Práctica Nº 12 _Hormigones II-Dosificación - RUA

Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P – Práctica Nº 12
(Curso 2.008 – 2.009)
César García Andreu, José Miguel Saval Pérez, Francisco Baeza Brotons, Antonio José Tenza Abril
Prácticas de Materiales de Construcción – I.T. Obras Públicas
PRÁCTICA Nº 12
HORMIGONES II – DOSIFICACIÓN
Contenido:
12.0
Procedimiento general
12.1
Volumen de agua
12.2
Cantidad de cemento
12.3
Áridos
12.4
Correcciones
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(Curso 2.008 – 2.009)
César García Andreu, José Miguel Saval Pérez, Francisco Baeza Brotons, Antonio José Tenza Abril
12.0 Procedimiento general
El objetivo de la dosificación de un hormigón es seleccionar los componentes y las cantidades
idóneas. El procedimiento a seguir para realizar esta dosificación, detallado en los diferentes
apartados de esta práctica, se recoge de forma resumida en el siguiente esquema:
1º
Determinación del volumen de AGUA
Mediante tablas experimentales (TM y tipo de árido) que nos
aproximan a una determinada consistencia y observando siempre las
limitaciones de la relación a/c (EHE tabla 37.3.2.a)
2º
Determinación de la cantidad de CEMENTO
a) Dato de partida (Método de Fuller y Bolomey)
b) o a partir de la fck: método de Carlos de la Peña
3º
Determinación de las cantidades de los ÁRIDOS
I) Obtención de los porcentajes óptimos (Fuller o Bolomey): t1, t2,...
II) Partimos de la expresión genérica para despejar Vr,áridos:
Vr,agua+Vr,cemento+Vr,áridos=1.025 litros
Lo que significa que calculamos la dosificación para
1m3 (1.000 litros) de hormigón + 25 litros debidos a la retracción
Si aplicamos método de Bolomey, tendremos que modificar la
expresión anterior (el cemento forma parte de los áridos):
Vr,agua+Vr,áridos=1.025 litros
III) Obtención del peso seco: multiplicando el volumen relativo de los
áridos por las densidades reales correspondientes.
4º
De manera simultánea con el apartado anterior realizaremos una
serie de CORRECCIONES sobre porcentajes óptimos (t1, t2,…),
volumen relativo de los áridos y el volumen de agua por humedad
aportada por los áridos.
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Sea cual sea el método utilizado, se deberán respetar siempre las limitaciones y consideraciones
marcadas por la EHE:
•
Máxima relación a/c y mínimo contenido de cemento:
•
Resistencias mínimas recomendadas:
•
La máxima cantidad de cemento por m3 de hormigón será de 500 Kg. Se permite mayor
cantidad en casos excepcionales y previa justificación experimental.
Ejemplo:
Suponiendo un hormigón armado con una clase de exposición IIIa,
limitaciones en cuanto a:
-
Contenido cemento:
-
Relación a/c:
-
Resistencia mínima recomendada:
determina sus
Por último, para establecer la dosificación recordamos que habrá que recurrir a los ENSAYOS
PREVIOS.
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12.1 Volumen de agua
Como comentamos en el esquema inicial, lo podemos determinar mediante tablas
experimentales en función del tamaño máximo del árido y tipo de árido, que nos aproximan a
una determinada consistencia, y observando siempre las limitaciones de la relación a/c (EHE
tabla 37.3.2.a). Las tablas que utilizaremos son las siguientes:
TABLA 1.1. Litros de agua por m3 de hormigón
(TM-Tipo de árido)
TM
Árido Rodado
Árido Machacado
(mm)
(L/m3)
(L/m3)
12,7
199
214
19,1
184
199
25,4
178
193
38,1
166
181
50,8
157
172
76,2
148
163
152,4
131
145
Tabla válida para mezclas que cumplan:
- Relación a/c = aprox. 0,57 (en peso)
- Asiento en Cono de Abrams = 76 mm
TABLA 1.2. Correcciones a la tabla anterior
(En el caso de variar las condiciones de partida)
Cambios de las condiciones
Modificaciones en cantidad de agua
Por cada 25 mm de aumento o
disminución del asiento
Arenas artificiales con cantos vivos
Hormigones poco trabajables
(pavimentos)
±3%
+ 6,8 litros
-3,6 litros
Ejemplo:
Suponiendo un hormigón fabricado con árido rodado de TM=19,1 mm., determina la
cantidad de agua por m3 para tres consistencias (asientos) requeridas:
-
Asiento = 7,6 cm Agua =
-
Asiento = 9 cm Agua =
-
Asiento = 4 cm Agua =
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TABLA 2. Litros de agua por m3 de hormigón
(Consistencia-Tipo de árido)
Asiento
Árido Rodado
Árido machaqueo
Consistencia
Cono Abrams
(cm)
80
40
20
80
40
20
Seca
0-2
135
155
175
155
175
195
Plástica
3-5
150
170
190
170
190
210
Blanda
6-9
165
185
205
