ajuste de mezclas

AJUSTE DE LA PROPORCIONES

1.- ALCANCE

- En la preparacin de las mezclas de prueba, el ingeniero debe recordar que deber emplear la cantidadde agua necesaria

- Para obtener la trabajabilidad y asentamiento requeridos por las especificaciones de obra,independientemente de si dicha cantidad de agua corresponde al volumen terico asumido en laseleccin de las proporciones.

- Efectuado este primer paso, la obtencin del asentamiento deseado, deber comprobarse el pesounitario y rendimiento de la unidad cubica de concreto, siguiendo las indicaciones de la Norma ASTMC 138, y el contenido de aire, siguiendo las indicaciones de alguna de las Normas ASTM C138, C 173 oC 231.

- Adicionalmente a la comprobacin de la trabajabilidad, el ingeniero deber verificar que no haysegregacin, as como que el concreto posee las propiedades de acabado que desea.

PROCEDIMIENTO

Verificadas y obtenidas las condiciones anteriores, deber realizarse en las siguiente tandas

ajustes apropiados en las proporciones, de acuerdo al siguiente procedimiento:

- La cantidad de agua de mezclado estimada para obtener el mismo asentamiento que las

tandas de prueba, deber ser igual al volumen neto del agua de mezclado empleado dividido

por el rendimiento de la mezcla de ensayo expresado en metros cbicos.

Si el asentamiento de la tanda de ensayo no fue correcto, incrementar o disminuir el contenido

de agua estimado en 2 litros por metro cubico de concreto por cada incremento o disminucin

de 10 mm en el asentamiento.

- Para ajustar la mezcla a fin de compensar los efectos de un contenido de aire incorrecto en

una mezcla de prueba con aire incorporado o atrapado, reducir o incrementar el contenido de

agua de mezclado en tres litros por meto cubico por cada 1% en el cual el contenido de aire

se incrementa o disminuye en relacin con el de la mezcla de ensayo.

- Si la base del proporcionamiento de los materiales integrantes de la unidad

cubica de concreto ha sido el peso estimado por metro cubico del concreto

fresco, el peso unitario recalculado del concreto fresco a ser empleado para

efectuar el ajuste de las mezclas de prueba ser igual al peso unitario medido

en la tanda de ensayo, reducido o incrementado por el porcentaje de

incremento o disminucin en el contenido de aire de la tanda ajustada de la

primera mezcla de prueba.

- Calcular el nuevo peso de la tanda partiendo de la seleccin de la relacin

agua-cemento, modificando si fuere necesario el volumen de agregado

grueso.

EJEMPLO

ESPECIFICACIONES

Se tiene una mezcla de concreto cuyas proporciones han sido seleccionadas para obtener una consistencia de 3- 4.

El diseo ha indicado la necesidad de emplear las siguientes cantidades de materiales:

Diseo Corregido por humedad

Cemento 282 kg/m3 282 kg/m3

Agua 175 kg/m3 115 kg/m3

Agregado fino 811 kg/m3 860 kg/m3

Agregado grueso 1152 kg/m3 1175 kg/m3

Agregado fino Agregado grueso

Absorcin 0.7% 0.8%

Humedad 6% 2%

Se desea conocer que ajustes deber efectuarse en la mezcla para lograr un rendimiento adecuado, el asentamiento

deseado, mantener la relacin agua cemento y la resistencia de diseo.

2. TANDA DE ENSAYO

Se ha preparado una tanda de ensayo en el laboratorio para un volumen de 0.02 de metro cbico de concreto.El concreto asi preparado tiene un asentamiento de 2.5 y un peso unitario de 2390 kg/m3. Se le considera Satisfactorio desde el punto de vista de trabajabilidad y cualidades de buen acabado.

Sin embargo, para llegar a este concreto fue necesario incrementar la cantidad terica de agua aadida que debera haber sido de 2.3 lts (115 x 0.02) a 2.7 lt/tanda.

