Pca - Diseno y control de mezclas de concreto

P r i m e r a
E d i c i ó n
EB201
Diseño y Control de
Mezclas de
Concreto
COPIA EN BORRADOR – NO PARA
REFERENCIA O DISTRIBUCION

BOLETÍN DE INGENIERÍA EB201
Diseño y Control de
Mezclas de Concreto
Steven H. Kosmatka, Beatrix Kerkhoff, William C. Panarese, y Jussara Tanesi
5420 Old Orchard Road
Skokie, Illinois 60077-1083 EE.UU.
847.966.6200 Fax 847.966.9781
www.cement.org
Somos una organización de compañías de cemento cuya
misión es mejorar y extender el uso del cemento portland
y del concreto, a través del desarrollo de mercado, la inge-
niería, la investigación, la educación y el trabajo público.
COPIA EN BORRADOR – NO PARA REFERENCIA O DISTRIBUCION

© 2004 Portland Cement Association
Todos los derechos reservados. Ninguna parte de este libro
se puede reproducir de cualquier forma sin permiso escrito
del editor, la única excepción se dará cuando un crítico
desee citar pasajes cortos en una reseña escrita para una
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ISBN 0-89312-233-5
La Asociación de Cemento Portland (PCA) es una entidad
sin fines lucrativos y que fornece esta publicación sola-
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EB201.01
ADVERTENCIA: El contacto con el concreto, mortero,
cemento o mezclas de cemento húmedos (frescos, no
endurecidos) puede causar IRRITACIÓN DE LA PIEL,
QUEMADURAS QUÍMICAS SEVERAS (TERCER
GRADO) o DAÑOS SEVEROS DE LOS OJOS. La
exposición frecuente se puede asociar con irritación y/o
dermatitis alérgicas de contacto. Use guantes imperme-
ables, camisa de manga larga, pantalones largos y pro-
tección adecuada para los ojos al trabajar con estos
materiales. Si usted va a permanecer sobre una superfi-
cie de concreto húmedo, use botas impermeables sufi-
cientemente largas para impedir que el concreto entre en
ellas. Lave inmediatamente la piel para limpiar cualquier
residuo del concreto, mortero, cemento y mezcla de
cemento húmedos. Limpie inmediatamente los ojos con
agua limpia después del contacto con estos materiales.
El contacto indirecto a través de la ropa puede ser tan
serio como el contacto directo, por lo tanto limpie inmedi-
atamente el concreto, mortero, cemento o mezcla de
cemento húmedos de la ropa. Busque cuidados médicos
rápidamente si siente molestia severa o persistente.
Los autores de este boletín son:
Steven H. Kosmatka, Director de Investigación y Servicios Técnicos de la PCA
Beatrix Kerkhoff, Ingeniera civil, Normas de Productos y tecnología de la PCA
William C. Panarese, Ex gerente de los Servicios de Información de la Construcción de la PCA
Jussara Tanesi, Ingeniera civil, SaLUT, Inc. Gerente del laboratorio de concreto del TFHRC-FHWA
ii
Palabras-clave: acabado, aditivos, agregados, agua de mezcla, áridos, cambios de volumen. cemento, clima caluroso,
clima frío, colado, concreto con aire incluido, concreto con aire incorporado, concreto de alto desempeño, concreto de
cemento portland, concreto especial, curado, dosificación, durabilidad, ensayos, fibras, hormigón, materiales cementantes
suplementarios, mezclado, normas, proporcionamiento de la mezcla y pruebas.
RESUMEN: Este libro presenta las propiedades del concreto necesarias en la construcción, incluyéndose resistencia y dura-
bilidad. Todos los ingredientes del concreto ( materiales cementantes, agua, agregados, aditivos y fibras) se revisan para la
optimización de su uso en el diseño y en el proporcionamiento de las mezclas de concreto. Se hacen extensivas referencias
a las normas ASTM, AASHTO, ACI, COVENIN, IRAM, NCh, NMX, NTC, NTE, NTP, UNIT aplicables. Se aborda el uso
del concreto desde el diseño, hasta el dosificación, mezclado, transporte, colado, consolidación, acabado y curado. Los con-
cretos especiales, incluyéndose los concretos de alto desempeño, también se revisan.
REFERENCIA: Kosmatka, Steven H.; Kerkhoff, Beatrix; Panarese, William C.; y Tanesi, Jussara: Diseño y Control de Mezclas
de Concreto, Portland Cement Association, Skokie, Illinois, EE.UU., 2004.
Las fotos de la portada enseñan el concreto premezclado al elevarse por una grúa y
un cubo hacia el trigésimo noveno piso de un rascacielos en Chicago. (69991, 70015)
COPIA EN BORRADOR NO PARA REFERENCIA O DISTRIBUCION

Capítulo 1
Fundamentos del Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Concreto Recién Mezclado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Mezclado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Trabajabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Sangrado y Asentamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Consolidación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Hidratación, Tiempo de Fraguado, y Endurecimiento . . . 5
Concreto Endurecido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Curado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Velocidad de Secado del Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Resistencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Peso Unitario (densidad) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Permeabilidad y Estanquidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Resistencia a Abrasión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Estabilidad de Volumen y Control de Fisuración
(agrietamiento) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Juntas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Durabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Resistancia al Congelamiento y Deshielo . . . . . . . . . . . . . 13
Reactividad Álcali-Agregado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Carbonatación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Resistencia a los Cloruros y Corrosión de la Armadura . 16
Resistencia Química . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Sulfatos y Cristalización de Sales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Exposición al Agua del Mar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Etringita y Expansión Retardadas por Calor
Inducido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Expansión Retardada por Calor Inducido . . . . . . . . . . 20
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Capítulo 2
Cementos Portland, Cementos Adicionados
y Otros Cementos Hidráulicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
El Inicio de una Industria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Producción del Cemento Portland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Tipos de Cemento Portland en Los EE.UU. . . . . . . . . . . . . . 30
Tipo I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Tipo II. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Tipo III . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Tipo IV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Tipo V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Cementos con Aire Incluido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Cemento Portland Blanco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Cementos Hidráulicos Adicionados
(mezclados o compuestos) en los EE.UU.. . . . . . . . . . . 31
Tipo IS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Tipo IP y Tipo P. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Tipo I (PM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Tipo S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Tipo I (SM). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Cementos Hidraúlicos en los EE.UU. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Tipo GU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Tipo HE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Tipo MS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Tipo HS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Tipo MH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Tipo LH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Cemento Hidráulico de Escoria en los EE.UU. . . . . . . . . . . 38
Cementos Portland Modificados Norteamericanos. . . . . . . 38
Cementos Especiales en los EE.UU. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Cementos de Albañilería (Masonería, Mampostería)
y Cementos Mortero. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Cementos Plásticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Cemento Finamente Molido (Cementos Ultra Finos) . . . 41
Cementos Expansivos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Cementos para Pozos Petroleros (Petrolíferos) . . . . . . . . 42
Cementos con Adiciones Funcionales. . . . . . . . . . . . . . . . 42
Cementos Repelantes al Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Cementos de Fraguado Regulado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Cementos de Geopolímeros. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Cementos de Etringita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Cementos de Endurecimiento Rápido . . . . . . . . . . . . . . . 42
Cementos de Aluminato de Calcio . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Cementos de Fosfato de Magnesio . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Cementos en Latinoamérica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Cementos en Argentina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Cementos en Bolivia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Cementos en Chile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Cementos en Colombia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Cementos en Costa Rica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Cementos en El Salvador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Cementos en México. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Cementos en Perú. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Cementos en Uruguay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Cementos en Venezuela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Usos de los Principales Tipos de Cementos en
Latinoamérica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Cemento Portland Normal u Ordinario . . . . . . . . . . . . 49
Moderada Resistencia a los Sulfatos . . . . . . . . . . . . . . . 49
Alta Resistencia Inicial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Bajo Calor de Hidratación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Alta Resistencia a los Sulfatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Blanco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Cementos Portland Modificados . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Cementos Portland Adicionados (Mezclados) . . . . . . . 49
Elección y Especificación de Cementos. . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Disponibilidad de Cementos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
iii
Contenido

Aplicaciones Relacionadas con el Almacenamiento
de Agua Potable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Especificaciones Canadienses y Europeas . . . . . . . . . . . . 52
Compuestos Químicos e Hidratación del
Cemento Portland. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Silicato Tricálcico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Silicato Dicálcico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Aluminato Tricálcico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Ferroaluminato Tetracálcico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Sulfato de Calcio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Agua (Evaporable y No-evaporable) . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Propiedades Físicas del Cemento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Tamaño de las Partículas y Finura . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Sanidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Consistencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Tiempo de Fraguado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Agarromiento Prematuro (Falso Fraguado y
Fraguado Rápido). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Resistencia a Compresión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Calor de Hidratación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Pérdida por Calcinación (Pérdida por Ignición,
Pérdida al Fuego) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Peso Específico (Densidad) y Densidad Relativa
(Densidad Absoluta, Gravedad Específica) . . . . . . . 67
Densidad Aparente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Análisis Térmico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Análisis por Termogravimetría (TGA) . . . . . . . . . . . . . . . 68
Análisis Térmico Diferencial (DTA) . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC). . . . . . . . . . . . 69
Ensayos Virtuales de Cemento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Transportación y Envase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Almacenamiento del Cemento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Cemento Caliente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Capítulo 3
Ceniza Volante, Escoria, Humo de Sílice y Puzolanas
Naturales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Cenizas Volantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Escoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Humo de Sílice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Puzolanas Naturales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Efectos en el Concreto Fresco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Agua de Demanda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Trabajabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Sangrado y Segregación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Contenido de Aire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Calor de Hidratación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Tiempo de Fraguado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Acabado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Bombeabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Fisuración por Contracción Plástica . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Curado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Efectos Sobre el Concreto Endurecido . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Resistencia al Impacto y a la Abrasión . . . . . . . . . . . . . . . 87
Resistencia a Congelación-Deshielo . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Resistencia a Sales Descongelantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Contracción por Secado y Fluencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Permeabilidad y Absorción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Reactividad Álcali-Agregado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Resistencia a los Sulfatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Corrosión de la Armadura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Carbonatación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Resistencia Química . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Sanidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Color del Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Proporcionamiento de las Mezclas de Concreto . . . . . . . . . 92
Disponibilidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Almacenamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Capítulo 4
Agua de Mezcla para el Concreto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Carbonato Alcalino y Bicarbonato. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Cloruro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Sulfato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Otras Sales Comunes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Sales de Hierro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Diversas Sales Inorgánicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Agua del Mar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Aguas Ácidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Aguas Alcalinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Aguas de Enjuague. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Aguas de Desechos Industriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Aguas Cargando Aguas Sanitarias Residuales (Aguas
Negras). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Impurezas Orgánicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Azúcar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Sedimentos o Partículas en Suspención . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Aceites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Algas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Interacción con los Aditivos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Capítulo 5
Agregrados para Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Characterísticas de los Agregados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Granulometría (Gradación) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Granulometría del Agregado Fino . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Módulo de Finura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Granulometría del Agregado Grueso . . . . . . . . . . . . . . . 109
Granulometría Combinada del Agregado. . . . . . . . . . . . 112
Agregado con Granulometría Discontinua. . . . . . . . . . . 112
Forma y Textura Superficial de las Partículas. . . . . . . . . 113
Densidad Suelta (Peso Volumétrico, Peso Unitario,
Masa Unitaria, Peso Específico) y Vacíos . . . . . . . . 114
Densidad Relativa (Densidad Absoluta, Gravedad
Específica) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Densidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
iv
Contenido, continuación

Absorción y Humedad Superficial . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Hinchamiento (Abultamiento, Abundamiento) . . . . . 115
Resistancia a Congelación y Deshielo . . . . . . . . . . . . . . . 116
Propiedades de Humedecimiento y Secado . . . . . . . . . . 117
Abrasión y Resistencia al Derrapamiento. . . . . . . . . . . . 117
Resistencia y Contracción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Resistencia a Ácidos y Otras Sustancias Corrosivas . . . 118
Resistencia al Fuego y Propiedades Térmicas . . . . . . . . 119
Materiales Potencialmente Perjudiciales. . . . . . . . . . . . . . . 119
Reactividad Álcali-Agregado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Reacción Álcali-Silice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Síntomas Visuales de la Expansión por RAS . . . . . . . 121
Mecanismo de la RAS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Factores que Afectan la RAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Métodos de Ensayo para Identificar el Daño
por RAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Control de la RAS en el Concreto Nuevo . . . . . . . . . . 122
Identificación de los Agregados Potencialmente
Reactivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Materiales y Métodos para Control de la RAS. . . . . . 126
Reacción Álcali-Carbonato. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Mecanismo de la RAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Dedolomitización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Métodos de Ensayo para la Indentificación
de los Daños por RAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Materiales y Métodos de Control de RAC . . . . . . . . . 127
Beneficio de Agregados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Manoseo y Almacenamiento de Agregados . . . . . . . . . . . . 127
Agregado Dragado del Mar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Agregados de Concreto Reciclado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Capítulo 6
Aditivos para Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Aditivos Reductores de Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
Aditivos Reductores de Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
Reductores de Agua de Medio Rango. . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Reductores de Agua de Alto Rango . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Superplastificantes para Concretos Fluidos . . . . . . . . . . . . 141
Aditivos Retardadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Aditivos de Control de La Hidratación . . . . . . . . . . . . . . . 144
Aditivos Aceleradores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Inhibidores de Corrosión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Aditivos Reductores de Retracción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Aditivos Químicos para la Reducción de la Reactividad
Álcali-Agregado (Inhibidores de RAS) . . . . . . . . . . . . 146
Aditivos Colorantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Aditivos a Prueba de Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Aditivos Impermeabilizantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Auxiliar de Bombeo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Aditivos de Adherencia y Agentes de Adherencia . . . . . . 147
Aditivos para lechadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Aditivos Formadores de Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Purgador de Aire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Aditivos Fungicida, Germicida e Insecticida . . . . . . . . . . . 148
Aditivos Anti-Deslave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Compatibilidad de los Aditivos y los Materiales
Cementantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Almacenamiento y Dosificación de los Aditivos
Químicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Capítulo 7
Fibras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Ventajas y Desventajas del Uso de Fibras. . . . . . . . . . . . . . 153
Tipos y Propiedades de Fibras y su Efecto en el
Concreto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Fibras de Acero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Fibras de Vidrio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Fibras Sintéticas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Fibras Naturales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Fibras Naturales No Procesadas . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
Fibras de Madera (Fibras Naturales Procesadas). . . . 159
Sistemas Múltiplos de Fibras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
Capítulo 8
Concreto con Aire Incluido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Propiedades del Concreto con Aire Incluido . . . . . . . . . . . 161
Resistencia a la Congelación-Deshielo . . . . . . . . . . . . . . 162
Resistencia al Descascaramiento por
Descongelante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
Secado al Aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Tratamiento de Superficies Descascaradas . . . . . . . . . 166
Resistencia a los Sulfatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
Resistencia a la Reactividad Álcali-Silice . . . . . . . . . . . . 167
Resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
Trabajabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Materiales Inclusores de Aire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Factores Que Afectan el Contenido de Aire . . . . . . . . . . . . 170
Cemento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
Agregado Grueso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
Agregado Fino. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
Agua de Mezcla y Revenimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
Revenimiento y Vibración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
Temperatura del Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
Materiales Cementantes Suplementarios . . . . . . . . . . . . 176
Aditivos y Agentes Colorantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
Efecto del Mezclado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
Transporte y Manejo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
Acabado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
Pruebas para Determinar el Contenido de Aire. . . . . . . . . 178
Análisis del Sistema de Vacios de Aire del
Concreto Fresco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Contenidos Recomendados de Aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Capítulo 9
Diseño y Proporcionamiento de Mezclas
de Concreto Normal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Elección de las Características de la Mezcla . . . . . . . . . . . . 185
v

Relación entre Resistencia y
Relación Agua-Material Cementante . . . . . . . . . . . 185
Resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
Relación Agua-Material Cementante . . . . . . . . . . . . . . . 186
Agregados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
Contenido de Aire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Exposición Blanda. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Exposición Moderada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Exposición Severa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Revenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Contenido de Agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Contenido y Tipo de Materiales Cementantes . . . . . . . . 192
Aditivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Proporcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
Proporcionamiento a partir de Datos de Campo . . . . . . 194
Proporcionamiento con Mezclas de Prueba . . . . . . . . . . 195
Mediciones y Cálculos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
Densidad (Masa Unitaria, Peso Volumétrico, Peso
Unitario) y Rendimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
Volumen Absoluto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
Ejemplos de Proporcionamiento de Mezcla . . . . . . . . . . . . 197
Ejemplo 1. Método del Volumen (Métrico). . . . . . . . . . . 197
Condiciones and Especificaciones . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Relación Agua-Cemento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Contenido de Aire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Revenimiento (Asentamiento) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Contenido de Agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Contenido de Cemento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Contenido de Agregado Grueso . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Contenido de Adetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Contenido de Agregado Fino. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Humedad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Mezcla de Prueba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
Ajustes de la Mezcla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
Ejemplo 2. Método de Volumen Absoluto
(Unidades Pulgada y Libras) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
Condiciones y Especificaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
Resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Agregado Grueso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Revenimiento (Asentamiento) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Contenido de Cemento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Contenido de Aditivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Humedad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
Mezcla de Prueba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
Reductores de Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
Puzolanas y Escorias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
Ejemplo 3. Mezclas de Prueba en Laboratorio
Usando el Método PCA de la
Relación Agua-Cemento (Métrico) . . . . . . . . . . . . . 204
Requisitos de Durabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
Requisitos de Resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
Tamaño del Agregado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
Revenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
Cantidades de Mezcla. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
Trabajabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
Proporciones de la Mezcla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
Ejemplo 4. Mezclas de Prueba en Laboratorio
Usando el Método PCA de la Relación
Agua-Cemento (Unidades Pulgada-Libra . . . . . . . 206
Tamaño del Agregado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Revenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Cantidades de la Mezcla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Trabajabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
Proporciones de la Mezcla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
Ejemplo 5. Método del Volumen Absoluto
Usando Varios Materiales Cementantes y
Aditivos (Métrico). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
Resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
Relación Agua-Material Cementante. . . . . . . . . . . . . . 211
Revenimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
Contenido de Agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
Contenido de Material Cementante. . . . . . . . . . . . . . . 211
Contenido de Adetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
Humedad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
Mezcla de Prueba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
Concreto para Pequeñas Obras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
Revisión del Diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
Capítulo 10
Dosificación, Mezclado, Transporte y
Manejo del Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
Dosificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
Mezclado del Concreto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
Mezclado Estacionario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
Concreto Premezclado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Concreto Mezclado en Dosificadora Móvil
(Mezcladora Continua). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Remezclado del Concreto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Transporte y Manejo del Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
Retrasos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
Endurecimiento Prematuro y Secado . . . . . . . . . . . . . 222
vi

