1.Introducción 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. En la usanza cotidiana, la selección de los ingredientes de la mezcla y sus proporciones se llama diseño de mezcla. Este término, aunque común, tiene la desventaja de denotar que la selección es una parte del proceso del diseño estructural. Esto no es correcto porque el diseño estructural se relaciona con el desempeño requerido del concreto, y no con el proporciona miento por memorizado de los materiales que aseguran ese desempeño. El termino americano proporciona miento de la mezcla no es nada excepcional, pero no se usa sobre base universal. Aunque el diseño estructural no se relaciona normalmente con la selección de mezcla, el diseño impone dos criterios para esta selección: la resistencia del concreto y su durabilidad. Es importante agregar un requisito implícito en el sentido de que la trabajabilidad debe ser apropiada para las condiciones decolado. El requisito de trabajabilidad se aplica, digamos, no solo al revenimiento en el tiempo de la descarga desde la mezcladora sino también a una limitación sobre la pérdida del revenimiento hasta el momento de la colocación del concreto .A causa de la dependencia de la trabajabilidad requerida respecto de las condiciones de la obra, por lo que no se deberá fijar la trabajabilidad antes de considerar el procedimiento de construcción. 2. Generales 1 OBJETIVOS Realizar el diseño de una mezcla de concreto partir de unos agregados Previamente analizados. Optimizar los agregados para obtener un buen desempeño en la mezcla. Obtener una buena resistencia para el diseño realizado. Adquirir destreza a la hora de elaborar el diseño de mezcla y cumplir las normas respectivas. Determinar la combinación más práctica, económica, satisfacción de requerimientossegún condiciones de uso en los sistemas constructivos, para hacer e dificacionesdurables, y lograr eficiencia en los procesos constructivos tanto en obra como en planta. Proporcionar o diseñar una mezcla de concreto consiste en determinar las cantidades relativas de materiales que hay que emplear en la mezcla para obtener un concreto de cuando para un uso determinado. 3. MARCO TEÓRICO Definición: Es un proceso que consiste en calcular las proporciones de los elementos que forman el concreto, 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. Información sobre los Materiales a Utilizar: Cemento: 2 Agregados: Tanto el agregado fino como el grueso son los componente de mayor variabilidad en cuanto a sus propiedades en la mezcla. calor de hidratación y resistencia de concreto. recomendado que aunque sea de una misma cantera cada cierto promedio de tiempo. ya que esta agua cumple con todos los requisitos de la norma pero si el agua no es potable. ya que proviene de diversas canteras y yacimientos con origen de muchos tipos de rocas. habrá que realizar el análisis químico en un laboratorio especializado ya que el agua cuando no es normalizado puede influir sobre el tipo de fraguado. Los informes que se deben obtener en el laboratorio deberán ser los siguientes: 3 . Tipo y Marca del cemento seleccionado Peso Específico Peso específico de la puzolana si se trata de cemento adicionales Superficie especifica Agua: Cuando se emplea el agua potable no habrá necesidad de realizar ningún ensayo en el laboratorio. por ello es importante los ensayos que se realicen en el laboratorio. deberá volverse a realizar los ensayos. Para un diseño de mezclas es necesario conocer los materiales utilizados para la elaboración de las probetas de concreto y los parámetros hallados en la dosificación de mezclas. los creadores de estos sistemas dan sus recomendaciones para su uso adecuado. y sobre todo considerando las propiedades de resistencia a la comprensión. 