Apunte 2.pdf

REQUISITOS DE MATERIALES CONSTITUYENTES

NCh 170 - 2016

y más…

Tecnología del Hormigón

NCh170 2016

2

1

revisadas sus identificaciones, cantidades y fechas de fabricación

• Aditivos y adiciones: deben ser

potables

• Aguas: inspección visual de aguas no

y calidad visual

• Áridos: constatar el origen, tipo, cantidad

cantidad

• Cementos: verificación de tipo y

Recepción de Materias Primas

4

3

¿Falta algo?

Las bodegas deben ser ventiladas para impedir la acumulación de humedad. Los pisos pueden ser radieres de hormigón, embaldosados o entablados. En este último caso el piso debe quedar por lo menos a 10 cm del suelo.

Almacenamiento y Conservación

Almacenamiento del cemento

6

5

El cemento se debe usar por estricto orden de llegada a la obra, para evitar que algunas partidas permanezcan mucho tiempo en ella.

Almacenamiento y Conservación

No se debe apilar más de 12 sacos para evitar la compactación del cemento, y estar separadas unos 50 cm de las paredes y entre sí, para facilitar su manejo y ventilación.

Almacenamiento y Conservación

8

7

Tipo 1

Otro...

Tipo 2

9

10

Identificaciones que evitan errores

Almacenamiento y Conservación

No deje caer los sacos sobre sus bordes o extremos y verifique que las superficie de apoyo esté libre de objetos que puedan romper el saco.

Transportar los sacos apoyándolos de plano sobre los hombros o sobre el medio de transporte usado, en este caso sin dejar extremos colgando.

Levante los sacos poniendo las manos por debajo y soportando ambos extremos.

11

12

¿Estamos bien?

ALMACENAMIENTO DE LOS ÁRIDOS

Casos Complementarios

El hormigón preparado con esta contaminación presenta un aspecto de un material pastoso y demasiado cohesivo

Se recibe grava con barro

Evitar lo evitable es importante…

Evitar lo evitable es importante…

14

13

Capa de reemplazo cada vez que se encuentre contaminada y/o pierda su capacidad drenante

Capa DRENANTE (30 cm, aprox.), inclinada

Base del mismo material acopiado, compactándolo (50 cm, aprox.)

16

15

¿Y esto?…

Con distintos agregados

Con polvos

Con el suelo natural

CONTAMINACIONES VARIAS

¿Cómo evitamos esto?…

18

17

Gravilla Pacífico

Marcar alturas

Arena Galería

19

20

Acopio con sombra 25 °C

Acopio sin sombra 40 °C

¿Qué falta?

Base del mismo material acopiado, compactándolo (50 cm, aprox.)

Gr Gravilla Pacífico

Vista aérea de acopios

Sí, soy un perro, pero no tonto…por eso duermo mi siestesita a la sombra

Capa DRENANTE (30 cm, aprox.), inclinada

Grava Andes

Identificaciones

Capa DRENANTE (30 cm, aprox.), inclinada

Grava Andes

Gravilla Pacífico

Sombra

Gravilla Pacífico

Base del mismo material acopiado, compactándolo (50 cm, aprox.)

Identificaciones

ü

Marcar alturas

Arena Galería

22

21

Capa DRENANTE (30 cm, aprox.), inclinada

Grava Andes

Gravilla Gr Pacífico

Gravilla Pacífico

Base del mismo material acopiado, compactándolo (50 cm, aprox.)

Identificaciones

Sombra

3

1

Marcar alturas

Arena Galería

23

24

Evitar inclinaciones que generen segregaciones

SEGREGACIÓN EN EL AGREGADO GRUESO

L

ü

L: dependerá de la cantidad de cada árido necesaria para una producción de 2 días

>=5 m

(48 horass de REPOSO)

Árido saturado

>=5 m

Alimentación PLANTA

Alimentación ACOPIO

25

Separadores con bloques de restos de hormigón

Diseño de ACOPIO DOBLE para un ÁRIDO (Un acopio recibe ÁRIDO SATURADO mientras el otro está reposado y alimenta a la Planta de Hormigón)

