Diseño De Concretos Método NRL

Ejemplo Dayana Datos Generales de la Obra Se necesita elaborar concreto para construir las columnas de un puente que estaran expuestas a agua dulce en clima severo(inundaciones, tornados). El diseño estructural especifica una resticencia a compresion a los 28 dias de 210 kg/cm2 (3000 psi). Las condiciones de colocacion permiten el uso de agregado grande, pero se utilizara el unico de calidad sactifactoria y economicamente disponible.

Datos de los materiales

De los materiales disponibles para elaborar el concreto se conoce:

Granulometria Tabla de ganulometría del ejemplo. TAMIZ mm Pulgadas 25.4 19 12.7 9.51 4.76 2.38 1.19 0.6 0.3 0.15

1" T.M 3/4" T.M.N 1/2" 3/8" No.4 No.8 No.16 No.30 No.50 No.100

DEN APARENTE: (Kg/M3) M.U.C (Kg/M3) FORMA HUMEDAD ABSORCIÓN

CEMENTO

% QUE PASA Triturado Arena 100 95 70 40 12

2420 1620 ANGULAR 3% 2%

100 78 65 45 35 25 15 2590 1650 5% 1%

Se utilizará cemento portland tipo I, que tiene una densidad de 3,10 g/cm3 (3100 Kg/m3)

r las columnas de un en clima structural especifica e 210 kg/cm2 (3000 n el uso de agregado sactifactoria y

Procedimiento de dosificación 1. Elección del asentamiento Asentamiento

Consistencia

Grado de trabajabilidad

0-2,0

Muy seca

Muy pequeño

2,0-3,5

Seca

Pequeño

3,5-5,0

Semi- Seca

pequeño

5,0-10,0

Media

Medio

10,0-15,0

Húmeda

Alto

el concreto se conoce:

El rango de asentamiento está entre 3,5 y 5,0 cm, por las condiciones d y tipo de estructura que lo permiten. Para obtener una mezcla con una a trabajabilidad y que no presente problemas a la compactación se adopt asentamiento de 5cm.

2. Elección del TMN

El TMN disponible enla granulometría de agregado grueso es de 19 mm

Explicación: es el menor tamaño de la malla por el cual debe pasar la mayor parte del agregado, la malla de tamaño máximo nominal, puede retener de 5% a 15% del agregado. dependiendo del número de tamaño. En este caso es el de 3/4".

3.Estimación del contenido de aire

Pulg.

mm.

Porcentaje promedio aproximado de aire atrapado

3/8"

9.51

2.7

1/2"

12.5

2.5

3/4"

19.1

2

1"

25.4

1.7

1 1/2" 2" 3" 6"

38.1 50.8 76.1 152.4

1.5 1 0.3 0.2

Agregado grueso (TMN)

4. Estimación de la cantidad de agua de mezclado

m, por las condiciones de colocación r una mezcla con una adecuada compactación se adoptará por un

o grueso es de 19 mm (3/4").

r el cual debe pasar la áximo nominal, puede del número de

)

3a5 8 a 10 15 a 18 CONCRETO SIN AIRE INCLUIDO

Cantidad aproximada de aire atrapado en concreto sin aire incluido, % 3a5 8 a 10 15 a 18

CONCRETO CON AIRE INCLUIDO

Agua e

(c m

Secciones con mucho refuerzo. Trabajos donde la colocación sea difícil. Revestimiento de túneles. No recomendable para compactarlo con demasiada vibración.

nt o

Losas medianamente reforzadas y pavimentos, compactados a mano. Columnas, vigas, fundiciones y muros, con vibración.

Esta estructura estara expuesta a ambientes severos (inu emplea un aditivo inclusor de aire. Para un TMN DE 19 mm exposicion severo, se tiene promedio total de aire de 6% aproximadamente 2% es de aire naturalmente atrapado.

ie

Construcciones en masas voluminosas. Losas medianamente reforzadas con vibración. Fundaciones en concreto simple. Pavimentos con vibradores normales.

ta m

Pavimentos vibrados con máquina mecánica.

As en

Vigas o pilotes de alta resistencia con vibradores de formaleta.

