DISENO DE MEZCLA PARA CONCRETO F c 210 K

DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 210 Kg/cm2, CEMENTO TIPO V
Pág. 1
Las proporciones de los materiales integrantes de la mezcla de concreto a ser empleada en la construcción de las
alcantarillas de los drenes 1000, 1000-36 y 1200 que cruzan la Carretera Panamericana Norte Nueva, presentan las
siguientes especificaciones para la Obra:
- En el diseño de la mezcla se debe contemplar la posibilidad de ataque de sulfatos a los elementos estructurales
de las alcantarillas
- La resistencia en compresión especificada es de 210 Kg/cm2 a los 28 días
- Las condiciones de colocación del concreto exigen el empleo de mezclas de consistencia plástica
Materiales
A.- Cemento
Tabla N° 1
Concreto Expuesto a Soluciones de Sulfato
Exposición
a
Sulfatos
Sulfato Soluble
Sulfato en
Cemento
en Agua Presente Agua, como
Tipo
en el Suelo como
SO4
SO4
(% en Peso)
(pmm)
Despreciable
0.00 - 0.10
0 - 150
Moderada
0.10 - 0.20
150 - 1500 11 - 1P - 1PM
Severa
0.20 - 2.00
1500 - 10000
V
Muy Severa
Sobre - 2.00
Sobre - 10000 V + Puzolana
Relación
Agua / Cemento
Máxima en Peso en
Concretos con Agregados
de Peso Normal
0.50
0.45
0.45
Para nuestro caso consideramos al suelo con una alta concentración de sulfatos, lo cual clasifica como exposición severa,
y deberá emplearse en la mezcla cemento tipo V de la clasificación ASTM C 150
- Portland ASTM tipo V "Pacasmayo"
- Peso específico de cemento:
3150 Kg/m3
Cantera Chancadora Tres Tomas
Propiedades de los Agregados
B.- Agregado Fino (Arena gruesa)
Humedad Natural
Absorción
Módulo de Fineza
Peso específico de masa
Peso Unitario Suelto
Peso Unitario Varillado (compactado)
0.8 %
0.6 %
2.84
2650 Kg/m3
1688 Kg/m3
1732 Kg/m3
C.- Agregado Grueso (Piedra Chancada)
Humedad Natural
Absorción
Tamaño Máximo del Agregado Nominal
Peso específico de masa
Peso Unitario Suelto
Peso Unitario Varillado (compactado)
0.95 %
0.72 %
3/4"
2620 Kg/m3
1722 Kg/m3
1815 Kg/m3
D.- Agua
Será potable tomada de la red pública de la ciudad de Lambayeque
1.- Determinación de la Resistencia Promedio
Cuando no se cuenta con un registro de resultados de ensayos que posibilite los cálculos, para determinar la resistencia requerida
deberá ser determinada empleando los valores de tablas como:
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 210 Kg/cm2, CEMENTO TIPO V
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N° 2
Resistencia a la Compresión Promedio
f ' c (Kg/cm2) f ' cr (Kg/cm2)
Menos de 210
f ' c + 70
210 a 350
f ' c + 84
Sobre 350
f ' c + 98
Resistencia del Concreto: f ' c =
210 Kg/cm2
tomaremos: f ' cr = f ' c + 84 =
294 Kg/cm2
Asimismo, considerando los valores que relacionan el grado de control de calidad con el coeficiente de variación"V" que están dado
Coeficientes de Variación y Grados de Control
Grados de Control
Obtenible unicamente en Lab.
Excelente en Obra
Bueno
Regular
Inferior
Malo
Coeficiente de Variación "V "
5%
10 a 12 %
15%
18%
20%
25%
Resistencia Promedio: Porcentaje de la Resistencia Especificada
bla N° 5
"V"
5
10
12
15
18
20
25
Para una Muestra de Ensayo en Diez por Debajo del Porcentaje de la Resistencia de Diseño Especificada
100
107
115
118
124
130
135
147
90
103
106
111
117
121
133
80
100
104
108
118
70
103
Para una Muestra de Ensayo en Cien por Debajo del Porcentaje de la Resistencia de Diseño Especificada
100
113
130
139
154
173
188
241
90
102
117
125
139
155
169
216
80
104
111
123
138
150
192
70
108
121
131
168
Si observamos la Tabla N° 3 que el coeficiente de variación " V " = 12 % es un concreto excelente en obra y deseando que no más de
una muestra de cada diez esté por debajo del 100 % de la resistencia especificada, el coeficiente por el cual se deberá multiplicar la
resistencia de diseño para obtener la resistencia promedio será de acuerdo a la Tabla N° 4
f ' cr = f ' cr * 1.18 =
347 Kg/cm2
2. Selección del Tamaño Máximo Nominal del Agregado Grueso
De acuerdo a la granulometría de agregado grueso, el tamaño máximo nominal es de 3 / 4 "
3. Selección del Asentamiento del Concreto
De acuerdo a las especificaciones, las condiciones de colocación requieren una mezcla de consistencia plástica a la que corresponde
un asentamiento de 3 " a 4 "
4. Volumen Unitario de Agua
Se determina mediante la Tabla N° 5 confeccionada por el Comité 211 del ACI:
Volumen Unitario de Agua
Asentamiento
3/8"
1" a 2"
3"a 4"
6" a 7"
207
228
243
1" a 2"
181
Agua en lt/m3, para los Tamaños Máximos Nominales de Agregado Grueso y Consistencia indicados
1/2"
3/4"
1"
1 1/2 "
2"
3"
6"
Concreto Sin Aire Incorporado
199
190
179
166
154
130
113
216
205
193
181
169
145
124
228
216
202
190
178
160
Concreto Con Aire Incorporado
175
168
160
150
142
122
107
3"a 4"
6" a 7"
202
216
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 210 Kg/cm2, CEMENTO TIPO V
193
184
175
165
157
205
197
184
174
166
133
154
119
Pág. 3
Para un asentamiento de 3" a 4 " en una mezcla sin aire incorporado cuyo agregado grueso tiene un tamaño máximo nominal de 3/4 "
es de:
205 lt / m3
5. Contenido de Aire Atrapado
Desde que la estructura no va a estar sometida a congelación y deshielo, no será necesario incorporar aire a la mezcla, de acuerdo
a la Tabla N° 6, a un concreto con agregado cuyo tamaño máximo nominal de 3/4 " le corresponde 2.0 % de aire atrapado
Tabla N° 6
Contenido de Aire Atrapado
Tamaño
Máximo
Nominal
3/8 "
1/2 "
3/4 "
1"
1 1/2 "
2"
3"
6"
Contenido de Aire Atrapado es : 2.0 % =
Aire Atrapado
3.0 %
2.5 %
2.0 %
1.5 %
1.0 %
0.5 %
0.3 %
0.2 %
0.02 m3
5. Relación Agua - Cemento por Resistencia
Para una resistencia del concreto promedio de:
347 Kg/cm2, en un concreto sin aire incorporado, en la Tabla N° 7,
se encuentra una relación de agua - cemento máxima en peso
Tabla N° 7 Relación Agua - Cemento por Resistencia
f ' cr
(28 días)
150
200
250
300
350
400
450
Relación agua - cemento de diseño en peso
Concreto
Concreto con Aire
Sin Aire
Incorporado
Incorporado
0.80
0.71
0.70
0.61
0.62
0.53
0.55
0.46
0.48
0.40
0.43
0.38
-
Relación agua - cemento máxima en peso, para una resistencia de 347 Kg/cm2, aprox. de:
0.48
6. Relación Agua - Cemento por Durabilidad
La Tabla N° 1 que corresponde a concretos expuestos a soluciones de sulfatos, se encuentra que una concentración de 3000 ppm
corresponde a una exposición severa, a la cual corresponde una relación agua - cemento en peso de:
0.45
7. Elección de la relación Agua - Cemento
Determinado por razones de resistencia y durabilidad la relación de agua - cemento es de 0.48 y 0.45 respectivamente, se escoge
el menor de los dos valores, el cual garantiza el cumplimiento de ambos requisitos. Por consiguiente la relación de
Agua - Cemento a ser empleada es de:
0.45
Se debe tener presente que esta relación - cemento permite alcanzar una resistencia en compresión bastante mayor que 210 Kg/cm2
requeridos por resistencia; este hecho no autoriza a disminuir el contenido de cemento y deberá ser tenida en consideración por la
Supervisión al efectuar el control de calidad del concreto
8. Factor Cemento
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 210 Kg/cm2, CEMENTO TIPO V
El factor cemento será: agua / (relación agua-cemento) =
456 Kg/m3
=
10.7 bolsas/m3
Pág. 4
9. Contenido de Agregado Grueso
El contenido de agregado grueso po unidad de volumen del concreto se determina empleando la Tabla N° 8, Peso del Agregado Grueso
por Unidad de Volumen del Concreto, con un módulo de fineza del agregado fino de 2.84 y un tamaño máximo nominal del agregado
grueso de 3 / 4 ", se encuentra un valor de b / bc igual a: 0.616 m3 de agregado grueso seco varillado o compactado por unidad
de volumen del concreto.