3. PESOS POR TANDA

La tanda, para un volumen de 0.02m3, con la correccin en el agua efectuada, consistir en:cemento. 282 x 0.02 = 5.64 m3Agua aadida. = 2.70 ltAgregado fino hmedo... 860 x 0.02 = 17.20 kgAgregado grueso hmedo 1175 x 0.02 = 23.50 kgPeso por tanda. = 40.04 kg4. RENDIMIENTO DE LA TANDA DE ENSAYO

El rendimiento de la tanda de ensayo ser:- Rendimiento 49.04/2390 = 0.0205 m3

5. AGUA DE MEZCLADO POR TANDA:

A continuacin se debe determinar la nueva cantidad de agua de mezclado por tanda:

Humedad superficial del:

Agregado fino .6,0 - 0,7 = +5,3%

Agregado grueso ..2,0 0,5 = +1,5%

Agua aadida.. = 2.70 lt/td

Aporte del fino hmedo811 x 0,02 x 0,053 = 0,86lt/td

Aporte del grueso hmedo . 1152 x 0,02 x 0,015 = 0,34 lt/td

Agua de mezclado por tanda = 3.90 lt/td

6. AGUA DE MEZCLADO REQUERIDA

La cantidad de agua de mezclado requerida por metro cbico de concreto, con el mismo

asentamiento den la tanda de ensayo, se obtendr dividiendo el agua de mezclado por

tanda entre el rendimiento de la tanda de ensayo:

Agua de mezclado = 3,90/0,0205 =190 lt/m3

7. CORRECCION EN EL AGUA DE MEZCLADO

Tal como se indic en el acpite 28.2.1.1, la cantidad de agua requerida por metro cubico de

concreto deber ser incrementada en 2lt. Por cada incremento de 1 cm hasta obtener el

asentamiento

En nuestro caso debiendo pasar de un asentamiento de 2,5 equivalente a 6,35cm, a un

asentamiento de 3 equivalente a 7,62cm, se tiene una diferencia de 1,27 cm para la cual se

deber incrementar el agua de 3 litros.

La nueva agua de mezclado 190+3 =193 lts/m3

8. LA NUEVA RELACIN AGUA- CEMENTO

La relacin agua-cemento de diseo era:

Relacin agua-cemento = 175/282= 0,62

Con el incremento en la cantidad de agua de mezclado deber requerirse cemento adicional para

mantener la relacin agua-cemento de 0,62. El nuevo contenido de cemento ser:

Contenido de agua de cemento 193/0,62 = 311kg/m3

9. CONTENIDO DE AGREGADO GRUESO

Desde que la trabajabilidad fue encontrada satisfactoria, la cantidad de agregado grueso por unidad de

volumen de concreto deber mantenerse igual que en las mezclas de prueba . Por tanto, el volumen de

agregado grueso por metro cubico ser:

Agregado grueso .23,50/0,0205 = 1146kg/m3

Agregado grueso seco.1146/1,02 =1124 kg/m3

10. CONTENIDO DE AGREGADO FINO

El nuevo peso unitario volumtrico del concreto es el peso medido de 2390 kg/m3

El peso del agregado fino requiere conocer primero e contenido de agregado grueso al estado de

saturado superficialmente seco:

Agregado grueso saturado

Superficialmente seco .1124 x 1,005 = 1130 kg/m3

Y el peso dela agregado fino requerido, al estado de saturado superficialmente seco, ser:

Agregado fino saturado superficialmente seco..2390-[311+193+ 1130] = 756 kg/m3

Agregado fino seco ............756/1,007 = 751 kg/m3

11. NUEVOS PESOS SECOS DE LA TANDA

De acuerdo a los ajustes efectuados, los nuevos pesos de la tanda, para un metro cubico de concreto, como

valores de diseo sern:

Cemento.311kg/m3

Agua de diseo...193lt/m3

Agregado fino seco.751kg/m3

Agregado grueso seco.12124kg/m3

Estos valores debern ser corregidos por condicin de humedad de agregado a fin de obtener los nuevos valores

de obra.

12. CORRECCIN POR EL MTODO DE VOLMENES ABSOLUTOS

En primer lugar se calcula el volumen absoluto de los diversos materiales integrantes de diseo original, sin

considerar el aire:

Volmenes absolutos:

Cemento5,64/3,15 x 1000 = 0,0018m3

Agua de diseo...3,9/1 x 1000 = 0,0039m3

Agregado fino seco811 x 0,02/2,64 x 1000 = 0,0061m3

Agregado grueso seco. 1152 x 0,02/2,68 x 1000 = 0,0086m3

Suma de valores absolutos = 0,0204 m3

Aire atrapado.0,0205 0,0204 =0,0001 m3= 1%

Establecidas ya las proporciones de todos los componentes de la unidad cubica de concreto, excepto el

agregado fino, las cantidades ya corregidas de un metro cubico pueden calcularse como sigue:

Cemento311/3,15 x 1000 = 0,0018m3

Agua de diseo...195/1 x 1000 = 0,0039m3

Aire atrapado =0,0001 m3= 1%

Agregado grueso seco1124/2,68 x 1000 = 0,420m3

Suma de valores absolutos = 0,772m3

Volumen absoluto del agregado fino seco. 1- 0,722 = 0,278m3

Peso seco del agregado fino 0,278x2,64x1000 = 734kg/m3

y los pesos ajustados por metro cubico de concreto sern:

Cemento.311kg/m3




Los valores obtenidos difieren nicamente en el peso del agregado fino de los valores obtenidos haciendo

la correccin por el mtodo de los pesos .

Ensayos adicionales, o la experiencia del ingeniero, deber indicar pequeos ajustes adicionales para

cualquiera de los dos mtodos.

EJEMPLO N2

1. ESPECIFICACIONES

Se tiene una mezcla de concreto cuyas proporciones han sido seleccionadas para obtener una consistencia

seca con asentamiento de 1 a 2. El diseo ha indicado la necesidad de emplear las siguientes cantidades

de materiales:

Diseo correccin por humedad

Cemento 320 Kg/m3 320 Kg/m3

Agua 160 Kg/m3 100 Kg/m3

Agregado fino 817 Kg/m3 858 Kg/m3

Agregado grueso 1018 Kg/m3 1049 Kg/m3

Aire total 5% 5%

Diseo correccin por humedad

Absorcin 0.7% 0.5%

Humedad 5.0% 3.0%

Peso especfico 2.64 2.68

En funcin de los resultados de la tanda de ensayo, se desea conocer que ajustes ser necesario realizar en

una mezcla para lograr las condiciones de diseo

2. TANDA DE ENSAYO

Se ha preparado una tanda en el laboratorio para un volumen de 0,02m3 de concreto. El concreto as

preparado tiene un asentamiento de 2, un peso unitario de 2269 kg/m3 y un contenido de aire total

de 6,5%. Se considera que la mezcla es ligeramente sobrearenosa para las facilidades de colocacin de

las que se disponen en obra.

Sin embargo, para llegar a este concreto se ha aadido a la tanda de ensayo nicamente de 1,75 lt.

Para obtener el asentamiento indico, en lugar de 2lt (100x0, 02), cantidad terica de agua aadida que

debera ser aadida.

3. PESOS DE LA TANDA DE ENSAYO

La tanda para un volumen de 0,02 m3, con la correccin en el agua efectuada consistir en:

Cemento 320x0,02 = 6,40kg

Agua aadida.= 1,75 lt/td

Aporte del fino hmedo858 X 0,02 = 17,16Kg

Aporte del grueso hmedo 1049 X 0,02 = 20,98Kg

Peso de la tanda = 46,29 Kg

4. RENDIMIENTO DE LA TANDA DE ENSAYO

El rendimiento de la tanda de ensayo ser:

Rendimiento = 45,29/2269 = 0,02024 m3

5. AGUA DE MEZCLADO POR TANDA

A continuacin se debe determinar la nueva cantidad de agua de mezclado por tanda:

Humedad superficial del:

Agregado fino .5,0 - 0,7 = +4,3%

Agregado grueso ..3,0 0,5 = +2,5%

Agua aadida.. = 1.70 lt/td

Aporte del fino hmedo817 x 0,02 x 0,043 = 0,71lt/td

Aporte del grueso hmedo . 1018 x 0,02 x 0,025 = 0,52lt/td

Agua de mezclado por tanda = 2,98 lt/td

6. AGUA DE MEZCLADO REQUERIDA

La cantidad de agua de mezclado requerida por metro cbico de concreto, con el mismo asentamiento

den la tanda de ensayo, se obtendr dividiendo el agua de mezclado por tanda entre el rendimiento de

la tanda de ensayo:

Agua de mezclado = 2,98/0,0204 =146 lt/m3

7. CORRECCION EN EL AGUA DE MEZCLADO

El asentamiento de 2 obtenido cumple con las especificaciones de obra y por tanto pueden

considerarse satisfactorio. Sin embargo , despus de que el contenido total de aire es de 6,5%, es decir

1,5% ms alto que el valor de diseo estimado es de 5%, se necesitara ms agua para corregir y

mantener el valor del asentamiento cuando el contenido de aire sea corregido.