4 . Todos estos parámetros están normados por el ASTM así como por las NTP (Normas Técnicas Peruanas). Perfil y textura superficial Análisis granulométrico Peso específico de masa Peso unitario seco y compactado % de absorción y contenido de humedad Pérdida por abrasión cuando se trata de concretos para pavimentos Materia orgánica Métodos de Diseños de Mezclas Para determinar las proporciones de los diversos componentes que intervienen en un concreto para determinadas condiciones. durabilidad consistencia y permeabilidad. existen muchos métodos en los que. -Desarrollo del Método Selección de la resistencia promedio Selección del tamaño máximo nominal del agregado Selección del asentamiento Selección del volumen unitario de agua (tablas) Selección de contenido de aire (tablas) Selección de la relación agua/cemento (tablas) Determinación del cemento Determinación del agregado (tablas) Determinación de los volúmenes absolutos de sus componentes 5 . un concreto de trabajabilidad. b Determinación de sus cantidades relativas “proporcionamiento” para producir un. más comúnmente llamado diseño de mezclas es un proceso que consiste de pasos dependientes entre sí: a Selección de materiales convenientes (cemento.A continuación se detallan los materiales utilizados. agregados. agua y aditivos). Este método se recomienda su aplicación en concretos de peso normal. tan económico como sea posible. asimismo las normas seguidas para hallar dichos parámetros: Proporcionamiento de mezclas de concreto en peso normal El proporcionamiento de mezclas de concreto. resistencia a compresión y durabilidad apropiada. Método del ACI Conceptos Generales: Este sistema ha sido desarrollado por el comité N° 211 del ACI se trata de un diseño bastante simple con el que se pueden emplear algunas tablas que pueden obtener con facilidad las proporciones de los componentes. su procedencia y los parámetros usados en la dosificación de mezclas de concreto. 1 Procedimiento Primeramente antes de realizar el diseño de mezclas se ha realizado varios ensayos. de los cuales obtendremos los datos necesarios para realizar nuestro de diseño de mezclas: Ensayos Realizados Datos de Granulometría Contenido de Humedad Absorción Peso unitario Suelto Peso Unitario compactado Datos de peso especifico 6 . Determinación del peso seco del agregado fino Determinación de los valores de proporciones de sus componentes y su correspondiente corrección 4. 750 N°4 BANDEJA TOTAL 0. O A mm.720 828.500 1/2'' 9.946 0.054 100.000 10.620 530.S 50.000 0.000 24.000 1.037 .2002 E E RET.000 80.000 100.920 496.000 0.000 0.000 30.000 0. ACUMULAD ABERTUR RETENID PASANTE O RETENIDO ACUM.000 100.Granulometría del agregado Del agregado grueso PESO PORCENTAJ PORCENTAJ PASANTE NTP 400.500 1'' 1/2 25.000 100 85 40 15 5 0 .000 98.231 26.500 3/8'' 4.000 100.000 0.920 2000.387 5.000 MALLA 2'' 37.000 90 40 10 0 0 0 110.000 1.836 41.000 1'' 19.000 0.000CURVA GRANULOMETRICA LIMITE INFERIOR LIMITE SUPERIOR 40.000 100.820 118.000 3/4'' 12.000 1.000 90.000 0.231 27.I L.000 100.000 50.946 100.000 100.000 20.777 52.441 5.223 47.546 24.000 0.769 72.000 7 10.000 0. % % % L.000 100.000 60.613 94.000 70. gr. 000 8 1.215 97 3 0 0 fondo 11.360 N°8 35.150 N°100 59.535 77 23 10 30 0.335 100 0 TOTAL 500.075 N°200 41.750 N° 4 1.675 18.135 31 69 50 85 0.000 100.S 4.275 0.675 24.000 100.037 .100 0.495 59 41 25 60 0.175 7. Del agregado fino PESO PORCENTAJ PORCENTAJ PASANTE NTP 400.2002 E E RET.010 .995 89 11 2 10 0.600 N°30 137.I L.000 110 100 90 80 70 60 50 granulometria limite inferior limite superior 40 30 20 10 0 10.075 8.300 N°50 92.475 27. O A mm. % % % L.180 N°16 120.000 2.675 2.000 0.035 7 93 80 100 1.975 11. ACUMULAD ABERTUR RETENID PASANTE MALLA O RETENIDO ACUM. gr.255 0 100 95. Fino 9 .Peso específico del Ag. Grueso Peso específico del Ag. 10 . Cemento y