DISEÑO ACI

1. I. DISEÑO DE MEZCLA SIN ADITIVO
A. Se diseñará un concreto de las siguientes condiciones:
-
f´c = 250 kg/cm2
-
Consistencia: plástica , entonces slump = 3”-4”
-
No se expondrá a agentes degradantes
-
No tendrá aire incorporado
-
No se usa aditivo
B. Datos:
 Cantera : “Rio Mashcon”
 Peso específico del cemento : 3.12g/cm3
DESCRIPCIÓN UNIDAD Ag. FINO Ag GRUESO
Peso específico masa g/Cm3
2.59 2.54
Puv suelto seco Kg/m3
1483.76 1454.17
Puv seco compactado Kg/m3
1890.6 1557.5
W % % 8.69 3.99
Abs % % 12.69 1.71
Modulo de Finura 0 3. 00 7.13
C. Cálculos y resultados:
1. Resistencia especificada a los 28 días = 250 kg/cm2
2. Calculo de la resistencia promedio
No se tiene registros de resistencia de probetas y tampoco se conoce el grado
de control de calidad en obra o laboratorio
∗ 𝒇′
𝑪𝒓 = 𝐟′
𝐂 + 𝟖𝟒
*𝒇′
𝑪𝒓 = (𝟐𝟓𝟎+ 𝟖𝟒) 𝒌𝒈𝒔 𝒄𝒎 𝟐⁄
*𝒇′
𝑪𝒓 = 𝟑𝟑𝟒 𝒌𝒈𝒔 𝒄𝒎 𝟐⁄
(Resistencia de diseño)
3. Tamaño máximo nominal del agregado TMN
Durante el ensayo de granulometría se pudo determinar:
TMN:1 1/2”
4. Determinación del Slump
f’c f’cr
Menos de 210 f’c+70
210 – 350 f’c+84
>350 f’c+98

2. El slump elegido será para la construcción de vigas y muros reforzados
Slump = 3” – 4”  consistencia plástica
5. Volumen de agua de mezcla
ASENTAMIENTO
AGUA EN Kg./m3
DE CONCRETO PARA
LOS TAMAÑOS NOMINAL MÁXIMO DEL AGREGADO
GRUESO Y CONSISTENCIAINDICADOS
3/8” 1/2” 3/4" 1” 1½” 2” 3” 6”
CONCRETO SIN AIRE INCORPORADO
1” a 2”
3” a 4”
6” a 7”
207
228
243
199
216
228
190
205
216
179
193
202
166
181
190
154
169
178
130
145
160
113
124
----
CONCRETO CON AIRE INCORPORADO
1” a 2”
3” a 4”
6” a 7”
181
202
216
175
193
205
168
184
197
160
175
184
150
165
174
142
165
174
122
133
154
107
119
----
Entrando en la tabla correspondiente, con el valor del slump, y el TMN de 1 ½”, y sin aire
incorporado, se tiene que el volumen unitario de agua es de 181 lt/m3
6. Contenido de aire atrapado
Cont. De aire atrapado (%)
Tamaño Máximo
Nominal
Aire Atrapado
3/8” 3
1/2” 2.5
3/4" 2

3. 1” 1.5
1½” 1
2” 0.5
3” 0.3
6” 0.2
De la tabla obtenemos:
% Aire atrapado: 1%
7. Relación a/c para f´cr = 334 kg/cm2
F’cr
(28 días)
Relación agua-cemento de diseño en peso
CONCRETO 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
0.35
0.31
-16.000 350.00 0.48
50.00 334.000 x -0.05
400 0.43
x 0.496
8. Calculo del factor cemento

