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DISEO RACIONAL DE MEZCLAS DE HORMIGN MTODO ICPA

1. Introduccin

El diseo de una mezcla es un proceso que consiste en tres pasos interrelacionados:

Seleccin de los constituyentes del hormign

Determinacin de sus cantidades relativas para producir, lo ms econmicamente posible,un hormign de las caractersticas apropiadas, tanto en estado fresco como endurecido

Ajuste de las cantidades estimadas mediante su ensayo en pastones de prueba.

Aunque muchas de las propiedades de los hormigones son importantes, la mayora de losmtodos estn dirigidos a la obtencin de cierta resistencia a la compresin con unaconsistencia determinada. Se asume que, si esto se logra con xito y el hormign est bienespecificado, las otras propiedades tambin sern satisfactorias.

Una excepcin a esto es el diseo de hormigones que sean resistentes al congelamiento uotros problemas de durabilidad, tales como el ataque por sulfato, la corrosin de armaduras,etc., situaciones que merecen un tratamiento singular en el proceso de diseo de la mezcla.

Analizaremos las siguientes consideraciones bsicas con ms detalle: economa, trabajabilidad,resistencia y durabilidad.

Economa

El costo de un hormign est constituido por el costo de los materiales, el costo de la mano deobra y el costo del equipamiento. Sin embargo, con excepcin de algunos hormigones oprocesos especiales, los dos ltimos aspectos son prcticamente independientes de la calidaddel hormign producido. Por lo tanto, es razonable asociar la economa a la reduccin del costode los materiales componentes.

Dado que el cemento es ms costoso que los agregados, por lo general, la mezcla mseconmica ser aqulla con menor contenido de cemento sin sacrificar la calidad del hormign.Si asociamos la calidad a la relacin agua/cemento, es evidente que debemos reducir lademanda de agua de la mezcla empleando alguna de o todas las alternativas que se indican acontinuacin:

Elegir la mezcla ms seca que sea posible colocar y compactar con los medios disponibles

Optar por el mximo tamao mximo del agregado compatible con el tamao del elemento,las armaduras y el recubrimiento

Optimizar la relacin entre agregados finos y gruesos

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El costo relativo entre las distintas fracciones de agregado tambin debe tenerse en cuenta y,como esto cambia entre las distintas regiones, la mezcla ms econmica que satisfaga losrequerimientos ser distinta en cada caso.

La reduccin de la cantidad de cemento (contenido unitario de cemento) tiene otras ventajasadicionales: menor contraccin y menor calor de hidratacin. Sin embargo, si el contenidounitario de cemento es muy bajo, pueden verse comprometidas la trabajabilidad, la durabilidad yla resistencia a corto plazo.

La economa asociada a un diseo particular de mezcla est vinculada tambin al control decalidad a implementar en condiciones de obra. La resistencia media debe ser mayor que laresistencia especificada para contemplar la variabilidad inherente a la produccin del hormigny esta diferencia es menor cuando se reduce esa variabilidad. Si los volmenes a producir sonpequeos, podra ser ms econmico sobredisear la mezcla que implementar el nivel decontrol requerido por un hormign menos variable (econmicamente ms eficiente).

En la Figura 1 pueden compararse los costos relativos de distintas clases de hormign. LaFigura 2 ilustra la incidencia en el costo total de los distintos componentes, para distintas clasesde hormign, elaborados con los mismos conjuntos de materiales y para una mismaconsistencia (asentamiento). El conjunto de resultados es slo ilustrativo, ya que las relacionespueden cambiar en funcin de caractersticas regionales y locales.

Figura 1: Costo relativo de distintas clases de hormign tomando como valor de referencia

(100) al H13. Se supone que en todos se emplea la misma categora de cemento y el

mismo conjunto de agregados.

100,0109,4

125,8144,8

0,0

40,0

80,0

120,0

160,0

H13 H25 H38 H50

Costo Relativo respecto del H13

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Figura 2: Incidencia de los distintos componentes en el costo total de los materiales para

hormigones de distinta clase. Se supone que en todos se emplea la misma categora

de cemento y el mismo conjunto de agregados y, para cada clase, se eligi la mezcla

ms econmica para una misma trabajabilidad.

Trabajabilidad

Sin duda, una mezcla bien diseada debe ser capaz de ser mezclada, transportada, colocada ycompactada con el equipamiento disponible. La aptitud de la mezcla para que tenga unacorrecta terminacin tambin es un factor a tener en cuenta, debiendo minimizarse la exudaciny la segregacin.

La consistencia del hormign fresco es una medida de su resistencia a fluir o ser deformado. Elensayo ms difundido para medir esta propiedad es el ensayo del tronco de cono (IRAM 1536)que mide el asentamiento de un tronco de cono moldeado con el hormign fresco. A mayorasentamiento, mayor fluidez (menor consistencia) de la mezcla. Como regla general, elhormign debe suministrarse con el mnimo asentamiento que permita una correcta colocacin.

H13

47,2%

6,0%11,0%

35,8%

Cemento

Arena fina

Ar. Oriental

P.Part 6-20

H25

49,8%

4,8%11,4%

32,7%

1,4%

Cemento

Arena fina

Ar. Oriental

P.Part 6-20

Aditivo reduc

H38

55,1%

11,2%

30,2%

2,0%

1,5%

Cemento

Arena fina

Ar. Oriental

P.Part 6-20

Aditivo reduc

H50

8,0%

27,3%56,6%

6,4%

1,7%

Cemento

Arena fina

Ar. Oriental

P.Part 6-20

Superfluidif

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La demanda de agua, para una consistencia determinada, depende fuertemente de lascaractersticas de los agregados, siendo la influencia del tipo y cantidad de cemento desegundo orden.

La cooperacin entre el constructor y el responsable del diseo de la mezcla es esencial paraasegurar una buena dosificacin y, en algunos casos, deber optarse por una mezcla menoseconmica.

Resistencia y durabilidad

En general, las especificaciones de hormign exigen una resistencia determinada a lacompresin a 28 das, aunque no necesariamente es la condicin dominante. Lasespecificaciones pueden imponer limitaciones a la relacin a/c mxima admisible y al contenidounitario mnimo de cemento. Es importante asegurarse la compatibilidad entre estascondiciones para hacer un uso ptimo de las propiedades efectivas que tendr el hormign.

Las exigencias vinculadas a la durabilidad, tales como resistencia al congelamiento y deshielo oataque qumico, entre otras, pueden imponer limitaciones adicionales a la relacinagua/cemento mxima, al contenido mnimo de cemento, al contenido de aire o a la resistenciamisma.

2. Proceso de diseo de una mezcla

No es redundante destacar que el proceso de diseo de una mezcla no es tan simple como laaplicacin de un mtodo racional, cualquiera sea ste. En el desarrollo mismo de cada uno delos mtodos hay que considerar la interrelacin entre distintos factores que influyen en laspropiedades y caractersticas de las mezclas. Un conocimiento de los conceptos bsicos de laTecnologa del Hormign es indispensable para evaluar correctamente las variables delproblema.