Condiciones del contenido de aire

Tipo de estructura y condiciones de colocación

Promedio recomendable de contenido total de aire %

10 205 225 240

3

180 200 215

CONCRETO CON AIRE INCLUIDO

Promedio recomendable de contenido total de aire %

8

e aire Porcentaje promedio total de aire recomendado para los siguientes grados de exposición Suave Moderado Severo 4.5

6

7.5

4

5.5

7

3.5

5

6

3

4.5

6

2.5 2 1.5 1

4.5 4 3.5 3

5.5 4 4.5 4

a ambientes severos (inundaciones,tornados), se e. Para un TMN DE 19 mm (3/4") y un grado de edio total de aire de 6% de los cuales naturalmente atrapado.

de agua de mezclado Agua en Kg/m3 de concreto para los TMN del agregado indicados

12.5

20

25

40

50

70

200 215 230

185 200 210

180 195 205

160 175 185

155 170 180

145 160 170

2.5

2

1.5

1

0.5

0.3

175 190 205

165 180 190

160 175 185

145 160 170

140 155 165

135 150 160

7

6

5

4.5

4

3.5

como es una mezcla con aire incluido, la cantidad de agua se puede cal la tabla y se obtiene que: una cantidad de 165 kg/m3 para un TMN de 2 un asentamiento de 3 a 5 cm y contenido de aire de 6%.

5. Elección de la relación agua / cemento

Resistencia a la compresión a Concreto sin inclusor de aire los 28 días en kg/cm2 (PSI) (Relación absoluta por peso)

175 210 245 280 315

(2500) (3000) (3500) (4000) (4500)

350 (5000)

0.65 0.58 0.52 0.47 0.43 0.4

La relacion de agua/cemento necesaria para producir una resistencia d PSI) es un concreto con aire incluido, es de 0,5; pero para estructuras e severo, indica la relación agua/cemento lo siguiente: que la relacción ag exceder de 044. El vaolor que se utilizará para los calculos será es

CONDICIONES DE E

s

Número superior, clima sever variación de la temp

150 125 140 ---

0.2

120 135 ---

TIPO DE ESTRUCTURA

Concreto en el agua o al alcance agua

En el aire Secciones delgadas, concreto ornamental, pilotes reforzados, tuberías, secciones con recubrimiento menores de 2,5 cm.

0.49 0.53

Secciones moderadas como muros de contención, estribos, pilas, vigas.

0.53 *

Partes exteriores de estructuras masivas.

0.57 -

Concreto depositado o presión bajo el agua.

Losa sobre el piso.

-

0.53

3

Losa sobre el piso.

Concreto protegido contra la meteorización, inferior de edificios, concreto en el subsuelo.

*

* *

++ Debe tratar de usarse aire incorporado * las relaciones agua/cemento deben seleccionarse con base en los requisitos d + para concentraciones de sulfatos mayores a 0,2% del suelo o del agua

6. Cálculos del contenido de cemento

idad de agua se puede calcular de 5 kg/m3 para un TMN de 20 mm , aire de 6%.

Ya teniendo el valor de la relación de agua/ce

�=�/� r= 0,44 Concreto con inclusor de aire (Relación absoluta por peso)

�=(165 ��/�3)/0,44

0.56 0.5 0.46 0.42 0.38

C=

7. Verificación de las especificaciones gr

0.35

%

TAMIZ

a producir una resistencia de 210 kg/cm2 (3000 0,5; pero para estructuras en agua dulce y clima uiente: que la relacción agua/cemento no debera rá para los calculos será este ultimo ( 0,44) CONDICIONES DE EXPOSICIÓN

Número superior, clima severo, amplio, margen de variación de la temperatura ++

ncreto en el agua o al alcance de niveles oscilantes de agua

Agua dulce

Agua salada o en concreto con sulfatos +

0.44 0.49

0.4 0.4

0.49 0.53

0.44 0.44

0.49 0.53

0.44 0.44

0.44 0.44

0.44 0.44

-

-

(pulg)

LÍMITE INFERIOR

GRAVA 1"

100

3/4" 1/2"

90 --

3/8"

20

No.4 ARENA 3/8" No.4 No.8 No.16 No.30 No.50 No.100

0 100 95 80 50 25 10 2

Algunos tamaños no cumplen con los requisit debe optimizar la grunolometría por el metod

