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Ahora, el diseño de mezcla de concreto de alta resistencia, es decir, por encima de M40, está influenciado por las propiedades del cemento, los agregados de arena y la relación agua-cemento. Para lograr una alta resistencia, es necesario utilizar la relación agua-cemento más baja posible, que invariablemente afecta trabajabilidad de la mezcla y requiere el uso de técnicas especiales de vibración para una compactación adecuada. En el estado actual de la técnica, se puede fabricar un concreto con una resistencia a la compresión deseada de 28 días de hasta 70 MPa con la proporción adecuada de los ingredientes utilizando técnicas de vibración normales para compactar la mezcla de concreto.
DISEÑO MIXTO DE HORMIGÓN DE ALTA RESISTENCIA
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Gráficos empíricos de Erntroy y Shacklock:
Erntroy y Shacklock han sugerido gráficos empíricos que relacionan la resistencia a la compresión con un ‘número de referencia’ arbitrario para concreto hecho con granito triturado, agregados gruesos y grava irregular. Estos gráficos se muestran en las figuras 1 y 2 para mezclas con cemento Portland ordinario y en las figuras 3 y 4 para mezclas con cemento Portland de endurecimiento rápido. La relación entre la relación de cemento de agua y el número de referencia para agregados de tamaño máximo de 20 mm y 10 mm se muestra en la figura 5, en la que se consideran cuatro grados diferentes de trabajabilidad. El rango de los grados de trabajabilidad que varían de extremadamente bajo a alto corresponde a los valores del factor de compactación de 0.65 y 0.95 respectivamente
La relación entre las relaciones agregado-cemento y agua-cemento, para lograr el grado deseado de trabajabilidad con un tipo dado y el tamaño máximo de agregado se compilan en las tablas 1 y 2 para dos tipos diferentes de cementos. Las limitaciones de estas tablas de diseño son que se obtuvieron con agregados que contenían el 30 por ciento del material que pasa el tamiz IS de 4.75 mm. Por lo tanto, si se usan otros ingredientes, deben hacerse ajustes adecuados. Los agregados disponibles en el sitio pueden combinarse adecuadamente mediante el método gráfico para satisfacer el requisito anterior. En vista de las considerables variaciones en las propiedades de los agregados, generalmente se recomienda que primero se realicen mezclas de prueba y se realicen los ajustes adecuados en las proporciones de clasificación y mezcla para lograr los resultados deseados.
Tabla – 1: Relación de cemento agregado (en peso) requerida para proporcionar cuatro grados de trabajabilidad con diferentes relaciones de cemento de agua usando cemento Portland ordinario
Tabla – 2: Relación de cemento agregado (en peso) requerida para proporcionar cuatro grados de trabajabilidad con diferentes relaciones de cemento de agua usando cemento de endurecimiento rápido
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA:
- La resistencia de diseño media se obtiene aplicando factores de control adecuados a la resistencia mínima especificada.
- Para un tipo dado de cemento y agregados utilizados, el número de referencia correspondiente a la resistencia de diseño a una edad particular se interpola de la figura 1 a la 4.
- La relación agua-cemento para lograr la trabajabilidad requerida y correspondiente al número de referencia se obtiene de la figura 5 para agregados con tamaños máximos de 20 mm y 10 mm.
- La relación agregado-cemento para proporcionar la trabajabilidad deseada con el cemento de agua conocido se obtiene por el método de volumen absoluto.
- Las cantidades por lotes se calculan después de los ajustes para el contenido de humedad en los agregados.
Fig.1: Relación entre la resistencia a la compresión y el número de referencia (Erntroy y Shacklock)
Fig-2: entre resistencia a la compresión y número de referencia (Erntroy y Shacklock)
Fig-3: Relación entre la resistencia a la compresión y el número de referencia (Erntroy y Shacklock)
Fig-4: Relación entre la resistencia a la compresión y el número de referencia (Erntroy y Shacklock)
Fig-5: Relación entre la relación agua-cemento y el número de referencia
Fig-6: Combinación de agregados finos y agregados gruesos
Tabla – 3: Cantidades de lote por metro cúbico de concreto
EJEMPLO DE DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA
Diseñe un concreto de alta resistencia para usar en la producción de concreto pretensado prefabricado para cumplir con los siguientes requisitos:
Resistencia especificada del cubo de trabajo de 28 días = 50 MPa
Muy buen grado de control; factor de control = 0.80
Grado de trabajabilidad = muy bajo
Tipo de cemento = cemento Portland ordinario
Tipo de agregado grueso = granito triturado (angular) de tamaño máximo 10 mm.
Tipo de agregado fino = arena natural
Gravedad específica de arena = 2.60
Gravedad específica del cemento = 3.15
Gravedad específica de agregados gruesos = 2.50
Los agregados finos y gruesos contienen 5 y 1 por ciento de humedad respectivamente y tienen características de clasificación como se detalla a continuación:
Tamaño del tamiz IS
Porcentaje de aprobación
Agregado grueso
Agregado fino
20mm
100
–
10mm
96
100
4.75mm
8
98
2.36mm
–
80
1.18mm
–
sesenta y cinco
600 micras
–
50
300 micras
10
150 micras
–
0 0
DISEÑO DE LA MEZCLA DE HORMIGÓN:
Fuerza media = (50 / 0.80) = 63 MPa
Número de referencia (fig.1) = 25
Relación cemento agua (fig. 5) = 0.35
Para un agregado de tamaño máximo de 10 mm y una trabajabilidad muy baja, la relación agregado-cemento para la trabajabilidad deseada (tabla-1) = 3.2
Los agregados se combinan mediante el método gráfico como se muestra en la figura 6, de modo que el 30 por ciento del material pasa a través del tamiz IS de 4.75 mm.
Relación de multa a agregado total = 25%
Proporciones requeridas en peso de materiales secos:
Cemento – 1
Agregados finos – [(25/100) x3.2] = 0.8
Agregados gruesos – [(75/100) x3.2)] = 2.4
Agua = 0.35
Si C = peso de cemento requerido por metro cúbico de hormigón, entonces
(No pude encontrar una imagen de alccofina en estado abierto). 
… 