Calculo de la Dosificacion de Materiales Para Hormigones y Morteros






—- INTRODUCCIÓN: QUE SE MEZCLA? —-
ÁRIDOS AGLOMERANTES AGUA

La Arena: Sirve para reducir las fisuras que aparecen en la mezcla, al endurecerse y dar volumen.

La Piedra: Se utiliza en la preparación de hormigones resistentes como para bases, columnas, losas, puede usarse canto rodado, que es la piedra de río o piedra partida (de cantera) o arcilla expandida.

El Cascote: Puede ser de ladrillo o de demolición de obras viejas. Se utiliza en hormigones pobres o de bajas resitencias para contrapisos y cimientos.

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La Cal y El Cemento: Los dos reaccionan en contacto con el agua, sufriendo un proceso que empieza por el fragüe.
Hay mezclas que como aglomerantes llevan solamente cemento (se las llama concreto) y otras donde el aglutinante principal es la cal, a la que se le puede agregar un poco de cemento para reforzarla (cal reforzada). Las cales se venden en bolsas de 25 o 30 Kg. según la marca y el cemento en bolsas de 50 Kg.

Cemento de Albañilería: Es un producto que se puede usar en reemplazo de la cal reforzada. Se vende en bolsas de 30 o 40 Kg. según la marca, como Plasticor, Hidralit,Calcemit,etc.

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El Agua: Dá plasticidad a la mezcla para que sea trabajable y provoca la reacción química que produce el fragüe.


El Hidrófugo:
Es un producto químico que se agrega al agua para aumentar la impermeabilidad.
Existen varios productos de este tipo como cerecita, sika, etc. que se usan según indicaciones de cada fabricante.

Los Aditivos:
Se agregan al agua estos aditivos, que son de todo tipo como aceleradores de fragüe, mejoradores plásticos, retardadores de fragüe, etc.

—- ALGUNAS MEZCLAS MAS HABITUALES —-

Hormigón
De Cascotes
Hormigón
De Piedra
Concreto Cal Reforzada
(1)
Cal Reforzada
(2)
Cal Reforzada
(3)
Cal Reforzada
(4)
Para Cimientos
y Contrapisos
Para Columnas,
Vigas,Losas…
Carpetas,Dinteles
Tomar Juntas…
 Paredes de
Ladrillo Común
Paredes de
Bloques Hormig.
Revoque Grueso Revoque Fino
1 CAL 1 CEMENTO 1 CEMENTO 1 CAL 1 CAL 1 CAL 1 CAL AEREA
1/8 CEMENTO 3 ARENA 3 ARENA 1/2 CEMENTO 1 CEMENTO 1/4 CEMENTO 1/8 CEMENTO
4 ARENA 3 PIEDRA 3 ARENA 6 ARENA 3 ARENA  2 ARENA
8 CASCOTES            
1 CEM. ALBAÑIL. 1 CEMENTO   1 CEM. ALBAÑIL. 1 CEM. ALBAÑIL.    
4 ARENA 3 ARENA 5 ARENA 5 ARENA
8 CASCOTES 3 CANTO ROD.          

Por ejemplo una mezcla 1:2:4 significa que cuando se van a mezclar los materiales, se debe colocar 1 balde cemento,2 de arena y 4 de piedra, es decir, se dosifica por volumen. Como luego de apisonar las mezclas sufren una merma se recurre al uso de unos coeficientes de aporte, que es un valor propio de cada material, y se usa para establecer con cierta exactitud la cantidad de materiales necesarios para a comprar para un determinado volumen de mezcla a fabricar.

VALORES DE LOS COEFICIENTES DE APORTE PARA CADA MATERIAL

rena gruesa (naturalmente humeda) 0.63
Arena Mediana (naturalmente humeda) 0.60
Arena gruesa seca 0.67
Arena fina seca 0.54
Cal en pasta 1.00
Cal en polvo 0.45
Canto rodado o grava 0.66
Cascote de ladrillo 0.60
Cemento Portland 0.47
Cemento Blancos 0.37
Mármol granulado 0.52
Piedra partida (pedregullo) 0.51
Polvo de ladrillo puro 0.56
Polvo de ladrillo de demolición 0.53
Yeso París 1.40

(*):El cemento de albañilería no está en la tabla pero para mis calculo uso: 0.47 como el cemento
(*) Estos valores y método se han basado en el libro El Calculista de Simón Goldehorn

 COMO SE CALCULAN LOS MATERIALES POR M3

Ejemplo Uno:

Calcular un hormigón estructural: 1:3:3, que significa que se deben colocar 1 balde de cemento, mas 3 de arena, más 3 de piedra partida.

