Manual de practicas de concret(tesis)

Manual de prácticas de concreto hidráulico.

UNIVERSIDAD VERACRUZANA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
REGIÓN XALAPA

“Manual de prácticas de concreto
hidráulico”

TESIS
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

INGENIERO CIVIL

PRESENTA

VIDAL ELÍAS GUZMÁN DÍAZ

DIRECTORES

DR. MIGUEL ÁNGEL BALTAZAR ZAMORA

DR. DEMETRIO NIEVES MENDOZA

Xalapa, Ver., México MARZO 2009

Vidal Elías Guzmán Díaz FIC-Xalapa, UV 1


AGRADECIMIENTOS

A mis padres:
Gelacio Guzmán Barradas.
Faustina Díaz López.
A mis hermanos y familia.
A mis amigos.
Y a Dios.

Un especial agradecimiento:

Dr. Miguel Ángel Baltazar Zamora,
Dr. Demetrio Nieves Mendoza y al
Ing. Arturo Ortiz Cedano.
Con respeto y gratitud.



ÍNDICE.

Introducción. 5

CAPITULO 1. Conceptos básicos de concreto hidráulico. 6

1.1 Definición de concreto. 6
1.2 Componentes básicos del concreto hidráulico. 6
1.3 Usos y ventajas del concreto simple. 9

CAPITULO 2. Pruebas al Cemento Pórtland. 10

2.1 Determinación de la consistencia normal del cemento Pórtland. 10
2.2 Determinación del tiempo de fraguado del cemento Pórtland. 12
2.3 Determinación de la resistencia a la compresión del cemento Pórtland. 14
2.4 Determinación del peso específico del cemento Pórtland. 18

CAPITULO 3. Pruebas al agua de concreto hidráulico. 21

3.1 Determinación de muestras de agua para concreto. 21
3.2 Análisis de agua para concreto. 23

CAPITULO 4. Pruebas físicas de los agregados finos y
31
gruesos.

4.1 Determinación de las muestras de agregados para concreto. 32
4.2 Preparación de las muestras de agregados para concreto. 37
4.3 Determinación del porcentaje de humedad en los agregados fino y
38
grueso para concreto.
4.4 Determinación de la densidad relativa y porcentaje de absorción de la
41
arena para concreto.
4.5 Determinación de la densidad relativa y porcentaje de absorción de la
47
grava para concreto.
4.6 Determinación del peso volumétrico seco suelto y seco compactado de
51
los agregados finos.
4.7 Determinación del peso volumétrico seco suelto y seco compactado de
55
los agregados gruesos.
4.8 Análisis granulométrico de agregados gruesos y finos 57
4.9 Determinación del Módulo de finura de los agregados finos. 61

CAPITULO 5. Métodos de dosificación de concreto y pruebas
63
al concreto en estado fresco y endurecido.

5.1 Fabricación de mezclas de concreto. 68
5.2 Determinación del revenimiento en la mezcla de concreto. 70
5.3 Determinación del contenido de aire en el concreto. 72



5.4 Determinación del sangrado en el concreto. 75
5.5 Determinación del peso volumétrico del concreto fresco. 77
5.6 Elaboración de Probetas para evaluar la resistencia a la compresión del
78
concreto hidráulico.
5.7 Método de curado del concreto hidráulico 80
5.8 Ensaye de probetas de concreto para determinar la resistencia a la
81
compresión.

CONCLUSIONES. 85

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. 86



Introducción.
El concreto podría considerarse como el material más utilizado en la industria de la
construcción. Por tanto su fabricación debe tener un especial cuidado para cualquier
fin al que se le destine.

Este manual tiene como objetivo describir de forma sencilla y ordenada las pruebas
físicas indispensables que se deben realizar a los componentes del concreto
hidráulico, cemento, agua y agregados, para diseñar mezclas de concreto que
cumplan los requerimientos solicitados para cada obra tanto mecánicos como de
durabilidad.

Este trabajo tiene la intención de que cualquier persona interesada en el área de la
tecnología del concreto y el diseño de mezclas lo pueda consultar y pueda llevar a
cabo cada una de las pruebas en él enunciadas.

En el primer capitulo se describe los componentes del concreto hidráulico, así como
los usos y ventajas que ofrece en la industria de la construcción.

El segundo capítulo contempla las pruebas más frecuentes que se deben realizar al
Cemento Pórtland, describiéndose ampliamente el procedimiento de cada una de
estas pruebas.

En el tercer capítulo, se define las propiedades, características y pruebas necesarias
en el agua para que pueda ser utilizada en la fabricación del concreto hidráulica.

En el cuarto capítulo se describe las pruebas que se deben de realizar a los agregados
gruesos y finos para determinar sus características físicas.

En el quinto capitulo se expone el diseño de mezclas de concreto hidráulico de
acuerdo al método del ACI 211.1, así como las algunas de las principales pruebas al
concreto en estado fresco y endurecido.



CAPITULO 1.
Conceptos básicos de concreto hidráulico.

