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CURSO BASICO SOBRE TECNOLOGIA DEL CONCRETOCURSO BASICO SOBRE TECNOLOGIA DEL CONCRETOTema: “Diseño de Mezclas”Tema: “Diseño de Mezclas”

DISEÑO DE MEZCLASDISEÑO DE MEZCLASDISEÑO DE MEZCLAS


CARACTERISTICAS CARACTERISTICAS DEL CONCRETODEL CONCRETO


CONCRETO FRESCO

Trabajabilidad

Cohesión

Plasticidad

TrabajabilidadTrabajabilidad

CohesiónCohesión

PlasticidadPlasticidad


CONCRETO ENDURECIDO:

ResistenteDurable

ResistenteResistente

Durable Durable

¡ Y bello también !¡ Y bello también !¡ Y bello también !


OBJETIVOOBJETIVO


El diseño de una mezcla de concreto tiene como

finalidad primordial que el concreto pueda ser colocado

con la cantidad mínima necesaria posible de cemento y

agua para mezclar, vaciar, compactar y terminar el

concreto, de tal forma que se obtenga una influencia

favorable en la resistencia y en la durabilidad de los

elementos fabricados con ésta.

El diseño de una mezcla de concreto tiene como

finalidad primordial que el concreto pueda ser colocado

con la cantidad mínima necesaria posible de cemento y

agua para mezclar, vaciar, compactar y terminar el

concreto, de tal forma que se obtenga una influencia

favorable en la resistencia y en la durabilidad de los

elementos fabricados con ésta.


TRABAJABILIDAD Y TRABAJABILIDAD Y CONSISTENCIACONSISTENCIA


TRABAJABILIDADTRABAJABILIDAD

La trabajabilidad es la propiedad del concreto que determina la facilidad con que éste puede ser colocado, compactado y terminado.

No existe un método único conocido a la fecha que pueda medir esta propiedad en términos cuantitativos.

Generalmente la CONSISTENCIA se emplea como una medida de la trabajabilidad.


CONSISTENCIACONSISTENCIA

Es la habilidad relativa del concreto en estado fresco para fluir.

El revenimiento es la prueba más

conocida para medir la consistencia

del concreto.


COMPARACION DE CONSISTENCIA

Consistencia Método de determinación Valor

Extremadamente seca Tiempo Ve Be 35 s

Muy rígida Tiempo Ve Be 20 s

Rígida Revenimiento 0 a 2.5 cm

Rígida plástica Revenimiento 2.5 a 7.5 cm

Plástica Revenimiento 7.5 a 12.5 cm

Muy plástica Revenimiento 12.5 a 19 cm

Extremadamente plástica Extensión 50 a 60 cm

Autocompactable y autonivelante Extensión 60 a 75 cm


EQUIPOS PARA LA MEDICION EQUIPOS PARA LA MEDICION DE LA CONSISTENCIADE LA CONSISTENCIA

Prueba tiempo Ve Be


MEDICION DE LA CONSISTENCIAMEDICION DE LA CONSISTENCIA

Prueba de revenimiento


EQUIPOS PARA LA MEDICION DE LA CONSISTENCIA

Prueba de extensión (concreto superfluido)


EQUIPOS PARA LA MEDICION DE LA CONSISTENCIA

Prueba de extensión (concreto aucompactable y autonivelante)


CARACTERISTICAS DEL CARACTERISTICAS DEL CONCRETOCONCRETO


Uso del concreto (servicio)

Tamaño y forma de los elementos

Condiciones de exposición

ELECCION DE LAS CARACTERISTICAS DE

LA MEZCLA


CRITERIO DE DISEÑO DE MEZCLAS

CRITERIO CARACTERISTICA OBSERVACIONES

Resistencia Solic. Estructural Resistencia a compresión, Módulo de ruptura,Módulo de elasticidad

Durabilidad Reactividad Alcali- agregadoAtaque químico Cloruros, sulfatos, etc.Abrasión Mecánica e hidráulica

Peso Ligero < 1850 Kg/m³Normal 1850 - 2400 Kg/m³Pesado > 2450 Kg/m³

Asp. constructivos Colocación Bomba, canalónbanda, Tremie, etc.

Asp. arquitectónicos Acabado Textura, color, tipo de de agregado, etc.


