1. Independientemente que las características finales del concreto sean indicadas en las especificaciones o dejadas al criterio del profesional responsable del diseño de la mezcla, las cantidades de los materiales por m3 de concreto, pueden ser determinadas por el Método del Comité 211 del ACI, siguiendo la siguiente secuencia:

1. Selección del f’cr, a partir del f’c de diseño y la Ds.

2. Selección T.M.N del agregado.

3. Selección del Asentamiento

4. Selección del Volumen unitario del agua de diseño (Tabla N° 9)

5. Selección del contenido de aire (Tabla N° 11 y N° 12)

6. Selección de la relación w/c por resistencia y por durabilidad ( Tablas N° 13, 17, 18 y 19)

7. Determinación del factor del cemento

8. Determinación del contenido de Agregado Grueso ( Tabla N° 20)

9. Determinación de la suma de los volúmenes absolutos, de cemento, agua de diseño, aire y agregado grueso.

10. Determinación del volumen absoluto de agregado fino.

11. Determinación del peso del agregado fino.

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

13. Corrección de los valores de diseño por humedad del agregado.

14. Determinación de la proporción en peso de diseño y de obra.

a) Determinación de los pasos por tanda de un saco.

Ejemplo N° 1.-

Se desea realizar el diseño de mezcla de un concreto a ser utilizado en las vigas y columnas de un edificio de departamentos en la ciudad de Chiclayo.

Especificaciones:

No existen limitaciones en el diseño por presencia de procesos de congelación; presencia de ión cloruro, o ataques por sulfatos

f’c = 210 Kg/cm2, a los 28 días y la Ds = 20 Kg/cm2

Consistencia plástica

T.M.N del agregado grueso es: 1 ½”

MATERIALES:

Cemento:

• Portland ASTM Tipo I “ Sol ”

• Peso Específico …………… 3.15

• Agua:

• Potable de la red de servicio público

• Agregado fino:

• Peso específico de masa ……. 2.64

• Absorción …………………… 0.70 %

• Contenido de humedad ……… 6.00 %

• Módulo de fineza ……………. 2.80

• Agregado Grueso:

• T.M.N ……………………………….... 1 ½”

• Peso Compactado Seco ………………1600 Kg/cm2

• Peso específico de masa ……………… 2.68

• Absorción ……………………………… 0.5 %

• Contenido de humedad ……………….. 2.0 %

SOLUCION:

1. Cálculo del f’cr:

Con f’c = 210 Kg/cm2 y Ds = 20 Kg/cm2

f’cr = f’c + 1.34 Ds

f’cr = f’c + 2.33 Ds – 35

f’cr = 237 Kg/cm2

2. Selección del T.N.M del Agregado

De acuerdo a Especificaciones, T.M.N = 1 ½”(Siempre el profe te lo va a dar)

3. Selección de Asentamiento :

Especificaciones: Consistencia plástica (trabajable) Asent. = 3” a 4”

4. Volumen Unitario de Agua

Con los valores de : T.M.N = 1 ½” y Asentamiento = 3” – 4”

En la (Tabla N° 2 excel) 181 lt/m3

LA mayor de las dos

5. Contenido de Aire.

Como la estructura a ser vaciada no va a estar expuesta a intemperísmo severo, no se considera incorporar aire a la mezcla; en la Tabla N° 11 se determina que el contenido de aire atrapado para un agregado grueso de T.M.N = 1 ½” , es de 1.0 %

6. Relación w/c

Vamos a la Tabla N° 9 y con f’cr = 237 Kg/cm2 encontramos:Interpolamos y encontramos :

w/c = 0.64

7. Factor Cemento ( C )

C = Volumen Unit. Agua

w/c

C = 181 / 0.64 = 283 Kg/ m3 ( 6.7 bls/m3)

8. Contenido de Agregado Grueso

Con T.M.N = 1 ½” y M.F. = 2.80 ; vamos a la Tabla N° 20 y encontramos :

b/bo = 0.72

Peso Agregado Grueso = 0.72 x 1600 Kg/m3 = 1152 kg/m3

9. Cálculo de Volúmenes Absolutos

Conocidos los pesos del cemento, agua y ag. Grueso, así como el volumen de aire, se procede a calcular la suma de los pesos absolutos:

Cemento : 283/ 3.15 x 1000 = 0.090 m3

Agua : 181/ 1.0 x 1000 = 0.181 m3

Aire : 1.0 % = 0.010 m3

Ag. Grueso : 1151/2.68 x 1000 = 0.430 m3

Σ = 0.711 m3

10. Contenido de Agregado Fino

Volumen Absoluto de

agregado fino : 1 – 0.711 = 0.289 m3

Peso del Ag. Fino

seco : 0.289 x 2.64 x 1000 = 763 Kg/m3

11. Valores de diseño :

Las cantidades de materiales de diseño serán:

• Cemento : 283 Kg/ m3

• Agua : 181 lt/ m3

• Ag. Fino seco : 763 Kg/ m3

• Ag. Grueso seco : 1152 Kg /m3

12. Corrección por humedad del AgregadoPeso húmedo de:

- Ag. Fino : 763 x 1.060 = 809 Kg/ m3

- Ag. Grueso : 1151 x 1.020 = 1175 Kg/m3

Luego determinamos la humedad superficial del Agregado:

Humedad Superficial del:

- Ag. Fino : 6.0 – 0.7 = + 5.3 %

- Ag. Grueso : 2.0 – 0.5 = + 1.5 %

Y los aportes de los Agregados serán :

• Aporte de Humedad del :

- Ag. Fino : 763 x ( + 0.053) = + 40 lt/m3

- Ag, Grueso : 1152 x ( + 0.015) = + 17 lt/m 3

Σ = + 57 lt/m3

Luego tendremos:

Agua Efectiva = 181 – 57 = 124 lt/m3

Entonces los pesos ya corregidos por humedad del agregado serán:

• Cemento : 283 Kg/m3

• Agua Efectiva : 124 lt/m3

• Ag, Fino húmedo : 809 Kg/m3

• Ag. Grueso húmedo : 1175 Kg/m3

13. Pesos por Tanda de un Saco :

Para conocer la cantidad de materiales que se necesitan en una tanda de un saco, es necesario multiplicar la proporción en peso, ya corregida por humedad del agregado, por el de un saco de cemento:

• Cemento : 1 x42.5 = 42.5 Kg/saco

• Agua efectiva = 18.5 lt/saco

• Ag. Fino húmedo : 2.85 x42.5 = 121.0 Kg/saco

• Ag. Grueso Húmedo : 4.15 x 42.5 = 176.4 Kg/saco

12. PROPORCION EN PESO

La dosificación en peso de los materiales sin corregir, y ya corregidos por humedad del agregado, serán:

283 : 763 : 1152 = 1 : 2.7 : 4/ 27 lt/saco (en peso seco)

283 283 283

283 : 809 : 1175 = 1 : 2.85 : 4.15/ 18.5 lt/saco

283 283 283

• Relación w/c de diseño = 181/283 = 0.64

• Relación w/c efectiva = 124/283 = 0.44