1.1 Definición de concreto.
El concreto es básicamente una mezcla de dos componentes: agregados (arena y
grava o piedra triturada), y algún aglutinante, también conocido como pasta. El
aglutinante, compuesto de cemento Pórtland, agua y aire, une a los agregados para
formar (luego de fraguado), una masa semejante a una roca, esto ocurre, debido a que
el aglutinante endurece por una reacción química entre el cemento y el agua.

1.2 Componentes básicos del concreto hidráulico.
Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados
finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que
pueden llegar a ser desde .15mm hasta los 10mm aproximadamente; los agregados
gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No.16 y pueden llegar
hasta 152mm. El tamaño máximo del agregado que se emplea Comúnmente es el de
19mm o el de 25mm. [1]

El aglutinante está compuesto de cemento Pórtland, agua y aire atrapado o incluido
intencionalmente. Por lo general, la pasta constituye: entre el 25% al 40 % del
volumen total de concreto. Las siguientes gráficas muestran cuatro tipos de mezclas
distintas (con aire y sin aire incluido), en donde se muestran los porcentajes ideales
en donde el volumen absoluto del cemento está comprendido usualmente entre el 7%
y el 15% y el agua entre el 14% y el 21%. En concretos con aire incluido, este puede
representar hasta el 8% del volumen de la mezcla, dependiendo del tamaño máximo
del agregado grueso.

Como los agregados constituyen aproximadamente entre 60% a 75% del volumen
total del concreto, su selección es importante (la selección debe ser importante no
por el porcentaje del volumen, sino porque son los elementos fundamentales).



Figura 1. Variación entre las proporciones en volumen absoluto de los agregados usados en el
concreto.

Estos deben tener en las características de la composición de sus partículas una
resistencia adecuada así como resistencia a condiciones de exposición a la intemperie
pues si llegaran a contener impurezas podrían causar deterioro del concreto. Para
tener un uso eficiente del aglutinante (cemento y agua, aire), se requiere contar con
una granulometría continua en tamaños de partículas. La calidad del concreto
depende en gran parte del aglutinante. [2]

En un concreto elaborado debidamente, cada partícula de agregado está cubierta con
este en toda su dimensión, al igual que todos los espacios entre partículas de
agregado.

Para cualquier conjunto especifico de materiales y condiciones de curado (mantener
la humedad en el concreto debido a las reacciones de hidratación del cemento), la
cantidad de concreto endurecido esta determinada por la cantidad de agua utilizada
con relación a la cantidad de cemento. En este punto se debe tener la precaución de
que, aunque no hay un límite mínimo especificado de agua en las mezclas, hay que
proporcionar la suficiente a estas para que sean manejables y cubran todas las
partículas de los agregados cuidando en todo momento que la cantidad no llegue a ser
tan pobre que eche a perder la pasta. A continuación se presenta algunas ventajas que
se obtienen al reducir el contenido de agua en el concreto:



• Aumenta la resistencia a la compresión y a la flexión.
• Es menos permeable, y como consecuencia tiene mayor hermeticidad y menor
absorción.
• Se incrementa la resistencia al intemperismo.
• Logra una unión más efectiva entre capas sucesivas y entre el concreto y el refuerzo.
• Se reducen las tendencias de agrietamientos por contracción.

Entre menos agua se utilice se tendrá una mejor calidad de concreto, siempre y
cuando se pueda consolidar adecuadamente. Menores cantidades de agua de
mezclado resultan en mezclas más rígidas y difíciles de manipular; pero con
vibración, aún estas mezclas pueden ser fácilmente manipulables. Para una calidad
dada de concreto, las mezclas más rígidas son las más económicas. Por lo tanto, la
consolidación del concreto por vibración permite una mejora en la calidad de este
mismo y en la economía. [3]

Las propiedades del concreto en estado fresco (plástico), se pueden modificar
agregando aditivos, generalmente se añaden en forma liquida durante su mezcla. Los
aditivos se usan comúnmente para:

1) Acelerar o retardar el tiempo de fraguado o endurecimiento.
2) Reducir la demanda de agua.
3) Aumentar la trabajabilidad.
4) Incluir intencionalmente aire y
5) Ajustar otras propiedades del concreto.

Después de un proporcionamiento (que su realización se explicara posteriormente en
el capitulo cinco) adecuado así como, mezclado, colocación, consolidación, acabado y
curado, el concreto endurecido se transforma en un material de construcción
resistente, tanto a las fuerzas a las que este expuesto como a la intemperie, no
combustible, durable, con resistencia al desgaste y prácticamente impermeable que
requiere poco o nulo mantenimiento. El concreto es un excelente material de



construcción porque puede moldearse de diversas formas y obtener los acabados
requeridos, entre otras aplicaciones.