Tabla N° 8
Peso del Agregado Grueso por Unidad de Volumen del Concreto
Tamaño Máximo
Nominal del
Agregado Grueso
3/8 "
1/2 "
3/4 "
1"
1 1/2 "
2"
3"
6"
Interpolando se encuentra la relación b / bc =
Volumen de Agregado grueso, Seco y Varillado o
Compactado, Por Unidad de Volumen del Concreto,
para Diversos Módulos de Fineza del Fino
2.40
2.60
2.80
3.00
0.50
0.48
0.46
0.44
0.59
0.57
0.55
0.53
0.66
0.64
0.62
0.60
0.71
0.69
0.67
0.65
0.76
0.74
0.72
0.70
0.78
0.76
0.74
0.72
0.81
0.79
0.77
0.75
0.87
0.85
0.83
0.81
0.62 m3
Peso del agregado grueso: (b / bc) * (peso unitario varillado o compactado) =
1118 Kg
10. Cálculo de los Volúmenes Absolutos
Volumen Absoluto de:
Cemento : (Factor cemento) / (peso específico del cemento) =
0.145 m3
Agua : (volumen unitario de agua)/(peso específico del agua) =
0.21 m3
Aire : (Contenido de aire atrapado) * (1m3)
0.020 m3
Agregado Grueso : (peso del agregado grueso) / (peso especifico de masa) =
0.427 m3
Suma de los Volúmenes conocidos :
0.797 m3
11. Contenido de Agregado Fino
Volumen Absoluto de agregado fino: (1 - Suma de Volúmenes conocidos) =
Peso del Agregado Fino Seco: (vol. Abs. de agregado fino) * (peso específico de masa) =
0.203 m3
538 Kg
12. Valores de Diseño
Las cantidades de materiales a ser empleados como valores de diseño serán:
Cemento :
456 Kg/m3
Agua :
205 lt/m3
Agregado Fino (Arena Gruesa) Seco :
538 Kgm3
Agregado Grueso (Piedra Chancada) Seco :
1118 Kgm3
13. Corrección por Humedad del Agregado
Se corregirá por humedad de los agregado con la finalidad de obtener los valores a ser utilizados en Obra;
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 210 Kg/cm2, CEMENTO TIPO V
Peso Húmedo de agregado fino : (Peso del agregado fino seco) * (humedad natural) =
542 Kg/m3
Peso Húmedo de agregado grueso : (peso del agregado grueso seco) * (humedad natural) =
Humedad Superficial del Agregado:
1129 Kg/m3
Agregado Fino (arena gruesa) : (humedad natural) - (absorción) =
0.20 %
Agregado Grueso (piedra chancada) : (humedad natural) - (absorción) =
0.23 %
Pág. 5
Aporte de Humedad de los Agregados
Agregado Fino (arena gruesa) : (peso agregado fino seco) * (humedad superficial) =
1 lt/m3
Agregado Grueso (piedra chancada) : (peso de agregado grueso seco)*(humedad superficial) =
3 lt/m3
Aporte de humedad por los agregado es:
4 lt/m3
Agua Efectiva : (Volumen Unitario de Agua) + (Aporte de Humedad de los Agregado) =
209 lt/m3
14. Peso de los Materiales Corregidos por Humedad
Cemento :
456 Kg/m3
Agua :
209 lt/m3
Agregado Fino (Arena Gruesa) :
542 Kg/m3
Agregado Grueso (Piedra Chancada) :
1129 Kg/m3
15. Proporción en Peso por bolsa de cemento
Cemento : (Factor Cemento ) / (Factor Cemento) =
Agua : (Volumen Unitario de Agua)/ ( Factor Cemento / 42.5) =
1.00
19.50 lt/bolsa
Agregado Fino (Arena Gruesa) : (Peso de Agregado Fino) / (Factor Cemento) =
1.19
Agregado Grueso (Piedra Chancada) : (Peso de Agregado Grueso) / (Factor Cemento) =
2.48
16. Peso por Tanda de una Bolsa de cemento
Cemento : (Proporción Cemento) * (peso de una bolsa de cemento) =
42.5 Kg/bolsa
Agua : (proporción de agua) * (1) =
19.5 lt/bolsa
Agregado Fino : (proporción agregado fino) * (peso de una bilsa de cemento) =
50.5 Kg/bolsa
Agregado Grueso : (proporción de agregado grueso) * (peso de una bolsa de cemento) =
105.2 Kg/bolsa
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 210 Kg/cm2, CEMENTO TIPO V
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 175 Kg/cm2, CEMENTO TIPO V
Pág. 1
Las proporciones de los materiales integrantes de la mezcla de concreto a ser empleada en la construcción de los
aleros de las alcantarillas de los drenes 1000, 1000-36 y 1200 que cruzan la Carretera Panamericana Norte Nueva, presentan las
siguientes especificaciones para la Obra:
- En el diseño de la mezcla se debe contemplar la posibilidad de ataque de sulfatos a los elementos estructurales
de las alcantarillas
- La resistencia en compresión especificada es de 175 Kg/cm2 a los 28 días
- Las condiciones de colocación del concreto exigen el empleo de mezclas de consistencia plástica
Materiales
A.- Cemento
Tabla N° 1
Concreto Expuesto a Soluciones de Sulfato
Exposición
a
Sulfatos
Sulfato Soluble
Sulfato en
Cemento
en Agua Presente Agua, como
Tipo
en el Suelo como
SO4
SO4
(% en Peso)
(pmm)
Despreciable
0.00 - 0.10
0 - 150
Moderada
0.10 - 0.20
150 - 1500 11 - 1P - 1PM
Severa
0.20 - 2.00
1500 - 10000
V
Muy Severa
Sobre - 2.00
Sobre - 10000 V + Puzolana
Relación
Agua / Cemento
Máxima en Peso en
Concretos con Agregados
de Peso Normal
0.50
0.45
0.45
Para nuestro caso consideramos al suelo con una alta concentración de sulfatos, lo cual clasifica como exposición severa,
y deberá emplearse en la mezcla cemento tipo V de la clasificación ASTM C 150
- Portland ASTM tipo V "Pacasmayo"
- Peso específico de cemento:
3150 Kg/m3
Cantera Chancadora Tres Tomas
Propiedades de los Agregados
B.- Agregado Fino (Arena gruesa)
Humedad Natural
Absorción
Módulo de Fineza
Peso específico de masa
Peso Unitario Suelto
Peso Unitario Varillado (compactado)
0.8 %
0.6 %
2.84
2650 Kg/m3
1688 Kg/m3
1732 Kg/m3
C.- Agregado Grueso (Piedra Chancada)
Humedad Natural
Absorción
Tamaño Máximo del Agregado Nominal
Peso específico de masa
Peso Unitario Suelto
Peso Unitario Varillado (compactado)
0.95 %
0.72 %
3/4 "
2620 Kg/m3
1722 Kg/m3
1815 Kg/m3
D.- Agua
Será potable tomada de la red pública de la ciudad de Lambayeque
1.- Determinación de la Resistencia Promedio
Cuando no se cuenta con un registro de resultados de ensayos que posibilite los cálculos, para determinar la resistencia requerida
deberá ser determinada empleando los valores de tablas como:
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 175 Kg/cm2, CEMENTO TIPO V
Pág. 2
a N° 2
Resistencia a la Compresión Promedio
f ' c (Kg/cm2) f ' cr (Kg/cm2)
Menos de 210
f ' c + 70
210 a 350
f ' c + 84
Sobre 350
f ' c + 98
Resistencia del Concreto: f ' c =
175 Kg/cm2
tomaremos: f ' cr = f ' c + 70 =
245 Kg/cm2
Asimismo, considerando los valores que relacionan el grado de control de calidad con el coeficiente de variación"V" que están dado
°3
Coeficientes de Variación y Grados de Control
Grados de Control
Obtenible unicamente en Lab.
