DISEÑO DE MEZCLA DEL CONCRETO

El diseño de mezcla se le denomina al proceso que en el que se determina las proporciones de los materiales a ser usados en la producción de concreto, con el fin de optimizar los recursos y mejorar los resultados.

Para lograr resultados esperados se han ideado en base a diferentes filosofías y razonamientos diferentes métodos, y que según las variables a tener en cuenta pueden ser más difíciles unos que otros, sin embargo no existe una metodología aceptada que de los resultados exactos, por lo que dependerá del constructor hacer uso del que brinde las mejores características según las variable con los que se disponga.

Debido a la variabilidad en obra, muchas veces la exactitud de los resultados no es necesaria, por lo que métodos con menores variables muchas veces dan resultados mucho más precisos. El contratista en cada caso se permitirá escoger el diseño de mezcla que mejor se le acomode a la obra, y demostrar su validación a través de ensayos de laboratorio, que aseguren su correcto comportamiento, además de poder mejorar este a través de aditivos químicos.

En obra usualmente no se puede asemejar las condiciones que se tienen en laboratorio, pudiendo afectar las pruebas a compresión realizadas, por lo que en obra se suele producir concretos de hasta 20% de resistencia superior a la requerida, y evitar las variabilidades.

El slump requerido deberá cumplirse tanto para pruebas en laboratorio como en obra, y serán certificados por el laboratorio encargado de realizar las pruebas, aprobándose el diseño por el contratista antes de empezar la etapa de vaciados.

Se deberá indicar la procedencia de los agregados, y el diseño deberá considerar las diferentes cantidades de cemento, agua y de los mismos agregados, considerando la variabilidad del TMN del agregado, y así anticiparse a problemas en obra.

Las pruebas de compresión cilíndrica, con las diferentes mezclas de concreto que se usarán para la obra, deberá tener no menos de cuatro muestras para cada edad de ensayo que se disponga a realizar siendo como mínimo a 7 y 28 días.

La revisión de la calidad de concreto en laboratorio a diferentes edades permitirá que se pueda establecer la relación de su ruptura a diferentes edades, por lo que en el momento de vaciado en obra, podrá estimarse la calidad real del concreto in situ.

Se podrá determinar el tiempo óptimo de mezclado y la velocidad de la mezcladora. Y para concretos con uso de aditivos químicos, se usarán también en las pruebas de laboratorio, evitándose su uso mientras no se tengan resultados de estas, además podrá solicitarse variaciones en la mezcla de acuerdo a la funcionalidad que tendrá en la estructura y sus respectivas condiciones de vaciado. En mezclas que requieran resistencias de 210 kg /cm2 _o

superiores, sólo se aceptarán dosificaciones proporcionales al peso.

CONSIDERACIONES BASICAS

Economía y Costos

El costo del concreto será el resultado de los costos individuales de los materiales usados, mano de obra empleada y maquinaria usada.

El costo de los materiales influyen directamente en el precio final por lo que se debe tomar en cuenta, tanto en su cantidad como en su costo particular, y comparar diferentes clases de mezcla que puedan dan resultados similares, evitando aumentar el contenido de cemento, debido a que tiene el costo más alto en materiales.

Recomendaciones para un bajo costo:

 Usar el menor asentamiento posible que permita la adecuada vibración.

 Usar un TMN mayor de agregado, de acuerdo a las limitaciones permitidas y separación de varillas.

 Mejorar la relación que se tenga de agregados. Hacer uso de aditivos convenientes, según necesidades.

El usar bajo contenido de cemento tiene beneficios adicionales al de los costos, como menores contracciones y menor calor de hidratación.

Muchas veces sobre diseñar el concreto, sobre todo en obras pequeñas, implicaría ahorrar gastos de exhaustivo control de calidad, por lo que debido a las variabilidades inherentes del proceso de producción de concreto, no es recomendable buscar resistencias exactas a las especificadas.

Resistencia y durabilidad

El concreto y su diseño necesitarán una resistencia mínima a compresión que deberá cumplir con las necesidades estructurales necesarias. Y a su vez también podría poner límites a la relación agua/cemento a la cantidad de cemento. Y en el proceso hay que asegurar que se puedan cumplir ambas limitaciones. Además de poder hacer diseños cuyas resistencias en otras edades podrían ser más importantes.

Las limitaciones también podrían indicar requisitos de durabilidad, tal como es la resistencia al congelamiento o ataques de sales o reacciones químicas, todas estas condiciones podrían establecer la clase de diseño a usar, así como los materiales a utilizar.

Se debe tomar en cuenta que la mezcla por más fina que se haya concebido, podría generar concretos de características inapropiadas si se cumplen procedimientos de colocación, acabado, y curado.

 Ensayo de granulometría.

 Pesos Unitarios del Agregado Fino y Agregado Grueso.  Pesos específicos de los materiales.

 Contenido de humedad de los agregados.  Porcentaje de absorción de los agregados.

 Textura y características de contorno de los agregados.  Clase de cemento y sus características.

 Combinaciones de proporcionalidades y su relación con la resistencia.

PASOS PARA EL PROPORCIONAMIENTO

Podemos resumir la secuencia del diseño de mezclas de la siguiente manera:

 Análisis de las especificaciones.  Cálculo de la resistencia requerida.  Selección del Slump o revenimiento.  Uso del TMN del agregado grueso.

 Hallar contenido de agua y la cantidad de aire atrapado.  Selección de la relación agua/cemento.

 Calcular el peso del cemento, en base a la relación a/c.  Hallar volúmenes y pesos de los agregados.

 Ajustar los pesos de los agregados dependiendo su humedad y absorción.

 Calcular las proporciones.  Estimar las tandas.