¿Cómo calcular la cantidad de concreto?
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Cuando se realiza un trabajo grande de construcción, el cálculo correcto del concreto que se necesita siempre será indispensable. Resistente y estético este material se adapta a todas las situaciones. Para construir una losa de concreto para una terraza, una alberca o cualquier otro tipo de construcción, es fundamental saber cómo calcular el volumen necesario, pero también las cantidades correctas para obtener un concreto de calidad. Y esto puede ser un desafío especialmente si no tenemos ninguna experiencia profesional en construcción. Pero no te preocupes, ¡en HelloSafe encontrarás todas las reglas a seguir para obtener un concreto perfecto!
Si están en un proyecto de construcción considera proteger a tu empresa pero también a tus trabajadores.
¿Cómo calcular la cantidad de concreto para una losa?
El cálculo de la cantidad de concreto que se necesita para una losa se expresa en volumen (en metros cúbicos: m3). Así que para realizar este cálculo, primero es necesario conocer la superficie que cubrirá la losa.
El volumen (V) de una losa de concreto se calcula de la siguiente manera:
Lo que debes saber
V(m3) = SUPERFICIE (m2) x ESPESOR (m)
- Cálculo de la superficie en metros cuadrados (m2)
Para calcular una superficie es necesario tomar las medidas de ésta, en metros, y realizar un cálculo de área según la forma de la superficie. Como recordatorio, aquí hay varios cálculos de área, denominados "A", para las siguientes figuras geométricas:
- Rectángulo: A = Largo × Ancho
- Cuadrado: A = lado2 = lado × lado
- Círculo: A = π × R2 (siendo R el radio del círculo)
- Triángulo: A = (Base × Altura) / 2
- Cálculo del espesor en metros (m2)
Aquí basta únicamente medir de antemano, el espesor de la futura losa de concreto, en metros (m). Como recordatorio, 1 cm = 0.01 m. Por lo tanto, una losa de 25 cm de espesor tiene un espesor de 0.25 m.
¡Cuidado!
Asegúrate de que todas estas medidas estén expresadas en la misma unidad, preferiblemente el metro y el metro cuadrado, para evitar errores de cálculo.
Una vez que tengas tu superficie y tu espesor, multiplícalos para obtener el volumen de tu losa de concreto, en metros cúbicos.
¿Cómo calcular los metros cúbicos para una losa?
El concreto se compone principalmente de 4 elementos: cemento, arena, grava y agua.
Como regla general, para un metro cúbico de concreto estándar (350 kg de cemento por m3), se necesita lo siguiente:
- Arena: 820 kg, es decir aproximadamente el 33.20% de la mezcla o 53 cubos de construcción;
- Grava: 1.125 kg, o aproximadamente el 45.55% de la mezcla o 73 cubos de construcción;
- Cemento: 350 kg, o alrededor del 14.17% de la mezcla o 10 sacos de 35 kilos;
- Agua: 175 litros, es decir aproximadamente el 7.08% de la mezcla o 18 cubos de construcción.
Con estas proporciones, obtendrás un concreto estándar que se puede utilizar para una losa transitable o para cimentaciones, por ejemplo.
Por otro lado, algunos otros tipos de concreto, para otros usos, pueden requerir una dosificación diferente de ingredientes. Estas dosificaciones te las resumimos en la siguiente tabla:
| Tipo de concreto | Uso | Cemento | Arena | Grava | Agua |
|---|---|---|---|---|---|
| Concreto armado | Introducción de refuerzo en la estructura. | 400 kg | 720 kg | 975 kg | 195 L |
| Concreto a 300kg/m3 | Se utiliza para terrazas, zonas peatonales, entradas, entre otros. | 300 kg | 880 kg | 1100 kg | 150 L |
| Concreto simple | Se utiliza para crear superficies de trabajo planas. | 250 kg | 960 kg | 1050 kg | 125 L |
En esta mezcla cada elemento es importante y la dosificación debe realizarse con cuidado para obtener un concreto de calidad y resistente. Una dosificación incorrecta puede hacer que el concreto se quiebre.
Lo que debes saber
Nociones útiles:
Un cubo de construcción = 10 Litros
1 m3 de grava = 1.500 kg
1 m3 de arena seca = 600 kg
¿Qué volumen de concreto obtengo con un saco de 30 kg?
Para llevar a cabo el proceso de elaboración de concreto, se necesita el cemento, cuyas presentaciones podemos encontrar en costales de 25, 30 o 35 kilos.