El volumen aparente de esta mezcla será 1+3+3=7 y siempre se estima un 9% de agua, es decir, para este caso el 9% de 7 es 0.63, por lo que el volumen aparente de esta mezcla será: 7+0.63=7.63 unidades (baldes, canastos, m3, etc)

Ahora para obtener el volumen real de la mezcla hay que recurrir a los coeficiente de aportes antes indicado y afectarlo a cada material interviniente, en este caso es:

Cemento 1 x 0.47=0.47

Arena     3 x 0.63=1.89

Piedra    3 x 0.51=1.53

El total es ahora: 0.47+1.89+1.53=3.89 y se le suma el agua (0.63), lo que dá: 4.52 unidades.

Entonces, ahora para calcular los materiales por m3 de mezcla es:

1m3 de cemento pesa 1400 Kg. que dividido este volumen real (4.52) dá: 310 Kg. es decir unas 6 bolsas por m3.

3m3 de arena dividido este volumen real es:0.67 m3 de arena

Y para los 3m3 de piedra partida es también 3/4.42= 0.67 m3.

Por lo tanto para hacer 1 m3 de hormigón 1:3:3 se deben mezclar:
309 Kg. de cemento (6 bolsas)
0.67m3 de arena
0.67m3 de piedra partida.

Ejemplo Dos:

Calcular una mezcla para mortero 1/4:1:3:1 significa: 0.25 de cemento,1 de cal en pasta hidratada,3 de arena y 1 de polvo de ladrillos.

Volumen aparente:0.25+1+3+1=5.25 + 9% de agua=5.72 unidades

Volumen real: 0.25 x 0.47 + 1 x 1 + 3 x 0.63 + 1 x 0.53 = 3.54 + 0.47 del agua= 4.012 unidades

Entonces es:

Cemento (0.25 x 1400)/4.012= 87 Kg.

Cal Hidraulica (1 x 600)/4.012=150 Kg.   (Para 1m3 de cal en pasta se usa unos 600Kg.)

Arena (3/4.012)= .75 (no hace falta el peso especifico porque la arena se vende por m3)}

Polvo ladrillo (1/4.012)=0.25 (idem. a la arena)

Entonces para esta mezclas es:
87 kg. de cemento,
150 Kg. de cal,
0.75m3 de arena y
0.25 m3 de polvo de ladrillos.

PESOS ESPECÍFICOS DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN (Kg./m3)

Arena seca 1450
Arena naturalmente humeda 1650
Arena muy mojada 2000
Cal viva en terrones 900-1100
Cal hidráulica viva, en polvo 850-1150
Cal en pasta 1300
Cemento Portland 1200-1400
Cemento Blanco 1100
Cemento fraguado 2700-3000
Escorias de Coque 600
Canto Rodado (Grava) 1750
Hormigón armado 2400
Hormigón de Cascotes 1800
Ladrillos Comunes 1350-1600
Ladrillos de Maquina 1580
Mampostería de Piedra 2250
Mármol 2700-2800
Mortero de Cal y Arena fraguado 1650
Mortero de Cemento, Cal y Arena fraguado 1700-1900
Nieve suelta 150
Nieve congelada 500
Papel en libros 1000
Polvo de ladrillos de demolición 1000
Porcelana 2400
Tierra arcillosa seca 1600
Tierra Humeda 1850
Tiza 1000
Yeso en polvo 1200

 

Proceso de Elaboración del Cemento Portland

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ALGO MAS SOBRE EL HORMIGÓN….

HORMIGÓN: Mezcla de cemento, arena, grava o piedra triturada y agua. El cemento portland, que es el más importante componente del hormigón, puede adquirirse con facilidad, ya que existen numerosas fábricas que lo producen y lo distribuyen ampliamente. Por lo general, los otros componentes se hallan cerca del lugar de construcción.

El hormigón se prepara casi siempre en el mismo lugar de la obra. Después de mezclado, con una sustancia plástica a la que es posible darle con facilidad la forma que se desea. Sin embargo, después de fraguado adquiere una consistencia dura y resistente, por lo que soporta la acción del fuego y del agua, así como las inclemencias del tiempo y las presiones inertes y continuas.