1.3 Usos y ventajas del concreto simple.
El concreto simple, como material para la construcción, tiene diversos usos como lo
son: construir muros y otros tipos de estructuras, tales como autopistas, calles,
puentes, túneles, presas, edificios, pistas de aterrizaje, sistemas de riego y
canalización, rompeolas, embarcaderos, muelles, silos o bodegas e incluso barcos por
mencionar algunos. En la albañilería, el concreto también es utilizado en forma de
ladrillos o bloques.
Entre las ventajas que tiene el concreto simple en la industria de la construcción
podemos mencionar las siguientes:
Presenta resistencia a la compresión elevada, tiene un bajo costo, se tiene una larga
duración en condiciones normales, puede moldearse de muchas formas y presenta
amplia variedad de texturas y colores. [4]



CAPITULO 2.
Pruebas al Cemento Pórtland.

Definición de cemento Pórtland.
El Cemento Pórtland es para muchos el material de construcción más importante en
esta industria, el cual es mezclado con agua, ya sea sólo o en combinación con arena,
piedra u otros materiales similares, para formar una piedra artificial. Cuando el
cemento se mezcla con agua y agregados finos (arena), se obtiene mortero. Cuando
son agregados finos con gruesos, se conoce como concreto hidráulico. El Cemento
Pórtland tiene la propiedad de que al combinarse lentamente con el agua, va
fraguando, hasta formar una pasta endurecida. Debido a su interacción con el agua
este tipo de material cementante también es conocido como cemento hidráulico.

Figura 2. Cemento Pórtland

2.1 Determinación de la consistencia normal del cemento Pórtland.

Alcance:
Este método de prueba se refiere a la determinación de la consistencia normal de las
pastas de cementantes hidráulicos, midiéndola con el aparato Vicat, este método de
prueba es aplicable a cualquier tipo de Cemento Pórtland que se ocupe para la
elaboración de concreto. [5]



Objetivo:
Determinar la consistencia del cemento Pórtland que será utilizado para la
elaboración de concreto.

Equipo y material:
• Balanza.
• Probetas.- Deberán ser de vidrio.
• Cemento.
• Agua.
• Aparato Vicat.
• Guantes de hule.
• Molde troncocónico.
• Cuchara de albañil.- deberá ser de hoja de 100 mm. a 150 mm. de largo con
extremos rectos.

Condiciones de trabajo:
La temperatura ambiente del laboratorio, así como de los materiales y equipo
requeridos en la prueba deberán estar entre 20 °C y 27 °C. La temperatura del agua
de mezclado y del lugar de curado de los especimenes deberá conservarse a 23 °C ± 2
°C.

Figura 3. Aparato Vicat [6]



Procedimiento:
1) Prepare una pasta de cemento de 650 grs. (cemento con una pequeña cantidad de
agua, previamente medida).
2) Colocándose los guantes de hule, amase la pasta en forma de bola, lanzándola de
una mano a otra unas seis veces, manteniendo las manos separadas 15 cm. e
introdúzcala en el molde troncocónico, enrase con la cuchara sin presionar la
pasta y llévelo al aparato Vicat, procurando que quede alineado con este ultimo.
3) Deslice la barra hasta la superficie de la pasta, haga una lectura inicial y suelte la
barra.
4) La consistencia normal se encontrará cuando al dejar caer la barra esta penetre
10mm desde la superficie de la pasta en un intervalo de 30seg.

Cálculos matemáticos:
Sustituya los datos en la fórmula siguiente y se obtiene la consistencia normal:

milímetros de agua
CN = ×100
650g de cemento [f.1]

Donde:
CN = Consistencia normal, con la cantidad de agua para cada muestra de
pasta.
Haga la misma operación con distintos porcentajes de agua hasta que se obtenga una
consistencia constante, esta será la consistencia normal del cemento.

2.2 Determinación del tiempo de fraguado del Cemento Pórtland.

Alcance:
Este método de prueba se refiere a la determinación del tiempo de fraguado de las
pastas de cementantes hidráulicos, midiendo su resistencia con el aparato Vicat, este
método de prueba es aplicable a cualquier tipo de Cemento Pórtland que se ocupe
para la elaboración de concreto. [7]



Objetivo:
Determinar el tiempo de fraguado del cemento Pórtland para la elaboración de
concreto hidráulico.

Equipo y material:
• Agua destilada.
• Balanza.- Balanza calibrada con aproximación al 0.1 gr. y capacidad de por lo menos
1kg.
• Probeta.- Deberá ser una probeta con una capacidad de no menos de 500ml.
• Aparato Vicat.
• Cemento Pórtland (cualquier tipo).
• Tela impermeable.
• Cuchara de albañil.
• Mezclador.

°C.

Procedimiento:
1) Con ayuda de la cuchara y el mezclador, prepare una pasta de cemento de 650 grs.
(cemento y agua con proporción 1:3).
2) Introduzca la pasta de cemento en la probeta.
3) Una vez terminada la probeta, envuélvala con una tela impermeable para que no
pierda su humedad, y déjela reposar durante 30 minutos.
4) Coloque la probeta en el Vicat y determine la penetración con la aguja del aparato
(dejando caer la aguja en un intervalo de 30 segundos a partir de la colocación de
la muestra) cada 15 minutos hasta que se logre una penetración de 25mm.
5) Registre todas las penetraciones y por interpolación determine el tiempo
correspondiente a la penetración de 25mm; este es el tiempo de fraguado inicial.



