Diseño de Mezcla (Carlos Villegas)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO ACADEMICO DE CONSTRUCCION

Introducción. Objetivo. I. Consideraciones a tener en cuenta en la elaboración del concreto. II. Normatividad. III. Resistencia a la compresión del concreto. IV. Materiales componentes del concreto.

Mag. Ing. Carlos Villegas M.

2

- 1970: EDIFICACIONES

- 1975: - 1980: - 2000: - 2009:

CENTRO CÍVICO TREN ELÉCTRICO HOTEL MARRIOT EDIFICIO CAPITAL

f ‘ c = 175 kg/cm² f ‘ c = 315 kg/cm² f ‘ c = 420 kg/cm² f ‘ c = 600 kg/cm² f ‘ c = 800 kg/cm²

Mag. Ing. Carlos Villegas M.

3

EDIFICIO DE GRAN ALTURA: UTILIZAN CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA

118

104

Centro Hotel Cívico Libertador (Lima) 2009 (Lima) 1974

Mag. Ing. Carlos Villegas M.

4

Aprender una metodología y procedimiento para obtener el proporcionamiento de los materiales componentes del concreto para un metro cúbico; cemento, agua, arena y piedra. Con la finalidad de elaborar elementos de concreto endurecido para diferentes resistencias a la compresión (f ’c), los cuales son especificados por el ingeniero estructural e indicados en el proyecto de construcción. Mag. Ing. Carlos Villegas M.

5

El Ingeniero proyectista deberá definir si el diseño de mezcla se realizará por resistencia o durabilidad. El cual está en función al grado de exposición del concreto; suelo donde se cimentará la estructura, clima ó exposición a agentes químicos.

Mag. Ing. Carlos Villegas M.

6

Se definirá si el concreto será habilitado mediante concreto premezclado o la elaboración del concreto en obra.

Mag. Ing. Carlos Villegas M.

7

Para ello veremos las normas técnicas y reglamentos.

- ACI318-2011,Asociación del Concreto Internacional. - ACI211-2009, Comité 211 del ACI. - Reglamento Nacional de Edificaciones E-060 de Concreto Armado 2009. Mag. Ing. Carlos Villegas M.

8

 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN: Está dado en función del promedio de dos probetas. f ‘ c = [ f ‘ c1 + f ‘ c2 ] / 2

Mag. Ing. Carlos Villegas M.

9

 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN ESPECIFICADO (f ‘ c):

Dado por el ingeniero estructural del proyecto de construcción, se encuentra en las especificaciones técnicas contenidas en el expediente técnico.

Mag. Ing. Carlos Villegas M.

10

 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN REQUERIDA (f ‘ cr):

Dado en base a la información del control de calidad de probetas ensayadas a compresión de acuerdo al ACI3182011 y el Reglamento de concreto armado E-060. Será la resistencia con la cual se realizará el diseño de mezclas, está en función del ( f ‘ c ). f ‘ cr = f ‘ c + F.S.

f ‘ cr > f ‘ c

Mag. Ing. Carlos Villegas M.

11

a) CEMENTO: Marca y tipo de cemento, conocer el peso específico.

b) AGUA: Será agua potable, deberá cumplir con los requisitos que indican las normas. Mag. Ing. Carlos Villegas M.

12

c) AGREGADOS (ARENA Y PIEDRA): - Granulometría (Tamaño máximo, Tamaño máximo nominal y los módulos de finura). - Pesos específicos, contenido de humedad, porcentaje de absorción, pesos unitarios sueltos y compactados. 100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0 FONDO

N°100

N°50

N°30

N°16

N°8

N°4

3/8"

1/2"

Mag. Ing. Carlos Villegas M.

13

d) ADITIVOS: Marca del aditivo, Tipo, clase y las especificaciones técnicas del fabricante (peso específico, dosificación recomendada).

Mag. Ing. Carlos Villegas M.

14

d) TRABAJABILIDAD: facilidad del concreto de ser mezclado, transportado y colocado fácilmente en los encofrados fluyendo alrededor del acero de refuerzo. CONSISTENCIA, ASENTAMIENTO ó SLUMP: Propiedad del concreto fresco, determinado de acuerdo al menor o mayor contenido de agua, ver el cuadro Nº 2

TIPOS DE CONSTRUCCIÓN ZAPATAS Y MUROS DE CIMENTACIÓN REFORZADAS ZAPATAS SIMPLES, CAJONES Y MUROS DE SUBESTRUCTURA VIGAS Y MUROS REFORZADOS COLUMNAS EN EDIFICIOS PAVIMENTOS Y LOSAS CONCRETO CICLOPEO

Mag. Ing. Carlos Villegas M.