En general, si se satisfacen las condiciones de trabajabilidad en estado fresco, los requisitos deresistencia y durabilidad en estado endurecido y la mezcla es econmica, el diseo de la mezclaes exitoso. No obstante, hay veces en las que las exigencias de la obra imponenconsideraciones adicionales, como por ejemplo lmites a la elevacin de temperatura de lamasa de hormign, lmites en el valor de las contracciones para evitar la fisuracin, elevadadureza superficial para soportar fenmenos de erosin, etc. Estos casos son especiales ydeben ser tratados como tales.

El proceso de diseo de una mezcla no se reduce al empleo de un determinado mtodoracional, sino que es mucho ms abarcativo y debe, inexorablemente, incluir el ajuste depastones de prueba para verificar las suposiciones efectuadas en el desarrollo analtico deldiseo de la mezcla. Un ejemplo de procedimiento apropiado puede ser el siguiente:

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a) Reunin de datos necesarios de la obra y de la futura condicin de exposicin del hormign.

b) Obtencin de las caractersticas de los componentes.

c) Desarrollo analtico del diseo de mezcla (aplicacin de un mtodo racional)

d) Ajuste en pastn de prueba.

e) Preparacin de tres pastones para verificar la relacin entre resistencia y agua/cemento.

f) Ajuste en condiciones reales de obra.

g) Control de calidad en obra para ajustar los valores adoptados en el desarrollo analtico deldiseo de la mezcla (dispersin, resistencia media, etc.).

A continuacin, desarrollaremos cada uno de estos aspectos.

2-a) Datos necesarios de la obra y de la futura condicin de exposicin delhormign.

2-a.1) Tamao mximo del agregado

Si se trata de una obra de hormign armado convencional, la separacin de las armaduras y lasdimensiones del elemento a hormigonar condicionarn la eleccin del tamao mximo (T.M.)del agregado grueso a emplear. Estas relaciones pueden indicarse como sigue:

1/3 de la altura de losas

T.M. < 3/4 separacin de armaduras y/o espesor de recubrimiento1/5 menor dimensin estructural

2-a.2) Resistencia especificada

La resistencia adoptada para el clculo de la estructura o resistencia especificada (fce ) juntocon el desvo estndar que se supone se obtendr en la produccin del hormign permitendeterminar la resistencia de diseo de la mezcla ( fcm). Si no se cuenta con valores propiospara la dispersin real a escala de obra, pueden consultarse en la Tabla 1 desvos estndartpicos para distintas condiciones de elaboracin y control de hormign; es prudente nosubestimar el desvo estndar, para ubicarse del lado de la seguridad. Con el avance de la obrapodr corroborarse o corregirse el valor adoptado.

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Tabla 1 : Desvos estandar tpicos para distintas condiciones de elaboracin y control

Condiciones de elaboracin - Medicin de componentesDesvo

estandar

Cemento Agua Agregados Aditivos MPaen peso en peso o volumen con

precisin, descontandoaporte de agua de los

agregados

en peso concorreccin por

humedad yabsorcin

en peso ovolumen con

precisin4,0

en peso en peso o volumen conprecisin, descontandoaporte de agua de los

agregados

en volumen,ajustando porhumedad y

esponjamiento

en peso ovolumen con

precisin5,5

en peso (por bolsas

enteras)

por volumen, ajustando porla cantidad necesaria para

mantener constante laconsistencia

en volumen Norecomendado

7.0

2-a.3) Consistencia

El tipo de estructura a hormigonar y los mtodos de transporte, colocacin y compactacindisponibles permitirn establecer una pauta para el rango aceptable de la consistencia ytrabajabilidad pretendidas para la mezcla. No es redundante insistir que debe elegirse el menorasentamiento compatible con una adecuada compactacin del hormign con las herramientasdisponibles en obra. El uso de hormigones ms fluidos incrementa innecesariamente el costode la mezcla, pudiendo aparecer incluso problemas asociados a la menor estabilidaddimensional de los hormigones con exceso de agua, entre otros. No se debe obtenerhormigones de elevada fluidez ( Asentamiento > 15 cm) sin el auxilio de aditivos adecuados.

2-a.4) Condiciones de exposicin

El anlisis de la condicin de exposicin futura del hormign permitir detectar situaciones quepodran comprometer la durabilidad de la estructura. Debe tenerse especial cuidado con laexposicin del hormign a bajas temperaturas, a soluciones con in sulfato, a los ambientesmarinos o contaminacin con cloruros. En estos casos, deber imponerse relacionesagua/cemento mximas, contenidos mnimos de cemento o cierta resistencia caracterstica, talcomo se ver ms adelante.

2-b) Obtencin de las caractersticas de los componentes.

Un mtodo racional de diseo de mezclas debe tener en cuenta las caractersticas de losmateriales componentes, dado que stas influyen en las propiedades del hormign fresco yendurecido y, por lo tanto, en las proporciones a emplear de cada uno de esos componentes.

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2-b.1.) Cemento Portland

Para obras comunes, cualquier tipo de cemento de uso general resultar adecuado. El anlisisde la correcta seleccin de un cemento para un uso particular excede el alcance de este texto;se sugiere consultar algn texto especfico al respecto.

Un parmetro a considerar en los cementos Portland de uso general es su caracterizacin por

resistencia. Si bien no existe una relacin biunvoca entre la resistencia del cemento, tal como

se evala segn la norma IRAM 1622, y la resistencia de los hormigones elaborados con esecemento, puede decirse que existe a priori una cierta vinculacin: en general, un cemento demayor resistencia permitir obtener hormigones tambin ms resistentes. Tal como lo expresael Abaco 2 de este mtodo, para una misma relacin agua/cemento, el empleo de un cementoms resistente conduce a mayor resistencia del hormign.

Un dato que debe conocerse para completar el mtodo es la Densidad o Peso especfico del

cemento. Dada la variedad de tipos de cemento que hay en el mercado, no es lcito estimarsiempre a la densidad como 3,15 kg/dm3. El uso de adiciones generalmente provoca una levereduccin de la misma. Ante la imposibilidad de determinar experimentalmente esta propiedaden obra, se sugiere consultar al fabricante del cemento.

2-b.2.) Agregados

Una vez constatada la aptitud de los agregados que se emplearn, se debe conocer losparmetros requeridos por el mtodo racional que se emplee, as como las absorciones ydensidades relativas.

En ciertas circunstancias, no es posible determinar experimentalmente todos los parmetros, loque impone la necesidad de estimarlos. En estos casos, se pierde capacidad de prediccin y esposible que se necesiten ms pastones de prueba (tanteos experimentales) para llegar a unasolucin razonable.

