Problemas de dosificación de hormigón

Contexto

En el diseño de mezclas de hormigón para obras hidráulicas es necesario compatibilizar las exigencias mecánicas con los requisitos de durabilidad frente a ambientes agresivos, garantizando simultáneamente la trabajabilidad requerida para su correcta puesta en obra.

1. Dosificación G20. Dosificación de hormigón para canal de riego

Se proyecta la ejecución de un canal de riego en hormigón armado bajo las siguientes condiciones de partida:

Resistencia característica de proyecto: $f_{ck} = 50\text{ MPa}$.

Desviación típica de la producción: $s = 4\text{ MPa}$.

Clases de exposición ambiental: IIa + Qb + E.

Consistencia: plástica (asiento en cono de Abrams entre 3 y 5 cm; valor nominal 4 cm).

Árido: rodado con tamaño máximo $D_{\max} = 20\text{ mm}$.

Se dispone de aditivo plastificante que, dosificado al 1% respecto a la masa de cemento, permite reducir un 10% el agua de amasado. Las densidades reales de los componentes se indican a continuación:

Material

Densidad (kg/dm³)

Cemento · 3,00

Arena · 2,65

Gravilla · 2,66

Grava · 2,67

Agua · 1,00

La granulometría de los áridos disponibles y los porcentajes que pasan de la curva teórica de Bolomey ($K = 10$ para árido rodado y consistencia plástica) son los siguientes:

Tamiz (mm)

Arena (% pasa)

Gravilla (% pasa)

Grava (% pasa)

Bolomey (% pasa)

25 · 100 · 100 · 100 · —

20 · 100 · 100 · 100 · 100

16 · 100 · 100 · 70 · 90

8 · 100 · 42 · 1 · 67

4 · 82 · 2 · 0 · 50

2 · 53 · 0 · 0 · 38

1 · 30 · 0 · 0 · 30

0,5 · 19 · 0 · 0 · 24

0,25 · 13 · 0 · 0 · 20

0,125 · 9 · 0 · 0 · 17

0,063 · 6 · 0 · 0 · 15

a)

Determine la relación agua/cemento ($a/c$) y la cantidad de agua y cemento por metro cúbico exigidas por resistencia y durabilidad, evaluando la necesidad del plastificante.

b)

Obtenga la proporción de cada fracción de árido respecto al volumen total de sólidos y calcule la masa de cada componente para $1\text{ m}^3$ de hormigón.

%

%

%

c)

Analice el ajuste gráfico de la mezcla combinada frente a la curva teórica de Bolomey.