Diapositiva. Diseño de Mezclas de Concreto

1. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA”
ÁREA: TECNOLOGÍA. PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
COMPLEJO ACADÉMICO “LOS PEROZO”
UNIDAD CURRICULAR: MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
TEMA III
Profesor de la Cátedra:
•Ing. José A. Contreras R. Enero-Febrero 2012

2. 1. Introducción y Consideraciones Generales
2. Datos de Entrada para el Diseño de Mezclas de Concreto
3. Métodos de Diseño de Mezcla
4. Correcciones y Ajustes
2. 1. Datos Básicos
2. 2. Calculo de las Proporciones entre Agregados Finos y Gruesos
3.1. Método Propuesto por Porrero, Grases y Otros
3.2. Método ACI
3.2. Método RARH Propuesto por el Prof. Roberto Rosario
6. Dosificación para Obras de Poco Volumen de Concreto
7. Actividades Propuestas
5. Ejemplos de Aplicación

3. Se define como diseño de mezcla al procedimiento mediante el cual se
calculan las cantidades de cada uno de los componentes que intervienen
en una mezcla de concreto.
No se puede hablar de un método único de diseño de mezcla debido a
que las variables que condicionan la calidad y el comportamiento final del
concreto son numerosas y difíciles de precisar.

4. Las dosificaciones tienen asociado cierto grado de imprecisión que
puede ser reducido a través de procesos de ajuste tales como el desarrollo
de mezclas de prueba
Al respecto, una dosificación apropiada debe cumplir con ciertos
requisitos:
a) Economía y Manejabilidad en Estado Fresco
b) Resistencias, aspecto y Durabilidad en Estado Endurecido

5. a) Resistencia de Diseño (Rd)
No es mas que la resistencia media esperada para el material a ser
elaborado. Corresponde a una mayoración de resistencia que busca que
el valor final que se obtenga, supere a la resistencia exigida por el
proyectista F’c. Se expresa en Kg/cm2
b) Cuantíl - % de Fracción Defectuosa
Representa el porcentaje de material producido (concreto) que se
espera no alcance la resistencia esperada. Asocia la probabilidad de
ocurrencia de errores en el proceso de producción y para procesos de
calculo ya se ha obtenido estadísticamente en función del control
previsto como un valor adimensional “z”

6. c) Ley de Abrams
Establece la correspondencia entre la resistencia del concreto y la
relación agua/ cemento “”
Donde M y N son constantes que dependen de las características de
los materiales que componen la mezcla, R es la resistencia media
esperada para el concreto, A es la cantidad de agua en litros y C la dosis
de cemento. Estas ecuaciones conllevan a:
con
* Representación Grafica de la Ley

7. d) Relación Triangular
Es la expresión que relaciona la Trabajabilidad medida como
asentamiento en el Como de Abrams, con la relación agua/cemento () y
la dosis de cemento (C)
Donde k , m y n son constantes
que dependen de las características
de los materiales que componen la
mezcla y de las condiciones en las
que le elabora. Se han obtenido
buenos ajustes para el caso de
agregado grueso triturado de tmax
1” y cemento portland tipo 1 con
k=117.2, n=0.16 y m = 1.3
* Ver Representación Grafica

8. e) Desviación Estándar ()
Representa la variabilidad de los resultados que puede arrojar el
ensayo de resistencia a la compresión del concreto
Con Desviación Estándar Conocida - Cuantil 9% (NORMA COVENIN 1753-2001)
Para F’c ≤350 Kg/cm2  Rd = F’c + 1.34 ó Rd=F’c + 2.34-35 kg/cm2
Para F’c >350 Kg/cm2  Rd = F’c +1.34 ó Rd=0.9F’c + 2.34

9. Con Desv. Estándar Conocida -Cualquier Cuantil (NORMA COVENIN 1753-2001)
Para F’c ≤350 Kg/cm2  Rd = F’c + z* ó Rd=F’c-(1-z)*-35 kg/cm2
Para F’c >350 Kg/cm2  Rd = F’c +z* ó Rd=0.9F’c –(1-z)*
Con Desviación Estándar Desconocida (Manual de Concreto Estructural)
Seleccionar Rd en función del grado de control Previsto (Tabla VI.5)
Chequear max (Tabla VI.6)