Para el mtodo ICPA slo se requieren la granulometra, la densidad y la absorcin de cadafraccin de agregado que se emplee.

2-b.3.) Aditivos

La decisin de la oportunidad o necesidad del empleo de aditivos excede el objetivo de estapublicacin ; sin embargo, el mtodo contempla el uso de distintos tipos, bsicamente losincorporadores de aire y los reductores de agua o fluidificantes (plastificantes).

En el primer caso, puede esperarse una cierta cantidad de aire que depende, entre otrosfactores, de la dosis de aditivo, el tamao mximo del agregado y la consistencia de la mezcla,as como un efecto secundario de reduccin en la cantidad de agua de mezclado y disminucin

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de la resistencia. Con el uso de reductores de agua o fluidificantes, la reduccin en la demandade agua esperada permite distintas alternativas: disminucin de la relacin agua/cemento,aumento de la fluidez o una reduccin en el contenido de cemento.

No es redundante indicar que, en ningn caso se emplearn aditivos si no pueden medirse losmateriales en peso en el momento de la elaboracin de los hormigones. Adems, no debernmezclarse distintos aditivos en el mismo vaso dosificador, salvo indicacin expresa delfabricante.

2-c) Desarrollo analtico del diseo de la mezcla. Mtodo ICPA

El mtodo que se propone es til para el diseo de mezclas consideradas convencionales y nopuede emplearse para el diseo de hormigones livianos. Su empleo permite asegurar ladurabilidad bajo las condiciones de exposicin del hormign ms comunes, aunque esmenester dejar en claro que siempre deben respetarse las reglas del arte en lo que se refiere almezclado, transporte, colocacin, compactacin y curado.

Anlogamente a otros mtodos racionales, se deben conocer las propiedades ocaractersticas de los materiales componentes, as como las condiciones particulares de la obray el equipamiento disponible.

Es evidente que las relaciones causa/efecto entre las propiedades de los componentes y lascaractersticas del hormign son demasiado complejas como para poder considerarlas a todasen un mismo modelo; por ello, ste selecciona las ms relevantes y establece pautasadicionales que contemplan posibles cambios en las caractersticas de los materiales, empleode aditivos reductores de agua, incorporacin intencional de aire, tipo de agregado grueso, etc.

A continuacin, se enumeran las etapas del mtodo y luego se proceder al anlisispormenorizado de cada una de ellas.

ETAPAS

1. Eleccin del cemento a emplear (categorizacin por resistencia: CP30 CP40 CP50 )2. Eleccin de una consistencia adecuada.3. Decidir si se incorporar aire en forma intencional.4. Distribucin granulomtrica de agregados -

a) Seleccionar una curva o mbito granulomtrico apropiado para el agregado totalb) Seleccin y ajuste de las fracciones disponibles para ajustarse a lo seleccionado en 4.a

(Mezcla de las distintas fracciones)c) Clculo del Mdulo de Finura (MF) del Agregado Total, contemplando los retenidos sobre

los tamices de la serie normal5. Estimacin de la cantidad de agua de amasado, en funcin del asentamiento elegido y el MF

del agregado total.

6. Clculo de la resistencia de diseo, fcm, en funcin de la resistencia especificada (fce) y el

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desvo estndar (S). Verificacin del cumplimiento de la fcm mnima por razones dedurabilidad.

7. Estimacin de la relacin a/c.a) Determinacin de la relacin agua/cemento necesaria en funcin de la resistencia media

a la edad de 28 das para las distintas categoras de cemento.b) Verificacin del cumplimiento de eventual relacin agua/cemento mxima por razones de

durabilidad.8. Clculo del contenido unitario de cemento y verificacin del cumplimiento de eventual

contenido de cemento mnimo por razones de durabilidad.9. Determinacin de la cantidad de agregado (fino y grueso) por diferencia a 1000 de los

volmenes de agua, cemento y aire estimado. Ese volumen se integra con los agregados enlas proporciones establecidas en el paso 4.b

Se construye una tabla que sirve para afectar a estas cantidades por la absorcin de losagregados y, en general, las proporciones de la mezcla se expresan para stos en condicinde saturados a superficie seca.

Simultneamente al desarrollo explcito del mtodo, desarrollaremos un ejercicio que ayudar acomprender la aplicacin de la metodologa, impreso en cursiva para evitar confusiones.

Ejercicio: Se deben obtener las proporciones adecuadas para elaborar unhormign H-30 que soportar efecto de congelamiento y deshielo y ataque por aguade mar. La separacin de armaduras es de 30 mm y el espesor de recubrimiento esde 50 mm.

Las condiciones de colocacin y los equipos disponibles en la obra permitensuponer que ser necesario un asentamiento entre 10 cm y 15 cm y el control decalidad con que se producir el hormign ser bueno.

Se cuenta con una piedra partida grantica 6-20 y arenas de ro gruesa y fina, todascon densidad relativa 2,65 y absorcin de 0,5%, 0,6% y 0,8% respectivamente, conlas granulometras indicadas en la Tabla 2.

Tabla 2: Granulometra de los agregados a emplear.

Abertura Tamiz Agregados Finos Agregado Grueso

IRAM (mm) Silcea gruesa Silcea fina Piedra 6 - 20

37,5 100 100 10025,0 100 100 10019,0 100 100 10012,5 100 100 699,5 100 100 444,75 97,3 99 132,36 71,7 97 11,18 43,5 840,600 24,1 450,300 5,2 18,10,150 2 0,7

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Nota: los tamices indicados en la Tabla 2 corresponden a los efectivamenteutilizados en la determinacin experimental. Es conveniente emplear los tamicesISO, adoptados por la norma IRAM 1501.

2-c.1. Eleccin del cemento a emplear ( CP30 - CP40 - CP50 )

La eleccin del cemento a emplear est condicionada por la disponibilidad en plaza de losdistintos cementos y el nivel de resistencia que se pretende. Tambin puede influir la existenciade requisitos en los pliegos de contenidos mnimos de cemento, los precios relativos entre lasdistintas categoras de cemento o la necesidad de obtener resistencias a corto plazo. Sinembargo, podramos decir que para hormigones de Clase H13 o inferior, puede optarse porcementos CP 30 CP 40, para hormigones de clase superior a H 13 debera optarse por CP40 CP 50, al igual que para hormigones de alta resistencia.

La clase de hormign impone el empleo de un cemento CP40 CP50. Adems, lacondicin de exposicin indica que habr ataque por agua de mar, por lo que seraprudente elegir un cemento con adiciones hidrulicamente activas. Es decir,podremos optar por un cemento CP40 puzolnico, densidad = 3,10 kg/dm3.

2-c.2. Eleccin de la consistencia (asentamiento) adecuada.