Excelente en Obra
Bueno
Regular
Inferior
Malo
Coeficiente de Variación "V "
5%
10 a 12 %
15%
18%
20%
25%
Resistencia Promedio: Porcentaje de la Resistencia Especificada
abla N° 5
"V"
5
10
12
15
18
20
25
Para una Muestra de Ensayo en Diez por Debajo del Porcentaje de la Resistencia de Diseño Especificada
100
107
115
118
124
130
135
147
90
103
106
111
117
121
133
80
100
104
108
118
70
103
Para una Muestra de Ensayo en Cien por Debajo del Porcentaje de la Resistencia de Diseño Especificada
100
113
130
139
154
173
188
241
90
102
117
125
139
155
169
216
80
104
111
123
138
150
192
70
108
121
131
168
Si observamos la Tabla N° 3 que el coeficiente de variación " V " = 12 % es un concreto excelente en obra y deseando que no más de
una muestra de cada diez esté por debajo del 100 % de la resistencia especificada, el coeficiente por el cual se deberá multiplicar la
resistencia de diseño para obtener la resistencia promedio será de acuerdo a la Tabla N° 4
f ' cr = f ' cr * 1.18 =
289 Kg/cm2
2. Selección del Tamaño Máximo Nominal del Agregado Grueso
De acuerdo a la granulometría de agregado grueso, el tamaño máximo nominal es de 3/4 "
3. Selección del Asentamiento del Concreto
De acuerdo a las especificaciones, las condiciones de colocación requieren una mezcla de consistencia plástica a la que corresponde
un asentamiento de 3 " a 4 "
4. Volumen Unitario de Agua
Se determina mediante la Tabla N° 5 confeccionada por el Comité 211 del ACI:
Volumen Unitario de Agua
Asentamiento
3/8"
1" a 2"
3"a 4"
6" a 7"
207
228
243
1" a 2"
181
Agua en lt/m3, para los Tamaños Máximos Nominales de Agregado Grueso y Consistencia indicados
1/2"
3/4"
1"
1 1/2 "
2"
3"
6"
Concreto Sin Aire Incorporado
199
190
179
166
154
130
113
216
205
193
181
169
145
124
228
216
202
190
178
160
Concreto Con Aire Incorporado
175
168
160
150
142
122
107
3"a 4"
6" a 7"
202
216
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 175 Kg/cm2, CEMENTO TIPO V
193
184
175
165
157
205
197
184
174
166
133
154
119
Pág. 3
Para un asentamiento de 3" a 4 " en una mezcla sin aire incorporado cuyo agregado grueso tiene un tamaño máximo nominal de 3/4 "
es de:
205 lt / m3
5. Contenido de Aire Atrapado
Desde que la estructura no va a estar sometida a congelación y deshielo, no será necesario incorporar aire a la mezcla, de acuerdo
a la Tabla N° 6, a un concreto con agregado cuyo tamaño máximo nominal de 3/4 " le corresponde 2.0 % de aire atrapado
Tabla N° 6
Contenido de Aire Atrapado
Tamaño
Máximo
Nominal
3/8 "
1/2 "
3/4 "
1"
1 1/2 "
2"
3"
6"
Contenido de Aire Atrapado es : 2.0 % =
Aire Atrapado
3.0 %
2.5 %
2.0 %
1.5 %
1.0 %
0.5 %
0.3 %
0.2 %
0.02 m3
5. Relación Agua - Cemento por Resistencia
Para una resistencia del concreto promedio de:
289 Kg/cm2, en un concreto sin aire incorporado, en la Tabla N° 7,
se encuentra una relación de agua - cemento máxima en peso
Tabla N° 7 Relación Agua - Cemento por Resistencia
f ' cr
(28 días)
150
200
250
300
350
400
450
Relación agua - cemento de diseño en peso
Concreto
Concreto con Aire
Sin Aire
Incorporado
Incorporado
0.80
0.71
0.70
0.61
0.62
0.53
0.55
0.46
0.48
0.40
0.43
0.38
-
Relación agua - cemento máxima en peso, para una resistencia de 289 Kg/cm2, aprox. de:
0.56
6. Relación Agua - Cemento por Durabilidad
La Tabla N° 1 que corresponde a concretos expuestos a soluciones de sulfatos, se encuentra que una concentración de 3000 ppm
corresponde a una exposición severa, a la cual corresponde una relación agua - cemento en peso de:
0.45
7. Elección de la relación Agua - Cemento
Determinado por razones de resistencia y durabilidad la relación de agua - cemento es de 0.55 y 0.45 respectivamente, se escoge
el mayor de los dos valores, el cual garantiza el cumplimiento de ambos requisitos. Por consiguiente la relación de
Agua - Cemento a ser empleada es de:
0.56
Se debe tener presente que esta relación - cemento permite alcanzar una resistencia en compresión bastante mayor que 175 Kg/cm2
requeridos por resistencia; este hecho no autoriza a disminuir el contenido de cemento y deberá ser tenida en consideración por la
Supervisión al efectuar el control de calidad del concreto
8. Factor Cemento
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 175 Kg/cm2, CEMENTO TIPO V
El factor cemento será: agua / (relación agua-cemento) =
366 Kg/m3
=
8.6 bolsas/m3
Pág. 4
9. Contenido de Agregado Grueso
El contenido de agregado grueso po unidad de volumen del concreto se determina empleando la Tabla N° 8, Peso del Agregado Grueso
por Unidad de Volumen del Concreto, con un módulo de fineza del agregado fino de 2.84 y un tamaño máximo nominal del agregado
grueso de 3 / 4 ", se encuentra un valor de b / bc igual a: 0.616 m3 de agregado grueso seco varillado o compactado por unidad
de volumen del concreto.
