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8/10/2019 DISEOS DE MEZCLAS DE CONCRETO - Ing CACHAY - ALAS 2014-2.ppt
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Ing. Rafael Cachay Huamn [email protected] 1
UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
2014-2
DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO
EXPOSITOR :
Ing. Rafael Cachay Huamn
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TECNOLOGIA DEL CONCRETO Y AFINES -Ing. Rafael Cachay Huamn -
1.- Elementos que conforman el Concreto
CONCRETO Opcional ?
Aditivos en la Mezcla. Adiciones.
Cemento
+Agua
+Piedra
+Arena
+Aditivos*
+Aire
Elementos Activos
Elemento Pasivo
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1.1.- Proporciones en Volumen de los Componentesdel Concreto
Proporciones tpicas en
Volumen absoluto de losComponentes del Concreto
AGREGADOS
60%75%
AGUA
15%22%
CEMENTO 7% 15%
AIRE 1% 3%
ADITIVO 0.1%
0.2%
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1.2.- Utilizacin del Concreto en pequeas yGrandes Obras de Construccin.
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1.3.- PLANOS PARACONSTRUIR DONDESE INDICA EL F C Y
OTRAS
CARACTERISTICASDE LA OBRA
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1.4. OBRA REAL EN PROCESO DECONSTRUCCION
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2.- CARACTERISTICAS DEL CONCRETO
MATERIAL IDEAL PARA LA CONSTRUCCION
En EstadoFRESCO
Plstica
MoldeableTrabajable
etc.
En EstadoENDURECIDO
AislanteResistenteDurable
etc.
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2.1.- EL CONCRETO EN ESTADO FRESCO
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2.1.2. Consistencia la medimos mediante el conode Abrams (Asentamiento)
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b) CUAL ES EL ASENTAMIENTO CORRECTO QUE DEBEMOS ASUMIR ?
2.1.2.1.- a) Como lo aplicamos ?
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2.1.- EN ESTADO ENDURECIDO
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2.2.1.- ELASTICIDAD
Modulo de Elasticidad (Esfuerzo / Deformacin)
-50.00
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
350.00
400.00
450.00
0.0E+00 5.0E-04 1.0E-03 1.5E-03 2.0E-03 2.5E-03
Deformacion
e prom
-50.00
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
350.00
400.00
450.00
0.0E+00 5.0E-04 1.0E-03 1.5E-03 2.0E-03 2.5E-03
Deformacion
e prom
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2.2.2.- COMPRESIN
Resistencia a la Compresin
Compresin =
Fuerza / rea
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Capitulo 3
b) RESISTENCIA DE DISEO REQUERIDA : f cr
a) RESISTENCIA DE DISEO: f c (plano)
RESISTENCIA DEL CONCRETO PARADISEAR
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Conocemos la desviacin estandar (Ds) ?
SI NO
3.1.- CRITERIOS EN LA ELECCION
3 2 O O O O
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3.2. EL CONCRETO SE COMPORTAESTADISTICAMENTE
3 3 NO SE CUENTA CON RESULTADOS
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3.3.- NO SE CUENTA CON RESULTADOSESTADSTICOS DE PRODUCCIN
fc Especificado fcr (Kgcm)
< 210 fc + 70
210350 fc + 84> 350 fc + 98 ( * )
1.10 f c +50
1. Si nuestro N de muestras es < 15 no se cuenten con
registros sobre la desviacin estndar del concreto:
a) El comit del ACI ( a nivel mundial) considera que el
clculo del f cr ser segn la siguiente tabla:
3 3 1 LOS FACTORES DE SEGURIDAD DEL
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3.3.1.- LOS FACTORES DE SEGURIDAD DELDISEO DEPENDEN DE LA ESTRUCTURA ? ?
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3.4. Ejemplo:UTILIZANDO LAS FORMULAS ANTERIORES PARA UN
CONCRETO CON f c = 210 Kg/cm2 ;
f c = 280 Kg/cm2
f cr = 210 + 84= 294
f cr = 294Kg/cm2
f cr = 280 + 84
= 364f cr = 364Kg/cm2
3 4 SE CUENTA CON RESULTADOS ESTADSTICOS
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3.4.- SE CUENTA CON RESULTADOS ESTADSTICOSDE PRODUCCIN ( se conoce Ds).