10. Constituye la información básica a partir de la cual, siguiendo el
procedimiento que señala el método, puede llegarse a la dosificación de la
mezcla deseada
Los datos de entrada básicos son:
• Resistencia de Diseño de la Mezcla o algún dato relacionado
•Tipo de Obra, o parte de la Estructura y sus Dimensiones
•Condiciones ambientales y particularmente del sitio de obra
•Tipo de agregado y de cemento disponible

11. Otro aspecto a tomar en cuenta es que los diseños de mezcla exigen
conocer además de la composición granulométrica de los agregados finos
y gruesos que se deseen emplear individualmente, el comportamiento
granulométrico de ellos de forma conjunta (como material combinado)
La relación de combinación
de los agregados finos y
gruesos se designa como “” y
se debe seleccionar de forma
tal que el agregado combinado
tenga para su tamaño máximo,
una granulometría dentro de
las “zonas granulométricas”
recomendadas para concretos
de calidad

12. Limites Granulométricos Sugeridos. Materiales Combinados. Fuente:
Manual de Concreto Estructural. Porrero y otros (2003). Tabla VI.1

13. Ejemplo: Combinación de Agregados. Fuente: Manual de Concreto
Estructural. Porrero y otros (2003)

14. Ejemplo: Combinación de Agregados. Fuente: Manual de Concreto
Estructural. Porrero y otros (2003). Figura VI.1

16. A continuación se presenta de forma compacta el procedimiento que
considera el metodo
Este es un método especialmente valido para concretos con asentamientos
en el como de abrams entre 2.5 cms (1”) y 15 cms (6”) y con resistencias a
la compresión entre 180-430 Kg/cm2
Datos de Entrada:
F’c = resistencia a la compresión requerida en el proyecto (Kg/cm2)
T = Asentamiento en cm requerido para el proyecto
P= Tamaño máximo del agregado disponible en (mm)
A y G = Pesos específicos de los agregados (adimensionales)
Desviación Estándar  y control previsto para la producción

17. Paso 1. Calculo de la Relación
Agua Cemento en Función de la
Ley de Abrams Paso2. Calculo de la Dosis de Cemento
Relación Triangular
Paso 3. Calculo del Agua de Mezclado
Paso 4. Calculo del Volumen de Aire Atrapado
Fig. VI.2 Fig. VI.3
Verificar Verificar:
Paso5. Calculo del Peso
Específico del Material
Combinado
Paso 6. Calculo del Peso del Material
Combinado
Paso 7. Calculo del Peso del
Agregado Fino
Paso 8. Calculo del Peso del
Agregado Grueso
Correcciones /Ajustes
Paso Preliminar
Valores de Prediseño
TABLA VI.7 y VI.8
TABLA VI.11 y VI8

18. El método de Diseño A.C.I. (American Concrete Institute), es uno de los
métodos de diseño de mezclas mas utilizados a nivel mundial. Básicamente
es un método experimental donde se necesita información acerca del
diseño de la estructura y las propiedades de los componentes del concreto
Este método es compatible y/o se adapta para desarrollar los métodos
estadísticos

19. Datos de Entrada:
F’c = resistencia a la compresión requerida en el proyecto (Kg/cm2)
T = Asentamiento requerido para el proyecto (cm)
Tmax= Tamaño máximo del agregado disponible (mm)
MF = modulo de Finura del agregado fino
A y G, Puc = Presos específicos (adimensionales) y Pesos Unitarios
Compactos (Kg/m3) de los agregados
c = Peso especifico del cemento (Kg/m3)
Desviación Estándar , Cuantil, Condiciones Ambientales