Tabla N° 8
Peso del Agregado Grueso por Unidad de Volumen del Concreto
Tamaño Máximo
Nominal del
Agregado Grueso
3/8 "
1/2 "
3/4 "
1"
1 1/2 "
2"
3"
6"
Interpolando se encuentra la relación b / bc =
Volumen de Agregado grueso, Seco y Varillado o
Compactado, Por Unidad de Volumen del Concreto,
para Diversos Módulos de Fineza del Fino
2.40
2.60
2.80
3.00
0.50
0.48
0.46
0.44
0.59
0.57
0.55
0.53
0.66
0.64
0.62
0.60
0.71
0.69
0.67
0.65
0.76
0.74
0.72
0.70
0.78
0.76
0.74
0.72
0.81
0.79
0.77
0.75
0.87
0.85
0.83
0.81
0.62 m3
Peso del agregado grueso: (b / bc) * (peso unitario varillado o compactado) =
1118 Kg
10. Cálculo de los Volúmenes Absolutos
Volumen Absoluto de:
Cemento : (Factor cemento) / (peso específico del cemento) =
0.116 m3
Agua : (volumen unitario de agua)/(peso específico del agua) =
0.21 m3
Aire : (Contenido de aire atrapado) * (1m3)
0.020 m3
Agregado Grueso : (peso del agregado grueso) / (peso especifico de masa) =
0.427 m3
Suma de los Volúmenes conocidos :
0.768 m3
11. Contenido de Agregado Fino
Volumen Absoluto de agregado fino: (1 - Suma de Volúmenes conocidos) =
Peso del Agregado Fino Seco: (vol. Abs. de agregado fino) * (peso específico de masa) =
0.232 m3
615 Kg
12. Valores de Diseño
Las cantidades de materiales a ser empleados como valores de diseño serán:
Cemento :
366 Kg/m3
Agua :
205 lt/m3
Agregado Fino (Arena Gruesa) Seco :
615 Kgm3
Agregado Grueso (Piedra Chancada) Seco :
1118 Kgm3
13. Corrección por Humedad del Agregado
Se corregirá por humedad de los agregado con la finalidad de obtener los valores a ser utilizados en Obra;
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 175 Kg/cm2, CEMENTO TIPO V
Peso Húmedo de agregado fino : (Peso del agregado fino seco) * (humedad natural) =
620 Kg/m3
Peso Húmedo de agregado grueso : (peso del agregado grueso seco) * (humedad natural) =
Humedad Superficial del Agregado:
1129 Kg/m3
Agregado Fino (arena gruesa) : (humedad natural) - (absorción) =
0.20 %
Agregado Grueso (piedra chancada) : (humedad natural) - (absorción) =
0.23 %
Pág. 5
Aporte de Humedad de los Agregados
Agregado Fino (arena gruesa) : (peso agregado fino seco) * (humedad superficial) =
1 lt/m3
Agregado Grueso (piedra chancada) : (peso de agregado grueso seco)*(humedad superficial) =
3 lt/m3
Aporte de humedad por los agregado es:
4 lt/m3
Agua Efectiva : (Volumen Unitario de Agua) + (Aporte de Humedad de los Agregado) =
209 lt/m3
14. Peso de los Materiales Corregidos por Humedad
Cemento :
366 Kg/m3
Agua :
209 lt/m3
Agregado Fino (Arena Gruesa) :
620 Kg/m3
Agregado Grueso (Piedra Chancada) :
1129 Kg/m3
15. Proporción en Peso por bolsa de cemento
Cemento : (Factor Cemento ) / (Factor Cemento) =
Agua : (Volumen Unitario de Agua)/ ( Factor Cemento / 42.5) =
1.00
24.30 lt/bolsa
Agregado Fino (Arena Gruesa) : (Peso de Agregado Fino) / (Factor Cemento) =
1.69
Agregado Grueso (Piedra Chancada) : (Peso de Agregado Grueso) / (Factor Cemento) =
3.08
16. Peso por Tanda de una Bolsa de cemento
Cemento : (Proporción Cemento) * (peso de una bolsa de cemento) =
42.5 Kg/bolsa
Agua : (proporción de agua) * (1) =
24.3 lt/bolsa
Agregado Fino : (proporción agregado fino) * (peso de una bilsa de cemento) =
72.0 Kg/bolsa
Agregado Grueso : (proporción de agregado grueso) * (peso de una bolsa de cemento) =
131.1 Kg/bolsa
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 175 Kg/cm2, CEMENTO TIPO V
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 140 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
Pág. 1
Las proporciones de los materiales integrantes de la mezcla de concreto a ser empleada en la construcción de las Obras de
Cabecera, del estudio "Sistema Secundario de Riego Primera Fase - Plan Mínimo : Irrigación Magunchal", se presentan a
continuación; además, las especificaciones para la Obra indican lo siguiente:
- En el diseño de la mezcla se existe limitaciones en cuanto a procesos de congelación, presencia de ión cloruro o ataques por
sulfato
- La resistencia en compresión especificada es de 140 Kg/cm2 a los 28 días
- Las condiciones de colocación del concreto exigen el empleo de mezclas de consistencia plástica
- El tamaño máximo nominal del agregado grueso es de 1 1/2"
Materiales
A.- Cemento
Para nuestro caso consideramos al suelo como arcilloso expansivos sin problemas para el concreto y deberá emplearse en la
mezcla cemento tipo I de la clasificación ASTM C 150
- Portland ASTM tipo I "Pacasmayo"
- Peso específico de cemento:
3110 Kg/m3
B.- Agua
Se empleará el agua del río Uctubamba (Canal Magunchal)
Propiedades de los Agregados
Cantera
C.- Agregado Fino (Arena gruesa)
Humedad Natural
Absorción
Módulo de Fineza
Peso específico de masa
Peso Unitario Suelto
Peso Unitario Varillado (compactado)
0.80 %
0.60 %
3.00
2567 Kg/m3
1780 Kg/m3
1592 Kg/m3
D.- Agregado Grueso (Piedra Chancada)
Humedad Natural
Absorción
Tamaño Máximo del Agregado Nominal
Peso específico de masa
Peso Unitario Suelto
Peso Unitario Varillado (compactado)
0.95 %
0.72 %
3/4"
2478 Kg/m3
1620 Kg/m3
1576 Kg/m3
1.- Determinación de la Resistencia Promedio
Cuando no se cuenta con un registro de resultados de ensayos que posibilite los cálculos, para determinar la resistencia requerida
deberá ser determinada empleando los valores de tablas como:
Tabla N° 1
Resistencia a la Compresión Promedio
f ' c (Kg/cm2) f ' cr (Kg/cm2)
Menos de 210
f ' c + 70
210 a 350
f ' c + 84
Sobre 350
f ' c + 98
Resistencia del Concreto: f ' c =
140 Kg/cm2
tomaremos: f ' cr = f ' c + 70 =
210 Kg/cm2
Asimismo, considerando valores que relacionan el grado de control de calidad con el coeficiente de variación "V" que está dado por
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 140 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
Pág. 2
Tabla N° 2
Coeficientes de Variación y Grados de Control
Grados de Control
Obtenible unicamente en Lab.
Excelente en Obra
Bueno
Regular
Inferior
Malo
Tabla N° 3
"V"
5
10
12
15
18
20
25
Coeficiente de Variación "V"
5%
10 a 12 %
15%
18%
20%
25%
Resistencia Promedio: Porcentaje de la Resistencia Especificada
Para una Muestra de Ensayo en Diez por Debajo del Porcentaje
de la Resistencia de Diseño Especificada
100
107
115
118
124
130
135
147
90
103
106
111
117
121
133
80
100
104
108
118
70
103
Para una Muestra de Ensayo en Cien por Debajo del
Porcentaje de la Resistencia de Diseño Especificada
100
113
130
139
154
173
188
241
90
102
117
125
139
155
169
216
80
104
111
123
138
150
192
70
108
121
131
168
Si observamos la Tabla N° 2 que el coeficiente de variación " V " = 10 % es un concreto excelente en obra y deseando que no más
de una muestra de cada diez esté por debajo del 100 % de la resistencia especificada, el coeficiente por el cual se deberá
multiplicar la resistencia de diseño para obtener la resistencia promedio será de acuerdo a la Tabla N° 3
f ' cr = f ' cr * 1.15 =
242 Kg/cm2
2. Selección del Tamaño Máximo Nominal del Agregado Grueso
De acuerdo a la granulometría de agregado grueso, el tamaño máximo nominal es de 1 1/2 "
3. Selección del Asentamiento del Concreto
De acuerdo a las especificaciones, las condiciones de colocación requieren una mezcla de consistencia plástica a la que
corresponde un asentamiento de 1 " a 2 "
4. Volumen Unitario de Agua
Se determina mediante la Tabla N° 4 confeccionada por el Comité 211 del ACI:
Tabla N° 4
Volumen Unitario de Agua
Asentamiento
3/8"
1" a 2"
3"a 4"
6" a 7"
207
228
243
1" a 2"
3"a 4"
6" a 7"
181
202
216
Agua en lt/m3, para los Tamaños Máximos Nominales de Agregado Grueso y Consistencia indicados
1/2"
3/4"
1"
1 1/2 "
2"
3"
Concreto Sin Aire Incorporado
199
190
179
166
154
130
216
205
193
181
169
145
228
216
202
190
178
160
Concreto Con Aire Incorporado
175
168
160
150
142
122
193
184
175
165
157
133
205
197
184
174
166
154
6"
113
124
107
119
-
Para un asentamiento de 1" a 2 " en una mezcla sin aire incorporado cuyo agregado grueso tiene un tamaño máximo nominal de
1 1/2" es de:
166 lt / m3
5. Contenido de Aire Atrapado
Desde que la estructura no va a estar sometida a congelación y deshielo, no será necesario incorporar aire a la mezcla, de acuerdo
a la Tabla N° 5, a un concreto con agregado cuyo tamaño máximo nominal de 1 1/2" le corresponde 1.0 % de aire atrapado
