Page 1
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
Lima, Noviembre del 2002Lima, Noviembre del 2002
TEMA :TEMA :
DOSIFICACION DEL CONCRETODOSIFICACION DEL CONCRETO
EXPOSITOR :EXPOSITOR :Ing. Ana Torre CarrilloIng. Ana Torre Carrillo
TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA RESIDENTES, SUPERVISORES Y RESIDENTES, SUPERVISORES Y
PROYECTISTASPROYECTISTAS
Page 2
INDICE
I. La Dosificación del concreto.II. Requisitos esenciales de las mezclas y factores que
influyen en el diseño.III. Resistencia de diseño promedio.
III.1. Criterios en la elecciónIII.2. El control como factor de selección.
IV. Teorías y sistemas vigentes en el diseño de mezclas de concreto.
V. El Método del ACI.VI. Pasos en el diseño.VII. Mezclas de prueba de obra y laboratorio.VIII. Limitaciones de las tablas.
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 3
Capitulo I
LA DOSIFICACIÓN DEL CONCRETO
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 4
Elementos que conforman el concreto
CONCRETOCONCRETO
* Opcional* Opcional
Cemento+
Arena+
Piedra+
Agua+
Aditivos*+
Aire
Elementos Activos
Elemento Pasivo
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 5
Proporciones en volumen de los componentes del concreto
Proporciones típicas en volumen absolutas de los componentes del concreto
AGREGADOS
60% – 75%
AGUA
15% – 22%
CEMENTO 7% – 15%
AIRE 1% – 3%ADITIVO 0.1% – 0.2%
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 6
CONCRETO
FRESCO
ENDURECIDO
PlásticaMoldeableTrabajableetc.AislanteResistenteDurableetc.
MATERIAL IDEAL PARA LA CONSTRUCCIONMATERIAL IDEAL PARA LA CONSTRUCCION
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 7
Capitulo II
REQUISITOS ESENCIALES DE LAS MEZCLAS Y FACTORES QUE
INFLUYEN EN EL DISEÑO
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 8
EN ESTADO FRESCO
Trabajabilidad Consistencia
Tiempo de fragua
Fluidez
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 9
EN ESTADO ENDURECIDO
Elasticidad Resist. Compresión
FlexiónTracciónDiametral
iagrama Esfuerzo-Deformación Ensayo 21/5/2002
-50.00
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
350.00
400.00
450.00
0.0E+00 5.0E-04 1.0E-03 1.5E-03 2.0E-03 2.5E-03
Deformacion
e prom
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 10
Capitulo III
RESISTENCIA DE DISEÑO PROMEDIO
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 11
Conocemos la desviación estandar (Ds) ?
SISI NONO
III.1. CRITERIOS EN LA ELECCION
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 12
SE CUENTA CON RESULTADOS ESTADÍSTICOS DE PRODUCCIÓN
1. Si nuestro N° de muestras es > 30
El valor del f’cr de diseño será el MAYORMAYOR valor obtenido de ambas fórmulas
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
f’cr = f’c + 1.34 Dsf’cr = f’c + 1.34 Ds
f’cr = f’c + 2.33 Ds f’cr = f’c + 2.33 Ds –– 3535
Page 13
Considera la posibilidad de que:
El promedio de todos los grupos de tres ensayos de resistencia en compresión consecutivos sea mayor que el f’c.
La probabilidad de ocurrencia en la cual un ensayo este por debajo del f’c es de 1/100
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
f’cr = f’c + 1.34 Dsf’cr = f’c + 1.34 Ds
Page 14
Considera la posibilidad de que:Ningun ensayo de resistencia debe ser menor del f’c en más de 35 Kg/cm².
430420410395390385380370365350360350340325320315310300295280325315305290285280275265260245290280270255250245240230225210255245236220215210205195190175220210200185180175170160155140504540353025201510
Ds (Kg/cm²)f’c(Kg/cm²)
Tabla: Obtención del f’cr en función de la desviación estándar
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
f’cr = f’c + 2.33 Ds f’cr = f’c + 2.33 Ds -- 3535
Page 15
Tabla: Factor de incremento de la Desviación Estandar
1.00> 301.03251.08201.1615
Ver Tabla cuando no se conoce el DsMenos de 15Factor de incrementoN° Ensayos
2. Si nuestro N° de muestras es < 30, los valores de Ds presentes en las fórmulas anteriores serán amplificadas mediante los factores indicados en la siguiente tabla
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Y SI NO?Y SI NO?