20. Paso 1. Calculo de la
Resistencia de Diseño
Paso 5. Calculo de la Dosis
de Cemento
Tabla I-3.1 ()
Paso 7. Calculo del Peso
Requerido de Agregado Fino
Paso 2. Calculo de la Relación
Agua /Cemento
Tabla I-3.3 (Rd en Kg/cm2)
Se Compara con los Valores de la
Tabla I-3.4-  por Durabilidad
Paso 3. Calculo del Asentamiento
de Acuerdo con el Tipo de Obra o
Elemento a Vaciar
Tabla I-3.5
Paso 4. Calculo del Volumen de
Agua y % de Aire Atrapado
Tabla I-3.6 (Asent. en cm y Tmax
en mm)
Paso 6 Calculo del Peso
Requerido de Agregado Grueso
Tabla I-3.7 (Tmax y MF)
Volumen de A.G.
Correcciones /Ajustes
Valores de Prediseño
y Tabla I-3.2 (z)

21. Este método de diseño utiliza procedimientos programables basados en el
aseguramiento de calidad , con resistencias medias hasta 300 Kg/cm2,
para agregados con gradación continua y tamaño máximo hasta 1 ½”,
asentamiento entre 5 y 14 cm, para agregados finos con modulo de finura
entre 2.4 y 3 y relaciones de  entre 0.47 y 0.60. Se basa en una serie de
tablas y gráficos

22. Datos de Entrada:
F’c = resistencia a la compresión requerida en el proyecto (Kg/cm2)
T = Asentamiento requerido para el proyecto (cm)
Tmax= Tamaño máximo del agregado disponible (mm)
MF = modulo de Finura del agregado fino
concreto = Preso unitario del concreto
c = Peso especifico del cemento (Kg/m3)
Desviación Estándar , Cuantil, Condiciones Ambientales

23. Paso 1. Calculo de la
Resistencia de Diseño
Paso 5. Calculo de la Dosis
de Cemento
Tabla 1 (z) y Tabla 2 ()
Paso 2. Calculo de la Relación
Agua /Cemento
Tabla 3 (Rd en Kg/cm2)
Se Compara con los Valores de la
Tabla 4-  por Durabilidad
Paso 3. Calculo del Asentamiento
de Acuerdo con el Tipo de Obra o
Elemento a Vaciar
Tabla 5 (Asent. en cm)
Paso 6. Calculo del Peso de
Agregado Fino y Grueso
Requerido
Debe haberse estimado 
Correcciones /Ajustes
Valores de Prediseño
Eq. 1
Eq. 2
Debe Haberse Estimado 
del Concreto

24. a) Corrección por Humedad y Absorción de los Agregados
a) Corrección por Peso Unitario
Consiste en la verificación del peso unitario del concreto en la fase de
prediseño, respecto al peso unitario teórico asociado al tamaño máximo
de las partículas que lo componen
Consiste en el ajuste de pesos en los materiales correspondiente al
manejo de condiciones ideales (Wsss - s) para los agregados y las
condiciones reales de humedad y absorción que ellos presentan

25. c) Corrección del Agua de Mezclado
Consiste en la cantidad de agua por relación de humedad y absorción reales en los
materiales
Ajustes:
-Ajustes de la Relación Triangular
-Ajuste de la Ley de Abrams
Cabe destacar que una vez que se obtienen los valores definitivos de las
proporciones de cada elemento constitutivo de la mezcla, a partir de
relaciones volumétricas (Pesos Unitarios) se pueden estimar las cantidades
de material requerido en sus presentaciones comerciales , a partir de los m3
de concreto a producir

26. a) Recetas Simples

27. b) Recetas Ampliadas

28. Con el fin de reforzar los conocimientos adquiridos se sugiere:
* Identificar las principales ventajas y desventajas de la aplicación de cada
método de diseño
* Comparar los valores teóricos arrojados por cada método con valores
experimentales que se hayan obtenido en el laboratorio u otros registros
para diseños similares y también a través de aplicación de recetas simples o
ampliadas.
* Resolver el siguiente problema por mínimo 2 métodos y establecer
comparaciones:

29. * Resolver el siguiente problema por mínimo 2 métodos y
establecer comparaciones:

30. A las plantas las endereza el cultivo; a los hombres, la
educación. Jean J. Barthélemy