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 140 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
Pág. 3
Tabla N° 5
Contenido de Aire Atrapado
Tamaño
Máximo
Nominal
3/8 "
1/2 "
3/4 "
1"
1 1/2 "
2"
3"
6"
Contenido de Aire Atrapado es : 1.0 % =
Aire Atrapado
3.0 %
2.5 %
2.0 %
1.5 %
1.0 %
0.5 %
0.3 %
0.2 %
0.010 m3
5. Relación Agua - Cemento por Resistencia
Para una resistencia del concreto promedio de:
242 Kg/cm2, en un concreto sin aire incorporado, en la Tabla N° 6,
se encuentra una relación de agua - cemento máxima en peso
Tabla N° 6
Relación Agua - Cemento por Resistencia
f ' cr
(28 días)
150
200
250
300
350
400
450
Relación agua-cemento de diseño en peso
Concreto
Sin Aire
Incorporado
0.80
0.70
0.62
0.55
0.48
0.43
0.38
Concreto con Aire
Incorporado
Relación agua - cemento máxima en peso, para una resistencia de :
0.71
0.61
0.53
0.46
0.40
-
242 Kg/cm2, es :
0.63
6. Relación Agua - Cemento por Durabilidad
No presentándose problemas por intemperismo ni de ataques por sulfato, u otros tipos de acciones que pudieran dañar al concreto,
se seleccionará la relación agua - cemento únicamente por resistencia :
0.63
Se debe tener presente que esta relación - cemento permite alcanzar una resistencia en compresión bastante mayor que
175 Kg/cm2, requeridos por resistencia; este hecho no autoriza a disminuir el contenido de cemento y deberá ser tenida en
consideración por la Supervisión al efectuar el control de calidad del concreto
7. Factor Cemento
El factor cemento será: agua / (relación agua-cemento) =
263 Kg/m3
=
6.00 bolsas/m3
8. Contenido de Agregado Grueso
El contenido de agregado grueso po unidad de volumen del concreto se determina empleando la Tabla N° 7, Peso del Agregado
Grueso por Unidad de Volumen del Concreto, con un módulo de fineza del agregado fino de 3.00 y un tamaño máximo nominal
del agregado grueso de 1 1/2 ", se encuentra un valor de b / bc igual a: 0.700 m3 de agregado grueso seco varillado o compactado
por unidad de volumen del concreto.
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 140 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
Pág. 4
Tabla N° 7
Peso del Agregado Grueso por Unidad de Volumen del Concreto
Tamaño Máximo
Nominal del
Agregado Grueso
3/8 "
1/2 "
3/4 "
1"
1 1/2 "
2"
3"
6"
Interpolando se encuentra la relación b / bc =
Volumen de Agregado grueso, Seco y Varillado o
Compactado, Por Unidad de Volumen del Concreto,
para Diversos Módulos de Fineza del Fino
2.40
2.60
2.80
3.00
0.50
0.48
0.46
0.44
0.59
0.57
0.55
0.53
0.66
0.64
0.62
0.60
0.71
0.69
0.67
0.65
0.76
0.74
0.72
0.70
0.78
0.76
0.74
0.72
0.81
0.79
0.77
0.75
0.87
0.85
0.83
0.81
0.700 m3
Peso del agregado grueso: (b / bc) * (peso unitario varillado o compactado) =
1103 Kg
9. Cálculo de los Volúmenes Absolutos
Volumen Absoluto de:
Cemento : (Factor cemento) / (peso específico del cemento) =
0.085 m3
Agua : (volumen unitario de agua)/(peso específico del agua) =
0.17 m3
Aire : (Contenido de aire atrapado) * (1m3)
0.010 m3
Agregado Grueso : (peso del agregado grueso) / (peso especifico de masa) =
0.445 m3
Suma de los Volúmenes conocidos :
0.706 m3
10. Contenido de Agregado Fino
Volumen Absoluto de agregado fino: (1 - Suma de Volúmenes conocidos) =
Peso del Agregado Fino Seco: (vol. Abs. de agregado fino) * (peso específico de masa) =
0.294 m3
755 Kg
11. Valores de Diseño
Las cantidades de materiales a ser empleados como valores de diseño serán:
Cemento :
263 Kg/m3
Agua :
166 lt/m3
Agregado Fino (Arena Gruesa) Seco :
755 Kg/m3
Agregado Grueso (Piedra Chancada) Seco :
1103 Kg/m3
12. Corrección por Humedad del Agregado
Se corregirá por humedad de los agregado con la finalidad de obtener los valores a ser utilizados en Obra;
Peso Húmedo de agregado fino : (Peso del agregado fino seco) * (humedad natural) =
1522 Kg/m3
Peso Húmedo de agregado grueso : (peso del agregado grueso seco) * (humedad natural) =
1670 Kg/m3
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 140 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
Pág. 5
Humedad Superficial del Agregado:
Agregado Fino (arena gruesa) : (humedad natural) - (absorción) =
0.20 %
Agregado Grueso (piedra chancada) : (humedad natural) - (absorción) =
0.23 %
Aporte de Humedad de los Agregados
Agregado Fino (arena gruesa) : (peso agregado fino seco) * (humedad superficial) =
2 lt/m3
Agregado Grueso (piedra chancada) : (peso de agregado grueso seco)*(humedad superficial) =
3 lt/m3
Aporte de humedad por los agregado es:
5 lt/m3
Agua Efectiva : (Volumen Unitario de Agua) + (Aporte de Humedad de los Agregado) =
171 lt/m3
13. Peso de los Materiales Corregidos por Humedad
Cemento :
255 Kg/m3
Agua :
171 lt/m3
Agregado Fino (Arena Gruesa) :
1522 Kg/m3
Agregado Grueso (Piedra Chancada) :
1670 Kg/m3
14. Proporción en Peso por bolsa de cemento
Cemento : (Factor Cemento ) / (Factor Cemento) =
Agua : (Volumen Unitario de Agua)/ ( Factor Cemento / 42.5) =
1.00
27.60 lt/bolsa
Agregado Fino (Arena Gruesa) : (Peso de Agregado Fino) / (Factor Cemento) =
5.79
Agregado Grueso (Piedra Chancada) : (Peso de Agregado Grueso) / (Factor Cemento) =
6.35
15. Peso por Tanda de una Bolsa de cemento
Cemento : (Proporción Cemento) * (peso de una bolsa de cemento) =
42.5 Kg/bolsa
Agua : (proporción de agua) * (1) =
27.6 lt/bolsa
Agregado Fino : (proporción agregado fino) * (peso de una bilsa de cemento) =
246.0 Kg/bolsa
Agregado Grueso : (proporción de agregado grueso) * (peso de una bolsa de cemento) =
269.9 Kg/bolsa
16. Resumen : Dosificación por m3 de Concreto
Cemento
:
6.00 bolsas
Arena Gruesa
:
0.59 m3
Piedra Chancada
:
0.67 m3
Agua
:
171 lt
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 140 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 175 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
Pág. 1
Las proporciones de los materiales integrantes de la mezcla de concreto a ser empleada en la construcción de las Obras de
Cabecera, del estudio "Sistema Secundario de Riego Primera Fase - Plan Mínimo : Irrigación Magunchal", se presentan a
continuación; además, las especificaciones para la Obra indican lo siguiente:
- En el diseño de la mezcla se existe limitaciones en cuanto a procesos de congelación, presencia de ión cloruro o ataques por
sulfato
- La resistencia en compresión especificada es de 175 Kg/cm2 a los 28 días
- Las condiciones de colocación del concreto exigen el empleo de mezclas de consistencia plástica
- El tamaño máximo nominal del agregado grueso es de 3/4"
Materiales
A.- Cemento
Para nuestro caso consideramos al suelo como arcilloso expansivos sin problemas para el concreto y deberá emplearse en la
mezcla cemento tipo I de la clasificación ASTM C 150
- Portland ASTM tipo I "Pacasmayo"
- Peso específico de cemento:
3110 Kg/m3
B.- Agua
Se empleará el agua del río Uctubamba (Canal Magunchal)
Propiedades de los Agregados
Cantera
C.- Agregado Fino (Arena gruesa)
Humedad Natural
Absorción
Módulo de Fineza
Peso específico de masa
Peso Unitario Suelto
Peso Unitario Varillado (compactado)
0.80 %
0.60 %
3.00
2567 Kg/m3
1780 Kg/m3
1592 Kg/m3
D.- Agregado Grueso (Piedra Chancada)
Humedad Natural
Absorción
Tamaño Máximo del Agregado Nominal
Peso específico de masa
Peso Unitario Suelto
Peso Unitario Varillado (compactado)
0.95 %
0.72 %
3/4"
2478 Kg/m3
1620 Kg/m3
1576 Kg/m3
1.- Determinación de la Resistencia Promedio
Cuando no se cuenta con un registro de resultados de ensayos que posibilite los cálculos, para determinar la resistencia requerida
deberá ser determinada empleando los valores de tablas como:
Tabla N° 1
Resistencia a la Compresión Promedio
f ' c (Kg/cm2) f ' cr (Kg/cm2)
Menos de 210
f ' c + 70
210 a 350
f ' c + 84
Sobre 350
f ' c + 98
Resistencia del Concreto: f ' c =
175 Kg/cm2
tomaremos: f ' cr = f ' c + 70 =
245 Kg/cm2
Asimismo, considerando valores que relacionan el grado de control de calidad con el coeficiente de variación "V" que está dado por
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 175 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
Pág. 2
Tabla N° 2
Coeficientes de Variación y Grados de Control
Grados de Control
Obtenible unicamente en Lab.