Page 16
NO SE CUENTA CON RESULTADOS ESTADÍSTICOS DE PRODUCCIÓN
f’c + 98> 350
f’c + 84210 – 350
f’c + 70< 210
f’cr (Kgcm²)f’c Especificado
3. Si nuestro N° de muestras es < 15 ó no se cuenten con registros sobre la desviación estándar del concreto:
a) El comité del ACI considera que el cálculo del f’cr será segun la siguiente tabla
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 17
Tabla: Coef. de Varición (v) en función al grado de control
b) El comité Europeo recomienda utilizar la siguinte fórmula:
v = Coeficiente de variación, cuyo valor se obtiene de la siguiente tabla:
25%Malo20%Inferior18%Regular15%Bueno
10% - 12%Excelente en obra5%Laboratorio
Valor (%)Grado de Control
f’cr = f’c f’cr = f’c //(1 (1 -- t*vt*v))
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 18
Tabla: Factor t
t = Factor que depende del % de resultados < f’c que se admiten o la probabilidad de ocurrencia, su valor se obtiene de la siguiente tabla:
1.6451.2820.842> 301.6971.3100.854301.7081.3160.856251.7251.3250.860201.7531.3410.866151.8121.3720.879101.8381.3830.88391.8601.3970.88981.8951.4150.89671.9431.4400.90662.0151.4760.92052.1321.5330.94142.3531.6380.97832.9201.8861.06126.3143.0781.3761
1 en 201 en 101 en 5
Posibilidad de caer debajo del límite inferiorN° Muestras - 1
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 19
III.2. EL CONTROL COMO FACTOR DE SELECCIÓN
Diseño, construcción y Edificaciones de concretoEnsayos de compresión
RNCRNC
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 20
CONSIDERACIONES
1. Ensayo = Promedio de 2 probetas
2. Cada 120 m³ concreto, mínimo 1 ensayo3. Por cada día de vaciado mínimo 1 ensayo4. Edad de rotura de probetas : 28 días
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
PromedioPromedio
Page 21
CRITERIO (ACI 318)
Método de Diseño:
Rotura
Promedio ≥ f’c y
Individualmente > f’c – 35 Kg/cm²
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 22
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Ejemplo
26429318
26124219
24524717
24925116
24723815
25025714
24724613
24824612
24825011
24324710
2452479
2462358
2492537
2492506
2552445
2812544
3042663
-3242
-3211
Grupo3 probetas
Promedio2 probetas
EnsayoN°
f’c = 245 Kg/cm²f’c = 245 Kg/cm²
Page 23
Ejemplo
200210220230240250260270280290300310320330340
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20N° Ensayos
Resi
st. C
ompr
esió
n (K
g/cm
²)Valor del EnsayoPromedio de 3f'c = 245 Kg/cm²
Promedio de 3 probetas
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 24
Capitulo IV
TEORIA Y SISTEMAS VIGENTES EN EL DISEÑO DE MEZCLAS
DE CONCRETO
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 25
METODOS PARA EL DISEÑO DE MEZCLASEntre los métodos para el diseño de mezclas de concreto tenemos:
1. Métodos basados en curvas teóricas
2. Métodos basados en curvas empíricas
3. Método del Módulo de fineza de la combinación de agregados
4. Método del Agregados Global5. Método Comité 211 ACI
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 26
METODOS BASADOS EN CURVAS TEÓRICAS
Este método asume que la distribución granulométrica tiene un comportamiento parabólico, cuya ecuación general es:
( )hi
Ddxg
dDgy
−+
= 100
Hubo varios investigadores que utilizaron este método para hallar sus parámetros, algunos de ellos son: FULLER, EMPA, POPOVICS, BOLOMEY, FAURY, etc.
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 27
CurvasGranulométricas
Teóricas
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 28
Curvas Teóricas de Gradación Óptima
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 29
Gráfico Parábola de Bolomey
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 30
METODOS BASADOS EN CURVAS EMPÍRICAS
Este método asume que la distribución granulométrica de la combinación de agregados se ajusta a rangos o husos granulométricos basados en información estadística empírica.
Algunas husos granulométricos conocidos son:
-Los Husos DIN.-Los Husos Británicos
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 31
Huso Granulométrico DIN T.M. = 30mm
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 32
Huso Granulométrico Británicos T.M. = 19 mm
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 33
METODO DE LA FINEZA DE LA COMBINACION DE AGREGADOS
Este método considera el Módulo de Fineza de la mejor combinación. Para esto establece la ecuación
ggff mrmrm += 100xmmmm
rfg
gf −
−=
Donde:
m = Módulo de Fineza de la combinaciónmf = Módulo de Fineza del Agragdo finomg = Módulo de Fineza del Agragdo grueso
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 34
Tabla: Módulo de Fineza de la Combinación de los agregados
6.396.316.246.163”6.096.015.945.862”5.795.715.645.561 ½”5.495.415.345.261”5.195.115.044.96¾”4.694.614.544.46½”4.194.114.043.963/8”
9876Bolsas de Cemento por m³TMN
A.G.
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 35
METODO DE DISEÑO 1 - 3
1) Conocer las características de los materiales2) Cálculo del T.N.M.3) Determinar la Resistencia promedio f’cr4) Cálculo del Asentamiento5) Cálculo Contenido de aire6) Cálculo de la relación a/c7) Factor Cemento = agua/(6)8) ∑Vol. Abs. = Vol. Cem. + Vol. Aire + Vol. Agua9) Volumen de agregados = 1 - (8)
ggff mrmrm +=
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 36
METODO DE DISEÑO 2 - 3
10) Cálculo del Módulo de Fineza de la combinación de agregados.
11) Cálculo del porcentaje de agregado fino, mediante la fórmula:
12) Cálculo del porcentaje de agregado grueso, mediante la fórmula:
ggff mrmrm +=
100xmmmm
rfg
gf −
−=
100)1( xrr fg −=
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 37
METODO DE DISEÑO 3 - 3
13) Cálculo de los pesos secos de los agregadosPeso secoAF = Vol. A.F. x P.E. x 1000Peso secoAG = Vol. A.G. x P.E. x 1000
14) Cantidad de material por m³15) Corrección por humedad de los agregados
A.F. = Peso seco(1+%C.H.AF/100)A.G. = Peso seco(1+%C.H.AG/100)
16) Humedad SuperficialA.F. = %C.H. - % Abs +A.G. = %C.H. - % AbsAporte de humedad
17) Agua Efectiva = Agua Diseño – Aporte Humedad18) Cantidad de material por m³ corregida por humedad
ggff mrmrm +=
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 38
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
METODO DEL AGREGADO GLOBALEste método considera el porcentaje incidencia de cada agregado en el diseño de mezcla, los porcentajes se controlan de tal forma que la combinación esté dentro de algunos de estos husos
L.S.L.I.L.S.L.I.L.S.L.I.
Huso 3/8”Huso ¾”Huso 1 ½”Tamiz(Pulg)
808080N°100155205203N°5030103510308N°30401542183814N°16502048254520N°8653055355025N°4
10095655058303/8"100100807068351/2"
1009580453/4"1009890601"100100100951 1/2"
1001002"
Page 39
METODO DE DISEÑO 1 - 3
1) Conocer las características de los materiales2) Cálculo del T.N.M.3) Determinar la Resistencia promedio f’cr4) Cálculo del Asentamiento5) Cálculo Contenido de aire6) Cálculo de la relación a/c7) Factor Cemento = agua/(6)8) ∑Vol. Abs. = Vol. Cem. + Vol. Aire + Vol. Agua9) Volumen de agregados = 1 - (8)
ggff mrmrm +=
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 40
METODO DE DISEÑO 2 - 3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.1 1 10 100Tamices ( mm )
% Pa
sa
AGREGADO GLOBAL
HUSO NTP 1 1/2"
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.1 1 10 100Tamices ( mm )
% Pa
sa
AGREGADO GLOBAL
HUSO NTP 1 1/2"
10) Cálculo de los porcentajes de agregado fino y grueso:
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.1 1 10 100Tamices ( mm )
% Pa
sa
AGREGADO GLOBAL
HUSO NTP 1 1/2"
Piedra: 40%Arena: 60%
Piedra: 50%Arena: 50%
Piedra: 60%Arena: 40%
11) Cálculo de los volumenes de los agregados fino y grueso:
Vol. A.F. = % A.F. x Vol. agregados Vol. A.G.= % A.G. x Vol. agregados
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 41
METODO DE DISEÑO 3 - 312) Cálculo de los pesos secos de los agregados
A.F. = Vol. A.F. x P.E. x 1000A.G. = Vol. A.G. x P.E. x 1000
13) Cantidad de material por m³14) Corrección por humedad de los agregados
A.F. = Peso seco(1+%C.H.AF/100)A.G. = Peso seco(1+%C.H.AG/100)
15) Humedad SuperficialA.F. = %C.H. - % Abs +A.G. = %C.H. - % AbsAporte de humedad
16) Agua Efectiva = Agua Diseño – Aporte Humedad17) Cantidad de material por m³ corregida por humedad
ggff mrmrm +=
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 42
Capitulo V
EL METODO DEL ACI PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS DE
CONCRETO
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 43
Volumen Unitario de agua(lt/m³)
--1541661741841972052166” a 7”1191331571651751841932023” a 4”1071221421501601681751811” a 2”
Concreto con are incorporado--1601781902022162282436” a 7”
1241451691811932052162283” a 4”1131301541661791901992071” a 2”
Concreto sin are incorporado6”3”2”1 1/2”1”3/4”1/2”3/8”
Asentamiento Tamaño Máximo del Agregado Grueso
Tabla confeccionada por el comité ACI 211
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 44
Relación a/c por resistencia
Tabla confeccionada por el comité ACI 211
0.384500.43400
0.400.483500.460.553000.530.622500.610.702000.710.80150
Concreto con aire incorporado
Concreto sin aire incorporado
Relación agua / cemento en pesof’c(Kg/cm²)
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 45
Contenido de aire atrapado(%)
Tabla confeccionada por el comité ACI 211
0.2 %4”0.3 %3”0.5 %2”1.0 %1 ½”1.5 %1”2.0 %¾”2.5 %½”3.0 %3/8”
Aire AtrapadoTMN Agregado Grueso
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 46
Contenidode aire incorporado y total
Tabla confeccionada por el comité ACI 211
4.03.01.06”4.53.51.53”5.04.02.02”5.54.52.51 ½”6.04.53.01”
6.55.03.53/4”7.05.54.01/2”7.56.04.53/8”
Exposición Severa
Exposición Moderada
Exposición Suave
Contenido de aire total ( % )T.N.M. Agregado
Grueso
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 47
Peso del agregado grueso por unidad de volumen del concreto b/bo
Tabla confeccionada por el comité ACI 211
0.750.770.790.813”0.810.830.850.876”
0.720.740.760.782”0.700.720.740.761 ½”0.650.670.690.711”0.600.620.640.663/4”0.530.550.570.591/2”0.440.460.480.503/8”3.002.802.602.40
Módulo de fineza del Agregdo FinoTMNA.G.
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 48
Condiciones especiales de exposición
Tabla confeccionada por el comité ACI 211
325
300
0.40
0.45
Protección contra la corrosión del concreto expuesto a la acción dla gua de mar, aguas sálubres, neblina o rocios de esta agua.Si el recubrimiento mínimo se incrementa en 15 mm.
3000.450.50
Concretos expuestos a procesos de congelación y deshielo en condiciones húmedas
a) Sardineles, cunetas, secciones delgadasb) Otros elementos
2600.500.450.45
Concreto de baja permeabilidada) Expuesto a agua dulceb) Expuesto a agua e mar o aguas solublesc) Expuesto a la acción de aguas cloacales
Resist. a la compresión mínima en concretos
con agregados livianos
Relación a/c máxima, en concretos con agregado
de peso normal
Condiciones de exposición
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 49
Capitulo VI
PASOS DE DISEÑOPASOS DE DISEÑO
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 50
1/17
1. Condiciones Generales
Cemento:Marca : SOLTipo : IPeso específico : 3.13
Agua:Agua potable de la red públicaPeso específico: 1000 Kg/m³
Los pasos a seguir son:
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 51
2/17
Características del concreto:Resistencia especificada: 210 Kg/cm²Asentamiento : 3” – 4”
Condiciones ambientales y de Exposición durante el vaciado:
Temperatura promedio ambiente: 20° CHumedad relativa: 80%
Condiciones a la cual estará expuestaNormales
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 52
3/ 17
Agregados:
0.451.62Cont. de humedad3/4”---T.N.M.