Ideal…

Evitar lo evitable es importante…

27

Arena Fina

Arena Gruesa

28

Gravilla

Grava

Disposición adecuada de los bines

Ripear o pavimentar el camino Ubicación contraria a la dirección del viento Ruta y dirección adecuada para no generar polvo sobre los acopios

Posibles acciones:

“…limpie las superficies a unir antes de aplicar…”

Contaminación de finos perjudica la adherencia pasta-árido y deteriora las resistencias, aumentando la variabilidad de los resultados

Evitar lo evitable es importante…

29

30

Traspaso de material desde un buzón a otro

Sobrecarga de bines que generan contaminaciones y peligro estructural…por lo tanto, no intervenir el diseño para aumentar capacidad de almacenaje, pues aumenta el peso…

Evitar lo evitable es importante…

Evitar lo evitable es importante…

X

Corrosión de las placas

arena

contaminación

gravilla

ü

31

X

Los intercambios de material entre los buzones de la planta generan alteraciones en la composición original del hormigón

Evitar lo evitable es importante…

Pala cargador más grande que bines…lo cual genera contaminaciones en las etapas de alimentación

Evitar lo evitable es importante…

2

3

4

5

6

0

5 10 15 20 25 30 Cantidad de Cambios de Dosificaciones por cambios de Fuente de los Áridos Fuente Propia

Los constantes cambios de áridos potencian la variabilidad de las resistencias…

ALMACENAMIENTO DEL AGUA

Casos Complementarios

Desviación Estandar StD (MPa)

34

33

ü

30

40

50

60

70

80

90

100

0,0

0,4

0,6

0,8

1,0

Desengrasante en el agua de amasado, % referido al peso de cemento

0,2

1,2

EFECTO DEL DESENGRASANTE SOBRE LA PERDIDA DE RESISTENCIA

Cemento Agua Agregado

El aporte a la temperatura del hormigón por cada 10 C del

Sistema de sombreado que permite el paso del aire refrescando más el agua

Pérdida de resistencia, en %

7 días

1 día

es es es

Incorporación de desengrasantes y/o aceites generan menores resistencias

1 3 6

C

Techo que calienta el agua

36

ALMACENAMIENTO DE ADITIVOS Y ADICIONES

Material Complementario

Material orgánico en la superficie que genera menores resistencias

Material orgánico extraído en proceso de limpieza de limpieza

38

37

39

40

Desorden y suciedad es sinónimo de problemas…

Evita posible succión de aire que puede descalibrar el sistema automático

Evita contaminación del terreno en caso de derrames Permite ventilación sin contaminar el interior

CEMENTO

NCh 170 - 2016

42

41

Desorden y descuido es sinónimo de problemas…

componente activo llena huecos aglomera áridos pasta fresca: lubrica y cohesiona pasta endurecida: rellena huecos dando impermeabilidad • provee de resistencia

• • • • •

Cemento: (10 a 15%)

44

43

Clasificación de los Cementos NCh148.Of68

46

45

Material pulverizado que por adición de una cantidad conveniente de agua forma una pasta conglomerante capaz de endurecer tanto bajo el agua como en el aire.

“ CEMENTO ” Norma NCh148.Of68

Resistencias Mecánicas Pérdida por calcinación Calor de Hidratación

Propiedades Fundamentales

Normativa. Requisitos Físicos

48

47

C

B

A

Rmortero

Resistencia del Cemento en Morteros Estándares A>B>C

El comportamiento de los cementos en morteros estándares puede diferir respecto a su desempeño en hormigón

Compresión

C

Rhormigón

C

B

A

B

Rmortero

A

50

Resistencia del hormigón con los mismos cementos: A y B > C, pero no siempre A > B

Efecto de los agregados, aditivos, consistencia, cantidad de agua y cemento, temperatura, mezclado, etc.

Rhormigón

Resistencias Mecánicas

Cement Class: High (CEM 52.5) Medium (CEM 42.5) Low (CEM 32.5)

Resistencias de probetas preparadas con un mortero cuyos componentes, fabricación, conservación y ensayos están normalizados (NCh 158 Of 67).

Resistencias Mecánicas

51

52

En Chile, el método normalmente especificado es el de Langavant (NF P15-436). En general se exige un máximo de 70 cal/g a 7 días.

