DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO - PASOS PARA HACER EL DISEÑO DE MEZCLA(III PARTE)

6. Elección de la relación agua/cemento (a/c)

Existen dos criterios (por resistencia, y por durabilidad) para la selección de la relación a/c, de los cuales se elegirá el menor de los valores, con lo cual se garantiza el cumplimiento de los requisitos de las especificaciones. Es importante que la relación a/c seleccionada con base en la resistencia satisfaga también los requerimientos de durabilidad.

6.1. Por resistencia

Para concretos preparados con cemento Pórtland tipo 1 o cementos comunes,

puede tomarse la relación a/c de la tabla 6.1.

6.2. Por durabilidad

La Norma Técnica de Edificación E.060 prescribe que si se desea un concreto de baja permeabilidad, o el concreto ha de estar sometido a procesos de congelación y deshielo en condición húmeda. Se deberá cumplir con los requisitos indicados en la tabla 6.2.

METODO DE FÜLLER:

Este método es general y se aplica cuando los agregados no cumplan con la Norma ASTM C 33. Asimismo se debe usar para dosificaciones con más de 300 kg de cemento por metro cúbico de concreto y para tamaños máximos del agregado grueso comprendido entre 20mm (3/4’’) y 50mm (2’’).

7. Cálculo del contenido de cemento

Una vez que la cantidad de agua y la relación a/c han sido estimadas, la cantidad de cemento por unidad de volumen del concreto es determinada dividiendo la cantidad de agua por la relación a/c. Sin embargo es posible que las especificaciones del proyecto establezcan una cantidad de cemento mínima. Tales requerimientos podrían ser especificados para asegurar un acabado satisfactorio, determinada calidad de la superficie vertical de los elementos o trabajabilidad.

8. Estimación del contenido de agregado grueso y agregado fino

 

METODO DE FÜLLER:

La relación arena/agregado, el volumen absoluto, se determina gráficamente:

·         Se dibujan las curvas granulométricas de los 2 agregados.

·         En el mismo papel, se dibuja la parábola de Füller (Ley de Füller).

·         Por la malla Nº 4 trazamos una vertical la cual determinará en las curvas trazadas 3 puntos.

A= % Agregado fino que pasa por la malla Nº 4.

B= % Agregado grueso que pasa por la malla Nº 4.

C= % Agregado ideal que pasa por la malla Nº 4.

Si llamamos:

a : % en volumen absoluto del agregado fino dentro de la mezcla de agregados.

b : % en volumen absoluto del agregado grueso dentro de la mezcla de agregados.

Teniendo los valores de a y b podemos calcular el volumen de agregado fino y agregado grueso por metro cúbico de concreto, de la siguiente manera:

METODO DEL COMITÉ 211 DEL ACI:

Se determina el contenido de agregado grueso mediante la tabla 7.1, elaborada por el Comité 211 del ACI, en función del tamaño máximo nominal del agregado grueso y del módulo de fineza del agregado fino. La tabla 7.1 permite obtener un coeficiente 0 b / b resultante de la división del peso seco del agregado grueso entre el peso unitario seco y compactado del agregado grueso expresado en kg m3 .

Obtenido b / b₀ procedemos a calcular la cantidad de agregado grueso necesario para un metro cúbico de concreto, de la siguiente manera:

Entonces los volúmenes de los agregados grueso y fino serán:

Por consiguiente el peso seco del agregado fino será:

METODO DEL MODULO DE FINEZA DE LA COMBINACION DE AGREGADOS:

Las investigaciones realizadas en la Universidad de Maryland han permitido establecer que la combinación de los agregados fino y grueso, cuando éstos tienen granulometrías comprendidas dentro de los límites que establece la Norma ASTM C 33, debe producir un concreto trabajable en condiciones ordinarias, si el módulo de fineza de la combinación de agregados se aproxima a los valores indicados en la tabla 7.2.

De la tabla 7.2 obtenemos el módulo de fineza de la combinación de agregados (  m_c ), al mismo tiempo contamos, previamente, con valores de los módulos de fineza del agregado fino (  m_f ) y del agregado grueso (  m_g ), de los cuales haremos uso para obtener el porcentaje de agregado fino respecto al volumen total de agregados mediante la siguiente fórmula:

Entonces los volúmenes de agregado fino y agregado grueso por metro cúbico de concreto son:

Por tanto, los pesos de los agregados en un metro cúbico de concreto son:

METODO DE WALKER:

La tabla 7.3, elaborado por Walter, permite determinar el porcentaje aproximado de agregado fino en relación al volumen total de agregados, en función del módulo de fineza del agregado fino, el tamaño máximo nominal del agregado grueso, el perfil del mismo y el contenido de cemento en la unidad cúbica de concreto.

De la tabla obtenemos el valor de a (porcentaje de agregado fino), con el cual procedemos de la siguiente manera:

Por tanto, los pesos de los agregados en un metro cúbico de concreto son:

9. Ajustes por humedad y absorción

El contenido de agua añadida para formar la pasta será afectada por el contenido de humedad de los agregados. Si ellos están secos al aire absorberán agua y disminuirán la relación a/c y la trabajabilidad. Por otro lado si ellos tienen humedad libre en su superficie (agregados mojados) aportarán algo de esta agua a la pasta aumentando la relación a/c, la trabajabilidad y disminuyendo la resistencia a compresión. Por lo tanto estos efectos deben ser tomados estimados y la mezcla debe ser ajustada tomándolos en cuenta.

Por lo tanto:

10. Cálculo de las proporciones en peso

11. Cálculo de las proporciones en volumen

11.1. Datos necesarios:

- Peso unitario suelto del cemento (1500 kg m3 ).

- Pesos unitarios sueltos de los agregados fino y grueso (en condición de humedad a la que se ha determinado la dosificación en peso).

11.2. Volúmenes en estado suelto:

En el caso del agua, éste se calculará en litros por bolsa de cemento

( Lts Bls ), se la siguiente manera:

11.3. Proporciones en volumen:

12. Cálculo de cantidades por tanda:

12.1. Datos necesarios:

- Capacidad de la mezcladora.

- Proporciones en volumen.

12.2. Cantidad de bolsas de cemento requerido:

12.3. Eficiencia de la mezcladora:

Debido a que la mezcladora debe ser abastecida por un número entero de bolsas de cemento, la cantidad de bolsas de cemento por tanda será igual a un número entero menor a la cantidad de bolsas requerida por la mezcladora.

12.4. Volumen de concreto por tanda:

12.5. Cantidades de materiales por tanda:

Teniendo las proporciones en volumen (C:F:G/A), calculamos las cantidades de materiales por tanda: