223658078-Diseno-de-Mezclas-Enrrique-Rivva-Lopez.pdf

( -
TECNOLOGIA DEL CONCRETO
DISEÑO
DE
MEZCLAS
ENRIQUE RIVVA LOPEZ
V
1992
J

PROLOGO
El Perú es un país de alta sisaicidad y geografía v a r i a
da y difícil. Nuestra selva baja se caracteriza por lluvias
copiosas, temperaturas altas, arenas de aódulo de fineza auy
bajo, ausencia de agregado grueso, y escasa agua potable.
Nuestras serranías tienen alturas que pasan los 4500 metros
sobre el nivel del aar, humedades relativas que pueden
descender hasta 352, teaperaturas que pueden ser aenores de
20*C , escasa agua potable, y abundancia de agregado
integral de granu loeetri a variada. Nuestra costa es escasa
en agua potable, abundante en arenales de temperatura que
puede alcanzar los 38*C, pocas canteras de agregado a d e
cuadamente trabajadas, lluvias muy escasas.
Teniendo la alta sismicidad como una constante y en
condiciones geográficas tan diversas, nuestros ingenieros
deben construir obras de concreto y diseñar las mezclas más
convenientes para cada caso. La necesidad de trabajar en
nuestras condiciones ha obligado a nuestros profesionales a
mantener permanente actualizados sus conocimientos sobre el
concreto. Ello se ha logrado gracias a su constante deseo de
superación y a la valiosa contribución de las Universidades;
el Capítulo de Ingenieros Civiles del Colegio de Ingenieros;
las Asociaciones Profesiona1esj el Capitulo Peruano del
American Concrete Institute} y la Asociación de Fabricantes
de Cemento.
Los ingenieros hemos llegado a tomar plena conciencia
del rol determinante que juega el concreto en el desarrollo
nacional. La adecuada selección de los materiales integran
tes de la mezcla} el conocimiento profundo de las propieda
des del concreto} los criterios de diseño de las proporcio
nes de la mezcla más adecuada para cada caso} el proceso de
puesta en obra) el control da la calidad del concreto} y los
más adecuados procediaientos de aanteniaiento y reparación
de la estructura, son aspectos a ser considerados cuando se
construye estructuras de concreto que deben cuaplir con los
requisitos de calidad, seguridad, y vigencia en el tieapo
que se espera de ellas.
Este libro sólo pretende ser un aporte aás al cono ci
miento del concreto y, específicamente, está orientado al
estudio de los procedimientos a seguir para la elección de
las proporciones de la unidad cúbica de concreto, aquello
que solemos denominar diserto de mezclas* Este libro ha
tratado de conjugar experiencias de laboratorio y obra con
conocimientos teóricos y ejeaplos prácticos.
El libro está dedicado a mis aluanos de todas las épocas
de las Facultades de Ingeniería Civil y de Arquitectura de

1* Universidad Nacional d* Ingeniería, quienes perianen te-
mente ee incentivaron a estar actualizado en concreto; y es*
pecialeente a aquellos jóvenes que, al solicitar mi asesoría
para la ejecución de sus Tesis Profe s i o n a l e s, obligaron a
que la Facultad se mantuviera, en los últimos treinta ano»,
en las fronteras del conocimiento en el campo del concreto.
Un agradecimiento muy especial a los ingenieros peruanos
Juan Sarmiento y Federico Stein y a los ingenieros
•norteaaericanos Ed Sower y Richard Caserón que me iniciaron
en el conocimiento y despertaron en ai un interés permanente
por el estudio del concreto. Hi reconocimiento permanente al
ingeniero Hanuel González de la Cotera quién me llevó a
ejercer la docencia a la Facultad de Ingeniería Civil y a
trabajar al ]>epartamento de Concreto del Laboratorio de En
sayo de Materiales de la Universidad Nacional de Ingeniería,
al cual he estado vinculado por más de treinta aftos-
Creo que este libro responde a una necesidad de los pro
fesionales y alumnos de nuestro medio y por eso lo he es
crito. Ho es un documento perfecto sino un estudio per
fectible con los consejos, aportes y experiencia de mis
colegas. Es mi esperanza y mi más ferviente deseo que otros
autores produzcan obras más completas y actualizadas sobre
el concreto en general y específicamente sobre esta materia.
Enrique Rivva López
Reg, CIP 362
Hiraflores» Abril de 1992

INDICE
Capítulo Pág.
I.- Historia................................................................................................................ 1
2- Criterios básicos en el diseño............................................................................... 9
3.- Materiales ........................................................................................................... 15
4.- Propiedades del concreto....................................................................................... 31
5 Información necesaria....................................................................................................45
6.- Pasos en d diseño de la mezcla......................................................................................49
7.- Selección de laresistenciapromedio..................................................................... 51
8.- Selección deí tamaño máximo nominal del agregado grueso................................. 69
9.- Selección deí asentamiento................................................................................... 71
10.- Selección del volumen unitario de agua................................................................ 75
11.- Selección del contenido de aire............................................................................. 81
12.- Selección de la relación agua-cemento por resistencia........................................... 87
13.- Selección de la relación agua-cemento por durabilidad:......................................... 95
14.- Selección finaly ajuste de la relación agua-cemento............................................. 105
15.- Cálculo del contenido de cemento........................................................................ 107
16.- Selección del agregado.......................................................................................... 109
17.- Ajustes por humedad del agregado........................................................................ 123
18.- Selección de las proporciones por eí método del comité 211 del ACI................... 129
19.- Selección de las proporciones por el método de Walker-...................................... 147*
20.- Selección de las proporciones por el métododeí módulo de fineza de la
combinación de agregados.................................................................................... 159
21.- Selección de las proporciones por la relaciónagua-cemento.................................. 187
22.- Selección de las proporciones por mezclas de prueba............................................ 191
23.- Diseño del concreto para pisos.............................................................................. 195
24.- Diseño de mezclas empleando hormigón.............................................................. 199
25.-Conversiones y rendimientos................................................................................. 209
26.- Determinacióndel contenido de aire...................... ......................... 227
27.- Corrección de lamezcla para factor cementoy resistenciainvariables................... 231
28.- Ajuste de las proporciones.................................................................................... 237
29.-Problemas especiales.............................................................................................. 247
30.-Mezclas de prueba......................................... ..................................................... 275
31.- Limitacionesen el empleo de las tablas.................................................... 285

CAPITULO X
HISTORIA
. X ALCANCE
El concreto de cemento portland es uno de los ais usados
y »1 más versátil de los materiales de construcción. Esta
versatilidad permite su utilización en todo tipo de for
mas estructurales, así como en los climas más variados.
En la práctica, las principales limitaciones de 1 con ereto
están dadas no por el material sito por quién debe u t i
lizarlo.
Ello constituye un permanente desafio para el ingeniero
responsable de la selección de las proporciones do los
materiales integrantes de la unidad cúbica de concreto.
En la medida que sus conocimientos sobre el concreto sean
mayores, mejores serán sus posibilidades de lograr aque
llo que se propone. Sólo la actualización permanente per
mite obtener el máximo provecho del material. Este es un
reto que los ingenieros estamos obligados a aceptar y
vencer.
El propósito de este Capitulo es presentar algunos de los
hitos más importantes en la historia de la selección de
las mezclas de concreto. No es completo. Sólo intenta
señalar fechas y hechos significativos sobre este as
pecto.
-2 DE ROMA AL 1900
Las primeras referencias sobre un aglomerante con carac
terísticas similares al concreto están dadas por Plinto,
autor romano, quién se refiere a las proporciones de un
aglomerante empleado en la construcción de las cisternas
romanas, indicando que deben mezclarse "...cinco partes
de arena de gravilla pura, dos de la cal calcinada más
fuerte, y fragmentos de sílice*.
En sus construcciones tanto los griegos como los romanos
empleaban material puzolánico mezclado con cal para
preparar sorteros hidráulicos o concretos. Vitruviu», el
gran arquitecto romano, decía de una tufa volcánica lla
mada puzolanai "Hay una especie de arena la cual, por sí
«isma, posee cualidad*« extraordinarias ... 8 i ae ■ •zcU
con cal y piedra, ella endurece tan bien bajo agua como
en edificios comunes*. Los mejores concretos empleados en
las más famosas construcciones romanas, fueron hechos de

2 DISEÑO Ot MEZCLAS
ladrillo roto* cal y p u z o U n a . Prieeras dos if ícacion»i
cuyos buenos resultados se evidencian hasta la fecha. El
Panteón de Adriano es un ejeaplo de ello.
£n 1756, el inglés John Saeaton efectúa una severa inves
tigación dt sorteros en relación con la construcción del
nuevo Faro del poblado de Eddystone, en Inglaterra. De
acuerda a sus inforaes, el sortero para trabajar en agua
de lar, bajo condiciones de extresa severidad, estuve
coapuesto dei *Dos aedidas de cal cocida o apagada, en
foraa de polvo seco, aezcladas con una cedida de una tufa
volcánica (Dutch Tarras), y aabas bien batidas en foraa
conjunta hasta lograr la consistencia de una pasta, usan
do tan poca agua coao sea posible*.
Joseph Asphin y I.C.Johnson, a aediados de 1324, patentan
el denoainado ceaento portland estableciendo que este
debe ser fabricado cosbinando «ateríales calizos y arci
llosos en proporciones deterainadas, calentando el aate-
rial en un horno, y pulverizando el producto hasta conse
guir un polvo auy fino. Aunque existe una gran diferencia
entre este saterial y los ceaentos eodernos, su descu-
briaiento peraite el creciente desarrollo del concreto.
Alrededor de 1092, el francés Feret establece los
priaeros principios aodernos para el proporcionaaiento de
aezclas de aortero o concreto. Desarrolla interrelaciones
entre las cantidades de ceaento, aire y agua, y define
inicialaente el papel de los poros en la aezcla de con
creto. Sin eabargo, no llega a establecer claramente las
in terrelaciones en la aezcla de concreto coao un todo,
tal coao ellas han sido aplicadas en años posteriores.
1.3 DEL 1900 AL 1940
En 1907, los norteaaeri canos Fuller y Thospson publican
* L aw s of Proportioning Concrete", basados en mus investi
gaciones en relación con el concreto a ser eapleado por
la Coaisión del Acueducto de la ciudad de Hueva York. En
este trabajo el énfasis está en la densidad del concreto
y en el coto lograrla aplicando la conocida "Curva de
Fuller" para graduar el agregado a aáxiaa densidad.
Aunque en la actualidad este concepto ha perdido signifi
cación en el disefto de aezclas de concreto, algunos inge
nieros siguen eapleándolo en aezclas en las que la fric
ción entre partículas puede ser de alguna iaportancia.
Estos trabajos introducen un aétodo de diseño que se baia
en la granuloaetría del agregado, perai tiendo seleccionar
las proporciones para obtener concretos de aáxiaa den«i-

Historia 3
dad. La experiencia demostró que las mezclas seleccio
nadas •■pisando esta «¿todo tendían a ser ásperas y poco
trabajables y requerían compactación vigorosa.
Duff A b n i s , en 1?19, cono conclusión de un programa de
investigaciones realizado en el Lewis Institute de la
ciudad de Chicago, desarrolla la primera teoría coherente
sobre el proporcionamiento de t e i d a s de concreto al de
mostrar, para las resistencias en compresión de esa
época, la interdependencia entre la resistencia y el vo-
lu»en de agua por unidad de voluaen de cemento en ol con
creto. Abrams desarrolla un procedi• iento para el propor
cion am ien to de mezclas de concreto, el cual es detallado
en el Boletín 1 del Structural Materials Research Labora-
tory del Lewis Institute. Este estudio da nacimiento a la
conocida "Ley de la relación agua-cemento" o Ley de
Abrams,
En 1923, el ñor teaaericano Gilkey plantea las primeras
observaciones a la ley de Abraas y sostiene que el agre
gado no es un material inerte de relleno, coao aducen al
gunos de los seguidores de Abraas, sino que desempeña un
papel importante en el comportaaiento del concreto. Será
necesario llegar a la década del ¿0 para aceptar oficial
mente la validez de su teoría.
Por la misma época de Abrams, lot norteamericanos Edwards
y Young estudian la significación del área superficial
del agreg.ado como medida de la granuloeetr ía y de los
requisitos de cemento y agua de un concreto.
En este campo Edwards desarrolla curvas que relacionan la
resistencia con el volumen del cemento, expresado este
último en libras por pié cuadrado de área superficial del
agregado. Young, en relación con la construcción de e s
tructuras hidráulicas en Ontario, aplica la idea de la
relación agua-cemento de Abrams, pero determina el v o l u
men del agregado sobre la base del área superficial y no
del módulo de fineza.
Talbot en 1921, y él conjuntamente con Richart en 1923,
introducen la teoría de la relación vacíos-cemento, como
una nueva aproximación al enunciado de una teoría com
prensible de las mezclas de concreto.
En un trabajo conjunto publicado en 1923 en el Boletín
137 de la Universidad de Illinois, Talbot y Richart indi
can procedimientos "para disertar mezclas de concreto para
diferentes densidades y resistencias cuando los vacíos
del mortero, preparado con cemento y agregado fino dado*,

