5.4. Optimizacion de Diseño de Mezcla en Obra (Reparado)1111111111111111

5/21/2018 5.4. Optimizacion de Dise o de Mezcla en Obra (Reparado)1111111111111111 - slidep...

http:///reader/full/54-optimizacion-de-diseno-de-mezcla-en-obra-reparado111111

Todos los mtodos mencionados resultan una aproximacin a la solucin final mientras

no se prueben en obra. Dentro de este contexto, es muy poco probable que con un slo

diseo de mezcla que hagamos acertemos tanto la resistencia como el resto de

requisitos, por lo que es necesario optimizarlos mediante otros diseos.

Una recomendacin til antes de entrar a optimizar resistencias, consiste en e!aluarcualitati!amente !arios diseos tericos desde el punto de !ista de la traba"abilidad,

segregacin, exudacin y otros. #ediante pruebas de slump, factor de compactacin,

segregacin, !elocidad de exudacin etc., para lo cual influye mucho la apreciacin

personal, bastando inicialmente preparar tandas pequeas a ni!el de laboratorio, para

e!aluar estas propiedades y elegir la mezcla de agregados que consideramos m$s

adecuada dentro de las opciones tericas disponibles.

%a siguiente recomendacin apunta hacia optimizar resistencia y lograr econom&a y

consiste en probar desde un inicio con por lo menos ' diseos de mezcla tericos (conel mtodo que m$s nos guste pero usando la proporcin de mezcla de agregados que

hemos e!aluado slo cualitati!amente) donde manteniendo constante la granulometr&a

de la mezcla de agregados y la cantidad de agua, hagamos !ariar la relacin

*gua+emento dentro de un rango que asegure que obtengamos la resistencia

requerida.

-n la ig./.00 se grafican las resistencias obtenidas en un caso real para 'diseos de mezcla establecidos con este criterio, donde se deseaba determinar la

relacin *gua+emento para obtener una resistencia en compresin de 123 4g+cm1,

apreci$ndose que del gr$fico resultante se puede interpolar la resistencia que deseemos,

ColocacinCompactacin

CuradoRecubrimiento

Fabricaciny Control de

Calidad En obra

Calidad deMaterialesComponentes

Diseo de laMezcla y Condicionesde Exposicin

ConcretoDurable yResistente



con su relacin *gua+emento correspondiente para en base a esto hacer un nue!odiseo que se acerque m$s al ptimo de resistencia.

%os nue!os diseos hay que probarlos luego en forma definiti!a a escala de obrae ir corrigindolos paulatinamente en base a las consideraciones de dispersin

estad&stica que ya tratamos en el ap&tulo 2. Una pr$ctica usual consiste en hacer unaoptimizacin preliminar antes de que las probetas de control tengan 12 d&as de edad(normalmente a 5 d&as), ya que es muy frecuente el tener la necesidad de contar condiseos aprobados a la bre!edad.

-sto puede hacerse, pero es necesario tener informacin confiable del desarrollo de

resistencia con la edad del cemento que estemos utilizando pues !amos a

extrapolar resistencias de 5 d&as proyect$ndolas a 12 d&as, lo cual puede ser

riesgoso si no se toman los factores de seguridad adecuados. -s recomendable en

estos casos, adem$s del f6c7 que se obtenga del an$lisis estad&stico, utilizar un factor de

seguridad de al menos 0.1 para no tener problemas con la extrapolacin aludida,partiendo del hecho que disponemos de informacin confiable sobre el desarrollo de

resistencia en el tiempo del cemento que estemos utilizando.

-n condiciones normales un hormign portland normal comienza a fraguar entre '8 y

93 minutos despus de que ha quedado en reposo en los moldes y termina el fraguado

trascurridas sobre 08 o 01 horas. Despus comienza el endurecimiento que lle!a un

ritmo r$pido en los primeros d&as hasta llegar al primer mes, para despus aumentar m$s

lentamente hasta llegar al ao donde pr$cticamente se estabiliza.

-n el cuadro siguiente se obser!a la e!olucin de la resistencia a compresin de un

hormign tomando como unidad la resistencia a 12 d&as, siendo cifras orientati!as:

EVOLUCIN DE LA RESISTENCIA A COMPRESIN DE UN HORMIGN

PORTLAND NORMAL

Edad del hormign endas

3 7 28 90 360

Resistencia acompresin

0,40 0,65 1,00 1,20 1,35



inalmente queremos hacer notar que es corriente en nuestro medio el dosificar en

!olumen pese a tenerse los diseos en peso, debido a razones de tipo pr$ctico, en que

se piensa es m$s complicado, m$s caro e insume m$s tiempo el hacerlo en peso en

obras pequeas.

