CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TECNOLOGIA DEL CONCRETO

DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO

PRESENTADO POR:SOTO APAZA, VICTORIA

DOCENTE : ING. MARCOS ORTIZ CARRERA

JLBYR, AREQUIPA PERU

DISEO DE MEZCLA DE CONCRETO

INTRODUCCION

Siendo el concreto un material que posee caractersticas de resistencia a la compresin, de impermeabilidad, durabilidad, dureza y apariencia entre muchas otras, se convierte en la nica roca elaborada por el hombre. El concreto no es un bien genrico como las piedras naturales o la arena, sino un material de construccin que se disea y se produce de conformidad con normas rigurosas, para los fines y aplicaciones que se requieren en un proyecto determinado y con las caractersticas de economa, facilidad de colocacin y consolidacin, velocidad de fraguado y apariencia adecuada segn su aplicacin.El concreto y sus derivados son resultados de diseos, trabajos reales de ingeniera, susceptibles de toda accin de ajuste, modificacin y lo que es ms importante, de optimizacin. Ello no debe implicar que hacer un buen concreto sea difcil. La experiencia ha demostrado que los materiales y procedimientos de un concreto bueno y uno malo pueden ser los mismos y que la diferencia entre los dos radica en los criterios juiciosos que se aplican durante su diseo, elaboracin, transporte, colocacin, compactacin, curado y proteccin; lo cual en ningn momento genera un costo adicional como generalmente se cree.Tenemos que tener en cuenta que la calidad del concreto estar determinada tanto cuando el concreto se encuentre en estado no endurecido (dependiendo al tipo y caracterstica de la obra as como el proceso a emplearse para su colocado), en el estado ya endurecido (sealadas por el Ingeniero estructural, las cuales se encuentran indicadas en los planos y/o especificaciones de obra) y por el costo de la unidad cbica del concreto.Es muy importante sealar la necesidad de adaptar las tecnologas forneas a las condiciones tcnicas, geogrficas, econmicas y sociales de nuestro Pas; no es correcto o en todo caso estaramos ante un riesgo innecesario pretender trasladar tcnicas de un lugar a otro sin antes evaluar las consecuencias de la adopcin y hacer los ajustes necesarios para obtener las ventajas buscadas sin sorpresas ni sobresaltos.

DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO

DEFINICIN:La seleccin de las proporciones de los materiales integrantes de la unidad cbica de concreto, es definida como el proceso que, en base a la aplicacin tcnica y prctica de los conocimientos cientficos sobre sus componentes y la interaccin entre ellos, permite lograr un material que satisfaga de la manera ms eficiente y econmico los requerimientos particulares del proyecto constructivo.El concreto es un material heterogneo, el cual est compuesto por material aglutinante (como el cemento Portland), material de relleno (agregados naturales o artificiales), agua, aire naturalmente atrapado o intencionalmente incorporado y eventualmente aditivos o adiciones, presentando cada uno de estos componentes propiedades y caractersticas que tienen que ser evaluadas as como aquellas que pueden aparecer cuando se combinan desde el momento del mezclado.

CONSIDERACIONES Y/O CRITERIOS PARA EL DISEO DE LAS MEZCLASEconomaEl costo del concreto es la suma del costo de los materiales, de la mano de obra empleada y el equipamiento. Sin embargo excepto para algunos concretos especiales, el costo de la mano de obra y el equipamiento son muy independientes del tipo y calidad del concreto producido. Por lo tanto los costos de los materiales son los ms importantes y los que se deben tomar en cuenta para comparar mezclas diferentes. Debido a que el cemento es ms costoso que los agregados, es claro que minimizar el contenido del cemento en el concreto es el factor ms importante para reducir el costo del concreto. En general, esto puede ser echo del siguiente modo: Utilizando el menor slump que permita una adecuada colocacin. Utilizando el mayor tamao mximo del agregado Utilizando una relacin ptima del agregado grueso al agregado fino.Es necesario adems sealar que en adicin al costo, hay otros beneficios relacionados con un bajo contenido de cemento. En general, las contracciones sern reducidas y habr menor calor de hidratacin. Por otra parte un muy bajo contenido de cemento, disminuir la resistencia temprana del concreto y la uniformidad del concreto ser una consideracin crtica.La economa de un diseo de mezcla en particular tambin debera tener en cuenta el grado de control de calidad que se espera en obra. Como discutiremos en captulos posteriores, debido a la variabilidad inherente del concreto, la resistencia promedio del concreto producido debe ser ms alta que la resistencia a compresin mnima especificada. Al menos en pequeas obras, podra ser ms barato sobredisear el concreto que implementar el extenso control de calidad que requerira un concreto con una mejor relacin costo eficiencia.