4 DISEÑO DE MEZCLAS
han sido dcttrulnidoi por « m a y o s de 1a bo ra to ri o " .Ind ican
que “
se ha m e o n trido conveniente »«pitar «1 voluain ab
soluto de lo« ingredientes en térainos de un voluaen uni
tario dei concreto en obra, y para este propósito el
peso especifico de los «ateríales debe ser conocido*. En
el «is«o trabajo señalan que desde que el téraino
'consistencia del concreto* puede ser considerado «uy in
definido "la tabla de flujo y el ensayo de amentaaiento
futron eapleados para dar alguna «edida de la eobilidtd y
trabajabi 1idad del concreto.
Sieapre en el «is«o trabajo, cuya iaportancia debe
destacarse, Talbot y Richart introducen el concepto del
coeficiente b/b» par« relacionar el voluaen de agregado
grueso seco y coapactado al voluaen de concreto y deter-
«inar la cantidad de agregado grueso a ser empleada por
unidad de voluaen d« concreto, indicando que este proce-
diaiento tiene la ventaja que el peso unitario seco y
varillado del agregado grueso coapensa autoaáticaaente a
las diferencias en granuí ornetri», densidad de las
partículas y perfil de las aisaas.
En 1926, el ñorteaaeri cano Boloaey propone una curva
teórica «edificada a ser utilizada en granuloaetrías con
tinuas. En «1 tercio inferior de dicha curva ésta con
tiene un voluaen suficiente de partículas de ta«afto «enor
coao para asegurar una mezcla pl&stica o trabajable, la
cual puede ser compactada fácilaente por procediaien tos
«anuales.
Durante la década de los años 30, Weyaouth desarrolló la
teoría de que "es necesario estudiar la estructura total
y diferenciar entre los vacíos debidos a la pasta, los
efectos límites en la superficie de las partículas de
agregado, y la interferencia entre partículas, antes de
tener un claro entendimiento sobre la influencia de la
granulo««tria de los agregados en la pasta de ce«ento y
en las diversas características de la pasta fresca*. A
partir de sus conclusiones Weymouth presentó procedimien
tos para determinar buenas granuloaetrías del agregado
fino a partir de una gráfica «ortero-vacío*| e igualmente
estableció criterios para deterainar la relación agua-ce-
«ento para una consistencia deseada en aquellos casos en
que la interferencia entre partículas debida al agregado
grueso no es un factor.
En 1738 estudios realizados por diversos laboratorios de
los Estados Unidos llevaron a la conclusión de que la in
corporación voluntaria de aire a las mezclas, en for«a de
burbujas de «uy pequeffo diiaetro, «ejora significativa-

Historia 5
mente la durabilidad del concreto frente a lo» procesos
de congelación y deshielo. El descubrimiento parte de la
aceptación del hecho que el mejor c o a po r t a m i e n to , dura
bilidad y trabajabi1idad que presentan concretos con ce
mentos de ciertas fábricas era debido a la adición de pe
quemos porcentajes de sustancias ajenas al cemento,
ventaja era debida a la incorporación de millones de pe
queras burbujas de aire en el concreto. El valor del aire
incorporado sobre la durabilidad del concreto en clisas
de baja temperatura fue confirmado por ensayos de exposi
ción del concreto a condiciones severas de baja tempera
tura y acción de «ales descongelantes. El conocimiento de
les propiedades del aire incorporado y de su efecto «obre
las del concreto introdujo cambios notables en los pro
cedimientos de proporcionami ento de las mezclas.
X LOS ULTIMOS CINCUENTA AriOS
En 1942 el argentino García Balado propone un eéto^o bas
tante práctico para el diseno de mezclas. El francés Vál
lete presenta interreíaciones entre la pasta y la granu-
lometría del agregado. El ruso Hironof trabaja en disertos
c on « g r i g a d o i n t e g r a l . Otros investigadores, en diversos
países, incorporan conceptos sobre el papel del agregado,
el empleo de puzolanas, y la incorporación de aditivos a
las mezclas.
Henry Kennedy presenta un método de proporcionami ento
basado en la relación agua-cemento y el módulo de fineza
de la combinación de agregados para llegar a una adecuada
proporción de las partículas de agregados fino y grueso.
Posteriormente, W .F .Kellerman, después de cuidadosas in
vestigaciones, encuentra que "para un contenido de ce
mento dado y una arena determinada, deberá emplearse una
relación b/b« con cambios en el contenido de cemento y la
granulometría de la arena, revelando por estos ensayos,
conjuntamente con los principios establecidos por Lyse en
1932, que para una combinación- dada de materiales y una
consistencia determinada, la cantidad total de agua por
unidad de voluaen del concreto es constante, independien
temente del contenido de cemento, lo que hace posible
simplificar considerablemente el diseño de mezclas de
contenido variable de cemento".
En 1944 el American Concrete Institute apruebe y publica
"Recommended Practice for the desing of concrete mixed"
(ACI 613-44). Esta recomendación incluy# un conjunto de
pasos para el diseño de mezclas de concreto por el método

de lo» volúaenes Absolutos, basándose en la selección de
la relación agua-cesento, en la resistencia deseada, y en
las condiciones de servicio. Una nota de pie de página en
esta recoaendación indicaba 'cuando el contenido de aire
es apreciable, cono en los casos en que se eaplea agentes
incorporadores de aire, debe efectuarse una adecuada coa-
pensación considerando al aire c o m o reemplazando a un
voluaen siailar de arena*.
En 1952 se utiliza por priaera vez cenizas, provenientes
de la coabustión del carbón, coao aaterial de reeaplazo
de una parte del ceaento, con la finalidad de reducir la
velocidad de generación del calor en estructuras aasivas.
Has tarde se descubriré su iaportancia coao agen tes for-
aadores de gel para reducir los poros capilares.
En 1954, el Aaerican Concrete Institute, a través de su
Coaité 613, estudia y reeaplaza a la recoeendación del
año 1944. La nueva incluye procedí ai en tos para el diserto
directo de concretos con y sin aire incorporado e igual-
•inte reeaplaza el procediaiento de seleccionar el por
centaje de agregado fino sobre la base de una variedad de
factores por el de eaplear el coeficiente b / b e para de-
terainar la cantidad de agregado grueso por unidad de
voluaen del concreto. En este procediaien to se toaa en
consideración la angularidad y contenido de vacíos del
agregado grueso en el peso unitario seco varillado del
voluaen de agregado, y el peso del agregado grueso en la
unidad cúbica del concreto es calculado a u 11ipli cando el
factor b/bo por el peso unitario seco varillado. Sin ea-
bargo es discutible la apreciación de considerar cons
tante la cantidad de agregado grueso para diferentes con
tenidos de ceaento, asentaaientos, y concretos con y sin
aire incorporado.
En la década de los 60, el grupo presidido por Stanton
Ualker presenta una aproxiaación poco coaplicada, basada
fundaaentalaente en la experiencia, para llegar a las
proporciones de la aezcla. El aétodo propuesto iaplica la
selección del porcentaje de agregado fino en el agregado
total a partir de una Tabla eapírica basada en el con
tenido de ceaento y el taaaño aAxiao del agregado.
Por la aisaa época los investigadores Goldbeak y Cray de
sarrollan detallados procediaientos de proporcionaaiento
de aezclas basados en la relación b/b0 para deterainar la
cantidad de agregado grueso, eapleando tablas para calcu
lar el contenido de agua por aetro cúbico para una con
sistencia dada, el taaaño del agregado y la angularidad
del aisao, y el contenido de ceaento requerido basándose
en la resistencia necesaria.

Historia 7
En 1763, el investigador n o r t e n e r i c á n o Gilkey, que ya en
1923 había formulado serias observaciones a la denominada
Ley de Abráis, propone una versión ampliamente modificada
de dicha Ley, propuesta que descansa en sus estudios de
1923 y en las investigaciones de Walker, Bloem y Gaynor
en la Universidad de Maryland. Su teoría sostiene que
sólo debe darse importancia a la relación agua-cemento,
sino también a factores tales c o m o la relación cemento-
agregado, y la granulómetría, dureza, resistencia, per
fil, textura superficial y taaaño máximo del agregado em
pleado .
En los años terminales de la década de los ¿0 los estu
dios son continuados por numerosos investigadores de
diferentes países, Mereciéndose Mencionar los trabajos
realizados por Popovich con la teoría de la influencia
del tamaño máximo del agregado y por Powers con sus
estudios sobre la importancia de la relación gel-espacio.
Ho menos importan tes son los trabajos sobre la resisten
cia por adherencia pasta-agregado.
A partir de 1963 se desarrollan concretos en los cuales
se adiciona fibra de acero relativamente fina y corta, o
alternativamente fibra de vidrio. Su amplio desarrollo se
basa en su incremento en la resistencia a la tensión, su
control del agrietamiento, su incremento en la resisten
cia al impacto, asi como su aumento de las resistencias a
la fatiga y abrasión. Este descubrimiento obliga a de s a
rrollar nuevas técnicas de diseño de las aezclas.
También comienza en esta década un desarrollo de los adi
tivos como modificadores de la» propiedades del concreto.
Acelerantes y p 1astifi c a n t e s , incor poradores de aire, re-
tardadores y acelerantes de fragua, impermeabilizantes,
inhibidores de lt corrosión, fungicidas, etc., crean
nuevos desafios a los ingenieros y los diseños de mezcla
entran a una etapa experimental a nivel de trabajos de
laboratorio. Ya en esta época no se acepta un diseño que
previamente no haya sido analizado y experimentado a
nivel de laboratorio y/u obra.
A partir de 1965 se desarrollan los cementos combinados}
los concretos livianos y pesados? los concretos para cen
trales nucleares; los denominados concretos polímeros)
los concretos con resistencia por encima de los 700
kg/cm2 ) los con ere tos arquitectónicos y coloreados, etc.
Todos estos tipos de concretos obligan a modificaciones
en los criterios que regían los diseños de mezclas,
orientándose preferentemente a la experimentación en lab-
ora tor io .

a DISEÑO DE MEZCLAS
En 1a década de los 70, los investigador«* Walker, Bloes
y Gaynor en Haryland y Cordon y Gillespie en otros labo
ratorio», al investigar los factores que afectan la re
sistencia del concreto confiraan que en las Mezclas Me
dias y rictt, la resistencia es *As alta para los señores
tasaños sAxisos del agregado grueso sieepre que se san-
tenga constante la relación agua-cesento. Estos trabajos
eliainan defini tivasente el error de quienes sostenían
que los concretos sAs fuertes deberían obtenerse con el
espleo del agregado grueso eás grande posible desde que
los concretos con agregado grande requerían senos agua y
por lo tanto tendrían una señor relación sgua-cesento
par« un contenido de cesento dado. Las investigaciones de
Walker han llevado a la conclusión de que en los diseños
de sezcla debe considerarse que para propósitos de
resistencia el tasaño sáxiso óptiso del agregado grueso
dissinuye conforse el contenido de cesento, y por tanto
el de pasta, se incresenta. Hoy en los diseños de «ezcla
se considera que para mezclas ricas de alta resistencia,
agregado de 1/2* A 3/8" puede ser «1 »As conveniente, en
tanto que en M ezclas de resistencia sedia es sás conve
niente eaplear agregado grueso de 3/4* A 1 1/2", y para
sezclas pobres los sejores resultados se obtendrían con
tasaños sAxisos sayores.
En la década de los 70, el Aserican Concrete Institute
revisa la recosbndación ACI ¿13-54 y la reesplaza por la
ACI 211-71 "Recossended Practico for selecting propor-
tions for norsal weight concrete", la cual ha experimen
tado diversas Modificaciones hasta el año 1985. Esta
noraa tosa en consideración suchos de los conceptos ex
puestos. En la actualidad el Cosite 211 ha preparado re
comendaciones para concretos norsales, sin asentamiento,
livianos, pesados, y ciclopeos. Revisiones continuas de
estas recosendaciones se realizan para proporcionar es
tándar que respondan a las diversas y crecientes necesi
dades de la industria de la construcción.
Entre 1965 y 1991 ya se hace difícil seguir la historia
de la evolución del proceso de diseño de Mezclas. Muchos
son los protagonistas y países ieplicados. Algo hay en
coaúni obtener un concreto que cuMpla con todos los re
quisitos establecidos por el ingeniero proyectista, que
ofrezca al usuario el sAxiso de seguridad, y que tenga el
señor costo cospatible con las exigencias anteriores.