4. Fc =
volumen de agua de mezcla
a
c⁄
Fc =
181 kg/m3
0.496
𝐅𝐜 = 𝟑𝟔𝟒. 𝟗𝟐 𝐤𝐠/𝐦 𝟑
Traduciendo a bolsas/m3
será:
Fc =
364.92 kg/m3
42.5 kg/bolsa
= 𝟖. 𝟓𝟖𝟔 𝐛𝐨𝐥𝐬𝐚𝐬/𝐦 𝟑
9. Cantidad de agregado grueso
Tamaño
Máximo
del
agregado
Volumen de agregado grueso compactado
en seco para distintos módulos de finura de
la arena
2.4 2.6 2.8 3
3/8” 0.5 0.48 0.46 0.44
1/2” 0.59 0.57 0.55 0.53
3/4” 0.66 0.64 0.62 0.6
1” 0.71 0.69 0.67 0.65
11/2” 0.75 0.73 0.71 0.69
2” 0.78 0.76 0.74 0.72
3” 0.82 0.79 0.78 0.75
6” 0.87 0.85 0.83 0.81
Luego obtenemos la relación:
𝑏
𝑏0
= 0.69
Dónde: b0 = peso seco del agregado grueso compactado
b = peso suelto seco agregado grueso
 b = 0.69*1557.5 kg/m3
b =1074.675/m3
Por lo tanto, Peso suelto seco AG =1153.74 Kg/m3
10. Cantidad de agregado fino
Por el método de volúmenes absolutos:
Cemento :
𝟑𝟔𝟒.𝟗𝟐 𝑘𝑔/𝑚3
3150 𝑘𝑔/𝑚3
= 0.1169 𝑚3

5. Agregado grueso :
1153.74 𝑘𝑔/𝑚3
2.4862∗1000 𝑘𝑔/𝑚3
= 0.4231 𝑚3
Agua :
181 𝑘𝑔/𝑚3
1000 𝑘𝑔/𝑚3
= 0.181 𝑚3
Aire : =1% = 0.01𝑚3
 ∑ = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚. 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 0.7221
Entonces el volumen de A.F
1 − 0.7221 = 0.2779
Peso del agregado fino:
AF = 0.2779* (2590 kg/m3
)
AF= 719.86 kg/m3
11. Valores de diseño de laboratorio
CEMENTO 364.919355 Kg/m3
AGUA DE DISEÑO 181 Lts/m3
AGREGADO FINO SECO 719.860131 Kg/m3
AGREGADO GRUESO SECO 1074.675 Kg/m3
12. corrección por humedad de los agregados.
a). Peso húmedo de los agregados
 Agregado fino:
Pe húmedo = peso seco* (1 + w (%))
719.86 ∗ [
8.69
100
+ 1] = 𝟔𝟖𝟖. 𝟑𝟕 𝐤𝐠/𝒎 𝟑
 Agregado grueso:
Pe húmedo = peso seco* (1 + w (%))
1074.675 ∗ [
3.99
100
+ 1] = 𝟏𝟏𝟏𝟗.𝟑𝟒/𝒎 𝟑
b). humedad superficial
Humedad superf. = W (%) - % ABS
AF: 8.69% -12.69% = -4%
AG: 3.99% -1.71 % = 2.28 %
c). aportes de agua de mezcla por humedad de los agregados

6. (Hsi*peso seco agregado)/100
 Agregado fino:
−4 ∗ 719.86
100
= −𝟐𝟖. 𝟕𝟗 𝒍𝒕𝒔/𝒎 𝟑
 Agregado grueso:
2.28 ∗ 1074.675
100
= 𝟐𝟒. 𝟓𝟎 𝒍𝒕𝒔/𝒎 𝟑
Aporte de agua: -4.29lts/m3
13. Agua efectiva
Entonces: 181 lts/m3
– (-4.29) lts/m3
= 185.29 lts/m3
14. Proporcionamiento de mezcla
CEMENTO 364.919355
AGUA EFECTIVA 185.291815
AGREGADO FINO SECO 788.369435
AGREGADO GRUESO
SECO 1119.33653
SIN CORREGIR
CEMENTO Ag. Fino
Ag.
Grueso AGUA
364.919355 719.860131 1074.675 181
364.919355 364.919355 364.91935 364.919355
1 1.97 2.94 0.5
CORREGIDO