Segregación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
Métodos y Equipos de Transporte y Manejo
del Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
Elección del Mejor Método . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
Trabajo en el Nivel del Terreno y Abajo Nivel
del Terreno. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
Trabajo Superior al Nivel del Terreno . . . . . . . . . . . . . . . 227
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
Capítulo 11
Colado y Acabado del Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
Preparación Antes de la Colocación (Colado) . . . . . . . . . . 229
Depósito del Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
Colocación de Concreto Bajo el Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
Técnicas Especiales de Colocación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
Consolidación del Concreto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
Vibración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Vibración Interna. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Vibración Externa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
Consecuencias de la Vibración Inadecuada . . . . . . . . 236
Losas de Concreto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
Preparación de la Subrasante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
Subbase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
Retardadores de Vapor y Prevención de
Problemas de Humedad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
Cimbras (Encofrados). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Protección Contra la Lluvia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Colocación y Esparcido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Nivelación (Enrasado) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Aplanado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
Bordeado y Junteado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
Emparejado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
Alisado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
Cepillado (Escobillado) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
Curado y Protección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
Colado sobre el Concreto Endurecido. . . . . . . . . . . . . . . . . 243
Juntas de Construcción Adherentes al Concreto
Estructural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
Preparación del Concreto Endurecido . . . . . . . . . . . . . . 244
Adherencia del Concreto Nuevo con el
Concreto Previamente Endurecido . . . . . . . . . . . . . 245
Ejecución de Juntas en Pisos y Muros. . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Juntas de Aislamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Juntas de Contracción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Juntas de Construcción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
Disposición de las Juntas para Pisos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
Relleno de Juntas de Pisos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
Pisos sin Juntas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
Descimbrado o Desencofrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
Parcheado, Limpieza y Acabado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Agujeros, Defectos y Capas Superpuestas . . . . . . . . . . . 251
Curado de Parches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
Limpieza de las Superficies de Concreto . . . . . . . . . . . . 252
Acabado de las Superficies Descimbradas . . . . . . . . . . . 253
Acabados Especiales de la Superficie . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
Patrones y Texturas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
Concreto con Agregado Expuesto . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
Acabados Coloridos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Pinturas y Recubrimientos Transparentes . . . . . . . . . . . 256
Precauciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Proteja su Cabeza y Ojos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Protección para la Espalda. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Proteja su Piel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
Capítulo 12
Curado del Concreto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
Métodos y Materiales de Curado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
Encharcamiento e Inmersión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
Rociado o Aspersión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
Coberturas Húmedas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
Papel Impermeable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
Hojas de Plástico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
Compuestos de Curado Formadores de Película. . . . . . 265
Curado por Humedad Interna. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
Cimbras Dejadas en su Lugar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
Curado a Vapor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
Mantas o Cubiertas Aislantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
Curado Eléctrico, con Aceite, Microondas
y Rayos Infrarrojos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
Tiempo y Temperatura de Curado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
Compuestos Selladores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Capítulo 13
Colado en Clima Caluroso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
Cuando Tomar Precauciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
Efecto de las Altas Temperaturas en el Concreto . . . . . . . . 274
Enfriamiento de las Materiales del Concreto . . . . . . . . . . . 275
Materiales Cementantes Suplementarios . . . . . . . . . . . . . . 278
Preparación Antes del Colado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Transporte, Colado y Acabado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
Fisuración por Retracción Plástica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
Curado y Protección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Aditivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Calor de Hidratación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Capítulo 14
Colado en Clima Frío . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
Efecto de la Congelación del Concreto Fresco . . . . . . . . . . 285
Desarrollo de Resistencia a Bajas Temperaturas . . . . . . . . 286
Calor de Hidratación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
Mezclas Especiales de Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
Concreto con Aire Incluido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
Temperatura del Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
Temperatura del Concreto al Mezclarse . . . . . . . . . . . . . 289
Temperatura del Agregado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
Temperatura del Agua de Mezcla . . . . . . . . . . . . . . . . 290
Temperatura del Concreto al Colarse y Mantenerse . . . 291
Enfriamiento Después del Periodo de Protección . . . . . 291
vii

Ensayos de Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
Colado al Nivel del Terreno. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
Colado Arriba del Nivel del Terreno. . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
Recintos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
Materiales Aislantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
Calentadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
Duración de la Calefacción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
Curado Húmedo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
Término del Periodo de Calefacción . . . . . . . . . . . . . . . . 300
Remoción de las Cimbras y Reapuntalamiento . . . . . . . . . 301
Concepto de Madurez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
Capítulo 15
Cambios de Volumen del Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . 305
Cambios de Volumen en Edad Temprana. . . . . . . . . . . . . . 305
Contracción Química . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
Contracción Autógena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
Hundimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
Contracción Plástica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
Hinchazón . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
Expansión Térmica Temprana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
Cambios de Humedad (Contracción por Secado)
del Concreto Endurecido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
Efecto de los Ingredientes sobre la Contracción
por Secado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
Efecto del Curado sobre la Contracción por Secado . . . 312
Cambios de Temperatura en el Concreto Endurecido . . . . 313
Temperaturas Bajas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
Temperaturas Elevadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
Alabeo (Combadura) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
Deformaciones Elásticas e Inelásticas . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
Deformación Unitaria por Compresión . . . . . . . . . . . . . 316
Módulo de Elasticidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
Deflexión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
Coeficiente de Poisson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
Deformación Unitaria por Cortante . . . . . . . . . . . . . . . . 317
Deformación Unitaria por Torsión . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
Fluencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
Cambios Químicos y Sus Efectos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
Carbonatación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
Ataque de Sulfatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
Reacciones Álcali-Agregado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
Capítulo 16
Ensayos de Control del Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
Clases de Ensayos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
Frecuencia de los Ensayos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
Ensayos de Agregados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
Muestreo de Agregados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
Impurezas Orgánicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
Material Fino Objetable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
Granulometría. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
Contenido de Humedad en los Agregados. . . . . . . . . . . 328
Ensayos del Concreto Fresco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
Muestreo del Concreto Fresco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
Consistencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
Medición de la Temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
Densidad y Rendimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
Especimenes para Resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
Tiempo de Fraguado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
Ensayos de Compresión Acelerados para la
Proyección de la Resistencia a Edades más
Avanzadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
Contenido de Cloruros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
Contenido de Cemento Portland, Contenido de
Agua, Relación Agua-Cemento . . . . . . . . . . . . . . . . 336
Contenido de Material Cementante Suplementario. . . . 336
Sangrado (Exudación) del Concreto . . . . . . . . . . . . . . . . 336
Ensayos del Concreto Endurecido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
Ensayos de Resistencia en el Concreto Endurecido. . . . 337
Evaluación de los Resultados de las Pruebas de
Compresión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
Densidad, Densidad Relativa (Gravedad
Específica), Absorción y Vacíos . . . . . . . . . . . . . . . . 340
Contenido de Cemento Portland . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
Contenido de Material Cementante Suplementario
y de Aditivo Orgánico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
Contenido de Cloruros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
Análisis Petrográfico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
Cambios de Volumen y de Longitud. . . . . . . . . . . . . . . . 342
Durabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
Resistencia a Congelación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
Resistencia a los Sulfatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
Reactividad de Álcali-Silice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
Reactividad de Álcali-Carbonato. . . . . . . . . . . . . . . . . 343
Resistencia a la Corrosión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
Resistencia a la Abrasión (al desgaste) . . . . . . . . . . . . 344
Ensayo de Humedad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
Carbonatación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
Métodos de Ensayo de pH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
Permeabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
Métodos de Ensayos No Destructivos . . . . . . . . . . . . . . 345
Ensayos con Esclerómetro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
Ensayos de Penetración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
Ensayos de Madurez. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
Ensayos de Arranque (Pullout) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
Ensayos de Rotura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
Ensayos Dinámicos o de Vibración . . . . . . . . . . . . . . . 347
Otros Ensayos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
Capítulo 17
Concreto de Alto Desempeño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
Concreto de Alta Resistencia Inicial . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
Concreto de Alta Resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
Cemento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
viii