El tiempo de fraguado final es aquel en el que la misma aguja no penetra
visiblemente en la pasta.

Figura 4. Penetración de la aguja en la pasta de cemento [8]

2.3 Determinación de la resistencia a la compresión del cemento Pórtland.

Alcance:
Este método de prueba se refiere a la determinación de la resistencia a la compresión
del cemento Pórtland. Este método de prueba es aplicable a cualquier tipo de
cemento Pórtland que se ocupe para la elaboración de concreto. [9]

Objetivo:
Determinar la resistencia a la compresión del cemento Pórtland que se ocupe para la

Equipo y material:
• Cuchara de albañil.- Deberá ser de hoja de acero, de 10 cm a 15 cm de longitud.
• Máquina para prueba de resistencia a la compresión.
• Cemento.
• Moldes.- deberán ser cúbicos, de metal, sin fugas ni deformidades y de una longitud
de 50mm de lado.



• Arena.- Deberá ser arena que se utilice para hacer los especimenes y clasificada de a
cuerdo a la siguiente tabla:

MALLA NO. POR CIENTO RETENIDO.
100 98 ± 2
50 75± 5
40 30 ± 5
30 2±2
16 Ninguno.

Tabla 1. Granulometría de la arena. [9]

• Pisón.
• Tela impermeable.
• Cal.

Figura 5. Mesa de fluidez [10]

°C.



Procedimiento:
1) Elabore la mezcla de mortero, para esto tome una cantidad considerable de
cemento y pésela; la cantidad de arena será el 2.75 de lo que se haya pesado de
cemento y la cantidad de agua será en una relación 1:2; las cantidades necesarias
de materiales secos que deben mezclarse al mismo tiempo, para elaborar 6 o 9
especimenes de mortero se muestran en la siguiente tabla:

MATERIALES. CASO 1. CASO 2.
numero de especimenes 6 5
Gramos de arena graduada. 1375 2035
Gramos de cemento. 500 740
Mililitros de agua para
242 359
Cemento Pórtland.
Mililitros de agua para
la necesaria para dar una la necesaria para dar una
otros tipos de cemento
fluidez de 110 ± 5 fluidez de 110± 5
Pórtland.

Tabla 2. Cantidades de materiales secos para mezcla de mortero. [9]

2) Inmediatamente de hacer la pasta, determine la fluidez, al llenar el molde
troncocónico con el mortero en el centro de la mesa de fluidez, con una primera
capa de aproximadamente 25 mm. de espesor compactada 20 veces con el pisón y
después llenándolo completamente y compactando de la misma forma que para la
primer capa. al transcurrir un minuto de haber terminado el mezclado, se levanta
el molde y se deja caer el platillo durante 25 veces en 15 segundos de una altura
de 12.7mm. la fluidez será el incremento del diámetro de la base de la masa del
mortero expresado en porcentaje con respecto al diámetro de la base original.
3) Después de terminar la prueba de fluidez, incorpore la muestra al mortero y
vuelva a mezclar durante 15 segundos a una velocidad media. la preparación de
los especimenes deberá empezar en un tiempo no mayor de 2 minutos con 30
segundos a partir de haber terminado el mezclado.
4) Introduzca una capa de mortero en los moldes, aproximadamente de 25 mm. de
espesor y compáctela 32 veces en 10 segundos en 4 vueltas de 90° con respecto a
al anterior. las vueltas se deben completar en un especimen para continuar con el
siguiente.



5) Después de haber compactado, llene completamente cada molde con el resto de la
mezcla y compacte como lo hizo anteriormente. durante el compactado de la
segunda capa todo el material que sobresalga del molde deberá ser regresado a
este mismo.
6) por último enrase y con la cuchara de albañil déle un acabado uniforme a la
superficie de la mezcla. cuando sea necesario elaborar de inmediato un mayor
número de especimenes, proceda como se menciono anteriormente pero
eliminando la prueba de fluidez.
7) Tape los especimenes con una tela impermeable para evitar pérdida de humedad
y desmóldelos con cuidado después de 20 o 24 hrs.
8) Sumerja los especimenes en los depósitos de agua, y agregue cal.
9) Haga pruebas a la compresión con la máquina a 1, 3,7 y 28 días y registre la carga
(carga máxima) hasta el punto de falla de los especimenes. Cuando se vaya a
efectuar la prueba, la tolerancia entre esta y el retiro de los especimenes del
deposito de agua deberá ser de acuerdo a la siguiente tabla:

EDAD DE PRUEBA. TOLERANCIA.
24 horas. ± 30 minutos
3 días. ± 1 hora
7 días. ± 3 horas
28 días. ± 12 horas.

Tabla 3. Tolerancias. [9]

Las tolerancias se toman en cuenta a partir del momento en que se retiran los
especimenes; si se retira más de un especimen para hacer la prueba estos deberán de
envolverse con un trapo mojado hasta el momento de la prueba.
Para obtener resultados confiables las caras de los especimenes deben ser de
superficie plana y quitar todos los granos sueltos y las incrustaciones que puedan
tener. la carga se debe aplicar sobre las caras de los especimenes que estuvieron en
contacto con las paredes verticales de los moldes. Al calcular la resistencia los
especimenes que sean visiblemente defectuosos o que su resistencia difiera de 10%
del valor medio dado por los demás especimenes serán descartados.