7. CEMENTO Ag. Fino
Ag.
Grueso AGUA
364.919355 788.369435 1119.3365 185.291815
364.919355 364.919355 364.91935 364.919355
1 2.16 3.07 0.51
15. cantidad de mezcla de prueba
CEMENTO 364.919355 Kg/m3
0.012 2.91935484
AGUA EFECTIVA 185.291815 Lts/m3
1.48233452
AGREGADO FINO SECO 788.369435 Kg/m3
6.30695548
AGREGADO GRUESO
SECO 1119.33653
Kg/m3
8.95469222
II. EXPRESION DE RESULTADOS DE LAMEZCLA SIN ADITIVO EN EL
LABORATORIO
Paso 1: Elaboración de la Mezcla de Concreto Fresco:
Luego del diseño realizado se procedió a realizar la probeta para una cantidad de
prueba de 1 ½ probetas. Es como sigue.
Procedimiento:
Teniendo los pesos que vamos a utilizar para la tanda de prueba proseguimos a
realizar los pasos necesarios de manera progresiva:

8. Agregado grueso: Se tamiza el agregado grueso para
separarlo del agregado fino por los tamiz 3/8. Pesamos:
9.3433 kg
Agregado fino: Todo el pasante de la malla 3/8 se
define como agregado fino. Pesamos: 5.377 kg
Cemento: El tipo de cemento utilizado: TIPO I
PACASMAYO, del cual pesamos 2.896 kg que nos servirá
para preparar la mezcla equivalente a 1 ½ probeta
estándar.
Agua: El agua utilizada es agua potable la más recomendable para el diseño de
mezclas del cual pesamos también 1.296 kg
Después de pesar los ingredientes para el diseño de mezclas se proceden a
colocarlos en el trompo donde se hace la pasta, en el orden siguiente:
Primero se limpia bien la máquina mezcladora.
Trompo
Luego se coloca el agregado grueso y el agregado fino, se mezcla durante 1 minutos
para conseguir un mezclado aceptable. Seguidamente se vacía el cemento , se mezcla
estos elementos por 1 minutos más y finalmente el agua buscando que la pasta tenga en
este caso una consistencia plástica tal como fue diseñado, por otro minuto más.

9. Agregado fino + agregado grueso
Añadiendo el cemento y el agua (fig. derecha)
Una vez obtenida la mezcla se determina el SLUMP utilizando el cono de Abraham
Continuando se pesa el molde de la probeta y tras ser aceitado (para evitar la adherencia
de la mezcla), y nombrado el molde se coloca dentro de esta la mezcla en tres capas
cada una de estas compactada con 25 golpes realizados con el empleo de una varilla
compactadora.

10. PROPIEDADES EVALUADAS DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO.
1. SLUMP:
Obtenida la mezcla de concreto y estando en estado fresco, se procedió a colocar 3 capas
de concreto fresco en el Cono de Abrans; la primera capa se colocó a una tercera parte del
volumen del cono apisonándolo por medio de una varilla de acero con 25 golpes, la segunda
hasta las dos terceras partes y por último se apisona y enrasa, durante dicho proceso el
cono debe permanecer lo más quieto posible, ya que el ensayo puede fallar al mínimo
movimiento. Luego se procede a retirar cono y determinar el valor del asentamiento.
Medición del slump, (slump = 5 cm)
Además se puede observar una
apariencia sobre gravosa
2. APARIENCIA:
La apariencia que presenta la pasta es sobre gravosa es decir a simple vista se observa
mayor presencia de agregado grueso
3. Peso Unitario de Concreto Fresco:
Terminado de la probeta