MÁXIMO(*) 3" 3" 4" 4" 3" 2"

MÍNIMO 1" 1" 1" 1" 1" 1" 15

En general los métodos se diferencian en la forma de calcular los porcentajes de participación de los agregados. Los resultados obtenidos se tomarán como una primera estimación. El método establece una tablas para el cálculo de los materiales componentes del concreto. Mag. Ing. Carlos Villegas M.

16

 DISEÑO POR RESISTENCIA:

TABLA Nº 2: RELACIÓN ( a/c )

TABLA Nº 1: REQUISITOS DE AGUA DE MEZCLADO EN FUNCIÓN DEL

D n max. Y EL ASENTAMIENTO EN PULGADAS SLUMP D n max. CON O SIN 3/8" 1/2" 3/4" 1" 11/2" 2" 3" 6" AIRE 1 " - 2 " 205 200 185 180 160 155 145 125 SIN 3 " - 4 " 225 215 200 195 175 170 160 140 AIRE 6 " - 7 " 240 230 210 205 185 185 170 -------- INCORPORADO 1 " - 2 " 180 175 165 160 145 140 135 120 CON 3 " - 4 " 200 190 180 175 160 155 150 135 AIRE 6 " - 7 " 215 205 190 185 170 165 160 -------- INCORPORADO

450 400 350 300 250 200 150

0.38 0.43 0.48 0.55 0.62 0.70 0.80

--------------0.40 0.46 0.53 0.60 0.71

TABLA Nº 4: D n max. AIRE ( % )

TABLA Nº 3: VOLUMEN DEL AGREGADO GRUESO POR UNIDAD DE VOLUMEN DE CONCRETO ( b / b. ) D n max. MODULO DE FINURA DE LA ARENA 2.40 2.6 2.80 3.00 3/8" 0.50 0.48 0.46 0.44 1/2" 0.59 0.57 0.55 0.53 3/4" 0.66 0.64 0.62 0.60 1" 0.71 0.69 0.67 0.65 11/2" 0.75 0.73 0.71 0.69 2" 0.78 0.76 0.74 0.72 3" 0.82 0.80 0.78 0.76 6" 0.87 0.85 0.83 0.81

Y LA RESISTENCIA ( f ´cr ) f ' cr AIRE INCORPORADO SIN CON

ATRAPADO

3.20 0.42 0.51 0.58 0.63 0.67 0.70 0.74 0.79

Mag. Ing. Carlos Villegas M.

3/8" 1/2" 3/4" 1" 11/2" 2" 3" 6"

3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.30 0.20 17

 DISEÑO POR DURABILIDAD: TABLA Nº 5: RELACIÓN (a / c) EN CONDICIONES DE EXPOSICION

CONDICIONES DE EXPOSICION

(a/c)

CONCRETO

a) EXPUESTOA AL AGUA DULCE

0.50

IMPERMEABLE :

b) EXPUESTOA AL AGUA DE MAR

0.45

CONCRETO EXPUESTO A PROCESOS DE CONGELACION Y HIELO EN CONDICIONES HUMEDAS :

a) SARDINELES, CUNETAS, SECCIONES DELGADAS

0.45

b) OTROS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

0.50

PROTECCION CONTRA LA CORROSION DEL CONCRETO EXPUES-

0.40

TO A AGUA DE MAR, AGUAS SALUBRES Y NEBLINAS.

SI EL RECUBRIMIENTO MINIMO SE INCREMENTA EN 13 mm.

TABLA Nº 8:

0.45

CONCRETO EXPUESTO A SOLUCIONES DE SULFATO

EXPOSICION

SULFATO SOLUBLE

CONCRETO CON

A

EN AGUA (SO4)

SULFATO (SO4)

TIPO DE

SULFATOS

PRESENTE EN EL SUELO

EN AGUA (ppm)

CEMENTO

AGREGADO DE PESO NORMAL; (a/c) MÁXIMA

% EN PESO 0.00