Sustituya los valores obtenidos en las fórmulas siguientes y se obtiene la resistencia a
la compresión:
Pmax
R=
S [f.2]

Donde:
Pmax = Carga máxima en kg/cm2.
S = Área de la sección transversal de los especimenes.
R = Resistencia a la compresión.

Figura 6. Prueba de resistencia a la compresión.

2.4 Determinación del peso específico del cemento Pórtland.

Alcance:
Este método de prueba se refiere a la determinación del peso específico de las pastas
de cementantes hidráulicos, este método de prueba es aplicable a cualquier tipo de
cemento Pórtland que se ocupe para la elaboración de concreto. [11]

Objetivo:
Determinar el peso específico del cemento Pórtland elegido para la elaboración del
concreto.



Equipo y material:
• Matraz de Lechatelier.
• Keroseno.- Deberá estar libre de agua o Nafta.
• Cemento.

Figura 7. Matraz Le Chatelier [12]

de mezclado deberá conservarse a 23 °C ± 2 °C.

Procedimiento:
1) Llene el matraz con el Keroseno a un nivel entre cero y un milímetro.
2) Se toma la primera lectura después de haber sumergido el matraz dentro de un
baño de agua a la temperatura ambiente.
3) Introduzca 60grs de cemento, después de permanecer un tiempo razonable a que
tome la temperatura ambiente, en pequeñas proporciones dentro del matraz,
procurando desalojar el aire atrapado; esto se logra tomando el frasco con las dos
manos y girándolo en posición inclinada sobre una superficie lisa.
4) Tome una segunda lectura, ahora del líquido más el cementante, dentro de un
baño de agua a temperatura ambiente.



Sustituya los valores obtenidos en las fórmulas siguientes y se obtiene la Gravedad
específica:

M
GE = × 100
V [f.3]

Donde:
V =Volumen de líquido desplazado, en ml.
M = masa del cementante.
GE = Gravedad específica del cemento.

La prueba se deberá de hacer por duplicado y los resultados no deberán de diferir
más de 0.01.



CAPITULO 3.
Pruebas al agua de concreto hidráulico.

Definición de agua.
Cuerpo líquido, cuya masa está compuesta por un átomo de oxígeno y dos de
hidrógeno.

Para la producción de concreto se debe utilizar cualquier agua natural siempre y
cuando, esta, sea potable. Sin embargo, algunas aguas no potables pueden ser
adecuadas para la elaboración de concreto. Las impurezas excesivas en el agua no
sólo pueden afectar el tiempo de fraguado y la resistencia del concreto, sino también
pueden ser causa de eflorescencia, manchado, corrosión del refuerzo, inestabilidad
volumétrica y una menor durabilidad. El agua que contiene menos de 2,000 partes
por millón (ppm) de sólidos disueltos totales puede ser utilizada de manera
satisfactoria para elaborar concreto. [3]

3.1 Determinación de las muestras de agua para concreto.
El muestreo del agua se utiliza en los casos en que nuestro abastecimiento de ésta no
haya pasado por un proceso de potabilización y que por ciertas razones se requiera
de su uso para la elaboración de los especimenes de concreto.

Alcance:
Este método de prueba se refiere a la determinación de una muestra representativa
de agua que no sea considerada como potable. Este método es aplicable a cualquier
fuente de abastecimiento de agua que no haya pasado por un proceso de
potabilización. [13]

Objetivo:
El fin del muestreo es que se pueda tener una muestra representativa de agua de
alguna fuente de abastecimiento.



Equipo y material:
• Recipiente de muestreo.- deberá ser de vidrio o polietileno, de 2 dm3 de capacidad y
que se pueda abrir y cerrar herméticamente.
• Bomba de succión, manual, rotativa o de embolo.
• Recipientes.- deberán ser recipientes de 5 dm3 de capacidad, con tapa de vidrio o
plástico, herméticos y que sean de fácil transportación.

Procedimiento:
1) Enjuague todos los materiales entes de efectuar la prueba con el agua que se va
analizar por lo menos unas dos veces.
2) Cuando la muestra es tomada de fuentes de abastecimiento en la que circule el
agua como lo son los ríos y manantiales, la muestra estará integrada por tres
porciones tomadas con el recipiente, en un lapso de tres días consecutivos en el
sitio y la profundidad en donde se encuentre la toma del equipo de bombeo.
3) Si la muestra es tomada de fuentes de abastecimiento en las que no circula el agua,
como lo son lagos y pozos, la muestra deberá estar constituida de dos porciones
iguales extraídas con el frasco a diferentes profundidades en donde se encuentre
el quipo de bombeo.
4) Si la muestra es tomada de un vehiculo de transporte se deberá introducir el
recipiente por la escotilla de carga hasta aproximadamente la mitad de la
profundidad de l agua las veces que sea necesario para llenar el recipiente.
5) Si el agua esta almacenada en tambores, por cada lote que contenga un total de 50
m3, la muestra será la total de tres porciones de tres tambores elegidos al azar y
cuyo número debe ser igual a la raíz cúbica del número de tambores.
6) Si el agua esta almacenada en depósitos con paredes revestidas, la muestra estará
integrada de dos porciones tomadas a diferentes profundidades con el recipiente
o con la bomba de succión.
7) Si el agua es conducida por tuberías, se debe abrir la descarga en un tiempo
conveniente para eliminar el agua estancada en la tubería y luego se llena el
recipiente con cinco o más porciones iguales en un tiempo de hora y media.



8) Después de obtener su muestra de agua, envásela sin dejar una cámara de aire
apreciable y cierre herméticamente y agregue parafina y brea; etiquete con un
número las muestras y ponga los datos generales.

Figura 8. Muestreo del agua [14]

3.2 Análisis de agua para concreto.
Para obtener un análisis confiable de la fuente de abastecimiento de agua, se deben
utilizar las muestras tal y como se reciben, asegurándose que sean homogéneas. Este
análisis nos arrojará la cantidad de aceites, grasa, sólidos en suspensión, carbonatos,
bicarbonatos, sulfatos y cloruros presentes en el agua, que sobrepasando ciertos
límites se consideran dañinos para la elaboración de concreto.

Alcance:
Este método de prueba se refiere a la determinación de aceites, grasas, sólidos en
suspensión, carbonatos, bicarbonatos, sulfatos y cloruros de una muestra
representativa de agua de una fuente de abastecimiento. Este método es aplicable a
cualquier fuente de abastecimiento de agua que se haya elegido previamente. [15]

Objetivo:
Que se pueda tener un análisis confiable para saber si nuestra fuente de
abastecimiento de agua es apta para la elaboración de concreto.



a) cantidad de aceite y grasa presentes en el agua.

Equipo y material:
• Tricloroetileno.
• Agua destilada.
• Vaso depresipitado.- deberá ser de vidrio con una capacidad de por lo menos 200
ml.
• Embudos.- Deberán ser de vidrio y cola larga.
• Matraces aforados.- Deberán ser de vidrio de una capacidad de 100 a 500 ml.
• Balanza.
• Desecador de vidrio.
• Horno.
• Filtros.

Procedimiento:
1) introduzca en el horno tres papeles filtros doblados y caliéntelos por media hora,
y después páselos al desecador y se dejan enfriar por un cuarto de hora.
2) Determine la masa de cada uno y vuelva a repetir el procedimiento anterior una
vez más; si la masa de los filtros es menor de un gramo la masa menor se toma
como la masa real del filtro (P). en caso contrario se repite el procedimiento una y
otra vez hasta llegar a este estado.
3) deposite 3 muestras de agua, en los matraces aforados, con ayuda de los filtros
previamente pesados. Terminada la filtración, deje escurrir totalmente la muestra.
4) seque cada uno de los papeles filtro con el retenido de la muestra y vuelva a
determinar su masa como se menciono anteriormente. anote la masa como la del
papel filtro más los aceites, grasas y sólidos en suspensión (P1).
5) cada uno de los papeles filtro con su respectivo retenido, se ponen en el embudo y
se trata cada uno con 50 ml. de cloroetileno, adicionado e pequeñas porciones.
6) terminado este tratamiento se vuelven a secar los papeles y se determina su masa
(P2).



Sustituya los valores obtenidos en la fórmula y se obtiene la cantidad de aceite y
grasa:
P1 - P2
aceite y grasa en p.p.m =
V m

Donde:
P1= papel filtro+ aceites+ grasas+ sólidos en suspensión.
P2= masa de los papeles filtro tratados con cloroetileno.

b) cantidad de carbonatos y bicarbonatos presentes en el agua.

Equipo y material:
• Filtros.
• Solución décimo normal de ácido clorhídrico.
• Solución indicadora de anaranjado de metilo, al 1% en agua.
• Ácido clorhídrico concentrado.
• Agua.- tres Muestras de agua tomada como se menciono anteriormente.
• Agua destilada.
• Matraz.- Deberá ser seis matraces de cristal, de forma cónica, tres de por lo menos
100 ml. de capacidad y tres de 500 ml.
• Vasos de precipitado.- Deberán ser tres vasos de precipitado de por lo menos 400
ml.
• Balanza.- Balanza calibrada con aproximación al 0.1 gr. Y capacidad de por lo menos
1kg.
• Gotero.
• Cápsula.- deberá ser una cápsula de platino de 5 cm de diámetro.

Procedimiento:
1) Tome una muestra de agua y fíltrela a los matraces utilizando los filtros.
2) Agregue 5 gotas de solución indicadora de anaranjado de metilo y se agrega la
solución décimo normal ácido clorhídrico (anotando la cantidad de solución que se le
agrego) hasta que se logre una coloración canela permanente.



Sustituya los valores obtenidos en las fórmulas siguientes y se obtiene la cantidad de
carbonatos y bicarbonatos alcalinos expresados como CO3 en p.p.m:

CO = V × N × 6.0 [f.4]
3

Donde:
V= volumen de la solución de ácido clorhídrico ocupado en la mezcla.
N= normalidad de ácido clorhídrico exacta hasta cuatro decimales.
CO3 = Cantidad de carbonatos y bicarbonatos alcalinos.

Cuando el cálculo sobrepase 1,000 ppm, es posible que se tengan problemas en el
tiempo de fraguado del concreto.

c) cantidad de sulfatos presentes en el agua.

Equipo y material:
• Ácido clorhídrico concentrado.
• Ácido fluorhídrico, concentrado al 50%.
• Solución de cloruro de bario, al 10%.
• Sulfato de Bario.
• Agua destilada.
ml.
1kg.
• Gotero.
• Cápsula.- deberá ser una cápsula de platino de 5 cm de diámetro.



Procedimiento:
1) Tome otra muestra de agua, fíltrela a los matraces de 500 ml. utilizando los filtros.
2) Introduzca en la capsula de platino una porción del agua y hiérvala en baño Maria
hasta su evaporación.
3) Terminada la evaporación, retire la capsula del baño Maria; trate los residuos que
hayan quedado con la solución de ácido fluorhídrico al 50% y vuelva a calentar la
cápsula en el baño Maria.
4) Una vez que se haya evaporado el ácido fluorhídrico al 50%, retire la cápsula y
agregue a ésta dos o tres gotas de ácido clorhídrico concentrado y vuelva a llevar
la cápsula al baño Maria para una nueva evaporación.
5) Retire la cápsula y ponga los residuos en uno de los matraces de 100 ml. y llene el
resto del matraz con agua destilada.
6) Coloque los residuos con agua destilada en los tres vasos de 400 ml. y agregue a
cada uno 10 ml. de solución de ácido clorhídrico al 10% y caliéntelos en la estufa
hasta llegar al estado de ebullición.
7) Mientras están en el estado de ebullición, agregue la solución de cloruro de Bario
hasta que deje de formarse precipitado.
8) Después de lograr esto, agregue otros 5 ml. de solución de cloruro de Bario y deje
enfriar por 16 o 18 horas.
9) Luego proceda a separar por medio de filtración el líquido que sobresalga de los
vasos; los residuos que queden en el filtro póngalos en el crisol de porcelana y
péselo.
10)Caliente el crisol hasta que el filtro se calcine y luego deje enfriar.
11)Una vez frío el crisol, se determina la masa del crisol con el residuo de sulfato de
Bario.

los sulfatos expresados como SO4 en p.p.m:

masa BaSO4 × 0.7712
SO3 =
V [f.5]



Donde:
masa BaSO4 = La masa de sulfato de Bario, en mgs.
V = el volumen de la muestra que se evapora, en ltrs.

d) cantidad de cloruro de sodio presentes en el agua.

Equipo y material:
• Ácido nítrico concentrado.
• Solución 0.1 N de nitrato de plata.
• Agua destilada.
ml.
1kg.
• Gotero.
• Cápsula.- deberá ser una cápsula de platino de 5 cm de diámetro
• Solucion indicadora de cromato de potasio.
• Carbonato de calcio.

Procedimiento:
1) De la tercera muestra, tome 100 ml. y agréguele 2 o 3 gotas de ácido nítrico y
agítela.
2) Después de agitar agregue gotas de nitrato de plata hasta que la muestra tome una
ligera opalescencia, o bien un precipitado voluminoso; si la muestra reacciono de
la primera forma, se recomienda que lo que sigue del proceso se elabore con
evaporación, con baño Maria, en el segundo caso se debe tomar la muestra tal y
como se recibe.
3) Si sucedió el primer caso solo tome una muestra de agua de 2ltrs. Y si sucedió la
segunda puede tomar 100 ml.



4) Si se calentó la muestra en baño Maria, agregue al residuo que quedo en la
cápsula, 100 ml. de agua caliente, en pequeñas proporciones y pase la solución a
un matraz de 300ml; en caso de que se tome la muestra tal y como se recibe solo
agregue el agua al matraz, en ambos casos pese el matraz con el líquido incluido.
5) Para ambos casos, agregue al líquido contenido en el matraz, 1ml. de la solución
indicadora de cromato de potasio y un gramo de carbonato de calcio precipitado;
agite.
6) Después de agitar bien, se le agrega la solución de 0.1 N de nitrato de plata hasta
que el carbonato de calcio tome un color rosa permanente.

cloruro de sodio expresado como NaCl en p.p.m:

V × N × 35.0
C1 =
Vm [f.6]

Donde:
V = Volumen en ml de solución de 0.1 N de nitrato de plata que se utilizo en la
solución.
N = Normalidad exacta de la solución de nitrato de plata, hasta cuatro cifras
decimales.
Vm = Volumen de la muestra que se tomo para hacer la determinación, ya
sea 2ltrs. ó 100ml.

