• Author / Uploaded
• Kristy Schwartz

• Categories
• Hormigón
• Cemento
• Diseño
• Agua
• Aluminio

Citation preview

Es importante saber que se han realizado una gran cantidad de trabajos relacionados con los aspectos teóricos del diseño de mezclas de concreto, en buena parte se entiende que el diseño de mezcla es un procedimiento empírico, y aunque hay muchas propiedades importantes del concreto, la mayor parte de procedimientos de diseño están basados principalmente en lograr una resistencia a compresión para una edad determinada así como la manejabilidad apropiada para un tiempo determinado, además se debe diseñar para unas propiedades que el concreto debe cumplir cuando una estructura se coloca en servicio. Una mezcla se debe diseñar tanto para estado fresco como para estado endurecido. Las principales exigencias que se deben cumplir para lograr una dosificación apropiada en estado fresco son las de manejabilidad, resistencia, durabilidad y economía.

MANEJABILIDAD Es importante que el concreto se diseñe con la manejabilidad adecuada para la colocación, esta depende principalmente de las propiedades y características de los agregados y la calidad del cemento. Cuando se necesita mejorar las propiedades de manejabilidad, se puede pensar en incrementar la cantidad de mortero. Es fundamental la comunicación entre el diseñador, el constructor y el productor de concreto con el propósito de asegurar una buena mezcla de concreto. Una adición de agua en la obra es la peor solución para mejorar la manejabilidad del concreto, es totalmente contraproducente para la calidad del producto.

Diseño de mezcla para pavimento rígido en concreto. Foto: Argos.

RESISTENCIA Y DURABILIDAD DEL CONCRETO El concreto es diseñado para una resistencia mínima a compresión. Esta especificación de la resistencia puede tener algunas limitaciones cuando se especifica con una máxima relación agua cemento y se condiciona la cantidad de material cementante. Es importante asegurar que los requisitos no sean

mutuamente incompatibles. O en algunos casos la relación agua/material cementante se convierte en la características mas importante por tema de durabilidad. En algunas especificaciones puede requerirse que el concreto cumpla con ciertos requisitos de durabilidad relacionados con congelamiento y deshielo, ataques químicos, o ataques por cloruros, casos en los que la relación agua cemento, el contenido mínimo de cemento y el uso de aditivos se convierten en pieza fundamental para el diseño de una mezcla de concreto. Esto nos lleva a tener presente que una mezcla perfecta o diseñada bajos los criterios de durabilidad no producirá ningún efecto si no se llevan a cabo procedimientos apropiados de colocación, compactación acabado, protección y curado.

LA ECONOMÍA DE EN LAS MEZCLAS DE CONCRETO El costo de la elaboración de una mezcla de concreto está constituido básicamente por el costo de los materiales, equipo y mano de obra. La variación en el costo de los materiales se debe a que el precio del cemento por kilo es mayor que el de los agregados y de allí, que la proporción de estos últimos minimice la cantidad de cemento sin sacrificar la resistencia y demás propiedades del concreto. La diferencia en costo entre los agregados generalmente es secundaria; sin embargo, en algunas localidades o con algún tipo de agregado especial pueden ser suficientes para que influya en la selección y dosificación. El costo del agua usualmente no tiene ninguna influencia, mientras que el de los aditivos puede ser importante por su efecto potencial en la dosificación del cemento y los agregados. El costo de la mano de obra depende de la trabajabilidad de la mezcla y de los métodos de colocación y compactación. Una mezcla poco trabajable con un equipo de compactación deficiente aumenta los costos de mano de obra También la economía de un diseño de mezcla se debe contemplar el grado de control de calidad que se espera en la obra. El concreto tiene una variabilidad tanto la calidad de los materiales, la producción y las acciones que se ejecutan en la obra. En obras pequeñas “sobre diseñar” el concreto puede resultar económico entre comillas pero en una obra muy grande de altos volúmenes de concreto se debe implementar un extenso control de calidad con el propósito de mejoran los costó y la eficiencia.

DOSIFICACIÓN DE UNA MEZCLA DE CONCRETO Las proporciones de la mezcla de concreto que cumpla con dichas características con los materiales disponibles, se logra mediante el sistema de prueba y error o el sistema de ajuste y reajuste. Dicho sistema consiste en preparar una mezcla de concreto con unas proporciones iniciales y calculadas por diferentes métodos. A la mezcla de prueba se le realizan los diferentes ensayos de control de calidad como asentamiento, pérdida de manejabilidad, masa unitaria, tiempos de fraguado y resistencia a la compresión. Estos datos se comparan con la especificación y si llegan a ser diferentes o no cumplen con la expectativa de calidad se reajustan las cantidades, se elabora nuevamente la mezcla que debe cumplir todos los ensayos de control de calidad, si nuevamente no cumple los requisitos exigidos es necesario revisar los materiales, el método del diseño y nuevamente otra mezcla de concreto hasta ajustar los requisitos exigidos por la especificación.

Especímenes cilíndricos de concreto. Foto: Argos

DATOS DE LOS MATERIALES De las propiedades de los materiales que se van a utilizar se debe conocer:  Granulometría  Módulo de finura de la arena  Tamaño máximo de la grava  Densidad aparente de la grava y de la arena  Absorción del agrava y de la arena  Masa unitaria compacta de la grava  Humedad de los agregados inmediatamente antes de hacer las mezclas  Densidad del cemento

PROCESO PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO 1. Estudio de las especificaciones de la obra 2. Definición de la resistencia Compresión/flexión 3. Elección del asentamiento 4. Determinar TM – TMN 5. Estimación cantidad de aire 6. Estimación contenido de agua 7. Definir relación agua/material cementante

8. Contenido de material cementante 9. Verificar las granulometrías de los agregados 10. Estimación de agregado grueso 11. Estimación de agregado fino 12. Ajuste por humedad 13. Ajuste del diseño de mezcla Los métodos de diseño de mezclas de concreto van desde los analíticos experimentales y empíricos, hasta volumétricos, todos estos métodos han evolucionado y ha llevado a procedimientos acordes con las necesidades de los proyectos y se han desarrollado algunas guías ya normalizadas para darle cumplimiento a la calidad del concreto en la obras.

http://360gradosblog.com/index.php/diseno-de-mezclas-de-concretoconceptos-basicos/

Actualmente, el concreto es el elemento más usado en el ámbito mundial para la construcción, lo que conlleva a la evolución de las exigencias para cada uso del mencionado elemento. La demanda del concreto ha sido la base para la elaboración de los diferentes Diseños de Mezcla, ya que estos métodos permiten a los usuarios conocer no sólo las dosis precisas de los componentes del concreto, sino también la forma mas apropiada para elaborar la mezcla.. Los Métodos de Diseño de mezcla están dirigidos a mejorar calificativamente la resistencia, la calidad y la durabilidad de todos los usos que pueda tener el concreto. Diseño de Mezcla Es un proceso que consiste en calcular las proporciones de los elementos que forman elconcreto, con el fin de obtener los mejores resultados. Existen diferentes métodos de Diseños de Mezcla; algunos pueden ser muy complejos como consecuencia a la existencia de múltiples variables de las que dependen los resultados de dichos métodos, aún así, se desconoce el método que ofrezca resultados perfectos, sin embargo, existe la posibilidad de seleccionar alguno según sea la ocasión. En oportunidades no es necesario tener exactitud en cuanto a las proporciones de los componentes del concreto, en estas situaciones se frecuenta el uso de reglas generales, lo que permite establecer las dosis correctas a través de recetas que permiten contar con un diseño de mezcla apropiado para estos casos. Recetas Elementales Diseño Unico

Una parte en volumen de agregado grueso, por una parte de arena y media parte de cemento, agua necesaria para mantener la trabajabilidad. El agregado grueso varía entre piedra picada, grava, canto rodado picado o canto rodado natural, mientras que la arena puede ser natural o de trituración. La dosis de cemento puede ser medida a través de sacos enteros y medio saco si se cuenta con la experiencia necesaria. Receta Única - Piedra o grava de 80 a 95 kgs. - Arena de 65 a 80 kgs. - Cemento un saco de 42.5 Kg, equivalente a 7.5 sacos de cementos por metro cúbico. - Agua la necesaria de 25 a 30 litros. Se obtiene 130 litros de concreto, la resistencia esperada es de 18 Mpa (184 Kg/cm). Esta resistencia fue la determinada a los 28 días en probetas cilíndricas de 15 cm de diámetro por 30 cm de altura. Si se emplean áridos de buena calidad, y se toman todas las medidas necesarias, se puede obtener una resistencia mayor a los 18 Mpa, o puede suceder lo contrario. Receta Ampliada. Se deben tomar en consideración las características más importantes de los agregados, la granulometría y el tamaño máximo. Con respecto a la granulometría solo se deben usar piedras o arenas balanceadas en sus diferentes tamaños de granos, sin exceso o ausencia. Existen tres alternativas correspondientes al tamaño máximo que se vaya a usar. El agua debe aplicarse con una cantidad tal que se mantenga la trabajabilidad, y la colocación de moldes y encofrados. Esta dosis debe ser lo más precisa posible ya que un exceso de agua disminuye la resistencia, por ello los encargados de esta tarea deben tener experiencia mínima exigida. Es necesario disponer de un procedimiento detallado, preciso y complejo para obtener resultados obtimos en cuanto a cantidades y proporciones de los componentes del concretose refiere, así existe la posibilidad de tomar en cuenta los posibles cambios que afectan las características de los componentes, incrementando así mayores índice de calidad.

