pautas para el realizar un buen diseño de mezcla y también se puede ver cuanto es la relación agua cemento de acuerdo a la resistencia del concreto a obtener .

1. Diseño de Mezclas
de Concreto
Apuntes de Clase-Ing. César Cachay Lazo

2. ¿Qué es un DISEÑO DE MEZCLAS ?
Selección adecuada de las proporciones de los
materiales que intervienen como integrantes de una
unidad cúbica de concreto para lograr la
suficiente:
Trabajabilidad y consistencia…ESTADO
FRESO
Resistencia y Durabilidad…ESTADO
ENDURECIDO

3. • Realizar inicialmente un cálculo teórico.
• Validar y lograr obtener en obra lo esperado
teóricamente.
¿Cómo hacer un DISEÑO DE
MEZCLAS ?
Ciencia
Aporte personal
Arte

4. CONSIDERACIONES Y/O CRITERIOS
PARA EL DISEÑO DE LAS MEZCLAS

5. • Es usual suponer que el diseño de mezclas consiste en aplicar
ciertas tablas y proporciones ya establecidas que satisfacen
prácticamente todas las situaciones normales en las obras, lo cual
está muy alejado de la realidad, ya que es en esta etapa del proceso
constructivo es cuando resulta primordial la labor creativa del
responsable de dicho trabajo y en consecuencia el criterio
personal.
CONSIDERACIONES Y/O CRITERIOS
PARA EL DISEÑO DE LAS MEZCLAS
3

6. •Finalmente debemos advertir que la etapa de diseño de
mezclas de concreto representa sólo el inicio de la
búsqueda de la mezcla más adecuada para algún caso
particular y que ésta necesariamente deberá ser verificada
antes de reconvertirse en un diseño de obra.
CONSIDERACIONES Y/O CRITERIOS
PARA EL DISEÑO DE LAS MEZCLAS
4

7. CONSIDERACIONES Y/O CRITERIOS
Conseguir una mezcla con un mínimo de pasta y volumen de
vacíos o espacios entre partículas y consecuentemente
cumplir con las propiedades requeridas es lo que la tecnología
del concreto busca en un diseño de mezclas.
Antes de dosificar una mezcla se debe tener conocimiento de
la siguiente información:

8. Parámetros básicos
en el comportamiento del concreto
La trabajabilidad.
La resistencia a la
compresión.
Durabilidad

10. Información Requerida
para el diseño de
Mezclas

11. A) Cemento:
- Tipo y Marca del cemento seleccionado.- Tipo y Marca del cemento seleccionado.
- Peso Específico.- Peso Específico.
- Peso específico de la puzolana si se trata de- Peso específico de la puzolana si se trata de
cemento adicionales.cemento adicionales.

12. B). Agua:
Agua Potable no hay necesidad de realizar ningúnAgua Potable no hay necesidad de realizar ningún
ensayo en el laboratorio.ensayo en el laboratorio.
Agua NO Potable: Análisis químico en unAgua NO Potable: Análisis químico en un
laboratorio especializado.laboratorio especializado.
Puede influir sobre el tiempo de fraguado,Puede influir sobre el tiempo de fraguado,
resistencia de concreto.resistencia de concreto.

13. C). Agregados:
Componente de mayor variabilidad en cuanto a susComponente de mayor variabilidad en cuanto a sus
propiedades en la mezcla. Los informes de laboratoriopropiedades en la mezcla. Los informes de laboratorio
deberán ser los siguientes:deberán ser los siguientes:
- Perfil y textura superficial- Perfil y textura superficial
- Análisis granulométrico.- Análisis granulométrico.
- Peso específico de masa- Peso específico de masa
- Peso unitario seco y compactado.- Peso unitario seco y compactado.
- % de absorción y contenido de humedad- % de absorción y contenido de humedad
- Pérdida por abrasión cuando se trata de concretos paraPérdida por abrasión cuando se trata de concretos para
pavimentos.pavimentos.
- Materia orgánicaMateria orgánica.

14. .
D). Aditivos:
Cuando se tenga que emplear aditivos se debeCuando se tenga que emplear aditivos se debe
obtener la siguiente información sobre ellos:obtener la siguiente información sobre ellos:
- Tipo y marca de aditivo.- Tipo y marca de aditivo.
- Fecha de vencimiento- Fecha de vencimiento
- Efectos sobre las propiedades del concreto.- Efectos sobre las propiedades del concreto.
-Tomar en cuenta las recomendaciones del-Tomar en cuenta las recomendaciones del
fabricantefabricante..

15. E.- Antes de diseñar la Mezcla de Concreto:
1. Revisar los planos y especificaciones técnicas de obra, requisitos
que fijó el ingeniero proyectista para el cumplimiento de la
resistencia y durabilidad durante la vida útil de la obra.
2. La obra sus dificultades y problemas constructivos.
3. Las condiciones ambientales durante la construcción
4. Las condiciones de servicio.