Tal como se indic, debe estimarse qu consistencia es la que proporcionar una correctatrabajabilidad al hormign. No debe asociarse a un hormign fluido con uno trabajable; debeevaluarse la disponibilidad del equipamiento para colocar y compactar el hormign, el tipo deestructura a hormigonar y la densidad de armaduras (si las hubiera). Es prudente recalcar quedebe elegirse el mnimo asentamiento compatible con una buena compactacin.

La Tabla 3, adaptada de la Tabla 8 correspondiente al punto 6.6.3.10 del Reglamento CIRSOC201 Vol. I, que vincula mbitos de consistencia, rangos de asentamiento y mtodos decompactacin recomendados, puede servir de gua.

Tabla 3: Ambitos de consistencia, asentamiento y mtodos de compactacin, extractados del

Reglamento CIRSOC 201 Vol. 1, Punto 6.6.3.10

Ambito deconsistencia

Aspecto delhormign fresco

Gama (rango) deasentamientos [cm]

Mtodos decompactacin

Hormign seco suelto - tendencia a lasegregacin

1,0 a 4,5 Vibradores potentesalta frecuencia

Hormign plstico levemente cohesivo acohesivo

5,0 a 9,0 Vibracin o varillado oapisonado

Hormign blando cohesivo o levementefluido

10,0 a 15,0 Varillado o vibracinleve

Hormignsuperfluidificado

fluido tiende asegregarse

Mayor que 16 (*) Varillado o muy levevibracin

(*) Nota: se recomienda el empleo de la Mesa de Graf, IRAM 1690. Deben emplearse aditivossuperfluidificantes.

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De acuerdo con la informacin disponible, se elige el menor asentamiento posibleque permita asegurar una correcta colocacin, digamos 10 cm.

2-c.3. Decidir si se incorporar aire en forma intencional

El anlisis de las condiciones de exposicin puede revelar que el hormign estar expuestofrecuentemente a temperaturas de menos de - 2 C en condiciones de elevada humedadinterna o saturacin. En ese caso, es imprescindible disear un hormign con aireintencionalmente incorporado, objetivo que se consigue mediante el auxilio de un aditivoincorporador de aire en la dosis necesaria y un correcto mezclado. La cantidad de airenecesaria puede estimarse de la Tabla 4. A medida que aumenta el tamao mximo, disminuyela cantidad de aire necesaria para proveer una adecuada proteccin al hormign frente a ciclosde congelamiento y deshielo. La incorporacin intencional de aire influye tambin sobre laresistencia a la compresin y sobre la demanda de agua, es decir, el agua necesaria paraobtener el asentamiento seleccionado en el Paso 2.

Como valores tentativos, puede estimarse una prdida de resistencia del 5 % por cada 1 % deaire por encima del 1 %. Expresado como una ecuacin, queda:

fcm = -0,05 x (Aire % - 1).fcm

En lo que respecta a la disminucin en la demanda de agua, puede estimarse que se debereducir en un 2 a 3% el agua de mezclado por cada 1 % de incremento en el contenido de aire.

Agua = 0,025 x (Aire % - 1).Agua

Tabla 4: Cantidad de aire incorporado en funcin del tamao mximo (de Reglamento CIRSOC

201, Punto 6.6.3.8, Tabla 6).

Tamao mximo del agregado grueso [mm]

13,2 19,0 26,5 37,5 53,0

Porcentaje de aire del hormign[ % en volumen]

7 1,5 6 1,5 5 1 4,5 1 4 1

El Comit 211 del American Concrete Institute (ACI), define tres niveles de exposicin posiblesy, para cada uno de ellos, indica el contenido de aire incorporado recomendado, tal como seresume en Tabla 5.

Tabla 5 : Contenido de aire incorporado (% en volumen) recomendado por el Comit ACI 211.1

Tamao mximo del agregado gruesoExposicin 9,5 mm 13,2 mm 19,0 mm 26,5 mm 37,5 mm 53 mmSuave 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0Moderada 6.0 5.5 5.0 4.5 4.5 4.0Severa 7.0 7.0 6.0 6.0 5.5 5.0

Exposicin Hormign expuesto al interior o al exterior que no estar sujeto a ciclos de

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suave: congelamiento ni a sales descongelantes. Se aplica tambin cuando seincorpora aire para mejorar la trabajabilidad del hormign.

Exposicinmoderada:

Durante la vida en servicio, es posible esperar congelamiento pero el hormignno estar expuesto a la humedad o agua por largos perodos previos alcongelamiento ni otros compuestos agresivos.

Exposicinsevera:

el hormign estar expuesto a la accin de sales descongelantes u otrosagentes qumicos agresivos o estar en contacto con agua durante prolongadosperodos previo a su congelamiento. Ej : pavimentos, tableros de puentes,revestimientos de canales, etc.

Para decidir la incorporacin intencional de aire, es suficiente constatar que elhormign estar expuesto a ciclos de congelamiento y deshielo estando saturado y,adems, estar expuesto a agentes agresivos (agua de mar), por lo que seestablece un contenido de aire de 6 % como objetivo.

Definido el % de aire, debemos estimar su influencia sobre la resistencia a lacompresin y sobre la demanda de agua. Para el primer caso, aplicaremos lafrmula indicada: Prdida de resistencia = -0,05 x (Aire % - 1) = 0,05 x (6 1) = 0,25; esto es, un 25 % de prdida.

En lo que respecta a la demanda de agua, estimaremos una reduccin de 2,5 % porcada 1 % en exceso de aire incorporado, es decir, 12,5 % menos del agua indicadapor el baco.

2-c.4. Distribucin granulomtrica de agregados

a. Seleccionar una curva o mbito granulomtrico apropiado

b. Proporcionamiento de las fracciones disponibles para ajustarse a lo seleccionado en4.A (Mezcla de las distintas fracciones).

c. Clculo del Mdulo de Finura del Agregado Total, contemplando el retenido sobre lostamices de la serie normal

La distribucin granulomtrica de los agregados tiene una influencia decisiva sobre lascaractersticas de la mezcla y, en particular, sobre la economa. Existen diferentes criterios para optimizar la distribucin de tamaos del agregado, pero siempre se debe tener en cuenta elconcepto de curva del agregado total .

Algunas normas o reglamentos dan entornos de preferencia , como los dados por las normasDIN o IRAM 1627 y puede emplearse cualquiera de ellos para una primera aproximacin. Otraalternativa es emplear las curvas tericas de mxima compacidad como criterio de ajuste de lasproporciones de las distintas fracciones (parbola de Fuller, por ejemplo).