Debemos enfocar el concepto del diseo de mezcla para producir un concreto, tan econmicamente sea posible, que cumplan con los requisitos requeridos para los estados frescos como mezclado, transporte, colocacin, compactado y acabado; y en el estado endurecido, la resistencia a la compresin y durabilidad.En general, prcticamente todas las propiedades del concreto endurecido estn asociadas a la resistencia y, en muchos casos, es en funcin del valor de ella que se las cuantifca o cualifica. Sin embargo, debe siempre recordarse al disear una mezcla de concreto que muchos factores ajenos a la resistencia pueden afectar otras propiedades.Es usual el suponer que esta tcnica consiste en la aplicacin sistemtica de ciertas tablas y proporciones ya establecidas que satisfacen prcticamente todas las situaciones normales en las obras, lo cual est muy alejado de la realidad, ya que es en esta etapa del proceso constructivo cuando resulta primordial la labor creativa del responsable de dicho trabajo y en consecuencia el criterio personal.Debemos advertir finalmente que la etapa de diseo de mezclas de concreto antes que el fin de un proceso, representa slo el inicio de la bsqueda de la mezcla ms adecuada para el caso particular que abordaremos y ninguno de los mtodos que trataremos puede soslayar la prueba definitiva que supone el empleo de los diseos bajo condiciones reales y su optimizacin en obra, con los procedimientos, los equipos y en las cantidades que en la prctica se van a emplear, teniendo en cuenta que algunas veces las especificaciones tcnicas indican las condiciones que se presentarn en el momento del vaciado.Conseguir una mezcla con un mnimo de pasta y volumen de vacos o espacios entre partculas y consecuentemente cumplir con las propiedades requeridas es lo que la tecnologa del concreto busca en un diseo de mezclas.Antes de proceder a dosificar una mezcla se debe tener conocimiento del siguiente conjunto de informacin:a) Los materialesb) Del elemento a vaciar, tamao y forma de las estructurasc) Resistencia a la compresin requeridad) Condiciones ambientales durante el vaciadoe) Condiciones a la que estar expuesta la estructuraPARMETROS BSICOS EN EL COMPORTAMIENTO DEL CONCRETOa) La trabajabilidadEs una propiedad del concreto fresco que se refiere a la facilidad con que este puede ser mezclado, manejado, transportado, colocado y terminado sin que pierda su homogeneidad (exude o se segregue). El grado de trabajabilidad apropiado para cada estructura, depende del tamao y forma del elemento que se vaya a construir, de la disposicin y tamao del refuerzo y de los mtodos de colocacin y compactacin.Los factores ms importantes que influyen en la trabajabilidad de una mezcla son los siguientes: La gradacin, la forma y textura de las partculas y las proporciones del agregado, la cantidad del cemento, el aire incluido, los aditivos y la consistencia de la mezcla.Un mtodo indirecto para determinar la trabajabilidad de una mezcla consiste en medir su consistencia o fluidez por medio del ensayo de asentamiento con el cono.El requisito de agua es mayor cuando los agregados son ms angulares y de textura spera (pero esta desventaja puede compensarse con las mejoras que se producen en otras caractersticas, como la adherencia con la pasta de cemento).b) La resistencia

La resistencia a la compresin simple es la caracterstica mecnica mas importante de un concreto, pero otras como la durabilidad, la permeabilidad y la resistencia al desgaste son a menudo de similar importancia.

c) Durabilidad

El concreto debe poder soportar aquellas exposiciones que pueden privarlo de su capacidad de servicio tales como congelacin y deshielo, ciclos repetidos de mojado y secado, calentamiento y enfriamiento, sustancias qumicas, ambiente marino y otras semejantes.