2.- Si nuestro N de muestras es > 30
El valor del f cr de diseo ser el MAYOR valorobtenido de ambas frmulas.
I.- f cr = f c + 1.34 Ds
II.- f cr = f c + 2.33 Ds 35II.- f cr = 0.9 f c + 2.33 Ds f c > 350
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f c(Kg/cm)
Ds (Kg/cm)
10 15 20 25 30 35 40 45 50
140 155 160 170 175 180 185 200 210 220
175 190 195 205 210 215 220 236 245 255
210 225 230 240 245 250 255 270 280 290
245 260 265 275 280 285 290 305 315 325
280 295 300 310 315 320 325 340 350 360350 365 370 380 385 390 395 410 420 430
3.4.1. Tabla de Desarrollo de Formulas I y II.
Obtencin del f cr en funcin de la desviacin estndar
3 5 Resistencias Promedio Iguales con
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3.5.- Resistencias Promedio Iguales condiferente Desviacin Estandar.
MAYOR Dispersin MAYORDesviacin Estandar
ll l f l l
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3.6.- Hallamos el fcr para lograr laresistencia el concreto especificada
99 %1 % 99 %
1.34 De
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Capitulo 4
DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO
4 1 METODO PARA EL DISEO DE MEZCLAS
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4.1.- METODO PARA EL DISEO DE MEZCLAS
Entre los Mtodos para el Diseo de Mezclas de
Concreto el mas utilizados son:1. Mtodo Comit 211 ACI.
El ms difundido es el ACI 211, es un mtodo tabulado,
se utilizan tablas estandarizadas .
2. Mtodo de Combinacin de Agregados.
3. Otros Mtodos de Diseo.
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4.2.- Proporciones de los Componentes del Concreto
Proporciones tpicas de los
Componentes del Concreto
aire
piedra
cemento
aire
gu
La grfica es unarepresentacin del concreto
para fines de explicacin y
de manejo tcnico.
EJEMPLO: DISEAR UN CONCRETO PARA
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EJEMPLO: DISEAR UN CONCRETO PARAUNA COLUMNA
Entre los Mtodos para el Diseo de Mezclas de
Concreto el mas utilizados son:CEMENTO PORTLAND TIPO I.
fc = 210 kg/cm2Asentamiento de 3 a 4.
Cemento Agua Arena Piedra
Peso Especifico 3130 1000 2660 2740
PUS 1756 1600
PUC 1885 1709
CH 1.42 0.45
AB 0.60 0.67
Dnm 1"
MF 3.02 7.37
4 3 TABLA N 1 Volumen Unitario de agua
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4.3.- TABLA N 1.- Volumen Unitario de agua.(lt/m)
Asentamiento Tamao Mximo del Agregado Grueso
3/8 1/2 3/4 1 1 1/2 2 3 6
Concreto sin are incorporado
1 a 2 207 199 190 179 166 154 130 113
3 a 4 228 216 205 193 181 169 145 124
6 a 7 243 228 216 202 190 178 160 --
Concreto con are incorporado
1 a 2 181 175 168 160 150 142 122 107
3 a 4 202 193 184 175 165 157 133 119
6 a 7 216 205 197 184 174 166 154 --
Tabla confeccionada por el comit ACI 211
TABLA 1 - Volumen Unitario de agua
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TABLA 1.- Volumen Unitario de agua.(lt/m)
Asentamiento Tamao Mximo del Agregado Grueso
3/8 1/2 3/4 1 1 1/2 2 3 6
Concreto sin are incorporado
1 a 2 207 199 190 179 166 154 130 1133 a 4 228 216 205 193 181 169 145 124
6 a 7 243 228 216 202 190 178 160 --
Si el TMN = 1 y Asentamiento 3 a 4 Entonces Agua = 193 Kg/m3
Tabla confeccionada por el comit ACI 211
4.3.1.- Cantidad de Agua por metro cbico de
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4.3.1. Cantidad de Agua por metro cbico deconcreto VS. Asentamiento.
