Dosificación Óptima de Hormigón: Métodos de Bolomey y Fuller

Dosificación de Hormigón en Masa: Método de Bolomey

Se presenta un caso práctico de dosificación de hormigón en masa de 350 kg de cemento por m³ de hormigón. La consistencia deseada es de 5 cm de asiento en el cono de Abrams, utilizando áridos rodados. A continuación, se detallan las características de los componentes y los pasos para la dosificación.

Características de los Componentes

• Densidad real (kg/dm³):
  • Cemento: 3.05
  • Agua: 1
  • Grava: 2.60
  • Árido grueso (AG): 2.55
  • Árido fino (AF): 2.50
• Densidad compactada (kg/dm³):
  • Cemento: 1.12
  • Agua: 1
  • Grava: 1.67
  • Árido grueso (AG): 1.60
  • Árido fino (AF): 1.54

Granulometría de los Áridos

Se presenta la granulometría de los áridos, indicando el porcentaje que pasa acumulado por cada tamiz:

• Tamices (mm): 38 - 0.149
• Árido fino (AF): 100 (7 veces), 60, 20
• Árido grueso (AG): 100 (4 veces), 60, 30, 0, 0, 0
• Grava: 100, 61, 29, 0 (6 veces)

Solución

1. Elección del Método

Se utiliza el método de Bolomey debido a que se trata de hormigón en masa y secciones fuertemente armadas.

2. Tamaño Máximo del Árido Grueso (D)

D (grava) = 38 mm

3. Elección del Parámetro 'a'

Para áridos rodados y consistencia plástica de 5 cm, se elige a = 10 cm.

4. Curva Granulométrica y de Bolomey

Se deben dibujar las líneas granulométricas y la curva de Bolomey. Se añade una columna a la tabla del tamiz con los valores de Bolomey:

Bolomey: 100; 73.6; 55; 41.8; 32.5; 25.9; 21.3; 18.3; 15.6

(Se deben representar gráficamente las curvas).

5. Cantidad de Agua

Para áridos rodados y un tamaño máximo de árido D = 38 mm, se requieren 166 litros de agua.

Correcciones:

• Corrección por consistencia plástica (5 cm): 166 - [(76 - 50) / 25] * 0.03 * 166 ≈ 161 dm³
• Correcciones de arena artificial: No aplica.
• Correcciones para hormigones menos trabajables: No aplica.

6. Tanteos

• % Cemento = [(350 / 3.05) / (1025 - 161)] * 100 = 13.3%
• % AF = 21.3 - 13.3 = 8%
• % AG = 41.8 - 8 - 13.3 = 20.5%
• % Grava = 100 - 20.5 - 8 - 13.3 = 58.2%

Se añaden dos columnas a la tabla de tamices:

1. Cálculo de árido compuesto:
   • Primera fila (primer tamiz): 0.133 * 100 + 0.08 * (AF) + 0.205 * (AG) + 0.582 * (Grava)
   • Se repite el cálculo para cada tamiz, utilizando los valores correspondientes de la tabla de tamices.
2. Árido compuesto: 100; 77.3; 58.7; 41.8; 33.6; 27.4; 21.3; 18.1; 14.9

(Los valores con * coinciden con la curva de Bolomey. Se debe representar la curva con la segunda columna).

7. Volúmenes Relativos de Grava y Arena

• Volumen relativo total de áridos = 1025 - 161 = 864 litros
• Volumen de grava = 0.582 * 864 = 503 dm³
• Volumen de AG = 0.205 * 864 = 177 dm³
• Volumen de AF = 0.080 * 864 = 69 dm³
• Volumen de cemento = 0.133 * 864 = 115 dm³
• Volumen de agua = 161 dm³
• Total = 1025 dm³ (La suma debe ser igual a 1025 dm³)

8. Dosificación por m³

Se presenta la dosificación en una tabla de 4 columnas x 7 filas:

Dosificación de Hormigón Armado: Método de Fuller

Se presenta un caso práctico de dosificación de hormigón armado de 300 kg/m³. La colocación se realiza por bombeo, con un asiento deseado de 9 cm, utilizando áridos rodados.

Características de los Componentes

• Cemento:
  • Densidad real (dr) = 3.05 kg/dm³
  • Densidad compactada (dc) = 1.12 kg/dm³
• Agua:
  • dr = 1 kg/dm³
  • dc = 1 kg/dm³
• Grava:
  • dr = 2.65 kg/dm³
  • dc = 1.70 kg/dm³
• Gravilla:
  • dr = 2.65 kg/dm³
  • dc = 1.65 kg/dm³
• Arena:
  • dr = 2.60 kg/dm³
  • dc = 1.55 kg/dm³

Granulometría de los Áridos

• Tamices (mm): 76 - 0.149
• Arena: 100 (5 veces), 70, 55, 44, 27, 16
• Gravilla: 100 (3 veces), 65, 0 (6 veces)
• Grava: 100, 92, 0 (8 veces)

Solución

1. Elección del Método

Se utiliza el método de Fuller debido a que se trata de hormigón armado, con un tamaño máximo de árido entre 50 ± 20 mm, áridos rodados y una dotación de cemento ≥ 300 kg/m³.

2. Tamaño Máximo del Árido Grueso (D)

D (grava) = 38 mm

3. Curva Granulométrica y de Fuller

Se deben dibujar las líneas granulométricas y la curva de Fuller. Se añade una columna a la tabla del tamiz con los valores de Fuller:

Fuller: 100; 70.7; 50; 35.2; 25; 17.5; 12.5; 8.6; 6

(Se deben representar gráficamente las curvas).

4. Ajustes Mediante Módulos Granulométricos

• m₁ (Arena) = (30 + 45 + 56 + 73 + 84) / 100 = 2.88
• m₂ (Gravilla) = (35 + 100 + 100 + 100 + 100 + 100 + 100) / 100 = 6.35
• m₃ (Grava) = (8 + 100 + 100 + 100 + 100 + 100 + 100 + 100 + 100) / 100 = 8.08
• m_T2 (Fuller) = (29.3 + 50 + 64.8 + 75 + 82.5 + 87.7 + 91.4) / 100 = 4.81
• m_T3 (Fuller) = (29.3 + 50 + 64.8 + 75 + 82.5 + 87.7 + 91.4 + 94) / 100 = 5.75
• t₁ + t₂ = 100 * [(m₃ - m_T3) / (m₃ - m_T2)] = 100 * [(8.08 - 5.75) / (8.08 - 4.81)] = 71.25%
• t₁ = (t₁ + t₂) * [(m₂ - m_T2) / (m₂ - m₁)] = 71.25 * [(6.35 - 4.81) / (6.35 - 2.88)] = 31.6%
• Arena = 31.6%
• t₂ = (t₁ + t₂) - t₁ = 71.25 - 31.6 = 39.6%
• Gravilla = 39.6%
• t₃ = 100 - (t₁ + t₂) = 100 - 71.25 = 28.8%
• Grava = 28.8%

Tabla de Ajuste a la Curva de Fuller:

(Se debe representar el ajuste a la curva de Fuller con los valores de la columna"Árido Compuest").

5. Cantidad de Agua

Para áridos rodados y un tamaño máximo de árido D = 38 mm, se requieren 166 litros de agua.

• Correcciones de asiento: 166 + [(90 - 76) / 25] * 0.03 * 166 ≈ 169 dm³
• Correcciones de arena artificial: No aplica.
• Correcciones para hormigones menos trabajables: No aplica.

6. Volúmenes Relativos de Grava y Arena

• Volumen relativo total de áridos = 1025 - (300 / 3.05) - 169 = 757.6 litros
• Volumen de arena = 0.316 * 757.6 = 240 dm³
• Volumen de gravilla = 0.396 * 757.6 = 300 dm³
• Volumen de grava = 0.288 * 757.6 = 218 dm³

7. Dosificación por m³ (en seco)

8. Dosificación en Volumen de Conjunto