Tal como se indic en el acpite 28.2.1.1, el agua de mezclado deber ser reducida o incrementada en

3lt. Por metro cubico por cada 1% en el cual el contenido de aire se incrementa o disminuye en relacin

con el del conjunto de unidad cubica de concreto.

En el caso del problema analizado, del agua de mezclado deber ser incrementada en:

Incremento del agua de mezclado = 3 x 3,15 = 4,5 lt/m3

La nueva agua de mezclado = 146 + 5 =193 lts/m3

8. NUEVO CONTENIDO DE CEMENTO

La relacin agua-cemento de diseo es:

Relacin agua-cemento = 160/320= 0,50

Con la disminucin en la cantidad de agua de mezclado deber requerirse menos cemento para

obtener la relacin agua-cemento de 0,50. El nuevo contenido de cemento ser:

Contenido de agua de cemento 151/0,50 = 302kg/m3

9. CORRECCION EN EL AGREGADO GRUESO

Desde que el concreto fue encontrado sobrearenoso, la cantidad de agregado grueso por unidad de

volumen deber ser incrementada en 10%.

Originalmente la relacin b/b0 era de 0,67. Efectuando la correccin indicada se eleva a 0,74. La

cantidad de agregado grueso por metro cubico considerando un peso seco compactado de 1520

kg/m3para el agregado grueso ser:

Agregado grueso seco.0,74 x 1520 = 1125kg/m3

Agregado grueso seco.1,03 x 1125 =1159 kg/m3

Agregado grueso saturado

Superficialmente seco .1,005 x 1125 = 1131kg/m3

10. NUEVO PESO DEL CONCRETO

El nuevo estimado para el peso del concreto, con 15% menos de aire ser de :

Nuevo peso del concreto = 2269/ 0,985 = 2303 Kg /m3

11. CONTENIDO DE AGREGADO FINO

El peso del agregado fino requiere conocer primero e contenido de agregado grueso al

estado de saturado superficialmente seco:

Agregado fino saturado superficialmente seco..2303-[302+151+ 1131] = 719kg/m3

Agregado fino seco ............719/1,007 = 714 kg/m3

12. NUEVOS PESOS SECOS DE LA TANDA

De acuerdo a los ajustes efectuados, los nuevos pesos de la tanda, para un metro cubico de concreto, como

valores de diseo sern:

Cemento.302kg/m3




Estos valores debern ser corregidos por condicin de humedad de agregado a fin de obtener los nuevos

valores de obra.

13. CORRECCIN POR EL MTODO DE VOLMENES ABSOLUTOS

Establecidas las nuevas proporciones de todos los componentes de la unidad cubica de concreto, excepto el

agregado fino, las cantidades en volumen absoluto sern las siguientes:

Cemento5,64/3,15 x 1000 = 0,0018m3

Agua de diseo...3,9/1 x 1000 = 0,0039m3

Agregado fino seco811 x 0,02/2,64 x 1000 = 0,0061m3

Agregado grueso seco. 1152 x 0,02/2,68 x 1000 = 0,0086m3

Suma de valores absolutos = 0,0204 m3

Aire atrapado.0,0205 0,0204 =0,0001 m3= 1%

Establecidas ya las proporciones de todos los componentes de la unidad cubica de concreto, excepto el agregado

fino, las cantidades ya corregidas de un metro cubico pueden calcularse como sigue:

Cemento302/3,15 x 1000 = 0,096m3

Agua de diseo...151/1 x 1000 = 0,151m3

Aire total =0,050 m3= 5%

Agregado grueso seco1125/2,68 x 1000 = 0,420m3

Suma de valores absolutos = 0,717m3

Volumen absoluto del agregado fino seco. 1- 0,717 = 0,283m3

Peso seco del agregado fino 0,283x2,64x1000 = 747kg/m3

y los pesos ajustados por metro cubico de concreto sern:

Cemento.302kg/m3




Los valores obtenidos difieren nicamente en el peso del agregado fino de los valores obtenidos haciendo la

correccin por el mtodo de los pesos.

Ensayos adicionales, o la experiencia del ingeniero, deber indicar pequeos ajustes adicionales para cualquiera de

los dos mtodos.

ajuste de mezclas

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