agua) y hallaremos las proporciones que necesitamos para elaborar el diseño de mezclas. posteriormente introducir el cemento y mezclarlos nuevamente y agua esta poco en poco batiendo para obtener una mezcla pegajosa que cumpla con el slump de 3”-4 “ utilizando el cono de abrams . y mezclar durante un tiempo . Elaboración de las probetas a ensayar 3 Lavar siempre el trompo antes superficie del trompo humedecida 4 Ingresar el agregado grueso. agregado fino . y así tener la .2 Gracias a todos los ensayos realizados Seleccionamos cierta cantidad de (Agregado fino. 11 del mesclado es importante. Agregado grueso. 5 Debemos de tener preparado los moldes cilíndricos donde se amoldara la mezcla este previamente engrasado con grasa para que al momento de sacar nuestras probetas estas salgan mas fácilmente evitando que se peguen al molde. 12 . 13 .6 Al momento del llenado el concreto a los Proctor se rige la regla de 25 golpes con una varilla para cada una de las 2 capas se enraza y etiqueta y se deja 24 horas. 14. 28 días 14 .7 Después de 24 horas se debe retirar de los recipientes 8 He ingresar al curado que no es más que la inserción de las probetas al agua por 28 días o esta su ensayo cada 7. DISEÑO DE MEZCLAS MÉTODO ACI 1..5.Información Básica: Datos: f’c = 35 MPa Tamaño Máximo Nominal: 1/2" Materiales: A Cemento: wari tipo I Peso Específico 3.36 g/cm 3 2..39 1608.405 ----- % 2.46 % 1385.65 4.56 1444.58 2.17 g/cm Peso Unitario Varillado Módulo de Fineza Pasante Malla #200 g/cm 3 3 1602.Determinación Resistencia Promedio En este caso no se cuenta con la desviación estándar por lo que utilizara la siguiente tabla dada por ACI: 15 .71 Contenido de Humedad Porcentaje Absorción % Peso Unitario Suelto 1.92 0.95 0.15 B Agregados: Propiedades Agregado Fino Agregado Grueso Peso Específico SSS 2. Diseño de Mezclas Método ACI Se hizo el diseño siguiendo el procedimiento indicado por el ACI a continuación se muestra el diseño por este método.55 % 1. MPa f'cr = f’c + 7.Tamaño Máximo Nominal: 1/2" 4.0 f’cr = 35 + 8.5 = 43.Selección Asentamiento: 3” a 4” Tabla 1 Asentamientos Recomendables para Diversos Tipos de Construcción Tipos de construcción Asentamiento Máxim Mínimo o Muros y zapatas de cimentación 3" 1" de concreto reforzado Cimentaciones simples. Agua = 216 I/m3 sin aire incorporado.1 f’c + 5. cajones y 3" 1" subestructuras Vigas y muros de concreto 4" 1" reforzado Columnas 4" 1" Pavimentos y losas 3" 1" Concreto Ciclópeo 2" 1" 5.5 MPa 3. Tabla 2 Volumen Unitario de Agua Agua en 1/m3 para el Tamaño Máximo Nominal del Agregado Grueso y consistencia indicada Asentami ento 3/8 " 1/2 " 1" a 2" 3" a 4" 6" a 7" 207 228 243 199 216 228 16 3/4 " 1" 1 2" 1/2 " Concretos Sin Aire Incorporado 190 179 166 154 205 193 181 169 216 202 190 178 3" 6" 130 145 160 113 124 --- ....5 f'cr = 1. MPa f’c < 21 21 ≤ f’c ≤ 35 f’c > 35 Resistencia promedio requerida a la Compresión.0 f'cr = f’c + 8.Resistencia especificada a la Compresión.Volumen Unitario de Agua: Tabla 2. Contenido Agregado Grueso: Tabla 5.7 0. para 1/2"..5% 0.0% 0. Modulo de Fineza 2. por Volumen Unitario de Concreto para diferentes Módulos de Fineza de la Arena 107 119 --- .3% 0..0% 2.53 0.5 % de aire atrapado Tabla 3 Contenido de Aire Atrapado Tamaño Máximo Nominal 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/2" 2" 3" 6" Aire Atrapado 3.65 y TMN 1/2" Tabla 5 Peso del Agregado Grueso por Unidad de Volumen de Concreto Tamaño Máximo Nominal del 17 Volumen de Agregado Grueso Seco y Compactado.8 0.39 para un f´cr=43.2% 7..5 29.6 24.Contenido de Aire: Tabla 3.0% 1.5 MPa Tabla 4 Relaciones Agua/Cemento por Resistencia f'cr a los 28 días (MPa) 14.1" a 2" 3" a 4" 6" a 7" 181 202 216 175 193 205 Concretos Con Aire Incorporado 168 160 150 142 184 175 165 157 197 184 174 166 122 133 154 6.38 --- 8.55 0.39 = 559.71 0.Factor Cemento: C = Agua / (a/c) = 216 / 0.3 39.61 0.1 Relación agua /cemento por peso Concreto sin Concreto aire incluido con aire incluido 0. interpolando: a/c = 0.2 44.62 0.4 34.43 --0.5% 2.48 0.46 0.7 19.41 kg/m 3 9.4 0. 