185
205
225
Fluida
10-15
180
200
220
200
220
240
12.2 Cantidad de cemento
a) Se trata de un dato de partida cuando aplicamos los método de Fuller o Bolomey
b) o a partir de la fck, aplicando la expresión de Carlos de la Peña:
Z = K ⋅ f cm + 0,5
Siendo:
Z, la relación en peso de cemento / agua
K, valor que depende de la clase resistente de cemento y del tipo de árido (Tabla 3)
fcm, la resistencia media a 28 días obtenida en los ensayos
TABLA 3. Valores de K
(Válidos cuando Fcm se expresa en N/mm2)
Clase Resistente cemento
Árido Rodado
Árido de machaqueo
22’5
0’072
0’045
32’5
0’054
0’035
42’5
0’045
0’030
52’5
0’038
0’026
Para obtener la resistencia media (fcm) en función de la fck dada, aplicamos la siguiente
expresión:
fcm ≥ fck + 2σ
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Siendo:
fcm, la resistencia media a 28 días obtenida en los ensayos
fck, la resistencia característica de proyecto
σ, la desviación típica (Cuando se desconozca su valor correspondiente a la instalación de
2
fabricación se puede suponer que σ = 4 N/mm )
Esta expresión es válida cuando se dan las siguientes condiciones:
-
Dosificación en peso
-
Almacenamiento separado de las materias primas
-
Corrección de agua que incorpora el árido
-
Elementos de medida se comprueban periódicamente
-
Existe control de recepción o en origen de las materias primas
NOTA:
Recordar siempre que una vez determinada la cantidad de agua y cemento, para evitar problemas de
durabilidad, la normativa marca unas limitaciones.
(Tabla 37.3.2.a Máximas relaciones a/c y mínimo contenido de cemento).
12.3
I)
Áridos
Obtención de los % óptimos: t1, t2,…
Ajustando el árido, por cualquier método visto en granulometrías, a las curvas óptimas de
Fuller o Bolomey (recordar que el árido fino debe cumplir con una granulometría
determinada), obtendremos los porcentajes óptimos de cada una de las fracciones.
II) Conocida la cantidad de agua y de cemento, entraremos en la expresión general para
despejar el Vr,áridos:
Vr,agua+Vr,cemento+Vr,áridos=1.025 litros
Vr,áridos=1.025 – (Vr,agua+Vr,cemento)
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Si por ejemplo trabajamos con tres fracciones, los volúmenes de los áridos serán:
Vr,grava = Vr,áridos x t3
Vr,gravilla = Vr,áridos x t2
Vr,arena = Vr,áridos x t1
En el caso de aplicar Bolomey, donde el cemento se considera como una fracción
granulométrica de los áridos, modificamos la expresión anterior:
Vr,agua+Vr,áridos=1.025 litros
Vr,áridos=1.025 – Vr,agua
Siguiendo con el ejemplo de tres fracciones:
Vr,grava = Vr,áridos x t3
Vr,gravilla = Vr,áridos x t2
Vr,arena = Vr,áridos x t1
Vr,cemento = Vr,áridos x t0;
siendo t 0 =
Vr,cemento
(1.025 - Vr,agua )
∗ 100
III) Obtenidos los volúmenes relativos de los áridos, conseguimos su peso seco multiplicando
el volumen relativo de cada una de las fracciones de los áridos por las densidades relativas
correspondientes:
P = V r x dr
El resultado final de la dosificación de los componentes del hormigón (agua, cemento,
áridos), se deberá aportar en peso seco.
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12.4 Correcciones
De manera simultánea con el desarrollo de los apartados anteriores, realizaremos una serie de
correcciones:
•
Sobre los % óptimos obtenidos:
o
Si árido es de machaqueo: Aumentar en un 4% el árido más fino
(Restando proporcionalmente dicho % al resto de los áridos)
o
Si hormigón es vibrado: Aumentar en un 4% el árido más grueso
(Restando proporcionalmente dicho % al resto de los áridos)
o
Si hormigón es en masa: Aumentar en un 3% árido más grueso
(Restando proporcionalmente dicho % al resto de los áridos)
•
Sobre el volumen relativo de los áridos:
o
Si se introduce aire ocluido: Por cada 1% restar 10 litros de árido más fino o restar 3
litros de agua.
o
Por defecto o exceso de cemento respecto a 300 Kg (dado que los métodos están
definidos para 300 Kg): Aumentar o disminuir el mismo volumen al árido más fino
•
Sobre el volumen del agua, por humedad aportada por áridos:
Se le añade al peso del árido y se le resta al peso de agua.
Expresión a utilizar:
Mhúmeda = Mseca (1 + humedad (tanto por uno))
Ejemplo:
Para fabricar un hormigón disponemos de una arena con un 3% de humedad, y necesitamos
630 kg de masa seca, ¿cuánta arena debemos de utilizar? Si por dosificación necesitamos
150 l. de agua, ¿cuánta agua utilizaremos?
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