;emos lle!ado a cabo una in!estigacin que se aprecia en el gr$fico de la ig. /.01 que

establece la diferencia entre el peso unitario compactado en seco est$ndar que se usa

para hacer los c$lculos de con!ersin de diseo en peso a diseo en !olumen, con el

peso unitario suelto, que es la condicin real como se mide en obra, donde se

encuentran diferencias del orden del /.3



-sto debe hacemos reflexionar sobre la con!eniencia de desarrollar la ostumbre de

usar equipo de obra que dosifique en peso, lo cual no resulta dif&cil en obras pequeas

si se pro!ee el uso de una balanza de plataforma de tipo comercial de 138 a 388 4g de

capacidad cuyo precio es econmico, y el cargu&o se realiza con carretillas taradas,

con lo que se comprobar$ que se obtienen !enta"as en calidad del concreto y ahorro

de cemento.



3.- RESS!E"C#

-s la capacidad de soportar cargas y esfuerzos, siendo su me"or comportamiento en

compresin en comparacin con la traccin, debido a las propiedades adherentes de la

pasta de cemento. Depende principalmente de la concentracin de la pasta de cemento,

que se acostumbra expresar en trminos de la relacin *gua+emento en peso.

los mismos factores que influyen en las caracter&sticas resistentes de la pasta , como son

la temperatura y el tiempo, aunados a otros elementos adicionales constituidos por el

tipo y caracter&sticas resistentes del cemento en particular que se use y de la calidad de

los agregados, que complementan la estructura del concreto.

Un factor indirecto pero no por eso menos importante en la resistencia, loconstituye elcurado !a que es el complemento del proceso de hidratacin sin el cual no se llegan a

desarrollar completamente las caracter&sticas resistentes del concreto.

%os concretos normales usualmente tienen resistencias en compresin del orden de 088a 9884g+cm1, habindose logrado optimizaciones de diseos sin aditi!os que han

permitido obtener resistencias sobre los 588 =g+cm1. Tecnolog&as con empleo de los

llamados pol&meros, constituidos por aglomerantes sintticos que se aaden a la mezcla,

permiten obtener resistencias en compresin que bordean los 0,388 =g+cm1, y todo

parece indicar que el desarrollo de estas tcnicas permitir$ en el futuro superar incluso

estos ni!eles de resistencia.

E$ C%"!R%$ DE C#$D#D DE$ C%"CRE!% E"D&RECD% #'#RC#

!RES (R"C(#$ES E"S#)%S



3.*. RESS!E"C# # $# C%M(RES%"

%a resistencia a la compresin se puede definir como la m$xima resistencia medida de

un espcimen de concreto o de mortero a carga axial. >eneralmente se expresa en

=ilogramos por cent&metro cuadrado (4g+cm1) a una edad de 12 d&as se le designe con el

s&mbolo f6 c. ?ara determinar la resistencia a la compresin, se realizan pruebasespec&menes de concreto.

3.+. RESS!E"C# # $# F$E,%"

%a resistencia a la flexin es una medida de la resistencia a la traccin del concreto. -s

una medida de la resistencia a la falla por momento de una !iga o losa de concreto no

reforzada. @e mide mediante la aplicacin de cargas a !igas de concreto de ABA

pulgadas (038B038 mm) de seccin trans!ersal y con luz de cmo m&nimo tres !eces el

espesor. %a resistencia a la flexin se expresa como el mdulo de rotura (#7) en libraspor pulgada cuadrada (?@C) y es determinada mediante los mtodos de ensayo *@T#

52 (cargada en los puntos tercios) o *@T# 1/' (cargada en el punto medio).

El mdlo de rptra del concreto se calcla por medio de la!rmla"
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Concrete_Compression_Testing.jpg



3.3. RESS!E"C# # $# !R#CC%"

-l ensayo a traccin uniaxial es considerado uni!ersalmente como el modo m$s directo

para hallar las propiedades de fractura de materiales fr$giles, pero es un ensayo dif&cil

de lle!ar a cabo. -l esquema b$sico de configuracin del ensayo se puede obser!ar en la

Figura 1. Una de las dificultades pro!iene de la incapacidad de obtener de manera

razonable distribuciones uniformes de tensiones a tra!s de la fisura. -sto se puede

atribuir a imperfecciones de la muestra y a excentricidades accidentales de los aparatosde carga.
http://1.bp.blogspot.com/_FJZh1gy3MuM/TTsf4ZIshJI/AAAAAAAABJw/paoAz8eJgrw/s1600/21.gif



-l ensayo a traccin directa presenta otros incon!enientes tales como la su"ecin de la

probeta y la dificultad de asegurar la estabilidad del ensayo. -l uso de condiciones de

contorno fi"as (alta rigidez rotacional de los platos de carga) en dicho tipo de ensayo

conlle!a la formacin de !arios planos de fractura, dando como resultado un aumentoartificial en la densidad de fisuras (an #ier et al., 0//A).