La resistencia a algunas de ellas puede fomentarse mediante el uso de ingredientes especiales como: cemento de bajo contenido de lcalis, puzolanas o agregados seleccionados para prevenir expansiones dainas debido a la reaccin lcalis agregados que ocurre en algunas zonas cuando el concreto est expuesto a un ambiente hmedo, cementos o puzolanas resistentes a los sulfatos para concretos expuestos al agua de mar o en contacto con suelos que contengan sulfatos; o agregados libres de excesivas partculas suaves, cuando se requiere resistencia a la abrasin superficial. La utilizacin de bajas reacciones agua/cemento prolongara la vida til del concreto reduciendo la penetracin de lquidos agresivos.

La resistencia a condiciones severas de intemperie, particularmente a congelacin y deshielo y a sales utilizadas para eliminar hielo, se mejora notablemente incorporando aire correctamente distribuido. El aire inyectado debe utilizarse en todo concreto en climas donde se presente la temperatura del punto de congelacin.

MATERIALES QUE INTERVIENEN EN UNA MEZCLA DE CONCRETO

Cemento

Es por excelencia el pegante ms barato y ms verstil, y sus propiedades fsicas y mecnicas son aprovechadas en multitud de usos.Es el principal componente del concreto, el cual ocupa entre el 7% y el 15% del volumen de la mezcla, presentando propiedades de adherencia y cohesin, las cuales permiten unir fragmentos minerales entre s, formando un slido compacto con una muy buena resistencia a la compresin as como durabilidad.Tiene la propiedad de fraguar y endurecer slo con la presencia de agua, experimentando con ella una reaccin qumica, proceso llamado hidratacin.

Agua

Componente del concreto en virtud del cual, el cemento experimenta reacciones qumicas para producir una pasta eficientemente hidratada, que le otorgan la propiedad de fraguar y endurecer con el tiempoAdems este componente proporciona a la mezcla una fluidez tal que permita una trabajabilidad adecuada en la etapa del colocado del concreto. Este componente que ocupa entre el 14% y el 18% del volumen de la mezcla. En una porcin de pasta hidrata, el agua se encuentra en dos formas diferentes, como agua de hidratacin y agua evaporable.

AgregadoEste componente que ocupa entre 60% a 75% del volumen de la mezcla, son esencialmente materiales inertes, de forma granular, naturales o artificiales, las cuales han sido separadas en fracciones finas (arena) y gruesas (piedra), en general provienen de las rocas naturales.Gran parte de las caractersticas del concreto, tanto en estado plstico como endurecido, dependen de las caractersticas y propiedades de los agregados, las cuales deben ser estudiadas para obtener concretos de calidad y econmicos.Los agregados bien gradados con mayor tamao mximo tienen menos vaco que los de menor tamao mximo; por consiguiente, si el tamao mximo de los agregados en una mezcla de concreto se aumenta, para un asentamiento dado, los contenidos de cemento y agua disminuirn. En general, el tamao mximo del agregado deber ser el mayor econmicamente disponible y compatible con las dimensiones de la estructura.Las partculas de agregado alargadas y chatas tienen efecto negativo sobre la trabajabilidad y obligan a disear mezclas ms ricas en agregado fino y por consiguiente a emplear mayores cantidades de cemento y agua. Se considera que dentro de este caso estn los agregados de perfil angular, los cuales tienen un ms alto contenido de vacos y por lo tanto requieren un porcentaje de mortero mayor que el agregado redondeado. El perfil de las partculas, por s mismo, no es un indicador de que un agregado est sobre o bajo el promedio en su capacidad de producir resistencia.AireAire atrapado o natural, usualmente entre 1% a 3% del volumen de la mezcla, estn en funcin a las caractersticas de los materiales que intervienen en la mezcla, especialmente de los agregados en donde el tamao mximo y la granulometra son fuentes de su variabilidad, tambin depende del proceso de construccin aplicado durante su colocacin y compactacin.

