DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO UTILIZANDO EL MÉTODO WALKER
Se muestra un ejemplo para diseñar mezclas de concreto utilizando el método Walker, que contempla las propiedades físicas de los agregados (fino y grueso), las caracteristicas del elemento a construir y el cálculo de los porcentajes de incidencia del agregado grueso y fino característico del método . Se abordará el diseño por resistencia y por durabilidad; es decir, la zona estará expuesta a condiciones climáticas adversas que puedan afectar su durabilidad. Este diseño además incluye la corrección por humedad y humedad superficial (absorción), así como la presentación de resultados en dosificación en peso. Al final del artículo puede obtener la hoja de cálculo automatizada
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EJEMPLO DE DISEÑO
Elaborar el diseño de mezcla para una edificación en la ciudad de Cuzco donde la temperatura puede descender hasta los -10°C, todos los elementos tendrán una resistencia de diseño f’c = 210 kgf/cm2 a los 28 días. El proyecto tiene las siguientes especificaciones técnicas.
- La estructura estará espuesto a humedad y bajas temperaturas, pero el ataque por sulfatos es nuloLa 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 conoce las siguientes propiedades físicas.
Agregado fino “AF”
Agregado grueso “AG”
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
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, pero se debe tener en cuenta el TMN y el tipo de perfil del agregado grueso.
- La grava "canto rodado" tiene un perfil redondeado
- La piedra chancada "piedra triturada" tiene un perfil angular
Para nuestro caso TMN = 3/4”, asentamiento = 3” a 4” y perfil del agregado "angular"
De acuerdo con la tabla, la cantidad del agua es 204 lt/m3
Paso 5: Contenido de aire
El diseño de mezcla debe considerar la posibilidad de congelación, ya que la estructura está expuesta a temperaturas de -10°C, por lo tanto, se debe incorporar aire. Al tener el dato de la temperatura se emplea la tabla III-E.
El contenido de aire se obtiene con un TMN de 3/4" y una exposición moderada (-10°C)
Contenido de aire = 5.0%
Paso 6: Relación de agua y cemento (a/c)
Debido a que el concreto estará expuesto a climas fríos (congelamiento), es necesario calcular la relación agua/cemento por resistencia y durabilidad, y se escoge el menor de ambos.
Relación a/c por resistencia
Relación a/c por durabilidad
Los elementos tipos vigas, columnas, zapatas y similares tienen un recubrimiento mayor a 3 cm, a excepción de losas, vigas chatas, etc., además la estructura está en la categoría frecuente o continuamente expuestas a congelación y deshielo, por lo tanto, le corresponde un a/c = 0.50.
Paso 7: Factor cemento
Paso 8: Cálculo del contenido de aditivo
De acuerdo con la ficha técnica del aditivo Chema entrampaire, la dosis recomendad es 0.1% del peso del cemento.
Paso 9: Volumen absoluto de la pasta
Paso 10: Volumen absoluto del agregado
El módulo de finura del AF es 2.65, se ubica primero el rango adecuado, el TMN es 3/4" y el factor cemento de 9.6 bolsas/m3, además el perfil del agregado grueso es angular.
Debido a que el factor cemento está fuera delos valores, se extrapola
Paso 12: Volumen absoluto de los agregados
Paso 14: Resumen de los valores del diseño de mezcla
Se muestra un resumen de las cantidades a usar en el diseño de mezcla
Paso 15: Corrección por humedad del agregado
Paso 16: Proporción en peso
Todos los componentes se dividen por la cantidad de cemento, el agua será por el factor cemento calculado en el paso 7.

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