11. Procedimiento:
Ahora al tener compactada la probeta se procede a analizar el peso unitario del
concreto fresco del siguiendo los pasos:
Primeramente se registra el peso del molde al vacío. Luego se procede a
colocar la mezcla de concreto en el molde metálico para finalmente registrar su peso
en conjunto. El volumen del molde se obtuvo a partir de sus dimensiones
Pesamos la muestra en estado fresco, y la dejamos que se seque durante 24 horas.
1) Resultados de Ensayo:
PROPIEDADES MECANICAS EVALUADAS DEL CONCRETO EN ESTADO
ENDURECIDO
Resistencia a la Compresión:
PROPIEDAD PROBETA
W molde ( kg) 8.27
W molde + C° (kg) 24.77
P.U.de C° (kg) 16.5

12. Material y Equipo:
 Máquina de Compresión Simple
 Moldes cilíndricos de 6” de diámetro por 12” de altura.
Procedimiento:
Elaborada la mezcla de concreto fresco, se procede a colocarla en el molde
metálico, distribuida en tres capas cada una apisonada con 25 golpes por medio de
una varilla de acero. Luego de un día se desmolda y se dejan curar en agua por 7
días, tiempo por el cual la resistencia del concreto deberá alcanzar el 70% de su
resistencia a los 28 días. Transcurrido el tiempo de curado se deja secar para luego
ser sometidos al ensayo de compresión.
Etapa de fraguado de las probetas: se cubre con una bolsa para impedir la
evaporación del agua de mezcla. Después de esta etapa se desencofra y se
somete a un proceso de curado. Después de todo este proceso se evaluara sus
propiedades mecánicas.
Falla del mortero pero no del agregado

13. RESULTADOS DE ENSAYO:
1) Resultados de Ensayo:

14. Grafica:
LECTURA
mm
1 1000 0.4 0.001 5.66
2 2000 0.55 0.002 11.32
3 3000 0.7 0.002 16.98
4 4000 0.8 0.003 22.64
5 5000 0.95 0.003 28.29
6 6000 1.08 0.004 33.95
7 7000 1.17 0.004 39.61
8 8000 1.29 0.004 45.27
9 9000 1.35 0.004 50.93
10 10000 1.45 0.005 56.59
11 11000 1.54 0.005 62.25
12 12000 1.6 0.005 67.91
13 13000 1.67 0.005 73.57
14 14000 1.74 0.006 79.23
15 15000 1.81 0.006 84.88
16 16000 1.88 0.006 90.54
17 17000 1.95 0.006 96.20
18 18000 2 0.007 101.86
19 19000 2.07 0.007 107.52
20 20000 2.14 0.007 113.18
21 21000 2.21 0.007 118.84
22 22000 2.3 0.008 124.50
23 23000 2.41 0.008 130.16
23.5 23500 2.42 0.008 132.99
NIVEL CARGA(KG)
DEFORM.
UNITARIA
ESFUERZO
(kg/cm2)
área resistente A = 176.71cm2 ; altura h = 305 mm

15. CALCULO DE ESFUERZO ALCANZADO EN EL LABORATORIO:
Esfuerzo máximo alcanzado a los 7 días de edad: 137 kg/ cm2
Necesitamos el esfuerzo alcanzado a los 28 días para lo cual interpolamos.
F‘c a los 7 días = 70% f ‘c a los 28 días en laboratorio
137 = 70 % f ‘c 28 dias en laboratorio
Entonces: f‘c 28 dias en laboratorio = 195.7 Kg/ cm2
Observ ación: 195.7 kg/cm2 se dif erencia en más del 10% del f ´c que es 250 kg/cm2, se podría deber a que solo el mortero f allo,
pero el agregado a quedado intacto, y otra causa podría ser que solo horas antes se puso la probeta al aire libre para el secado, por
lo que se habría disminuido la resistencia de diseño.
CÁLCULO DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD.
De la gráfica adjuntas de la probeta podemos encontrar así el módulo de elasticidad.
𝐸 =
𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜𝑙𝑝𝑒
𝐷𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎𝑙𝑝𝑒
𝐸 =
64
0.005
= 12800
𝑘𝑔
𝑐𝑚2
ESF.MAX =137 Kg/cm2
E uni.MAX =0.008
Kg/cm2