Excelente en Obra
Bueno
Regular
Inferior
Malo
Tabla N° 3
"V"
5
10
12
15
18
20
25
Coeficiente de Variación "V"
5%
10 a 12 %
15%
18%
20%
25%
Resistencia Promedio: Porcentaje de la Resistencia Especificada
Para una Muestra de Ensayo en Diez por Debajo del Porcentaje
de la Resistencia de Diseño Especificada
100
107
115
118
124
130
135
147
90
103
106
111
117
121
133
80
100
104
108
118
70
103
Para una Muestra de Ensayo en Cien por Debajo del
Porcentaje de la Resistencia de Diseño Especificada
100
113
130
139
154
173
188
241
90
102
117
125
139
155
169
216
80
104
111
123
138
150
192
70
108
121
131
168
Si observamos la Tabla N° 2 que el coeficiente de variación " V " = 10 % es un concreto excelente en obra y deseando que no más
de una muestra de cada diez esté por debajo del 100 % de la resistencia especificada, el coeficiente por el cual se deberá
multiplicar la resistencia de diseño para obtener la resistencia promedio será de acuerdo a la Tabla N° 3
f ' cr = f ' cr * 1.15 =
282 Kg/cm2
2. Selección del Tamaño Máximo Nominal del Agregado Grueso
De acuerdo a la granulometría de agregado grueso, el tamaño máximo nominal es de 3/4 "
3. Selección del Asentamiento del Concreto
De acuerdo a las especificaciones, las condiciones de colocación requieren una mezcla de consistencia plástica a la que
corresponde un asentamiento de 2 " a 3 "
4. Volumen Unitario de Agua
Se determina mediante la Tabla N° 4 confeccionada por el Comité 211 del ACI:
Tabla N° 4
Asentamiento
1" a 2"
3"a 4"
6" a 7"
1" a 2"
3"a 4"
6" a 7"
Volumen Unitario de Agua
Agua en lt/m3, para los Tamaños Máximos Nominales de Agregado Grueso y Consistencia indicados
3/8"
1/2"
3/4"
1"
1 1/2 "
2"
3"
6"
Concreto Sin Aire Incorporado
207
199
190
179
166
154
130
113
228
216
205
193
181
169
145
124
243
228
216
202
190
178
160
Concreto Con Aire Incorporado
181
175
168
160
150
142
122
107
202
193
184
175
165
157
133
119
216
205
197
184
174
166
154
-
Para un asentamiento de 2" a 3 " en una mezcla sin aire incorporado cuyo agregado grueso tiene un tamaño máximo nominal de
3/4" es de:
196 lt / m3
5. Contenido de Aire Atrapado
Desde que la estructura no va a estar sometida a congelación y deshielo, no será necesario incorporar aire a la mezcla, de acuerdo
a la Tabla N° 5, a un concreto con agregado cuyo tamaño máximo nominal de 3/4" le corresponde 2.0 % de aire atrapado
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 175 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
Pág. 3
Tabla N° 5
Contenido de Aire Atrapado
Tamaño
Máximo
Nominal
3/8 "
1/2 "
3/4 "
1"
1 1/2 "
2"
3"
6"
Contenido de Aire Atrapado es : 2.0 % =
Aire Atrapado
3.0 %
2.5 %
2.0 %
1.5 %
1.0 %
0.5 %
0.3 %
0.2 %
0.020 m3
5. Relación Agua - Cemento por Resistencia
Para una resistencia del concreto promedio de:
282 Kg/cm2, en un concreto sin aire incorporado, en la Tabla N° 6,
se encuentra una relación de agua - cemento máxima en peso
Tabla N° 6
Relación Agua - Cemento por Resistencia
f ' cr
(28 días)
150
200
250
300
350
400
450
Relación agua-cemento de diseño en peso
Concreto
Sin Aire
Incorporado
0.80
0.70
0.62
0.55
0.48
0.43
0.38
Concreto con Aire
Incorporado
Relación agua - cemento máxima en peso, para una resistencia de :
0.71
0.61
0.53
0.46
0.40
-
282 Kg/cm2, es :
0.58
6. Relación Agua - Cemento por Durabilidad
No presentándose problemas por intemperismo ni de ataques por sulfato, u otros tipos de acciones que pudieran dañar al concreto,
se seleccionará la relación agua - cemento únicamente por resistencia :
0.58
Se debe tener presente que esta relación - cemento permite alcanzar una resistencia en compresión bastante mayor que
175 Kg/cm2, requeridos por resistencia; este hecho no autoriza a disminuir el contenido de cemento y deberá ser tenida en
consideración por la Supervisión al efectuar el control de calidad del concreto
7. Factor Cemento
El factor cemento será: agua / (relación agua-cemento) =
338 Kg/m3
=
8.00 bolsas/m3
8. Contenido de Agregado Grueso
El contenido de agregado grueso po unidad de volumen del concreto se determina empleando la Tabla N° 7, Peso del Agregado
Grueso por Unidad de Volumen del Concreto, con un módulo de fineza del agregado fino de 3.00 y un tamaño máximo nominal
del agregado grueso de 3/4 ", se encuentra un valor de b / bc igual a: 0.600 m3 de agregado grueso seco varillado o compactado
por unidad de volumen del concreto.