-

-

-

-

e con base en los requisitos de resistencia % del suelo o del agua

contenido de cemento

De acuerdo con esto, la mez

lor de la relación de agua/cemento se despeja cemento así:

�=�/� a= 165 kg/m3

�=(165 ��/�3)/0,44

375 kg/m3

de las especificaciones granulométricas

% PASA LÍMITE SUPERIOR

VERIFICACIÓN

100

100

O.K

95 70

100 --

O.K --

40

55

O.K

12 ---------------100 78 65 45 35 25 15

5

NO

100 100 100 85 60 30 10

O.K NO NO NO O.K O.K NO

GRANULOMETRÍA -------------------

no cumplen con los requisitos granulometricos, por esta razón se grunolometría por el metodo RNL.

acuerdo con esto, la mezcla optima estará compuesta 55% de arena y 45% de grava. Así: TAMIZ (pulg)

% PASA

1"

100

3/4"

97

1/2"

86

3/8" No.4 No.8 No.16 No.30

73 48 36 25 28

No.50

13 8

No.100

8. Volumen de agregado por metro cúbico en concreto:

V agregados = 1- ( 0,06+ 0,0165+ 0,121) V agregados =

0.654 m3/m3

VOLUMEN DE LA ARENA VF= 0,654* 0,55 0.3597 Vf =0,36 m3/m3 VOLUMEN DE LA GRAVA Vg= 0,654*0,45 0.2943 Vg= 0,29 m3/m3 9. Pesos secos de la arena y la grava

Para calcular los pesos secos de los agregados tenemos que calcular la densidad promedio. D Arena= 2590 kg /m3

55%

D grava= 2420 kg/m3

45%

D promedio= 0,55* 2590kg/m3+ 0,40* 2420 kg/m3 Dpromedio= 2513.5 Dpromedio=2514 kg/m3

Peso seco de la grava Wgrava= Wgrava= Wgrava=

2514*0,654*0,45 739.8702 740 kg/m3

Peso seco de la arena Wfino=

2514*0,654*0,55

Wfino= Wfino=

904.2858 904 Kg/m3

10. Tabla de cantidades para 1 m3 de concreto de 3000 PSI

MATERIAL

PESO

DENSIDAD

VOLUMEN

W (kg/m3)

D (kg/m3)

V(m3/m3)

CEMENTO

375

3100

0.12096774

AGUA AIRE GRAVA

165

1000

0.165

0 740

0 2420

0.06 0.30578512

ARENA TOTAL

904

2590

0.34903475

2184

11. Ajuste por humedad de los agregados Pesos humedos de los agregados Peso húmedo de la grava Mhg= 704 (1+0,03) Mhg= 725.12 Peso húmedo de la arena

densidad promedio.

Mhf= 904*(1+0,05) Mhf= 949.2

Exceso de agua o en defecto

1

Para la grava Ag= 740*(0,03-0,02) Ag= 7.4 kg NEGATIVO

3000 PSI

para la arena Af= 904*(0,05-0,01) Af= 36.16 kg NEGATIVO A=

43.56 kg

La cantidad de agua de mezclado será= 165 kg/m3 -43,56kg/m3 =121,44 kg/m3

12. Tabla de cantidades para 1 m3 de concreto de 3000 P

MATERIAL PESO W (kg/m3) 375 CEMENTO

DENSIDAD D (kg/m3) 3100

AGUA

165

1000

AIRE

0

0

740

0

904 2184

0

GRAVA ARENA TOTAL

será= 165 kg/m3

m3 de concreto de 3000 PSI AJUSTADA VOLUMEN

AJUSTE POR HUMEDAD

V(m3/m3) 0.12096774

(kg/m3) 375

0.165

121

0.06

0

0.305785

725

0.349035 1

949

25.4 19 12.7 9.51 4.76 2.38 1.19 0.6 0.3 0.15

pasa Pulgadas Triturado 1" T.M 100% 3/4" T.M.N 95% 1/2" 70% 3/8" 40% No.4 12% No.8 No.16 No.30 No.50 No.100

retenido Retenido 0 5 25 30 28

100% 95% 70% 40% 12% 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 100

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 100

10

1