Semana VII

Diseño de mezclas del concreto 

El proceso de selección de los adecuados agregados para el concreto, determinando cantidades y requerimientos específicos de manejabilidad, resistencia y dureza Actualmente se usa mezclas diseñadas para cuyas especificaciones existen valores límite respecto a un rango de propiedades que deben cumplirse. Estas son la relación máxima de agua/cemento, el contenido mínimo de cemento, la resistencia mínima, la manejabilidad mínima, el tamaño máximo del agregado y el contenido de aire dentro de los límites especificados. Para lograr características específicas de la mezcla se debe determinar la cantidad de los agregados por conocer propiedades del concreto fresco, propiedades mecánicas del concreto endurecido y la inclusión, exclusión o límites de agregados específicos. Un cálculo adecuado del proporcionamiento del concreto debe poseer, al menos, las siguientes cualidades: 

• FRESCO 

a) Trabajabilidad

b) Cohesión

•ENDURECIDO 

a) Resistente

b) Durable

c) Apariencia

•ECONÓMICO 

Material:

1. Cemento

2. Grava 

3. Arena 

4. A gua

Procedimientos:

El ACI 211.1. Proporcionamiento de mezclas de concreto normal, pesado y masivo, considera nueve pasos.

Requerimientos: Diseñar una mezcla de concreto para construcción de muros de cimentación. Las especificaciones del proyecto establecen las siguientes características del concreto:

Características de los materiales disponibles 

• Cemento Portland CPC 40 con densidad aparente de 3.0 g/cm3 

• Los agregados de buena calidad que cumplen con los límites granulométricos requeridos por la NMX-C-111. 

• Masa específica del agregado grueso de 2,62 g/cm3, absorción de 1,1% y MVSC de 1 610 kg/m3. 

• Masa específica de la arena de 2,55 g/cm3, absorción de 2,2% y módulo de finura de 2,60.

Selección de revendimiento:

Cuando no se especifica se puede seleccionar un valor apropiado de acuerdo a la siguiente tabla: 

Selección del Tamaño Máximo del Agregado (TMA) 

De acuerdo al ACI-318 el tamaño máximo del agregado no debe exceder: 

• 1/5 de la separación menor entre los lados de la cimbra. 

• 1/3 del espesor de la losa. 

• 3/4 del espacio libre entre varillas, alambres de refuerzo individuales, paquetes de varilla, cables individuales, cables en paquete, o ductos. 

Estas limitaciones se pueden omitir si la trabajabilidad y los métodos de compactación permiten colocar el concreto sin cavidades o huecos. De acuerdo al ACI 304, si el concreto se coloca por medio de bomba, el tamaño máximo del agregado debe limitarse a: 

• 1/3 del diámetro interior de la tubería, para agregados triturados angulosos. 

• 2/5 del diámetro interior de la tubería, para agregados bien redondeados. El TMA especificado es: 3/4” (19 mm).Si no se especifica, recurrir a las recomendaciones del ACI 318. 

Agua de mezclado y contenido de aire 

De la tabla 6.3.3, se estima que el contenido de agua para el revenimiento y tamaño máximo del agregado especificados es de: 205 l/m3*

Relación agua/cemento 

De la tabla 6.3.4 (a) De acuerdo a la resistencia especificada y a la tabla, la relación a/c = 0,48.

Contenido de cemento La cantidad de cemento es igual al contenido de agua de mezclado dividido entre la relación agua/cemento.

Estimación del contenido de grava:

El módulo de finura de la arena es de 2,60, el tamaño máximo de la grava de 19 mm (3/4”) y su MVSC de 1 610 kg/m3, por lo tanto de la tabla 6.3.6, tenemos: 

Volumen de agregado grueso varillado seco = 0,64.

Proporcionamiento:

Ajustes por humedad de los agregados:

Se debe considerar la humedad de los agregados para realizar una dosificación real durante la elaboración de la mezcla.

Ajuste del agua debido a la absorción y humedad de los agregados El agua de absorción NO forma parte del agua de mezclado, por lo tanto debe quedar excluida en el ajuste del agua adicional.

Grava = 1,1% (absorción) – 0,30% (humedad) = + 0,8 % x 1 030 = + 8 L

Arena = 2,2% (absorción) – 4,10% (humedad) = - 2,0% x 663 = - 13 L

Grava = 1 030 - 8 = 1 022 kg/m3

Arena = 663 + 13 = 676 kg/m3

Las proporciones de las mezclas calculadas, deben ser verificadas mediante mezclas de prueba, ya sea en el laboratorio o en condiciones reales de producción y efectuar los ajustes necesarios para cumplir los requisitos: 

Ajuste del agua de mezclado y cantidad de cemento (a/c) 

Masa unitaria y contenido de aire 

Rendimiento volumétrico (1 m3 = 1 000 litros); tolerancia -1% a +2 % (NMX-C-155, vigente) Trabajabilidad de la mezcla (relación grava/arena) 

Segregación y sangrado 

Requerimientos para el acabado 

Resistencia (compresión, flexión)