Material Cementante Suplementario. . . . . . . . . . . . . . . . 361
Agregados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
Aditivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
Proporcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
Mezclado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
Colado, Consolidación y Curado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
Control de Calidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
Concreto de Alta Durabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
Resistencia a Abrasión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
Resistencia a la Explosión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
Permeabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
Difusión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
Carbonatación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
Control de Temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
Resistencia a Congelación-Deshielo . . . . . . . . . . . . . . . . 367
Ataque Químico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
Reactividad Álcali-Silice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
Resistividad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368
Concreto Autocompactante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368
ConcretConcreto de Polvo Reactivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
Capítulo 18
Concretos Especiales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
Concreto Ligero Estructural. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
Agregados Ligeros Estructurales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
Resistencia a Compresión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
Aire Incluido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
Especificaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
Mezclado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
Trabajabilidad y Facilidad de Acabado. . . . . . . . . . . . . . 377
Revenimiento (Asentamiento) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
Vibración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
Colocación, Acabado y Curado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
Concretos Ligeros Aislantes y de Resistencia
Moderada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
Grupo I. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
Grupo II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
Grupo III . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
Proporciones de la Mezcla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
Trabajabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
Mezclado y Colocación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
Resistividad Térmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
Resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
Resistencia a Congelación y Deshielo . . . . . . . . . . . . . . . 381
Contracción por Secado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
Juntas de Expansión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
Concreto Celular Autoclavado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
Concreto de Densidad Elevada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
Agregados de Densidad Elevada . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
Adiciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
Propiedades del Concreto de Densidad Elevada . . . . . . 383
Proporcionamiento, Mezclado y Colocación . . . . . . . . . 383
Concreto Masivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
Concreto con Agregado Precolocado . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
Concreto Sin Revenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
Concreto Compactado con Rodillos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
Estructuras de Control de Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
Pavimientos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
Suelo-Cemento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
Concreto Lanzado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
Concreto de Contracción Compensada. . . . . . . . . . . . . . . . 390
Concreto Poroso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
Concreto Blanco y Concreto Colorido. . . . . . . . . . . . . . . . . 390
Concreto Blanco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
Concreto Colorido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
Método de Agitado en Seco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
Concreto de Cemento Portland Polimerizado . . . . . . . . . . 392
Ferrocemento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
Apéndice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
Normas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
Sinónimos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440
Factores de Conversión para el Sistema Métrico . . . . . . . . 443
Asociaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444
ix

x

El concreto (hormigón) es básicamente una mezcla de dos
componentes: agregados y pasta. La pasta, compuesta de
cemento portland y agua, une los agregados, normalmente
arena y grava (piedra triturada piedra machacada,
pedrejón), creando una masa similar a una roca. Esto
ocurre por el endurecimiento de la pasta en consecuencia
de la reacción química del cemento con el agua (Fig. 1-1).
Otros materiales cementosos (cementantes) y adiciones
minerales se pueden incluir en la pasta*.
Generalmente los agregados se dividen en dos grupos:
finos y gruesos (áridos). Los agregados finos pueden ser
arena natural o artificial (manufacturadas) con partículas
de hasta 9.5 mm (3⁄8 pulg.); agregados gruesos son las
partículas retenidas en la malla 1.18 mm (tamiz no.16) y
pueden llegar hasta 150 mm (6 pulg.). El tamaño máximo
del agregado grueso comúnmente empleado es 19 mm o 25
mm (3⁄4 pulg. o 1 pulg.). Un agregado de tamaño interme-
Capítulo 1
Fundamentos del Concreto
dio, cerca de 9.5 mm (3⁄8 pulg.) es, algunas veces,
adicionado para mejorar la granulometría general del agre-
gado.
La pasta se compone de materiales cementantes, agua
y aire atrapado o aire incluido (intencionalmente incorpo-
rado). La pasta constituye aproximadamente del 25% hasta
40% del volumen total del concreto. La Figura 1-2 enseña
que el volumen absoluto del cemento está normalmente
entre 7% y 15% y el volumen del agua está entre 14% y
21%. El contenido de aire atrapado varía del 4% hasta 8%
del volumen.
Como los agregados constituyen aproximadamente
del 60% al 75% del volumen total del concreto, su selección
es muy importante. Los agregados deben componerse de
partículas con resistencia mecánica adecuada y con
resistencia a las condiciones de exposición y no deben
contener materiales que puedan causar deterioración del
concreto. La granulometría continua de tamaños de
partículas es deseable para el uso eficiente de la pasta. A lo
largo de este texto, se asumirá que se usan agregados
apropiados, a menos que se señale de otra manera.
* El texto está dirigido para la utilización del cemento portland en la
producción del concreto. El término “cemento portland” se refiere al
cemento hidráulico de silicato de calcio, producido por el calen-
tamiento de los materiales que contienen calcio, silicio, aluminio y
hierro. El término “cemento” usado a lo largo del texto se refiere al
cemento portland o al cemento adicionado (mezclado o compuesto),
a menos que se señale de otra manera. El término materiales cemen-
tantes (cementosos) significa cemento portland o cemento adicio-
nado, usados con o sin materiales cementantes suplementarios.
Fig. 1-1. Componentes del concreto: cemento, agua, agre-
gado fino, agregado grueso, son combinados para formar el
concreto. (55361)
Concreto
con aire
incluido
Concreto
sin aire
incluido
Cemento
15%
Agua
18%
Agreg. Fino
28%
Agreg. Grueso
31%
Aire
8%
7% 14% 4% 24% 51%
15% 21% 3% 30% 31%
7% 16% 1% 25% 51%
Mezcla 1
Mezcla 2
Mezcla 3
Mezcla 4
Fig. 1-2. Variación de las proporciones usadas en concreto,
en volumen absoluto. Las barras 1 y 3 representan mezclas
ricas con agregados de pequeño tamaño. Las barras 2 y 4
representan mezclas pobres con agregados gruesos
grandes.
1

• Aumento de la resistencia a las intemperies
• Mejor unión entre concreto y armadura
• Reducción de la retracción (contracción, encogimiento)
y de la fisuración (agrietamiento, fisuramiento)
• Menores cambios de volumen causado por la
mojadura y el secamiento
Cuanto menos agua se usa, mejor es la calidad del
concreto, si es que la mezcla se puede consolidar adecuada-
mente. Menores cantidades de agua de mezcla (mezclado)
resultan en mezclas más rígidas (secas); pero, con
vibración, aún las mezclas más rígidas pueden ser fácil-
mente colocadas. Por lo tanto, la consolidación por
vibración permite una mejoría de la calidad del concreto.
Tanto las propiedades del concreto fresco (plástico)
como del concreto endurecido se pueden cambiar con la
adición al concreto de aditivos químicos, normalmente en
la forma líquida, durante la dosificación. Los aditivos
químicos comúnmente se emplean para (1) el ajuste del
tiempo de fraguado o de endurecimiento, (2) la reducción
de la demanda de agua, (3) el aumento de la trabajabilidad
(manejabilidad, docilidad), (4) la inclusión intencional de
aire y (5) el ajuste de otras propiedades del concreto fresco
o endurecido.
Después del término del proporcionamiento, dosifi-
cación, colocación (hormigonado, puesta, colado), consoli-
dación, acabamiento y curado adecuados, el concreto se
endurece, se transforma en un material no-combustible,
durable, resistente a la abrasión y impermeable lo cual
requiere poca o ninguna conservación (mantenimiento).
Además, el concreto es un excelente material de construc-
ción porque se lo puede moldear en una gran variedad de
formas, colores y texturas para ser utilizado en un número
ilimitado de aplicaciones.
CONCRETO RECIÉN MEZCLADO
El concreto recién mezclado (amasado) debe ser plástico o
semifluido y generalmente capaz de ser moldeado a mano.
Una mezcla de concreto muy húmeda se puede moldear en
La calidad del concreto depende de la calidad de la
pasta y del agregado y de la unión entre los dos. En un
concreto adecuadamente confeccionado, cada y toda
partícula de agregado es completamente cubierta por la
pasta y todos los espacios entre las partículas de agregados
se llenan totalmente con pasta, como se enseña en la Figura
1-3.
Para cualquier grupo de materiales y condiciones de
curado, la calidad del concreto endurecido es fuertemente
influenciada por la cantidad de agua usada con relación a
la cantidad de cemento (Fig. 1-4). Cuando grandes canti-
dades de agua son innecesariamente empleadas, ellas
diluyen la pasta de cemento (la cola o pegamento del
concreto). Las ventajas de la disminución de la cantidad de
agua son:
• Aumento de la resistencia a la compresión (resistencia
en compresión) y de la resistencia a flexión
• Disminución de la permeabilidad, entonces disminu-
ción de la absorción y aumento de la estanquidad
(hermeticidad)
2
Diseño y Control de Mezclas de Concreto N EB201
Fig. 1-3. Sección transversal del concreto endurecido, confeccionado con grava arredondeada de silicio (izquierda) y
calcáreo triturado (derecha). La pasta de cemento y agua cubre completamente cada partícula de agregado y llena todos los
espacios entre las partículas. (1051, 1052)
Fig. 1-4. Diez cilindros de pasta de cemento con relaciones
agua-cemento de 0.25 a 0.70. La faja indica que cada
cilindro contiene la misma cantidad de cemento. El aumento
del agua, diluye el efecto de la pasta de cemento,
aumentando el volumen, reduciendo el peso específico y
disminuyendo la resistencia.

