DISEÑO de mezclas de concreto - Método del ACI

Esta es una hoja de cálculo realizada para diseñar mezclas de concreto, esta hoja de Excel está realizada respetando las normas del ACI, esta es una hoja Excel en la cual simplemente se siguen los siguientes pasos indicados.

1- Empezando con el planteamiento del problema

2- Datos del laboratorio de los materiales

3- Determinación de la resistencia promedio requerida (f'cr)

4- selección del tamaño máximo nominal

Este valor es de acuerdo a la estructura en la que se va a utilizar el concreto a obtener

5- Selección del asentamiento

- Para estructuras en especifico

Cimentaciones simples y calzaduras

Zapatas y muros de cimentación reforzados

Vigas y muros armados

Columnas

Losas y Pavimentos

Concreto Ciclópeo

- Para una mezcla en especifico a obtener

Seca

Plástica

Fluida

6- Selección del volumen unitario del agua

7- Contenido de aire

Con aire incorporado

Sin aire incorporado

8- Relación agua cemento

9- Factor cemento

10- Contenido de agregado grueso

11- Cálculo de volúmenes absolutos

12- Contenido de agregado fino

13- Valores de diseño para 1 m3 de concreto

14- Corrección por humedad del agregado

15- Corrección de la cantidad de agua

16- Los pesos corregidos de los materiales por humedad del agregado:

17- Proporciones en peso (primero en seco y luego en húmedo)

18- Peso por una bolsa de cemento

19- Proporciones en volumen para agregado húmedo

👇 DESCARGAR 👇

EJEMPLO

DISEÑO POR EL METODO DEL ACI

1- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Especificaciones:

Se desea calcular las proporciones de los materiales integrantes de una mezcla de concreto a ser empleada en la vigas y columnas de un edificio de departamentos a ser construido en la ciudad de Lima. Las especificaciones de la obra indican:

a. No existen limitaciones en el diseño por presencia de procesos de congelación; presencia de ion cloruro o ataques por sulfatos.

b. La resistencia en compresión de diseno especificada es de 210 kg/cm2, a los 28 dias. La desviación estandar es de 20 kg/cm2

c. La condicion de colocación requieren que la mezcla tenga una consistencia plástica.

d. El tamaño maximo del agregado grueso es de 1 1/2"

Datos iniciales a considerar:

- f'c = 210 kf/cm2

- Ss = 20 kg/cm2

2- MATERIALES

    a) Cemento:

        Portland ASTM tipo I "Sol"
        ►Peso especifico = 3.15

    b) Agua:
        ► Potable, de la red de servicio publico

    c) Agregado Fino
        ► Peso especifico de masa = 2.64

        ► Absorción = 0.7 %

        ► Contenido de humedad = 6%
        ► Módulo de fineza = 2.8

    d) Agregado Grueso
        ► Tamaño maximo = 1 1/2"

        ► Peso seco compactado = 1600 Kg/m

         ► Peso especifico de masa = 2.68
        ► Absorcion = 0.5%
        ► Contenido de humedad = 2%

         Por lo tanto - Agregados

3- DETERMINACION DE LA RESISTENCIA PROMEDIO REQUERIDA (f'cr)

    a) Datos:

        - f'c = 210 Kg/cm2

        - Ss = 20 Kg/cm2

    b) Calculo de f'cr (En Perú Norma E.060)

         - f'cr = 237

         - f'cr = 222

    c) Selección de f'cr (el valor mayor)

        f'cr = 237 Kg/cm2

4- SELECCIÓN DEL TAMAÑO MAXIMO NOMINAL

    De acuardo a los datos se pide: T max = 1 1/2 plg

5- SELECCION DEL ASENTAMIENTO

    De acuerdo a los datos se pide una consistencia plastica, entonces:

        Slump = 3'' a 4''

6- SELECCIÓN DEL VOLUMEN UNITARIO DEL AGUA

Entrando a la tabla con los datos espesificados (asentamiento, tamaño del agregado y sin aire), se tiene:

        Volumen del agua = 181 L

7- CONTENIDO DE AIRE

El conceto NO estara expuesto a condiciones de intemperismo severo por lo que no se considera necesario incorporar aire a la mezcla

        a) Contenido total de aire atrapado = 1 %

        b) Contenido total de aire (incorporado + atrapado) = -

            Contenido de aire total = 1 %

8- RELACION AGUA CEMENTO

    a) Por resistencia

Para una resistencia promedio requerida de Kg/cm2, se tiene:

a/c = 0.64

b) Por durabilidad

No existe especificacion especial

a/c = -

entonces : a/c = 0.640

9- FACTOR CEMENTO

Factor cemento = (volumen unitario del agua)/(relacion agua cemento)

Factor cemento = 283 kg

# de bolsas de cemento = 3.7 bolsas

10- CONTENIDO DE AGREGADO GRUESO

Entando a la tabla con los datos espesificados (modulo de fineza tamaño maximo del agregado), se tiene:

b/bo = 0.72

Donde: b = Peso del agregado grueso

bo = Peso seco compactado

Entonces: b = bo*0.68

b = 1152.00 kg/m3

11- CALCULO DE VOLUMENES ABSOLUTOS

Volumen = Peso/γ*1000

- Cemento 0.090

- Agua 0.181

- Aire 0.010

- Agregado Grueso 0.430

Suma de volumenes conocidos 0.7107

12- CONTENIDO DE AGREGADO FINO

a) Volumen alboluto de agregado fino = 1 - (suma de volumenes conocidos)

Volumen alboluto de agregado fino = 0.289 m3

b) Peso del agregado fino seco = V*y*1000

Peso del agregado fino seco = 764 kg

13- VALORS DE DISEÑO (PARA 1 m3 DE CONCRETO

Las cantidades de materiales a ser empleadas como valores de diseño seran:

- Cemento 282.8 kg/m3 = 6.7 bolsas

- Agua 181.0 kg/m3

- Agregado fino seco 763.8 kg/m3 (Peso seco)

- Agregado grueso seco 1152.0 kg/m3 (Peso seco)

14 - CORRECCION POR HUMEDAD DEL AGREGADO

a) Peso humedo del agregado fino = 809.58 kg (Peso húmedo)

b) Peso humedo del agregado grueso = 1175.04 kg (Peso húmedo)

15 - CORRECCION DE LA CANTIDAD DE AGUA

a) Aporte de agua del agregado fino = 40.48 litros

b) Aporte de agua del agregado fino grueso = 17.28 litros

c) Agua total que aportan = 57.759 litros

d) Agua corregida de la mezcla será = 123.24 litros

16 - LOS PESOS CORREGIDOS DE LOS MATERIALES POR HUMEDAD DEL AGREGADO SERÁ:

- Cemento 282.8 kg/m3

- Agua 123.2 kg/m3

- Agr. Fino humedo 809.6 kg/m3

- Agr. Grueso humedo 1175.0 kg/m3

17 - PROPORCIONES EN PESO (primero en seco y luego en humedo)

a) La proprcion en peso sin corregir la humedad será:

b) La proprcion en peso corregido por la humedad será:

- Relacion agua cemento de diseño = a/c

- Relacion agua cemento efectivo = a (corregida)/c

18 - PESO POR UNA BOLSA DE CEMENTO

Para conocer la cantidad de material que se necesita en una tanda de una bolsa, es necesario multiplicar la proporcion en peso, ya corregida por la humedad del agregado por el de una bolsa de cemento:

- Cemento 42.50 kg/bol

- Agua efectiva 18.52 L/bol

- Agregado fino humedo 121.66 kg/bol

- Agregado grueso humedo 176.58 kg/bol