La parbola de Fuller est determinada por la siguiente ecuacin:

% Pasa (un tamiz de abertura d) = 100 (d / T.M.)0,5 siendo T.M. el tamao mximo del agregado

No siempre es posible verificar el cumplimiento del entorno granulomtrico con los agregadosdisponibles. Para estos casos, el Reglamento CIRSOC 201 cita en el artculo 6.3.2.3. Curvasgranulomtricas discontinuas: En el caso en que los distintos tamaos de agregados

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disponibles no permitan componer una curva granulomtrica continua por falta de partculas, dedeterminadas dimensiones, se podr utilizar una curva granulomtrica discontinua . Deberdemostrarse, mediante ensayos de laboratorio, que con la granulometra propuesta se puedenobtener hormigones de trabajabilidad adecuada, con contenidos unitarios de cemento y aguacompatibles con las caractersticas necesarias para la estructura y los mtodos constructivos autilizar.

Como regla general, es preferible trabajar con al menos dos fracciones para el agregado fino yotras dos fracciones para el agregado grueso, de forma de tener la posibilidad de ajustar lamezcla a la distribucin seleccionada y obtener uniformidad en el proceso productivo delhormign.

El procedimiento de mezcla puede hacerse en forma grfica (para dos o tres fracciones) o enforma analtica con el auxilio de un programa de optimizacin. Otra alternativa es realizar lasmezclas en una planilla de Clculo (Excel, Quattro-Pro). Usualmente, en pocos tanteos puedellegarse a una solucin satisfactoria.

Una vez definidos los porcentajes de participacin de cada una de las fracciones, se procede acalcular el MF (mdulo de finura) del agregado total, parmetro de entrada en el Abaco 1 quese emplea en el punto 5 del mtodo. Debe tenerse especial cuidado en considerar solamenteaquellos tamices pertenecientes a la serie normal (75 mm; 37,5 mm; 19 mm; 9,5 mm; 4,75 mm;

2,36 mm; 1,18 mm; 600 m; 300 m y 150 m).En nuestro caso, supondremos que el ajuste de las proporciones de agregadocondujo a lo siguiente: 63 % de piedra partida (6-20), 18 % de arena gruesa y 19 %de arena fina. El MF del agregado total es 5,2, tal como se resume en Tabla 6 y segrafica a continuacin:

Tabla 6: Distribucin granulomtrica de la mezcla de agregados y lmites dereferencia establecidos por la norma IRAM 1627. Se indica adems la parbola deFuller correspondiente a 19 mm de tamao mximo.

AberturaTamiz

Mezcla de TM Nominal (mm): 19,0

Plantilla granulomtrica general

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Tamiz IRAM

% P

as

a

0,150 0,300 0,600 1,18 2,36 4,75 9,5 19,5 37,512,5 25 50

Fuller

DIN A-B

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IRAM (mm) Agregados Lmites segn Norma: DIN FullerA B C

63 100,0 100 100 100 100,050 100,0 100 100 100 100,0

37,5 100,0 100 100 100 100,025,0 100,0 100 100 100 100,019,0 100,0 100 100 100 100,012,5 80,5 80 88 94 81,19,5 64,7 65 79 89 70,74,75 44,5 39 59 76 50,02,36 32,0 23 45 63 35,21,18 23,8 13 34 51 24,90,600 12,9 8 23 37 17,80,300 4,4 4 11 22 12,60,150 0,5 1 2 5 8,9

MF de laMezcla:

5,17

Aclaracin: para la mezcla de agregados se emple un programa simple, desarrollado en

Excel, que est a disposicin de quien lo solicite en el Instituto del Cemento Portland Argentino(Centro de Informacin al Usuario Biblioteca).

2-c.5. Determinacin de la cantidad de agua estimada de la mezcla, en funcin delasentamiento elegido y el MF del agregado total. (Abaco 1)

Empleando el Abaco 1 se identifica la curva que corresponda al MF del agregado total (mezclade agregados, segn punto 2-c.4 y la ordenada de la interseccin de la curva con la verticalcorrespondiente al asentamiento seleccionado en el punto 2 corresponde al agua de mezcladoestimada (en litros) para elaborar un metro cbico de hormign.

Este baco est diseado para agregados gruesos redondeados ( canto rodado) y por lo tanto,si se empleara piedra partida, el agua estimada debe incrementarse entre un 5 y un 10 %.

Si se hubiese decidido incorporar aire en forma intencional, el agua de mezclado debe reducirsetal como se indicara en el punto 3, es decir, a razn de un 2 a 3 % por cada 1 % de aireincorporado en forma intencional (por sobre 1%)

Para MF = 5,2 y As = 10 cm, extraemos del baco 1 la cantidad de agua demezclado = 173 litros

Como el aire intencionalmente incorporado por razones de durabilidad es de 6 %,

debe contemplarse la reduccin en la demanda de agua correspondiente.

Reduccin estimada de la cantidad de agua: 2,5 % x (6 - 1) = 12,5 %

Dado que el baco est realizado para canto rodado, debe contemplarse un

incremento de la cantidad de agua por uso de piedra partida, para el que

adoptaremos el coeficiente 7 %.

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Por lo tanto, la cantidad de agua corregida : 173 x (1,07) x (1 0,125) = 162 litros

Si se empleara algn aditivo reductor de agua, debe reducirse el agua de mezclado en elporcentaje indicado por el fabricante del producto. Si no se dispusiera de ese dato, puedeestimarse entre un 5 y un 7 %, aunque con algunos productos la reduccin puede llegar al 9 %.

2-c.6. Determinacin de la resistencia de diseo (Resistencia media) (fcm)

La determinacin de la resistencia de diseo de la mezcla debe hacerse en funcin de losrequerimientos de la obra (resistencia caracterstica proyectada) y del tipo de elaboracin ycontrol previstos para la etapa de ejecucin. En la Tabla 1 se indicaron algunos valores tpicosdel desvo estndar esperable. Es recomendable verificar, en condiciones de produccin en laobra, si el valor adoptado se corresponde con el valor real de la dispersin; en caso de sernecesario, debe hacerse un ajuste de la dosificacin.

Para estimar la resistencia media de diseo de la mezcla (fcm) en funcin del valor deresistencia especificada (fce) y del desvo estndar (S) puede emplearse la frmula fce = fcm- 1,65 S. El coeficiente 1,65 corresponde al percentil 5 % para la curva normal o de Gauss, talcomo define el Reglamento CIRSOC 201 a la resistencia caracterstica. Si se empleara otropercentil diferente para la definicin de valor caracterstico, debe buscarse el coeficientecorrespondiente en una tabla de distribucin normal.

CIRSOC 201 1982 : fcm = fce + 1,65 S

El Reglamento ACI 318 sugiere que se comparen dos valores, eligiendo el mayor de ambos. Elprimero [1], se calcula en forma anloga a lo expuesto anteriormente, pero emplea elcoeficiente 1,34, y corresponde a una probabilidad de 1 en 100 que el promedio de cada tresvalores consecutivos (media mvil) sea inferior a la resistencia especificada. El segundo valor[2] corresponde a una probabilidad similar de que los ensayos individuales sean menores que laresistencia especificada menos 3,5 MPa.