Con un saco de cemento de 30 kg se pueden hacer 0.08 m de concreto estándar. Sin embargo, si mezclamos diferentes concretos, los cuales serían mas adecuados para otras situaciones, la cantidad de cemento va a variar también. Podemos resumir las necesidades de cemento en la siguiente tabla, para 1m3 de concreto:
| Dosificación de cemento | Número de costales de 30 kg | Número de costales de 25 kg | Número de costales de 35 kg |
|---|---|---|---|
| 250 kg/m3 | 8.3 | 10 | 7.14 |
| 300 kg/m3 | 10 | 12 | 8.57 |
| 350 kg/m3 | 11.6 | 14 | 10 |
| 400 kg/m3 | 13.3 | 16 | 11.42 |
¿Cómo calcular el precio del concreto?
Para calcular el precio de tu concreto, primero es necesario tener en cuenta el tipo de concreto que deseas, el volumen del proyecto, el precio de las materias primas y el modo de transporte de estos, tanto entre el proveedor como el lugar de fabricación del concreto.
Así, el precio de una construcción o de una estructura de concreto puede variar enormemente. Dependiendo del uso que le des, el precio del metro cuadrado de concreto, un espesor promedio de 0.12 m, puede variar de $30 a $160. Para ser más precisos, y siempre para 1m2 de espesor de 12 cm:
- Concreto artesanal clásico hecho directamente en el sitio: entre $30 y $90.
- Concreto vegetal entregado por camión: entre $40 y $135.
- Concreto gris estándar sin aditivos: entre $30 y $135.
- Concreto decorativo con color, por ejemplo: entre $75 y $160.
- Concreto desactivado entre $80 y $115.
Si compras concreto comercial, es decir, concreto producido por una empresa profesional y entregado en su domicilio, los costos serán obviamente más altos. Ten en cuenta, sin embargo, que las empresas pueden aplicar tarifas más económicas según tu proyecto.
Por otro lado, si decides hacer tu propio concreto a partir de materias primas, debes considerar los siguientes costos:
- Grava: $45 a $55 por tonelada. Sabiendo que un metro cúbico de grava pesa alrededor de una tonelada y media, el m3 de grava se reduce entre $67.50 y $82.5.
- Arena: entre $60 y $95 por m3.
- Cemento: $7 a $15 por saco de 36 kg, dependiendo de la calidad.
Si ninguna de estas opciones te conviene, también puedes optar por comprar bolsas de concreto premezclado. Este concreto se vende con mayor frecuencia en bolsas de 30 kg, que van desde $6 a $10. Esta solución es muy práctica para volúmenes pequeños, pero si realizas obras importantes, el concreto premezclado quizás pueda costarte más.
¿Cuál es el cálculo de la resistencia del concreto a los 7 días?
El resultado se expresa en MPa (resistencia a la compresión del concreto que se expresa en megapascales):
Lo que debes saber
fcm(t) = exp { s [1 - (28/t)1/2] }⋅fcm
Desglosemos esta fórmula para entender qué significa.
- "fcm" se refiere a la resistencia de la compresión promedio del concreto a los 28 días;
- "βcc(t) = exp { s [1 - (28/t)1/2] }" es el coeficiente dependiente del tiempo (aquí usaremos t = 7 días);
- "t" representa la edad del concreto, en días;
- "s" es otro coeficiente, dependiendo de la clase de cemento utilizado para elaborar el concreto:
- s = 0.20 para cemento CEM 42.5 R, CEM 52.5 N o CEM 52.5 R;
- s = 0.25 para un cemento CEM 32.5 R o CEM 42.5 N;
- s = 0.38 para un cemento CEM 32.5 N.
La resistencia del concreto es provocada por una reacción química entre el cemento, la arena y la grava. Esta reacción suele ser un poco lenta: a los 7 días de la colocación, la resistencia del concreto se encuentra al 70% de su resistencia máxima, la cual se mantendrá así en promedio unos 28 días. Sin embargo, esto puede verse alterado por la composición del concreto, el clima o incluso la adición de un aditivo en la mezcla.
Con esta información, puedes, por ejemplo, determinar cuándo es el mejor momento para llevar a cabo el proceso de decapado del concreto (limpiar las manchas e impurezas en la superficie).
¿Cómo calcular las estructuras de concreto armado?
El concreto armado se utiliza para estructuras sometidas a esfuerzos de tracción, compresión…Para aumentar la resistencia a estos esfuerzos mecánicos, en este tipo de concreto se colocan armaduras metálicas en un encofrado de madera o cartón para formar postes, dinteles o incluso losas.
