TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

DISEÑO DE MEZCLAS

FACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA CIVIL

ING. CRISTHIAN LÓPEZ VILLANUEVA

RECOMENDACIONES PARA LA SELECCIÓN DE PROPORCIONES

DE CONCRETO

INTRODUCCIÓN

• la dosificación para mezclas de concreto es ladeterminación de la combinación mas económica ypractica de los componentes para concreto, de tal formaque tenga manejabilidad en su estado plástico y quedesarrolle las propiedades requeridas en su estadoendurecido. Así, una mezcla para concreto correctamentedosificada debe lograr fundamentalmente tres objetivos:

�La manejabilidad del concreto recién mezclado

�Las propiedades que se requieren en el concretoendurecido

�Ser económica

• La manejabilidad es la propiedad que determina lafacilidad con que puede colocarse en concreto reciénmezclado, consolidarse completamente y obtener unacabo completamente sin segregación y exudaciónpeligrosas.

• Si se utiliza materiales aceptables, que cumplan con lasespecificaciones técnicas, las propiedades del concretoendurecido como la resistencia a los cambios detemperatura, la impermeabilidad, la resistencia aldesgaste y la resistencia mecánica, dependenprioritariamente de la selección de una pasta de cementoadecuada, es decir una pasta que tenga una relación aguacemento lo suficientemente baja y una cantidad adecuadade aire atrapado e incorporado. Estas propiedades, por lotanto, la calidad del concreto deseado se puede obtenercompletamente solo con un buen mezclado, colado,compacto, acabado y curado.

• Para obtener economía, en la dosificación de una mezclade concreto se debe reducir al mínimo la cantidadnecesaria de cemento sin sacrificar la calidad del concreto.Como la calidad depende principalmente de la relaciónagua-cemento, la cantidad de agua debe reducirse lamínimo, con la finalidad de reducir la cantidad de cementonecesario.

RELACIONES BÁSICAS

• Las proporciones de una mezcla de concreto deberánser seleccionadas a fin de obtener la manejabilidad,resistencia y durabilidad necesarias para un casoespecifico.

• La manejabilidad de la mezcla involucra conceptosdifícilmente definidos en los términos de manejabilidady resistencia.

• La trabajabilidad es la propiedad del concreto por lacual define su capacidad de la mezcla de ser colocada yconsolidada adecuadamente. Así como para realizar elacabado sin segregación. Esta definición implicaconcepto relacionado con la capacidad de moldeo,compactibilidad y cohesividad.

• La trabajabilidad de las mezclas se ve afectadadirectamente por la granulometría del agregado perfil,textura y proporción del mismo, en el contenido decemento, el contenido de aire incorporado, así como lapresencia de aditivos en la mezcla y la consistencia de lamisma.

• La consistencia se define como el grado de humedad deuna mezcla de concreto. Se expresa en términos deasentamiento, revenimiento o slump; cuando mayor eseste mas humedad se encuentra la mezcla y tiende aafectar la facilidad con la cual la mezcla deberá tenerfluidez durante la colocación.

• En concretos bien proporcionados, el contenido de agua de mezclado depende de varios factores.

• Para una relación agua-cemento dada puededeterminarse diferencias en la resistencia debido acambios en:

�Granulometría, textura superficial, perfil,resistencia y dureza de las partículas de losagregados.

�Tamaño máximo del agregado.

�El tipo y marca del cemento.

�El contenido de aire de la mezcla.

�El uso de aditivos que modifiquen el proceso dehidratación del cemento.

• El concreto debe ser capaz de endurecer bajo aquellascondiciones de exposición las cales podrían privarlo desu utilidad.

INFORMACIÓN NECESARIA

• La selección de proporciones en una mezcla de concretodeberá basarse, siempre que sea posible, sobre resultadosobtenidos de ensayos de laboratorios o de la experienciaobtenida en obras con los materiales que van a ser utilizados.

• En el proceso de diseño de una mezcla de concreto, lasiguiente información de los materiales disponibles será útil:

�Análisis granulométrico de agregado grueso yagregado fino.

�Peso unitario compactado del agregado grueso.