0.850.81% Absorción6.682.95Módulo de fineza2.712.68Peso Específico seco1,6421,999PUC1,4621,723PUS
ChancadaPerfilGloriaLa MolinaCantera
GruesoFinoAgregado
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 53
Tamaño Nominal Máximo
Tamaño Máximo = Es el mayor tamiz por donde pasa todo el materialTamaño Nominal Máximo = Es el tamiz donde se produce el primer retenido
% % RET. %( Pulg ) ( mm ) RET. ACUM. PASA2 1/2" 63
2" 501 1/2" 37.5
1" 25 0 0.0 0.0 100.03/4" 19 5,648 69.3 69.3 30.71/2" 12.5 2,329 28.6 97.9 2.13/8" 9.5 46 0.6 98.4 1.6N°4 4.75 127 1.6 100.0 0.0N°8 2.38 0 0.0 100.0 0.0N°16 1.19
FONDO 0.075
TAMIZ PESO RET.(gr.)
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
�
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 54
4/ 17
Módulo de Fineza = 2.95 Módulo de Fineza = 6.68
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
01 0.1 1 10 100
Ta mi c e s ( mm )
AGREGADO FINO
HUSO NTP "C"
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.1 1 10 100 1000Ta mi c e s ( mm )
AGREGADO GRUESO
HUSO NTP 1" - 1/2"
% % RET. %( Pulg ) ( mm ) RET. ACUM. PASA2 1/2" 63
2" 501 1/2" 37.5
1" 25 0 0.0 0.0 100.03/4" 19 5,648 69.3 69.3 30.71/2" 12.5 2,329 28.6 97.9 2.13/8" 9.5 46 0.6 98.4 1.6N°4 4.75 127 1.6 100.0 0.0N°8 2.38 0 0.0 100.0 0.0
N°16 1.19FONDO 0.075
TAMIZ PESO RET.(gr.)
�������������������������������������������������������������
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
�
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
����
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
% % RET. %( Pulg ) ( mm ) RET. ACUM. PASA
1/2" 12.53/8" 9.5 0.0 0.0 100.0N°4 4.75 10 1.8 1.8 98.2N°8 2.38 89 15.6 17.4 82.6N°16 1.19 150 26.3 43.7 56.3N°30 0.6 114 20.0 63.7 36.3N°50 0.3 88 15.4 79.1 20.9N°100 0.15 58 10.2 89.3 10.7FONDO 0.075 61 10.7 100.0 0.0
TAMIZ PESO RET.(gr.)
��������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������
����
����
����
����
����
����
����
����
����
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
����
����
����
����
����
����
����
����
����
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
����
����
����
����
����
����
����
����
����
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 55
5/ 17
Determinar la Resistencia promedio f’cr:
Caso a) Contamos con datos estadísticos > 30 ensayos
Consideremos nuestra Ds = 25 Kg/cm².
f’cr = f’c + 1.34 Ds = 210 + 1.34(25) = 243.5f’cr = f’c + 2.33 Ds – 35 = 210 + 2.33(25) – 35 = 233.25
f’cr = 245 Kg/cm²
ggff mrmrm +=
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 56
6/ 17
Caso b) Contamos con datos estadísticos < 30 ensayos
Consideremos nuestra Ds = 25 Kg/cm².Consideremos que tenemos 20 ensayos.
