🕑 Tiempo de lectura: 1 minuto
El diseño de la mezcla de concreto es el proceso de encontrar las proporciones adecuadas de cemento, arena y agregados en el concreto para lograr la resistencia deseada de la estructura. Por lo tanto, el diseño de la mezcla de concreto se puede expresar como mezcla de concreto = cemento: arena: agregado. Un diseño de mezcla específico involucra varios procedimientos, cálculos y pruebas de laboratorio para encontrar la proporción de mezcla correcta. Este proceso suele emplearse para estructuras que requieren hormigón de alta calidad, como M25 y superiores, y para grandes proyectos de construcción en los que el consumo de hormigón es significativo. Construcción económica para lograr la resistencia requerida de los miembros estructurales. La cantidad de hormigón requerida para la construcción a gran escala es enorme, por lo que se ahorra la cantidad de materiales como el cemento, lo que hace que la construcción del proyecto sea económica. El diseño de la mezcla de hormigón para los grados M20, M25, M30 y superiores se puede calcular a partir del siguiente ejemplo.
Tabla de contenido
- Diseño de mezcla de concreto
- Datos necesarios para el diseño de la mezcla de hormigón
- Procedimiento de diseño de mezcla de concreto para concreto M25
- Paso 1: determinar la intensidad del objetivo
- Paso 2: Seleccione la relación agua/cemento:-
- Paso 3: seleccione el contenido de humedad
- Tabla de corrección del contenido de humedad
- Paso 4: seleccione el contenido de cemento
- Paso 5: Estimación de la relación de agregado grueso: –
- Tabla de corrección de estimación de relación de agregado grueso
- Paso 6: Estimación de los componentes de la mezcla
- Proporción de mezcla de hormigón para el Ensayo 1
- Paso 7: Absorción/Modificación con Agregado Húmedo:-
- Paso 8: Mezcla de prueba de concreto:-
- Mezcla de prueba de concreto 1:
- Mezcla de prueba de hormigón 2:
- Proporción de mezcla de hormigón para la Prueba 2
- calvario concreto 3:
- Proporción de mezcla de hormigón de prueba 3
- calvario concreto cuatro:
- Proporción de mezcla de hormigón para Trial 4
- Proporciones de mezcla recomendadas de los componentes del hormigón grado M25:
Diseño de mezcla de concreto
Datos necesarios para el diseño de la mezcla de hormigón
(i) Reglas de diseño de mezclas de concreto
(a) Resistencia a la compresión característica requerida en el sitio durante 28 días Designación de clasificación: M 25 (b) Tamaño máximo nominal del agregado: 20 mm (c) Forma de CA: ángulo (d) Grado de trabajabilidad requerido en el sitio: 50-75 mm (revenimiento) (e) grado de control de calidad disponible en el sitio — según IS:456 (f) tipo de exposición a la que está expuesta la estructura (como se define en IS: 456) — suave (g) de cemento Tipo: compatible con PSC IS: 455 (h) Método de colocación de hormigón: hormigón tipo bomba
(ii) Datos de prueba del material (determinados en el laboratorio)
(a) Gravedad específica del cemento: 3,15 (b) Gravedad específica de FA: 2,64 (c) Gravedad específica de CA: 2,84 (d) Se supone que los agregados están en condiciones de superficie seca saturada. (e) Árido fino según Zona II de IS-383;
Procedimiento de diseño de mezcla de concreto para concreto M25
Paso 1: determinar la intensidad del objetivo
La constante de Himsworth para un factor de riesgo del 5% es 1,65. En este caso la desviación estándar se toma de IS:456 y M20 es 4.0.
pedola meta = fck +1.65×S
= 25 + 1,65 x 4,0 = 31,6 N/mm2
donde S = desviación estándar en N/mm2 = 4 (según Tabla -1 de IS 10262-2009)
Paso 2: Seleccione la relación agua/cemento:-
De la Tabla 5 de IS 456 (página 20), la relación agua-cemento máxima para condiciones de exposición leves = 0,55 Según la experiencia, se toma una relación agua-cemento de 0,5. 0.5
Paso 3: seleccione el contenido de humedad
De la Tabla 2 de IS 10262-2009, contenido máximo de agua = 186 Kg (tamaño agregado máximo nominal – 20 mm)
Tabla de corrección del contenido de humedad
parámetro | Valor según condiciones de referencia estándar | Valor por número actual | partida | Corrección del contenido de humedad |
depresión | 25-50 mm | 50-75 | Veinticinco | (+3/25) × 25 = +3 |
forma agregada | ángulo | ángulo | ninguno | – |
total | +3 |
Contenido de humedad estimado = 186+ (3/100) x 186 = 191,6 kg/m3
Paso 4: seleccione el contenido de cemento
Relación agua-cemento = 0,5 Contenido de humedad corregido = 191,6 kg/m3
Contenido de cemento = De la Tabla 5 de IS 456, contenido mínimo de cemento para condiciones de exposición moderadas = 300 kg/m3
383,2 kg/m33 >300 kg/m33, por lo tanto bien. Este valor debe comprobar los requisitos de durabilidad de IS:456. Este ejemplo es para exposición a la luz y para hormigón armado el contenido mínimo de cemento es de 300 kg/m.3 Menos de 383,2 kg/m3Por lo tanto, contenido de cemento adoptado = 383,2 kg/m3Según el artículo 8.2.4.2 de la IS: 456 Contenido máximo de cemento = 450 kg/m3.
Paso 5: Estimación de la relación de agregado grueso: –
De la Tabla 3 de IS 10262-2009, cuando el tamaño máximo nominal de agregado = 20 mm, zona de agregado fino = zona II y w/c = 0,5, volumen de agregado grueso por unidad de volumen de agregado total = 0,62
Tabla de corrección de estimación de relación de agregado grueso
parámetro | Valor según condiciones de referencia estándar | Valor por número actual | partida | Corrección de la proporción de agregado grueso | observaciones |
baño | 0.5 | 0.5 | ninguno | – | Ver nota 1 |
trabajabilidad | – | hormigón bombeable | – | -Diez% | Ver Nota 2 |
total | -Diez% |
Nota 1: Por cada cambio de ±0,05 en w/c, la fracción de agregado grueso debe cambiar en 0,01. Si w/c es inferior a 0,5 (valor de referencia), se requiere más agregado grueso para reducir el contenido de agregado fino. Si w/c es superior a 0,5, se debe reducir el volumen de agregado grueso y aumentar el contenido de agregado fino. Según la experiencia, si el agregado grueso no es angular, puede ser necesario aumentar el volumen del agregado grueso en consecuencia.
Nota 2: Para hormigón bombeable o armadura densa, la proporción de árido grueso se puede reducir hasta en un 10%. Por lo tanto, Volumen de agregado grueso por unidad de volumen de agregado total = 0,62 x 90 % = 0,558 Volumen de agregado fino = 1 – 0,558 = 0,442
Paso 6: Estimación de los componentes de la mezcla
a) Volumen de hormigón = 1 m3
b) Volumen de cemento = (masa de cemento/gravedad específica de cemento) x (1/100) = (383,2/3,15) x (1/1000) = 0,122 m3
c) Volumen de agua = (masa de agua/gravedad específica del agua) x (1/1000) = (191.6/1) x (1/1000) = 0.1916m3
d) Volumen agregado total = a – (b + c) = 1 – (0.122 + 0.1916) = 0.6864 m3
e) Masa de agregado grueso = 0.6864 x 0.558 x 2.84 x 1000 = 1087.75 kg/m3
f) Masa de agregado fino = 0.6864 x 0.442 x 2.64 x 1000 = 800.94 kg/m3
Proporción de mezcla de hormigón para el Ensayo 1
Cemento = 383,2 kg/m3
agua = 191,6 kg/m3
Agregado fino = 800.94kg/m3
Agregado grueso = 1087.75 kg/m3
W/c = 0,5 Ensayo -1 Colar hormigón en laboratorio y comprobar sus propiedades. Satisface durabilidad y economía. Para la prueba de fundición-1, la masa de material requerida se calcula para 4 cubos asumiendo un 25% de desperdicio. Volumen de concreto requerido para 4 cubos = 4 x (0.153 x1.25) = 0.016878m3
Cemento = (383,2 x 0,016878) kg/m3 = 6,47 kg agua = (191,6 x 0,016878) kg/m3 =3.23 kg agregado grueso = (1087.75 x 0.016878) kg/m3 =18,36 kg agregado fino = (800,94 x 0,016878) kg/m3 = 13,52 kg
Paso 7: Absorción/Modificación con Agregado Húmedo:-
No se requiere ninguna modificación ya que el agregado tiene una superficie seca saturada.