�Peso especifico de masa, porcentaje de absorción delos agregados.

�Requerimiento de agua de mezclado determinado enbase a la experiencia con los agregados a serempleados en obra.

�Tabla de interrelaciones entre la resistencia y larelación agua-cemento.

ASPECTO TEÓRICO

DEL DISEÑO

• Los siguientes pasos se consideran fundamentales en elproceso de selección de las proporciones de la mezclapara alcanzar las propiedades deseadas en el concreto.Ellos deben efectuarse independientemente delprocedimiento de diseño seleccionado.

� Paso 1: estudiar cuidadosamente los requisitosindicados en los planos y en las especificaciones deobra.

� Paso 2: Seleccionar la resistencia promediorequerida para obtener en obra la resistencia dediseño especificada por el proyectista.

� Paso 3: Seleccionar, en función de las característicasdel elemento estructural y del sistema de colocacióndel concreto, el tamaño máximo nominal delagregado grueso.

� Paso 4: elegir la consistencia de la mezcla y expresarlaen función del asentamiento de la misma.

� Paso 5: determinar el volumen de agua de mezcladopor unidad de volumen del concreto, considerando eltamaño máximo nominal del agregado grueso, laconsistencia deseada y la presencia de aire,incorporado o atrapado, en la mezcla.

� Paso 6: determinar el porcentaje de aire atrapado o elaire total, según se trate de concretos normales. Porrazones de durabilidad, se ha incorporado aire,mediante el empleo de un aditivo.

� Paso 7: seleccionar la relación agua-cemento requeridapara obtener la resistencia deseada en el elementoestructural.

� Paso 8: seleccionar la relación agua- cementorequerida con condición de durabilidad.

� Paso 9: seleccionar la menor de las relaciones agua-cemento elegidas pro resistencia y durabilidad.

� Paso 10: determinar el factor cemento por unidadcubica de concreto, en función del volumen unitario deagua y de la relación agua-cemento seleccionad.

� Paso 11: determinar las proporciones relativas de losagregados fino y grueso.

� Paso 12: determinar, empleando el método de diseñoseleccionado, las proporciones de la mezcla.

� Paso 13: corregir dichas proporciones en función delporcentaje de absorción y el contenido de humedad delos agregados fino y grueso.

� Paso 14: ajustar las proporciones seleccionadas deacuerdo a los resultados de los ensayos de la mezclarealizados en el laboratorio.

� Paso 15: ajustar las proporciones finales de acuerdo alos resultados de los ensayos realizados bajocondiciones de obra.

• Sea cual sea el método empleado, así como el mayor omenor grado de refinamiento que se aplique en el mismo,el concreto resultante debe siempre considerarse como unmaterial de ensayo cuyas proporciones definitivas seestablecen en función de los resultados de las experienciasde laboratorio y las condiciones de trabajo en obra.

MÉTODO DEL COMITÉ 211

DEL ACI

• Independientemente que las características finales delconcreto sean indicadas en las especificaciones técnicas odejadas al criterio del profesional responsable el diseñode la mezcla, las cantidades de material por metro cubicode concreto pueden ser determinadas, cuando se empleael método del comité 211 del ACI, siendo la secuencia quea continuación se indica:

� Selección la resistencia promedio a partir de laresienta a la compresión especificada y la desviaciónestándar de la compañía constructora.

� Selección el tamaño máximo nominal del agregadogrueso.

� Selección del asentamiento.

� Selección del volumen unitario del agua de diseño.

� Selección del contenido e aire.

� Selección de la relación agua-cemento por resistencia ydurabilidad.

� Determinación del factor cemento.

� Determinación del contenido de agregado grueso.

� Determinación de la suma de los volúmenes absolutosdel cemento, agua de diseño, aire y agregado grueso.

� Determinación del volumen absoluto del agregado fino.

� Determinación del peso seco del agregado fino.

� Determinación de los valores de diseño del cemento,agua, aire, agregado fino y agregado grueso.

� Corrección de los valores de diseño por humedad delagregado.

� Determinación de la proporción en peso, de diseño y deobra.

� Determinación de los pesos por tanda de una bolsa.