INFLUENCIA DE LOS INFLUENCIA DE LOS MATERIALESMATERIALES


05

10152025303540

COMPOSICIÓN TIPICA DE UN CONCRETO NORMAL

(en volumen)

CementoGrava ArenaAgua


CEMENTO

4 Tipo (seleccionado de acuerdo a

estudios preliminares)

4 Cantidad (determinada en base a la

relación agua/cemento)

4 Estipulado en las especificaciones

4Contenido mínimo de cemento

4 Tipo (seleccionado de acuerdo a

estudios preliminares)

4 Cantidad (determinada en base a la

relación agua/cemento)

4 Estipulado en las especificaciones

4Contenido mínimo de cemento


ADICIONES MINERALES

Puzolana Fly AshMicrosílicaEscoria

4 Material de relleno para mejorar la trabajabilidad

4 Como adición cementante

4 Para incrementar la durabilidad del concreto

4 Material de relleno para mejorar la trabajabilidad

4 Como adición cementante

4 Para incrementar la durabilidad del concreto


GRANULOMETRIA

La granulometría de los agregados juega un rol

importantísimo en el diseño de las mezclas y las

propiedades del concreto fresco y endurecido.

Con un agregado bien graduado se producirá la resistencia

máxima posible con la mínima cantidad de cemento, debido

a que se tendrá la superficie mínima de partículas que

habrá que cubrir con pasta.

La granulometría de los agregados juega un rol

importantísimo en el diseño de las mezclas y las

propiedades del concreto fresco y endurecido.

Con un agregado bien graduado se producirá la resistencia

máxima posible con la mínima cantidad de cemento, debido

a que se tendrá la superficie mínima de partículas que

habrá que cubrir con pasta.


INFLUENCIA DEL TAMAÑO DEL AGREGADO

área = 2 X 2 X 6 = 24 cm²

área = 6 X 8 = 48 cm²

2 cm

2 cm

1 cm

1 cm

1 cm

1 cm

(=menor requerimiento de pasta)

(=mayor requerimiento de pasta)


INFLUENCIA DE LA FORMA DEL AGREGADO

22

2

2

28

0.52


TAMAÑO MAXIMO DEL AGREGADO(Reglamento de Construcción ACI 318)

El tamaño máximo del agregado no debe exceder:

La quinta parte del espacio más angosto entre las formas lateralesLa tercera parte del espesor de losasLas tres cuartas partes del espacio libre entre las varillas o alambres individuales de refuerzo, paquetes de varilla, o tendones y ductos de presfuerzo

La quinta parte del espacio más angosto entre las La quinta parte del espacio más angosto entre las formas lateralesformas laterales

La tercera parte del espesor de losasLa tercera parte del espesor de losas

Las tres cuartas partes del espacio libre entre las Las tres cuartas partes del espacio libre entre las varillas o alambres individuales de refuerzo, varillas o alambres individuales de refuerzo, paquetes de varilla, o tendones ypaquetes de varilla, o tendones y ductosductos de de presfuerzopresfuerzo


TAMAÑO MAXIMO DEL AGREGADO

Para el caso del concreto arquitectónico, el tamaño máximo del agregado no debe exceder:

Las tres cuartas partes del espacio entre el acero de

refuerzo y la cara interior de la cimbra (Concreto

Arquitectónico)

Las tres cuartas partes del espacio entre el acero de Las tres cuartas partes del espacio entre el acero de

refuerzo y la cara interior de la cimbra (Concreto refuerzo y la cara interior de la cimbra (Concreto

Arquitectónico)Arquitectónico)


TAMAÑO MAXIMO DEL AGREGADOPara el bombeo del concreto el tamaño máximo del agregado no deberá ser mayor de:

La tercera parte del diámetro interior de la tubería

cuando en la elaboración del concreto se emplean

agregados naturales.

La cuarta parte del diámetro interior de la tubería

cuando en la elaboración del concreto se emplean

agregados triturados 100%

La tercera parte del diámetro interior de la tubería La tercera parte del diámetro interior de la tubería

cuando en la elaboración del concreto se emplean cuando en la elaboración del concreto se emplean

agregados naturales.agregados naturales.

La cuarta parte del diámetro interior de la tubería La cuarta parte del diámetro interior de la tubería

cuando en la elaboración del concreto se emplean cuando en la elaboración del concreto se emplean

agregados triturados 100%agregados triturados 100%


EFICIENCIA DEL TAMAÑO DEL AGREGADO CON EL CEMENTO

Para el concreto de resistencia baja (f’c menor o

igual a 200 Kg/cm²) y resistencia media (f’c entre

250 y 400 Kg/cm²), las gravas de mayor tamaño

(TMA hasta 6”) resultan más eficientes para el

desarrollo de resistencia.

Para el concreto de resistencia baja (f’c menor o Para el concreto de resistencia baja (f’c menor o

igual a 200 Kg/igual a 200 Kg/cm²cm²) y resistencia media (f’c entre ) y resistencia media (f’c entre

250 y 400 Kg/250 y 400 Kg/cm²cm²), las gravas de mayor tamaño ), las gravas de mayor tamaño

(TMA hasta 6”) resultan más eficientes para el (TMA hasta 6”) resultan más eficientes para el

desarrollo de resistencia.desarrollo de resistencia.