Consistencia. :De la tabla
anterior:Mayor asentamiento ms agua.Menor asentamiento menos
agua.
4 4 - TABLA N 2 - Contenido de aire atrapado
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4.4.- TABLA N 2 .- Contenido de aire atrapado.(%)
Tabla confeccionada por el comit ACI 211
TMN Agregado Grueso Aire Atrapado
3/8 3.0 % 2.5 % 2.0 %
1 1.5 %1 1.0 %2 0.5 %3 0.3 %4 0.2 %
MASPEQUEO
ELAGREGADO
MS AIREATRAPA
4 5 - TABLA N 3 - Relacin a/c por
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4.5. TABLA N 3. Relacin a/c porResistencia.
Tabla confeccionada por el comit ACI 211
F cr
(Kg/cm)
Relacin agua / cemento en peso
Concreto sin aireincorporado
Concreto con aireincorporado
150 0.79 0.70
200 0.69 0.60
250 0.61 0.52300 0.54 0.45350 0.47 0.39
400 0.42
450 0.37
4.6.- TABLA N 4.- Peso del Agregado Grueso por
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g g punidad de volumen del Concreto (b/bo).
Tabla confeccionada por el comit ACI 211
TMNA.G.
Mdulo de finura del Agregado Fino
2.40 2.60 2.80 3.00
3/8 0.50 0.48 0.46 0.44
1/2 0.59 0.57 0.55 0.53
3/4 0.66 0.64 0.62 0.60
1 0.71 0.69 0.67 0.651 0.76 0.74 0.72 0.70
2 0.78 0.76 0.74 0.72
3 0.81 0.79 0.77 0.75
6 0.87 0.85 0.83 0.81
4.7.- TABLA N 5.- Condiciones especiales de
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4.7. TABLA N 5. Condiciones especiales deexposicin DISEO POR DURABILIDAD
Tabla confeccionada por el comit ACI 211
Condiciones de exposicin Relacin a/cmxima, en
concretos conagregado de pesonormal
Resistencia a lacompresin mnima
en concretos conagregados livianos
Concreto de baja permeabilidada) Expuesto a agua dulceb) Expuesto a agua e mar o aguas solublesc) Expuesto a la accin de aguas cloacales
0.500.450.45
260
Concretos expuestos a procesos de congelacin ydeshielo en condiciones hmedas
a) Sardineles, cunetas, secciones delgadasb) Otros elementos
0.450.50
300
Proteccin contra la corrosin del concreto expuesto
a la accin del agua de mar, aguas slobres, neblinao rocio de esta agua.Si el recubrimiento mnimo se incrementa en 15 mm.
0.40
0.45
325
300
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EN LA PLAYAEL CONCRETOES DISEADO
PORDURABILIDAD
4.8.- TABLA N 6.- Contenido de aire incorporado ytotal
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total
Tabla confeccionada por el comit ACI 211
T.N.M.Agregado
Grueso
Contenido de aire total ( % )
Exposicin
Suave
Exposicin
Moderada
Exposicin
Severa3/8 4.5 6.0 7.5
1/2 4.0 5.5 7.0
3/4 3.5 5.0 6.5
1 3.0 4.5 6.01 2.5 4.5 5.5
2 2.0 4.0 5.0
3 1.5 3.5 4.5
6 1.0 3.0 4.0
4 4 VALORES HALLADOS
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4.4. VALORES HALLADOSAGUA 193
AIRE ATRAPADO 1.5 %RELACION A/C = 0.55
CEMENTO = AGUA / (a/c)CEMENTO = 193 / 0.55
CEMENTO = 351PIEDRA = b/b0 * PUC Pd.PIEDRA = 0.65 * 1600
PIEDRA = 1040
/42.5 = 8.3 bol.