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Segn ACI 318: fcm = fce + 1,34 S [1]

fcm ser la mayor entre

fcm = fce + 2,33 S 3,5 [2]

Nota : algunos reglamentos indican valores mnimos de resistencia para asegurar la durabilidadde los hormigones y las estructuras. En ese caso, debe constatarse que el valor que se adoptapara la resistencia caracterstica verifique el requisito de durabilidad determinado por lacondicin de exposicin.

En nuestro caso, para mayor simplicidad, emplearemos la frmula indicada por elReglamento CIRSOC 201-1982, adoptando un desvo esperable de la Tabla 1 quecorresponde a la medicin en peso de todos los componentes S = 4 MPa,entonces: fcm = fce + 1,65 S = 30 MPa + 1,65 x 4 MPa = 37 MPa

2-c.7. Estimacin de la relacin a/c mxima

2-c.7a) Clculo de la relacin agua/cemento necesaria en funcin de la resistencia media

a la edad de 28 das para las distintas categoras de cemento. (Abaco 2)

Con el dato de la resistencia media (fcm) calculada en el punto anterior y teniendo en cuenta lacategorizacin por resistencia del cemento empleado, se estima del Abaco 2 la raznagua/cemento mxima que podr emplearse en la mezcla. Este baco est diseado para suempleo con agregados redondeados (canto rodado) y para una edad de 28 das.

Si se empleara piedra partida como agregado grueso, es lcito estimar un incremento deresistencia de un 20 %, por lo que el procedimiento razonable sera establecer, del Abaco 2, larelacin agua/cemento que corresponda a una resistencia igual al 83 % (1/1,20) de laresistencia de diseo fcm.

En forma anloga, si se decidiera dosificar una mezcla para una edad de diseo diferente de 28das, puede usarse el mismo baco si se conoce la relacin entre las resistencias a esa edad yla correspondiente a 28 das. Por ejemplo : si se deseara producir un hormign de 20 MPa deresistencia media a la edad de 7 das y se sabe que la relacin entre la resistencia a 7 das y 28das es del 80 %, entonces deberamos elegir la relacin agua/cemento correspondiente a 20MPa / 0,80 = 25 MPa.

Si el hormign diseado tuviera aire incorporado en forma intencional, el efecto de reduccin dela resistencia por este motivo puede estimarse como sigue: si se contempla una reduccin deun 5 % en la resistencia por cada 1 % de aire incorporado por encima del 1 %, el clculo delfactor es sumamente sencillo y se aplica como en los casos anteriores.

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Estimemos la relacin agua/cemento mxima para el cumplimiento de la resistencia.Segn el Abaco 2, ingresando al mismo con la categora de cemento a emplear(CP40) y la resistencia media de la mezcla. La resistencia media de la mezcladeber modificarse, en este caso, por la incorporacin de aire en forma intencional ypor el empleo de piedra partida.

Reduccin de resistencia por incorporacin de aire: (6 1) x 0,05 = 25 %

Incremento de resistencia por el uso de piedra partida: 20 % (estimado)

La resistencia a determinar en el baco, una vez contemplado el incremento

por el uso de piedra partida y la prdida por la incorporacin de aire, debe ser

igual a la resistencia de diseo.

fcm (baco) x 1.20 x (1-0,25) = 37 MPa

fcm (baco) = 37 MPa / (1,20 x 0,75) = 41 MPa

Entonces, para 38,5 MPa y un CP 40, corresponde una relacin agua/cementomxima de 0,39.

2-c.7b) Verificacin del cumplimiento de eventual relacin agua/cemento mxima por

razones de durabilidad.

La condicin de exposicin del hormign determina, segn los reglamentos, relacionesagua/cemento mximas por razones de durabilidad. En la Tabla 7 se indican los lmitesaconsejados por el Reglamento CIRSOC 201-1982.

Tabla 7 : Razones agua/cemento mximas especificadas por razones de durabilidad o por otros

motivos

Condicin de exposicin a/c mx(en peso)

Observaciones

Frecuente o continuamente humedecido y expuesto a losefectos de la congelacin y deshielo secciones de espesor menor de 500 mm o con

recubrimientos libres de las armaduras menores de 25mm, y todo hormign expuesto a la accin de salesdescongelantes

Todo otro tipo de estructuras

0,45

0,50

(1)

(2)

Estructuras expuestas al aire, a la intemperie, clima lluvioso osemirido. Slo por excepcin temperaturas < 0 C

0,53

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Tabla 7 : Continuacin

Condicin de exposicin a/c mx(en peso)

Observaciones

Cisternas y depsitos para agua, conductos, tuberas y todaestructura que deba resultar impermeable y estar destinadaa contener agua o soluciones no agresivas : espesores de 100 a 400 mm espesores mayores

0,48

0,53

Fundaciones de hormign armado o pretensado y otrasestructuras enterradas en contacto con :

aguas o suelos hmedos, no agresivos

agua de mar

0,50

0,45 (3)

Estructuras en ambientes cerrados con frecuentes contactoscon aire muy hmedo y fuertes condensaciones atemperatura ambiente (cocinas industriales, baos pblicos,lavaderos, ambientes hmedos de natatorios y establos)

0,53

En contacto con sulfatos solubles en agua :

Ataque dbil o moderado. Concentraciones de sulfato( como SO4=), en muestras de suelos, comprendidasentre 0,10 y 0,20 % en masa (1000 y 2000 mg/kg), o entre200 y 1500 ppm (mg/l) en muestras de agua

Ataque fuerte, idem, en muestras de suelos comprendidasentre 0,2 % y 2,0 % en masa (2000 a 20000 mg/kg), oentre 1500 y 10000 ppm (mg/l) en muestras de agua

Ataque muy fuerte. Idem, en muestras de suelos mayoresde 2,0 % ( 20000 mg/kg) o de 10000 ppm (mg/l) enmuestras de agua

0,53

0,45

0,45

(3)

(4)

(5)

En contacto con otras sustancias o lquidos qumicamenteagresivos (agresin cida, etc.)

0,40 (6)

Hormign colocado bajo agua mediante el mtodo detolva y tubera vertical

0,45

(1) y (2) Hormign con aire intencionalmente incorporado

(3) Cemento Portland MRS

(4) Cemento Portland ARS

(5) Conviene CP Puzolnico + ARS

(6) Se recomienda que la estructura est protegida por una membrana impermeable, capaz deresistir la agresin. En general, el hormign no tiene capacidad de resistir la agresin cida.

Si la relacin a/c elegida por resistencia no verifica los requisitos impuestos por la durabilidad,debe optarse por la relacin que verifique simultneamente ambas condiciones, es decir, lamenor de ambas.

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Resulta sencillo verificar que para la condicin de exposicin de nuestro hormign,la relacin agua/cemento mxima por resistencia es inferior a la necesaria paraasegurar la durabilidad de la estructura (0,45). Es decir, la relacin agua/cemento =0,39 verifica las condiciones de resistencia y durabilidad.