2.Relación Agua Cemento: Tabla 4..5% 1. 60 0.70 0.02 5 0.65 0.5% 912.71 0.67 0.245 m 3 Peso Agregado Fino SSS: 0.93 kg/m3 912.44 0.78 0.57 m3/m3 Peso del Agregado Grueso: 0.36 = 908.72 0.00 / (1.72 kg/m 3 Peso del Agregado SSS: Peso del Agregado Seco + Absorción Peso del Agregado SSS = 908.Cálculo de Volúmenes Absolutos Volúmenes Absolutos Cemento Agua Aire Agregado Grueso Peso/P e Peso/P e Peso/P e P sss/Pe sss 559.85 2.62 0.Contenido Agregado Fino Volumen Absoluto de Agregado Fino: 1 – 0.58 x 1000) = 630.40 0.83 3.46/100) = 912.81 Agregado Grueso Seco Compactado: 0.48 0.53 0.46 0.90 kg/m3 3 m 3 m 3 m 3 3 .90 / (2.15 x 1000) 216.17 8 0..71 x 1000) Total 0.33 7 m 0.55 0.00 It/m3 630..60 0.90 kg/m 3 10.41 / (3.76 0.41 kg/m3 216.00 x 1000) 2.81 0.245 * (2.00 0.Valores de Diseño Cemento Agua Agregado Fino Agregado Grueso 18 559.64 0.772 = 0.7 55 m 11.93 kg 12..74 0.57 0.79 0.69 0.21 6 0.57 * 1608.50 0.74 0.77 0.72 0.75 0.87 2.80 0.Agregado 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/2" 2" 3" 6" 2.66 0.72 x (1 + 0.76 0.59 0. 38 : 13.93 x (1.189 = 631.95-1.822 Aporte de Humedad de Agregados 1.Absorción) 912.13.055-0.12 kg/m3 913.12 kg/m3 Peso Húmedo de Agregado Grueso Peso Agregado Grueso x (Humedad .Absorción) 630.93 + 0.16 Bls.99 It/m3 631.Proporciones en Peso Dividiendo cada valor entre 559. : 16.41 tenemos la dosificación en Peso 1 Cemento Relación Agua/Cemento (a/c) Bolsas de cemento x m3 Agua por Bolsa de cemento 19 1.822 = 913.189 kg Peso Agregado Fino: 630.73 kg/m3 15.73 kg/m3 Aporte de Humedad Agregado Fino 0..822 kg Peso Agregado Grueso: 912..46)/100 = 0.92)/100 = 0.011) = 214.90 x (0.189 Agregado Grueso 0.90 + 0.63 Agregado Grueso .Corrección por humedad de Agregado Peso Húmedo de Agregado Fino Peso Agregado Fino x (Humedad .33 lt 1.99 It/m3 14.011 kg Agua Efectiva: 216 – (1..Materiales Corregidos Cemento Agua Agregado Fino Agregado Grueso 559.41 kg/m3 214.13 Agregado Fino : 0. para lo cual se agregó 50 mL de agua. GRUESO A.5) / (1385. se desencofra y se deja curar.78 mL Siguiendo el mismo procedimiento se procedió a realizar el vaciado de nuestras probetas de concreto controlando el slamp de nuestra mezcla.suelto/35.31 p3 Agregado Fino : (Prop x 42.44 Kg = 2532.31) : 1.5) / (Pu.suelto/35.31) : 1. Volumen= 1 p3.5) / (Pu. CORRECCIÓN DEL DISEÑO Al momento de la medición del slump durante el vaciado no se llegó al slump de diseño.5) / (1444. FINO CEMENTO = 6.5 kg 1 m3 = 35.33 lt 1.76 Kg = 7.31) : (1.56/35.17/35.38 : 16.62 Agregado Grueso .Proporciones en Volumen 1 Bolsa de Cemento.63 x 42.22 Agregado Fino : 0.22 Agregado Grueso : (Prop x 42.59 Kg AGUA = 10.16.. por lo tanto las nuevas dosificaciones quedan como se indica a continuación: Proporciones en Peso 1 Cemento 20 1.70 Agregado Grueso MATERIAL A UTILIZAR A.31) : (1.09 Agregado Fino 1. Se deja las muestras encofradas.13 x 42. Peso= 42.70 1 Cemento Relación Agua/Cemento (a/c) Agua por Bolsa de cemento 1. = 10.037.Proporciones en Volumen 1 Cemento 1. 21 . Las condiciones de vaciado deberán ser las mismas siempre ya que como vimos en la experiencia puede variar mucho los resultados finales. GRUESO A.68 Agregado Grueso Por lo tanto los materiales que se debieron usar: A.65 Kg AGUA 6.76 Kg = 7. FINO CEMENTO = 6.25 Kg = 2582. puesto que no ingresa dentro de los límites establecidos por la norma. El agregado grueso no cumple con la NTP 400.012.18 Agregado Fino 1.79 mL CONCLUSIONES El Diseño tuvo que co rregirse debido a que no se alcanzó el slump de diseño al momento de controlarlo. El agregado fino si cumple con la NTP 400.