CAPITULO 2
CRITERIOS BASICOS EN E
l
- DISEÑO
X NOTACION
'o ... Resistencia en coapresión especificada del con
creto, utilizada por el ingeniero calculista e
indicada en los planos y ' especificaciones de
obra. Se expresa en k g / c a *.
.. Resistencia en coapresión proaedio requerida, u-
tilizada para la mele^ción de laa proporciones de
los «ateríales que intervienen en la unidad
cúbica de concreto.
2 INTRODUCCION
El concreto es un aaterial heterogéneo el cual está
coapuesto principalaente de la coabinación de ceaento,
agua, y agregados fino y grueso. El concreto contiene
un pequefto voluaen de aire atrapado, y puede contener
taabién aire intenciona1aente incorporado aediante el
eapleo de un aditivo.
Igualaente, en la aez&la de concreto taabién se u t i
lizan con frecuencia otros a*ditivos para propósitos
tales coao acelerar o retardar el fraguado y el en -
dureciaiento inicial) aejorar la trabajabi1i d a d ; r e
ducir los requisitos de agua de la aezcla; increaen-
tar la resistencia; o aodificar otras propiedades del
c o n c r e t o •
Adición alaen te, a la aezcla de concreto se le puede
incorporar deterainados aditivos Minerales, tales coao
las puzolanas, las cenizas y las escorias de alto
horno finaaente aolidas. Esta incorporación puede r e s
ponder a consideraciones de econoaía o se puede e f e c
tuar para aejorar determinadas propiedades del con
creto; reducir el calor de hidratación; auaentar la
resistencia final; o aejorar el coa portaaiento del
concreto frente al ataque por sulfatos o a la reacción
álcal i-agregados.
La selección de los diferentes Materiales que coaponen
la aezcla de concreto y de la proporción de cada uno
de ellos debe ser sieapre el resultado de un acuerdo
razonable entre la econoaía y el cuapliaiento de los
requisitos que debe satisfacer el concreto al estado
fresco y el endurecido.

Esto* requisitos, o características fundamentales del
concreto» están regulados por el empleo que me Ha dm
dar * éste, así c o m o por las condiciones que se esperA
han de encontrarse en obra a 1 momento de la colo
cación} condiciones que a menudo, pero no siempre, e
s

tán indicadas en los planos o en las especificaciones
de obra*
2-3 DEFINICION
1 La selección de las proporciones de los materiales in
tegrantes de la unidad cúbica de concreto, conocida
usualeente coeo diserto de la mezcla, puede ser defi
nida c o m o el proceso de selección de los ingredientes
• As adecuados y de la coebinación eás conveniente y
económica de los m í s m o s , con la finalidad de obtener
un producto que en el estado no endurecido tenga la
trabajabilidad y consistencia adecuadas) y que endure
cido cuepla con los requisitos establecidos por el
disecador o indicados en los planos y/o las especifi
caciones de obra.
2 En la selección de las proporciones de la Mezcla de
concreto, el disecador debe recordar que la coaposi
ción de la sisma está determinada por*
a) Las propiedades que debe tener el concreto endure
cido, 1as cuales son determinadas por el ingeniero
estructural y se encuentran indicadas en ios planos
y/o especificAciones de o b r A .
b) L a s propiedAdes del concreto al estado no endure
cido, las cuales generaleente son establecidas por
el ingeniero constructor en función del tipo y
características de 1a obrA y de Ia s técnicas a ser
empleadas en la colocación del concreto.
c) El costo d* 1a unidad cúbica de concreto.
3 Los criterios presentAdos permiten obtener una prime
ra aproximación de las proporciones de los Materiales
integrantes de la unidad cúbica de concreto. Estas
proporciones, sea cual fuere el Método eepleado para
det e reinar1as, deberán ser consideradas c o m o valores
de prue b A sujetos a revisión y ajustes s o b r e la base
de los resultados obt«nidos on mezclas preparades
bajo condiciones de laboratorio y obra.
Dependiendo de las condiciones de cada caso particu
lar, las mezclas de prueba deberán ser preparadAs en

Criterios básicos en ef diseño U
ti laboratorio y, de preferencia, coao tandas de obra
•■picando «1 personal, materiales y equipo a ser u t i
lizados en la construcción. Este procedimiento pvr-
mite ajustar las proporciones seleccionadas in la me-
dida que ello sea necesario hasta obtener un concreta
que, tanto en estado fresco coao endurecido, reúna
las características y propiedades necesarias; evi
tando los errores derivados de asueir que los valores
obtenidos en el gabinete son enteramente representa
tivos del comportamien to del concreto bajo condi
ciones de obra.
2 . 4 A L C A N C E
1 Estas recomendaciones presentan diversos procadimien-
tos a ssr empleados en la selección de las proporcio
nes de mezclas de concreto de peso normal y resisten
cia a la compresión especificada a los 28 dias no
mayor de 350 K g /cms .
2 Las mezclas de concreto cuya resistencia a la compre
sión especificad* a los 26 día* es mayor que la indi
cada) aquellas que corresponden a concretos pesados o
livianos) o concretos ciclópeos, requieren para la se
lección de sus proporciones de consideracionas espe
ciales y no han sido consideradas en es t a s 'recomenda
ciones.
3 Igualmente no me incluyen re comandacionei para condi
ciones de exposición especialmente severas, tales como
la acción de ácidos o de muy altas temperaturas) e
igualmente no se incluyen aquellos criterios que se
refieren a condiciones estáticas tales como acabados
superficiales especiales) aspectos todos estos que
deben estar referidos en las especificaciones del
proyecto.
4 En estas recomendaciones los requisitos y procedimien
tos para la selección de las proporciones de la unidad
cúbica de concreto se basan en dos principióse
a) Estas recomendaciones tienen como primera prioridad
la protección de los intereses de los usuarios y
del propietario de la obra.
b) El concreto debe alcanzar, tanto al estado fresco
como al endurecido, las propiedades seleccionadas
por el ingeniero estructural y los requisitos míni
mos indicados en los planos y/o las especificacio
nes de obra.

2 .5 RECOMENDACIONES FUNDAMENTALES
1 El concrito debe cumplir con 1« calidad «»pacificada y
con todas la» característica* y propiedades indicadas
en los planos y especificaciones de obra.
2 El proyectista debe considerar que el proceso de se
lección de las proporciones de la mezcla no es un pro-
cedimiento empírico, sino que responde a reglas, pro
cedimientos matemáticos, empleo de tablas y gráficos,
y a la experiencia del diseñador.
En todo momento deb* recordarse que el proceso de di
seño de una mezcla de concreto comienza con la lectura
y el análisis de los planos y especificación#» d« obra
y no termina hasta que se produce en la misma el con-
creto de la calidad requerida.
3 El proyectista deb«rá considerar que en la selección
de las proporciones de una mezcla de concreto están
involucradas dos etapass
a) Estimación preliminar de las proporciones de la u-
nidad cúbica de concreto más convenientes. Para
ello se podrá emplear información previa provenien
te de obras anteriores; tablas y gráficos; requi
sitos de las especificaciones de obra; Hormas y
Reglamentos; resultados d» laboratorio de los en
sayos realizados en los materiales a ser utiliza
dos; y condiciones de utilización del concreto.
b) Comprobación, por medio de ensayo de muestras ela
boradas en el laboratorio y en obra, de las
propiedades del concreto que se ha preparado con
los materiales a ser utilizados en obra y las pro
porciones seleccionadas en el gabinete.
4 La resistencia en compresión especificada para cada u-
no de los elementos de la estructura deb» «star indi
cada en los planos. Los requisitos de resistencia en
compresión se basan en el valor de los resultados de
ensayos realizados a los 20 días de moldeadas las pro
betas; exceptuándose el caso en que el ingeniero
proyectista o la inspección solicitan edades diferen
tes para los ensayos.
5 Las proporciones seleccionadas deberán permitir que i
a) La mezcla sma fácilmente trabajable «n los encofra
dos y especialmente en sus esquinas y ángulos, así
como alrededor d«l acero de refuerzo y elementos

Cátenos básicos en el diseño 13
embebidos, utilizando los p r o c v d i n e n t o s de coloca
ción y consolidación disponibles en obraj sin que
se presente segregación del agregado grueso, o exu
dación excesiva en l* superficie del concreto, y
sin pérdida de uniformidad de la «tzcla.
b) Se logre un concreto que, al estado endurecido,
tenga las propiedades requeridas por los planos y/o
las especificaciones d* obra
c) La mezcla sea económica.
6 La selección de las proporciones de la unidad cúbica
de concreto deberá permitir que éste alcance a los 28
dias, o a la edad seleccionada, la rtsistencia en coi-
presión promedio elegida. El concreto deberá ser dosi
ficado de manera tal de minimizar la frecuencia de re
sultados de resistencia inferiores a la resistencia de
diseño especificada.
Se considera recomendablt que no más de un resultado
de ensayo de cada diez esté por debajo del valor de la
resistencia especificada. Ello a fin de garantizar que
se desarrollará en la estructura una resistencia del
concreto adecuada.
7 La certificación del cumplimiento de los requisitos
para la resistencia de diseño especificada de basarjt
en los resultados de ensayo de probetas cilindricas
estándar de 15 x 30 cms, preparadas de la misma mues
tra de concreto y ensayadas de acuerdo a las Hormas
ASTM C 31 y C 39* o ITINTEC 339.036; 339.033} ó
339.034.
8 Se considera como una muestra de ensayo al promedio de
los resultados de por lo senos dos probetas cilindri
cas estándar, preparadas de la misma muestra de con
creto y ensayadas a la edad elegida para la d etermi
nación de la resistencia a la compresión del concreto.
9 Los resultados de los ensayo» de resistencia a la
flexión, o d« resistencia a la tracción por compresión
diametral, no deberán str utilizados como criterio
para la aceptación del concreto.
10 Las columnas, vigas, losas, muros de corte, cáscaras,
láminas, y, en general, todos los elementos estructu
rales que deban comportarse como eleatntos sismo-re
sistentes, dtberán tener una resistencia de diseño es
pecificada dtl concreto no menor de 210 k g / c m a a los
28 dias. La calidad del acero no excederá de lo e s

pecificado para «1 acero Orado ANR 4 20, a fin de que
en aabos cato» te cuaplan la» condiciones dt ductili
dad.
11 En estructuras de albañilería, tales como viviendas,
edificios m u I tifasi 1iares de pocos pisos, o edifica
ciones estructuradas con «uros de albañilería re
sistentes a cargas de gravedad y de sisno, se podrá
eeplear concretos cuya resistencia de diseño especifi
cada no sea Menor de 175 kg/ca2 a los 28 días sieapre
que t» considere que los eleeentos siseo resistentes
van a ser los Muros de albañilería.
12 Cuando se eeplee M a t e r i a l e s dife r e n t e s para secciones
distintas de una obra, cada coabinación de ellos de
berá ser evaluada.
13 La selección de las proporciones de la aezcla deberá
ser para valores en peso.
14 Las proporciones de los Materiales de la aezcla selec
cionadas por el contratista deberán ser aprobadas por
la Inspección, la cual deberá verificar y certificar
que con ellas se puede lograr un concreto de las ca
racterísticas indicadas en los planos y/o especifica
ciones de obra.