Inversamente:

Para el concreto de alta resistencia (f’c igual o mayor

a 420 Kg/cm²) las gravas de menor tamaño (TMA

menor o igual a 1”) producen una mayor eficiencia en

el desarrollo de la resistencia.

Para el Para el concreto de alta resistenciaconcreto de alta resistencia (f’c igual o mayor (f’c igual o mayor

a 420 Kg/a 420 Kg/cm²cm²) ) las gravas de menor tamañolas gravas de menor tamaño (TMA (TMA

menor o igual a 1”) menor o igual a 1”) producen una mayor eficiencia enproducen una mayor eficiencia en

el desarrollo de el desarrollo de la resistencia. la resistencia.


AGUA

El agua es el constituyente

del concreto más nocivo en

cantidad para el concreto.

La mayoría de problemas de

agrietamiento se deben a

ella.


RESISTENCIA A COMPRESION DEL CONCRETO PARA UN MISMO CONTENIDO DE CEMENTO, VARIANDO EL REVENIMIENTO

150

175

200

225

250

275

300

325

350

375

400

148 150 152 154 156 158 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178 180 182 184 186 188 190 192 194 196

Contenido de agua en la mezcla, en L

Resi

sten

cia

en k

g/cm

²

28 días

Cemento por m³: 300 KgRevenimiento inicial: 2.5 cmRevenimiento f inal: 22 cm

Pérdida de resistencia por cada litro de agua adicionada: 2.2 Kg/cm²Pérdida de resistencia por cada cm de incremento del revenimiento: 5 Kg/cm²Agua requerida para incrementar un cm el revenimiento: 2.3 L


El contenido de agua puede ser alterado por:

Tamaño y forma del agregadoRevenimientoRelación agua/cementoRelación grava/arenaContenido de cementoCondiciones ambientalesUso de aditivos y adiciones

Tamaño y forma del agregadoTamaño y forma del agregado

RevenimientoRevenimiento

Relación agua/cementoRelación agua/cemento

Relación grava/arenaRelación grava/arena

Contenido de cementoContenido de cemento

Condiciones ambientalesCondiciones ambientales

Uso de aditivos y adicionesUso de aditivos y adiciones


Cuando se emplean agregados de buena forma (cúbica o redondeada), calidad física, normalmente los consumos de agua para concreto de revenimiento normal (8 a 12 cm), deberán ser del siguiente orden:

Agregados mixtos: 180 a 200 L/m³Agregados naturales: 160 a 180 L/m³

Agregados triturados: 200 a 220 L/m³

Agregados naturales: 160 a 180 L/m³Agregados naturales: 160 a 180 L/m³

Agregados mixtos: 180 a 200 L/m³Agregados mixtos: 180 a 200 L/m³

Agregados triturados: 200 a 220 L/m³Agregados triturados: 200 a 220 L/m³


ADITIVOS QUIMICOSo Reductor de agua,o Fluidizante,o Acelerante,o Retardante, o Inclusor de aire

Tiempo de entregaTiempo de entregaDistancia a la obraDistancia a la obraTiempo de colocaciónTiempo de colocaciónTemperatura ambiental Temperatura ambiental Requisitos especiales del concreto (tiempo de puesta en Requisitos especiales del concreto (tiempo de puesta en servicio, durabilidad, etc.)servicio, durabilidad, etc.)


RELACION AGUA/CEMENTO

Esta relación es sencillamente el

peso del agua (excluyendo la

absorbida por los agregados)

dividido entre el peso del cemento.

La resistencia a compresión se relaciona

inversamente con la relación agua/cemento.

La resistencia a compresión se relaciona La resistencia a compresión se relaciona

inversamente con la relación agua/cemento.inversamente con la relación agua/cemento.


CURVA DE RELACION AGUA/CEMENTO

0.30.350.4

0.450.5

0.550.6

0.650.7

0.750.8

0.850.9

100 150 200 250 300 350 400 450Resistencia a la compresión a 28 días, kg/cm²

Rel

ació

n a/

c


RELACION GRAVA-ARENA

Determina la cohesión y trabajabilidad

de la mezcla y de alguna manera la

demanda de agua en el concreto.