De la tabla de incrementos para la Ds
f’cr = f’c + 1.34 (Ds*Fact) = 210 + 1.34(25*1.08) = 246.2f’cr = f’c + 2.33 (Ds*Fact) – 35 = 210 + 2.33(25*1.08) – 35 = 237.9
f’cr = 245 Kg/cm²
ggff mrmrm +=
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 57
7/ 17Caso c) No se cuentan con datos estadísticos de ensayos
Utilizamos la siguiente tabla para det. f’cr
f’cr = f’c + 84 = 210 + 84 = 294
f’cr = 295 Kg/cm²ggff mrmrm +=
295c245b245a
f’cr ( Kg/cm² )Caso
Para nuestro ejemplo consideraremos f’cr = 295 Kg/cm²LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 58
8/ 17
Determinar la cantidad de agua por m³:
ggff mrmrm +=
--1541661741841972052166” a 7”1191331571651751841932023” a 4”1071221421501601681751811” a 2”
Concreto con are incorporado--1601781902022162282436” a 7”
1241451691811932052162283” a 4”1131301541661791901992071” a 2”
Concreto sin are incorporado6”3”2”1 1/2”1”3/4”1/2”3/8”
AsentamientoTamaño Máximo del Agregado Grueso
Agua por m³: 205 ltLABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 59
10/ 17
Determinar del contenido de aire:
ggff mrmrm +=
0.2 %4”0.3 %3”0.5 %2”1.0 %1 ½”1.5 %1”2.0 %¾”2.5 %½”3.0 %3/8”
Aire AtrapadoTMN Agregado Grueso
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 60
9/ 17
Determinar la relación a/c
0.384500.43400
0.400.48350
0.460.55300
0.530.622500.610.702000.710.80150
Concreto con aire incorporado
Concreto sin aire incorporado
Relación agua / cemento en pesof’c(Kg/cm²) De la tabla,
interpolando valores tenemos:
Para f’cr = 295 (Kg/cm²)
a/c = 0.56
Cálculo del Factor Cemento:Cemento = agua / a/c = 205 / 0.56 = 366
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 61
Cálculo del Peso de los agregados
Método del Módulo de fineza de la combinación de agregados
Método del Agregados Global
Método Comité 211 ACI
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 62
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Método de la Combinación de Agregados
Consideremos que vamos a utilizar 8 bolsas por m³de concreto
6.396.316.246.163”6.096.015.945.862”5.795.715.645.561 ½”5.495.415.345.261”5.195.115.044.96¾”4.694.614.544.46½”4.194.114.043.963/8”
9876Bolsas de Cemento por m³TMN
A.G.
Recordando que TMN = ¾”
Page 63
Método de la Combinación de Agregados
Siendo MFarena =2.95 ,MFpiedra = 7.68 y m = 5.11el % Agregado fino será:
ggff mrmrm +=
1.4210095.268.611.568.6
=−−
= xrf
El % Agregado grueso será: 9.57100)421.01( =−= xrg
Los volúmenes de los agregados serán:Vol. A.G.= 0.605*57.9% = 0.350Vol. A.F.= 0.605*42.1% = 0.255
Entonces los pesos secos de los agregados serán:Peso A.G.= 0.350*2.71*1000 = 948.5 KgPeso A.F.= 0.255*2.68*1000 = 683.4 Kg
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 64
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.1 1 10 100Tamices ( mm )
% P
asa
AGREGADO GLOBAL
HUSO NTP 1 1/2"
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.1 1 10 100Tamices ( mm )
% P
asa
AGREGADO GLOBAL
HUSO NTP 1 1/2"
Método del agregado global
Selección de los porcentajes de Agregados:
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.1 1 10 100Tamices ( mm )
% P
asa
AGREGADO GLOBAL
HUSO NTP 1 1/2"
Piedra: 50%Arena: 50%
Piedra: 55%Arena: 45%
Piedra: 60%Arena: 40%
Elección
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 65
Método del agregado global
Cálculo del Volumen de Agregados:
Vol. A.G.= 0.605*55% = 0.333Vol. A.F.= 0.605*45% = 0.272
Peso A.G.= 0.333*2.71*1000 = 902.4 KgPeso A.F.= 0.272*2.68*1000 = 729.0 Kg
Los pesos secos serán:
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 66
Método del ACI
ggff mrmrm +=
Cálculo del Peso del Agregado grueso:
0.750.770.790.813”0.810.830.850.876”
0.720.740.760.782”0.700.720.740.761 ½”0.650.670.690.711”0.600.620.640.663/4”0.530.550.570.591/2”0.440.460.480.503/8”3.002.802.602.40
Módulo de fineza del Agregdo FinoTMNA.G.
