TECNOLOGÍA DE CONCRETO : SEMANA 5-6

DOSIFICACIÓN DEL CONCRETO

La dosificación del concreto esta determinada por la resistencia y el parámetro que esta relacionado con esta característica es la relación agua/cemento, para el uso del concreto en obra hay que tener en cuenta la trabajabilidad y consistencia, los parámetros que controlan esta característica son: cantidad de agua granulometría y tamaño del agregado. La durabilidad esta relacionada con el tipo de cemento, el uso de aditivos y el ambiente de su entorno.

EL MÉTODO ACI

PASO 1: Determinación de la resistencia promedio:
Calculo de la desviación estándar

Ss= Desviación estándar
n= número de ensayos de la serie
X1. X2. Xn= resultado de la resistencia de muestras de ensayos individuales
X= promedio de todos los ensayos individuales de una serie.
DOSIFICACIÓN BASADA EN LA EXPERIENCIA EN OBRA O EN MEZCLAS DE PRUEBA
Desviación estándar:
Cuando se dispone de registros de ensayos, debe establecerse la desviación estándar de la muestra, Ss. Los registros de ensayos a partir de los cuales se calcula Ss, deben cumplir las siguientes condiciones:
a) Deben representar los materiales, procedimientos de control de calidad y condiciones similares a las esperadas. Las variaciones en los materiales y en las proporciones dentro de la muestra no deben haber sido más restrictivas que las de la obra propuesta.
b) Deben representar a concretos producidos para lograr una resistencia o resistencias especificadas, dentro del rango de ±7 MPa o (±70 kg/cm2 ) de f’c.
c) Deben consistir en al menos 30 ensayos consecutivos, o de dos grupos de ensayos consecutivos totalizando al menos 30 ensayos como se define en el RNE E-060 (5.6.2.3) (Un ensayo de resistencia debe ser el promedio de las resistencias de dos probetas cilíndricas confeccionadas de la misma muestra de concreto y ensayadas a los 28 días o a la edad de ensayo establecida para la determinación de f’c.), excepto por lo especificado en RNE E-060 5.3.1.2.(Cuando no se dispone de registros de ensayos que se ajusten a las condiciones anteriores, pero sí se tenga un registro basado en 15 a 29 ensayos consecutivos, se debe establecer la desviación estándar de la muestra, Ss, como el producto de la desviación estándar calculada de la muestra por el factor de modificación de la Tabla 01 . Para que sean aceptables, los registros de ensayos deben ajustarse a los requisitos (a) y (b), y deben representar un solo registro de ensayos consecutivos que abarquen un período no menor de 45 días calendarios consecutivos)

* Se permite interpolar para un número de ensayos intermedios.

* Desviación estándar de la muestra modificada, Ss, para usar en la determinación de la resistencia promedio requerida f’cr, de la Tabla 02.

Calculo de la resistencia promedio

La resistencia promedio a la compresión requerida, f’cr, usada como base para la dosificación del concreto debe ser determinada según la Tabla 02, empleando la desviación estándar, Ss, calculada de acuerdo con lo explicado anteriormente. f’c= resistencia especificada a la compresión del concreto. f’cr= resistencia promedio a la compresión requerida del concreto, empleada como base para la dosificación del concreto. Existen dos formas: Si se conoce la desviación estándar, el valor de f`cr será el mayor de los obtenidos en las siguientes proporciones:

TABLA 2

Cuando una instalación productora de concreto no tenga registros de ensayos de resistencia en obra para el cálculo de Ss que se ajusten a los requisitos, f’cr debe determinarse de la Tabla 03, y la documentación relativa a la resistencia promedio debe cumplir con lo siguiente: La documentación que justifique que la dosificación propuesta para el concreto producirá una resistencia promedio a la compresión igual o mayor que la resistencia promedio a la compresión requerida, f’cr, (del cálculo de la Tabla 02), debe consistir en un registro de ensayos de resistencia en obra, en varios registros de ensayos de resistencia o en mezclas de prueba.

PASO 2: Selección del tamaño máximo nominal

De acuerdo a la granulometría del agregado grueso. El agregado grueso deberá estar conformado por partículas limpias, de perfil preferentemente angular o semi angular, duras, compactas, resistentes, y de textura preferentemente rugosa. El TNM del agregado grueso no deberá ser mayor de:
1. 1/5 de la menor dimensión entre caras de encofrados.
2. 1/3 del peralte de las losas.
3. ¾ del espacio libre mínimo entre barra o alambres individuales de refuerzos; paquetes de barras; torones; o ductos de pre esfuerzo. En el caso en que la trabajabilidad y los métodos de consolidación sean lo suficiente buenos como para que el concreto sea colocado sin cangrejeras, las 3 limitaciones anteriores pueden ser más flexibles.
PASO 3: Selección del Asentamiento

Estos valores de asentamiento mostrado, se aplicarán cuando el método de consolidación utilizado sea vibración. Cuando se utilizan métodos de consolidación del concreto, diferentes de vibración, estos valores pueden ser incrementados en 1”, concretos bombeados deben tener como mínimo 5” de asentamiento (Slump).
Elección del Slump:
Si el slump no está especificado, debe seleccionarse un valor apropiado para el tipo de trabajo o elemento a vaciar.
La siguiente tabla del ACI 211 muestra rangos de slump cuando se utiliza un vibrador para consolidar el concreto.