RELACIONES TIPICAS GRAVA-ARENA:

50% - 50%Manufacturados (triturados)

55% - 45%Mixtos (semitriturados)

60% - 40%De río

RELACION GRAVA-ARENATIPO DE AGREGADOS


REVENIMIENTOS RECOMENDADOS :

ESTRUCTURA Rvto., cm

zapatas y muros de cimentación reforzados 8 a 12 Vigas y muros reforzados 10 a 14 Columnas de edificios 12 a 18Pavimentos y losas 4 a 8 Concreto masivo 2 a 5

ESTRUCTURAESTRUCTURA RvtoRvto., cm., cm

zapatas y muros de cimentación reforzadoszapatas y muros de cimentación reforzados 8 a 12 8 a 12 Vigas y muros reforzadosVigas y muros reforzados 10 a 14 10 a 14 Columnas de edificiosColumnas de edificios 12 a 1812 a 18Pavimentos y losas Pavimentos y losas 4 a 8 4 a 8 Concreto masivoConcreto masivo 2 a 5 2 a 5

En el país, típicamente se maneja el concreto de:Tiro directo: 10 cmBombeo: 14 cmBombeo colados densamente armados y/o estrechos: 18 cm


ENSAYE DE MEZCLASENSAYE DE MEZCLAS


OBJETIVO:

☺ Que en estado plástico posea las características

adecuadas de trabajabilidad y consistencia para colocar

el concreto fácilmente en las cimbras y alrededor del

acero de refuerzo bajo las condiciones de colocación a

ser empleadas, sin segregación o excesivo sangrado

☺ Que en estado endurecido alcance la resistencia de

proyecto y el tiempo de vida esperado (durabilidad).

☺☺ Que en Que en estado plásticoestado plástico posea las características posea las características

adecuadas de trabajabilidad y consistencia para colocar adecuadas de trabajabilidad y consistencia para colocar

el concreto fácilmente en las cimbras y alrededor del el concreto fácilmente en las cimbras y alrededor del

acero de refuerzo bajo las condiciones de colocación a acero de refuerzo bajo las condiciones de colocación a

ser empleadas, sin segregación o excesivo sangradoser empleadas, sin segregación o excesivo sangrado

☺☺ Que en Que en estado endurecidoestado endurecido alcance la resistencia de alcance la resistencia de

proyecto y el tiempo de vida esperado (durabilidad).proyecto y el tiempo de vida esperado (durabilidad).


PRUEBAS AL CONCRETO FRESCO


PRUEBAS AL CONCRETO ENDURECIDO


ACEPTACION DE LA MEZCLAACEPTACION DE LA MEZCLA


Una mezcla de concreto se considera apta para ser empleada en el campo cuando a nivel laboratorio se determina que posee:

La trabajabilidad requerida

El revenimiento (consistencia) especificado

Tiempo un tiempo adecuado de permanencia

en estado plástico

La resistencia mecánica especificada

La La trabajabilidadtrabajabilidad requeridarequerida

El revenimiento (consistencia) especificadoEl revenimiento (consistencia) especificado

Tiempo un tiempo adecuado de Tiempo un tiempo adecuado de permanencia permanencia

en estado plásticoen estado plástico

La resistencia mecánica especificada La resistencia mecánica especificada


AJUSTES DE LA MEZCLAAJUSTES DE LA MEZCLA


Cuando en el ensaye de los especímenes se

determine un incumplimiento con el grado de

calidad especificado o con los parámetros

indicados en particular con el proyecto.


Cuando en la obra se determine que la mezcla no posee las características satisfactorias detrabajabilidadrequeridas para la colocación y acabado del concreto.


Cuando se detecte alto sangrado o tendencia al asentamiento o segregación de la mezcla.


Cuando se cambie de

tipo o marca de

cemento, de banco de

agregados o de tipo

y/o marca de aditivo.


RESUMENRESUMEN


El diseño de la mezcla deberá estar dirigido a la obtención de la resistencia especificada, así como a alcanzar las características de durabilidad conforme a las expectativas de vida y condiciones de servicio del concreto.


La resistencia del concreto

está determinada, en general,

por la relación entre los

contenidos de cemento y

agua (relación A/C)


El agua es el principal culpable

del agrietamiento del concreto

por lo que se deberá considerar

la adición mínima necesaria de

este material para proveer a la

mezcla de la consistencia

requerida.


En las especificaciones de obra deben establecerse límites para los factores que se emplean en el diseño de mezclas, tales como:

ResistenciaRevenimientoTamaño máximo de agregadoAditivosTiempo de entregaetc.


La calidad y características de los agregados juega un papel importantísimo en la calidad del concreto.


Los aditivos son materiales indispensables para mejorar las características y propiedades del concreto, pero NO SUSTITUYEN A UNA MALA PRACTICA CONSTRUCTIVA NI A UN MAL DISEÑO DE MEZCLA.

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