Ejemplo de Diseno de Mezclas de Concreto Rahan

8/13/2019 Ejemplo de Diseno de Mezclas de Concreto Rahan

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DISEO DE MEZCLAS DECONCRETO

MTODO DE VOLMENESABSOLUTOS


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DATOS DE LA MEZCLA

Concreto para pavimentoexpuesto a humedad en unambiente severode

congelacin deshielo. Fc = 350 Kg/cm Con aire incluido Revenimiento entre 25mm y

75mm

T. M. = 25mm Se carece de datos estadsticos


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Propiedades de los componentesdel concreto

Masa especfica relativa del cemento = 3.0

Grava:

Forma redondeada (sin aristas)

T. M. = 25mm

Masa especfica relativa = 2.68

% de absorcin = 0.5

Masa Volumtrica Seca Compacta = 1600Kg/m Humedad = 2.0%

Arena:

Masa especfica relativa = 2.64

% de absorcin = 0.7

Humedad = 6.0%

Mdulo de Finura = 2.8 Aditivo Inclusor de Aire:

Tipo: Resina de Madera

Dosis: 0.5gr por kilogramo de cemento

Aditivo Reductor de Agua:

Reduce la cantidad de

agua en un 10%

Dosis: 3gr (o 3ml) por kilogramo de cemento Masa especfica igual a la del agua


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PASOS A SEGUIR

Resistencia Relacin Agua / Cemento Contenido de Aire Revenimiento Contenido de Agua Contenido de Cemento Contenido de Agregado Grueso Contenido de Aditivo Contenido de Agregado Fino Tabla preliminar Correccin por Humedad Tabla Final de la Mezcla


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Condicin de exposicinRelacin agua-material cementante

mxima por masa de concreto

Kg/cm Mpa lb/pulg

Concreto que se pretende que tengabaja permeabilidad cuando sea

expuesto al agua

0.50 280 28 4000

Concreto expuesto a congelacin-

deshielo en la condicin hmeda y

a descongelantes

0.45 320 31 4500

Para proteccin contra la corrosin del

refuerzo (armadura) del concreto

expuesto a cloruro de las sales

descongelantes, agua salobre, aguadel mar o rociado de estas fuentes.

0.40 350 35 5000

Tabla 9-1. Relacin Agua-Material Cementante Mxima y Resistencia de Diseo Mnima para VariasCondiciones de Exposicin.

Resistencia a compresin

de diseo mnima f'c

Elija la resistencia basndose en

los requisitos estructurales

Concreto protegido de la exposicin a

congelacin-deshielo, de la aplicacin

de sales de deshielo o de sustancias

agresivas

Elija la relacin agua-material

cementante basndose en la

resistencia, trabajabilidad y requisitos

de acabado (terminacin superficial)

RESISTENCIA

La resistencia de diseo (350kg/cm) es

mayor que la resistencia sugerida por la

tabla 9-1 (320kg/cm)

320


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RESISTENCIA

Como no hay datos estadsticos disponibles, la resistencia requerida

basndonos en la tabla 9-11 es de:


especificada


media requerida


especificada


media requerida


especificada


media requerida

Kg/cm Kg/m MPa MPa lb/pulg lb/pulg

Menos de 210 f'c + 70 Menos de 21 f'c + 7 Menos de 3000 f'c + 1000

210 a 350 f'c + 84 21 a 35 f'c + 8.5 3000 a 5000 f'c + 1200

Ms de 350 1.10 * f'c + 50 Ms de 35 1.10 * f'c + 5.0 Ms de 5000 1.10 * f'c + 700

Tabla 9-11 Resistencia a Compresin Media Requerida cuando no hay Datos Disponibles para Establecer la Desviacin Estndar

434Kg/cm

fcr = 350 + 84 = 434


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RELACINAgua/Cemento

Para un ambiente con congelacin-deshielo, la

relacin agua/cemento mxima debera ser 0.45

Condicin de exposicinRelacin agua-material cementante

mxima por masa de concreto

Kg/cm Mpa lb/pulg

Concreto que se pretende que tengabaja permeabilidad cuando sea

expuesto al agua

0.50 280 28 4000

Concreto expuesto a congelacin-

deshielo en la condicin hmeda y

a descongelantes

0.45 320 31 4500

Para proteccin contra la corrosin del

refuerzo (armadura) del concreto

expuesto a cloruro de las sales

descongelantes, agua salobre, aguadel mar o rociado de estas fuentes.