el sentido de que puede colarse en el molde o cimbras
(encofrado), pero no está dentro de la definición de “plás-
tico” – aquél que es flexible y capaz de ser moldeado de la
misma manera que un terrón de arcilla para moldear.
En una mezcla plástica de concreto todos los granos de
arena y los pedazos de grava o piedra son envueltos y
sostenidos en suspensión. Los ingredientes no son propen-
sos a la segregación durante el transporte; y cuando el
concreto se endurece, se transforma en una mezcla
homogénea de todos los componentes. Durante la colo-
cación, el concreto de consistencia plástica no se
desmorona, mas fluye lentamente sin segregarse.
En la práctica de la construcción, las piezas o elementos
muy delgados de concreto y fuertemente armados (reforza-
dos) requieren mezclas trabajables para facilitar su colo-
cación, pero no con consistencia muy fluida. Es necesaria
una mezcla plástica para la resistencia y el mantenimiento
de la homogeneidad durante el manejo y la colocación.
Como una mezcla plástica es apropiada para la mayoría de
las obras en concreto, se pueden usar los aditivos plastifi-
cantes (fluidificantes) para que el concreto fluya más fácil-
mente en elementos delgados y fuertemente reforzados.
Mezclado
La Figura 1-1 muestra separadamente los componentes
básicos del concreto. Son necesarios esfuerzo y cuidado
para que se asegure que la combinación de estos elementos
sea homogénea. La secuencia de carga de los ingredientes
en la mezcladora (hormigonera) puede desempeñar un
papel importante en la uniformidad del producto acabado.
La secuencia, sin embargo, puede variar y aún producir un
concreto de buena calidad. Las diferentes secuencias
requieren ajustes en el momento de la adición del agua, el
número total de revoluciones del tambor de la mezcladora
y la velocidad de la revolución. El volumen del concreto
mezclado en relación con el tamaño del tambor de la
mezcladora, el tiempo transcurrido entre el propor-
cionamiento y el mezclado, y el diseño, configuración y
condiciones del tambor y de las paletas de la mezcladora
son otros factores importantes en el mezclado. Las
mezcladoras aprobadas, correctamente operadas y conser-
vadas garantizan un intercambio de materiales de extremo
a extremo a través de la acción del rolado, plegado y
amasado del volumen del concreto sobre si mismo mien-
tras que el concreto se mezcla.
Trabajabilidad
La facilidad de colocación, consolidación y acabado del
concreto fresco y el grado que resiste a la segregación se
llama trabajabilidad. El concreto debe ser trabajable pero
los ingredientes no deben separarse durante el transporte y
el manoseo (Fig. 1-5).
El grado de la trabajabilidad que se requiere para una
buena colocación del concreto se controla por los métodos
de colocación, tipo de consolidación y tipo de concreto. Los
diferentes tipos de coloca-
ción requieren diferentes
niveles de trabajabilidad.
Los factores que
influyen en la trabajabili-
dad del concreto son: (1) el
método y la duración del
transporte; (2) cantidad y
características de los mate-
riales cementantes; (3)
consistencia del concreto
(asentamiento en cono de
Abrams o revenimiento);
(4) tamaño, forma y tex-
tura superficial de los
agregados finos y gruesos;
(5) aire incluido (aire
incorporado); (6) cantidad
de agua; (7) temperatura
del concreto y del aire y (8)
aditivos. La distribución
uniforme de las partículas de agregado y la presencia de
aire incorporado ayudan considerablemente en el control
de la segregación y en la mejoría de la trabajabilidad. La
Figura 1-6 enseña el efecto de la temperatura de colocación
sobre la consistencia o asentamiento en cono de Abrams y
sobre la trabajabilidad potencial de las mezclas.
Las propiedades relacionadas con la trabajabilidad
incluyen consistencia, segregación, movilidad, bombeabili-
dad, sangrado (exudación) y facilidad de acabado. La
consistencia es considerada una buena indicación de traba-
jabilidad. El asentamiento en cono de Abrams se usa como
medida de la consistencia y de la humedad del concreto.
Un concreto de bajo revenimiento tiene una consistencia
Temperatura de colocación, O
F
Temperatura de colocación, O
C
32 52 72 92
200
150
100
50
0 0
Revenimiento,mm
Revenimiento,pulg.
8
6
4
2
Cemento A
Cemento B
0 10 20 30 40
Fig. 1-5. El concreto de buena
trabajabilidad debería fluir
lentamente hacia el lugar, sin
segregación. (59292)
Fig. 1-6. Efecto de la temperatura de colocación (hormi-
gonado o puesta en obra) en el asentamiento en cono de
Abrams (y la trabajabilidad relativa) de dos concretos con-
feccionados con diferentes cementos. (Burg 1996)
3
Capítulo 1 N Fundamentos del concreto

usado para rellenar vacíos, proporcionar soporte o propor-
cionar impermeabilidad con una buena adhesión debe
presentar bajo sangrado para evitar formación de bolsas de
agua. Consulte Powers (1939), Steinour (1945) y Kosmatka
(1994).
Consolidación
La vibración mueve las partículas del concreto recién
mezclado, reduce el rozamiento (fricción) entre ellas y les
da la movilidad de un fluido denso. La acción vibratoria
permite el uso de mezclas más rígidas con mayores propor-
ciones de agregado grueso y menores proporciones de
agregados finos. Si el agregado es bien graduado, cuanto
mayor es su tamaño máximo, menor es el volumen para
llenarse por la pasta y menor es el área superficial para ser
cubierta por la pasta, así menos agua y cemento son nece-
sarios. El concreto con la granulometría óptima del agre-
gado es más fácil de consolidarse y colocarse (Fig. 1-8,
izquierda). La consolidación del agregado grueso, bien
como de mezclas más rígidas mejoran la calidad y la
economía. Por otro lado, la mala consolidación puede
resultar en un concreto poroso y débil (Fig. 1-9) con poca
durabilidad (Fig. 1-8, derecha).
rígida o seca. Si la consistencia es muy seca y rígida, la colo-
cación y compactación del concreto serán difíciles y las
partículas más grandes de agregados pueden separarse de
la mezcla. Sin embargo, no debe suponerse que una mezcla
más húmeda y fluida es más trabajable. Si la mezcla es muy
húmeda, pueden ocurrir segregación y formación de
huecos. La consistencia debe ser lo más seca posible para
que aún se permita la colocación empleándose los equipos
de consolidación disponibles. Véase Powers (1932) y
Scanlon (1994).
Sangrado y Asentamiento
Sangrado (exudación) es el desarrollo de una camada de
agua en el tope o en la superficie del concreto recién colo-
cado. Es causada por la sedimentación (asentamiento) de
las partículas sólidas (cemento y agregados) y simultánea-
mente la subida del agua hacia la superficie (Fig. 1-7). El
sangrado es normal y no debería disminuir la calidad del
concreto adecuadamente colocado, acabado y curado. Un
poco de sangrado es útil en el control de la fisuración por
retracción plástica. Por otro lado, la excesiva aumenta la
relación agua-cemento cerca de la superficie; puede ocurrir
una camada superficial débil y con poca durabilidad,
particularmente si se hace el acabado cuando el agua de
sangrado aún está presente. Los vacíos y bolsas de agua
pueden ocurrir, resultantes del acabado prematuro de la
superficie.
Después que toda el agua de sangrado (exudación) se
evapore, la superficie endurecida va a ser un poco más baja
que la superficie recién colocada. Esta disminución de la
altura desde el momento de la colocación (puesta, colado)
hasta el inicio del fraguado se llama retracción por sedi-
mentación.
La tasa de sangrado (exudación) y la capacidad de
sangrado (sedimentación total por unidad de peso del
concreto original) aumentan con la cantidad inicial de
agua, altura del elemento de concreto y presión. El uso de
agregados de granulometría adecuada, ciertos aditivos
químicos, aire incluido, materiales cementantes suplemen-
tarios y cementos más finos reduce el sangrado. El concreto
4
Fig. 1-8. Una buena consolidación (izquierda) es necesaria
para lograrse un concreto denso y durable. Una
consolidación pobre (derecha) puede resultar en corrosión
temprana de la armadura (refuerzo) y baja resistencia a
compresión. (70016, 68806)
Fig. 1-7. Agua de exudación en la superficie del concreto
recién colado en la losa. (P29992)