El cálculo de estructuras de concreto armado requiere importantes conocimientos en:
- Ingeniería de la construcción;
- Características de deformación mecánica del concreto y el acero;
- Resistencia de los materiales y el cálculo de estos, en particular el concreto y el acero;
- La asociación acero-concreto;
- Restricciones de adherencia, anclajes, entre otros.
En general, una persona que calcula estructuras de concreto armado necesitará conocimientos muy avanzados y especializados en obras de ingeniería civil.
En su libro "Cálculo de estructuras de hormigón armado: conceptos básicos" (la referencia sobre el tema), Bruno Massicotte, ingeniero canadiense y profesor de la École Polytechnique de Montréal desde 1990, explica los métodos de cálculo para garantizar la seguridad de una construcción teniendo en cuenta en cuenta los diferentes factores de los materiales utilizados así como las normas vigentes.
Ahora, ya que estamos hablando de seguridad, si también buscas garantizar la seguridad no solo de una construcción pero también de tu negocio, compara y encuentra el mejor seguro empresarial para ti:
¿Cómo calcular el módulo de elasticidad del concreto?
El módulo de elasticidad de un material es una cantidad que mide su deformación bajo presión. El módulo de elasticidad del concreto se mide mediante un ensayo de compresión y ensayos dinámicos sobre la propia estructura. También se puede calcular según varias fórmulas complejas, dando un resultado final expresado en MPa. Estas fórmulas son las siguientes:
Lo que debes saber
Módulo secante de elasticidad (deformación instantánea): Ecm = 22 000 × (Fcm/10)0,3
Módulo de elasticidad efectivo (teniendo en cuenta la fluencia): Ec,eff = Ecm (t0)/(1 + phi(inf,t0))
En estas fórmulas:
- Ecm (t0): es el módulo de deformación del concreto a los t0 días;
- t0: es la edad de la primera carga, es decir, desde que se vertió el concreto;
- phi(inf,t0): es el coeficiente de fluencia, normalmente igual a 2.
El módulo de elasticidad está influenciado por varios factores como la resistencia del concreto, la calidad, la sequedad, la humedad y la edad del concreto, así como las proporciones de la mezcla. En general, puedes recordar esto:
Lo que debes saber
El módulo de elasticidad del concreto es de alrededor de 10 a 30 Gpa. Esto representa una muy alta resistencia a la presión ya la deformación, por lo que este material es el preferido para la construcción de estructuras.
¿Qué software puede realizar cálculos de estructuras de concreto?
Para facilitar la planificación de estructuras de concreto, existen en el mercado varios software de pago o gratuitos, dedicados a este tipo de cálculos que suelen ser un poco complejos.
- Advance Design Pro S+, desarrollado por GRAITEC, permite el cálculo de estructuras de concreto y metálicas. Este software, utilizado por oficinas de diseño y empresas de construcción.
- Arche, también desarrollado por GRAITEC, está dedicado a los edificios de concreto armado y permite la producción de planos de refuerzo.
- Scia Engineer, de Nemetchek, es un software de última generación diseñado para la ingeniería civil y las estructuras de edificación. También integra el análisis de estructuras compuestas por varios materiales.
- RSTAB 9, producido por Dlubal Software, es intuitivo y potente. Permite el modelado 2D o 3D de marcos, estructuras metálicas y todas las partes de un edificio: losas, postes, escaleras, dinteles… También tiene en cuenta las normas de construcción del concreto.
- STAAD.Pro V8i, permite todo el modelado en los diferentes campos de la ingeniería civil así como para la ingeniería de estructuras. Puentes, torres, embalses, estadios… Este software también tiene en cuenta los estándares internacionales.
La mayoría de las licencias de estos softwares son de pago porque están reservados para uso profesional. Requieren una actualización periódica para cumplir siempre con los últimos estándares vigentes, al menos una vez al año.
Algunos ejemplos de precios podrían variar según las fórmulas:
- Advance Design Pro S+ : $8 100 HT
- Arche : $4 000 a $6 800 HT
- Scia Engineer : $3 270 HT
Existe algunos softwares gratuitos para realizar estos cálculos estructurales, tales como Struturix o Pybar. Algunos están pensados para la enseñanza del cálculo de estructuras y la resistencia de materiales, tales como el RDM 7.04, diseñado por la Universidad de Le Mans. Tienes que tomar en cuenta que todos los softwares gratuitos son mucho más básicos y limitados que las licencias de pago mencionadas anteriormente.
Si buscas una solución fácil y rápida, HelloSafe te ofrece una calculadora que podrás encontrar en la parte superior de la página, y que te va a permitir calcular la dosificación de concreto estándar cuando tu lo necesites. ¡Todo lo que estabas buscando, esta en HelloSafe!
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