CAPITULO 3
MATERIALES
3.1 CEMENTO
1 El ctatnto ««picado en la preparación del concreto da-
bar* cuaplir con los requisitos de las siguientes
Noraisi
a) Los ceaentos portland noroal Tipo 1, 11, ó V res
pectivamente con las Noriaas ITINTEC 334.009;
334.038i ó 334.040; o con la Noraa ASTH C ISO.
b) Los ceaentos portland puzolánicos Tipo 1P y 1PM d e
berán cuaplir con los requisito« de la Noraa
ITINTEC 334.044; o con la Noraa ASTH C 3*5.
2 8e requerirá en obra cásenlo del aisao tipo y aarca
que aquel utilizado para la selección de las propor
cione» de la aezcla de concreto en aquellos casos en
que en la determinación de la resistencia proaedio se
ha empleado resultado» de concreto» preparado» con
ceaentos de la sisea «arca.
8i la desviación estándar »e ha calculado basándose en
los resultados de ensayos de concretos preparados con
ceaento» del aisao tipo pero de diferente» aarca», el
criterio a ser aplicado puede no »er tan exigente.
3 No se aceptará en obra bolsa» de ceaento que se e n c u
entran averiadas, o cuyo contenida hubiera sido
evidenteaente alterado por la huaedad.
4 8 b considerará que la bolsa de ceaento tiene un pié
cúbico de capacidad y un peso de 42.5 k g . En aquellos
casos en que no se conozca el valor real se con
siderará para el ceaento un peso específico de 3.15.
3.2 CANTERAS
1 En aquello» casos en que fuere necesario, corresponde
al Contratista la ubicación, exploración, auestreo y
certificación de la calidad de las canteras de
agregado disponibles.
2 La selección de las cantera» deberá incluir estudio»
del origen geológico; clasificación petrográfica y

composición mineral del material) propiedades y c o í -
portaiionto del material coso agregado^ coato de
operación| rend imiento en relación a la magni tud del
proyecto y posibilidades de abastecimiento del volúmen
necesario) y facilidad de acceso a la c a n t e n .
3 La» canteras seleccionadas deberán ser aprobadas por
la Inspección, previa presentación por el contratista
de los certificados de calidad expedidos por un
laboratorio autorizado por ella.
4 La presentación y aprobación de los certificados de
calidad del agregado no exime al Contratista de Xa
responsabilidad de emplear, durante todo el proceso de
colocación del concretof «ateríales de calidad por lo
•enos igual a la aprobada.
3-3 ADRE0AD08 — GENERALIDADES
1 Los agregados empleados en la preparación de los con
cretos de peso normal (2200 á 2900 k g /m 3 ) deberán
cumplir con los requisitos de la Horma ITINTEC 400.037
o de la Horaa ASTH C 33, asi coao los de las
especificaciones del proyecto.
2 Los agregados que no cumplan con alguno de los requi
sitos indicados podrán ser utiliiados únicamente si el
Contratista demuestra« a satisfacción de la Inspec
ción, mediante resultados de ensayos de laboratorio o
certificaciones de experiencia en obra que, bajo
condiciones similares a las que se espera, pueden
producir concreto de las propiedades requeridas.
la Inspección.
3 Los agregados que no cuenten con un registro de ser
vicios demostrable, o aquellos provenientes de cante
ras explotadas directamente por el contratista, podrán
ser aprobados por la Inspección siempre qua cumplan
con aquellos ensayos que ésta considere necesarios.
Este procedimiento no invalida los ensayos de control
de lotes en obra.
Tanto el Contratista como la Inspección deben recordar
que un comportamiento satisfactorio en el pasado no
garantiia que el agregado actuará en forma similar
bajo otras condiciones de obra. Por ello et siempre
recomendable emplear agregados que cumplan con los

Materiales 17
requisitos dt la Hora« o de 1*» viptcificaclon*» del
proyecto.
4 Lo* agregados fino y gruíso deberán **r «anejado« coso
■ateríales independientes. Si se emplea, con autori
zación del Proyectista, el agregado integral denomi
nado “
h o rmigón“ deberá cumplirse con lo indicado en el
acápite 3.2.12 de la Norma Técnica E.060.
5 Los agregados seleccionados deberán ser procesados,
transportados, manipulado», almacenados y dosificados
de manera tal de garantizar quei
a) La pérdida de finos será minima)
b) Se san tendrá la uniformidad del agregado;
c) No se producirá contaminación con sustancia» ex
trañas)
d) No se producirá rotura o segregación importante en
ellos.
6 El agregado empleado en concretos que han de estar so
metidos a huivdtcinisnto) exposición prolongad« a
atmósferas húmedas) o en contacto con suelos húmedos)
no deberán tener en su composición mineralógica
elementos que sean potencialmente reactivos con los
álcalis del cemento.
Se exceptúa el caso en que el cemento contiene menos
del 0.6% de álcalis, calculado como el equivalente de
óxido de sodio (Na*0 + 0.630 K20),o cuando se adiciona
a la mezcla materiales que han demostrado ser capaces
de controlar las expansiones inconvenientes debidas a
la reacción álcali-agregado.
7 El ensayo de estabilidad de volúmen, realizado de a -
cuerdo a la Norma IT1NTEC 400.037 o ASTíl C 88, sólo se
efectuará en agregados que van ha ser empleados en
concretos sometidos a procesos de congelación y d e s
hielo bajo condiciones de exposición moderada o s e v e
ra, tal como ellas son definidas en el acápite 11.3.2
El agregado sometido a cinco ciclos del ensayo de
estabilidad de volúmen deberá t
a) En el caso del agregado fino, presentar una pérdida
no mtyor del 13% si se emplea como reactivo sulfato
de magnesio, ni mayor del 10% si se emplea como
reactivo sulfato de sodio.

DISEÑO DE MEZCLAS
b) En «I c«>o dpi agregado grueso, presentar una pér
dida no mayor del 18* si se emplea como reactivo
sulfato de magnesio, ni mayor del 152 si se emplea
como reactivo sulfato de sodio.
Los agregados que no cumplan con lo indicado podrían
ser utilizados si un concreto de propiedades compro
bables, preparado con agregado del mismo origen, ha
demostrado un comportamiento satisfactorio cuando
estuvo sometido a condiciones de inteaperismo simila
res a las que se espera; o cuando se obtuvo resultados
satisfactorios en concretos sometidos a ensayos de
congelación y deshielo realizados de acuerdo a las
re
c
o
m
e
n
d
a
c
io
n
e
s d
e la N
o
rm
a ASTU C 666.
8 Los agregados fino y grueso no deberán contener sales
solubles totales en porcentaje mayor del 0.04% si se
trata de concreto armado; ni del 0.015% si se trata de
concreto presforzado.
El contenido de cloruro de calcio presente en el
agregado como cloruro soluble en agua» se determinará
de acuerdo a lo especificado en la Norma ASTH D 1411.
9 De preferencia no será empleado el agregado de proce
dencia marina; pero si ello fuera inevitable deberá
contarse con autorización de la Inspección y el
agregado deberá ser tratado por lavado con agua
potable antes de utilizarlo en la preparación del
concreto.
10 Los agregados expuestos a la acción de los rayos sola
res deberán, si ello es necesario, enfriarse antes de
su utilización en la mezcladora.
Si el enfriamiento se efectúa por aspersión de agua o
riego, se deberá considerar la cantidad de humedad
añadida al agregado a fin de corregir el contenido de
agua de la mezcla y mantener la relación agua-cemento
de diseño seleccionada.
. AGREGADO FINO
1 Se define como agregado fino a aquel, proveniente de
la desintegración natural o artificial delas rocas,
que pasa al Tamiz ITINTEC 9.5 ma (3/8") y que cumple
con los limites establecidos en la Norma ITINTEC
400.037.
2 El agregado fino puede consistir de arena natural o

Materiales 19
eanufacturada, o una coebinación de «abas. Sus
partículas serán limpias, de perfil preferenteeente
angular, duras, compactas y resistentes.
El agregado fino deber! estar libre de cantidades
perjudiciales de polvo, terrones, partículas escaiosis
o blandas, esquistos, pizarras, álcalis, «atería
orgánica, sales, u otras sustancias dañinas.
3 El agregado fino deberá estar graduado dentro de los
líaites indicados en la Norea ITINTEC 400.037. Es
recomendable tener en cuenta lo siguientes
a) La graríuloaetría seleccionada deberá ser preferen
temente continua, con valores retenidos en las
Hallas H # 4, N* 8, H* 16, H* 30, H * 50, y H* 100 de
la serie Tyler.
b) El agregado no deberá retener «ás del 43% en dos
taaices consecutivos cualesquiera.
c) En general, es recomendable que la granuloeetría se
encuentre dentro de los siguientes lieltesi
HALLA % QUE PASA
3/8" .... 100
H* 4 - 100
H* 8 .... - 100
H* 1& .... - 85
H # 30 ---- - 60
H * 50 .... - 30
H* 1 0 0 ---- - 10
El porcentaje indicado para las «alias H* 50 y H* 100
podrá ser reducido a 5% y 0% r e s p e c t i v a « e n t e , si el
agregado es eapleado en concretos con aire incorporado
cuyo contenido de cemento es mayor de 225 k g / « 3 , o en
concretos sin aire incorporado cuyo contenido de
cemento es «ayor de 300 kg/«3 t o si se emplea un
aditivo «ineral para suplir la deficiencia en el
porcentaje que pasa estas mallas.
4 El «Adulo de fineza del agregado fino se mantendrá
den tro del límite de «ás o «enos 0.2 del valor asumido
para la selección de las proporciones del concreto!
siendo recomendable que el valor asumido esté entre
2.35 y 3.15.
Si se excede el lí«ite indicado de «ás o menos 0.2, el
agregado podrá ser rechazado por la I m p a c c i ó n o,

* 1 ternativaeente» ésta podrá autorizar ajustes en las
proporciones de la eezcla par« compensar la« variacio
nes tn la granuloeetría. Estos aju«tes no deberán
significar reducciones en él contenido de ccaento.
5 Si el agregado fino no cu«pie con lo« requisito« de
los acápite« 3.4.3 6 3.4.4» podrá ser »«picado, previa
autori zación de la Inspección, sieepre que el Cons
tructor deimestre que los concretos preparados con
dicho agregado tienen propiedades por lo senos iguales
a las de concreto« de características stallare«
preparados con un agregado fino que cuaple con los
requisitos de lo« acápites indicados.
¿ El agregado fino no deberá indicar presencia de »ate
ría orgánica cuando élla es deterainada de acuerdo a
los requisì tos de la H o rea ITIHTEC 400.013.
Podrá ceplearse agregado fino que no cuaple con los
requisitos indicados sieapre que:
a) La coloración en el ensayo «e deba a la presencia
de pequeñas partículas de carbón» o partícula*
siailarea; o
b) Realizado el ensayo, la resistencia a los siete
dias de sorteros preparados con dicho agregado no
sea et ñor del 9 3% de la resistencia de sorteros
«tallare« preparado« con otra porción de la ai «aa
aua«tra de agregádo fino previamente lavada con una
solución al 3% de hidróxido de sodio.
7 El porcentaje de partículas inconveniente« en el agre
gado fino no deberá exceder de lo« siguientes lieitesi
Lente« de arcilla y partícula« desaenuzable* 3%
Hatarial atám fino que la Hall« N* 200i
a) Concreto sujetos a abrasión ................. 3%
b) Otros concretos ................................ 3%
.- Carbóni
a) Cuando la apariencia superficial del
concreto es iaportante .................. . 0.3%
b) Otros concretos

