Diseño de Mezclas deConcreto

Se va a diseñar una mezcla de concreto que va a serutilizada en la fundición de una zapata de cimentación; laresistencia de diseño del concreto especificada en losplanos es f’c = 3000 psi (210 Kg/cm²). El concreto estará expuesto a una exposición moderada(media)

Se cuenta con los siguientes datos de Laboratorio:Arena Grava 3/4” Cemento Agua

Humedad 11.01 %

2.62 % - -

Absorción 1.84 % 1.72 % - -

Gravedad Especifica

2.61 2.67

3.15

1.00

Peso Unitario - 1,602 Kg/m3

- -

Modulo de Finura 3.00 - - -

1.- Resistencia Promedio (de la tabla 3):f’cr = f’c + 84

f’cr = 216 + 84= 300 Kg/cm2 f’cr = 300 Kg/cm2

2 .-Tamaño Máximo del Agregado Grueso:

El ejercicio nos indica que es una Grava 3/4”

3.- Elección del Revenimiento:De la tabla 5 vemos que el revenimiento permitido 3” (7.5 cm) por lo que elegimos este, entonces:

Revenimiento = 7.5 cm (3”)

4.- Cálculo del Agua de Mezclado y el Contenido de Aire:

Según la tabla 6, para concreto con aire incluido con un agregado 3/4” y revenimiento de 3”(7.5 ) cm el ACI recomienda una cantidad de agua preliminar de W = 184 Kg/m3 y un contenido de aire para una exposición moderada(media) de 5%

5.- Selección de la Relación W / C:

Según la tabla 7 para concreto con aire incluido tenemos que para una resistencia de 300 Kg/cm2 se necesita una relación

6.

W/C = 0.466

C=184/0,46= 400 Kg/m3

7.- Estimación del Contenido de Agregado Grueso:Con TMN= 3/4” y MF=3,0 ,buscamos el volumen unitario del agregado grueso de la tabla 11G = Peso Unitario de la Grava x volumen unitario de la tabla 11G = 1,602 Kg/m3 x 0.60 G = 961.2 Kg/m3

8.- Calculo de proporciones en volumen:Método Volumétrico:Volumen = Peso del Material / (Gs x Peso del Agua) donde Gs = Gravedad Especifica del Material y el Peso del Agua = 1000 Kg/m3Vc = 400 / (3.15 x 1000) = 0.126Vag = 961,2 / (2.67 x 1000) = 0.36Vw = 184 / (1.00 x 1000) = 0.184

Vaire=5/100=0,05

Volumen (m3/m3):

+ 0.184 + 0.05)

Cantidad de Arena en

A = 1.00 – (0.126 + 0.36

A = 1-0,72= 0.28 m3/m3

9. Estimación del contenido de agregado fino. Cantidad de Arena en Peso (kg/m3):A=Cantidad de Arena en Volumen x Gs x 1,000

A= 0.28 x 2.61 x 1,000 A= 730.8 Kg/m3

10. Valores de diseño sin corregir.

Cemento = 400 Kg/m3

Arena = 730.8 Kg/m3

Grava = 961.2 Kg/m3

Agua = 184 Kg/m3

Aire = 0,05

Agregado fino corregido=Arena x(1+Humedad del agregado fino/100) Agregado Fino corregido= 730,8x(1+11,01/100) =730,8x(1,1101) Agregado Fino corregido= 811,26 Kg/m3

Agregado grueso corregido= grava x(1+Humedad del agregado fino/100) Agregado grueso corregido= 961.2x(1+2,62/100) =961.2x(1,0262) Agregado grueso corregido= 986,38 Kg/m3

12. Ajustes por humedad superficial del agregado: a) Agua del Agregado Fino = Arena (del Paso 9) *(Humedad%- Absorción%) /100 b) Agua del Agregado Grueso = Piedra (del Paso 7) *(Humedad%- Absorción%) /100 c) Agua neta= Agua de diseño (Paso 4) – (Agua del Agregado Fino + Agua del Agregado Grueso)a) Agua del Agregado Fino = 730,8*(11,01- 1,84) /100 =730,8*0,092=67,01b) Agua del Agregado Grueso =961.2*(2,62-1,72) /100 =961.2*0,90=8.65c) Agua neta= 184 – (67,01+ 8,65)= 108,3413) Valores finales: Cemento =400Kg Agua neta =108,34

Aire=0,05Agregado fino húmedo= 811,26 KgAgregado grueso húmedo =986,36 Kg

11.- Ajustes por Humedad del Agregado:Humedad de la Grava 3/4” = 2.62% Humedad de la Arena = 11.01% Absorción de la Grava 3/4” = 1.72% Absorción de la Arena = 1,84%

Ejercicio Se desea calcular las proporciones de los materiales integrantes de una mezcla de concreto a

ser empleada en la construcción de una estructura de un puente (pilares), el cual va estar expuesto a la acción del frio en la ciudad de Huancavelica , en la que la temperatura puede descender hasta - 20ºC, las especificaciones de obra son las siguientes:a) en el diseño deberá considerarse la posibilidad de congelación por presencia de humedad y baja temperatura, debiendo incorporarse aire a la mezcla de concreto.b) La resistencia en compresión de diseño especificada es de 245 Kg/cm2 a los 28 días, la desviación estándar de la compañía constructora es de 23 Kg/cm2.c) Las condiciones de colocación requieren de una mezcla de consistencia seca.

Materiales: Cemento Portland Tipo I, de P.e = 3,12 Agua : De río y cumple con la condiciones de potable. Descripción Agregado Fino Agregado GruesoPeso unitario suelto seco 1550 Kg/m3 1 450 Kg/m3Peso unitario seco compactado 1 520 Kg/m3Peso específico 2,72 2,65Contenido de humedad 5,0 % 0.3 %Absorción 1,2 % 0,7 %Módulo de Fineza 2,7 Tamaño Máximo Nominal 1”