DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO POR EL MÉTODO ACI 211.1

Se muestra un ejemplo para diseñar mezclas de concreto según el método ACI 211.1, que contempla las propiedades físicas de los agregados (fino y grueso) y las caracteristicas del elemento a construir. Se abordará el diseño por resistencia; es decir, la zona no estará expuesta a condiciones climáticas adversas que puedan afectar la durabilidad. Este diseño además incluye la corrección por humedad y humedad superficial (absorción), así como la presentación de resultados en dosificación en peso, por bolsa de cemento y por p3 (pie cúbico) que se utiliza principalmente en las obras y finalmente la cantidad para 3 probetas cilindricas de 15 x 30 cm.

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EJEMPLO DE DISEÑO

Elaborar el diseño de mezcla para una edificación en la ciudad de Cajamarca, todos los elementos tendrán una resistencia de diseño de f’c = 210 kgf/cm2 a los 28 días. El proyecto tiene las siguientes especificaciones técnicas.

- La mezcla debe tener una consistencia plástica

- Utilizar cemento Portland Tipo I – Pacasmayo, peso específico 3.10 gr/cm3 (Se obtiene de las fichas técnicas)

- Se usará agua potable de la red pública

La empresa no cuenta con un registro de resistencias, pero si cuenta con un dato único de la desviación estándar igual a 26 [kgf/cm2]; además, se conocer las siguientes propiedades físicas.

Agregado fino “AF”

- Peso específico de masa: 2.61 gr/cm3

- Absorción: 1.62%

- Contenido de humedad: 5.48%

- Módulo de finura: 2.45

Agregado grueso “AG”

- Tamaño máximo nominal: 3/4"

- Peso específico de masa: 2.58 gr/cm3

- Peso unitario seco compactado: 2016.4 kg/m3

- Absorción: 0.84%

- Contenido de humedad: 1.06%

Desarrollo

Paso 1: Determinar la resistencia promedio f’cr

Debido a que la empresa solo pose un dato de la desviación estándar, se hace uso del cuadro 5.2 de la norma E060 Concreto armado

Nota: Las unidades están en MPa, para convertirlas a kgf/cm2 multiplicar por 10

La resistencia de diseño es 210 kgf/cm2, menor a 350, por lo tanto, usamos las ecuaciones del segundo recuadro

Paso 2: Selección del tamaño máximo nominal

Como dato se tiene que el TMN es 3/4", en caso no esté especificado se debe obtener del análisis granulométrico o determinar por las condiciones del tamaño de los elementos de concreto y la cuantía del refuerzo.

Paso 3: Selección del asentamiento

El proyecto requiere que una mezcla de consistencia plástica que tiene un asentamiento (Slump) de 3”-4”.

En caso no se conozca el tipo de consistencia, se puede usar el siguiente cuadro con asentamientos recomendados para diferentes elementos estructurales.

Ejemplo: Si deseo construir una columna, debería usar un Slump entre 1” a 4”, podría escoger entre una consistencia seca o plástica, se recomienda “plástica” para proyectos sin condiciones especiales.

Paso 4: Volumen unitario de agua

Con los datos del asentamiento se puede seleccionar el volumen de agua teniendo en cuenta el TMN del agregado grueso.

Para nuestro caso TMN = 3/4” y asentamiento = 3” a 4”

Usamos la tabla de “concretos sin aire incorporado”, ya que la construcción es en Cajamarca y no existen condiciones de frío extremo. De acuerdo a la tabla, el agua a usar es 205 lt/m3

Agua = 205 lt/m3

Paso 5: Contenido de aire

Para un TMN de 3/4" le corresponde un 2.0% de aire atrapado naturalmente en la mezcla de concreto (uso de la tabla indicada en el paso 4).

Cont. Aire = 2.0 %

Paso 6: Relación de agua y cemento (a/c)

Se está realizando un diseño por resistencia, ya que la estructura se construirá en Cajamarca y no hay condiciones climáticas adversas (frio y calor extremo), tampoco ataques por sulfatos u otro tipo de agente que pueda dañar el concreto.