De esta manera, la resistencia a fractura medida se !er$ incrementada artificialmente. @e

sostiene que para muestras sometidas a ensayos a traccin uniaxial se deber&an usar

apoyos articulados como condiciones de contorno, teniendo en cuenta la determinacin

de un l&mite inferior de energ&a de fractura. @in embargo, el hecho de utilizar apoyos

articulados como condiciones de contorno hace que la determinacin de los par$metros

de fractura no sea sencilla.

.- Durabilidad

-xpresa el comportamiento del material para oponerse a la accin agresi!a del medio

ambiente u otros factores como el desgaste, asegurando su integridad y la de las

armaduras de refuerzo durante el per&odo de construccin y despus, a lo largo de toda

la !ida en ser!icio de la estructura.

-l *C define la durabilidad del concreto de cemento ?ortland como la habilidad para

resistir la accin del intemperismo, el ataque qu&mico, abrasin, y cualquier otro

proceso o condicin de ser!icio de las estructuras, que produzcan deterioro del concreto.

%a conclusin primordial que se desprende de esta definicin es que la durabilidad no es



un concepto absoluto que dependa slo del diseo de mezcla, sino que est$ en funcin

del ambiente y las condiciones de traba"o a las cuales lo sometamos.

-n este sentido, no existe un concreto EdurableE por s& mismo, ya que las caracter&sticasf&sicas, qu&micas y resistentes que pudieran ser adecuadas para ciertas circunstancias, no

necesariamente lo habilitan para seguir siendo EdurableE ba"o condiciones diferentes.

Tradicionalmente se asoci la durabilidad a las caracter&sticas resistentes del concreto, y

particularmente a su resistencia en compresin, pero las experiencias pr$cticas y el

a!ance de la in!estigacin en este campo han demostrado que es slo uno de los

aspectos in!olucrados, pero no el nico ni el suficiente para obtener un concreto

durable.

-n consecuencia, el problema de la durabilidad es sumamente comple"o en la medida en

que cada situacin de exposicin ambiental y condicin de ser!icio ameritan una

especificacin particular tanto para los materiales y diseo de mezcla, como para los

aditi!os, la tcnica de produccin y el proceso constructi!o, por lo que es usual que en

este campo las generalizaciones resulten nefastas.

.- FS&R#S

-l conocimiento de las fisuras, su origen y desarrollo, entraan el de las tensiones en elmaterial.

%as fisuras son las roturas que aparecen en el concreto, como consecuencia de

tensiones superiores a su capacidad resistente. @on el resultado de la distribucin de las

cargas que actan sobre el material y determinan !ariaciones en las dimensiones del

elemento de concreto.

uando las !ariaciones en las dimensiones son originadas directamente por las cargas,

se denominan deformaciones.

%as fisuras del primer caso son las originadas por los esfuerzos de compresin, traccin,

flexin, cortantes y torsin. %as fisuras del segundo caso son las debidas a las

retracciones y a las dilataciones del concreto.



Como e/itar 0isuras en el 1ormi2n

.*. C%"DC%"ES

%as losas delgadas de gran longitud, como las utilizadas en pa!imentacin y

canalizacin, son especialmente susceptibles a la fisuracin al !erse sometidas a

condiciones ambientales desfa!orables.

-l terreno de sustentacin de estos elementos estructurales debe ser firme, estar

perfectamente ni!elado, ser capaz de soportar las cargas pre!isibles y tener el grado de

humedad adecuado en el momento de la colocacin del concreto.

-l concreto a utilizar debe estar dosificado con los contenidos m&nimos de cemento y

agua necesarios en funcin de las caracter&sticas de la obra.

%as operaciones de acabado de la superficie del elemento de hormign deben reducirse

al m&nimo y es aconse"able que, una !ez finalizadas estas operaciones de acabado, la

superficie sea protegida hasta que comience el proceso de curado.

3

%as fisuras del primer caso son las originadas por los esfuerzos de compresin, traccin,

flexin, cortantes y torsin. %as fisuras del segundo caso son las debidas a lasretracciones y a las dilataciones del concreto.