Paso 8: Mezcla de prueba de concreto:-
Mezcla de prueba de concreto 1:
La mezcla de prueba 1 se crea con la relación de mezcla calculada en el paso 6. Con esta proporción, el hormigón se produce y se prueba para determinar los requisitos de las propiedades del hormigón fresco: trabajabilidad, sangrado y calidad de acabado. En este caso, valor de asentamiento = 25 mm factor de compresión = 0,844 Por lo tanto, según la prueba de asentamiento, Mix es pegajoso y trabajable con un asentamiento real de aproximadamente 25 mm y sin separación ni sangrado. Asentamiento deseado = 50 a 75 mm Por lo tanto, la mezcla de prueba 1 requiere modificaciones para alcanzar la trabajabilidad deseada.
Mezcla de prueba de hormigón 2:
Para aumentar la trabajabilidad de 25 mm a 50-75 mm, es necesario aumentar el contenido de agua en un +3 %. Contenido de humedad corregido = 191,6 x 1,03 = 197,4 kg. Como se mencionó anteriormente, la relación agua-cemento no se modifica para ajustar las propiedades del hormigón fresco.por lo tanto
Contenido de cemento = (197,4/0,5) = 394,8 kg/m3
También cumple con los requisitos de durabilidad. Volumen total = 1 – [{394.8/(3.15×1000)} + {197.4/(1 x 1000)}] = 0,6773 metros3
Masa de agregado grueso = 0.6773 x 0.558 x 2.84 x 1000 = 1073.33 kg/m3
Masa de agregado fino = 0,6773 x 0,442 x 2,64 x 1000 = 790,3 kg/m3
Proporción de mezcla de hormigón para la Prueba 2
Cemento = 384,8 kg/m3
agua = 197,4 kg/m3
Agregado fino = 790.3kg/m3
Agregado grueso = 1073.33 kg/m3
Para Casting Trial-2, la masa de material requerida se calcula para un cubo de 4, suponiendo un 25% de desperdicio. Volumen de concreto requerido para 4 cubos = 4 x (0.153 x1.25) = 0.016878m3
Cemento = (384,8 x 0,016878) kg/m3 = 6,66 kg agua = (197,4 x 0,016878) kg/m3 =3.33 kg agregado grueso = (1073.33 x 0.016878) kg/m3 =18,11 kg agregado fino = (790,3 x 0,016878) kg/m3 = 13,34 kg En este caso, valor de asentamiento = 60 mm Factor de compresión = 0,852 Entonces, a partir de la prueba de asentamiento, podemos decir que el Mix es muy cohesivo y manejable con un asentamiento real de aproximadamente 60 mm. En su mayoría fluyó durante la vibración, pero no vi ninguna separación o sangrado. Asentamiento deseado = 50 a 75 mm, por lo que al satisfacer el valor de asentamiento de 50 a 75 mm, hemos logrado la trabajabilidad deseada. Ahora tenemos que pasar a Trial Mix 3.
calvario concreto 3:
Para la mezcla de prueba, la relación 3-agua-cemento se varía en +10% mientras se mantiene constante el contenido de agua. En este ejemplo, la relación agua-cemento se incrementa de 0,5 a 0,55. Un aumento de 0,05 en w/c reduce la fracción de agregado grueso en 0,01. Por lo tanto, el porcentaje de agregado grueso a agregado total = 0,558 – 0,01 = 0,548 W/c = 0,55 y el contenido de humedad permanece constante.