De la tabla, interpolando valores tenemos: b/bo = 0.605
Como P.U.C. del Agregado grueso = 1642 Kg/m³Peso Seco Agregado grueso = 0.605*1642 = 993.41 Kg
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 67
ggff mrmrm +=
Cálculo del Peso del Agregado Fino:
0.36662710993.41Ag. Grueso
0.02
205
366
Peso (Kg)
0.7086Total
0.0200Aire
0.20501000Agua
0.11703130Cemento
Vol. AbsolutoP.E.Material
Volumen del Agregado Fino = 1 – 0.7086 = 0.2914
Peso Seco Agregado Fino = 0.2914 * 2680 = 780.95 Kg
Método del ACI
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 68
14/ 17
ggff mrmrm +=
TABLA RESUMENPesos Secos de Materiales por m³
ACIAgregado GlobalCombinación agregados
2,202.92,202.9
2%2%
683.4683.4
948.5948.5
205.0205.0
366.0366.0
2,202.42,202.4
2%2%
729.0729.0
902.4902.4
205.0205.0
366.0366.0
993.4993.4Ag. Grueso
781.0781.0Ag. Fino
2,345.42,345.4
2%2%
205.0205.0
366.0366.0
Pesos secos (Kg)
Total
Aire
Agua
Cemento
Materiales
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 69
15/ 17
A) Agregado Fino
Peso Húmedo A.F. = Peso secoAF (1+%C.H.AF/100
Comb. Agregados = 683.4(1+1.62/100) = 694.5 KgAgregado global = 729.0(1+1.62/100) = 740.8 KgACI = 781.0(1+1.62/100) = 793.7 Kg
B) Agregado Grueso
Peso Húmedo A.G. = Peso secoAG(1+%C.H.AG/100)
Comb. Agregados = 948.5(1+0.45/100) = 952.8 KgAgregado global = 902.4(1+0.45/100) = 906.5 KgACI = 993.4(1+0.45/100) = 997.9 Kg
Corrección por humedad de los agregados:
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 70
16/ 17
ggff mrmrm +=
Cálculo del aporte de agua de los agregados: A) Agregado Fino
Aporte agua A.F. = Peso secoAF(%C.H. - %Abs)/100
Comb. Agregados = 683.4(1.62-0.81)/100 = 5.54 ltAgregado global = 729.0(1.62-0.81)/100 = 5.90 ltACI = 781.0(1.62-0.81)/100 = 6.33 lt
B) Agregado Grueso
Aporte agua A.G. = Peso secoAG(%C.H. - %Abs)/100
Comb. Agregados = 948.5(0.45-0.85)/100 = -3.79 ltAgregado global = 902.4(0.45-0.85)/100 = -3.61 ltACI = 993.4(0.45-0.85)/100 = -3.97 lt
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 71
16/ 17
ggff mrmrm +=
El aporte de humedad de los agregados será:
Aporte humedad = Aporte agua AG + Aporte agua AF
Comb. Agregados = 5.54 lt + (-3.79 lt) = 1.75Agregado global = 5.90 lt + (-3.61 lt) = 2.29ACI = 6.33 lt + (-3.97 lt) = 2.36
Cálculo del agua efectiva:
Agua Efectiva = Agua Diseño – Aporte Humedad
Comb. Agregados = 205 lt – 1.75 lt = 203.25 ltAgregado global = 205 lt – 2.29 lt = 202.71 ltACI = 205 lt – 2.36 lt = 202.64 lt
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 72
14/ 17
ggff mrmrm +=
TABLA RESUMENPesos en Obra de Materiales por m³
ACIAgregado GlobalCombinación agregados
2,216.62,216.6
2%2%
694.5694.5
952.8952.8
203.25203.25
366.0366.0
2,216.02,216.0
2%2%
740.8740.8
906.5906.5
202.71202.71
366.0366.0
997.9997.9Ag. Grueso
793.7793.7Ag. Fino
2,360.22,360.2
2%2%
202.64202.64
366.0366.0
Pesos húmedo (Kg)
Total
Aire
Agua
Cemento
Materiales
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 73
Capitulo VII
MEZCLAS DE PRUEBA EN OBRA Y LABORATORIO
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 74
CONSIDERACIONES GENERALES
% % RET. %( Pulg ) ( mm ) RET. ACUM. PASA2 1/2" 63 -
2" 50 0.0 0.0 100.0 100 - 1001 1/2" 37.5 0.0 0.0 100.0 95 - 100
1" 25 0.0 0.0 100.0 60 - 903/4" 19 36.0 36.0 64.0 45 - 801/2" 12.5 14.9 50.9 49.1 35 - 683/8" 9.5 0.3 51.2 48.8 30 - 58N°4 4.75 1.7 52.8 47.2 25 - 50N°8 2.38 7.5 60.3 39.7 20 - 45N°16 1.19 12.6 73.0 27.0 14 - 38N°30 0.60 9.6 82.6 17.4 8 - 30N°50 0.30 7.4 90.0 10.0 3 - 20N°100 0.15 4.9 94.9 5.1 0 - 8FONDO 0.075 5.1 100.0 0.0 0 - 0