Algunos métodos son probados en laboratorio y en plantas de preparación comercial, el que se mencionará a continuación dio excelentes resultados y es muy usado en el caso del el empleo de agregados pocos controlados. Se basa en cuatro aspectos fundamentales; dosis de cemento, trabajabilidad, relación agua/cemento y resistencia, todos estos fundamentos se relacionan a través de dos leyes: Relación Triangular y la Ley de Abrams. También toma en cuenta dos variables importantes: Tamaño Máximo y Tipos de Agregados, además de explicar la calidad del cemento y el efecto reductor del agua de los aditivos químicos en su parte final; la incorporación de aire, la presencia elevada de ultrafinos o el empleo de dos o más agregados. El método explica deforma independiente la proporción entre agregado fino y grueso, también la granulometría del agregado combinado lo que permite cambiar dicha proporción sin alterar la dosis de los demás componentes. Este método es usado para mezcla con resistencias entre los 18 y 42 Mpa, a los 28 días en probetas cilíndricas de 15 x 30 cm, también es usado para concretos con asentamiento en Cono de Abrams entre 2.5 y 13 cm, este método no es el más apropiado para las mezclas ultraresistentes. Calculo de la Proporción entre Agregados Finos y Gruesos Un determinado tipo de agregado fino se combina con algún agregado grueso, para dar origen a la mezcla, la granulometría de ambos agregados son conocidos previamente. En la parte interna de la mezcla actúa una combinación de agregados, que va desde la partícula más gruesa del agregado hasta la más fina de la arena. La granulometría debe estar dentro de los límites correspondientes, solo así se puede esperar un buen resultado de la mezcla, tanto en el aspecto de calidad como en el aspecto económico. En el siguiente gráfico se mostrarán los límites granulométricos de las zonas aconsejables para agregados combinados de los tamaños máximos más usados. Datos para el Diseño de Mezcla. Se refiere a las variables tomadas en cuenta dentro del diseño, probablemente una de las variables sea común dentro de todos los métodos debido a que son de suma importancia, las restantes establecen la diferencia entre cada método. La información básica del método está constituida por los datos de entrada, gracia a ellas se puede llegar a la dosificación esperada. Los Datos de entrada son: 

Lugar de la obra, o condiciones ambientales.



Tipo de obra, o parte de la estructura.



Tipo de agregados y tipo de cemento.



Resistencia de diseño o algún dato relacionado. El asentamiento es considerado en algunos métodos como dato de entrada, mientras que en otro se selecciona de alguna tabla, con relación al tipo de elemento estructural al que se destine la mezcla próxima a diseñar. Valores usuales de asentamiento Ley de Abrams Esta ley establece la relación entre la resistencia del concreto y la relación agua/cemento. = a/c donde a es la cantidad de agua en litro o en Kg, y c la dosis de cemento en Kg. Una forma de representar la Ley de Abrams es: R=M/N Donde R es la resistencia media, M y N son constantes que dependen de las características de los materiales, edad del ensayo y la forma de llevarlo a cabo. Relación Triangular Es la unión que relaciona la trabajabilidad, medida con el Cono de Abrams, la relación agua/cemento y dosis de cemento. Esta ley no se utiliza en otros métodos de diseño de mezcla conocido. En el siguiente gráfico se presenta en forma esquematizada un resumen de los pasos necesarios para elaborar un diseño de mezcla Aire Atrapado A pesar de que el concreto tenga una compactación de primera por efecto de vibración, siempre queda una pequeña cantidad de aire, representado por la letra V. V = C/P en litros/m, C es la dosis de cemento y P el tamaño máximo.

Volumen Absoluto de los granos de Cemento Se optiene al dividir la dosis de cemento entre su peso específico. Se representa con la letra a. a = C. en Kg./m Volumen Absoluto de los Agregados. Resulta al dividir la dosis de cada uno entre su peso específico en su estado de agregado saturado con superficie seca. Se simboliza como agregado grueso y para el fino. Ecuación de volumen y calculo de la dosis de agregados. G + A + 0.3C + a + V = 1000 g+a = Se refiere a los agregados finos y grueso con granulometría definida, para calcular los pesos de cada uno de los agregados, se despeja G + A y se combina con la expresión de la relación. A G+A Por medio de esta formula es posible calcular los pesos de cada agregado, con este calculo culmina el diseño. Diseños Inversos Son los diseños que se desarrollan en forma contraria a los comunes, el más usual es el de averiguar que resistencia se podrá obtener con materiales determinados con cierto asentamiento y una dosis de cemento donde solo es necesario usar la parte superior del esquema. Las variables que intervienen en los diseños de mezcla no tienen gran precisión ni teórica ni práctica, por ello solo deben tomarce en cuenta tres o cuatro cifras significativas. Existen otras variables que influyen en el diseño de mezcla, calidad del cemento y aditivos reductores del agua. Corrección por humedad

El método de diseño expuesto ha considerado la humedad de los agregados como condición ideal de saturados con superficie seca, en la que el material ni sede ni toma agua de la mezcla. Los agregados pueden estar en cualquier condición de humedad lo que afecta la cantidad de agua que se debe usar, con el fin de mantener las proporciones reales del diseño. A pesar de que el diseño de mezcla haya sido bien hecho las variables pueden desviar el resultado esperado, por lo que siempre se recurre a la mezcla de prueba, ya sea en laboratorio o en la obra. EJEMPLOS DE DISEÑO DE MEZCLA Diseño 1 Se requiere un concreto de alta resistencia para la pared de un depósito, de sección pequeña, bastante armada y, por todo ello, con dificultades de vibración. Solución 

Este caso es típico para el empleo de aditivos superplastificantes de alto poder.



Se utiliza una elevada dosis de cemento, tal como 12 sacos de cemento por metro cúbico, con un aditivo que tenga una capacidad de reducción de agua del 35%, y yendo al máximo al asentamiento que es de 20 cm, y sin tomar en cuenta los factores de corrección, se tendría: C = 12 (42.5) = 510 Kg./m. = 0.466. f = 1.538. = 0.303. R28 = 46.0 Mpa.



Un concreto totalmente autonivelante exigiría una fluidez mayor que la propuesta con 20 cm de asentamiento, y por tanto tendría resistencias menores. Su consideración cae fuera del propósito de este método de diseño de mezcla. Diseño 2. Se pretende definir un concreto para prefabricados, en mezcla seca que se compactará con alta energía de vibración. Dosis de cemento de 12 sacos por metro

cúbico. Se dispone de piedra picada con tamaño máximo de ¾ pulgada, y una arena natural sin ultrafinos. Calcular la resistencia que se pudiera lograr. Solución - Para calcular , por la formula o por el gráfico, vamos a necesitar el dato del cemento, por lo cual empezaremos por calcularlo. C = 12 (42.5)/1.05 = 486 Kg./m. 

El valor mínimo de asentamiento para el cual siguen siendo válidas las constantes de la relación triangular (y eso con reservas), es cuando T = 1 cm.



Entonces, el valor de = (117,2(1) ) = 0.335 486 - Esta habrá que descorregirla para poder entrar a la Ley de Abrams. = 0.335/1.05 = 0.319 R = 44.4 Mpa (453 Kg./cm ).



Con asentamientos nulos es evidente que se podría obtener resistencias más altas, pero su estudio queda fuera de propósito de este método de diseño de mezcla.