Contenido de cemento = (197,4/0,55) = 358,9 kg/m3
Por lo tanto el volumen total
= 1 – [{(358.9/(3.15 x 1000)} + (197.4/1000)] =0.688m3
Masa de agregado grueso = 0.688 x 0.548 x 2.84 x 1000 = 1070.75 kg/m3
Masa de agregado fino = 0,688 x 0,452 x 2,64 x 1000 = 821 kg/m3
Proporción de mezcla de hormigón de prueba 3
Cemento = 358,9 kg/m3
agua = 197,4 kg/m3
FA = 821 kg/m3
CA = 1070,75 km/m3
Para Casting Trial-3, la masa de ingrediente requerida se calcula para 4 cubos suponiendo un 25 % de desperdicio. Volumen de concreto requerido para 4 cubos = 4 x (0.153 x1.25) = 0.016878m3
Cemento = (358,9 x 0,016878) kg/m3 = 6,06 kg agua = (197,4 x 0,016878) kg/m3 =3.33 kg agregado grueso = (1070.75 x 0.016878) kg/m3 =18,07 kg agregado fino = (821 x 0,016878) kg/m3 = 13,85 kg En este caso, valor de asentamiento = 75 mm Factor de compresión = 0,89 Entonces, a partir de la prueba de asentamiento, podemos decir que el Mix es estable, cohesivo y manejable con un asentamiento real de aproximadamente 75 mm. Asentamiento deseado = 50 a 75 mm, y al satisfacer el valor de asentamiento de 50 a 75 mm, hemos logrado la trabajabilidad deseada. Ahora tenemos que pasar a Trial Mix 4.
calvario concreto cuatro:
En este caso, la relación agua-cemento se reduce en un 10% manteniendo constante el contenido de agua. W/c = 0,45 Una disminución de w/c en 0,05 aumenta la proporción de agregado grueso en 0,01. Fracción de agregado grueso = 0.558 +.01 =.568 W/c = 0.45 y contenido de agua = 197.4 kg/m3
Contenido de cemento = (197,4/0,45) = 438,7 kg/m3
Volumen total = 1 – [{438.7/(3.15 x 1000)} + (197.4/1000)] = 0,664 metros3
Masa de agregado grueso = 0.664 x 0.568 x 2.84 x 1000 = 1071.11 kg/m3
Masa de agregado fino = 0,664 x 0,432 x 2,64 x 1000 = 757,28 kg/m3
Proporción de mezcla de hormigón para Trial 4
Cemento = 438,7 kg/m3
agua = 197,4 kg/m3
FA = 757,28 kg/m3
CA = 1071,11 km/m3
Para Casting Trial-4, la masa de material requerida se calcula para 4 cubos suponiendo un 25 % de desperdicio. Volumen de concreto requerido para 4 cubos = 4 x (0.153 x1.25) = 0.016878m3
Cemento = (438,7 x 0,016878) kg/m3 = 7,4 kg agua = (197,4 x 0,016878) kg/m3 =3.33 kg agregado grueso = (1071.11 x 0.016878) kg/m3 =18,07 kg agregado fino = (757,28 x 0,016878) kg/m3 = Se aplica nuevamente a esta proporción una corrección local para el estado de humedad del agregado de 12,78 kg. Con proporciones corregidas, se moldean tres cubos de concreto y se prueba su resistencia a la compresión durante 28 días. En la siguiente tabla se muestra un resumen de todas las mezclas de prueba.
Proporciones de mezcla recomendadas de los componentes del hormigón grado M25:
Un gráfico de resistencia a la compresión frente a c/w para una resistencia objetivo de 31,6 MPa da W/c = 0,44 contenido de agua = 197,4 kg/m.3
Contenido de cemento = (197,4/0,44) = 448,6 kg/m3
Volumen total = 1 – [{448.6/(3.15 x 1000)} + (197.4/1000)] = 0,660 metros3
Una disminución de 0,05 en w/c da como resultado un aumento de 0,01 en la fracción de agregado grueso. Fracción de agregado grueso = 0.558 +.01 =.568 Volumen de agregado fino = 1 – 0.568 = 0.432 Masa de agregado grueso = 0.660 x 0.568 x 2.84 x 1000 = 1064.65 kg/m3
Masa de agregado fino = 0,660 x 0,432 x 2,64 x 1000 = 752,71 kg/m3