Diseño y Proporcionamiento de Mezclas de Concreto NormalMETODO ACI 211.1
Requerimientos para un Proporcionamiento de Hormigones de Calidad
Manejabilidad ( Consistencia) esto medido en función del asentamiento en el Cono de Abrams
Resistencia ( f’c en Mpa ó Kg/cm² )
Durabilidad
Economía
*
Fig. 16-2. Ensayo de revenimiento (asentamiento en cono de Abrams) para la consistencia del concreto. La figura A muestra un revenimiento más bajo, la figura B muestra un revenimiento mayor. (69786, 69787)
Proporcionamiento
Construcción de Concreto
Revenimiento, mm (pulg.)
75 (3)
25 (1)
75 (3)
25 (1)
Tabla 9-6. Revenimientos Recomendados para Varios Tipos de Construcción
Se puede aumentar 25 mm (1 pulg.) para los métodos de consolidación manuales, tales como varillado o picado.
Los plastificantes pueden proveer revenimientos mayores.
Adaptada del ACI 211.1.
Tamaño máximo y MF de los agregados
Masa unitaria compacta del A. grueso
Masa unitaria suelta de los agregados
Gravedad específica del cemento
PRIMER PASO
Se determina el Agua neta de Mezcla y el % de Aire atrapado en las siguientes Tablas.
Se ingresa con el Tamaño máximo nominal y el asentamiento.
Proporcionamiento
Cantidad de Agua y Aire para Diferentes Revenimientos y Tamaños de Agregado
Concreto sin aire incluido
Métrica
Agua, kilogramos por metro cúbico de concreto, para los tamaños de agregado indicados
Revenimiento, mm
9.5 mm
12.5 mm
19 mm
25 mm
37.5 mm
50 mm
75 mm
150 mm
—
Cantidad aproximada de aire atrapado en un concreto sinaire incluido, porcentaje
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0.3
0.2
*
Tabla 9-5. (Métrica). Requisitos Aproximados de Agua de Mezcla y Contenido de Aire para Diferentes Revenimientos y Tamaños Máximos Nominales del Agregado
Estas cantidades de agua de mezcla son para utilizarse en el cálculo de los contenidos de cementos en las mezclas de prueba. Estas cantidades son máximas para agregados gruesos razonablemente angulares con granulometría dentro de los límites de las especificaciones.
El revenimiento (asentamiento) del concreto conteniendo agregado mayor que 37.5 mm se basa en el ensayo de revenimiento realizado después de la remoción de las partículas mayores que 37.5 mm, a través de cribado húmedo.
Las especificaciones de obra deben especificar un contenido de aire en el concreto entregado en la obra dentro -1 +2 puntos porcentuales del valor anotado en la tabla para las exposiciones moderada y severa.
Adaptada del ACI 211.1 y del ACI 318. Hover (1995) presenta esta información en la forma de gráfico.
Proporcionamiento
Métrica
Cantidad de Agua y Aire para Diferentes Revenimientos y Tamaños de Agregado
Concreto con aire incluido
Agua, kilogramos por metro cúbico de concreto, para los tamaños de agregado indicados
Revenimiento, mm
9.5 mm
12.5 mm
19 mm
25 mm
37.5 mm
50 mm
75 mm
150 mm
-
Promedio del contenido de aire total recomendado, para el nivel de exposición, porcentaje
Exposición leve
*
Tabla 9-5. (Métrica). Requisitos Aproximados de Agua de Mezcla y Contenido de Aire para Diferentes Revenimientos y Tamaños Máximos Nominales del Agregado
Estas cantidades de agua de mezcla son para utilizarse en el cálculo de los contenidos de cementos en las mezclas de prueba. Estas cantidades son máximas para agregados gruesos razonablemente angulares con granulometría dentro de los límites de las especificaciones.
El revenimiento (asentamiento) del concreto conteniendo agregado mayor que 37.5 mm se basa en el ensayo de revenimiento realizado después de la remoción de las partículas mayores que 37.5 mm, a través de cribado húmedo.
Las especificaciones de obra deben especificar un contenido de aire en el concreto entregado en la obra dentro -1 +2 puntos porcentuales del valor anotado en la tabla para las exposiciones moderada y severa.
Adaptada del ACI 211.1 y del ACI 318. Hover (1995) presenta esta información en la forma de gráfico.
Proporcionamiento
*
Fig. 9-5. Demanda de agua aproximada para varios revenimientos y tamaños de agregados triturados para el concreto sin aire incluido. Adaptado de la tabla 9-5, ACI 211.1 y Hover (1995 y 1998).
Proporcionamiento
*
Fig. 9-5. Demanda de agua aproximada para varios revenimientos y tamaños de agregados triturados para el concreto con aire incluido. Adaptado de la tabla 9-5, ACI 211.1 y Hover (1995 y 1998).
Proporcionamiento
Selección de la relación agua cemento, de la siguiente tabla.
Se ingresa con la resistencia de Diseño.
f ‘c(Diseño)=f’c*(1+% Segur./100)
El % Segur. Puede variar de 3 al 12 %, dependiendo de los materiales y condiciones de trabajo en Obra.