Es por esto que se emplea mucho en la construcción de edificios, carreteras, pistas de aeropuertos, puentes, redes de alcantarillado y otras obras en las que los factores duración y resistencia son primordiales. Se usa también en la fabricación de partes prevaciadas, tales como bloques de construcción, y conductos para agua y desagüe. Se puede decir que el empleo del hormigón no tiene límites. Como quiera que se endurece al contacto con el agua, se utiliza en la construcción de muelles y espigones. Aun se emplea para hacer barcos durante contiendas bélicas prolongadas, cuando por lo general existe gran escasez de acero y mano de obra especializada. Los componentes del hormigón (cemento, arena, cascajo y agua) deben mezclarse en determinadas proporciones.

Durante la operación de mezcla, se produce una reacción química entre el cemento y el agua formando una pasta que al recubrir las partículas de arena y de cascajo hace que éstas se liguen entre sí y constituyan una masa sólida.

Para obtener una buena mezcla se deben seguir ciertas reglas. La más importante es no emplear mucha agua, puesto que la consistencia del hormigón se debe en gran parte a la fuerza adhesiva de la pasta formada por el cemento y el agua. Si se emplea esta última con exceso, la pasta de cemento resulta acuosa y débil. En cambio, si se ponen las cantidades adecuadas, la pasta liga bien el cascajo y la arena, resultando una masa fuerte y compacta.

El hormigón es muy resistente a la compresión, pero carece de elasticidad. En vista de que ciertas construcciones de hormigón (puentes, edificios, etc.) están sometidas tanto a esfuerzos de compresión como de tracción, se refuerza la masa de hormigón con barras o mallas de acero, para obtener un material de alta resistencia a la compresión y a la tracción. Este recibe el nombre de hormigón armado, y se emplea tanto en la construcción de partes simples como en obras de la magnitud de un rascacielos.

UNA CURIOSIDAD DEL TEMA…

“Hace unos dos mil años, los albañiles emplearon materiales, avanzadísimos entonces, en la enorme cúpula de hormigón que coronaba un nuevo templo de la capital del Lacio. Hoy, el techo del Panteón sigue entero. Se está endureciendo, ya que los compuestos de calcio de la estructura reaccionan gradualmente con el dióxido de carbono para formar caliza y otros minerales cuya resistencia supera la del hormigón.”

Basado en estas apreciaciones, el ingeniero estadounidense Roger H. Jones patentó en 1996 un método que permite acortar, desde miles de años hasta minutos, el proceso de endurecimiento, que podría afectar delgadas paredes o gruesas estructuras empleadas para depositar residuos radiactivos. La lentitud de la fragua del hormigón se debe a que el agua tapa los poros del material por donde entraría el dióxido de carbono.

Jones sometió una mezcla de hormigón y cemento Portland a la acción del dióxido de carbono a alta presión y registró lo que ocurría: el gas expulsaba el agua del material y modificaba su composición química. La resistencia del cemento Portland aumentaba en un 84%.

Otras investigaciones permitieron aplicar este método a otros materiales. Las experiencias demuestran que cuando la presión se eleva a 75 atmósferas y la temperatura a 31 °C, el dióxido de carbono tiene la densidad de un líquido, pero mantiene la compresibilidad de un gas. En este estado llamado supercrítico, el dióxido carece de tensión superficial y puede penetrar los poros y grietas de una sustancia sin encontrar resistencia.

Una aplicación posible sería tratar con dióxido de carbono a presión las cenizas producidas en las centrales de carbón, previa mezcla con silicato de sodio, óxido de calcio y agua. En un principio, la pasta obtenida es un material débil y soluble en agua, pero al hacerla reaccionar con el dióxido de carbono supercrítico se hace resistente, estable e insoluble en agua. Su resistencia es comparable al cemento mezclado con fibra de vidrio: se construyó un pequeño muro con una abertura cuadrada de 30 cm de lado que resistió un peso de 240 kilogramos.

Lo ideal sería instalar una planta de procesamiento de las cenizas cerca de una central térmica: de este modo se evitarían los vertederos de cenizas, se dispondría de electricidad barata para alimentar la planta y se podría aprovechar el calor desperdiciado en la chimenea.

El proceso elimina de la atmósfera un gas, que en exceso se considera contaminante ambiental y que además recicla las cenizas. También se ha demostrado que en el momento de tratar el cemento con el dióxido supercrítico pueden agregarse metales o plásticos y, de esta manera, mejorar la flexibilidad, la durabilidad o capacidad de conducción eléctrica.  Fuente: Investigación y Ciencia, N.° 245

Fuente Consultada:
Lo Se Todo Tomo I
Enciclopedia BARSA Tomo 8
QUÍMICA I Polimodal Alegría-Bosack-Dal Fávero-Franco-Jaul-Ross

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