Métodos de diseño de mezcla.pptx

Métodos de diseño de
mezcla
Catedrático:
Ms. Ing. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA
Alumno:
TACAY CLAUDIO JUAN CARLOS

PROCESO DE MEZCLA
 OBTENCION DE GREGADOS: En este caso como se necesitaba realizar
el diseño de mezcla, se realizó la extracción de la cantera de
Pilcomayo del agregado deseado.

 CALCULO DE LAS CARACTERISTICAS DEL AGREGADO A USARSE EN
NUSTRO DISEÑO DE MEZCLA: Basándonos en los ensayos especificados
en las NTP las cuales son NTP-400.010, NTP-400.012, NTP-400.017,
NTP-400.021, NTP-400.022.
Podemos obtener el peso específico, peso unitario suelto, peso unitario
compactado, porcentaje de humedad, porcentaje de absorción, módulo
de finura y tamaño nominal máximo, este último solo en caso del
agregado grueso.
 DISEÑO DE MEZCLA : En este caso se procedió a realizar el diseño de
mezcla estático , o de laboratorio, se denomina así debido a que no
toma en cuenta la absorción ni el porcentaje de humedad del agregado
el cual puede agregar o quitar agua a la mezcla final.

 DISEÑO DE MEZCLA DINAMICO: En esta parte dl diseño de mezcla se
tiene en cuenta la humedad y el porcentaje de absorción debido a esto
se hace la corrección de la cantidad de agua que será necesaria en la
mezcla.
 CONO DE ABRAMS: El procedimiento a seguir en este ensayo está
especificado en la NTP339.035 el cual nos brinda la información
necesaria para una correcta elaboración del ensayo.
 PROBETAS: Para la elaboración de probetas también existe normas las
cuales están especificadas en la NTP339.034 la cual nos explica cómo
se debe de verter el concreto en los moldes y el correcto chuseado que
estos deben de recibir.

 ROTURA DE PROBETAS: Para realiza la rotura de probetas se debe
pesar y medir estas respectivamente. los valores obtenidos aquí no
deben de variar demasiado para que sean aptas para ser roturadas.
 CALCULOS: Los cálculos se realizaran a partir de la lectura dada en la
prensa hidráulica ya que está dada en KN y nosotros queremos saber la
resistencia del concreto en kg/cm2

TIPOS DE DISEÑOS DE MEZCLA
 En la siguiente presentación de utilizaron tres tipos de diseños de
mezcla , los cuales fueron el método ACI, agregado global y el módulo
de finura , los tres tipos requieren de pasos similares para su cálculo
además de que los tres se pueden dividir en dos procesos , el primero
el cual se pude denominar MÉTODO ESTÁTICO debido a que no
requiere mayor modificación el cuanto a la cantidad de agua ya que
esta no depende de la humedad ni de la absorción , el segundo proceso
es el METODO DINÁMICO , el cual se refiere a la mezcla en obra ya que
varía su porcentaje de agua debido a la humedad y absorción de los
diferentes agregados.

DISEÑO DE MEZCLA METODO ACI
 Este diseño de mezcla está enfocado en la resistencia y la durabilidad del
concreto, para realizar este diseño de mezcla es necesario conocer las
características de los agregados a usar y seguir los pasos que se indicaran a
continuación.
1) CALCULO DE LA CANTIDAD DE AGUA: El cálculo de la cantidad de agua en la
mezcla se realiza utilizando la tabla número, en la cual por medio del slump y
en Tn max podremos conocer cuántos litros son necesarios para nuestra mezcla.
2) CALCULO DE LA CANTIDAD DE CEMENTO: El cálculo de la cantidad de
cemento se puede realizar por medio de dos tablas, la tabla numero 2 o la
tabla número 5 que son de resistencia y durabilidad respectivamente, en estas
tablas se encontrará la relación agua cemento, la cual se tendrá que interpolar
y luego despejar con la cantidad de agua anteriormente hallada.