16. E.- Antes de diseñar la Mezcla de Concreto:
5. Nuestros conocimientos sobre materiales su empleo
tecnológico.
6. Nuestras expectativas particulares.
7. Se considerará además la desviación estándar y el coeficiente de
variación de las operaciones realizadas por la empresa
constructora.

17. Métodos de Diseño

18. Método del Comité 211 del ACI.
Método del Módulo de Fineza de los Agregados.
Método de Walker.
Método basado en Curvas Teóricas: Método de Füller.
Método basado en Curvas Empíricas.

19. Pasos en el Diseño

20. Determinación del f’cr
f’c
especificado
f’cr
( Kg/cm² )
< 210 f’c + 70
210 a 350 f’c + 84
> 350 f’c + 98
PASO 1.:
DETERMINACION DE LA RESISTENCIA REQUERIDA (f¨cr).

21. La mayoría de veces son las características geométricas y las
condiciones de refuerzo de las estructuras las que limitan el tamaño
máximo del agregado que pueden utilizarse, pero a la vez existen
también consideraciones a tomar en cuenta como la producción, el
transporte y la colocación del concreto que también pueden influir en
limitarlo.
El TNM del agregado grueso no deberá ser mayor de:
1/5 de la menor dimensión entre las caras de encofrados.
3/4 del espacio libre mínimo entre barras o alambres individuales de
refuerzo, paquetes de barras, torones o ductos de pre-esfuerzo.
1/3 del peralte de las losas.
PASO 2.:PASO 2.: SELECCION DEL TAMAÑO MAXIMO
NOMINAL DEL AGREGADO GRUESO TMN

22. Si el asentamiento no se encuentra especificado entonces se puede partir
con los valores indicados en la tabla 01 (Tipo de Estructura) .
PASO 3.: SELECCION DEL ASENTAMIENTO
Tabla Nº 1 : Asentamientos recomendados para estructuras
Tipo de Estructura Máximo Mínimo
Zapatas y muros de cimentación reforzados 3" 1"
Cimentaciones simples y calzaduras 3" 1"
Vigas y muros armados 4" 1"
Columnas 4" 1"
Muros y Pavimetos 3" 1"
Concreto Ciclopeo 2" 1"
Slump

23. El ACI 211 establece una tabla que proporciona aproximadamente el
porcentaje de contenido de aire atrapado en una mezcla de concreto en
función del tamaño máximo nominal del agregado grueso. La tabla 02
indica la cantidad aproximada de contenido de aire atrapado que se
espera encontrar en concretos sin aire incluido.
PASO 4.: DETERMINACION DEL CONTENIDO DE AIRE
Tabla Nº 2 : Contenido de Aire Atrapado
TNM Agregado Grueso
3/8" 9.5 mm
1/2" 12.5 mm
3/4" 19.0 mm
1" 25.0 mm
1 1/2" 37.5 mm
2" 50.0 mm
3" 75.0 mm
6" 150.0 mm
Aire Atrapado %
3
2.5
0.3
0.2
2
1.5
1
0.5

24. En el caso del contenido de aire incorporado también presenta una tabla indicando
valores aproximados en función además de las condiciones de exposición, suave,
moderada y severa. Estos valores señalados en la tabla 09 no siempre pueden coincidir
con las indicadas en algunas especificaciones técnicas. Pero muestra los niveles
recomendables del contenido promedio de aire para el concreto, cuando el aire se
incluye a propósito por razones de durabilidad.
PASO 4.: DETERMINACION DEL CONTENIDO DE AIRE

25. La cantidad de agua (por volumen unitario de concreto) que se requiere para producir un
asentamiento dado, depende del tamaño máximo de agregado, de la forma de las partículas y
gradación de los agregados y de la cantidad de aire incluido.
PASO 5.: DETERMINACION DEL CONTENIDO DE AGUA
Tabla Nº 3 : Volumen de agua por m3 (en lts)
Asentamiento
1" = 25 mm 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/2" 2" 3" 6"
1" a 2" 207 199 190 179 166 154 130 113
3" a 4" 228 216 205 193 181 169 145 124
6" a 7" 243 228 216 202 190 178 160 --
1" a 2" 181 175 168 160 150 142 122 107
3" a 4" 202 193 184 175 165 157 133 119
6" a 7" 216 205 197 184 174 166 154 --
Concreto sin aire incorporado
Concreto con aire incorporado
Tamaño Maximo de agregado grueso