Tambin puede contener intencionalmente aire incluido, mayormente entre el 3% a 7% del volumen de la mezcla, con el empleo de aditivos. La presencia de aire en las mezclas tiende a reducir la resistencia del concreto por incremento en la porosidad del mismo.AditivosEl ACI 212 la define como un material distinto del agua, agregados y cemento hidrulico, que se usa como ingrediente de concretos y morteros y se aade a la mezcla inmediatamente antes o durante su mezclado.Su empleo puede radicar por razones de economa o por mejorar puntualmente alguna propiedad del concreto tanto en estado fresco o endurecido como por ejemplo: reducir el calor de hidratacin, aumentar la resistencia inicial o final, etc

PRUEBA TECNICA PARA MEDIR LA CONSISTENCIA DEL CONCRETO. Cono de asentamiento o Slump (cono de Abram^s). Es una prueba sencilla, fcil de hacer y relativamente de bajo costo. Si se realiza siguiendo el procedimiento que se seala a continuacin, constituye un medio adecuado para controlar la uniformidad de las mezclas. Para diferentes estructuras y condiciones de colocacin del concreto hay diferentes asentamientos apropiados: Para losa y pavimentos compactados manualmente con varilla el asentamiento debe ser del orden de 50- 100 mm. (2"- 4"). Para secciones muy reforzadas y donde la colocacin del concreto sea difcil, un asentamiento de 100- 150 mm. (4"- 6") es el adecuado. Para la mayora de mezclas de concreto en obras medianas y pequeas una consistencia plstica corresponde a un asentamiento entre 50- 100mm. (2"- 4"). Para el ensayo de asentamiento se requiere del siguiente equipo: Un molde cnico de 203 mm +-3 mm de dimetro en la base mayor, 102 mm +-3 mm. En la base menor y 305mm +- 3mm de alto Una varilla compactadota o apisonadora de acero, cilndrica y lisa de 16 mm de dimetro, una longitud aproximada de 600 mm y la punta redondeada. El molde puede ser elaborado de lmina de acero inoxidable o lamina galvanizada calibre16. Es preferible soldarlo cuidando que quede liso por dentro sin reborde de soldadura. La muestra de concreto debe tomarse de una misma tanda o masada de la porcin central del volumen de la descarga de la mezcladora y con un recipiente que abarque todo el chorro de la descarga. En caso de mezclas hechas a mano, la muestra se toma de la pila de concreto, al menos de 5 puntos distintos, despus se remezclan y se pasan al ensayo de asentamiento inmediatamente. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO DE ASENTAMIENTO Se humedece el interior del molde y la base sobre la cual se har el ensayo, la que debe ser firme, plana, nivelada y no absorbente. Se sujeta el molde firmemente con los pies y se llena 1/3 del volumen del cono que corresponde a una altura de 64 cm. sobre la base. Se apisona 25 veces con la varilla compactadora evitando que la misma toque la base en que se apoya el cono. Se coloca una segunda capa de un tercio del volumen que corresponde a una altura de 15 cm. Sobre la base. Y se puya 25 veces cuidando que la varilla penetre ligeramente la capa anterior. Se llena el molde colocando un poco ms del concreto necesario y se golpea 25 veces penetrando ligeramente la capa anterior. Se aparta el concreto que haya cado ligeramente alrededor del molde. Se levanta el molde verticalmente en 5 a 10 segundos, sin impactarle movimiento lateral o de torsin. Se coloca el molde al lado del concreto ensayado y se mide la distancia entre la varilla colocada sobre el molde y la cara superior del concreto, a esta distancia en cm., mm, o pulgadas se le llama ASENTAMIENTO. Si ocurre un derrumbamiento pronunciado o resquebrajamiento del concreto, hacia un lado, el ensayo debe repetirse desechando el concreto del ensayo anterior. La pastosidad o plasticidad del concreto influida tambin por los finos puede observarse golpeando el concreto de lado con la varilla. Un resquebrajamiento brusco indica que le falta arena y un aplazamiento progresivo indica que tiene suficientes finos.

METODOS DE DOSIFICACIONEl proporcionamiento puede ser: Puramente emprico (proporciones arbitrarias) basado en observacin y cierta experiencia (no es adecuado). Puede estar basado en consideraciones puramente tericas (mtodo de proporcionamiento basado en relaciones vacos- cemento o vacos morteros) (no es adecuado).

Mtodo emprico directo respaldado por principios y consideraciones tcnicas (mtodo de tanteos recomendado en la actualidad). Este ultimo mtodo, consiste en proporcionar y hacer masada de prueba, basadas en un control de la relacin agua-cemento y tomando en cuenta los factores que afectan al concreto resultante (cemento, graduacin y propiedades del agregado, etc.).