3) CALCULO DE LA CANTIDAD DE AIRE ATRAPADO: Para este proceso es
necesario utilizar la tabla número 4 y necesitaremos como dato en tamaño
nominal máximo con el cual calcularemos la cantidad de aire incorporado en
nuestro agregado.
4) CALCULO DE LA CANTIDAD DE AGREGADO GRUESO (PIEDRA): Para este
cálculo es necesario conocer b/b0 el cual lo podremos calcular mediante la
tabla, a este valor obtenido mediante la interpolación tenemos que
multiplicarlo por el PUS de dicho agregado.
5) CALCULO DE LA CANTIDA DE AGREGADO FINO (ARENA): La cantidad de arena
en este tipo de diseño de mezcla es calculada por diferencia de volúmenes
cuando se lleva a la cantidad de 1 m3 y mediante su peso específico volviéndolo
a peso igual que los agregados anteriores.

DISEÑO DE MEZCLA METODO GLOBAL
 Este diseño de mezcla está enfocado en la resistencia y la trabajabilidad del
concreto, para realizar este diseño de mezcla es necesario conocer las
características de los agregados a usar y seguir los pasos que se indicaran a
continuación.
mezcla se realiza utilizando la tabla número, en la cual por medio del slump y
en Tn max podremos conocer cuántos litros son necesarios para nuestra mezcla.
2) CALCULO DE LA CANTIDAD DE CEMENTO: El cálculo de la cantidad de
cemento se puede realizar por medio de dos tablas, la tabla numero 2 o la tabla
número 5 que son de resistencia y durabilidad respectivamente, en estas tablas
se encontrará la relación agua cemento, la cual se tendrá que interpolar y luego
despejar con la cantidad de agua anteriormente hallada.

necesario utilizar la tabla número 4 y necesitaremos como dato en tamaño
nominal máximo con el cual calcularemos la cantidad de aire incorporado en
nuestro agregado.
4) CALCULO DE LA PIEDRA Y LA ARENA: Para el cálculo de la cantidad de
piedra y arena se requiere un ensayo previo para conocer las proporciones de
dichos agregados
5) El ensayo consiste en realizar diversas combinaciones variando los
porcentajes de la arena y la piedra en 10%, luego de tener dichas
combinaciones se procede a calcular el peso unitario de las ya mencionadas,
con los datos recolectados se realiza una gráfica, la cual será muy parecida a
la campana de gauss realizando el ajuste de línea respectivo.
6) De esta grafica se procede a elegir el valor más elevado el cual nos dará el
porcentaje a utilizar, previamente a decidir si este es el porcentaje de cada
agregado que vamos a utilizar, este debe de cumplir con el uso respectivo
para garantizar la trabajabilidad.

DISEÑO DE MEZCLA METODO MODULO DE
FINURA
 Este diseño de mezcla está enfocado en la trabajabilidad del concreto, para
realizar este diseño de mezcla es necesario conocer las características de los
agregados a usar y seguir los pasos que se indicaran a continuación.
mezcla se realiza utilizando la tabla número, en la cual por medio del slump y en
Tn max podremos conocer cuántos litros son necesarios para nuestra mezcla.
2) CALCULO DE LA CANTIDAD DE CEMENTO: El cálculo de la cantidad de cemento
se puede realizar por medio de dos tablas, la tabla numero 2 o la tabla número 5
que son de resistencia y durabilidad respectivamente, en estas tablas se
encontrará la relación agua cemento, la cual se tendrá que interpolar y luego
despejar con la cantidad de agua anteriormente hallada.

necesario utilizar la tabla número 4 y necesitaremos como dato en
tamaño nominal máximo con el cual calcularemos la cantidad de aire
incorporado en nuestro agregado.
4) CALCULO DE LA PIEDRA Y LA ARENA: Para el cálculo de la cantidad de
piedra y arena se requiere conocer la proporción que estas ocuparan en
el diseño usualmente esto se realiza calculando la cantidad de agregado
que ingresara en un metro cubico, adicionalmente se requiere conocer
los módulos de finura de los agregados fino y grueso.
5) Con los módulos de finura y la cantidad de cemento dado en bolsas
para un metro cubico se calcula el módulo de finura de del agregado en
conjunto, dicho valor se remplaza en la fórmula para calcular el
porcentaje de agregado fino y grueso que ingresara en nuestro diseño de
mezcla.