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 175 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
Pág. 4
Tabla N° 7
Peso del Agregado Grueso por Unidad de Volumen del Concreto
Tamaño Máximo
Nominal del
Agregado Grueso
3/8 "
1/2 "
3/4 "
1"
1 1/2 "
2"
3"
6"
Interpolando se encuentra la relación b / bc =
Volumen de Agregado grueso, Seco y Varillado o
Compactado, Por Unidad de Volumen del Concreto,
para Diversos Módulos de Fineza del Fino
2.40
2.60
2.80
3.00
0.50
0.48
0.46
0.44
0.59
0.57
0.55
0.53
0.66
0.64
0.62
0.60
0.71
0.69
0.67
0.65
0.76
0.74
0.72
0.70
0.78
0.76
0.74
0.72
0.81
0.79
0.77
0.75
0.87
0.85
0.83
0.81
0.600 m3
Peso del agregado grueso: (b / bc) * (peso unitario varillado o compactado) =
946 Kg
9. Cálculo de los Volúmenes Absolutos
Volumen Absoluto de:
Cemento : (Factor cemento) / (peso específico del cemento) =
Agua : (volumen unitario de agua)/(peso específico del agua) =
0.109 m3
0.2 m3
Aire : (Contenido de aire atrapado) * (1m3)
0.020 m3
Agregado Grueso : (peso del agregado grueso) / (peso especifico de masa) =
0.382 m3
Suma de los Volúmenes conocidos :
0.707 m3
10. Contenido de Agregado Fino
Volumen Absoluto de agregado fino: (1 - Suma de Volúmenes conocidos) =
Peso del Agregado Fino Seco: (vol. Abs. de agregado fino) * (peso específico de masa) =
0.293 m3
752 Kg
11. Valores de Diseño
Las cantidades de materiales a ser empleados como valores de diseño serán:
Cemento :
338 Kg/m3
Agua :
196 lt/m3
Agregado Fino (Arena Gruesa) Seco :
752 Kg/m3
Agregado Grueso (Piedra Chancada) Seco :
946 Kg/m3
12. Corrección por Humedad del Agregado
Se corregirá por humedad de los agregado con la finalidad de obtener los valores a ser utilizados en Obra;
Peso Húmedo de agregado fino : (Peso del agregado fino seco) * (humedad natural) =
1516 Kg/m3
Peso Húmedo de agregado grueso : (peso del agregado grueso seco) * (humedad natural) =
1671 Kg/m3
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 175 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
Pág. 5
Humedad Superficial del Agregado:
Agregado Fino (arena gruesa) : (humedad natural) - (absorción) =
0.20 %
Agregado Grueso (piedra chancada) : (humedad natural) - (absorción) =
0.23 %
Aporte de Humedad de los Agregados
Agregado Fino (arena gruesa) : (peso agregado fino seco) * (humedad superficial) =
2 lt/m3
Agregado Grueso (piedra chancada) : (peso de agregado grueso seco)*(humedad superficial) =
2 lt/m3
Aporte de humedad por los agregado es:
4 lt/m3
Agua Efectiva : (Volumen Unitario de Agua) + (Aporte de Humedad de los Agregado) =
200 lt/m3
13. Peso de los Materiales Corregidos por Humedad
Cemento :
340 Kg/m3
Agua :
200 lt/m3
Agregado Fino (Arena Gruesa) :
1516 Kg/m3
Agregado Grueso (Piedra Chancada) :
1671 Kg/m3
14. Proporción en Peso por bolsa de cemento
Cemento : (Factor Cemento ) / (Factor Cemento) =
Agua : (Volumen Unitario de Agua)/ ( Factor Cemento / 42.5) =
1.00
25.10 lt/bolsa
Agregado Fino (Arena Gruesa) : (Peso de Agregado Fino) / (Factor Cemento) =
4.49
Agregado Grueso (Piedra Chancada) : (Peso de Agregado Grueso) / (Factor Cemento) =
4.94
15. Peso por Tanda de una Bolsa de cemento
Cemento : (Proporción Cemento) * (peso de una bolsa de cemento) =
42.5 Kg/bolsa
Agua : (proporción de agua) * (1) =
25.1 lt/bolsa
Agregado Fino : (proporción agregado fino) * (peso de una bilsa de cemento) =
190.6 Kg/bolsa
Agregado Grueso : (proporción de agregado grueso) * (peso de una bolsa de cemento) =
210.1 Kg/bolsa
16. Resumen : Dosificación por m3 de Concreto
Cemento
:
8.00 bolsas
Arena Gruesa
:
0.59 m3
Piedra Chancada
:
0.67 m3
Agua
:
200 lt
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 175 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 210 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
Pág. 1
Las proporciones de los materiales integrantes de la mezcla de concreto a ser empleada en la construcción de las Obras de
Cabecera, del estudio "Sistema Secundario de Riego Primera Fase - Plan Mínimo : Irrigación Magunchal", se presentan a
continuación; además, las especificaciones para la Obra indican lo siguiente:
- En el diseño de la mezcla se existe limitaciones en cuanto a procesos de congelación, presencia de ión cloruro o ataques por
sulfato
- La resistencia en compresión especificada es de 210 Kg/cm2 a los 28 días
- Las condiciones de colocación del concreto exigen el empleo de mezclas de consistencia plástica
- El tamaño máximo nominal del agregado grueso es de 3/4"
Materiales
A.- Cemento
Para nuestro caso consideramos al suelo como arcilloso expansivos sin problemas para el concreto y deberá emplearse en la
mezcla cemento tipo I de la clasificación ASTM C 150
- Portland ASTM tipo I "Pacasmayo"
- Peso específico de cemento:
3110 Kg/m3
B.- Agua
Se empleará el agua del río Uctubamba (Canal Magunchal)
Propiedades de los Agregados
Cantera
C.- Agregado Fino (Arena gruesa)
Humedad Natural
Absorción
Módulo de Fineza
Peso específico de masa
Peso Unitario Suelto
Peso Unitario Varillado (compactado)
0.80 %
0.60 %
3.00
2567 Kg/m3
1780 Kg/m3
1592 Kg/m3
D.- Agregado Grueso (Piedra Chancada)
Humedad Natural
Absorción
Tamaño Máximo del Agregado Nominal
Peso específico de masa
Peso Unitario Suelto
Peso Unitario Varillado (compactado)
0.95 %
0.72 %
3/4"
2478 Kg/m3
1620 Kg/m3
1576 Kg/m3
1.- Determinación de la Resistencia Promedio
Cuando no se cuenta con un registro de resultados de ensayos que posibilite los cálculos, para determinar la resistencia requerida
deberá ser determinada empleando los valores de tablas como:
Tabla N° 1
Resistencia a la Compresión Promedio
f ' c (Kg/cm2) f ' cr (Kg/cm2)
Menos de 210
f ' c + 70
210 a 350
f ' c + 84
Sobre 350
f ' c + 98
Resistencia del Concreto: f ' c =
210 Kg/cm2
tomaremos: f ' cr = f ' c + 84 =
294 Kg/cm2
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 210 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
Pág. 2
Asimismo, considerando valores que relacionan el grado de control de calidad con el coeficiente de variación "V" que está dado por
Tabla N° 2
Coeficientes de Variación y Grados de Control
Grados de Control
Obtenible unicamente en Lab.