4.9.- TABLA N 7.- Primera estimacin del Peso delConcreto Fresco
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Concreto Fresco
Tabla confeccionada por el comit ACI 211
T.N.M.Agregado
Grueso
Peso del Concreto
Sin Aire
incluido
Con aire
incluido3/8 2280 2200
1/2 2310 2230
3/4 2345 2275
1 2380 22901 2410 2350
2 2445 2395
3 2490 2405
6 2530 2435
TABLA 5.- Primera estimacin del Peso del ConcretoFresco
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Fresco
Tabla confeccionada por el comit ACI 211
TNM de laPiedra
Sin Aireincluido
3/8 2280
1/2 2310
3/4 2345
1 23801 2410
2 2445
3 2490
6 2530
LA ARENA LA HALLAMOS POR
DIFERENCIA DEL PESO TOTALDEL CONCRETO MENOS LOSMATERIALES YA HALLADOS.
ARENA = 2380(193 + 351 + 1040)ARENA = 796 KILOS
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4.5. PODEMOS DISEAR CON
OTROS PROCEDIMIENTOSDE ACUERDO A LASDIFERENTES EXPERIENCIAS
Y MEJORAR LASPROPIEDADES DEL
CONCRETO
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4.6. METODO DE LA FINURA DE LA
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4.6. METODO DE LA FINURA DE LACOMBINACION DE AGREGADOS
1000.30.7
46.50.7xrf
100
0.30.743.50.7 xrf
Este mtodo considera el Mdulo de Finura de la mejorcombinacin. Para esto establece la ecuacin.
100xmm
mmr
fg
gf
Donde:
m = Mdulo de Finura de la combinacin
mf = Mdulo de Finura del Agregado Fino
mg = Mdulo de Finura del Agregado Grueso
%39fr
4.7. METODO DEL AGREGADO GLOBALEste mtodo considera el porcentaje incidencia de cada agregado en el
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Este mtodo considera el porcentaje incidencia de cada agregado en eldiseo de mezcla, los porcentajes se controlan de tal forma que lacombinacin est
dentro de algunosde estos Husos.NTP.400.037
Tamiz
(Pulg)
Huso 1 Huso Huso 3/8
L.I. L.S. L.I. L.S. L.I. L.S.2" 100 100
1 1/2" 95 100 100 100
1" 60 90 98 100
3/4" 45 80 95 100
1/2" 35 68 70 80 100 1003/8" 30 58 50 65 95 100
N4 25 50 35 55 30 65
N8 20 45 25 48 20 50
N16 14 38 18 42 15 40
N30 8 30 10 35 10 30
N50 3 20 5 20 5 15
N100 0 8 0 8 0 8
Tenemosotros
Husos:DIN 1045
4.7. METODO DE DISEO DEL AGREGADOGLOBAL
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GLOBAL
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.1 1 10 100
Tamices ( mm )
%P
asa
AGREGADO GLOBAL
HUSO NTP 1 1/2"
Piedra: 52% Arena: 48%
Clculo de los pesos de los Agregados Fino y Grueso:
Peso A.F. = % A.F. x Peso AgregadosPeso A.G.= % A.G. x Peso Agregados
CAPITULO 5.- Conclusiones
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CAPITULO 5. Conclusiones
1.2. Diseo de Mezcla NOes un Procedimiento automtico.
3. Los datos de la tabla y criterios de seleccin deben serutilizados como una gua ( 1 estimacin).
4. La experiencia del diseador y el conocimiento profundodeben normar el diseo de mezclas.
5. Mezclas preparadas en el laboratorio.6. Mezclas preparadas en obra.
a. Relacin a/c.b. Perfil del agregado.c. Textura.d. Granulometra.
CAPITULO 6.- Recomendaciones.
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6.1.- Hallar constantes estadsticas.
6.2.- Hallar f cr real.6.3.- Hallar el f c.6.4.- Usar Aditivo.6.5.- Verificar Reduccin del Factor de Seguridad.
6.6.- Verificar Costos.
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FIN
MUY AGRADECIDO POR SU ATENCIN