TABLAS NECESARIAS PARA EL DISEÑO DE MEZCLA
REQUISITOS DE AGUA DE MEZCLADO EN FUNCION DE Dn max. Y EL
ASENTAMIENTO EN PUGADAS
SLUMP(pulg
.)
Dn max (pulg.)
3/8 1/2 3/4 1 1 1/2 2 3 6
1 2 205 200 185 180 160 155 145 125 SIN AIRE
INCORPORA
DO
3 4 225 215 200 195 175 170 160 140
6 7 240 230 210 205 185 180 170 0
1 2 180 175 165 160 145 140 135 120 CON AIRE
INCORPORA
DO
3 4 200 190 180 175 160 155 150 135
6 7 215 205 190 185 170 165 160 0
TABLA
N° 1

TABLA N°2
RELACION (a/c) Y LA
RESISTENCIA (f´cr)
VOLUMEN DEL AGREGADO GRUESO POR UNIDAD DE
VOLUMEN DEL CONCRETO (b/b0)
f´cr
AIRE
INCORPORADO Dn max.
MODULO DE FINURA DE LA ARENA AIRE (%)
ATRAPAD
O
SIN CON 2.4 2.6 2.8 3 3.2
450 0.38 - 3/8 0.5 0.48 0.46 0.44 0.42 3
400 0.43 - 1/2 0.59 0.57 0.55 0.53 0.51 2.5
350 0.48 0.4 3/4 0.66 0.64 0.62 0.6 0.58 2
300 0.55 0.46 1 0.71 0.69 0.67 0.65 0.63 1.5
250 0.62 0.53 1 1/2 0.76 0.74 0.72 0.7 0.67 1
200 0.7 0.6 2 0.78 0.76 0.74 0.72 0.7 0.5
150 0.8 0.77 3 0.81 0.79 0.77 0.75 0.74 0.3
6 0.87 0.85 0.83 0.81 0.79 0.2
TABLA N°3
TABLA
N°4

RELACION (a/c) EN CONDICIONES DE EXPOSICION
CONDICIONES DE EXPOSICION (a/c)
CONCRETO IMPERMEABLE
a) EXPUESTO A AGUA DULCE 0.5
b) EXPUESTO AL AGUA DE MAR O AGUAS
SALOBRES
0.45
c) EXPUESTO A AGUAS CLOACALES 0.45
CONCRETO EXPUESTO A PROCESOS DE CONGELACION Y HIELO EN CONDICIONES HUMEDAS
a) SARDINELES, CUNETAS , SECCIONES DEGADAS 0.45
b) OTROS ELEMENTOS 0.5
PROTECION CONTRA LA CORROSION DEL CONCRETO EPUESTO A AGUAS DE MAR SALOVRES
NEBLINAS O ROCIO DE ESTAS AGUAS
0.4
SI EL RECUBRIMINETO MINIMMO SE INREMENTA EN 13 mm 0.45
TABLA N°5

PESO UNITARIO DEL CONCRETO FRESCO EN (kg./mt.3)
Dn max P.U.C.F. SIN
AIRE
P.U.C.F. CON
AIRE
mm. mm.
10 3/8 2285 2200
12.5 1/2 2315 2230
20 3/4 2355 2275
25 1 2375 2290
40 1 1/2 2420 2350
50 2 2445 2395
70 3 2465 2405
TABLA N°6