En hormigones masivos se genera mucho calor y se crea una gradiente térmica entre el interior del hormigón y la superficie del mismo, lo que puede llevar a agrietamiento.

Las reacciones de hidratación son exotérmicas.

CALOR DE HIDRATACIÓN

Mufla

El cemento envejecido tiene mayor grado de hidratación y, por tanto, mayor pérdida por calcinación.

La pérdida por calcinación puede servir además como índice del estado de un cemento del que se dude que se haya almacenado en buenas condiciones.

En ese calentamiento se desprende principalmente agua y CO2.

Es la disminución relativa de peso del cemento al calentarlo a 1.000 ºC.

Perdida por Calcinación

54

Cuando se requieren altas resistencias en edades tempranas (elementos pretensados); para elementos que requieren un descimbrado rápido (prefabricados); en clima frío; puentes, carreteras, túneles, edificios, etc.

Usos (Altas Resistencias)

53

Colocados en clima cálido, construcción de carreteras, elementos masivos, plantas de tratamiento y tuberías de aguas negras, fundaciones, obras de riego, plantas de tratamiento, construcciones en zonas costeras

Usos ( Resistencia Corriente)

Factor de emisión de CO2/t cemento por región

Factor de emisión de CO2/t cemento por tipo de cemento

56

55

ÁRIDOS

NCh 170 - 2016

58

57

Densidades Contenido de humedad Compacidad y Huecos Granulometría Finos Forma Porosidad Resistencia

Características de los Agregados

resistentes

tamaños bien graduados

buena forma

limpias

• estructura inerte que da rigidez, resistencia (cargas, abrasión, clima.....Durabilidad) • economiza al hormigón • deben consistir en partículas sanas

(60 a 80%)

Agregados

60

59

Resistencia Compresión (kgf/cm2)

2,610

2,620 2,630

2,640

2,650

2,660

Densidades Contenido de humedad Compacidad y Huecos Granulometría Finos Forma Porosidad Resistencia

2,690

2,700

62

61

Densidad SSS (kg/L) Equivale a Resistencia material

2,670 2,680

Características de los Agregados

0 2,600

50

100

150

200

250

Saturado Superficie Seca (SSS)

Densidad de las Arenas

Árido Seco (en estufa)

Poros accesibles parcialmente secos

63

Árido Saturado Superficialmente Seco (SSS)

Árido Seco (en estufa)

Árido Húmedo 64

Whúmedo = Wseco* (1+Humedad/100)

Wsss = Wseco * (1+Absorción/100)

Whúmedo = Wsss / (1+Absorción/100) * (1+Humedad/100)

Humedad de los áridos

Árido Húmedo

Humedad superficial

Poros accesibles saturados

Árido Parcialmente Seco (al aire)

Árido Saturado Superficialmente Seco (SSS)

Poros accesibles saturados

Poros accesibles

Poros inaccesibles

Humedad de los áridos

Esponjamiento (%)

0

0

10 0

Fenómeno de Esponjamiento

Humedad (%)

10

10

20

Humedad (%)

20

20

30

Humedad (%)

30

30

40

0 2 4 6 8 1012

40

40

0 2 4 6 8 1012

50

50

50

0 2 4 6 8 1012

60

60

60

Fenómeno de Esponjamiento

0

10

20

30

40

50

60

0

10

20

30

40

50

60

66

Humedad (%)

0 2 4 6 8 1012

65

Humedad (%)

0 2 4 6 8 1012

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Sensor COMMAND (%) 0

4

6

8

12

Zona de Incertidumbre

10

22 14 Humedad 16 18 20 por Secado (%)

Densidades Contenido de humedad Compacidad y Huecos Granulometría Finos Forma Porosidad Resistencia

Características de los Agregados

Zona uso Recomendado

2

Inicio de decantación de agua

Humedades de las arenas gruesas bajo 10%

68

Densidades Contenido de humedad Compacidad y Huecos Granulometría Finos Forma Porosidad Resistencia

Características de los Agregados

Índice de Huecos de Arenas (%)

70

69

Índice de Huecos de ARENAS (%)