Las propiedades del concreto se comprueban prcticamente y pueden hacerse despus de los ajustes necesarios para obtener las mezclas de proporciones adecuadas que de la calidad deseada.Mtodos de proporcionamiento de mezclas. Proporcionar o disear una mezcla de concreto consiste en determinar las cantidades relativas de materiales que hay que emplear en la mezcla para obtener un concreto adecuado para un uso determinado y estos pueden variar como se ve a continuacin:Mtodos de dosificacin:

Mtodos en los que se fija la resistencia a la compresin fc Mtodo ACI Mtodo de La Pea

Mtodos en los que se fija la cantidad de cemento por m3 Mtodo Fuller Mtodo de Faury Mtodo Bolomey

Mtodos en los que se fija las caractersticas del agregado Mtodo modulo de fineza

Mtodos simplificados o experimentales para concretos poco importantes Mtodo Walker Mtodo de Torralles Mtodo Aitcin

Considerar las siguientes propiedades que debe tener un concreto fresco:Consistencia: mayor o menos capacidad de deformacin que tiene la masa de un concreto fresco. En ella influyen fundamentalmente la forma de los ridos, su tamao mximo, la granulometra, la cantidad de agua de amasado, etc. Docilidad: mayor o menso facilidad con la que el concreto se maneja, transporta y compacta sin prdida de homogeneidad.Homogeneidad: propiedad por la cual los componentes del hormign estn distribuidos por toda la masa. Un exceso de agua puede ocasionar la segregacin con prdida de homogeneidad.DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO: MTODO A.C.I

En el mtodo de Diseo A.C.I. (American Concrete Institute), se determina en primer lugar los contenidos de pasta de cemento (cemento, agua, aire) y agregado grueso por diferencia de la suma de volmenes absolutos en relacin con la unidad, el volumen absoluto y peso seco del agregado fino. La necesidad de aprender el comportamiento de los materiales de construccin, y siendo dentro de stos el ms importante el concreto nos lleva aprender a determinar el comportamiento del concreto en su estado tanto endurecido como fresco y aprender la dosificacin, o sea, la cantidad de los componentes que conforman el concreto de una manera no emprica, sino por el contrario de una forma tcnica bajo la supervisin del ingeniero a cargo.

Es importante el uso de las proporciones exactas, y que el mtodo se practique en campo para tener una buena consistencia en el concreto y que cumpla con los requerimientos de obra.

A. MTODO ACIEste procedimiento considera nueve pasos para el proporcionamiento de mezclas de concreto normal, incluidos el ajuste por humedad de los agregados y la correccin a las mezclas de prueba.

1.- El primer paso contempla la seleccin del slump, cuando este no se especifica el informe del ACI incluye una tabla en la que se recomiendan diferentes valores de slump de acuerdo con el tipo de construccin que se requiera. Los valores son aplicables cuando se emplea el vibrado para compactar el concreto, en caso contrario dichos valores deben ser incrementados en dos y medio centmetros.

2.- Se determina la resistencia promedio necesaria para el diseo; la cual est en funcin al fc, la desviacin estndar, el coeficiente de variacin. Los cuales son indicadores estadsticos que permiten tener una informacin cercana de la experiencia del constructor.Cabe resaltar tambin que existen criterios propuestos por el ACI para determinar el fcr, los cuales se explican a continuacin:a) Mediante las ecuaciones del ACIfcr=fc+1.34s..Ifcr=fc+2.33s-35IIDe I y II se asume la de mayor valor.Donde s es la desviacin estndar, que viene a ser un parmetro estadstico que demuestra la performancia o capacidad del constructor para elaborar concretos de diferente calidad.