MODULO DE FINEZA DE LA COMBINACION
(Dn max)
TAMAÑO
MAXIMO
NOMINAL
MODULOS DE FINEZA DE LA COMBINACION DE AGREGADOS QUE DA
LAS MEJORES CONDICIONES DE TRABAJABILIDAD PARA LOS
CONTENIDOS DE CEMENTO
6 7 8 9
3/8 3.96 4.04 4.11 4.19
1/2 4.46 4.54 4.61 4.69
3/4 4.96 5.04 5.11 5.19
1 526 5.34 5.41 5.49
1 1/2 5.56 5.64 5.71 5.79
2 5.86 5.94 6.01 6.09
3 6.16 6.24 6.31 6.39
TABLA N°7

FACTOR DE SEGURIDAD
fć
ESPECIFICADO
(kg/cm2)
FACTOR DE
SEGURIDAD
fćr
fćr < 210 70 fćr + 70
210 < fćr < 350 84 fćr + 84
350 < fćr 98 fćr + 98

CARACERISTICAS DEL AGREGADO
AGREGADO
GRUESO
AGREGADO
FINO
PESO
ESPECIFICO
2.58 2.64
% W 0.5 0.5
%Ab 1.09 3.01
PUS 1281.1 1738
PUC 1485.6 1839
MF 7.78 2.71
Tn max 1/2 -

DISEÑO DE MEZCLA METODO ACI
 1 paso : calculo de la cantidad de agua con la tabla 1
Slump 6” = 225l
 2 paso : calculo de la cantidad de cemento con la tabla 2 o tabla 5
C = 400 kg
 3 PASO : calculo de la cantidad de agregado grueso con la tabla 3
B/B0 = 0.559 Pd = 0.559 * PUC =830

 4 paso : calculo de la cantidad de aire con la tabla 3
Aire = 2.5%
 5 paso : calculo de la cantidad de arena por diferencia de volúmenes
Ar = 837 kg
 LUEGO DE CULMINAR CON LOS PASOS DEL DISEÑO ESTATICO SE PROCEDE
A REALIZAR EL DISEÑO EN OBRA PARA LO CUAL NOS APOYAREMOS EN UN
CUADRO

DS Pe VOL = 1 m3
C 400 3.08 0.130
H2O 225 1.00 0.225
Pd 830 2.58 0.322
Ar 788 2.64 0.298
AIRE 2.5 0.025
DISEÑO DE MEZCLA METODO ACI SIN CORRECCION
DE AGUA POR HUMEDAD NI ABSORCION

 6 PASO : SE DEBE DE REALIZAR LA CORRECCION DE PIEDRA Y ARENA CON
LA SIGUIENTE FORMULA
Pd(HUMEDA) = Pd(SECA) *(1+W/100)
Ar(HUMEDA) = Ar(SECA) *(1+W/100)
 7 PASO : SE REALIZA LA CORRECCION DE LA CANTIDAD DE AGUA YA QUE
VARIO DEBIDO A LA VARIACION DE AGREGADOS
H20(Pd) = Pd(SECO)*(W-Ab)/100
H20(Ar) = Ar(SECO)*(W-Ab)/100
H20(TOTAL) = H20(SECO) - H20(Pd) - H20(Ar)

 REALIZANDO DICHAS CORRECCIONES A NUESTRO DISEÑO DE MEZCLA QUEDARIA DE LA
SIGUIENTE FORMA
DS PE
VOL = 1
m3
DO RU
TANDA
25Kg
C 400 3.08 0.130 400 1.000 4.39
H2O 225 1.00 0.225 250 0.624 2.74
PD 830 2.58 0.322 834 2.085 9.16
AR 788 2.64 0.298 792 1.979 8.70
AIRE 2.5 0.025 5.689
• CABE RESALTAR QUE AL HALLAR LA REDUCCION UNITARIA PODEMOS CALCULAR LAS
PROPORCIONES PARA CUALQUIER CANTIDAD DE MEZCLA QUE DESEEMEMOS PREPARAR