.+. !(%S DE FS&R#S E" E$ 4%RM56"

Fisuracin durante la 0ase constructi/a

%os tipos de fisuras que aparecen en los pa!imentos durante las fases de construccin

pueden deri!arse en:

a.- Fisuras por retraccin 1idr7ulica.Tambin se conocen como retraccin pl$stica o por secado, originadas por la

desecacin de la zona superior de la losa y pueden alcanzar de los 13 mm. y son

fisuras de trazado corto.

b.- Fisuras por retraccin super0icial.@on muy finas y superficiales. @u origen es la retraccin de la pasta de cemento que

ha sido transportada a la superficie por un exceso de !ibrado.

c.- Fisuras por de0ormacin.@e desarrollan a tra!s de la losa debido a las perturbaciones que sufre el hormign

antes de su endurecimiento por !arias razones: deformacin del terreno,

mo!imiento de encofrados, desplazamientos de armaduras, agregados muy

absorbentes.



.- C%"C$&S%"ES

%a optimizacin del diseo de mezcla, consiste en buscar la me"or manera de

realizar otros tipos de diseo para conseguir el menor nmero de huecos

posibles, es decir la m$xima compactacin del concreto en su estado fresco

(traba"abilidad y consistencia) y estado endurecido (resistencia y durabilidad).

-s claro que las propiedades del concreto en obra no pueden ser obtenidas

directamente del concreto en estado fresco, puesto que las caracter&sticas de los

elementos estructurales de concreto se !en afectadas por las pr$cticas

constructi!as en la obra. @in embargo, el control de calidad en estado fresco es la

nica herramienta para tomar decisiones r$pidas, durante l este proceso.

Fo es necesario incluir aditi!os para lograr estas propiedades, siempre cuando

se pueda !ariar la relacin agua+cemento, dentro de un diseo de mezcla y las

condiciones del lugar donde se !a a realizar el traba"o, despus de analizar los

distintos tipos de diseo de mezcla ya mencionados.

%a resistencia en compresin se utiliza como &ndice de la calidad del concreto. *

menor relacin agua+ cemento mayor ser$ la resistencia del concreto. -s decir

%a resistencia a la traccin y la compresin depende de !arios factores como la

relacin agua cemento y la edad del concreto.



8.- REC%ME"D#C%"ES

%a optimizacin de la resistencia y la durabilidad, se debe lograr a un ba"o

costo econmico. ?or lo que solo se har$ !ariar solo la relacin *gua+emento

dentro de un rango que asegure que obtengamos la resistencia requerida.

%a experiencia y el conocimiento del diseador deben normar la preparacin del

diseo de mezclas, ya sea mezclas preparadas en el laboratorio y mezclas

preparadas en obra, para su e!aluacin y comparacin de su resistencia,

durabilidad y calidad del concreto a ser empleado en obra.

ada diseo debe ser realizado en base a una s&ntesis para e!aluar el

comportamiento desde la pasta hasta la mezcla de concreto. *dem$s, es

necesario lle!ar a cabo una exhausti!a y correcta eleccin tanto en estado fresco

y endurecido, con los diferentes equipos, con el ob"eti!o de encontrar me"oras

en la obra para reducir costos especialmente en tiempo, calidad y reparaciones



8.- REFERE"C# ''$%5R#FC#

*CG100.0G/0.G E@tandard ?ractice for @electing ?roportions for Formal,

;ea!yHeight, and #ass oncreteE G U@*, 0//'.

7iHa -nrique.G Tecnolog&a del oncreto.G Diseo de #ezclas.G-ditorial ;oz&o.G

?er, 0//1.

*@T# @tandard G''. G E@tandard specification for oncrete aggregatesE. 0/2A

*CG'89.17 G/0.G E?lacing oncrete by ?umping #ethodsE G U@*, 0//'.

?opo!ics @andor..G Eoncrete : #a=ing #aterialsE -dit. #ac>raH ;illG0/5/.

?alot$s %..G EThe practical significance ofthe meness #odulus of *bramsE.G

Iudapest 0/''

Jai=er @.,Iartel .G Ediscussion ofa paper by #.*. @Hayze and -. >ruenHaid G* #odification ofthe ineness #odulus #ethod.G *C Koumal ol. 9', ?art 1,Dic 0/25.

5.4. Optimizacion de Diseño de Mezcla en Obra (Reparado)1111111111111111

Documents

Transcript of 5.4. Optimizacion de Diseño de Mezcla en Obra (Reparado)1111111111111111