Teniendo en cuenta el grado de control de calidad en la obra. Para determinar el fcr propuesto por el comit europeo del concreto.Donde:V= coeficiente de variacin de los ensayos de resistencia a las probetas estndart= Coeficiente de probabilidad de que 1 de cada 5, 1 de cada 10, 1 de cada 20 tengan un valor menor que la resistencia especificada.V entonces es un parmetro estadstico que mide la performancia del constructor para elaborar diferentes tipos de concreto. 2.- La eleccin del tamao mximo del agregado, segundo paso del mtodo, debe considerar la separacin de los costados de la cimbra, el espesor de la losa y el espacio libre entre varillas individuales o paquetes de ellas. Por consideraciones econmicas es preferible el mayor tamao disponible, siempre y cuando se utilice una trabajabilidad adecuada y el procedimiento de compactacin permite que el concreto sea colado sin cavidades o huecos. La cantidad de agua que se requiere para producir un determinado slump depende del tamao mximo, de la forma y granulometra de los agregados, la temperatura del concreto, la cantidad de aire incluido y el uso de aditivos qumicos.

En conclusin se requiere estudiar cuidadosamente los requisitos dados en los planos estructurales y en especificaciones de obra.Como por ejemplo el siguiente grfico tomado de una parte de un plano para indicar los detalles tpicos de una zapata que se dibuja en un plano de estructuracin

3.- Como tercer paso, el informe presenta una tabla con los contenidos de agua recomendables en funcin del slump requerido y el tamao mximo del agregado, considerando concreto sin y con aire incluido.

4.- Como cuarto paso, el ACI proporciona una tabla con los valores de la relacin agua/cemento de acuerdo con la resistencia a la compresin a los 28 das que se requiera, por supuesto la resistencia promedio seleccionada debe exceder la resistencia especificada con un margen suficiente para mantener dentro de los lmites especificados las pruebas con valores bajos. En una segunda tabla aparecen los valores de la relacin agua/cemento para casos de exposicin severa.

5.- El contenido de cemento se calcula con la cantidad de agua, determinada en el paso tres, y la relacin agua cemento, obtenida en el paso cuatro; cuando se requiera un contenido mnimo de cemento o los requisitos de durabilidad lo especifiquen, la mezcla se deber basar en un criterio que conduzca a una cantidad mayor de cemento, esta parte constituye el quinto paso del mtodo.

6.- Para el sexto paso del procedimiento el ACI maneja una tabla con el volumen del agregado grueso por volumen unitario de concreto, los valores dependen del tamao mximo nominal de la grava y del mdulo de finura de la arena. El volumen de agregado se muestra en metros cbicos con base en varillado en seco para un metro cbico de concreto, el volumen se convierte a peso seco del agregado grueso requerido en un metro cbico de concreto, multiplicndolo por el peso volumtrico de varillado en seco.

7.- Hasta el paso anterior se tienen estimados todos los componentes del concreto, excepto el agregado fino, cuya cantidad se calcula por diferencia. Para este sptimo paso, es posible emplear cualquiera de los dos procedimientos siguientes: por peso o por volumen absoluto.

8.- El octavo paso consiste en ajustar las mezclas por humedad de los agregados, el agua que se aade a la mezcla se debe reducir en cantidad igual a la humedad libre contribuida por el agregado, es decir, humedad total menos absorcin.

9.- El ltimo paso se refiere a los ajustes a las mezclas de prueba, en las que se debe verificar el peso volumtrico del concreto, su contenido de aire, la trabajabilidad apropiada mediante el slump y la ausencia de segregacin y sangrado, as como las propiedades de acabado. El informe ACI 211.1-91 proporciona una serie de recomendaciones para las correcciones necesariasPROCESO DE DISEO DE MEZCLASA continuacin se presenta el mtodo propuesto por el ACI, en la norma 211.1-70, el mismo que se ilustra con un ejemplo.Se desea dosificar un metro cbico de hormign de resistencia caracterstica f'c = 300 Kg/cm2 para una obra donde existe un buen control de calidad de produccin, con asentamiento de 50 mm en el cono de Abrams (hormign magro). Se emplear cemento Portland ordinario (tipo I). El tamao mximo del agregado grueso es 40 mm y su peso volumtrico aparente (incluidos los espacios vacos) es 1600 kg/m3; su densidad es 2.64 gr/cm3. El agregado fino tiene un mdulo de finura de 2.60 (suma de porcentajes totales retenidos en cada tamiz desde 0.141 mm hasta el dimetro mximo del agregado fino, dividido para cien) y una densidad de 2.58 gr/cm3.a. Se determina la variabilidad de la resistencia del hormign, en base al nivel de control de calidad del proceso de mezclado en obra, para lo que se puede utilizar la siguiente tabla:TIPO DE CONTROLDESVIACION ESTANDAR (s )

Muy bueno0.07 fm

Bueno0.14 fm

Regular0.21 fm

Deficiente0.28 fm

Un control de calidad muy bueno se obtiene solamente en laboratorios especializados que dosifican sus mezclas al peso, tienen control de la humedad antes del mezclado, utilizan agregados seleccionados y controlan la trabajabilidad del hormign fresco.