TAMIZ % PASAHUSO NTP 1 1/2"
�������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������
��
��
��
��
��
��
�
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
��
�
��
��
��
��
��
��
�
����
����
����
����
����
����
��
��
��
��
��
��
��
�
�������������������������������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������
��
��
��
��
��
��
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.1 1 10 100Ta mi c e s ( mm )
AGREGADO GLOBAL
HUSO NTP 1 1/2"
COMPROBAMOS ???LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 75
EN EL LABORATORIO
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 76
MEZCLASDE PRUEBA
AA
JJ
UU
SS
TT
EE
SS
aacc
Comb. Agreg
Uniformidad
DISEÑO DISEÑO INICIALINICIAL
SI
SI
SI
NO
NO
NO
NO
Consistencia
PROBETASPROBETAS
SI
Page 77
EN OBRA
AJUSTES
HUMEDADTEMPERATURATIEMPO DE MEZCLADOSISTEMA DE DOSIFICACIONETC.
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 78
Capitulo VIII
LIMITACIONES DE LAS TABLAS
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 79
1. Relación a/c 1 / 3
AGUA LIBREAGUA LIBRECEMENTOCEMENTO
AGUA TOTALAGUA TOTALCEMENTOCEMENTO
Agua libre+
% Agua de absorción de los agregados
Agua incorporado a la mezcladora+
Agua mantenido como humedad por los agregados antes del
mezclado
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 80
1. Relación a/c 2 / 3
AGUA DISEÑOAGUA DISEÑOCEMENTOCEMENTO
Agua que interviene en la mezcla cuando el agregado esta saturado superficialmente seco (no aporta ni absorbe agua)
AGUA EFECTIVAAGUA EFECTIVACEMENTOCEMENTO
Agua Mezcla considerando condiciones reales de humedad del agregado y efectiva corrección correspondiente
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 81
1. Relación a/cPara el cálculo de a/c se debe considerar:
Peso agua Agregados + Agua añadida mezcladora
En agregados:
% Abs bajo - = Mínima
% Abs alto - = Alta
3 / 3
AGUA LIBREAGUA LIBRECEMENTOCEMENTO
AGUA TOTALAGUA TOTALCEMENTOCEMENTO
AGUA LIBREAGUA LIBRECEMENTOCEMENTO
AGUA TOTALAGUA TOTALCEMENTOCEMENTO
InffluyeInffluye en la resistenciaen la resistencia
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 82
2. AGREGADOS
PERFIL DEL AGREGADO
Angular
Redondeado
No considerasemi- angular
No considerasemi-redondeado
Superficies específicas menores
T.M.N.• Máx : 1 ½”• Diversas granulometrías• Diversos Módulos de fineza• Diversos Superficies Específicas
% ABSORCIÓN < 1.2 %LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 83
3. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN
CEMENTO
HUMEDOINTERPERIEQUIMICOS
TipoMarcaCalidad
PROBETAS(forma)
PROBETAS(curado)
ACI : Cilindros15 x 30 cmBSIDIN
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 84
4. Consistencia
- Función del tipo de agregadoAgua total de mezcla
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
Page 85
Conclusiones
Establecer
2. mezclas
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES – FIC – UNI
1.2. Diseño de Mezcla NONO es un Procedimiento
automático3. Los datos de la tabla y criterios de selección deben
ser utilizados como una guía ( 1° estimación)4. La experiencia del diseñador y el conocimiento
profundo deben normar el diseño de mezclas5. Mezclas preparadas en el laboratorio6. Mezclas preparadas en obra
a. Relación a/cb. Perfil del agregadoc. Texturad. Granulometría