Materiales 21
3.3 AGREGADO GRUESO
1 8« define c o b o agregado grueso al Material retenido en
el Tamiz ITIHTEC 4.75 i í (N* 4) y cumple los limites
establecidos tn la Hortt ITIHTEC 400.037.
El agregado grueso podrá consistir de grava natural o
triturada, piedra partida, o agregados Metálicos
natural*» o artificiales. El agregado grueso empleado
en la preparación de concreto« livianos podrá «er
natural o artificial.
2 El agregado grueso deberá estar confortado por partí
culas limpias, de perfil preferentemente angular o
semiangular, duras, compactas, resistentes, y de
textura preferenteeente rugosa.
Las partícula« deberán «er químicamente estable« y
deberán estar libres de escamas, tierra, polvo, limo,
humus, incrustaciones superficiales, materia orgánica,
sales t
i otras sustancias dañina».
3 El agregado grueso deberá estar graduado dentro de los
limites especificados en la Norma ITIHTEC 400.037 ó en
la Norma ASTA C 33, los cuales están indicados en la
Tabla 3.5.3. Es recomendable tener en consideración lo
siguientes
a ) La g ranulometría seleccionada deberá ser de prefe
rencia continua.
b) La granulometría seleccionada deberá permitir o b t e
ner la máxima densidad del concreto, con una ade
cuada trabajabi 1idad y consistencia en función de
las condiciones de colocación de la mezcla.
c) La granulometría seleccionada no deberá tener más
del 5% del agregado retenido en la malla de 1 1/2"
y no más del 6% del agregado que pasa la malla de
1/4* .
4 El tamaño máximo nominal del agregado grueso no deberá
ser mayor des
a) Un quinto de la menor dimensión entre caras de e n
cofrados) o
b) Un tercio del peralte de las losas) o
c) Tres cuartos del espacio libre mínimo entre barras

o alambres individuales de refuerzo; paquetes de
barras; toronesi o ductos de presfuerzo.
En elementos de espesor reducido, o ante la presencia
de gran cantidad de armadura, se podrá, con autoriza
ción de la Inspección, reducir el tamaño máximo
nominal del agregado grueso, siempre que se mantenga
una adecuad* trabajabi1id a d , se cumpla con el
asentamiento requerido, y se obtenga las propiedades
especificadas para el concreto.
Las limitaciones anteriores podrán ser igualmente ob
viadas si, a criterio de la Inspección, la trabajabi-
lidad y los procedimientos de compactación utilizados
en el concreto, permiten colocarlo sin formación de
vacíos o cangrejeras.
5 El porcentaje de partículas inconvenientes en el agre
gado grueso no deberá exceder de los siguientes
valoress
Arcilla .......................................... 0.25%
Partículas deleznables ....................... 5.00%
.- Material más fino que lamalla H* 200 .... 1.00%
Carbón y lignitos
a) Cuando el acabado superficial del
concreto es de importancia .............. 0.50%
b) Otros concretos ................... ........ 1.00%
El agregado grueso cuyos limites de partículas perju
diciales excedan a los indicados, podrá ser aceptado
siempre que un concreto, preparado con agregado de la
misma procedencia, haya dado un servicio satisfactorio
cuando ha estado expuesto de manera similar al
estudiado o, en ausencia de un registro de servicios,
siempre que el concreto preparado con el agregado
tenga características satisfactorias cuando es
ensayado en el Laboratorio.
6 El agregado grueso empleado en concreto para pavimen
tos, o en estructuras sometidas a procesos de erosión,
abrasión o cavitación, no deberá tener una pérdida
mayor del 50% en mi ensayo de abrasión rmaliiado de
acuerdo a las Normas 1TINTEC 400.019 ó 400.020, o a la
Norma ASTH C 131.

Materiales 23
7 El lavado de la« partícula« de agregado grueso »« d e
berá hacer con agua preferen temen te potable. De no ser
asi» el agua empleada deberá estar libre de sales,
materia orgánica» o sólidos en suspensión.
3 .Á HORMIGON
1 El mgregado denominado comúnmente hormigón es una
mezcla natural» en proporciones arbitrarias» de a g r e
gados fino y grueso procedente de río o cantera.
2 En lo que sea aplicable «e seguirán para el hormigón
las recomendaciones correspondientes a los agregados
fino y grueso.
3 El hormigón deberá e«tar libre de cantidades perjudi
ciales de polvo» terrones» partícula« blanda« o e s c a
mota«, sales» álcalis, materia orgánica» u «tras
sustancias davinas para el concreto. Su granulómetria
deberá estar comprendida entre la malla de 2” como
máximo y la malla N*100 como mínimo.
4 El hormigón deberá ser manejado, transportado y al m a
cenado de manera tal de garantizar la ausencia de
contaminación con materiales que podrían reaccionar
con el concreto.
5 El hormigón deberá emplearse únicamente en la elab or a
ción de concretos con resistencias en compresión hasta
de 100 kg/cm* a los 28 días. El contenido mínimo de
cemento será 255 k g/ m s .
3 .7 AGUA
1 El agua empleada en la preparación y curado del con
creto deberá cumplir con los requisitos de la Horma
ITIHTEC 334.088 y ser, de preferencia, potable.
2 Está prohibido el empleo de aguas ácidasi calcáreas;
mineralesj carbonatadas; aguas provenientes de minas o
relaves; aguas que contengan residuos minerales o
industriales; aguas con un contenido de sulfato« mayor
del 1%; aguas que contengan algas, materia orgánica,
humus, o descargas de desagües; aguas que contengan
azucares o sus derivados.
Igualmente está prohibido el empleo de aquellas aguas
que contengan porcentajes significativo« de «al«« de

«odio o de potasio disueltas, en todos aquellos casos
en que la reacción álcali-agregado es posible.
3 Podrá utilizarse aguas naturales no potables, previa
autorización de la Inspección, únicamente sis
a) Están limpias y libres de cantidades perjudiciales
de aceites, ácidos, álcalis, tales, materia orgá
nica, u otras sustancias que puedan ser dañinas al
concreto, acero de refuerzo, o elementos embebidos.
Al seleccionar el agua deberá recordarse que
aquellas con alta concentración de sales deberán
ser evitadas. Ello debido a que no sólo pueden
afectar el tiempo de fraguado, la resistencia del
contrito y su estabilidad de volúmen, sino que,
adicionalmente, pueden originar eflorescencias o
corrosión del acero de refuerzo.
b) La calidad del agua, determinada mediante análisis
de laboratorio, cumple con los valores que a
continuación se indican; debiendo ser aprobadas por
la Inspección las excepciones a los mismot.
Máximo
Cloruros ...... ................. 300 ppm
• - Sulf atos ................. 300 ppm
Sales de magnesio ............. 150 ppm
Sales solubles totales ...... 1500 ppm
P H ......... *..................... mayor de 7
.- Sólidos en suspensión ........ 1500 ppm
Materia orgánica .............. 10 ppm
c) La selección de las proporciones finales del con
creto se basa en resultados de ensayos de resis
tencia en compresión el los que se ha utilizado en
la preparación del concreto agua de la fuente
elegida.
d) Los cubos de mortero preparados con el agua selec
cionad« y ensayados siguiendo las recomendaciones
de la Horma ASTM C 109 tienen, a los 7 y 28 dias,
resistencias en compresión no menores del 90% de la
de muestras similares preparadas con agua potable.
4 Las sales u otras materias dañinas que pudieran estar
presentes en los agregados y/o aditivos, deberán
sumarse a aquellas que aporta el agua de mezclado, a
fin de evaluar el contenido total de sustancias

Materiales 25
i n c o n v t n i v n t n que puedan dañar »1 concreto, el acero
de refuerzo, o los elementos ••bebido».
5 81 en el concreto han de ettar embebido« tlviento« de
Aluminio y/o fierro galvanizAdo, el contenido «
‘
f
e
cloruros indicado en el Acápite 3.7.3(b) deberá
disminuir a 50 p p m .
6 El contenido de ión cloruro presente en el agua y
demás ingredientes del concreto no deberá exceder,
expresado como porcentaje en peso del cemento, de los
siguientes valores*
Concreto presforzado ............... . 0.06*
.- Concreto armado, con elementos
de aluminio o de fierro g al v a
nizado embebidos ...................... . 0.06*
Concreto armado expuesto a la
acción de cloruros ................... . 0.10*
.- Concreto armado no protegido, el
cual puede estar sometido a un
Ambiente húmedo pero no expues
to a cloruros ............................... 0.15*
.- Concreto Armado que deberá estsr
seco o protegido de 1a humedAd du
rante su vida por medio de recubri
miento impermeable ........................ 0.80*
7 El agua de mar sólo podrá utilizArse en 1 a p r e p A r A c i ó n
del concreto si se cuenta con la autorización escrita
del Ingeniero Proyectista y 1 a Inspección.
Es recomendeble que 1a mezclA tenga un contenido de
cemento mínimo de 350 kg/m3 ; una relación agua-cemento
máxima de 0.5; consistencia plástica; y un recubri
miento al acero de refuerzo no menor de 70 am.
Está prohibido el empleo de agua de mar como agua de
mezclado en los siguientes casosi
a) Concreto presforzado.
b) Concretos cuya resistencia a la compresión a los 28
días sea mayor de 175 kg/cma .
c) Concretos en los que están embebidos elementos de
aluminio o de fierro galvanizAdo.

d) Concretos vaciados en el ia as cálidos.
e) Concretos con acabado superficial de iaportancia;
concretos expuestos; concretos cara vista.
3-8 ADITIVOS
1 Se difine a un aditivo c o m o un Material distinto del
agua, del agregado, o del cteento, el cual es
utilizado como un coaponente del concreto y que se
añade a éste antes o durante el Mezclado a fin de
Modificar una o algunas de sus propiedades.
2 Los aditivos a ser empleados en las Mezclas de concre
to deberán cuMplir con los requisitos de la Noraa
JTIHTEC 337.086. Su uso está Ü M i t a d o por lo indicado
en las especificaciones técnicas del proyecto y por la
autorización de la Inspección.
3 El »Mpleo de aditivos no autoriza a Modificar el con
tenido dt cemento de la Mezcla.
4 Los aditivos empleados en obra deberán ser de la mísma
composición, tipo y Marca que los utilizados para la
selección de las proporciones de la Mezcla de
concreto.
5 El Contratista deberá deeostrar a la Inspección que
con los aditivos seleccionados se podrá obtener en el
concreto las propiedades requeridas; así c o m o que
ellos son capaces de Mantener la mísma calidad,
composición y coaporttMiento del concreto en todA la
obr a .
6 En la selección de 1a cAntidAd de A dit i v o por unidad
cúbiCA de concreto se tendrán en cons iderAción Ias
recomendaciones del fabricante! las propiedades que se
desea obtener en el concreto; Ias caractsrísti cas de
los AgregAdos; 1a resisten cía a la coMpresiÓn de
diseRo especific A d a | las condiciones AmbientAles y de
trabajo en obrA! el procedieiento de colocación del
concreto; y los resultados de los ensayos de
laboratorio y obra.
7 El Contratista proporcionará a la Inspección la dosi
ficación recomendada del Aditivo a ser empleAdo, a s í
coao una indicación de los efectos perjudici Ales al
concreto que p u d i e r A n esperarse de posibles v aria
ciones en 1 a m í s m a ; en la coeposición química del