Indice de huecoss

Resistencia Compresión (kgf/cm2)

50

9,6 mm

0

20

40

60

80

100

0

50

100

150

200

250

0,5

0,8

1,0

1,3

1,5

1,8

2,0

2,3

Módulo de Finura de ARENAS

8

70

19 mm

0,15 mm

100

38 mm

% Pasa del Peso Total

100

(Σ % Pasa) =

9,6

Área sobre la Curva

19

38

Esc. Log (tamiz mm)

2,5

3,0

3,3

3,5

72

Módulo de Finura

2,8

71

9 Mallas: 0,15 - 0,3 - 0,6 - 1,2 - 2,4 - 4,8 - 9,6 - 19 - 38 mm

9-

MF = Módulo de Finura

0,15

Determinación de la distribución de tamaños (granulometría)

73

Dichos límites se debieran interpretar en forma conjunta y no individual a cada fracción de los agregados… 74

Sin embargo, un alto contenido puede ser desfavorable, por lo que se limita su contenido (NCh163 2016).

Todo hormigón requiere una cantidad adecuada de finos (<0,08 mm), generalmente aportados por el cemento, pero en dosis bajas de éste se hace necesario incorporar finos provenientes de los agregados.

Densidades Contenido de humedad Compacidad y Huecos Granulometría Finos Forma Porosidad Resistencia

Características de los Agregados

un árido sucio no tiene buena adherencia con la pasta

Limpieza (sin polvo)

76

75

Sin embargo, solucionado el problema de la adherencia, el contenido de finos, particularmente en el caso de las arenas, puede ser necesario para una buena compacidad si ellos no son arcillas expansivas 78

77

Densidades Contenido de humedad Compacidad y Huecos Granulometría Finos Forma Porosidad Resistencia

Características de los Agregados

80

79

El ensayo de equivalente de arena indica la proporción entre los elementos granulares y arcillosos de un árido. Es particularmente útil para analizar áridos que contienen alto contenido de tamaños inferior a 0,080 mm.

Determinación del equivalente de arena (NCh 1325. Of 78)

Equivalente de Arena y Azul de Metileno

para lograr una alta adherencia con la pasta de cemento.

82

trabajabilidad en las mezclas de hormigón, pero no son propicias

que se encuentran en los depósitos aluviales, producen buena

Las partículas de forma redondeada y superficie lisa, como las

Forma de los Agregados

81

Las partículas de forma muy angulosa y superficies ásperas, como ocurre con algunos agregados manufacturados, son inconvenientes para la elaboración de mezclas trabajables, pero favorables en lo relativo a su adherencia con la pasta de cemento.

Forma de los Agregados

E

≥ 80 %

L

2

Superficie = 24 cm²

2

Volumen total = 8 cm³

8

Volumen total = 8 cm³

Superficie = 42 cm²

0.5

2

83

≥ 50 % 84

Partícula FAVORABLE L/E <= 3

Factor de Forma (Gravas y Gravillas)

Una mala forma impide una buena compactación, buena trabajabilidad y buena densidad, disminuyendo la resistencia del hormigón

Forma de los Agregados

2

GRAVA 2%

ARENA 3%

La porosidad es una característica desfavorable, pues está asociada a la alterabilidad por parte del medioambiente. La porosidad se relaciona con la absorción, siendo ésta la que se cuantifica y compara con límites normalizados, a saber:

Absorción

Densidades Contenido de humedad Compacidad y Huecos Granulometría Finos Forma Porosidad Resistencia

Características de los Agregados

86

85

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

Densidades Contenido de humedad Compacidad y Huecos Granulometría Finos Forma Porosidad Resistencia

Características de los Agregados

0

50

100

150

200

250

Absorción Resistencia Compresión (kgf/cm2)

2,0

2,1

Absorción (%)

88

87

Presencia de partículas blandas y débiles (canal del Chacao al sur….)

Carretera Punta Arenas – Puerto Natales

90

89

AGUA

NCh 170 - 2016

¿Cuál agregado es más resistente?

92

91

NCh1498 94

Agua: (15 a 20%) • entrega plasticidad en fresco • permite hidratación del cemento (25 a 30%) • provee de curado (saturación)

93

El tiempo de fraguado Resistencia Contracción por secado Corrosión del acero de refuerzo Durabilidad Eflorescencia Manchado

FUENTES

Complementos

• • • • • • •

El agua de mezclado que contenga impurezas excesivas, de acuerdo a las características de las mismas, afecta al hormigón en:

96

95

97

98

Con control, son útiles para los hormigones

Aguas de Enjuague

El agua de mar que se utiliza para producir hormigón, también tiende a causar eflorescencia.

El agua de mar no es adecuada para producir hormigón armado con acero y no deberá usarse en hormigón pre o post tensado debido al riesgo de corrosión del acero, particularmente en ambientes cálidos y húmedos.

Con agua de mar puede tener una resistencia temprana mayor que un hormigón normal, sus resistencias a edades mayores pueden ser inferiores.

Agua de Mar

Siempre será útil comprobar, experimentalmente, los efectos en el hormigón de aguas sospechosas…

Material orgánico en la superficie

Aguas “Sospechosas”

100

99

ADITIVOS

NCh 170 - 2016

102

101

§ retardar/acelerar el tiempo de fraguado

§ aumentar el contenido de aire

§ reducir la tasa de pérdida de docilidad

§ reducir la segregación

§ aumentar la trabajabilidad

§ reducir el contenido de agua

Estado fresco

104

§ producir hormigones de color

§ reducir grietas por contracción

§ reducir la permeabilidad àmayor durabilidad

§ mejorar la resistencia al congelamiento

§ mejorar la resistencia mecánica y al desgaste

Estado endurecido

Los aditivos/adiciones pueden ser utilizados para modificar las propiedades del hormigón fresco y endurecido:

Usos

103

106

105

§ producir hormigones de color

§ reducir grietas por contracción

§ reducir la permeabilidad àmayor durabilidad

§ mejorar la resistencia al congelamiento

§ mejorar la resistencia mecánica y al desgaste

Estado endurecido

Plastificante retardante y Superplastificante (Reductor de agua de alto rango)

§ retardar/acelerar el tiempo de fraguado

§ aumentar el contenido de aire

§ reducir la tasa de pérdida de docilidad

§ reducir la segregación

§ aumentar la trabajabilidad

§ reducir el contenido de agua

Estado fresco

Los aditivos/adiciones pueden ser utilizados para modificar las propiedades del hormigón fresco y endurecido:

Usos

Para aumentar la resistencia adición de cemento

Control del Hormigón

Para aumentar trabajabilidad adición de agua y cemento (w/c = cte)

Sin

Con

(1) Para aumentar trabajabilidad sin cambios en la mezcla (w/c = cte)

(-3) Para reducir costos reducción cemento y agua (w/c = cte)

(2) Para aumentar resistencia reducción de agua

Aplicaciones

108

Aditivos que, ya sea que incrementan la docilidad de la mezcla del hormigón o mortero fresco, sin aumentar el contenido de agua o logran la docilidad requerida con una reducida cantidad de agua

Definición (ACI 116)

Zonas de cemento no hidratadas

Agua atrapada

+

Agua

Mecanismo de acción

Sin aditivo

Mecanismo de acción

+

+

Con aditivo

+

110

+

17 7

37 27

47

77 67 57

Resistencias finales más altas

Retrasa la tasa del desarrollo de las resistencias iniciales

Retrasa la tasa de hidratación del cemento hidráulico

Retrasa el tiempo de fraguado

¿Para qué el efecto Retardante?

La reducción del agua para el mezclado incrementa la resistencia, pero el mayor efecto dispersante del aditivo también aporta ¡¡¡

111

Los diferenciales no coinciden

Efecto sobre la Resistencia del Hormigón g

-llenado de las discontinuidades con una capa superficial impermeable o gel que aumenta de volumen en presencia de agua

-partículas extra-finas que aumentan la compacidad

Obturación de poros y microfisuras:

Mecanismo:

Impermeabilizante

IMPERMEABILIZANTES

Casos Prácticos

PASTA

114

113

40 20 0

400 350 300 Impermeabilizante Plastificante

60

450

Patrón

80

100

500

550

INCORPORADOR DE AIRE

Casos Prácticos

Resistencia (kgf/cm2)

Impermeabilizante

Permeabilidad (cm)

116

115

R28 Permeabilidad

cemento

agua

aire

He aquí el verdadero uso de un aditivo incorporador de aire…

Efectos del aire incorporado

generación de microburbujas con dichos filamentos que impiden que se unan entre sí

filamentos de naturaleza hidrófuga adheridos al cemento

Mecanismo:

Incorporador de aire

118

117

3

4

5

6

7

ADICIONES

NCh 170 - 2016

0

Contenido Total de Aire (%)

55

1000

2

70

1500

1

85

2000

500

100

2500

3000

Efectos del aire incorporado

Ciclos Hielo-Deshielo para reducir en 50% el Módulo Mód de Elasticidad

Efectos en la Resistencia Mecánica

Resistencia a Ciclos HieloDeshielo

120

119

Cuidado al permutar Microsílice en Polvo versus en Pasta....caso real para un H70

Polvo muy fino, cada partícula es 100 veces más pequeña que una del cemento (finura es 20 veces mayor) y con alto contenido de sílice (>90%) lo que lo hace altamente reactivo. Aumenta la demanda de agua (obliga a usar superplastificantes) y sus dosis son <15% peso del cemento

Microsílice

122

121

Generalmente son óxidos metálicos, siendo el de hierro el más común (rojo, amarillo, negro). Normalmente se requieren pruebas y sus dosis son inferiores al 8% del cemento. En casos de dudas se deben realizar pruebas.

Pigmentos

Generalmente son de polipropileno ó metal, confiriendo mayor ductilidad. Sin embargo, pueden disminuir la trabajabilidad.

Fibras

124

123

DISEÑO DE MEZCLAS

NCh 170 - 2016

126

125

ASENTAMIENTO DE CONO

Aportes

128

127

8 7 10 10 5 5

Muros armados de fundación y zapata

Elementos de fundación sin armar Losas, vigas y muros armados Columnas Pavimentos Construcción pesada en masa

2

2

5

5

2

4

Mínimo

130

129

Por tipo de elementos…

Existen diversas recomendaciones

Por tipo de equipos de colocación…

Máximo

Asentamiento en cm

Tipo de construcción

3a7

7 a 12 12 a 18

Rígida plástica

Plástica Muy plástica

DOSIS DE CEMENTO

Aportes

0a2

Cono (cm)

Rígida

Docilidad

131

132

131

TAMAÑO MÁXIMO DEL ÁRIDO

Aportes

¿cómo hacerlo?...

134

133

AGUA – ASENTAMIENTO DE CONO

Aportes

l

136

135

1/5 de la separación mínima entre los moldajes l 3/4 de la separación entre las armaduras, paquetes de barras, o cables y ductos de pretensado l 1/3 del espesor de las losas

Tamaño máximo de Árido

1 1 cm cm

área = 6 X 8 = 48 cm²

área = 2 X 2 X 6 = 24 cm²

137

138

Sin embargo, existe experiencia que demuestra que la diferencia entre 20 y 40 mm hace variar la cantidad de agua en sólo unos 10 litros/m3

Cantidad de Agua es función, principalmente, de la Docilidad y Tamaño Máximo de los Agregados

1 cm

1 cm

2 cm

2 cm

Principalmente, la cantidad de agua depende del Tamaño Máximo del Agregado y del Asentamiento de Cono deseado

Agua – Asentamiento de Cono

139

140

Agregados chancados, incrementar en 5-10 %

6.0

5.0

4.0

3.0

Módulo de Finura de la mezcla de Agregados

Cantidad de Agua es función de la Docilidad y la Finura de los Agregados

Por ejemplo ver lámina siguiente…

En segundo término, la forma de las partículas, la granulometría resultante de la mezcla de los áridos, la cantidad de cemento, y otros, pueden hacer variar dicha relación…

141

l fcr = fc + Margen

142

¿se recuerda de aquél “tS”?

l Para cumplir con la Resistencia Especificada (fc) y la Fracción Defectuosa Aceptada, se debe considerar una Resistencia Media de Diseño (fcr) superior en un valor llamado Margen (~5 a 8 MPa)