Slump 6” = 225l
C = 400 kg
 3 PASO : calculo de la cantidad de aire con la tabla 3
Aire = 2.5%
DISEÑO DE MEZCLA METODO DE
AGREGADO GLOBAL

 4 PASO : calculo de la cantidad de agregado que se usara en
nuestra mezcla , en este caso se necesita conocer los porcentajes
de cada uno de los agregados , tanto fino como grueso que
utilizaremos , estos porcentajes se calculan con el ensayo de
densidad de campo , o mas conocido como PUC
 Este ensayo se realizara haciendo confinaciones porcentuales de
los agregados variando estos en un 10% con lo cual se graficara
una curva y elegiremos el pico mas alto para así poder alcanzar
una mayor resistencia , se debe de tener en cuenta que el
agregado global debe de cumplir con el uso respectivo
 5 PASO : Una vez conocidos los porcentajes se reemplazan por
diferencias de volumen enes igualmente

PUC
Ar 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25
Pd 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
Ar 19.5 18.2 169.9 15.6 14.3 13 11.7 10.4 9.1 7.8 6.5
Pd 6.5 7.8 9.1 10.4 11.7 13 14.3 15.6 16.9 18.2 19.5
P.O. 4.15 4.15 4.15 4.15 4.15 4.15 4.15 4.15 4.15 4.15 4.15
VOL 0.0093 0.0093 0.0093 0.0093 0.0093 0.0093 0.0093 0.0093 0.0093 0.0093 0.0093
P.P + P
mm
22.5 22.9 22.95 23.15 23.2 23.45 23.3 23.25 22.7 22.35 21.95
P mm 18.35 18.75 18.8 19 19.05 19.3 19.15 19.1 18.55 18.2 17.8
PUC 1973.12 2016.13 2021.51 2043.04 2048.39 2075.27 2059.14 2053.76 1994.62 1956.99 1913.98

1800
1850
1900
1950
2000
2050
2100
25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25
PUC
 En este grafico es mas fácil apreciar como es que el mayor puc se encuentra
aproximadamente en el 50%de agregado fino y el 50% de agregado grueso

DISEÑO DE MEZCLA METODO DEL AGREGADO
GLOBAL SIN CORRECCION DE AGUA POR HUMEDAD
NI ABSORCION
DS PE
VOL = 1
m3
C 400 3.08 0.130
H2O 225 1.00 0.225
Pd 800 2.58 0.310
Ar 819 2.64 0.310
AIRE 2.5 0.025

 6 PASO : SE DEBE DE REALIZAR LA CORRECCION DE PIEDRA Y ARENA
CON LA SIGUIENTE FORMULA
 7 PASO : SE REALIZA LA CORRECCION DE LA CANTIDAD DE AGUA YA QUE
VARIO DEBIDO A LA VARIACION DE AGREGADOS

 REALIZANDO DICHAS CORRECCIONES DE EXCESO O DEFECTO DE AGUA NUESTRAS
PORPORCION NOS QUEDAD DE LA SIGUIENTE FORMA
DS PE
VOL = 1
m3
DO RU
TANDA 25
Kg
C 400 3.08 0.130 400 1.000 4.39
H2O 225 1.00 0.225 250 0.626 2.75
PD 800 2.58 0.310 804 2.010 8.83
AR 819 2.64 0.310 823 2.057 9.03
AIRE 2.5 0.025 5.692

DISEÑO DE MEZCLA METODO DE FINURA
Slump 6” = 225l
C = 400 kg
 3 PASO : calculo de la cantidad de aire con la tabla 3
Aire = 2.5%

 4 PASO : calculo de la cantidad de agregado que se usara en nuestra
mezcla , este se obtiene por diferencia de volúmenes para alcanzar
un metro cubico
 5 PASO : el porcentaje en el que se aplicara cada uno de los
agregados se define por la siguiente formulas
 %Af = ( mg – m ) / (mg – mf )
 6 PASO : el porcentaje de agregado grueso se obtiene por diferencia