Mediante de aditivos superplastificantes de alto rango también sería posible obtener resistencias más altas, pero dado que trabajan con alto nivel de asentamiento y grado de fluidez, no sería factible obtener suficientes rigideces a muy corto plazo, capaces de permitir un rápido de desencofrado para el reuso intensivo de los moldes.

http://html.rincondelvago.com/diseno-de-mezclas.html

Dosificacion o diseño de mezclas del concretoDocument Transcript



1. DOSIFICACION yDISEÑO DE MEZCLASDEL CONCRETO UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPAN Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Urbanismo ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVILTecnología de los materiales DOCENTE:Ing. Pedro Manuel Ballena del Rio ALUMNO: Roger Job Navarro Tello



2. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011 DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO1. DEFINICION Es la selección de las proporciones de los materiales integrantes de la unidad cubica de concreto, conocida usualmente como diseño de mezclas, puede ser definida como el proceso de selección de los ingredientes más adecuados y de la combinación más conveniente, con la finalidad de obtener un producto que en el estado no endurecido tenga la trabajabilidad y consistencia adecuados y que endurecido cumpla con los requisitos establecidos por el diseñador indicados en los planos y/o las especificaciones de la obra. En la selección de las proporciones de la mezcla de concreto, el diseñador debe recordar que la composición de la misma está determinada por: Las propiedades que debe tener el concreto endurecido, las cuales son determinadas por el ingeniero estructural y se encuentran indicadas en los planos y/o especificaciones técnicas. Las propiedades del concreto al estado no endurecido, las cuales generalmente son establecidas por el ingeniero constructor o residente en función del tipo y características de la obra y de las técnicas a ser empleadas en la colocación del concreto. - El costo de la unidad cubica de concreto (m3). - La selección de los diferentes materiales que componen la mezcla de concreto y de la proporción de cada uno de ellos debe ser siempre el resultado de un acuerdo razonable entre la economía y el cumplimiento de los requisitos que debe satisfacer el concreto al estado fresco y el endurecido. En conclusión, el diseño de mezclas viene a ser más que nada la elección de proporciones adecuadas para preparar concreto teniendo en cuenta a la clase de estructura de la que va a formar parte, y las condiciones ambientales a las que estará expuesto. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 1 3. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011 CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES PARA UN DISEÑO DE MEZCLAS i. Granulometría de los agregados, favorece la gradación o acomodamiento de los agregados partículados en la masa de concreto, y se relaciona con la cantidad de superficie en la interfase con la pasta de cemento en la mezcla en estado fresco. ii. Módulo de finura de los agregados, es la proporción de los valores de retenidos acumulados en el tamizaje hasta e incluido el tamiz 100, dividido por 100, condiciona el tipo de concreto como concreto de agregados gruesos (ciclópeo), agregados medios (normal), agregados finos (liviano), además de las condiciones superficiales y efecto terminal como concreto arquitectónico. iii. Densidades aparentes de los agregados, las densidades aparentes incluyen la humedad normal de los agregados con porcentajes de humedades en los poros de las partículas de los agregados sobre el volumen total del agregado. Es la característica principal para optimizar tiempos de mezcla, tiempos de fraguado y curado de las mezclas, como también en el proceso constructivo los empujes a tener sobre las superficies de contacto en la obra falsa de los encofrados de los elementos de concreto. iv. Absorciones de los agregados, determinante de la capacidad de adhesión mecánica entre la superficie de los agregados y la pasta de cemento, y como consecuencia propiedades mecánicas como la resistencia a la compresión,







a la tensión y dureza del concreto terminado. v. Masas unitarias de los agregados, las masas de los agregados por unidad de volumen , relaciona la capacidad de acomodamiento de los agregados, en el caso de las densidades compactadas, y las densidades en estado aparentemente seco las condiciones de manejabilidad y consistencia de la mezcla de concreto en estado fresco. vi. Humedades de los agregados, las humedades se convierten en el factor modificador de la relación agua cemento de las mezclas para evitar excesos de fluidez y consistencias inmanejables en las mezclas frescas. vii. Tipo de cemento y Densidad del cemento, el tipo de cemento según las condiciones especiales de uso al elemento constructivo que se ejecuta., y su densidad para corroborar con exactitud su consumo por metro cúbico a construir o por kilogramo a vaciar. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 2 4. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011 Relaciones Importantes Entre Las Características cont tipo de aguaUso concreto asentamiento cm consistencia TMN f¨cMpa A/C b/b0 aire concreto mezclado % tipo de del estructura y concreto condiciones a los 28de colocación días Vigas ypilotes de alta resistencia, concreto 0,0 2,0 media 1/2" 21 0,5 0,59 2,5 0,13 con común vibradores de formaleta Pavimentos concreto vibrados con común 2,0 3,5 alta 3/4" 28 0,42 0,64 2 0,145 máquina +agregado mecánica grueso Masa voluminosas, losas concretomedianamente común, reforzadas, concreto fundaciones 0,67- 1,5- 3,5 5,0 ciclópeo, alta 1"-11/2" 28 0,42 0,16 concreto 0,69 1,0 concretos simple, de pavimentos gravedad con vibradores normales Losas y pavimentos reforzados y compactados concreto a mano. ciclópeo, 5,0 10,0 alta y media 1" 21 0,5 0,67 1,5 0,175 Columnas, concreto vigas, comúnfundaciones, y muros con vibración Pimentel 17 de Noviembre del 2011 3 5. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011 COMPONETES DEL DISEÑO DE MEZCLAS. 1. Cementos Según la Norma Técnica Peruana, el cemento Pórtland es un cemento hidráulico producido mediante la pulverización del Clinker compuesto esencialmente por silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o más de las formas sulfato de calcio como adición durante la molienda , Es decir: Cemento Pórtland = Clinker Pórtland + Yeso El Clinker Pórtland es un producto semiacabado de forma de piedras negruzcas de tamaños de ¾” aproximadamente, obtenido de la calcinación de una mezcla de materiales calcáreos y arcillosos en proporciones convenientes, hasta llegar a una fusión incipiente (Clinkerización) a 1450 °C. El Clinker Pórtland se enfría rápidamente y se almacena en canchas al aire libre. El cemento Pórtland es un polvo muy fino de color verdoso. Al mezclarlo con agua forma una masa (pasta) muy plástica y moldeable que luego de fraguar y endurecer, adquiere gran resistencia y durabilidad. Es un aglomerante obtenido por la pulverización del clinker portland con la dicion de sulfato de calcio, este polvo en presencia del agua endurece adquiriendo propiedades resistentes y adherentes. Es importante considerar los siguientes puntos: - No se aceptará en obra bolsas de cemento que se encuentran averiadas, o cuyo contenido hubiera sido evidentemente alterado por la humedad. - Se considera que la bolsa de cemento tiene un pié cúbico de capacidad y un peso de 42.5 kg. En aquellos casos en que no se conozca el valor real se considerará para el cemento un peso específico de 3.15. 2. Agregados Los agregados finos y gruesos ocupan comúnmente de 60% a 75% del volumen del concreto (70% a 85% en peso), e influyen notablemente en las propiedades del concreto recién mezclados y endurecidos, en las proporciones de la mezcla, y

en la economía. Los agregados finos comúnmente consisten en arena natural o piedra triturada siendo la mayoría de sus partículas menores que 5mm. Los agregados gruesos consisten en una grava o una combinación de grava o agregado triturado cuyas partículas sean predominantemente mayores que 5mm y generalmente entre 9.5 mm y Pimentel 17 de Noviembre del 2011 4 

6. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011 38mm. Algunos depósitos naturales de agregado, a veces llamados gravas de mina, rió, lago o lecho marino. El agregado triturado se produce triturando roca de cantera, piedra bola, guijarros, o grava de gran tamaño. La escoria de alto horno enfriada al aire y triturada también se utiliza como agregado grueso o fino. Son materiales pétreos obtenidos en forma natural o artificial, cuya estructura resistente lo constituyen minerales de arenisca, granito, cuarzo, basalto; las características físicas y químicas de estos componentes determinan las propiedades de los agregados para el concreto. Clasificación de los agregados Se clasifican de acuerdo a su gradación o tamaño, en forma práctica se establece como agregados gruesos aquellos que son mayores de 4.75 mm y agregados finos cuando son menores de 4375 mm., en laboratorio se utiliza el tamiz o malla estándar ASTM nº 4 (4.75mm.) las normas indicadas establecen las siguientes definiciones. - Agregado Fino: Es el proveniente de la desintegración natural o artificial de las rocas y que pasan el tamiz ITINEC de 9.5 mm. (3/8). El agregado fino puede consistir de arena natural o manufacturada, o una combinación de ambas. Sus partículas serán limpias y de perfil preferentemente angular, duras, compactas y resistentes. Para el concreto son las arenas gruesas retenidos en el tamiz nº 100. - Agregado Grueso: Es el agregado retenido en el tamiz nº 4. El agregado grueso podrá consistir de grava natural o triturada, piedra partida. O agregados metálicos naturales o artificiales. El agregado grueso empleado en la preparación de concreto simple podrá ser natural o artificial. Sus partículas deben ser limpias, de perfil preferentemente angular o semiangular, duras, compactas, resistentes, y de textura preferentemente rugosa 3. Concreto El agregado denominado comúnmente concreto es una mezcla natural, en proporciones arbitrarias, de agregados fino y grueso procedente de rio o cantera. En lo que sea aplicable se seguirán para el concreto las recomendaciones correspondientes a los agregados finos y gruesos. Es importante que el concreto deba estar libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículas blandas, entre otras, que resulten dañinas para el concreto. El concreto debe ser manejado, transportado y almacenado de manera tal de garantizar la usencia de contaminación con materiales que podrían reaccionar con el concreto. 4. Agua El agua empleado en la preparación y curado del concreto debe ser potable y bebible. Está prohibido el empleo de aguas ácidas; aguas provenientes de minas o relaves, aguas que contengan residuos minerales o industriales, descargas de desagües. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 5



7. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011 5. Aditivos Se define a un aditivo como un material distinto del agua, del agregado, o del cemento, el cual es utilizado como un componente del concreto y que se añade a este antes o durante el mezclado a fin de modificar una o algunas de sus propiedades. El empleo de aditivos no autoriza a modificar el contenido de cemento de la mezcla. Los aditivos empleados en obra

deberán ser de la misma composición, tipo y marca que los utilizados para la selección de las proporciones de la mezcla de concreto. Se utilizan aditivos para propósitos tales como acelerar o retardar el fraguado y el endurecimiento inicial; mejorar la trabajabilidad; reducir los requisitos de agua de la mezcla; incrementar la resistencia; o modificar otras propiedades del concreto. Es importante que el contratista demuestre al inspector que con los aditivos seleccionados se podrá obtener en el concreto las propiedades requeridas, así como que ellos son capaces de mantener la misma calidad, composición y comportamiento del concreto en toda la obra.TIPOS DE DISEÑOS DE MEZCLASDiseño inversoSon los diseños que se desarrollan en forma contraria a los comunes, el más usual es el de averiguarque resistencia se podrá obtener con materiales determinados con cierto asentamiento y una dosis decemento donde solo es necesario usar la parte superior del esquema.Las variables que intervienen en los diseños de mezcla no tienen gran precisión ni teórica ni práctica,por ello solo deben tomarse en cuenta tres o cuatro cifras significativas.Existen otras variables que influyen en el diseño de mezcla, calidad del cemento y aditivos reductoresdel agua.Corrección por humedadEl método de diseño expuesto ha considerado la humedad de los agregados como condición ideal desaturados con superficie seca, en la que el material ni sede ni toma agua de la mezcla.Los agregados pueden estar en cualquier condición de humedad lo que afecta la cantidad de agua quese debe usar, con el fin de mantener las proporciones reales del diseño.A pesar de que el diseño de mezcla haya sido bien hecho las variables pueden desviar el resultadoesperado, por lo que siempre se recurre a la mezcla de prueba, ya sea en laboratorio o en la obra. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 6 

8. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011Diseño Con Asfalto EspumadoEl procedimiento básico para el diseño de mezclas con asfalto espumado se resume en los siguientespasos:a) Optimización de las propiedades de la espumab) Caracterización del agregadoc) Determinación del contenido óptimo de humedad de la mezclad) Determinación del contenido óptimo de asfaltoe) Caracterización de las propiedades mecánicas de las mezclasa) Optimización de las propiedades de la espumaEsta etapa tiene como objetivo determinar la temperatura del asfalto y la cantidad de agua a inyectarque optimicen tanto la Razón de Expansión como la Vida Media. Para llevar a cabo las mediciones enlaboratorio de las propiedades de la espuma, se emplea un equipo de producción de asfalto espumado,cuya principal característica es poseer una cámara de expansión, idéntica a la empleada en terreno paraproducir la espuma de asfalto.b) Caracterización del agregadoDebido a la gran variedad de agregados que pueden ser mezclados con asfalto espumado (áridoschancados, arena arcillosa, RAP y otros materiales tales como escorias), estos deben ser caracterizadosconsiderando dos propiedades: su distribución granulométrica y el Indice de Plasticidad.Una vez obtenida la curva granulométrica del agregado, es comparada con la clasificación mostrada enla Figura, desarrollada por Akeroyd y Hicks para MobilOil en 1988.Si el material se encuentra en la Zona A de esta clasificación, es apropiado para ser empleado encarreteras con tráfico pesado. Los materiales de la Zona B son apropiados para tráfico liviano, pero su Pimentel 17 de Noviembre del 2011 7



9. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011comportamiento puede ser mejorado mediante la adición de fracciones gruesas. Los materiales de laZona C son deficientes en finos y no son apropiados para la estabilización a menos que su graduaciónsea mejorada mediante la adición de finos. El contenido de finos del agregado, es un parámetrofundamental debido a la influencia que tiene en el proceso de dispersión del asfalto y en general debeencontrarse sobre un 5% (Ruckel et al., 1982).El Indice de Plasticidad es un indicador de la capacidad que tienen los finos para ser mezclados con laespuma de asfalto. Dependiendo de los valores que alcance este índice se recomienda el uso depequeñas cantidades de cemento de acuerdo con la clasificación mostrada en la Tabla 1 (WirtgenGMBH, 1998):Tabla 1. Recomendaciones para la incorporación de cemento a la mezcla con Asfalto EspumadoEl contenido de RAP que posea el agregado, también es un factor que influye tanto en las propiedadesestructurales de la mezcla como en el contenido óptimo de asfalto, por lo cual es necesario evaluar estainfluencia en laboratorio.Diseño De Pavimentos FlexiblesConocido el CBR de la mezcla de suelo y su relación con el porcentaje de arena o cemento, es posibleestablecer un gráfico que permita determinar, a partir de consideraciones prácticas, el espesor de lacapa de base y del material asfáltico.La figura 15 muestra un gráfico de doble entrada, dependiendo del tipo de estabilización del material(cemento o arena). Es posible obtener el espesor para diferentes índices de diseño que se han obtenidoa partir de la categoría y el tipo de carretera.El USACE recomienda un espesor mínimo (límite inferior) para el paquete base y material asfáltico deunos 13 cm. En la figura 15, se aprecia que para un índice de diseño unitario no se requieren muestraspreparadas con porcentaje superior al 5% de arena. Mientras que para lograr el mismo nivel de espesorcon mezclas de suelo-cemento se requiere un 7% (relación en peso). Las líneas de trazo sobre lascurvas, que representan la relación entre porcentaje de cemento y espesor, indican la tendenciaesperada para porcentajes incorporados de cemento superiores al 10%. Nótese que altos contenidos decemento no implican bajos espesores de base y material asfáltico, debido a los espesores mínimosespecificados en la normativa.Cuando la mezcla se realiza con arena, todos los índices de diseño provocan un colapso de las curvasen un punto de coordenada (0,05;60), debido al elevado nivel de CBR alcanzado por el material,quedando su diseño limitado por el mínimo de la figura 4 en espesores de 0,05 m. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 8



10. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011 Figura 15. Relación entre espesor y porcentaje incorporado de arena y cemento a las mezclasAdicionalmente, la figura 15 es de gran importancia ingenieril y colabora en la etapa de diseño o en laetapa de proyecto, pues permite establecer a priori el espesor de la base y del material bituminoso,cuando el suelo del sitio donde se ejecutará la carretera es limoarenoso con las condicionesespecificadas precedentemente y cuyas variaciones estén comprendidas en los límites estadísticos deíndices y variables. También permite establecer la conveniencia entre diferentes alternativas dematerial en la estabilización. Así, donde el suelo granular resulta de abastecimiento complejo, sepueden obtener los porcentajes de cemento requeridos para lograr los espesores especificados duranteel proyecto. Nótese que los índices de diseño son 1, 3 y 5, a pesar de lo cual, si la carretera posee otrovalor de índice, la figura

admite interpolación entre curvas. PASOS EN EL DISEÑO DE LA MEZCLA.Las especificaciones de obra deberían establecer las siguientes condiciones o, al menos, parte de ellas:o Máxima razón agua-cemento, en peso.o Mínimo contenido de cemento del concreto.o Contenido del aire del concreto, ya sea normal o intencionalmente incorporado.o Asentamiento.o Tamaño máximo del agregadoo Resistencia a compresión.o Otros requerimientos relativos a tales aspectos como: aditivos a utilizar, tipos de cemento oagregados especiales, etc.En la medida que estos parámetros no estén especificados, quien realiza el estudio de la dosificacióndeberá establecerlos, analizando la documentación del proyecto de la obra y los procedimientos yequipos disponibles para la elaboración y colocación del concreto en ella. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 9 

11. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011La dosificación del concreto comprenderá los pasos necesarios para determinar las cantidades demateriales a utilizar para preparar un (1) metro cúbico deconcretofresco y compactado.Estas cantidades de materiales se expresarán en peso, pero también pueden transformarse y expresarseen volúmenes aparentes de cada uno de los componentes.La forma de dosificar el concreto requerido se realizará de acuerdo a los siguientes pasos, utilizando lainformación establecida o, en su defecto, recurrir a las tablas que brinda el método. Los siguientes pasos se consideran fundamentales en el proceso de selección de las proporciones de la mezcla para alcanzar las propiedades deseadas en el concreto. Ellos deben efectuarse independientemente del procedimiento de diseño seleccionado. - Estudiar cuidadosamente los requisitos indicados en los planos y en las especificaciones técnicas. - Seleccionar la resistencia promedio requerida para obtener en obra la resistencia de diseño especificada por el proyectista. - Seleccionar, en función de las características del elemento estructural y del sistema de colocación del concreto, el tamaño máximo nominal del agregado grueso. Determinar el volumen de agua de mezclado por unidad de volumen de concreto, considerando el tamaño máximo nominal del agregado grueso, la consistencia deseada y la presencia de aire, incorporado o atrapado en la mezcla. - Seleccionar la relación aguacemento requerida para obtener la resistencia deseada en el elemento estructural. Seleccionar, la relación agua-cemento requerida por condición de durabilidad. Se tendrá en consideración los diferentes agentes externos e internos que podrían atentar contra la vida de la estructura. - Determinar las proporciones relativas de los agregados fino y grueso. La selección de la cantidad de cada uno de ellos en la unidad cubica de concreto está condicionada al procedimiento de diseño seleccionado. - Determinar, empleando el método de diseño seleccionado, las proporciones de la mezcla.Etapas:1. Elección del cemento a emplear (categorización por resistencia: CP30 – CP40 – CP50 )2. Elección de una consistencia adecuada.3. Decidir si se incorporará aire en forma intencional.4. Distribución granulométrica de agregados -a) Seleccionar una curva o ámbito granulométrico apropiado para el agregado totalb) Selección y ajuste de las fracciones disponibles para ajustarse a lo seleccionado en 4.a(Mezcla de las distintas fracciones)c) Cálculo del Módulo de Finura (MF) del Agregado Total, contemplando los retenidos sobre lostamices de la serie normal5. Estimación de la cantidad de agua de amasado, en función del asentamiento elegido y el MF delagregado total.6. Cálculo de la resistencia de diseño, f’cm, en función de la resistencia especificada (f’ce)

y el desvíoestándar (S). Verificación del cumplimiento de la f´cm mínima por razones de durabilidad.7. Estimación de la relación a/c. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 10 

12. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011a) Determinación de la relación agua/cemento necesaria en función de la resistencia media a la edad de28 días para las distintas categorías de cemento.b) Verificación del cumplimiento de eventual relación agua/cemento máxima por razones dedurabilidad.8. Cálculo del contenido unitario de cemento y verificación del cumplimiento de eventual contenido decemento mínimo por razones de durabilidad.9. Determinación de la cantidad de agregado (fino y grueso) por diferencia a 1000 de los volúmenes deagua, cemento y aire estimado. Ese volumen se integra con los agregados en las proporcionesestablecidas en el paso 4.bSe construye una tabla que sirve para afectar a estas cantidades por la absorción de los agregados y, engeneral, las proporciones de la mezcla se expresan para éstos en condición de saturados a superficieseca.DATOS PARA EL DISEÑO DE MEZCLA.Se refiere a las variables tomadas en cuenta dentro del diseño, probablemente una de las variables seacomún dentro de todos los métodos debido a que son de suma importancia, las restantes establecen ladiferencia entre cada método.La información básica del método está constituida por los datos de entrada, gracia a ellas se puedellegar a la dosificación esperada.Los Datos de entrada son: Lugar de la obra, o condiciones ambientales. Tipo de obra, o parte de la estructura. Tipo de agregados y tipo de cemento. Resistencia de diseño o algún dato relacionado.El asentamiento es considerado en algunos métodos como dato de entrada, mientras que en otro seselecciona de alguna tabla, con relación al tipo de elemento estructural al que se destine la mezclapróxima a diseñar. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 11



13. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011 PESOS ESPECÍFICOS DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN (Kg./m3) Arena seca 1450 Arena naturalmente humeda 1650 Arena muy mojada 2000 Cal viva en terrones 900-1100 Cal hidráulica viva, en polvo 850-1150 Cal en pasta 1300 Cemento Portland 1200-1400 Cemento Blanco 1100 Cemento fraguado 2700-3000 Escorias de Coque 600 Canto Rodado (Grava) 1750 Concreto armado 2400 Concreto de Cascotes 1800 Ladrillos Comunes 1350-1600 Ladrillos de Maquina 1580 Mampostería de Piedra 2250 Mármol 2700-2800 Mortero de Cal y Arena fraguado 1650 Mortero de Cemento, Cal y Arena fraguado 1700-1900 Nieve suelta 150 Nieve congelada 500 Papel en libros 1000 Polvo de ladrillos de demolición 1000 Porcelana 2400 Tierra arcillosa seca 1600 Tierra Humeda 1850 Tiza 1000 Yeso en polvo 1200 Pimentel 17 de Noviembre del 2011 12



14. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011DOSIFICACIÓN DE CONCRETOS DE PESO NORMALSiendo el hormigón un compuesto heterogéneo formado por materiales de diferentes características,tanto entre sí como entre diferentes partidas de ellos mismos, un método de dosificación solamentebrinda una primera aproximación para obtener las proporciones de la mezcla deseada y, por lo tanto,dichas proporciones deberán ser verificadas siempre con pastones de prueba en el laboratorio y,posteriormente, reajustadas en la medida en que sea necesario con los equipos de

elaboración en obrapara obtener el hormigón de las características requeridas en los cálculos del dimensionamiento de laestructura en la cual será empleado.Al seleccionar las proporciones de la mezcla de hormigón en forma racional, se debe tener en cuentaque el producto final (hormigón) sea trabajable, durable, resistente y, además, razonablementeeconómico. En algunos casos especiales, a estas condiciones deben sumárseles otras, tales como unabaja generación decalor cuando tienen el carácter de masivos o alto contenido de cemento.Información previa necesaria para dosificar: En la medida de lo posible, la selección de lasproporciones del hormigón debe estar basada en resultados de ensayos o experiencias realizadas conlos mismos materiales que serán usados en la dosificación.Si dicha información no se dispone completamente, parte de ella deberá ser reemplazada porestimaciones, obligando a realizar un mayor número de tanteos y verificaciones previas sobre elhormigón.En este sentido, deberá conocerse:a) La granulometría de los agregados finos y gruesos.b) El peso unitario del agregado seco y compactado.c) El peso específico de ambos tipos de agregados secos, peso unitario seco y compactado y suabsorción de agua.d) Requerimiento de agua de mezclado, para distintos asentamientos, medidos con el tronco de cono,de hormigones preparados con el mismo conjunto de agregados de agregados que los que se utilizaránen la dosificación.e) Relaciones entre resistencias a compresión y razón agua/cemento, en peso, para las combinacionesde cemento y agregadosPROPORCIONAMIENTO DE MEZCLAS DE CONCRETO DE PESO NORMALEl proporcionamiento de mezclas de concreto, mas comúnmente llamado diseño de mezclas es unproceso que consiste de pasos dependientes entre si:a) Selección de los ingredientes convenientes (cemento, agregados, agua y aditivos).b) Determinación de sus cantidades relativas “proporcionamiento” para producir un, tan económicocomo sea posible, un concreto de trabajabilidad, resistencia a compresión y durabilidad apropiada.Estas proporciones dependerán de cada ingrediente en particular los cuales a su vez dependerán de laaplicación particular del concreto. También podrían ser considerados otros criterios, tales comominimizar la contracción y el asentamiento o ambientes químicos especiales.Aunque se han realizado gran cantidad de trabajos relacionados con los aspectos teóricos del diseño demezclas, en buena parte permanece como un procedimiento empírico. Y aunque hay muchaspropiedades importantes del concreto, la mayor parte de procedimientos de diseño, están basadosprincipalmente en lograr una resistencia a compresión para una edad especificada así como unatrabajabilidad apropiada. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 13 

15. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011Además es asumido que si se logran estas dos propiedades las otras propiedades del concreto tambiénserán satisfactorias (excepto la resistencia al congelamiento y deshielo ú otros problemas dedurabilidad tales como resistencia al ataque químico). Sin embargo antes de pasar a ver los métodos dediseño en uso común en este momento, será de mucha utilidad revisar, en más detalle, lasconsideraciones básicas de diseño.DOSIFICACIONES PRINCIPALES EN VOLUMENES:MEZCLA PARA REVOQUES GRUESOS:M.A.R. (Mortero aéreo reforzado) 1:3: ¼1 volumen de cal3 volúmenes de arena¼ volumen de cementoMEZCLA PARA REVOQUES FINOS INTERIORES:M.A.R. (Mortero aéreo reforzado) 1:3: 1/81 volumen de cal3 volúmenes de arena fina1/8 volumen de cementoMEZCLA PARA

REVOQUES FINOS EXTERIORES:M.A.R. (Mortero aéreo reforzado) 1:3: ¼1 volumen de cal3 volúmenes de arena fina¼ volumen de cementoMEZCLA PARA LEVANTAR PAREDES:1 volumen de cal3 volúmenes de arena fina1 volumen de polvo de ladrillo¼ volumen de cementoMEZCLA PARA ADHERIR CERAMICOS:1 volumen de cal1 volumen de cemento4 volúmenes de arena Pimentel 17 de Noviembre del 2011 14 

16. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011MEZCLA PARA ADHERIR BALDOSAS, MOSAICOS GRANITICOS, etc:1 volumen de cal4 volúmenes de arena1/8 volúmenes de cementoMEZCLA PARA CLAVADO DE PISOS DE PARQUET:1 y ½ volumen de cal5 volúmenes de arena1 volumen de cementoMEZCLA PARA ASENTAR TEJAS:1 volumen de cal4 volúmenes de arena¼ volúmenes de cementoMEZCLA PARA REVOQUES IMPERMEABLES: (carpetas sobre contrapiso, fijacion de cañeríasmetalicas, relleno de carpinterias de chapa, tomado de juntas de baldosas en terrazas, pisos alisados decemento, etc):M.C. (Mortero de cemento) 1:31 volumen de cemento3 volúmenes de arenaMEZCLA PARA CONTRAPISOS:H.H.P. (Hormigón hidráulico pobre) 1:3:6:1/41 volumen de cal3 volúmenes de arena gruesa6 volúmenes de cascote o piedra¼ volumen de cementoCONCRETO:1 volumen de cemento3 volúmenes de arena3 o 4 volúmenes de piedra Pimentel 17 de Noviembre del 2011 15



17. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011 METODOS DE DISEÑO DE MEZCLAS Método del Comité 211 del ACI El comité 211 del ACI ha desarrollado un procedimiento de diseño bastante simple el cual, basándose en algunos de las tablas permite obtener valores de los diferentes materiales que integran la unidad cúbica de concreto. Independientemente de las características finales del concreto sean indicadas en las especificaciones o dejados al criterio del profesional responsable del diseño de la mezcla, las cantidades de materiales por metro cubico de concreto pueden ser determinados; cuando se emplea el método del comité 211 del A, siguiendo la secuencia que a continuación se indica:Selección de la resistencia promedio a partir de la resistencia en compresión especificada y la desviación estándar de la compañía constructora.- Selección del tamaño máximo nominal del agregado.- Selección del asentamiento.- Selección del volumen unitario de agua de diseño.Selección del contenido de aire.- Selección de la relación agua cemento por resistencia y durabilidad.- Determinación del factor cemento.- Determinación del contenido del agregado grueso.- Determinación de la suma de los volúmenes absolutos.- Determinación del volumen absoluto de agregado fino.- Determinación del peso seco del agregado fino.- Determinación de los valores de diseño del cemento.- Correcio9n de los valores de diseño por humedad del agregado.- Determinación de la proporción en peso.- Determinación de los pesos por tanda de un saco. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 16



18. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011 Método de Walker El denominado método de Walker se desarrollo dividuo a la preocupación del profesor norteamericano Stanton Walker. En relación con el hecho de que sea cual sea la existencia de diseño del concreto y por tanto su relación agua cemento. Contenido de cemento y características del agregado fino, la cantidad del agregado grueso en lo mismo, ello cuando se

aplicaba el procedimiento desarrollado por el comité 211 del ACI.- Selección de la resistencia promedio a partir de la resistencia en compresión especificada y la desviación estándar.Selección del tamaño máximo nominal del agregado.- Selección del asentamiento.- Selección del volumen unitario de agua de diseño.- Selección del contenido de aire.- Selección de la relación agua cemento.- Determinar el factor cemento.- Suma de volúmenes absolutos.Determinar el volumen absoluto del agregado total.- Determinar el porcentaje de agregado fino.- Determinar los pesos secos de los agregados.- Conversión de los valores de diseño por humedad.- Determinación de la proporción en peso de diseño y de obra.- Determinación de los pesos por tanda de un saco. Método Combinación de Agregados Stanton Walker conjuntamente con el grupo de investigación del laboratorio del concreto de la universidad de Maryland, a formulado un procedimiento de selección de la proporciones de la unidad cubica de concreto. En el cual el porcentaje de agregado fino y grueso se modifica en función de sus propios módulos de finesa, medida indirecta de sus granulometrías y superficies específicas, a partir de la determinación del a módulo de finesa de la mejor combinación de agregados por las condiciones planteadas por las especificaciones de obra. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 17 

19. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011Método Del Agregado GlobalEste método consiste en optimizar sistemáticamente la proporción arena piedra (A/P) como un solomaterial (Agregado Global), dirigido a:Controlar la trabajabilidad de la mezcla del concreto.Obtener la máxima compacidad de la combinación de los agregados mediante ensayos de laboratorio,para alcanzar en el concreto una mayor resistencia.Compatibilizar el MF de la arena con el MF de la piedraMétodo MironofEl método parte del principio que la característica fundamental de un concreto es su resistencia a lacompresión, por su importancia intrínsica, por su relación con las otras características del concreto,así como por haberse generalizado numerosa irformación a este respecto.La resistencia a la compresión del concreto, se determina en función de la relación aguacernentoy de la clase o grado del actividad del cemento. Estas relaciones están expresadas en gráficosen los trabajos de I. P. Aleksandrine (2) y del NHTSenient (3) Puede además deducirse de la fórmulasiguiente:El coeficiente K, varía según el tipo de agregado, siendo de 2,5 para la grava y de 2 para canto rodado. La granulometría de los agregados se determina para el caso de los obtenidos directamente decanteras, estableciendo la relación de finos a gruesos.El porcentaje perinisible es del 30 al 42% para la arena, siendo el óptimo del 30 al 32% Cuando lamezcla de agregados naturales no llena las proporciones establecidas, se procede a añadir el agregadoque se encuentra en proporción deficiente. En el caso de utilizarse el método Mironof, con agregadosdiferenciados, po adoptarse cualquier método de diseño de granulornetría, con miras a obtener lamayor compacidad. El siguiente paso, consiste en determinar la compacidad de la mezcla en seco delos agregados asándose al efecto métodos de compactación enérgicos y compatibles con los empleadosen la consolidación del concreto fresco.Establecida la relación agua-cemento requerida para la resistencia deseada, se determina la cantidad decementó en peso necesaria p ara producir una pasta que llene los vacios del agregado por la relaciónsiguiente: Pimentel 17 de Noviembre del 2011 18



20. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011 Método A.C.I. Este procedimiento considera nueve pasos para el proporcionamiento de mezclas de concretonormal, incluidos el ajuste por humedad de los agregados y la corrección a las mezclas de prueba.1º.- El primer paso contempla la selección del slump, cuando este no se especifica el informe del ACIincluye una tabla en la que se recomiendan diferentes valores de slump de acuerdo con el tipo deconstrucción que se requiera. Los valores son aplicables cuando se emplea el vibrado para compactarel concreto, en caso contrario dichos valores deben ser incrementados en dos y medio centímetros.2°.- Se determina la resistencia promedio necesaria para el diseño; la cual está en función al f’c, ladesviación estándar, el coeficiente de variación. Los cuales son indicadores estadísticos que permitentener una información cercana de la experiencia del constructor.Cabe resaltar también que existen criterios propuestos por el ACI para determinar el f’cr, los cuales seexplican a continuación: a) Mediante las ecuaciones del ACI f’cr=f’c+1.34s…………..I f’cr=f’c+2.33s-35………IIDe I y II se asume la de mayor valor.Donde s es la desviación estándar, que viene a ser un parámetro estadístico que demuestra laperformancia o capacidad del constructor para elaborar concretos de diferente calidad. ,…. valores de las resistencias obtenidas en probetas estándar hasta la rotura (probetascilíndricas de 15 cm de diámetro por 30 cm de altura). 15cm 30cm Pimentel 17 de Noviembre del 2011 19



21. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011X = es el promedio de los valores de la resistencia a la rotura de las probetas estándar.N = es el número de probetas ensayadas, que son mínimamente 30. b) Cuando no se tiene registro de resistencia de probetas correspondientes a obras y proyectos anteriores. f’c f’cr Menos de 210 f’c+70 210 – 350 f’c+84 >350 f’c+98 c) Teniendo en cuenta el grado de control de calidad en la obra. Nivel de Control f’cr Regular o Malo 1.3 a 1.5 f’c Bueno 1.2f’c Excelente 1.1f’c d) Para determinar el f’cr propuesto por el comité europeo del concreto. Donde: V= coeficiente de variación de los ensayos de resistencia a las probetas estándar t= Coeficiente de probabilidad de que 1 de cada 5, 1 de cada 10, 1 de cada 20 tengan un valor menor que la resistencia especificada. V entonces es un parámetro estadístico que mide la performancia del constructor para elaborar diferentes tipos de concreto.2º.- La elección del tamaño máximo del agregado, segundo paso del método, debe considerar laseparación de los costados de la cimbra, el espesor de la losa y el espacio libre entre varillasindividuales o paquetes de ellas. Por consideraciones económicas es preferible el mayor tamañodisponible, siempre y cuando se utilice una trabajabilidad adecuada y el procedimiento decompactación permite que el concreto sea colado sin cavidades o huecos. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 20



22. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011La cantidad de agua que se requiere para producir un determinado slump depende del tamaño máximo,de la forma y granulometría de los agregados, la temperatura del concreto, la cantidad de aire incluidoy el uso de aditivos químicos.3º.- Como tercer paso, el informe presenta una tabla con los contenidos de agua recomendables enfunción del slump requerido y el tamaño máximo del agregado, considerando concreto sin y con aireincluido.4º.- Como cuarto paso, el ACI proporciona una tabla con los valores de la relación agua/cemento deacuerdo con la

resistencia a la compresión a los 28 días que se requiera, por supuesto la resistenciapromedio seleccionada debe exceder la resistencia especificada con un margen suficiente paramantener dentro de los límites especificados las pruebas con valores bajos. En una segunda tablaaparecen los valores de la relación agua/cemento para casos de exposición severa.5º.- El contenido de cemento se calcula con la cantidad de agua, determinada en el paso tres, y larelación agua cemento, obtenida en el paso cuatro; cuando se requiera un contenido mínimo decemento o los requisitos de durabilidad lo especifiquen, la mezcla se deberá basar en un criterio queconduzca a una cantidad mayor de cemento, esta parte constituye el quinto paso del método.6º.- Para el sexto paso del procedimiento el ACI maneja una tabla con el volumen del agregado gruesopor volumen unitario de concreto, los valores dependen del tamaño máximo nominal de la grava y delmódulo de finura de la arena. El volumen de agregado se muestra en metros cúbicos con base envarillado en seco para un metro cúbico de concreto, el volumen se convierte a peso seco del agregadogrueso requerido en un metro cúbico de concreto, multiplicándolo por el peso volumétrico de varilladoen seco.7º.- Hasta el paso anterior se tienen estimados todos los componentes del concreto, excepto elagregado fino, cuya cantidad se calcula por diferencia. Para este séptimo paso, es posible emplearcualquiera de los dos procedimientos siguientes: por peso o por volumen absoluto.8º.- El octavo paso consiste en ajustar las mezclas por humedad de los agregados, el agua que se añadea la mezcla se debe reducir en cantidad igual a la humedad libre contribuida por el agregado, es decir,humedad total menos absorción.9º.- El último paso se refiere a los ajustes a las mezclas de prueba, en las que se debe verificar el pesovolumétrico del concreto, su contenido de aire, la trabajabilidad apropiada mediante el slump y laausencia de segregación y sangrado, así como las propiedades de acabado. Para correcciones pordiferencias en el slump, en el contenido de aire o en el peso unitario del concreto el informe ACI211.1-91 proporciona una serie de recomendaciones que ajustan la mezcla de prueba hasta lograr laspropiedades especificadas en el concreto.Medida Del Slump Pimentel 17 de Noviembre del 2011 21 

23. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011RECETAS ELEMENTALES Diseño ÚnicoUna parte en volumen de agregado grueso, por una parte de arena y media parte de cemento, aguanecesaria para mantener la trabajabilidad. El agregado grueso varía entre piedra picada, grava, cantorodado picado o canto rodado natural, mientras que la arena puede ser natural o de trituración.La dosis de cemento puede ser medida a través de sacos enteros y medio saco si se cuenta con laexperiencia necesaria.Receta Única- Piedra o grava de 80 a 95 kgs.- Arena de 65 a 80 kgs.- Cemento un saco de 42.5 Kg, equivalente a 7.5 sacos de cementos por metro cúbico.- Agua la necesaria de 25 a 30 litros.Se obtiene 130 litros de concreto, la resistencia esperada es de 18 Mpa (184 Kg/cm). Esta resistenciafue la determinada a los 28 días en probetas cilíndricas de 15 cm de diámetro por 30 cm de altura.Si se emplean áridos de buena calidad, y se toman todas las medidas necesarias, se puede obtener unaresistencia mayor a los 18 Mpa, o puede suceder lo contrario. Receta Ampliada.Se deben tomar en consideración las características más importantes de los agregados, la granulometríay el tamaño máximo. Con respecto a la granulometría solo se deben usar piedras o arenas balanceadasen sus diferentes tamaños de granos, sin exceso o ausencia. Existen tres alternativas correspondientesal tamaño máximo que se vaya a usar.El agua debe

aplicarse con una cantidad tal que se mantenga la trabajabilidad, y la colocación demoldes y encofrados. Esta dosis debe ser lo más precisa posible ya que un exceso de agua disminuye laresistencia, por ello los encargados de esta tarea deben tener experiencia mínima exigida.Es necesario disponer de un procedimiento detallado, preciso y complejo para obtener resultadosobtimos en cuanto a cantidades y proporciones de los componentes del concreto se refiere, así existe laposibilidad de tomar en cuenta los posibles cambios que afectan las características de los componentes,incrementando así mayores índices de calidad. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 22 

24. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011Algunos métodos son probados en laboratorio y en plantas de preparación comercial, el que semencionará a continuación dio excelentes resultados y es muy usado en el caso del el empleo deagregados pocos controlados.Se basa en cuatro aspectos fundamentales; dosis de cemento, trabajabilidad, relación agua/cemento yresistencia, todos estos fundamentos se relacionan a través de dos leyes: Relación Triangular y la Leyde Abrams.También toma en cuenta dos variables importantes: Tamaño Máximo y Tipos de Agregados, ademásde explicar la calidad del cemento y el efecto reductor del agua de los aditivos químicos en su partefinal; la incorporación de aire, la presencia elevada de ultrafinos o el empleo de dos o más agregados.El método explica deforma independiente la proporción entre agregado fino y grueso, también lagranulometría del agregado combinado lo que permite cambiar dicha proporción sin alterar la dosis delos demás componentes.Este método es usado para mezcla con resistencias entre los 18 y 42 Mpa, a los 28 días en probetascilíndricas de 15 x 30 cm, también es usado para concretos con asentamiento en Cono de Abrams entre2.5 y 13 cm, este método no es el más apropiado para las mezclas ultra resistentes.EJEMPLOS DE DISEÑO DE MEZCLADiseño 1Se requiere un concreto de alta resistencia para la pared de un depósito, de sección pequeña, bastantearmada y, por todo ello, con dificultades de vibración.Solución Este caso es típico para el empleo de aditivos superplastificantes de alto poder. Se utiliza una elevada dosis de cemento, tal como 12 sacos de cemento por metro cúbico, con un aditivo que tenga una capacidad de reducción de agua del 35%, y yendo al máximo al asentamiento que es de 20 cm, y sin tomar en cuenta los factores de corrección, se tendría:C = 12 (42.5) = 510 Kg./m.= 0.466.f = 1.538= 0.303.R28 = 46.0 Mpa. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 23



25. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011 Un concreto totalmente autonivelante exigiría una fluidez mayor que la propuesta con 20 cm de asentamiento, y por tanto tendría resistencias menores. Su consideración cae fuera del propósito de este método de diseño de mezcla.Diseño 2.Se pretende definir un concreto para prefabricados, en mezcla seca que se compactará con alta energíade vibración. Dosis de cemento de 12 sacos por metro cúbico. Se dispone de piedra picada con tamañomáximo de ¾ pulgada, y una arena natural sin ultrafinos. Calcular la resistencia que se pudiera lograr.Solución- Para calcular , por la formula o por el gráfico, vamos a necesitar el dato del cemento, por lo cualempezaremos por calcularlo.C = 12 (42.5)/1.05 = 486 Kg./m. El valor mínimo de asentamiento para el cual siguen siendo válidas las constantes de la relación

triangular (y eso con reservas), es cuando T = 1 cm. Entonces, el valor de= (117,2(1) ) = 0.335486- Esta habrá que descorregirla para poder entrar a la Ley de Abrams.= 0.335/1.05 = 0.319R = 44.4 Mpa (453 Kg./cm ). Con asentamientos nulos es evidente que se podría obtener resistencias más altas, pero su estudio queda fuera de propósito de este método de diseño de mezcla. Mediante de aditivos superplastificantes de alto rango también sería posible obtener resistencias más altas, pero dado que trabajan con alto nivel de asentamiento y grado de fluidez, no sería factible obtener suficientes rigideces a muy corto plazo, capaces de permitir un rápido de desencofrado para el reuso intensivo de los moldes. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 24 

26. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011COMO SE CALCULAR LOS MATERIALES POR M3Ejemplo Uno:Calcular un hormigón estructural: 1:3:3, que significa que se deben colocar 1 balde de cemento, mas 3de arena, más 3 de piedra partida.El volumen aparente de esta mezcla será 1+3+3=7 y siempre se estima un 9% de agua, es decir, paraeste caso el 9% de 7 es 0.63, por lo que elvolumen aparente de esta mezcla será: 7+0.63=7.63 unidades(baldes, canastos, m3, etc)Ahora para obtener el volumen real de la mezcla hay que recurrir al coeficiente de aportes antesindicado y afectarlo a cada material interviniente, en este caso es:Cemento 1 x 0.47=0.47Arena 3 x 0.63=1.89Piedra 3 x 0.51=1.53El total es ahora: 0.47+1.89+1.53=3.89 y se le suma el agua (0.63), lo que dá: 4.52 unidades.Entonces, ahora para calcular los materiales por m3 de mezcla es:1m3 de cemento pesa 1400 Kg. que dividido este volumen real (4.52) dá: 310 Kg. es decir unas 6bolsas por m3.3m3 de arena dividido este volumen real es:0.67 m3 de arenaY para los 3m3 de piedra partida es también 3/4.42= 0.67 m3.Por lo tanto para hacer 1 m3 de hormigón 1:3:3 se deben mezclar:309 Kg. de cemento (6 bolsas)0.67m3 de arena 0.67m3 de piedra partida. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 25



27. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011PRESUPUESTOS DE DISEÑO DE MEZCLASEl costo de un concreto está constituido por el costo de los materiales, el costo de la mano de obra y elcosto del equipamiento. Sin embargo, con excepción de algunos hormigones o procesos especiales, losdos últimos aspectos son prácticamente independientes de la calidad del concreto producido. Por lotanto, es razonable asociar la economía a la reducción del costo de los materiales componentes.Dado que el cemento es más costoso que los agregados, por lo general, la mezcla más económica seráaquélla con menor contenido de cemento sin sacrificar la calidad del concreto. Si asociamos la “calidad” a la relación agua/cemento, es evidente que debemos reducir la demanda de agua de la mezclaempleando alguna de o todas las alternativas que se indican a continuación:• Elegir la mezcla más seca que sea posible colocar y compactar con los medios disponibles• Optar por el máximo tamaño máximo del agregado compatible con el tamaño del elemento, lasarmaduras y el recubrimiento• Optimizar la relación entre agregados finos y gruesosEl costo relativo entre las distintas fracciones de agregado también debe tenerse en cuenta y, como estocambia entre las distintas regiones, la mezcla más económica que satisfaga los requerimientos serádistinta en cada caso.La reducción de la cantidad de cemento (contenido unitario de cemento) tiene otras ventajasadicionales: menor contracción y

menor calor de hidratación.Sin embargo, si el contenido unitario de cemento es muy bajo, pueden verse comprometidas latrabajabilidad, la durabilidad y la resistencia a corto plazo.La economía asociada a un diseño particular de mezcla está vinculada también al control de calidad aimplementar en condiciones de obra. La resistencia media debe ser mayor que la resistenciaespecificada para contemplar la variabilidad inherente a la producción del hormigón y esta diferenciaes menor cuando se reduce esa variabilidad. Si los volúmenes a producir son pequeños, podría ser máseconómico “ sobrediseñar” la mezcla que implementar el nivel de control requerido por un hormigónmenos variable (económicamente más eficiente).En la Figura 1 pueden compararse los costos relativos de distintas clases de hormigón. LaFigura 2 ilustra la incidencia en el costo total de los distintos componentes, para distintas clases dehormigón, elaborados con los mismos conjuntos de materiales y para una misma consistencia(asentamiento). El conjunto de resultados es sólo ilustrativo, ya que las relaciones pueden cambiar enfunción de características regionales y locales. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 26 

28. DOSIFICACION y DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO 2011REGLAS PARA NO FALLAR CON LAS MEZCLAS:- El agua a emplearse en morteros y concretos debe ser limpia, preferentemente potable y desprovistade impurezas. La apta para el consumo humano es la más indicada. No deben utilizarse aguasestancadas, fangosas, procedentes de pozos que estén contaminados pues residuos orgánicos impidenel fragüe, las residuales de industrias pues pueden contener ácidos. Tampoco deben utilizarse las aguasde terrenos yesosos, selenitosos, azucaradas, aguas destiladas, de pozos con sales desconocidas, ni delluvia.  La temperatura del agua debe estar entre los 18º y los 22º.  La cantidad de agua debe reducirse al mínimo necesario para lograr plasticidad y trabajabilidad de la mezcla. El exceso de agua disminuye drásticamente la resistencia de mezclas y concretos. Mezclas con exceso de cemento o cal tienden a hacer fisuras. Mezclas con exceso de agregados como arena o polvo de ladrillo tienden a la disgregación por rozamiento.  En climas cálidos pueden amasarse morteros más líquidos y en climas fríos más secos.  Preparar pequeñas cantidades pues cuando una mezcla empieza a fraguar ya no debe tocársela.  La adherencia mejora con la rugosidad de los materiales y con el contenido de cemento y cal.  Materiales muy mojados y mezclas muy secas o mezclas muy liquidas con materiales muy secos dan malas adherencias y pueden dejar fisuras que perduren en el tiempo.  Lluvias antes de concluir el fragüe lavan el concreto y los morteros. Lluvias luego de este periodo son beneficiosas. El riego manual posterior al frague es aconsejable.  Heladas momentáneas y pasajeras no son dañinas. Heladas y deshielos repetitivos tienen desastrosos efectos.  Calor moderado durante el fragüe aumenta la resistencia. Calor en exceso realiza un fragüe incompleto. Pimentel 17 de Noviembre del 2011 27

http://es.slideshare.net/rogerjob/dosificacion-o-diseo-de-mezclas-del-concreto