Resistencia Media de Diseño (fcr)

RESISTENCIA MEDIA DE DISEÑO

Aportes

La Resistencia es función de la razón w/c y Resistencia del Cemento (Ley de Abrams)

144

143

145

Partículas del mismo tamaño producen una gran cantidad de vacíos, que tienen que ser rellenados con pasta de cemento

Partículas de diferentes tamaños ayudan a llenar los vacíos entre ellas, reduciendo así la cantidad de pasta de cemento

146

Con buena graduación se producirá la máxima resistencia posible con la mínima cantidad de cemento, debido a que se tendrá la superficie mínima de partículas que habrá que cubrir con pasta.

La granulometría de los áridos juega un rol importantísimo en el diseño de las mezclas y las propiedades del hormigón fresco y endurecido.

PROPORCIONAMIENTO GRANULOMÉTRICO

Aportes

Granulométrico

Faury

0 0,16

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Empírico

ACI

Road Research :

0,32

0,63

1,25

2,5

5

10

Tamiz (mm) 20

Escala Logarítmica

Gráfico Granulométrico del Porcentaje que Pasa de la Mezcla de Aridos

Inglés

Pasa (%)

0 0,16

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

40

23 16 9 2 0 5,75

2,5 1,25 0,630 0,315 0,160 MF

2,5

5

10

Tamiz (mm) 20

Escala Logarítmica

28 21 14 3 0 5,44

35 28 21 5 0 5,04

% QUE PASA 100 100 100 100 55 65 35 42

1,25

40

147

Tamaño 20 mm

148

Curvas de mezcla recomendadas Road Note N 4

100 100 45 30

TAMIZ (mm) 40 20 10 5

0,32

0,63

Gráfico Granulométrico del Porcentaje que Pasa de la Mezcla de Aridos Road Research :

Pasa (%)

¿Cuál usar?...algo de todos, pero sencillo…

Empírico

Inglés

Existen diversos Métodos

42 34 27 12 2 4,61

100 100 75 48

0 0,16

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1,25

2,5

5

10

Tamiz (mm) 20

Escala Logarítmica

40

18 12 7 3 0 6,50

2,5 1,25 0,630 0,315 0,160 MF

25 17 12 7 0 6,04

31 24 17 11 2 5,56

% QUE PASA 100 100 59 67 44 52 32 40

Tamaño 40 mm

149

Curvas de mezcla recomendadas Road Note N 4

100 50 36 24

TAMIZ (mm) 40 20 10 5

38 30 23 15 5 5,07

100 75 60 47

Tamaño de árido grueso

150

Volumen de árido grueso

Módulo de finura árido fino

Se apoya en tablas que relacionan el volumen de áridos en función de su tamaño máximo y módulo de finura

0,63

ACI

0,32

Pasa (%)

Road Research :

Gráfico Granulométrico del Porcentaje que Pasa de la Mezcla de Aridos

Ingles

0,0

28,0

28,0

=

0,16

0,32

0,63

1,25

2,5

5

10

100

20

40

151

400

200

38%

50%

Arena

62%

50%

Gravilla

152

Proporcionamiento de agregados (% peso sólo agregados)

Raíz quinta del tamaño del tamiz

Al aumentar la dosis de Cemento, se disminuye la cantidad de arenas pero, a diferencia de otros métodos, se aumentan las gravillas y/o gravas…

Dosis de Cemento

La suma de los porcentajes del volumen del Cemento y de cada Agregado debe sumar 100%.

0 0,0065

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

44,0

Granulometría de la Mezcla - FAURY - 40 mm

0,0

Faury es un método que considera al Cemento como un agregado más… % peso sólo áridos =

100

MEZCLA

Aunque no lo usaremos en esta oportunidad, comentemos en forma resumida el aspecto granulométrico de Faury

Cemento

REDUCCIÓN DE AGUA POR ADITIVO

Aportes

154

153

AIRE ATRAPADO

NCh 170 - 2016

156

155

l La gran mayoría de los hormigones utilizan aditivo con efectos Plastificantes Retardantes (tipo D), los que reducen el agua entre 5 y 10 % l Controles de Laboratorio permiten verificar el porcentaje de reducción de agua l Otros aditivos también reducen la cantidad de agua, pero en magnitudes diferentes l Todos los valores adoptados se obtienen en condiciones normalizadas de Laboratorio