2-c.8. Clculo del contenido unitario de cemento. Verificacin del cumplimiento deeventual contenido de cemento mnimo.

Con los datos ya obtenidos de relacin agua/cemento y contenido de agua para elaborar unmetro cbico de hormign, es sumamente sencillo calcular el contenido de cemento a emplear.A menudo, se hace mencin al Contenido Unitario de Cemento (CUC) dado que es el cementonecesario para elaborar un metro cbico

C.U.C. = Agua para elaborar un metro cbico / (a/c)

Si existiera alguna limitacin al contenido de cemento mnimo, ya sea porque es un aspectocontractual, reglamentario o por durabilidad, debe elegirse el mayor entre el calculado y elespecificado.

Contenido unitario de cemento = Agua de mezclado / a/c = 162 / 0,39 = 415 kg/m3

2-c.9. Determinacin de la cantidad de agregado (fino y grueso) por diferencia a 1000 delos volmenes de agua, cemento y aire estimado. Ese volumen se integra con losagregados en las proporciones establecidas en el paso 4

Cuando los pesos especficos de los distintos agregados o fracciones que se emplean sonsimilares, resulta indistinto trabajar con las proporciones en peso o en volumen, mientras que sison significativamente diferentes entre s, debe trabajarse con ecuaciones en volumensolamente (alternativa b).

Alternativa a: ecuaciones en peso.

Volumen total de agregados = 1000 litros - Volmenes del (agua+cemento+aire)

Peso de Ag. grueso1 = Volumen total de agregados x % de AG1 en la mezcla x Pe AG1

Peso de Ag. grueso 2 = Volumen total de agregados x % de AG2 en la mezcla x Pe AG2

y as siguiendo.

Alternativa b: ecuaciones en volumen

Si PeAG1 PeAG2 PeAF1, entonces se plantea el siguiente sistema de ecuaciones, paratrabajar en volmenes :

Volumen total de agregados = 1000 litros - Volmenes del (agua+cemento+aire) (1)Volumen total de agregados = Vai = PesoAG1/PeAG1 + PesoAG2/PeAG2 + ...+ PesoAFn/PeAFn (2)

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Volumen total de agregados = Vai = Ptotal [%AG1/PeAG1 + %AG2/PeAG2 + ...+ %AFn/PeAFn] (3)

Igualando (1) con (3) se obtiene el Ptotal del agregado, el que se distribuye luego segn losporcentajes de participacin en la mezcla, segn 4.B (% AG1, % AG2, ... , % AFn)

PAG1 = PTotal (de Agregados) x % AG1/100

PAG2 = PTotal (de Agregados) x % AG2/100

Finalmente, para expresar los Pesos de los agregados en condicin de saturados a superficieseca , es necesario multiplicar los valores calculados por (1 + Abs) del agregado.

Un procedimiento que simplifica el diseo de la mezcla es construir una Tabla resumen, talcomo la que se indica a continuacin:

Tabla resumen del proceso de diseo

Componente Peso para1 m3 de

hormign

Densidad Volumenslido

Peso (SSS) porm3 de

hormign

Peso hmedopara 1 m3

(1) (2) (3) (4) (5)kg kg/dm3 dm3 kg kg

AguaCementoAg. grueso 1Ag. grueso 2Ag. fino 1Ag. fino 2Aire ---Aditivo

SUMAS

(1) Valores obtenidos siguiendo el mtodo adoptado.

(2) Corresponde a los agregados en condicin de seco en estufa. Si no hay datosexperimentales, se adopta 3,15 kg/dm3 para el cemento Portland sin adiciones.

(3) Se calcula dividiendo la columna de (1) por la columna (2). Las suma de volmenes slidos,en dm3, debe ser 1000. De no existir datos experimentales, el aire naturalmenteincorporado se estima en 1 - 1,5 % ( o sea, entre 10 y 15 litros por metro cbico dehormign).

(4) Se multiplican los pesos de los agregados de la columna (1) por el factor (1 + Abs / 100)

(5) Se multiplican los pesos secos de los agregados de la columna 1 por (1 + h). La diferenciaentre los pesos de los agregados hmedos y los pesos en condicin de saturados asuperficie seca debe restarse al agua de amasado. Si esta diferencia fuera negativa(tendencia a absorber agua de la mezcla), es prudente multiplicarla por 0,7.

Las sumas correspondientes a las columnas (4) y (5) deben ser idnticas.

Completaremos entonces las tres primeras columnas de la tabla, con nuestros datos.

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Componente Peso para1 m3 de

hormign

Densidad Volumenslido

Peso (SSS) porm3 de

hormign

Peso hmedopara 1 m3

kg kg/dm3 dm3 kg kgAgua 162 1 162Cemento 415 3,10 134Ag. grueso 2,65Arena gruesa 2,65Arena fina 2.65Aire --- 60Aditivo

SUMAS 1000

Para completar el metro cbico ( 1000 litros), podemos calcular fcilmente que quedanlibres 644 litros de la mezcla, los que deben completarse con los agregados en lasproporciones adecuadas.

Si recordamos que del paso 4 concluimos en que las proporciones de arena fina, arenagruesa y piedra partida 6-20 son 19 %, 18 % y 63 % respectivamente, podemossimplemente emplear estas proporciones en forma directa, dado que las densidadesrelativas de los agregados son idnticas. Esto es, el volumen slido ocupado por la arenafina ser 645 litros x 0,19 = 123 litros. El volumen slido ocupado por la arena gruesa ser645 litros x 0,18 = 116 litros y el ocupado por la piedra, 645 x 0,63 = 406 litros.

Componente Peso para1 m3 de

hormign

Densidad Volumenslido

Peso (SSS) porm3 de

hormign

Peso hmedopara 1 m3

kg kg/dm3 dm3 kg kgAgua 162 1 162Cemento 415 3,10 134Ag. grueso 2,65 406Arena gruesa 2,65 116Arena fina 2.65 122Aire --- 60Aditivo

SUMAS 1000

Luego, se calcula el peso de cada uno de los componentes multiplicando el volumen slido(col. 3) calculado para cada uno por su correspondiente densidad relativa seca.

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Componente Peso para1 m3 de

hormign

Densidad Volumenslido

Peso (SSS) porm3 de

hormign

Peso hmedopara 1 m3

kg kg/dm3 dm3 kg kgAgua 162 1 162Cemento 415 3,10 134Ag. grueso 1076 2,65 406Ag. fino 1 307 2,65 116Ag. fino 2 323 2.65 122Aire --- 60Aditivo

SUMAS 1000

Slo nos queda completar la columna correspondiente a los pesos SSS. Para ello,tendremos que multiplicar cada peso del agregado (columna 1) por el trmino (1 +A%/100). Los valores correspondientes al cemento y el agua no cambian, es decir, setranscriben los de la columna 1.