La vibración me-
cánica tiene muchas
ventajas. Los vibradores
permiten una colo-
cación económicamente
viable de mezclas que
no se pueden consoli-
dar manualmente bajo
muchas condiciones.
Por ejemplo, la Figura
1-10 presenta un con-
creto con consistencia
rígida (bajo reveni-
miento). Este concreto
se vibró mecánicamente
en las cimbras, con-
tiendo armadura poco
espaciada. Para una
consolidación con vara
manual, sería necesaria
una consistencia bien
más húmeda.
Hidratación, Tiempo de Fraguado y
Endurecimiento
La calidad de unión (adhesión) de la pasta de cemento
portland se debe a las reacciones químicas entre el cemento
y el agua, conocidas como hidratación.
El cemento portland no es un compuesto químico
sencillo, es una mezcla de muchos compuestos. Cuatro de
ellos totalizan 90% o más del peso del cemento portland:
silicato tricálcico, silicato dicálcico, aluminato tricálcico y
ferroaluminato tetracálcico (alumino ferrito tetracálcico).
Además de estos compuestos principales, muchos otros
desempeñan un papel importante en el proceso de hidra-
tación. Cada tipo de cemento portland contiene los mismos
cuatro compuestos principales, pero en proporciones dife-
rentes.
Cuando se examina el clínker (clinquer) (el producto
del horno que se muele para fabricar el cemento portland)
al microscopio, la mayoría de sus compuestos individuales
se puede identificar y sus cantidades se pueden determi-
nar. Sin embargo, los granos más pequeños no se pueden
detectar visualmente. El promedio del diámetro de las
partículas de un cemento típico es aproximadamente 15
micrómetros. Si todas las partículas tuviesen este diámetro
promedio, el cemento portland contendría aproximada-
mente 300 billones de partículas por kilogramo, pero en
realidad, existen unos 16,000 billones de partículas por
kilogramo, debido a la amplia variación del tamaño de las
partículas. Las partículas en un kilogramo de cemento
portland tienen un área superficial de aproximadamente
400 metros cuadrados.
Los dos silicatos de calcio, los cuales constituyen 75%
del peso del cemento portland, reaccionan con el agua para
formar dos compuestos: hidróxido de calcio y silicato de
calcio hidrato (hidrato de silicato de calcio). Este último es,
sin duda, el más importante compuesto del concreto. Las
propiedades de ingeniería del concreto – fraguado y
endurecimiento, resistencia y estabilidad dimensional –
dependen principalmente del silicato de calcio hidratado.
Éste es el corazón del concreto.
La composición química del silicato de calcio
hidratado es un tanto variable, pero contiene cal (CaO) y
dióxido de silicio (SiO2) en una proporción de 3 para 2. El
área superficial del silicato de calcio hidratado es unos 300
metros cuadrados por gramo. En pastas endurecidas de
cemento, el silicato de calcio hidratado forma un vínculo
denso entre las otras fases cristalinas y los granos de
cemento aún no hidratados; también se adhiere a los
granos de arena y a los agregados gruesos, cementándolo
todo junto (Copeland y Schulz, 1962).
Mientras el concreto se endurece, su volumen bruto
permanece casi inalterado, pero el concreto endurecido
contiene poros llenos de agua y aire, los cuales no tienen
resistencia. La resistencia está en las partes sólidas de la
pasta, sobre todo en el silicato de calcio hidratado y en los
compuestos cristalinos.
Cuanto menos porosa es la pasta de cemento, más
resistente es el concreto. Por lo tanto, al mezclarse el
concreto, no se debe usar más agua que aquélla estricta-
mente necesaria para obtenerse un concreto plástico y
trabajable. Incluso, la cantidad de agua usada es normal-
mente mayor que la necesaria para la hidratación completa
del cemento. Aproximadamente se necesitan 0.4 gramos de
agua por gramo de cemento para la hidratación completa
del cemento (Powers 1948 y 1949). Sin embargo, la hidra-
tación completa es rara en los concretos de las obras,
debido a una falta de humedad y al largo periodo de
tiempo (décadas) que se requiere para obtener la hidrat-
ación total.
5
100
80
60
40
20
0
0 5 10 15 20 25 30
Vacios, %
Resistencia a compresión
Resistencia a flexión
Módulo de elasticidad
Reducciónenlaspropiedadesdelconcreto,%
Fig. 1-9. Efecto de los vacíos, resultantes de la carencia de
consolidación, sobre el módulo de elasticidad, resistencia a
compresión y resistencia a flexión del concreto.
Fig. 1-10. Concreto con con-
sistencia rígida (bajo asenta-
miento o bajo revenimiento) en
cono de Abrams o cono de
revenimiento). (44485)

de hidratación. Cuando la humedad relativa dentro del
concreto baja para cerca de 80% o la temperatura del
concreto baja para menos del cero, la hidratación y el gano
de resistencia se interrumpen. La Figura 1-12 enseña la
relación entre incremento de resistencia y curado húmedo,
mientras que la Figura 1-13 muestra la relación entre el
aumento de resistencia y la temperatura del curado.
Si se vuelve a saturar el concreto después del periodo
de secado (desecación), la hidratación empieza nueva-
El conocimiento de la cantidad de calor liberado por la
hidratación del cemento puede ser útil para el
planeamiento de la construcción. En invierno, el calor de
hidratación va a ayudar a proteger el concreto contra los
daños causados por las temperaturas muy bajas. Sin
embargo, el calor puede ser perjudicial, como por ejemplo
en estructuras masivas, tales como las presas, pues puede
producir temperaturas diferenciales indeseables.
El conocimiento de la velocidad de reacción entre el
cemento y el agua es importante porque determina el
tiempo de fraguado y endurecimiento. La reacción inicial
debe ser suficientemente lenta para que haya tiempo para
transportar y colocar el concreto. Una vez que el concreto
ha sido colocado y acabado, es deseable un endurecimiento
rápido. El yeso, que se añade en el molino de cemento
cuando al molerse el clínker, actúa como un regulador del
fraguado inicial del cemento portland. La finura del
cemento, aditivos, cantidad de agua adicionada y tempe-
ratura de los materiales en el momento de la mezcla son
otros factores que influyen la tasa de hidratación. La Figura
1-11 muestra las propiedades de fraguado de mezclas de
concreto en diferentes temperaturas.
6
600
500
400
300
200
100
0
0 7 28 91 365
8
6
4
2
0
Edad del ensayo, días
Curado húmedo todo el tiempo
Al aire después de 28 días
de curado húmedo
Al aire después de 7 días
de curado húmedo
En ambiente de laboratorio
todo el tiempo
Resistenciaacompresión,kg/cm2
Resistenciaacompresión,1000lb/pulg2
MPa = 10.2 kg/cm2
Fig. 1-12. La resistencia del concreto aumenta con la edad,
desde que haya adecuada humedad y temperatura
favorable para la hidratación del cemento (Gonnerman y
Shuman 1928).
0
100
200
500
400
300
0 10 20 30
Edad, días
10/10 (50/50)
23/10 (73/50)
23/23 (73/73)
32/32 (90/90)
Temperatura de colocación/curado, °C (°F)
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Resistenciaacompresión,lb/pulg2
MPa = 10.2 kg/cm2
Fig. 1-13. Efecto de la temperatura de colocación y de
curado sobre el desarrollo de la resistencia. Observe que
las temperaturas más frías resultan en resistencias
tempranas menores y resistencias mayores a altas edades.
0
1
2
3
4
5
6
7
100
0
200
300
400
0 2 4 6 8 10 12 14
Resistenciaapenetración,kg/cm2
Tiempo, hr
Curado a 32O
C (90O
F)
23O
C (73O
F)
10O
C (50O
F)
Fraguado Inicial
Fraguado final
MPa = 10.2 kg/cm2
ASTM C 403
(AASHTO T 22)
Resistenciaapenetración,1000lb/pulg2
Fig. 1-11. Tiempo de inicio y fin de fraguado para una mezcla
de concreto en diferentes temperaturas (Burg 1996).
CONCRETO ENDURECIDO
Curado
El aumento de la resistencia con la edad continúa desde
que (1) el cemento no hidratado aún esté presente, (2) el
concreto permanezca húmedo o la humedad relativa del
aire esté arriba de aproximadamente 80% (Powers 1948),
(3) la temperatura del concreto permanezca favorable y (4)
haya suficiente espacio para la formación de los productos