Un control de calidad bueno se consigue en obras que emplean hormign premezclado en fbricas especializadas y controlan el asentamiento del cono de Abrams; o en obras que mecanizan la produccin de mezclas al peso, realizan correccin de dosificaciones por la humedad, emplean agregados de calidad y verifican la trabajabilidad de la mezcla.

Un control de calidad regular se obtiene con dosificaciones volumtricas y control frecuente de la cantidad de agua mediante el asentamiento del cono de Abrams.

Un nivel de control inferior al regular se cataloga como control de calidad deficiente.

En el presente caso tendramos la siguiente informacin: fc = 300 Kg/cm2 dato del ejemplos = 0.14 fm

se toma de la tabla para un control de calidad de fabricacin bueno fc = fm - 1.65 s para un 5 % de muestras que no alcancen la resistencia especificada. Reemplazando el valor de s en la ltima expresin:

fc = fm -1.65 x ( 0.14 fm )fc = fm - 0.231 fmfc = 0.769 fm

Se calcula la resistencia media del hormign fm, que siempre ser superior a su resistencia caracterstica.fm = 390 Kg/cm2b. Se determina la cantidad de agua que se requiere por m3 de hormign, y el porcentaje de volumen de aire atrapado, en funcin del tamao mximo del agregado (40 mm) y del asentamiento en el cono de Abrams (50 mm), mediante la siguiente tabla:Cantidad aproximada de agua de mezclado para diferentes asentamientos y tamaos mximos de los agregadosAsentamientoCantidad de agua(Kg/m3 de concreto para agregados de tamao mximo)

(mm)10 mm12.5 mm20 mm25 mm40 mm50 mm70 mm150 mm

30 a 50205200185180160155145125

80 a 100225215200195175170160140

150 a 180240230210205185180170

Contenido de aire atrapado (porcentaje)3.02.52.01.51.00.50.30.2

Cantidad de agua por metro cbico de hormign = 160 Kg (se toma de la tabla anterior)Porcentaje de volumen de aire atrapado = 1% (se toma de la tabla anterior)c. La relacin agua / cemento de la mezcla (medida al peso) se puede estimar de la siguiente figura tomada del libro Propiedades del Concreto de A. M. Neville, que se detalla a continuacin, para una resistencia media de 390 Kg/cm2, medida a los 28 das.

El peso de agua / peso de cemento = 0.44d. El contenido de cemento ser:Peso de cemento = peso de agua / 0.44 = 160 Kg / 0.44 = 364 Kge. Se calcula el volumen aparente de agregado grueso mediante la siguiente tabla, en funcin del mdulo de finura del agregado fino (2.60) y el tamao mximo del agregado grueso (40 mm).Tamao mximo del agregadoVolumen de agregado grueso compactado con varilla , por volumen de concreto para mdulo de finura de la arena de:

(mm)2.402.602.803.00

100.500.480.460.44

12.50.590.570.550.53

200.660.640.620.60

250.710.690.670.65

400.750.730.710.69

500.780.760.740.72

700.820.800.780.76

1500.870.850.830.81

Volumen aparente del agregado grueso = 0.73 m3 (se toma de la tabla anterior)f. El peso del agregado grueso se obtiene multiplicando su volumen aparente por su peso especfico aparente.Peso agregado grueso = 0.73 m3 x 1600 Kg/m3 = 1168 Kg.g. Se calculan los volmenes efectivos de cemento, agua, agregado grueso y aire atrapado: Vol. de aire atrapado = 0.01 x 1 m3 = 0.01 m3i. Se calcula el volumen de agregado fino.Volumen agregado fino = 1.000 m3 - 0.116 m3 - 0.160 m3 - 0.442 m3 - 0.010 m3Volumen agregado fino = 0.272 m3j. Se calcula el peso de agregado fino.Peso agregado fino = (0.272 m3) . (2.58 x 1000 Kg/ m3) = 702 KgRESUMEN DE MATERIALES:

Este diseo sirve de base para iniciar pruebas de comprobacin en laboratorio que permitirn su ajuste. Algunos criterios bsicos para correccin del diseo, en laboratorio, pueden ser los siguientes:Si la mezcla resulta demasiado seca, debera incorporarse un aditivo plastificante.Si la mezcla presenta oquedades internas (hormigueros), debera incrementarse proporcionalmente la cantidad de arena, cemento y agua.Si la mezcla presenta segregacin, debera disminuirse proporcionalmente la cantidad de arena, cemento y agua.Para poder definir una dosificacin al volumen, que a pesar de no ser tcnicamente apropiada es la ms empleada en nuestro medio, sera necesario determinar adicionalmente, en laboratorio, la densidad aparente del agregado grueso y del cemento.2.5 CONTROL EN OBRAEl control en obra del proceso de fabricacin de los hormigones constituye un aspecto fundamental. Debe prestarse especial atencin a los siguientes puntos: Respetar las proporciones de los componentes del hormign obtenidos en laboratorio, a menos que se produzcan cambios en sus caractersticas, en cuyo caso debern efectuarse ajustes al diseo. Controlar la humedad de los agregados, particularmente apilndolos en lugares protegidos contra la lluvia. En caso de no ser posible controlar los cambios de humedad se debe verificar peridicamente su contenido. No utilizar agregados que contengan sales o materiales orgnicos. No utilizar cemento que denote inicios de un proceso de fraguado. Controlar constantemente que el asentamiento del cono de Abrams se encuentre dentro de lmites aceptables. El propio cono de Abrams puede ser utilizado para ajustar un diseo si los agregados se han humedecido por permanecer a la intemperie, en cuyo caso se deber modificar fundamentalmente la cantidad de agua aadida. Si se usan aditivos, deben hacerse previamente mezclas de prueba para asegurarse de su buen comportamiento.Se deber tener especial cuidado con el transporte del hormign para no producir segregacin. Se deber tomar un nmero suficiente de muestras cilndricas para poder realizar ensayos a los 7, 14 y 28 das. Se debern reservar muestras para poder ensayarlas ocasionalmente a los 56 das.METODO DE FLLER:Ley de Fller:

Donde:Pd : % que pasa por la malla d.d : Abertura de la malla de referencia. D: Tamao mximo del agregado grueso.

La relacin arena/agregado, el volumen absoluto, se determina grficamente: Se dibujan las curvas granulomtricas de los 2 agregados. En el mismo papel, se dibuja la parbola de Fller (Ley de Fller). Por la malla N 4 trazamos una vertical la cual determinar en las curvas trazadas 3 puntos.

A= % Agregado fino que pasa por la malla N 4. B= % Agregado grueso que pasa por la malla N 4. C= % Agregado ideal que pasa por la malla N 4.

Si llamamos:: % en volumen absoluto del agregado fino dentro de la mezcla de agregados. : % en volumen absoluto del agregado grueso dentro de la mezcla de agregados.

La figura nos muestra un ejemplo de la determinacin de las proporciones de agregado fino y agregado grueso en relacin al volumen total de agregados por metro cbico de concreto.Entonces:

Teniendo los valores de y podemos calcular el volumen de agregado fino y agregado grueso por metro cbico de concreto, de la siguiente manera:

DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO

Vol. total de agregados = 1 - (Vol. agua + Vol. aire + Vol. cemento)Vol. agregado fino (m3) = x Vol. total de agregados (m3)100

Vol.agregado grueso(m3) =

100

xVol.total de agregados(m3)

Obtenidos los volmenes de agregado fino y grueso dentro de un metro cbico de concreto, calculamos los pesos de agregado fino y grueso para un metro cbico de concreto:Peso agregado fino(kg / m3) = (Vol.agregado fino)(Pesoespecifico del ag. fino) Peso agregado grueso(kg / m3) = (Vol.agregado grueso)(Pesoespecifico del ag.grueso)