PASO 4: Volumen unitario de agua

La cantidad de agua por unidad de volumen de concreto necesaria para obtener el asentamiento deseado, depende del tamaño máximo, perfil, textura y granulometría de los agregados,; así como de la cantidad de aire incorporado, no siendo apreciablemente afectada por la cantidad de cemento. El volumen de agua por m3 . Agua en litros/m3 para TNM de agregados y consistencia indicada.

PASÓ 5: Contenido de aire total

La cantidad aproximada de aire atrapado a ser esperado en un concreto sin aire incorporado, y el promedio recomendado del contenido total de aire para concretos en los cuales el aire es incorporado intencionalmente por razones de durabilidad. Es necesario recordar que concretos con aire incorporados, deberá siempre usarse para estructuras expuestas a ciclos de congelación y deshielo y generalmente para estructuras expuestas al agua de mar o sulfatos.

POR DURABILIDAD
EXPOSICIÓN A CICLOS DE CONGELAMIENTO Y DESHIELO
Los concretos de peso normal y los de pesos livianos expuestos a condiciones de congelamiento y deshielo o a productos químicos descongelantes deben tener aire incorporado, con el contenido total de aire indicado en la Tabla (Contenido Total De Aire Para Concreto Resistente Al Congelamiento) La tolerancia en el contenido total de aire incorporado debe ser de ±1,5%. Para concretos con f’c mayor de 35 MPa, se puede reducir el aire incorporado indicado en la Tabla en 1%.

Exposición Moderada

Una exposición moderada es cuando, en clima frío se espera congelamiento pero donde el concreto no estará expuesto continuamente a humedad o agua libre por largos períodos antes de congelarse, además de no ser expuesto a agentes descongelantes u otros químicos agresivos. Esto incluye: vigas exteriores, columnas, muros o

Exposición Severa
Es cuando, en un clima frío el concreto puede estar expuesto a químicos congelante u otros agentes agresivos, o donde el concreto podría ser altamente saturado por contacto continuo con humedad o agua libre antes de congelarse. Ejemplos incluyen: pavimentos, tableros de puentes, apoyo de puentes, vigas curvas, veredas, canales, tanques de agua o sumideros, estacionamientos.
PASÓ 6: Selección de la relación agua/cemento por resistencia
Existen dos criterios (por resistencia, y por durabilidad) para la selección de la relación a/c, de los cuales se elegirá el menor de los valores, con lo cual se garantiza el cumplimiento de los requisitos de las especificaciones. Es importante que la relación a/c seleccionada con base en la resistencia satisfaga también los requerimientos de durabilidad.
Por resistencia a compresión
Relación agua/cemento por resistencia para f´cr.

Por durabilidad

EXPOSICIÓN A SULFATOS

El concreto que va a estar expuesto a soluciones o suelos que contengan sulfatos debe cumplir con los requisitos de la Tabla El concreto debe estar hecho con un cemento que proporcione resistencia a los sulfatos y que tenga una relación agua-material cementante máxima y un f’c mínimo según la Tabla. Además de la selección apropiada del cemento, son esenciales otros requisitos para lograr concretos durables expuestos a concentraciones de sulfatos, tales como: baja relación agua material cementante, resistencia, adecuado contenido de aire, bajo asentamiento, adecuada compactación, uniformidad, recubrimiento adecuado del refuerzo y suficiente curado húmedo para desarrollar las propiedades potenciales del concreto.

*Cuando se utilicen las Tablas simultáneamente, se debe utilizar la menor relación máxima agua- material cementante aplicable y el mayor f’c mínimo. ** Se considera el caso del agua de mar como exposición moderada. *** Puzolana que se ha comprobado por medio de ensayos, o por experiencia, que mejora la resistencia a sulfatos cuando se usa en concretos que contienen cemento tipo V.

PASÓ 7: Cálculo del contenido de cemento:

La cantidad de cemento por unidad de volumen de concreto es igual al agua de mezclado (Paso 4) dividiendo entre la relación agua/cemento (Paso 6).

PASÓ 8: Contenido de bolsas Cantidad de cemento

Dividiendo el contenido de cemento entre 42.5Kg, se obtiene el número de bolsas de cemento por metro cúbico de concreto

PASÓ 9: Contenido Del Agregado Grueso

Agregados esencialmente del mismo TMN y buena gradación producirán un concreto de satisfactoria trabajabilidad. Valores apropiados para este volumen de agregados se dan en la siguiente tabla, se puede ver que para igual trabajabilidad, el volumen de agregado grueso por m3 de concreto depende solamente del TMN y del Módulo de Fineza del agregado fino.

PASÓ 10: Cálculo del volumen

Absolutos Método del volumen Absoluto

Haciendo un recuento de los materiales y sus pesos ya calculados, son los siguientes:

Para hallar la Arena seguimos la siguiente metodología: Hallamos el volumen de los materiales que forman el metro cúbico de concreto, esto se logra dividiendo el peso de los materiales entre su peso específico y para el aire entre 100 y por diferencia del metro cúbico de concreto, hallamos el volumen de arena, luego multiplicándolo por su peso específico logramos obtener el peso de la arena por metro cúbico de concreto.

PASÓ 11: Contenido del agregado fino