Materiales 27
aditivo} en «1 contenido de cloruros «tprtiido como
porctntíjt en peso de ión cloruro; y en el contenido
de «iré incorporado de 1* mezcla.
8 Los aditivos incorporadores de aire deberán cuaplir
con los requisitos de la Noria ITIHTEC 337.086 o da 1'
Hora* ASTH C 260.
7 Los aditivos reductores de agua; retardadores; ac ele
rantes; reductores de agua y r e t a r d ad o r e s ; y r e duc
tores de agua y aceleran tes| deberán cuaplir con los
raqui si tos de las Noraas ITINTEC 337.066 ó 337.087; o
los de las Noraas ASTN C 474 o ASTH C 1017.
10 Las puzolanas y cenizas que se ««pitan coto aditivos
deberán cuaplir con los requisito« de la Nora« ASTH C
618.
11 Las escorias da alto horno finaaante dolidas, cuando
se eapltan coao aditivo, deberán cumplir con los
requisitos de la Horaa ASTH C 787.
Las escorias de alto horno finamente solidas son
«•pitada« en la mi«ma forma que las cenizas y, en
Q t n e r a l , «on empleadas con cemento portland. Es
infrecuente eaplearlat con ceaentos combinados dado
que estos ya tienen puzolana o ceniza. La combinación
con ceaentos que cumplen la Horaa ASTH C 595 puede ser.
considerada en la colocación de concretos en grandes
aasas en los que se puede aceptar una lenta ganancia
de resistencia y en los que el desarrollo de un bajo
calor de hidratación es de especial importancia.
12 El cloruro de calcio, o los aditivos que contengan
cloruros que no sean impurezas de los componentes del
aditivo, no deberá emplearse t m
a) Concreto presforzado.
b) Concreto que tenga eabebidos elementos de aluminio
o fierro galvanizado.
c) Concreto colocado en encofrados de metal g a l va n i
zado.
d) Concretos aasivos.
e} Concretos colocados en zonas de climas cálidos.
13 En aquellos casos en los que el Ingeniero E s t r u c t u r a l
autorice el eapleo de cloruro de calcio, o de aditivos

con cloruro de calcio,deberá certificarse que el
contenido total de ión cloruro en la unidad cúbica de
concreto, expresado c o r o porcentaje en peso del
ceaento, no excede delos valores indicados en el
acápite 3.7.6.
14 Los aditivos cuya fecha de venciaiento se ha cumplido
no serán utilizados.
3-9 ALNACENAMIENTO DE LOS MATERIALES
EN OBRA
1 El material que durante su alaacenaaiento en obra se
deteriora o contaaina no deberá eaplearse en la
preparación del concreto.
2 En el almacenamiento d* 1 cemento me deberá toair las
siguientes precauciones i
a) El alaacenaaiento y eanipulación del ceaento debe
rán efectuarse de atañera que sieapre sea posible su
utilización de acuerdo a su orden de llegada a la
o b r a .
b) El concreto en bolsas se a U a c e n a r i en un lugar
techado, adecuadamente ventilado, fresco, libre de
humedad y protegido de la externa, sin contacto con
la huaedad del suelo o el agua que pudiera correr
por el e i s a o .
Las bolsas se alaacenarán en pilas hasta de diez, a
fin de facilitar su control y aanejo. Se cubrirán
con aaterial plástico u otro aedio de protección.
Ko se aceptará bolsas de ceaento cuya envoltura
esté deteriorada o perforada; o aquellas cuyo peso
no corresponde al noraalizado.
c) A fin de garantizar sus propiedades e impedir caa~
bios en tu coaposición y caracteristicas físicas y
quíaicat, el ceaento a granel se alaacenari en
silos aetálicos cerrados, aprobados por la Inspecc
ión, cuya foraa y dimensiones iapidan el ingreso de
huaedad o eleaentos contaai n a n te s , y faciliten la
salida del ceaento por la boca de descarga. Habrá
un silo para cada aarca y tipo de ceaento eapleado.
Cada lote deherá tener su fecha de elaboración y
certificado de calidad, ambos propor d o n a d o » por el
fabricante.

Materiales 29
3 Lo» agregados *e almacenarán o apilarla de lanvra de
impedir 1« segregación de lo» mismos, su con taminación
con otros materiales, o su mezclado con agregados de
diferente granulometria o caracte r i s t i c a s. Para garan
tizar que esta condición se cumpla deberá realizarse
ensayos, en el punto de dos ific a ci ó n , a fin de certi
ficar la conformidad con los requisitos de limpieza y
g r a n u l o m e t ri a .
La zona de almacenamiento deberá ser lo suficiente-
mente extensa y accesible para facilitar a el acotodo
y traslado del agregado al sitio de Mezclado.
Las pilas de agregado se for««rán por capas horizon
tales de no más de un metro de espesor. Estas capas
deberán tener facilidad para drenar o fin de obtener
un contenido de humedad relativamente uniforme.
4 Los aditivos serán almacenados siguiendo las recomen
daciones del fabricante! debiendo evitarse la contami
nación, evaporación o deterioro de los mismos.
Los aditivos líquidos serán protegidos de las tempera
turas de congelación, o de cualquier cambio sign i f i c a
tivo de temperatura que pudiera afectar sus caracte
rísticas.
Los aditivos no serán almacenados en obra por más de
seis meses desde la fecha del último ensayo, debiendo
reensayarse en caso contrario a fin de evaluar su
calidad antes de su empleo. Los aditivos cuya fecha de
vencimiento se ha cumplido no serán utilizados.
5 El agua a emplearse en la preparación del concreto se
almacenará, de preferencia, en silos o tanques m e tá
licos.
3. XO MUESTREO DE LOS MATERIALES
1 Se tomarán muestras periódicas del cemento para con
trolar su uniformidad y calidad. En las e s p e c i f i c a
ciones de obra se indicará la frecuencia de la toma de
muestras, la cual se realizará d* «cuerdo * lo indi
cado en la Norma iriKÍEC 334.007 ó ASTK C 183.
2 Los agregados fino y grueso deberán ser muestreados de
acuerdo a lo indicado en la Norma ITINTEC 400.010 ó
ASTK 0 75. En las especificaciones de obra se indicará
la frecuencia de la toma de muestras.

3 La obtención de la* nuestra* de agua se efectuará de
«cuerdo a lo indicado en la Hor«A ITIHTEC 337.070. En
Ia s especificaciones de obra se indicará la frecuencia
de toa a de «utslras.
3-11 ENSAYO DE LOS MATERIALES
1 L a Inspección podrá ordenar, en cualquier etapa de la
ejecución del proyecto, ensayos de certificación de la
calidad de cualquiera de los «ateríales empleados«
2 El ensayo del ctaento y los A g r e g a d o * se realizará de
Acue r d o a Ias Noraas ITIHTEC ó ASTH c o r r e sp o n d ien tes.
El ensayo del agua se efectuArá de Acuerdo a 1a Noraa
ITINTEC 337.088.
3 Los ensayos se efectuarán en un Laboratorio seleccio
nado o autorizado por la Inspección.
4 Lo* resu l t a d o * de lo* ensayo* se anotarán en el Regis
tro Anexo al Cuaderno de Obras; debiendo estar una
copia a disposición de la Inspección hasta la
finalización de la obra. Los resultados de los ensayos
foraan parte de los documentos entregados al
propietario con el Acta de Recepción de Obra.
H?UI 3.5,5
Tamaño
Máximo
Nominal
Porcentajes que pasan por las siguientes aallas
2" 1 1/2" 1* 3/4" 1/2" 3/3" No. 4 No, 8
2"
1 1/2"
1"
3/4"
1/2"
3/8"
95-100
100 75-100
100
35-70
95-100
100
35-70
90-100
100
10-30
29-60
90-100
100
10-30
20-55
40-70
85-100
0.5
0.5
0.1
0.1
0.15
10-30
0.5
0.5
0.5
0.1

PROPIEDADES DEL CONCRETO
1 CONCEPTO GENERAL
Las caracter¿ti cas del concreto han de *er función del
fin para »1 cual está destinado. Por ello la selección
de las proporciones de 1* unidad cúbica de concreto
debe permitir obtener un concreto con la facilidad de
colocación, densidad, resistencia, durabilidad u otras
propiedades que se consideran necesarias para «1 caso
particular para el cual la t c z d a está siendo
d iseftada•
Al seleccionar las proporciones de la mexcl.a debe te
nerse en consideración las condiciones de colocación,
la calidad y experiencia del personal profesional y
técnico, la interrelación entre las diversas
propiedades del concreto) asi coto la consideración de
que el concreto debe ser económico no sólo en su
primer costo sino también en sus futuros servicios.
En las secciones y acápites siguientes se analizan al
gunos de los principales aspectos que tienen influen
cia sobre las principales propiedades del concreto.
2 TRABAJABILIDAD
Se entiende por trabajabi1idad a aquella propiedad del
concreto al estado no endurecido la cual deteraini su
capacidad para ser manipulado, t r a n s p o r t a d o , colocado
y consolidado adecuadamente, con un mínimo de trabajo
y un máximo de homogeneidad} así c o r o para ser acabado
sin que se presente segregación.
Esta definición involucra conceptos tales como capa
cidad de moldeo, cohesividad y capacidad de
c o m p a c t a c i ó n . Igualmente, la trabajabi 1idad involucra
el concepto de fluidez, con énfasis en la plasticidad
y uniformidad dado que aabas tienen marcada influencia
en el comportamiento y apariencia final de la
estructura.
La trabajabilidad es una propiedad que no es m e n s u r a
ble dado que esta referida a las características y
perfil del encofrado| a la cantidad y distribución del
^cmro de refuerzo y elementos embebidos; y al
procedimiento empleado para compactar el concreto.

3 Sin embarqo, para facilidad de Ir abijo y de selección
de las proporciones de la mezcla, se reconoce que la
trabajabi1idad tiene relación con el contenido de
ceaento en la mezcla; con las característi c a s ,
granulometría, relación de los agregados fino-grueso,
y proporción del agregado en la mezclai con la
cantidad de agua y aire en la mezcla; con la presencia
de aditivos; y con las condiciones ambientales.
4 Algunas de las consideraciones sobre la trabajabi 1idad
que deben ser tenidas en consideración al diseñar la
mezcla de concreto incluyen las siguientes*
a) La fineza del ceaento, determinada por su superfi
cie especifica, tiene influencia sobre la trabaja-
bilidad. Los ceientos de alta fineza la mejoran
notablemente pero pueden causar agrietamiento
superficial en el secado. Se considera que las
finezas del orden de 3300 caa/ g r . son las más
recomendables.
b) Tanto el contenido de ceaento cuanto el volumen y
granulometria de los agregados, asi como las carac
terísticas físicas de estos, son factores que
regulan 1* cantidad de agua requerida para producir
un concreto trabajable. Es siempre recomendable
trabajar con el mínimo contenido de agua, a fin de
conseguir la trabajabi1idad y resistencia adecuadas
sin desmedro de la durabilidad.
c) La presencia, en porcentajes adecuados, de las par
tículas más finas del agregado tiende a mejorar la
trabajabi1idad del concreto. Se recomienda para el
porcentaje acumulado que pasa la malla N a 50 del
10% al 30%} y para el porcentajeacumulado que pasa
la malla N" 100 del 2* al 10%.
d) La ausencia de las partículas finas en el agregado
puede ser compensada por el empleo de cementos Tipo
1 ó IP, o por la adición de arenas muy finas,
cenizas volcánicas, puzolana, o escoria de altos
hornos finamente molida, siempre que se tenga en
consideración la posible influencia de estas
adiciones sobre la demanda de agua y las
propiedades del concreto.
e) La piedra partida, cuando se la comparacon el a-
gregado redondeado, requiere másagregado fino para
compensar por el perfil angular de las partículas
en orden a obtener una mezcla coaparabie en

Propiedades del concreto 33
tr aba ja b i1id ad a aquellas en la« qut no se eaplea
agregado angular.
f) Las partículas da agregado alargadas y chatas tie-
nan efecto nagatívo sobra la trabajabilidad y obli
gan a diseñar aczclas ais ricas en agregado fino y
por consiguianta a aapltar aajrorti cantidades da
caaanto y agua.
g) La presencia da altos porcentajes de agregado de
3 / 1 6 “ A 3/8” en el agregado grueso, trae coao con
secuencia un increaento en los vacíos entre las
partículas de agregado. Si ello no as corregido por
M odificaciones en la dosificación de la aazcla
puede dar coao resultado una ieportante disainución
de la trabajabilidad dado que el aortero presente
resultaría insuficiente para llenar el exceso de
espacios vacíos.
h) La incorporación de aire a la Mezcla aejora la tra
bajabilidad aún en aquellos casos en que el
agregado fino no posea adecuado porcentaje en las
• alias N* 50 y N" 100. Igualmente el aire, al
actuar coao un agregado flexible que aejora la
trabajabilidad, posibilita el eapleo de agregado
angular asi coao da agregado da granuloaetría
irregular o discontinua. La reducción del contenido
de agregado fino, que es necesario efectuar al
incorporar aire, reduce la segregación y exudación
y facilita las operaciones de colocación.
i) La tendencia a la segregación y al afloraaiento de
la lechada disainuye la trabajabilidad. Dicha ten
dencia puede ser controlada incorporando a la
eezcla ligantes hidráulicos, tales coeo la puzola-
na. Esta adición, especialaente cuando hay poco
agregado fino, hace la aazcla aás trabajable,
uniforaiza la estructura interna y auaenta la
i a p e r a e a b i1 idad del concreto) sin eabarqo, debe
coabinarse en proporcione« controladas dado que
tiende a auaentar el periodo de e n d u r e c i a i e n t o .
5 Los procediaientos de «elección de las proporciones de
la unidad cúbica de concreto eapleados, deben toaar en
consideración, en la selección de la trabajabilidad,
los factores enunciados a fin de lograr una facilidad
de colocación adecuada y econóaica.
6 Debido a la gran cantidad de factores que deterainan
la trabajabi1 idad del concreto, algunos de ellos