26. La relación a/c requerida se
determina no solo por los
requisitos de resistencia, sino
también por los factores como la
durabilidad y propiedades para el
acabado. Puesto que distintos
agregados y cementos producen
generalmente resistencias
diferentes con la misma relación
a/c, es muy conveniente conocer
o desarrollar la relación entre la
resistencia y la relación a/c de los
materiales que se usaran
realmente.
PASO 6.: SELECCION DE LA RELACION AGUA CEMENTO a/c
140
150
200
210
250
280
300
350
400
420
450
0.61
0.43
0.41
0.38
0.53
0.48
0.4
0.46
0.62
0.57
0.55
0.48
0.8
0.7
0.68
0.74
0.59
0.71
f'cr (kg/cm2)
Relación agua cemento en
peso
concreto sin
aire
incorporado
concreto con
aire
incorporado
0.82
Tabla Nº 5 :
Relación agua/cemento por resistencia (f'c)

27. PASO 6.: SELECCION DE LA RELACION AGUA
CEMENTO a/c

28. Exposición a
sulfatos
Sulfatos
solubles en
agua (SO4) en
el suelo
Sulfatos
(SO4) en el agua,
ppm
Tipo Cemento
Concreto
con
agregado
de peso
normal rel.
a/c máx en
peso
Concreto con
agregado de
peso normal y
ligero Resist.
Comp. Mínima
Kg/cm2 Mpa
Insignificante 0<SO4<0.1 0<SO4<150 -- -- -- --
Moderada
0.1<SO4<0.2 150<SO4<1500
II,IPM, IPMS
0.50 400 40
Severa 0.2<SO4<2.0 1500<SO4<10,000 V 0.45 450 45
Muy severa SO4>2.0 SO4>10,000 V+ Puzolana 0.45 450 45
Exposición a
sulfatos
Sulfatos
solubles en
agua (SO4) en
el suelo
Sulfatos
(SO4) en el agua,
ppm
Tipo Cemento
Concreto
con
agregado
de peso
normal rel.
a/c máx en
peso
Concreto con
agregado de
peso normal y
ligero Resist.
Comp. Mínima
Kg/cm2 Mpa
Insignificante 0<SO4<0.1 0<SO4<150 -- -- -- --
Moderada
0.1<SO4<0.2 150<SO4<1500
II,IPM, IPMS
0.50 400 40
Severa 0.2<SO4<2.0 1500<SO4<10,000 V 0.45 450 45
Muy severa SO4>2.0 SO4>10,000 V+ Puzolana 0.45 450 45
Relación a/c por durabilidad- Concentración de sulfatos

29. PASO 7.: CALCULO DEL CONTENIDO DE CEMENTO
Se obtiene dividiendo los valores hallados en los pasos
(5)/(6).

30. Determinación del volumen de
agregados por el
METODO DEL COMITÉ 211 DEL
ACI
Volúmenes Absolutos

31. Está en función del método de diseño específico a emplear o basado
puntualmente en alguna teoría de combinación de agregados.
PASO 8.: CALCULO DE LOS PESOS DE LOS AGREGADOS
Tabla Nº 5 : Peso del agregado grueso por unidad de volumnen del concreto
2.40 2.60 2.80 3.00
3/8" 9.5 mm 0.5 0.48 0.46 0.44
1/2" 12.5 mm 0.59 0.57 0.55 0.53
3/4" 19.0 mm 0.66 0.64 0.62 0.6
1" 25.0 mm 0.71 0.69 0.67 0.65
1 1/2" 37.5 mm 0.76 0.74 0.72 0.7
2" 50.0 mm 0.78 0.76 0.74 0.72
3" 75.0 mm 0.81 0.79 0.77 0.75
6" 150.0 mm 0.87 0.85 0.83 0.81
Volumen del agregado grueso seco y compactado por unidad de volumen de
concreto para diversos Módulos de fineza del fino (b/bo)
Modulo de Finura del Agregado Fino
TMN del Agregado Grueso

32. PASO 9 :
PRESENTAR DISEÑO DE MEZCLAS EN
CONDICIONES SECAS

33. Hay que tener en cuenta la humedad de los agregados para pesarlos correctamente.
Generalmente los agregados están húmedos y a su peso seco debe sumarse el peso del
agua que contienen, tanto absorbida como superficial.
PASO 11.: CALCULO DEL AGUA EFECTIVA
El agua a utilizarse en la mezcla de prueba debe incrementarse o reducirse en una
cantidad igual a la humedad libre que contiene el agregado, esto es, humedad total menos
absorción. Para esto se utilizará la siguiente fórmula.
Entonces:
Peso agregado húmedo = Peso agregado seco (1 + Cont. humedad del agregado (%))
Aporte de humedad de los agregados =
Peso agregado seco (% Cont. de humedad - % absorción)
Agua efectiva = Agua de diseño – Aporte de humedad de los agregados
PASO 10.: CORRECCION POR HUMEDAD DEL AGREGADO

34. PASO 12.:
PRESENTAR DISEÑO DE MEZCLAS EN
CONDICIONES HUMEDAS

35. PASO 13.:
-CALCULAR LA PROPORCIONES EN PESO.
-CANTIDAD DE MATERIALES POR TANDA (por
bls de cemento)