mente y la resistencia vuelve a aumentar. Sin embargo, es
mucho mejor que el curado húmedo sea aplicado continu-
amente desde el momento de la colocación hasta que el
concreto haya alcanzado la calidad deseada; una vez que el
concreto se haya secado completamente, es muy difícil
volver a saturarlo. La Figura 1-14 ilustra el aumento de
resistencia de un concreto expuesto al aire libre por un pe-
riodo largo de tiempo. La exposición al aire libre normal-
mente proporciona humedad a través del contacto con el
suelo y la lluvia. Los concretos en ambientes internos
normalmente secan completamente después del curado y
no continúan a desarrollar resistencia (Fig. 1-12).
Velocidad de Secado del Concreto
El concreto no se endurece o se cura con el secado. El
concreto (o más precisamente el cemento en él) necesita de
humedad para hidratarse y endurecerse. Cuando el
concreto se seca, la resistencia para de crecer; el hecho es
que el secado no indica que haya ocurrido suficiente
hidratación para que se obtengan las propiedades físicas
deseables.
El conocimiento de la velocidad de desecación (tasa de
secado) es útil para el entendimiento de las propiedades o
condiciones físicas del concreto. Por ejemplo, como
mencionado, el concreto necesita tener suficiente humedad
durante el periodo de curado para que el concreto se
hidrate hasta que se puedan lograr las propiedades
deseables. Los concretos recién colocados normalmente
tienen abundancia de agua, pero a medida que el secado
progresa de la superficie para el interior del concreto, el
aumento de resistencia continúa solo hasta cada profundi-
dad, desde que la humedad relativa en aquella profundi-
dad permanezca arriba de los 80%.
Un buen ejemplo de esto es la superficie de los pisos en
concreto que no tuvo suficiente curado húmedo. Como se
ha secado rápidamente, el concreto en la superficie es flaco
y el tráfico en él crea polvo. Así también, al secarse, el
concreto se retrae por la pérdida de agua (Fig. 1-15), de la
misma manera que ocurre con la madera y la arcilla (pero
no tanto). La retracción por secado es la principal causa de
fisuración y el ancho de las fisuras (grietas, rajaduras) es
función del grado de desecación, espaciamiento y frecuen-
cia de las fisuras y edad del aparecimiento de las fisuras.
7
50
60
70
80
90
100
Humedadrelativa,porcentaje
0
200
400
600
800
Contracción,millonésimos
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0 75 150 225 300 375
Pérdidademasa,kg
Tiempo de secado, días
Concreto de densidad normal
Contenido de cemento: 270 kg/m3
(454 lb/yd3
)
Relación a/c: 0.66
profundidad 75 mm (3 pulg.)
45 (13/4)
6 (1/4)
20 (3/4)
Fig. 1-15. Distribución de la humedad relativa, retracción
(contracción, encogimiento) por secado (desecación) y
pérdida de masa de cilindros de 150 x 300-mm (6 x 12-pulg.)
sometidos a curado húmedo por 7 días y posteriormente a
desecación al aire del laboratorio a 23°C (73°F) (Hanson 1968).
Exposición externa - Skokie, Illinois
Cubos modificados de 150-mm (6 pulg)
Cemento tipo I ASTM
0
200
400
600
800
1000
a/c = 0.40
a/c = 0.53
a/c = 0.71
3d 7d 28d 3m 1y 3y 5y 10y 20y
Edad del ensayo
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
MPa = 10.2 kg/cm2
Fig. 1-14. Desarrollo de la resistencia del concreto a lo largo
del tiempo de exposición al aire libre. El concreto continúa
a desarrollar resistencia por muchos años siempre que la
humedad sea fornecida por la lluvia u otras fuentes
medioambientales (Wood 1992).

La correspondencia entre resistencia y la relación agua-
cemento ha sido estudiada desde el final del siglo XIX y
principio del siglo XX (Feret 1897 y Abrams 1918). La
Figura 1-17 presenta las resistencias a compresión para una
gran variedad de mezclas de concreto y relaciones agua-
cemento a los 28 días de edad. Observe que las resistencias
aumentan con la disminución de la relación agua-cemento.
Estos factores también afectan la resistencia a flexión y la
tracción y la adherencia entre concreto y acero.
La correspondencia entre relación agua-cemento y
resistencia a compresión en la Figura 1-17 son valores típi-
cos para concretos sin aire incluido. Cuando valores más
precisos son necesarios, se deben desarrollar gráficos para
materiales y proporciones de mezcla específicos para que
sean usados en la obra.
Mientras que la superficie del elemento de concreto se
seca rápidamente, mucho más tiempo es necesario para el
secado de su interior. La Figura 1-15 (superior) muestra la
tasa de secado en varias profundidades en cilindros de
concreto expuestos al ambiente de laboratorio. Los miem-
bros de concreto en el campo tendrían perfiles de dese-
cación distintos debido a las condiciones ambientales, los
efectos del tamaño y las propiedades del concreto.
La cantidad de humedad en el concreto depende de
sus componentes, cantidad original de agua, condiciones
de secado y el tamaño del miembro de concreto
(Hedenblad 1997 y 1998). Después de varios meses de
secado al aire con humedad relativa del 50% al 90%, la
cantidad de humedad es cerca del 1% al 2% del peso del
concreto. La Figura 1-15 enseña la pérdida de humedad y
la contracción resultante.
El tamaño y la forma de los miembros de concreto
desempeñan un papel importante en la velocidad de
secado. Los elementos con área superficial grande con
relación a su volumen (como en los pisos) se secan mucho
más rápidamente que los miembros con gran volumen de
concreto y relativamente pequeñas áreas superficiales
(como en los estribos de los puentes).
Muchas otras propiedades del concreto endurecido
también son afectadas por la cantidad de humedad, tales
como elasticidad, fluencia (flujo plástico, deformación
deferida), valor de aislamiento, resistencia al fuego,
resistencia a abrasión, conductividad eléctrica, resistencia
al congelamiento (congelación), resistencia al descas-
caramiento (descascarillado, astilladura, desonchadura,
despostilladura, engalletamiento y desmoronamiento) y
resistencia a reactividad álcali-agregado.
Resistencia
La resistencia a compresión se puede definir como la
medida máxima de la resistencia a carga axial de espe-
cimenes de concreto. Normalmente, se expresa en kilo-
gramos por centímetros cuadrados (kg/cm2), mega-
pascales (MPa) o en libras por pulgadas cuadradas
(lb/pulg2 o psi) a una edad de 28 días. Un megapascal
equivale a la fuerza de un newton por milímetro cuadrado
(N/mm2) o 10.2 kilogramos-fuerza por centímetro
cuadrado. Se pueden usar otras edades para las pruebas,
pero es importante saber la relación entre la resistencia a los
28 días y la resistencia en otras edades. La resistencia a los
7 días normalmente se estima como 75% de la resistencia a
los 28 días y las resistencias a los 56 y 90 días son aproxi-
madamente 10% y 15% mayores que la resistencia a los 28
días, como se puede observar en la Figura 1-16. La resisten-
cia a compresión especificada se designa con el símbolo ˘
y la resistencia a compresión real del concreto ¯ debe
excederla.
La resistencia a compresión que el concreto logra, ¯, es
función de la relación agua-cemento (o relación agua-mate-
riales cementantes), cuanto la hidratación ha progresado, el
curado, las condiciones ambientales y la edad del concreto.
8
Resistencia a los 28 días
Cilindros curados húmedos
100
0
200
300
400
500
600
700
800
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85
Relación agua-cemento
10000
8000
6000
4000
2000
0
MPa = 10.2 kg/cm2
Fig. 1-17. Variación de resistencias típicas para relaciones
agua-cemento de concreto de cemento portland basadas en
más de 100 diferentes mezclas de concreto moldeadas
entre 1985 y 1999.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
1 10 100 1000 10000
Porcentajedelaresistenciaalos28días
Edad, días
28 días
Cilindros de concreto
Fig. 1-16. Desarrollo de la resistencia a compresión de
varios concretos, expreso como porcentaje de la resistencia
a los 28 días (Lange 1994).