0.40 350 35 5000

Tabla 9-1. Relacin Agua-Material Cementante Mxima y Resistencia de Diseo Mnima para VariasCondiciones de Exposicin.


de diseo mnima f'c

Elija la resistencia basndose en

los requisitos estructurales

Concreto protegido de la exposicin a

congelacin-deshielo, de la aplicacin

de sales de deshielo o de sustancias

agresivas

Elija la relacin agua-material

cementante basndose en la

resistencia, trabajabilidad y requisitos

de acabado (terminacin superficial)

0.45


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RELACINAgua/Cemento

31.0400450

31.034.0*434450

ca

Kg/cm MpaConcreto sin

aire incluido

Concreto con

Aite incluido

150 15 0.8 0.72

200 20 0.7 0.61

250 25 0.62 0.53

300 30 0.55 0.46

350 35 0.48 0.4

400 40 0.43 0.34

450 45 0.38 0.31

Tabla 9-3 (Mtrica) Dependencia entre la Relacin Agua-

Material Cementante y la Resistencia a Compresin del

Concreto.

Reistencia a la compresin a los

28 das

Relacin agua-material

cementante en masa

Sin embargo, interpolando con los valores de la tabla 9-3 tenemos:

= 0.32

32.0

32.045.0

ca


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CONTENIDO DE AIRE

9.5mm 12.5mm 19mm 25mm 37.5mm 50mm 75mm 150mm

207 199 190 179 166 154 130 113

228 216 205 193 181 169 145 124

243 228 216 202 190 178 160 -

3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 5.0 0.3 0.2

181 175 168 160 150 142 122 107

202 193 184 175 165 157 133 119

216 205 197 184 174 166 154 -

exposicin

leve 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0

exposicin

moderada 6.0 5.5 5.0 4.5 4.5 4.0 3.5 3.0

exposicin

severa 7.5 7.0 6.0 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0

mm

Agua, Kilogramos por metro cbico de concreto, paralos tamaos de agregado indicado.

Tabla 9-5 Requisitos Aproximados de Agua de Mezcla y Contenidos de Aire para Diferentes Revenimientos y Tamaos Mximos Nominales delAgregado.

Revenimiento

25 a 50

Cantidad aproximada de aire

atrapado en un concreto sin aire

incluido, porcentaje.

Promedio del

contenido de aire

total recomendado,

para el nivel de

exposicin, (%)

sina

ire

incluido

cona

ire

incluido

75 a 100

150 a 175

25 a 50

75 a 100

150 a 175

Nota:Las especificaciones de obra deben definir un contenido de aire en el concreto

entregado en la obra dentro de -1 +2puntos porcentuales del valor anotado en la tabla

para las exposiciones moderada y severa.

Por lo tanto, se debe disear la mezcla para 5%a 8%de aire y se debe usar 8%(mximo

permitido)

6.0


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REVENIMIENTO(Asentamiento)

El revenimiento especificado est entre

25mm y 75mm. Se usa el mayor (75mm) 20mm para el proporcionamiento.


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CONTENIDO DE AGUALa tabla 9-5 recomienda que un concreto de 75mm de revenimiento,con agregado de 25mm y aire incluido deber tener un contenido de

agua de: 175kg/m

9.5mm 12.5mm 19mm 25mm 37.5mm 50mm 75mm 150mm

207 199 190 179 166 154 130 113

228 216 205 193 181 169 145 124

243 228 216 202 190 178 160 -

3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 5.0 0.3 0.2

181 175 168 160 150 142 122 107

202 193 184 175 165 157 133 119

216 205 197 184 174 166 154 -

exposicin

leve 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0

exposicin

moderada 6.0 5.5 5.0 4.5 4.5 4.0 3.5 3.0

exposicin

severa 7.5 7.0 6.0 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0

mm

Agua, Kilogramos por metro cbico de concreto, paralos tamaos de agregado indicado.

Tabla 9-5 Requisitos Aproximados de Agua de Mezcla y Contenidos de Aire para Diferentes Revenimientos y Tamaos Mximos Nominales del

Agregado.

Revenimiento

25 a 50

Cantidad aproximada de aire

atrapado en un concreto sin aire

incluido, porcentaje.

Promedio del

contenido de aire

total recomendado,

para el nivel de

exposicin, (%)

sina

ire

incluido

cona

ire

incluido

75 a 100

150 a 175

25 a 50

75 a 100

150 a 175

175


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CONTENIDO DE AGUA

En algunos casos, se puede reducir la cantidad de agua para la mezcla,dependiendo de la forma del agregado grueso tomando en cuenta lo

siguiente:

Para agregado subangular, se puede reducir hasta 10kg de agua por m

de concreto.

Para grava con algunas partculas trituradas, se puede reducir hasta20kg de agua por m de concreto.

Para grava redondeada, se puede reducir hasta 25kgde agua por m

de concreto.