DISEÑO DE MEZCLAS
propio« de cada «i trutturtp no se ha desarrollado un
método ádvcuido para ■•diría y la de tarainación dt la
lisit en cada caso depende princí p a l a m ta de los
conocimiento» y experiencia dal ingeniero encargado
del di»# Pío de la mezcla.
3 CONSISTENCIA
La consistencia dal concrato as una propiedad que de
fina la huaedad da la aaicla por al grado da fluidaz
da la misaaj an tendiéndose con alio que cuanto má s
húmeda as la aazcla aayor sari la facilidad con la que
al concrato fluirá duranta su colocación.
La consistencia astá relacionada paro no as sinóniao
da trabajabilidad. Asi por ejemplo, una aazcla auy
trabaiabla para paviaantos puada sar auy consistenta,
an tanto que una aazcla poco trabajable an astructuras
con alta concantración da acaro puada ser da
consistancia plástica.
Las Horaas Alaaanas clasifican al concrato, de acuer
do a su consistencia, an tras gruposi
.- Concreto* consistantas o sacos.
.- Concreto* plásticos.
Concretos fluidos.
Los concretos consistantas son dafinidos coao aquellos
los cuales tianan al grado da huaadad nscciario coao
para qua al apretarlo* con la mano quade adherida a
asta la lachada da cemento« Esta tipo d» concretos
sólo con tienen alagua nacesaria para que su
superficie, después da vibrados, quade blanda y unida.
Los concretos plásticos son dafinidos coao aquellos
qua contienen el agua necesaria para dar a la «asa una
consistencia pastosa.
Lo* concreto* fluidos son aquello* que han »ido
aaasados con tanta agua qua la aazcla fluya coao una
pasta blanda. Esta tipo da concreto sólo daba sar
empleado en aquellas estructuras en las que la disai-
nución de la calidad originada por el excesivo
contenido de agua carece de importancia.
Los ñorteaaeri canos clasifican al concrato por al a-
sentamiento de la mezcla frasca. El método de

Propiedades dei concreto 35
determinación empleado es conocido coao método del
cono de «sentamiento, método del cono de Abrams, o
método de slump, y define la consistencia de la mezcla
por el asentamiento, medido en pulgadas o milímetros,
de una masa de concreto que previamente ha sido
colocada y coapactada en un molde metálico
dimensiones definidas y sección tronco cónica.
Por consiguiente, se puede definir al asentamiento
como la medida de la diferencia de altura entre el
molde metálico estándar y la aasa de concreto después
que ha sido retirado el aolde que la recubría.
5 En la actualidad se acepta una correlación entre la
Noraa Alemana y los criterios ñorteameri canos,
considerándote ques
.- A las consistencias secas corresponden a s e n t a m i en
tos de 0* á 2* (0 mm A 50 aa).
A las consistencias plásticas corresponden asen t a
mientos de 3" á 4* (75 mm á 100 mm).
A las consistencias fluidas corresponden a s e n t a
mientos de más de 5" (125 aa).
6 Al controlar el asentamiento en obra se controla di
rectamente la uniformidad en la consistencia y tra-
bajabilidad necesarias para una adecuada colocación) e
indirectamente el voluaen unitario de agua, la
relación agua-cemento y las modificaciones en la
humedad del agregado.
Por otra parte, si el contenido de los agregados es
uniforme y se adicionan voluaenes constantes de agua a
la mezcla, las variaciones en el asentamiento son un
índice de modificaciones en la dosificación de la
r c z c í a .
7 En mezclas de concreto adecuadamente pr o p o r c i o n a d a s ,
el contenido unitario de agua necesario para obtener
un asentamiento determinado depende de diversos fac
tores. Asi, para mencionar algunos de ellos, se tienei
a) En los cementos combinados, que se caracterizan por
superficies especificas auy altas, puede presen
tarse un incrsaento excesivo en «1 contenido d*
agua para obtener un asentamiento determinado, con
el con siguiente incremento en la relación agua-
cemento y disminución en la resistencia.

b) Los requisitos de agua en el concreto se incremen
tan conforme el perfil del agregado se hace más
angular y la textura ais rugosa. Esta desventaja
puede ser parcialmente compensada por el incremento
en la capacidad de adherencia que se produce entre
el agregado y la matriz cementante.
c) Los requisitos de agua de la mezcla tienden a d i s
minuir conforme se incrementa el tamaño máximo
nominal de un agregado grueso cuya granulometría
esté dentro de las indicadas en la Horma C 33 del
ABTM.
d) Los requisitos de agua de la mezcla pueden ser sig
nificativamente reducidos por el empleo de determi~
nados aditivos, tales como los incorporadores de
aire, los reductores de agua, y los superplastifi-
can t e s .
1 La resistencia del concreto es definida como el máximo
esfuerzo que puede ser soportado por dicho material
sin romperse. Dado que el concreto está destinado
principalmente a tomar esfuerzos de compresión, es la
medida de su resistencia a dichos esfuerzos la que se
utiliza como índice de su calidad.
2 La resistencia es considerada como una de las más im
portantes propiedades del concreto endurecido, siendo
la que generalmente se emplea para 1* aceptación o
rechazo del mismo. Pero el ingeniero diseñador de la
mezcla debe recordar que otras propiedades, tales como
la durabilidad, permeabilidad, o resistencia al
desgaste, pueden ser tanto o más laportantes que la
resistencia, dependiendo de las caracteristi cas y
ubicación de la obra.
3 En general, prácticamente todas las propiedades del
concreto endurecido están asociadas a la resistencia
y, en muchos casos, ms en función del valor de ella
que se las cuantifica o cualifica. Sin embargo, debe
siempre recordarse al diseñar una mezcla de concreto
que muchos factores ajenos a la resistencia pueden
afectar otras propiedades.
4 De acuerdo a la teoría de Abrams, para un conjunto da
do de materiales y condiciones, la resistencia del
concreto está principalmente determinada por la

Propiedades dei concreto 37
cantidad neta de agua espitada por unidad de cemento.
Esta agua neta excluye aquella absorvirta por los
agregados. Así, de acuerdo a la escuela de Abrams, el
factor que influye en forma determinante sobre la
resistencia del concreto es la relación agua-cemento
de la mezcla, siendo mayores las resistencias conforae
dicha relación se hace a m o r .
5 Pos teriormente »2 ñorteamericano Dilkey, apoyándose en
sus propias observaciones y en los trabajos de Walker,
Bloen y G a y ñ o r , ha demostrado que la resistencia del
concreto es función de cuatro factores:
Relación agua-cemento*
.- R e l a c i ó n 'cemento-agregado)
.- Granuloiítria, perfil, textura superficial, resis
tencia y dureza del agregado
TamaKo máximo del agregado.
Esta teoria, que a la fecha tiene vigencia y que
■antiene el concepto de la relación agua-ceaento
enunciado por Abrams en 1918, ha sido complementada
por Powers al enunciar su teoria de la relación gel-
espacio y su influencia en la resistencia) asi coao
las teorías posteriores sobre la resistencia por ad
herencia pasta-agregado y su importancia en la
resistencia final del concreto.
4 Adicionalmente a los factores indicados, pueden in
fluir sobre la resistencia final del concreto y por lo
tanto deben ser tomades en consideración en el diseffo
de la mezcla los eiguientesi
a) Cambio enel tipo, marca, y tiempo de almacenamien
to del cemento y materiales cementantes empleados.
b) C a r a ctm r isti cas del agua en aquellos casos en que
no se emplea agua potable.*
c) Presencia de limo, arcilla. mica, carbón, humus,
materia orgánica, sales químicas, en el agregado.
Todos los compuestos enunciados disminuyen la
resistencia del concreto principalaente debido a
que se incrementan los requisitos de agua« se faci
lita la acción del intemperismo, se inhibe el desa
rrollo de una máxima adherencia entre el cemento
hidratado y los agregados, se dificulta la hidra-
tación normal del cemento, y se facilita la

DISEÑO DE MEZCLAS
reacción química de los agregados con los elementos
que componen el cemento.
d) Modificaciones en la granulómetri a del agregado con
el consiguiente incremento en la superficie espe
cifica y en la demanda de agua para una
consistencia determinada.
e) Presencia de aire en la mezcla, la cual modifica la
relación poros-cemento, siendo mayor la resistencia
del concreto cuanto menor es esta relación.
La incorporación de aire a las mezclas, en porcen
tajes adecuados , mejora la durabilidad y trabaja-
bilidad del concreto, pero tiende a disiinuir la
resistencia en un porcentaje del 3% por cada uno
por ciento de aire incorporado. La excepción se
produce en las mezclas pobres en las que la
incorporación de aire al mejorar la trabajabilidad
disminuye la demanda de agua, reduce la relación
agua-cemento y por ende incrementa la resistencia.
f) Empleo de aditivos que pudieran modificar el pro
ceso de hidratación del cemento y por tanto la
resistencia del concreto.
g) Empleo de materiales puzolánicos, cenizas« o esco
rias de alto horno finamente divididas, los cuales
por si mismos pueden desarrollar propiedades
cemen tan t e s .
En la medida que los factores indicados y sus efectos
sobre las propiedades del concreto, específicamente la
resistencia, pueden ser predecibles, ellos deben ser
tomados en consideración en la selección inicial de
las proporciones de los materiales que intervienen en
la mezcla.
Sin embargo, teniendo en consideración tanto su número
como su complejidad, es evidente que una determinación
segura de la resistencia del concreto únicamente puede
basarse en mtzclas de prueba, ya sea en el
laboratorio o en obra, así como en los resultados de
experiencias previas con los materiales a ser
empleados bajo condiciones similares a aquellas que se
espera tener en obra.
DURABILIDAD
El concreto debe ser capaz de endurecer y mantener sus

propiedades en el tiempo aún en aquellas condiciones
de exposición que normalmente podrían disminuir o
hacerle perder su capacidad estructural. Por tanto, se
define como concreto durable a iqutl que puede
resistir, en grado satisfactorio, los efectos de las
condiciones de servicio a las cuales él está sometido.
2 Entre los aqentes externos o internos capaces de aten
tar contra la durabilidad del concreto se encuentran
los procesos de congelación y deshielo; los de
humedecimiento y secado} ios de calentamiento y
enfriamiento! la acción de aqentes químicos,
especialmente cloruros y sulfato») y la de aditivos
descongelantes.
3 La resistencia del concreto a algunos de los factores
mencionados, con el consiguiente incremento en la
durabilidad, puede ser mejorada por el empleo de
cemento de bajo contenido aluminato tricálcico) cemen
tos de bajo contenido de álcalis) cementos puioláni-
cos) cementos de escorias) puzolanas, cenizas o esco
rias de alto horno finamente mol idas) agregados
seleccionados para prevenir posibles expansiones
debidas a la reacción i1ca1i-agregado) o empleo de
agregados de dureza adecuada y libres de cantidades
excesivas de partículas blandas, en todos aquellos
casos en que se requiera resistencia al desgaste por
abrasión superficial.
4 El empleo de relaciones agua-cemento bajas deberá pro
longar la vida del concreto al reducir el volumen de
poros capilares, incrementar la relación qel-espacio y
reducir la permeabilidad y absorción; disminuyendo por
todas las razones expuestas la posibilidad de
penetración de agua o líquidos agresivos.
5 La resistencia a los procesos de inteaperismo severo,
especialmente acciones de congelación y deshielo,
mejora significativamente por la incorporación, en
todos los concretos expuestos a ambientes menores de
4*C, de una cantidad adecuada de aire, el cual debe
obligatoriamente ser empleado siempre que exista la
posibilidad de que se presenten procesos de congela
ción durante la vida del concreto.
La resistencia del concreto a la acción de las heladas
depende de la naturaleza de los agregados y de su
granulometría) del volumen de agua de la mezclas de la
estructura capilar del concreto, y de su resistencia a
la compresión. Igualmente« cuanto más impermeable es
un concreto mayor es su resistencia a la penetración

DISEÑO DE MEZCLAS
de las aguas y por consiguiente n y o r su r»»litvnci« a
las heladas, «lio debido a quei
a) Sobre su istructura actúa »1 agua libre que se e n
cuentra en el interior de los poros, la cual puede
haberse introducido por acción capilar o por
presión y está sujeta a procesos de congelación y
deshielo.
b) El grado de presión de esta agua congelada depende
del volumen de la misma que hayan contenido los
poros en el momento de ocurrir la helada.
La incorporación de aire a la mezcla incrementa 1«
resistencia del concreto a la acción desintegrante de
heladas y deshielo. El aire incorporado, al ser
dispersado a través de la masa de concreto en forma
de minúsculas burbujas, proporciona espacios en los
cuales las fuerzas mecánicas que causan la
desintegración son disipadas.
La incorporación de aire igualmente incrementa la
durabilidad por reducción de la capilaridad y disminu
ción del volumen y sección de los canales de agua, o
poros capilares, del concreto endurecido por disminu
ción de la exudación y segregación del concreto
fresco.
El concreto puede deteriorarse por contacto con dife~
rentes agentes quimicos activos o por sustancias que
en si mismas no son nocivas, pero que pueden reac
cionar con alguno de los elementos integrantes del
concreto. Entre las sustancias consideradas como
peligrosas se encuentran:
.- Los ácidos inorgánicos.
.- Las sales inorgánicas.
.*• Los cloruros.
.- Los sulfatos de sodio, magnesio o calcio.
Las aguas que contienen muy poca o ninguna sal en
disolución, es decir que están casi químicamente
p u r a s .
- El nitrato de amonio.