Excelente en Obra
Bueno
Regular
Inferior
Malo
Tabla N° 3
"V"
5
10
12
15
18
20
25
Coeficiente de Variación "V"
5%
10 a 12 %
15%
18%
20%
25%
Resistencia Promedio: Porcentaje de la Resistencia Especificada
Para una Muestra de Ensayo en Diez por Debajo del Porcentaje
de la Resistencia de Diseño Especificada
100
107
115
118
124
130
135
147
90
103
106
111
117
121
133
80
100
104
108
118
70
103
Para una Muestra de Ensayo en Cien por Debajo del
Porcentaje de la Resistencia de Diseño Especificada
100
113
130
139
154
173
188
241
90
102
117
125
139
155
169
216
80
104
111
123
138
150
192
70
108
121
131
168
Si observamos la Tabla N° 2 que el coeficiente de variación " V " = 10 % es un concreto excelente en obra y deseando que no más
de una muestra de cada diez esté por debajo del 100 % de la resistencia especificada, el coeficiente por el cual se deberá
multiplicar la resistencia de diseño para obtener la resistencia promedio será de acuerdo a la Tabla N° 3
f ' cr = f ' cr * 1.15 =
338 Kg/cm2
2. Selección del Tamaño Máximo Nominal del Agregado Grueso
De acuerdo a la granulometría de agregado grueso, el tamaño máximo nominal es de 3/4 "
3. Selección del Asentamiento del Concreto
De acuerdo a las especificaciones, las condiciones de colocación requieren una mezcla de consistencia plástica a la que
corresponde un asentamiento de 3 " a 4 "
4. Volumen Unitario de Agua
Se determina mediante la Tabla N° 4 confeccionada por el Comité 211 del ACI:
Tabla N° 4
Asentamiento
1" a 2"
3"a 4"
6" a 7"
1" a 2"
3"a 4"
6" a 7"
Volumen Unitario de Agua
Agua en lt/m3, para los Tamaños Máximos Nominales de Agregado Grueso y Consistencia indicados
3/8"
1/2"
3/4"
1"
1 1/2 "
2"
3"
6"
Concreto Sin Aire Incorporado
207
199
190
179
166
154
130
113
228
216
205
193
181
169
145
124
243
228
216
202
190
178
160
Concreto Con Aire Incorporado
181
175
168
160
150
142
122
107
202
193
184
175
165
157
133
119
216
205
197
184
174
166
154
-
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 210 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
Para un asentamiento de 3" a 4 " en una mezcla sin aire incorporado cuyo agregado grueso tiene un tamaño máximo nominal de
3/4" es de:
205 lt / m3
Pág. 3
5. Contenido de Aire Atrapado
Desde que la estructura no va a estar sometida a congelación y deshielo, no será necesario incorporar aire a la mezcla, de acuerdo
a la Tabla N° 5, a un concreto con agregado cuyo tamaño máximo nominal de 3/4" le corresponde 2.0 % de aire atrapado
Tabla N° 5
Contenido de Aire Atrapado
Tamaño
Máximo
Nominal
3/8 "
1/2 "
3/4 "
1"
1 1/2 "
2"
3"
6"
Contenido de Aire Atrapado es : 2.0 % =
Aire Atrapado
3.0 %
2.5 %
2.0 %
1.5 %
1.0 %
0.5 %
0.3 %
0.2 %
0.020 m3
5. Relación Agua - Cemento por Resistencia
Para una resistencia del concreto promedio de:
338 Kg/cm2, en un concreto sin aire incorporado, en la Tabla N° 6,
se encuentra una relación de agua - cemento máxima en peso
Tabla N° 6
Relación Agua - Cemento por Resistencia
f ' cr
(28 días)
150
200
250
300
350
400
450
Relación agua-cemento de diseño en peso
Concreto
Sin Aire
Incorporado
0.80
0.70
0.62
0.55
0.48
0.43
0.38
Concreto con Aire
Incorporado
Relación agua - cemento máxima en peso, para una resistencia de :
0.71
0.61
0.53
0.46
0.40
338 Kg/cm2, es :
0.50
6. Relación Agua - Cemento por Durabilidad
No presentándose problemas por intemperismo ni de ataques por sulfato, u otros tipos de acciones que pudieran dañar al concreto,
se seleccionará la relación agua - cemento únicamente por resistencia :
0.50
Se debe tener presente que esta relación - cemento permite alcanzar una resistencia en compresión bastante mayor que
210 Kg/cm2, requeridos por resistencia; este hecho no autoriza a disminuir el contenido de cemento y deberá ser tenida en
consideración por la Supervisión al efectuar el control de calidad del concreto
7. Factor Cemento
El factor cemento será: agua / (relación agua-cemento) =
8. Contenido de Agregado Grueso
410 Kg/m3
=
9.60 bolsas/m3
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 210 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
El contenido de agregado grueso po unidad de volumen del concreto se determina empleando la Tabla N° 7, Peso del Agregado Grueso
por Unidad de Volumen del Concreto, con un módulo de fineza del agregado fino de 3.00 y un tamaño máximo nominal del agregado
grueso de 3/4 ", se encuentra un valor de b / bc igual a: 0.600 m3 de agregado grueso seco varillado o compactado por unidad
de volumen del concreto.
Pág. 4
Tabla N° 7
Peso del Agregado Grueso por Unidad de Volumen del Concreto
Tamaño Máximo
Nominal del
Agregado Grueso
3/8 "
1/2 "
3/4 "
1"
1 1/2 "
2"
3"
6"
Interpolando se encuentra la relación b / bc =
Volumen de Agregado grueso, Seco y Varillado o
Compactado, Por Unidad de Volumen del Concreto,
para Diversos Módulos de Fineza del Fino
2.40
2.60
2.80
3.00
0.50
0.48
0.46
0.44
0.59
0.57
0.55
0.53
0.66
0.64
0.62
0.60
0.71
0.69
0.67
0.65
0.76
0.74
0.72
0.70
0.78
0.76
0.74
0.72
0.81
0.79
0.77
0.75
0.87
0.85
0.83
0.81
0.600 m3
Peso del agregado grueso: (b / bc) * (peso unitario varillado o compactado) =
946 Kg
9. Cálculo de los Volúmenes Absolutos
Volumen Absoluto de:
Cemento : (Factor cemento) / (peso específico del cemento) =
0.132 m3
Agua : (volumen unitario de agua)/(peso específico del agua) =
0.21 m3
Aire : (Contenido de aire atrapado) * (1m3)
0.020 m3
Agregado Grueso : (peso del agregado grueso) / (peso especifico de masa) =
0.382 m3
Suma de los Volúmenes conocidos :
0.739 m3
10. Contenido de Agregado Fino
Volumen Absoluto de agregado fino: (1 - Suma de Volúmenes conocidos) =
Peso del Agregado Fino Seco: (vol. Abs. de agregado fino) * (peso específico de masa) =
0.261 m3
670 Kg
11. Valores de Diseño
Las cantidades de materiales a ser empleados como valores de diseño serán:
Cemento :
408 Kg/m3
Agua :
205 lt/m3
Agregado Fino (Arena Gruesa) Seco :
670 Kg/m3
Agregado Grueso (Piedra Chancada) Seco :
946 Kg/m3
12. Corrección por Humedad del Agregado
Se corregirá por humedad de los agregado con la finalidad de obtener los valores a ser utilizados en Obra;
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 210 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
Peso Húmedo de agregado fino : (Peso del agregado fino seco) * (humedad natural) =
1351 Kg/m3
Peso Húmedo de agregado grueso : (peso del agregado grueso seco) * (humedad natural) =
1671 Kg/m3
Pág. 5
Humedad Superficial del Agregado:
Agregado Fino (arena gruesa) : (humedad natural) - (absorción) =
0.20 %
Agregado Grueso (piedra chancada) : (humedad natural) - (absorción) =
0.23 %
Aporte de Humedad de los Agregados
Agregado Fino (arena gruesa) : (peso agregado fino seco) * (humedad superficial) =
1 lt/m3
Agregado Grueso (piedra chancada) : (peso de agregado grueso seco)*(humedad superficial) =
2 lt/m3
Aporte de humedad por los agregado es:
3 lt/m3
Agua Efectiva : (Volumen Unitario de Agua) + (Aporte de Humedad de los Agregado) =
208 lt/m3
13. Peso de los Materiales Corregidos por Humedad
Cemento :
410 Kg/m3
Agua :
208 lt/m3
Agregado Fino (Arena Gruesa) :
1351 Kg/m3
Agregado Grueso (Piedra Chancada) :
1671 Kg/m3
14. Proporción en Peso por bolsa de cemento
Cemento : (Factor Cemento ) / (Factor Cemento) =
Agua : (Volumen Unitario de Agua)/ ( Factor Cemento / 42.5) =
1.00
21.60 lt/bolsa
Agregado Fino (Arena Gruesa) : (Peso de Agregado Fino) / (Factor Cemento) =
3.30
Agregado Grueso (Piedra Chancada) : (Peso de Agregado Grueso) / (Factor Cemento) =
4.08
15. Peso por Tanda de una Bolsa de cemento
Cemento : (Proporción Cemento) * (peso de una bolsa de cemento) =
42.5 Kg/bolsa
Agua : (proporción de agua) * (1) =
21.6 lt/bolsa
Agregado Fino : (proporción agregado fino) * (peso de una bilsa de cemento) =
140.0 Kg/bolsa
Agregado Grueso : (proporción de agregado grueso) * (peso de una bolsa de cemento) =
173.2 Kg/bolsa
16. Resumen : Dosificación por m3 de Concreto
Cemento
:
9.60 bolsas
Arena Gruesa
:
0.53 m3
Piedra Chancada
:
0.67 m3
DISEÑO DE MEZCLA PARA CONCRETO F' c = 210 Kg/cm2, CEMENTO TIPO I
Agua
:
208 lt