DISEÑO DE MEZCLA METODO DEL MODULO DE FINURA SIN
CORRECCION DE AGUA POR HUMEDAD NI ABSORCION
DS PE
VOL = 1
m3
C 400 3.08 0.130
H2O 225 1.00 0.225
PD 640 2.58 0.248
AR 982 2.64 0.372
AIRE 2.5 0.025

 7 PASO : SE DEBE DE REALIZAR LA CORRECCION DE PIEDRA Y ARENA
CON LA SIGUIENTE FORMULA
 8 PASO : SE REALIZA LA CORRECCION DE LA CANTIDAD DE AGUA YA
QUE VARIO DEBIDO A LA VARIACION DE AGREGADOS

DS PE
VOL = 1
m3
DO RU
TANDA
25Kg
C 400 3.08 0.130 400 1.000 4.38
H2O 225 1.00 0.225 253 0.634 2.77
PD 640 2.58 0.248 643 1.608 7.04
AR 982 2.64 0.372 987 2.468 10.81
AIRE 2.5 0.025 5.710
 REALIZANDO DICHAS CORRECCIONES DE EXCESO O DEFECTO DE AGUA NUESTRAS
PORPORCION NOS QUEDAD DE LA SIGUIENTE FORMA

COMPARACIONES
MEZCLA MÉTODO ACI MEZCLA MÉTODO GLOBAL MEZCLA MÓDULO DE FINURA
Este método se encuentra enfocado a
la resistencia y durabilidad.
Este método se encuentra orientado a la
resistencia y la trabajabilidad.
Este método se encuentra orientado a la
trabajabilidad.
Realizando el diseño y al momento de
realizar la mezcla, ya que el agregado
grueso es el único del cual se calcula su
proporción, es este al final el cual se
presenta en mayor cantidad.
Realizando el diseño de mezcla y al
momento de realizar esta se pudo
observar que en este diseño ingresa el
agregado fino y el agregado grueso en
porcentajes similares.
En este método ingresa mayor cantidad
de agregado fino debido a que este
método se enfoca en la trabajabilidad y
este material es el que nos brinda esa
característica.
En este método también se observó
que debido al mayor uso de agregado
grueso , es necesario mayor cantidad
de material cementante.
Por otro lado en este método no se
requiere gran cantidad de material
cementante , debido a que la
trabajabilidad también es brindada por
el agregado fino.
Por ultimo en este método , la cantidad
de material cementante es mucho
menor.
Al momento de realizar el ensayo del
cono de abrams se pudo apreciar que
en la mezcla existe mayor cantidad de
agregado grueso.
Al realizar el ensayo del cono de abrams
se pudo apreciar que a cantidad de
agregado grueso y fino es similar.
Al realizar el ensayo del cono de abrams
se pudo apreciar que la cantidad de
agregado fino en mucho mayor a la de
agregado grueso, esto nos brinda
trabajabilidad.

CONCLUSIONES
 Se demostró que un mínimo porcentaje de variación el agua hizo variar en
gran escala el slump por ende se debe tener en cuenta que los ensayos
realizados a los agregados deben de ser correctos
 El tamaño del agregado influye en el porcentaje de aire atrapado el cual
reduce la resistencia
 Se realizó dos ensayos con la misma muestra, en la primera se realizó un
mala práctica en el cono ce abrans por lo cual se presentó una falla de
corte por ende se tuvo que rechazar la lectura debido a esto se concluye
que es necesario conocer los pasos específicos para dicho ensayo ya que en
la segunda lectura nos brindó un slump de 6.
 Al aplicar el método de diseño ACI en obra se debe de tener en cuenta la
variación de agua que se origina por el medio ambiente ya sea que solee lo
cual hace que el agregado pierda humedad o que llueva lo cual
humedecería nuestro agregado.

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