino.
Peso Volumétrico, estado seco compacto, de la grava.
Densidad de la grava y arena.
Absorción de la grava y arena.
Humedad de la grava y arena.
7. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
Cuando se desea diseñar y producir un Concreto, debe
pensarse en satisfacer, por lo menos, cuatro requisitos:
Resistencia
Revenimiento ( consistencia o fluidez)
Tamaño máximo de agregado y
Rendimiento
8. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
•Resistencia
f’cr= f’c + t *
f’cr: resistencia requerida para un % de fallas
f’c : resistencia especificada por el cliente
t : factor necesario para un porcentaje de fallas
deseado
: medida de la dispersión de los resultados de
las pruebas
9. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
• Revenimiento
El revenimiento se elige por el constructor conforme al elemento que se va a
colar.
• Tamaño máximo del agregado
El tamaño máximo del agregado se selecciona por las características
del elemento estructural y con lo dispuesto en los Reglamentos de
Construciones de cada localidad.
El tamaño máximo no debe ser mayor de un quinto de la menor
distancia horizontal entre caras de los moldes, ni de un tercio del
espesor de las losas, ni de tres cuartos de la separación horizontal
libre mínima entre barras, paquete de barras o tendones de
presfuerzo.
10. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
El rendimiento del concreto es confirmar que un metro cúbico de
concreto contiene 1000 litros, determinado de acuerdo a lo indicado
en la NMX –C – 162 en vigor, o conforme a lo convenido entre
fabricante y usuario.
Rendimiento
11. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
Método recomendado por el ACI, para la dosificación de
mezclas de concreto:
ELECCIÓN DEL REVENIMIENTO, se elige el revenimiento
adecuado para el tipo de elemento que se va a colar.
ELECCIÓN DEL TAMAÑO MAXIMO DE AGREGADO, en función
de las prácticas recomendadas por el ACI:
No exceder de una quinta parte de la menor dimensión
entre lados de cimbra.
No exceder de una tercera parte del peralte de las losas
No exceder de ¾ partes del espaciamiento libre entre
varillas.
12. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
ESTIMACIÓN DEL AGUA DE MEZCLADO Y DEL CONTENIDO
DE AIRE, se determinan con el revenimiento y el tamaño
máximo de agregado (tabla 4.1)
13. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
ELECCIÓN DE LA RELACION AGUA/CEMENTO, se determina en
función de los requerimientos de resistencia, durabilidad y propiedades de
acabado (ACI tabla 4.2)
14. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
CALCULO DEL CONTENIDO DE CEMENTO, se obtiene
dividiendo el contenido de agua de mezclado entre la
relación agua/cemento
15. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
ESTIMACIÓN DEL CONTENIDO DE AGREGADO GRUESO, este
valor depende del tamaño máximo de agregado y del
módulo de finura del agregado fino (tabla 4.3)
16. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
ESTIMACIÓN DEL CONTENIDO DE AGREGADO FINO, este valor se
puede obtener siguiendo 2 caminos:
POR PESO
POR VOLUMEN
AJUSTES POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS.
AJUSTES EN LA MEZCLA DE PRUEBA.
17. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
Requisitos de proyecto:
f´c = 250 kgf/cm2 fcr = f´c + st = 300 kgf/cm2
T.M.A. = 20 mm
Revenimiento = 10 cm
Información de laboratorio:
Granulometría de la arena y grava. M.F. arena = 2.80
Densidades: cemento 3.13 Absorción : Humedad :
grava 2.40 grava 4% grava 6%
arena 2.38 arena 7% arena 10%
agua 1.0
Masa volum. seca y compacta de la grava es 1400 kg/m3
18. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
Estimación del agua de mezclado y del contenido de aire
Contenido de agua = 200 litros
Contenido de aire = 2 %
20. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
Cálculo del contenido de cemento
Estimación de agua 200 litros y relación
a/c = 0.55
cemento = 200 / 0.55 = 364 kg/ m3
21. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
Estimación del contenido de agregado grueso
volumen de agregado grueso= 0.62
Que por el valor de la masa volumétrica en edo.
seco y compactado= 0.62 * 1400 = 868 kg/m3
22. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
Estimación del contenido de agregado fino por peso :
Agua 200 litros
Cemento 364 kg/m3
grava 868 kg/m3
SUMA 1432 kg/m3
Peso estimado del m3 de concreto = 2200 kg/m3
Contenido de arena = 2200 – 1432 = 768 kg/m3
23. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
Estimación del contenido de agregado fino por volumen :
Agua 200 litros = 200/ 1 = 200.0 litros
Cemento 364 kg/m3 = 364/3.13 = 116.3 litros
grava 868 kg/m3 = 868/2.40 = 361.7 litros
SUMA 1432 kg/m3 = = 678 litros
Volumen de arena = 1000 – 678 = 322 litros
= 322 * 2.38 = 766 kg/m3
24. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
Ajustes por humedad de los agregados :
Grava : 868 * 1.06 = 920 kg (en estado húmedo)
Arena : 766 * 1.10 = 842 kg (en estado húmedo)
Considerando agua de absorción :
Grava = H – Abs = 6 – 4 = 2%
Arena = H – Abs = 10 – 7 = 3%
Agua por adicionar = 200 – [868*0.02 + 766*0.03] = 159.7
litros
Pesos estimados por m3 de concreto:
Cemento = 364 kg
Agua = 160 litros
Grava = 920 kg
Arena = 842 kg
25. Materiales de Construcción Diseño de Mezclas
Pesos estimados por m3 de concreto:
Cemento = 364 kg
Agua = 160 litros
Grava = 920 kg
Arena = 842 kg
Porcentaje por m3 de concreto:
Cemento = 364/364 kg = 1
Agua = 160/364 litros =0.439
Grava = 920/364 kg = 2.527
Arena = 842/364 kg = 2.313
Proporción por saco de cemento (1 saco de cemento=2 sacos de arena
o grava):
Cemento = 364/364 kg = 1
Agua = 160/364 litros =0.439
Grava = 920/364 kg = 2.527x2= 5.054
Arena = 842/364 kg = 2.313x2= 4.627
Proporción por saco(Cemento:Grava:Arena) 1 : 5 : 4.5