Reducción de agua por uso de Aditivo

•

•

158

1 punto porcentual por encima del naturalmente atrapado, reduce la resistencia media en ~5%. Por ejemplo, para árido de 20 mm, si se pide 5% de aire…5-2=3….3x5=15% de menos resistencia media, por lo que hay que aumentarla en esa magnitud para lograr cumplir con la resistencia especificada…¿consultas?

Se puede especificar otra cantidad de contenido de aire por razones de durabilidad a los ciclos hielo-deshielo, lo cual se debe incluir en el diseño del hormigón.

Aire Naturalmente Atrapado

157

VOLUMEN

NCh 170 - 2016

160

159

+

A

+

W

[

+ P=1000 dm 3

] æ C Wö A = d Açç1000 - P - - ÷÷ d c d wø è

dc d A dw

C

161

Las cantidades corresponden a los agregados en estado saturado superficie seca. Ahora se DEBEN ajustar por absorción y humedad, para luego confeccionar hormigones de prueba.

Nota: en rigor se puede incluir el volumen de los aditivos

dc= densidad cemento, kg/L3 dA= densidad mezcla agregados, kg/L3 dw= densidad de agua = 1,0 kg/L3

C = cemento, kg/m3 A = total contenido de agregados, kg/m3 W= agua, kg/m3 P = aire natural, L/m3 (10 para TM 40 mm y 20 para TM 20 mm)

Cálculo del total de Agregados para completar 1 m3 de Hormigón

l Para lo anterior es necesario conocer el volumen que ha de aportar cada materia prima mediante el conocimiento de la densidad absoluta de cada una de ellas

l Una de las etapas de diseño de los hormigones y morteros es la de asegurar el volumen de hormigón fresco compactado que ha de obtenerse con la mezcla de las materias primas

+

Determinación de la proporción de cada una de las fracciones de los áridos acorde a curvas de mezclas recomendadas por diversas fuentes (ACI, Faury, Road Research, entre otros)

Determinación del volumen de áridos mediante ecuación del Objetivo de volumen

Estimación del contenido de aire

Dosis de cemento para lograr fcr, durabilidad, otros (generalmente se utilizan W/C vs fcr, antecedentes empíricos previos, otros)

Cantidad de Agua libre (considerar los efectos de los aditivos, forma de partículas, entre otros)

Es recomendable confeccionar mezclas de prueba para verificar los resultados esperados a nivel de hormigón fresco como endurecido, como asimismo el rendimiento volumétrico (Objetivo de volumen)

Mezclas de prueba

Granulometría y absorción de los áridos Tipo y efectos de los aditivos 4Densidad de cada materia prima 4

4

Información de las materias primas disponibles

volumen real de cemento en m3, que es igual a la masa del cemento en kg dividida por su densidad real en kg/m3 W: volumen de agua libre en m3 necesario para la trabajabilidad requerida u: volumen de aire atrapado o incorporado en m 3 G (A): volumen real de la grava (Arena) en m3, que es igual a la masa de la grava (Arena) en kg dividido por su densidad real en kg/m 3, todos los valores correspondientes al estado saturado superficialmente seco Nota: Los aditivos líquidos se consideran como parte del agua de amasado. Las adiciones se deben considerar en el volumen total.

C:

Resistencia media requerida a compresión fcr (considera resistencia especificada, materiales, métodos de confección y control, criterios de aceptación y rechazo, frecuencias de muestreo, entre otros)

Diseño

4

Resistencia especificada 4Condiciones de durabilidad 4 Trabajabilidad 4 Tamaño máximo del árido

Requerimientos del proyecto

C + W + u + G + A = 1 m3

Cálculo de las proporciones de los materiales componentes del hormigón se basa en que la suma de sus volúmenes reales es igual al volumen total del hormigón

Objetivo de volumen

164

163

Próxima sesión 165

Diseño de un Hormigón

EJERCICIO

Término sesión 02