Por lo tanto, el contenido de agua se puede estimar en 150kg/m

(175kg/m - 25kg/m). Adems, el aditivo reductor de agua reducir la

demanda de agua en cerca de 10%, resultando una demanda de agua

estimada de 135kg/m(150kg/m-15kg/m)


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CONTENIDO DECEMENTO

32.0c

a 135a

El contenido de cemento se basa en la relacin agua-cemento (a/c)

mxima y el contenido de agua, por lo tanto, tenemos lo siguiente:

875.421

32.0

135

32.0135

c

c


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CONTENIDO DEAGREGADO GRUESO

mm pukg. 2.4 2.6 2.8 3.09.5 3/8 0.5 0.48 0.46 0.44

12.5 1/2 0.59 0.57 0.55 0.53

19.0 3/4 0.66 0.64 0.62 0.6

25.0 1 0.71 0.69 0.67 0.65

37.5 1 1/2 0.75 0.73 0.71 0.69

50 2 0.78 0.76 0.74 0.72

75 3 0.82 0.8 0.78 0.76

150 6 0.87 0.85 0.83 0.81

Volumen del agregado grueso varillado (compactado)

en seco por volumen unitario de concreto para

diferentes mdulos de finura de agregado fino

Tamao mximo nominal del

agregado

Tabla 9-4 Volumen de Agregado Grueso por Volumen Unitario de Concreto.

De la tabla 9-4 tenemos que para una grava con T.M. de 25mm y unmdulo de Finura de la Arena de 2.8, el volumen de la grava por

volumen unitario de concreto es de 0.67

Como el agregado pesa 1,600kg/m, la masa seca en el horno delagregado grueso (grava) por metro cbico de concreto es:

kg107267.0*1600


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CONTENIDO DEADITIVO

gr211422*5.0

Aditivo Inclusor de Aire

Aditivo Reductor de Agua

gr1266422*3

211gr = 0.211kg/m

1266gr = 1.266kg/m


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CONTENIDO DEAGREGADO FINO

De todos los datos con los que contamos hasta aqu, podemos obtener pordiferencia, la cantidad de arena necesaria para fabricar 1 metro cbico de

concreto

Agua =

Cemento =

Aire =

Agregado grueso =

Total

= 0.135 m

= 0.141 m

= 0.080 m

= 0.400 m

0.756 m

135 / (1 x 1000)

422 / (3.0 x 1000)

8.0 / 100

1072 / (2.68 x 1000)


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CONTENIDO DEAGREGADO FINO

Por lo tanto, el volumen absoluto calculado de arenaes:

1m - 0756m = 0.244m

La masa seca de la arenaes: 0.244m x 2.64 x 1000kg/m = 644kg


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Porcentaje de

absorcin de

los agragados

TABLA PRELIMINAR

Agua =Cemento =

Agregado grueso =

Agregado fino =

Masa Total =

Aditivo Inclusor de Aire =

Aditivo Reductor de Agua =

Despus de los clculos anteriores, nos queda la siguiente Tabla:

135Kg422Kg

1072kg

644kg

2273kg

0.211kg

1.266kg

Por lo tanto, la Masa Volumtrica estimada de la mezcla

(utilizando el Wsssms el % de Absorcin de los agregados) es:

)007.1)(644()005.1)(1072(422135

Masa Volumtrica = 2283kg/m

Wsss

Nota: Wsss quiere decir Masa Saturada Superficialmente seca

(lo veremos en otra sesin del curso).


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CORRECCIONES PORHUMEDAD

Debido a que los agregados (Grava y arena) tienen la capacidadde absorber agua (por lo que se tuvo que hacer el ajuste anterior)

y cuentan con cierto grado de humedad, se tiene que hacer otra

correccin a las cantidades calculadas:

Segn los clculos anteriores, se necesitan 1072kg de gravay 644kg de arena. Sin embargo, estas cantidades son Masaen estado seco (sin considerar ni humedad ni absorcin), as

que si a esa masa le aumentamos la cantidad de agua que

viene inmersa dentro de los agregados, tenemos lo siguiente:

grava = (1072kg)(1.02) = 1093kg

arena = (644kg)(1.06) = 683kg

Ambos, pesndolostal como

se encuentran dehmedos.


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CORRECCIONES PORHUMEDAD

Si consideramos que la gravatiene un 2.0% de humedad a la hora de la

mezcla y es capaz de absorber un 0.5% de agua, entonces tenemos un

exceso de agua de 1.5% debido exclusivamente a la grava.

En el caso de la arena, sta tiene un 6.0% de humedad a la hora de la

mezcla y es capaz de absorber un 0.7% de agua, entonces, tenemos

otro exceso de agua de 5.3% debido a la arena, por lo cual tenemos que

hacer la siguiente correccin en la cantidad de agua a utilizar en la

mezcla:

135(1072)(0.015)(644)(0.053) = 85kg

Por lo tanto, nos quedan las siguientes cantidades:

1072

0.015

644

0.053


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TABLA FINAL DE LAMEZCLA

Agua =

Cemento =

Agregado grueso =

Agregado fino =

Masa Total =

Aditivo Inclusor de Aire =

Aditivo Reductor de Agua =

85Kg

422Kg

1093kg

683kg

2283kg

0.211kg

1.266kg

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