Para una cierta trabajabilidad y un contenido de
cemento, el concreto con aire incluido (incorporado)
requiere menos agua de mezclado (amasamiento) que un
concreto sin aire incluido. La posibilidad de empleo de
relaciones agua-cemento menores en el concreto con aire
incluido compensa las resistencias menores en estos
concretos, especialmente en mezclas pobres o con medio
contenido de cemento.
La determinación de la resistencia a compresión se da
a través de ensayos (experimentación, prueba) en probetas
(muestras de prueba, muestras de ensayo, especimenes) de
concreto o mortero. En los EE.UU., a menos que especifi-
cado de manera diferente, los ensayos en mortero se hacen
en cubos de 50 mm (2 pulg.), mientras que los ensayos en
concreto se realizan en cilindros de 150 mm (6 pulg.) de
diámetro y 300 mm (12 pulg.) de altura (Fig. 1-18).
Cilindros menores 100 x 200 mm (4 x 8 pulg.) también se
pueden usar para el concreto.
La resistencia a compresión es una propiedad princi-
palmente física y frecuentemente usada en los cálculos para
diseño de puentes, edificios y otras estructuras. Los concre-
tos para uso general tienen una resistencia a compresión
entre 200 y 400 kg/cm2 o 20 y 40 MPa (3000 y 6000
lb/pulg2). Concretos con resistencias a compresión de 700
y 1400 kg/cm2 o 70 a 140 MPa (10,000 a 20,000 lb/pulg2)
han sido empleados en puentes especiales y edificios altos.
La resistencia a flexión o el módulo de ruptura (rotura)
se usa en el diseño de pavimentos u otras losas (pisos,
placas) sobre el terreno. La resistencia a compresión, la cual
es más fácil de ser medida que la resistencia a flexión, se
puede usar como un índice de resistencia a flexión, una vez
que la relación empírica entre ambas ha sido establecida
para los materiales y los tamaños de los elementos involu-
crados. La resistencia a flexión de concretos de peso normal
es normalmente de 0.7 a 0.8 veces la raíz cuadrada de la
resistencia a compresión en megapascales o de 1.99 a 2.65
veces la raíz cuadrada de la resistencia a compresión en
kilogramos por centímetros cuadrados (7.5 a 10 veces la
raíz cuadrada de la resistencia a compresión en libras por
pulgadas cuadradas). Wood (1992) presenta la relación
entre resistencia a flexión y resistencia a compresión para
concretos expuestos a curado húmedo, curado al aire y
exposición al aire libre.
La resistencia a la tensión (resistencia a tracción,
resistencia en tracción) directa del concreto es aproxi-
madamente de 8% a 12% de la resistencia a compresión y
se estima normalmente como siendo de 0.4 a 0.7 veces la
raíz cuadrada de la resistencia a compresión en megapas-
cales o de 1.3 a 2.2 veces la raíz cuadrada de la resistencia
a compresión en kilogramos por centímetros cúbicos (5 a
7.5 veces la raíz cuadrada de la resistencia a compresión en
libras por pulgada cuadrada).La resistencia a esfuerzos
por cisallamiento (cortante, corte o cizalladura) es del 8%
al 14% de la resistencia a compresión (Hanson 1968). La
resistencia a tensión por cisallamiento en función del
tiempo es presentada por Lange (1994).
La resistencia a torsión en el concreto está relacionada
con el módulo de ruptura y las dimensiones de los miem-
bros de concreto. Hsu (1968) presenta correlaciones para la
resistencia a torsión.
Las correlaciones entre resistencia al cortante y
resistencia a compresión se discuten en el ACI 318 código
de construcción. La correlación entre resistencia a compre-
sión y resistencia a flexión, tensión, torsión y cortante varía
con los componentes del concreto y el medio ambiente.
El módulo de elasticidad, denotado por el símbolo E,
se puede definir como la razón entre el esfuerzo normal a
una deformación correspondiente para el esfuerzo de
tensión o compresión abajo del límite de proporcionalidad
del material. En concretos de peso normal, el E varía de
140,000 a 420,000 kg/cm2 o de 14,000 a 41,000 MPa (2 a 6
millones de lb/pulg2) y puede ser aproximado a 15,500
veces la raíz cuadrada de la resistencia a compresión en
kilogramos por centímetros cuadrados o 5,000 veces la raíz
cuadrada de la resistencia a compresión en megapascales
(57,000 veces la raíz cuadrada de la resistencia a compre-
sión en libras por pulgada cuadrada). Como en otras rela-
ciones de resistencia, la relación entre el módulo de
elasticidad y la resistencia a compresión es específica para
una mezcla de ingredientes y se la debe verificar en el labo-
ratorio (Word 1992).
Peso Unitario (densidad)
El concreto convencional, normalmente usado en pavi-
mentos, edificios y otras estructuras, tiene un peso especí-
fico (densidad, peso volumétrico, masa unitaria) que varía
de 2200 hasta 2400 kg/m3 (137 hasta 150 libras/piés3). La
densidad del concreto varía dependiendo de la cantidad y
la densidad del agregado, la cantidad de aire atrapado
(ocluido) o intencionalmente incluido y las cantidades de
agua y cemento. Por otro lado, el tamaño máximo del
agegado influye en las cantidades de agua y cemento. Al
reducirse la cantidad de pasta (aumentándose la cantidad
de agregado), se aumenta la densidad. Algunos valores de
9
Fig. 1-18. Ensayo a compresión de cilindro de concreto de
150 x 300-mm (6 x 12-pulg.). La carga en el ensayo es
registrada en la carátula. (68959)

Permeabilidad y Estanquidad
El concreto usado en estructuras de retención de agua o
expuestas a condiciones del tiempo u otras condiciones
severas de exposición deben ser casi impermeables o
estancas. La estanquidad (hermeticidad) es normalmente
conocida como la habilidad del concreto en retener el agua
sin escurrimiento o escape visible. La permeabilidad es la
cantidad de agua que migra a través del concreto, mientras
que el agua está bajo presión o la habilidad del concreto en
resistir a la penetración del agua u otra sustancia (líquidos,
gases o iones). Generalmente, la misma propiedad que
hace el concreto menos permeable también lo hace más
estanco.
La permeabilidad total del concreto al agua es función
de: (1) la permeabilidad de la pasta; (2) la permeabilidad y
la granulometría del agregado; (3) la calidad de la pasta y de
la zona de transición del agregado y (4) la proporción rela-
tiva de pasta y agregado. La disminución de la permeabili-
dad aumenta la resistencia al congelamiento y deshielo del
concreto, resaturación, penetración de sulfatos y de iones
cloruro y otros ataques químicos.
La permeabilidad de la pasta es particularmente
importante pues la pasta cubre todos los componentes en el
concreto. La permeabilidad es afectada por la relación
agua-cemento, grado de hidratación del cemento y periodo
del curado húmedo. Un concreto de baja permeabilidad
densidad para el concreto fresco se presentan en la Tabla
1-1. En el diseño del concreto armado (reforzado), el peso
unitario de la combinación del concreto con la armadura
normalmente se considera 2400 kg/m3 (150 libras/piés3).
El peso del concreto seco es igual al peso de los ingre-
dientes del concreto fresco menos el peso del agua de
mezclado evaporable. Parte del agua de la mezcla combina
químicamente con el cemento durante el proceso de hidra-
tación, transformando el cemento en un gel de cemento.
Además, parte del agua permanece fuertemente retenida
en los poros y en los capilares y no se evapora bajo las
condiciones normales. La cantidad del agua de mezclado
que se evaporará del concreto expuesto en un medio am-
biente con humedad relativa del 50% es cerca del 1⁄2% al 3%
del peso del concreto; la cantidad real depende del
contenido inicial de agua, de las características de absor-
ción de los agregados y del tamaño y forma de los miem-
bros del concreto.
Aparte del concreto convencional, hay una gran canti-
dad de concretos especiales para atender a las más va-
riadas necesidades, los cuales varían de concretos aislantes
ligeros (livianos) con densidad de 240 kg/m3 (15 libras por
yardas cúbicas) hasta los concretos pesados con pesos
unitarios de 6000 kg/m3 (375 libras por yardas cúbicas),
usados como contrapesos o blindajes contra radiación.
10
Tamaño Densidad, kg/m3**
máximo del Contenido Gravedad específica del agregado†
agregado, de aire, Agua, Cemento,
mm porcentaje kg/m3 kg/m3 2.55 2.60 2.65 2.70 2.75
19 6.0 168 336 2194 2227 2259 2291 2323
37.5 4.5 145 291 2259 2291 2339 2371 2403
75 3.5 121 242 2307 2355 2387 2435 2467
Tabla 1-1. Promedio de las Densidades Observadas para el Concreto Fresco (unidades del SI)*
* Fuente: Bureau of Reclamation, 1981, Tabla 4.
** Concreto con aire incluido, con la cantidad de aire indicada.
† En condición saturada, con superficie seca. Multiplique la densidad relativa del agregado por 1000 para obtenerse la densidad de las partícu-
las de agregado en kg/m3.
Tamaño Densidad, lb/pies3**
máximo del Contenido Gravedad específica del agregado†
agregado, de aire, Agua, Cemento,
pulgadas porcentaje lb/yd3 lb/yd3 2.55 2.60 2.65 2.70 2.75
3
⁄4 6.0 283 566 137 139 141 143 145
11
⁄2 4.5 245 490 141 143 146 148 150
3 3.5 204 408 144 147 149 152 154
Tabla 1-1. Promedio de las Densidades Observadas para el Concreto Fresco (unidades en pulgadas-libras)*
* Fuente: Bureau of Reclamation, 1981, Tabla 4.
** Concreto con aire incluido, con la cantidad de aire indicada.
† En condición saturada, con superficie seca. Multiplique la densidad relativa del agregado por 62.4 para obtenerse la densidad de las partícu-
las de agregado en libras por yardas cúbicas.

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