7 El cvivnto puede c o i b i m r t » con d » t t r » i m d o s e l e m e n
tos para formar compuestos los cualvs h » n » n baja
solubilidad ptro pueden destruir vi concrito dmbido a
que su volumen es mayor que el de la pasta de cemento
en la cual se están formando. Las sustancias más
conocidas y agresivas son los álcalis blancas o sea
los sulfatos de sodio, magnesio y calcio.
Los sulfatos reaccionan con la cal hidratada y el
hidróxido de calcio presentes en la pasta de cemento,
formando sulfato de calcio y sulfo-aluminato de
calcio, reacciones que son acompañadas de fuerte
expansión y rotura de la pasta.
Cuanto menor es el contenido de aluminato tricálcico
en el cemento, más denso el concreto, y menor la
relación agua-ce m e n t o , mayor es la resistencia del
concreto a este tipo de ataques. La Tabla 13.3.2 da
los valores más recomendables de acuerdo al grado de
severidad del ataque.
4 -A DEN8IDAD
1 En determinados tipos de obras, la selección de las
proporciones de la mezcla de concreto es efectuada
fundamentalmente para obtener alta densidad. En estos
casos, empleando agregados especiales, se pueden obte-‘
ner concretos trabajables con pesos unitarios del
orden de 3600 kg/e3 .
Ejemplos de Aplicación de tales concretos son los re
cubrimientos pesados empleados para mantener las tube
rías de los oleoductos debajo del agua; las pantallas
de protección contra las radiaciones en las centrales
nucleares! y determinados elementos empleados para
aislamiento del sonido.
4-7 GENERACION DE CALOR
1 Un aspecto importante de la selección de las propor
ciones de los concretos masivos es el tamaño y perfil
de la estructura en la cual ellos van a ser empleados.
Ello es debido a que la colocación de grandes v o l ú m e
nes de concreto puede obligar a tomar medidas para
controlar 1* generación de calor debida al proceso de
hidratación del cemento* con los resultantes cambios
de volumen en el interior de la masa de concreto y el
incremento en el peligro de fisuración del mismo.

42 DISEÑO DE MEZCIAS
2 Como regla g m i r a l , pira los ci«entot nornalti Tipo 1,
1* hidratación deberá gintrar una elevación- de tempe
ratura del concreto del .orden de 6*C á il*C por saco
de ctaento por Metro cúbico de concreto. Si la eleva
ción d» la temperatura de la «asa de concreto no es
• antenida en un aíniao, o si no se permite que el
calor te disipe a una velocidad razonable, o si se
peralte que el concreto se enfrie rápidamente, pued*
presentarse agrietamiento.
3 Las medidas para controlar la temperatura del concreto
pueden incluir una temperatura de colocación del
concreto relativamente bajas empleo de cementos de
bajo contenido de aluminato tricálcico y silicato
tricálcicoy empleo de cantidades reducidas de materia
les cementantes) la circulación de agua de enfria
miento a través de tuberías} y, en algunos casos, el
aislamiento de la superficie del concreto a fin de
adecuarlo a las diferentes condiciones de exposición y
diversas característi cas del mismo.
4 En el diseño de la mezcla debe recordarse que un con
creto masivo no es necesariamente aquel en el cual el
agregado grueso tenga un tamaKo máximo nominal alto»
asi como que la posibilidad de una excesiva generación
de calor no está limitada a presas o cimen-tación de
estructuras. Muchos elementos estructural es pueden ser
lo suficientemente masivos como para tener en cuenta
la posibilidad de altas temperaturas inter-nas.
especialmente si las dimensiones mínimas exceden de ¿0
á 90 c m s , o cuando el contenido de ctMtnto es mayor de
330 kg/m*.
1 £1 concreto no es un material completanente elástico y
la relación esfuerzo-deformación para una carga en
constante incremento adopta generalmente la forma de
una curva. Generalmente se conoce como Hódulo de Elas-
ticidad a la relación del esfuerzo a la deformación
medida en el punto donde la línea se aparta de 1a
recta y comienza a ser curva.
2 Para el diseXo estructural se supone un módulo de e-
lasticidad constante en función de la resistencia a la
compresión del concreto. En la práctica, el módulo de
elasticidad del concreto es una magnitudvariable cuyo
valor promedio es mayor que aquel obtenido a partir de
una fórmula.

3 En *1 d iseRo d » la itzcla d • b« t t m r t i prtian ta qu» «1
módulo de elasticidad del concrtto depend«, tntr»
otro*, de los siguientes factores:
La resistencia a la compresión del concreto y, por
lo tanto» de todos aquellos factores que la afec-
t a n .
A igualdad de resistencia, de la naturaleza p e t r o
gráfica de los agregados.
.- De I* tensión de trabajo.
.- De la for*a y tiempo de curado del concreto.
•- Del grado de humedad del concreto.
El módulo de elasticidad del concreto aumenta al in
crementarse Xa resistencia en compresión y, para un
•ifio concreto, disminuye al ausentar la tensión de
trabajo.
4.9 ESCURRIMIENTO PLASTICO
1 Cuando el concreto está sujeto a una carga constante,
la deformación producida por dicha carga puede ser
dividida en dos partesx la deformación elástica, la
cual ocurre inmediatamente y desaparece totalmente en
cuanto se remueve la carga, y el escurrimiento
plástico el cual se desarrolla gradualmente.
2 El escurrimiento plástico puede por lo tanto ser d e f i
nido como el alargamiento o acortamiento que sufre una
estructura de concreto como consecuencia de una
solicitación uniforme y constante de tracción o
compresión respectivamente.
Bajo carga continua el escurrimiento plástico continúa
indefinidamente. Sin embargo, tiende continuamente a
disminuir aproximadamente a un valor limite. Si la
carga es continua el monto del etcurrimiento plástico
final deberá ser, para concreto normal, de una a tres
veces el monto de la deformación elástica inicial y,
en general, alrededor del 50% del flujo final ocurre
durante los tres primeros meses de aplicada la carga.
3 La magnitud del escurrimiento plástico depende de la
resistencia del concreto en el instante en que comien
za a actuar la «olicitación permanente; a igualdad de
concretos depende de la constitución petrográfica de

DISEÑO DE MEZCIAS
lo* agregados) e igualmente de 1* fori* y tieapo de
curado y da la intensidad d * 1 »»fuerzo.
A En general puede decir»« que la aayoría da los facto
res que incrementan la resistencia y el aódulo de
elasticidad reducen el escurriaiento plástico, aunque
este último puede ser influenciado por otros factores.
Asi, por ejemplo, el incremento en 1« relación agua**
cemento o en el contenido de aire incrementa el escu-
rriaiento plástico. Igualaente, el empleo de agregados
de estructura granular pobremente o aal ceaentada
aumenta las posibilidades de escurrimi e n t o .
-ÍO DILATACION TERMICA
1 Sabemos que las propiedades téraicas del concreto son
importantes en relación con el aantenimiento en valo
res ainiaos de los cambios de voluaen.
2 La conductividad téraica es la aedida de la velocidad
con la cual el calor es transaitido a través de un
concreto de área y espesor unitario cuando hay una
diferencia unitaria de temperatura entre las dos
c a ras.
La conductividad téraica es utilizada, en conexión con
el calor especifico y la densidad en la deterainación
de un coeficiente denoainado *di fusividad", el cual es
un índice de la facilidad con la cual el concreto
soporta los cambios de temperatura.
3 Como coeficiente de dilatación téraica del concreto
puede aceptarse 1/100,000, siempre que no se determine
otro valor para casos especiales, dado que el valor
real es una Magnitud variable que depende del tipo de
cemento, de las característi cas de los agregados y de
s h voluaen en la unidad cúbica de concreto, asi como
el grado de humedad y de las dimensiones de la sección
t ransversal.

INFORMACION NECESARIA
S-l ALCANCE
1 En 1* selección de las proporciones d« la a n c l a de
concreto es n t c e n r i o conocer, «dvaái de las
propiedades que se requieren y del eapleo que se va a
dar al concreto, asi coto las carac ter ísticas
geográficas y aabientales de la zona en la cual él va
a ser utilizado, información básica sobre las
propiedades de los «ateríales integrantes del a is a o .
2 En este sentido y coto cuestión fundaaental, la selec
ción de las proporcionas da la atezcla dabará batiría
en la inforaación obtenida da los resultados de los
ensayos de laboratorio de los «ateríales a ser
utilizados. La inforaación «ás útil para un adecuado
diseño de la «ezcla es la siguientes
9-2 CEMENTO
En el caso del ceaento es iaportante c o n o c e n
•- Tipo y «arca del ce«ento seleccionado.
.- Paso especifico del ceaento.
•- Peso especifico del aaterial puzol&nico si «a trata da
un ceaento coabinado.
Superficie específica del ceaento. Igualaente la da
los aateriales puzolánicos si ellos son empleados.
La Tabla 5.2 da valores deterainados en al Laboratorio de
Ensayo de Rateriales de la Universidad Nacional de Inge
niería. Ellos podrán aaplearsa en aquellos casos an que
no se conozca los proporcionados por el fabricante.
5.3 AGUA
En el caso del agua, si se eaplea aguas no potables.
A
n
á
l
i
s
i
s q
u
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a
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c
o d
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p
i
t
e 3
.
7
.
3
«

.- Efecto del agua sobre el tiempo de fraguado, calor de
hidratación, y resistencias mecánicas del concreto.
5.4 A0RE0AD08
En el caso de los agregados fino y grueso es importante
conocer i
.- Perfil y textura superficial.
•- Análisis granulométrico.
.- Peso específico de «asa.
Peso unitario suelto y compactado.
*- Porcentaje de absorción y contenido de humedad.
«- Pérdida por abrasión, si el agregado va a ser eapleado
en concreto para pavimentos.
Presencia de aateria orgánica.
3.5 A D I T I V O S
Si se eeplea aditivos en la mezcla es ieportante conocers
.- Tipo y «arca del aditivo.
•- Fecha de vencimiento.
•- Efecto sobre las propiedades del concreto.
.- Recomendaciones de empleo proporcionadas por el f a bri
cante.
46 &SEÑO DE MEZCLAS

Información necesaria
TABLA 3.2
CEMENTOS PERUANOS
Marca Tipo
Peso
Específico
Superficie
Especifica
(c«*/g r )
Sol I 3.11 3500
Atlas IP 2.97 5000
Andino I 3.12 3300
Andino II 3.17 3300
Andino V 3.15 3300
Pacasaayo I 3.11 3100
Yura IP 3 •0¿ 3¿00
Yura IPH 3.09 3500
Ruaí IPh mw9m 3800
* Los valores de »ata Tabla han sido deteraina-
dos en el Laboratorio de Ensayo de Materiales
de la Facultad de Ingeniería Civil de la
Universidad Nacional de Ingeniería.
Estos valores pueden ser eapleados en aquellos
casos en que no se conoce la información dada
por el fabri can t e .

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