Para condiciones de Exposición severa, use la tabla correspondiente.
Proporcionamiento
Métrica
Relación agua-material cementante en masa
Cemento Portland (ACI 211.1)
400 (40)
*
Tabla 9-3 (Métrica) Dependencia entre la Relación Agua-Material Cementante y la Resistencia a Compresión del Concreto
Adaptada del ACI 211.1 y ACI 211.3.
La resistencia se basa en cilindros sometidos al curado húmedo por 28 días, de acuerdo con la ASTM C 31 (AASHTO T 23). La dependencia asume el agregado con un tamaño máximo nominal de 19 a 25 mm.
Proporcionamiento
Condición de exposición
Resistencia min, f'c, kg/cm2 (MPa) [lb/pulg.2]
Concreto protegido de la exposición congelación-deshielo, descongelantes y sustancias agresivas
Elija basándose en la resistencia, trabajabilidad y requisitos de acabado
Elija basándose en los requisitos estructurales
Concreto con baja permeabilidad, expuesto al agua
0.50
Concreto expuesto a congelación-deshielo en la condición húmeda y a descongelantes
0.45
Tabla 9-1. Relación Agua-Material Cementante Máxima y Resistencia de Diseño Mínima para Varias Condiciones de Exposición. Adaptada del ACI 318 (2002).
Proporcionamiento
Condición de exposición
Resistencia min, f'c, kg/cm2 (MPa) [lb/pulg.2]
Para protección del concreto reforzado expuesto a cloruros
0.40
Tabla 9-1. Relación Agua-Material Cementante Máxima y Resistencia de Diseño Mínima para Varias Condiciones de Exposición. Adaptada del ACI 318 (2002).
Proporcionamiento
Cemento = Agua neta
Agregado grueso= F * Puc
F = factor de volumen de agregado grueso varillado seco, por unidad de volumen de Hormigón.
Se obtiene el valor de F en la siguiente tabla; se ingresa con el MF del Agregado fino y el TMN
Proporcionamiento
Volumen del Agregado Grueso por unidad de Volumen de Hormigón
Tamaño max del agregado, mm (pulg.)
Módulo de finura de la arena
2.40
2.60
2.80
3.00
9.5
(3/8)
0.50
0.48
0.46
0.44
12.5
(1/2)
0.59
0.57
0.55
0.53
19
(3/4)
0.66
0.64
0.62
0.60
25
(1)
0.71
0.69
0.67
0.65
37.5
*
Tabla 9-4. Volumen de Agregado Grueso por Volumen Unitario de Concreto
Los volúmenes se basan en agregados varillados en seco como descrito en la ASTM C 29 (AASHTO T 19). Adaptada del ACI 211.1
Proporcionamiento
QUINTO PASO
Se determina la cantidad de Agregado fino, por el Método del Volumen absoluto
Vaf = 1– (Vagua + Vc + Vag + Vaire )
Vagua = Agua neta / 1000
Vc = Cemento / ( Gc * 1000)
Vaire = % Aire / 100
Proporcionamiento
CUARTO PASO ( Modificado )
Se determina la cantidad de Agregados en estado saturado con superficie seca
Agregados ( sss ) = Um – Cemento – Agua neta
Um = 10Ga(100-A) + Cm(1-Ga/Gc) – Wm(Ga – 1)
Um = Peso unitario del Hormigón fresco, Kg/M3
Ga = gravedad especifica sss promedio del agregado grueso y fino combinado.
Gc = gravedad específica del cemento
A = porcentaje de aire atrapado
Wm = cantidad de agua neta, Kg/M3
Cm = cantidad de cemento, Kg/M3
Proporcionamiento
QUINTO PASO( modificado )
Se calcula la cantidad de agregado fino y grueso, en sss
A. fino( sss )= x * Agregados ( sss )/100
A.grueso( sss )=y*Agregados (sss)/100
x => % de agregado fino en la mezcla
y => % de agregado grueso en la mezcla
x + y = 100
SEXTO PASO
Se calcula la cantidad de los agregados en estado natural y del agua de mezcla
Agr. (nat) = Agr.(s)*(1+% HN/100)
Agr. (s) = Agr.(sss)/(1+% Ab/100)
Agua mezcla = Agua neta + Af(s)(% Ab - % HN)/100 + Ag(s)(% Ab - %HN)/100
Proporcionamiento
REESTIMACION
Se realiza una mezcla de prueba y se determina el asentamiento y el peso unitario del hormigón
Con esos valores se procede a reestimar la dosificación por rendimiento y consistencia
Proporcionamiento
F1 = Sumatoria de mat. Mezclados/Puh
F1 => factor de corrección por rendimiento, usando las mismas unidades
Puh => Peso unitario del hormigón en Kg/M3
Proporcionamiento
Agua neta = Agua neta usada/F1 + 2*(ase. Requerido – ase. Obtenido)
Cemento = Agua neta / Rel. (a/c)