Componente Peso para1 m3 de

hormign

Densidad Volumenslido

Peso (SSS) porm3 de

hormign

Peso hmedopara 1 m3

kg kg/dm3 dm3 kg kgAgua 162 1 162 162Cemento 415 3,10 134 415Ag. grueso 1076 2,65 406 1081Arena gruesa 307 2,65 116 309Arena fina 323 2.65 122 326Aire --- 60Aditivo

SUMAS 1000 2293

La suma de la columna (4) da una indicacin del peso de la unidad de volumen o pesounitario en estado fresco, es decir, el PUV calculado del hormign es 2293 kg/m3.

Si en las condiciones reales de obra se cuenta con arena fina con un contenido dehumedad de 4,5 %, arena gruesa con una humedad de 3 % y piedra con una humedad del1 %, la ltima columna se completa como sigue:

Calcular el peso hmedo de los agregados, empleando la frmula Ph = Ps (1 +h%/100)

Ph (Ag. grueso) = 1076 kg x (1,01) = 1087 kg

Ph (Ar. gruesa) = 307 kg x (1,03) = 316 kg

Ph (Ar. fina) = 323 kg x (1,045) = 338 kg

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Efectuar las diferencias, con su signo, entre el peso hmedo y el peso (SSS) de losagregados.

Ph (Ag. grueso) - Psss (Ag. grueso) = 1087 kg 1081 kg = 6 kg

Ph (Ar. gruesa) - Psss (Ar. gruesa) = 316 kg 309 kg = 7 kg

Ph (Ar. fina) - Psss (Ar. fina) = 338 kg 326 kg = 12 kg

Total = 25 kg = 25 litros

Restar al agua de mezclado la suma de las diferencias obtenidas (con su signo). Comocontrol, la suma de los valores de la columna de pesos hmedos debe coincidir con lacorrespondiente a los pesos SSS.

Agua a emplear en el amasado = 162 litros 25 litros = 140 litros

Componente Peso para1 m3 de

hormign

Densidad Volumenslido

Peso (SSS) porm3 de

hormign

Peso hmedopara 1 m3

kg kg/dm3 dm3 kg kgAgua 162 1 162 162 137Cemento 415 3,10 134 415 415Ag. grueso 1076 2,65 406 1081 1087Arena gruesa 307 2,65 116 309 316Arena fina 323 2.65 122 326 338Aire --- 60Aditivo

SUMAS 1000 2293 2293

2-d. Ajuste en pastones de prueba y clculo del rendimiento de la mezcla

Los valores que hemos empleado, tanto de tablas como de bacos, corresponden aestimaciones, por lo que es indispensable ahora preparar un pastn preliminar, llamado pastnde prueba, para ajustar las proporciones en forma experimental.

Se debe evaluar el aspecto de la mezcla (muy arenoso, arenoso, normal, pedregoso, muypedregoso, etc.), medir su asentamiento en el tronco de cono, determinar su peso unitario,temperatura y contenido de aire.

Si el aspecto no fuera el correcto, se deben modificar las proporciones relativas de losagregados y recin entonces, debe corregirse la cantidad de agua para ajustar el asentamiento.Esto es as porque los cambios en la cantidades de agregado fino y grueso ejercen unainfluencia notable sobre la demanda de agua.

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La suma de las columna (4) se denomina Peso Unitario Calculado del Hormign y debecoincidir con el que se determine, en forma experimental, al ajustar el pastn de prueba. Si elPUexp. es mayor que el calculado, esto indica que las cantidades de materiales no alcanzanpara completar el metro cbico. En caso contrario, estaramos preparando ms de un metrocbico de hormign. De existir diferencia entre el PUexp y el PUcalc, los valores de la columna(4) deben corregirse mediante el factor PUexp/Pucalc.

2-e. Preparacin de tres pastones para verificar la relacin entre la resistencia y larazn a/c

Una vez que se ha logrado un pastn de prueba de trabajabilidad y aspecto satisfactorio, esrecomendable preparar tres pastones casi idnticos, con variaciones en la relacinagua/cemento de +0,05 y 0,05. De esta manera, se obtienen valores experimentales de larelacin entre la resistencia y la razn agua/cemento, vlido para el conjunto de materiales conque se est trabajando, que permitir establecer la relacin agua/cemento definitiva.

2-f. Ajuste a las condiciones reales de obra.

Es importante destacar que las condiciones de elaboracin (tipo de mezcladora, tiempos demezclado, sensibilidad de balanzas, temperatura, etc.) en un laboratorio difieren sensiblementede las condiciones reales de trabajo en la obra. Por lo tanto, es razonable esperar algunosajustes cuando se reproduzca la mezcla en escala de obra. Estos ajustes deben hacerse enforma racional para mantener las propiedades del hormign, tanto en estado fresco comoendurecido.

2-g. Control de calidad en obra para ajustar los valores adoptados en el desarrolloanaltico del diseo de la mezcla (dispersin, resistencia media, etc.).

Una vez iniciada la obra, deben emplearse los resultados de ensayos de control de calidad enestado fresco y endurecido para reajustar en procesos sucesivos las proporciones de la mezcla,ya que se dispondr de datos propios, obviamente ms ajustados que las estimacionesadoptadas previamente en el desarrollo del mtodo analtico.

Si las resistencias obtenidas demuestran que la mezcla es mejor de lo esperado, es posiblereducir los costos mediante una disminucin en el contenido de cemento, aunque debe tenersepresente las limitaciones por razones de durabilidad.

Un control de calidad eficiente permite reducir las dispersiones, lo que se traduce en laposibilidad de lograr reduccin de costos adicionales, dado que para un cierto valor deresistencia especificada, la resistencia media de diseo necesaria disminuye a medida que bajala dispersin de valores.

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Abaco 1: Demanda de agua del hormign en funcin del asentamiento y el MF del agregado total

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Asentamiento [cm]

D

e

m

a

n

d

a

d

e

a

g

u

a

[

l

/

m

3

]

MF

3,0

3,5

4,0

4,55,05,56,06,5

* Para agregados triturados, aumentar 5-10 %* Con plastificante, reducir 5-7 %* Con A% de aire incorporado, reducir la demanda de agua en 2-3 % por cada (A-1)

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Abaco 2: Relacin a/c vs Resistencia del hormign a la edad de 28 das para distintas categoras de cemento

0

10

20

30

40

50

60

70

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

Relacin agua/cemento

R

e

s

i

s

t

e

n

c

i

a

d

e

l

h

o

r

m

i

g

n

a

2

8

d

a

s

[

M

P

a

]

CP 30

CP 40

CP 50

* Vlido para Canto Rodado; con Piedra Partida, las resistencias aumentan un 20 %.* El aire incorporado ( A%) reduce las resistencias en 5 % por cada (A%-1).