El límite del producto químico sulfato, como SO4, no deberá sobrepasar de 3,000
ppm, ya que si lo sobrepasa podría causar reacciones expansivas y deterioro del
concreto por ataque de sulfatos.



Figura 8. Muestra de agua para análisis



CAPITULO 4.
Pruebas físicas de los agregados finos y gruesos.

Definición de Agregado fino y Agregado grueso.
Los agregados son un componente primordial en la elaboración del concreto, por
tanto su selección así como sus características son de suma importancia. Estos
agregados se dividen en dos: agregados finos (constituidos por arena) y agregados
gruesos (constituidos por grava).

Agregado fino.- Se considera agregado fino o arena como el material que resulta de
la desintegración de las rocas.

Figura 9. Agregado Fino

Agregado grueso.- Se considera agregado grueso o gravas los como fragmentos de
roca, tanto artificiales como las que se encuentran en la naturaleza. Para obtener
grandes cantidades de grava hay que extraer rocas de un yacimiento y trocearla
mediante máquinas trituradoras.



Figura 10. Agregado Grueso

Las partículas de agregado grueso que sean desmenuzables o susceptibles de
resquebrajarse son indeseables.

4.1 Determinación de las muestras de agregados para concreto.
El muestreo de los materiales es un procedimiento fundamental ya que de este se
derivarán las muestras de agregados a las cuales se le harán las pruebas posteriores.
En general, hacer un buen muestreo nos da una idea global del tipo de material que
esta en el banco de materiales elegido. A continuación se mencionan algunas
definiciones importantes. [16]

Especimen.- Es la cantidad de material obtenido con la cual se van a determinar las
características del mismo.
Muestra compuesta.- Es la cantidad de material que comprende todas las muestras
simples.
Muestra parcial.- Es la cantidad de material que se obtiene de un solo sondeo y que
es obtenida de una muestra simple o compuesta.
Muestra simple.- Es la cantidad de material que se extrae de un solo sondeo, de una
sola vez de un banco de materiales.
Fuente de abastecimiento.- Son depósitos de agregados, depósitos fluviales y
almacenes de plantas de procesamiento o fabricación de agregados artificiales.
Depósitos fluviales.- Se localizan en los playones o cauces de los ríos. Proporcionan
agregados redondeados de fácil y económica explotación.



Bancos.- Son depósitos de materiales fragmentados que posteriormente fueron
descubiertos por otros.

Las muestras para la investigación preliminar deben ser obtenidas por el responsable
de la explotación.

Alcance:
Este método de prueba se refiere a la determinación de una muestra representativa
de agregados en un banco de materiales. Este método es aplicable a cualquier banco
de materiales que se haya elegido previamente. [16]

Objetivo:
El fin del muestreo es que se pueda tener una muestra representativa del material
existente en un yacimiento o banco. Recuerda que el número de muestras debe ser
suficiente para lograr la ejecución de las pruebas.

Equipo y material:
• Pala.
• Lonas.- Deberán ser de una capacidad suficiente para depositar y transportar el
material.

Procedimiento:
1) Localice la fuente de abastecimiento de acuerdo a las necesidades del proyecto.
2) Si el muestreo es en tajos de cielo abierto, tome la muestra haciendo canales
verticales en espesor útil, los cuales deben localizarse equidistantes, dependiendo
de su separación y homogeneidad del yacimiento. Evite el material de despalme y
aquel que haya escurrido por el frente. Deberá tomar las muestras en cantidades
aproximadamente iguales, desde la parte superior hasta la parte inferior de los
estratos y mezclado las muestras simples para formar la muestra compuesta;
repita la operación las veces que sea necesario.



Figura 11. Tajos de cielo abierto.

3) Si el muestreo es por medio de pozos, realice el levantamiento topográfico del
yacimento y localice los pozos de prueba y conozca el volumen de agregados que
se pueden aprovechar.
4) Si el muestreo es por pozos a cielo abierto, se tomara el material por capas, para lo
cual deberá excavar prismas rectangulares concéntricos, de profundidad 400mm
x 1000 mm, dejando un escalón mínimo de 400 mm, en todo el perímetro; se
pueden ademar las paredes a medida que se vaya profundizando. En la etapa final
el prisma debe tener por lo menos una base de 600 mm, y deberá obtener una
muestra compuesta de esta.

Figura 12. Pozos a cielo abierto.



5) Si el muestreo es por medio de trincheras, remueva el material haciendo
escalones de arriba hacia abajo, y en cada escalón haga zanjas de dimensiones
apropiadas para la extracción de las muestras.

Figura 13. Trincheras.

6) Recuerde evitar la contaminación del material en cada uno de los casos.
7) Cuando el muestreo es de brechas o aglomerados, remueva la capa vegetal y haga
pozos a cielo abierto, eliminando el material intemperizado y haciendo una
observación sobre el tipo de material.
8) Cuando el muestreo es de formación de rocas no explotadas, es necesario
considerar el rumbo, configuración, echado, estructura, fractura de material,
uniformidad, estratos, contaminación en el banco, grado de intemperacion y
clasificación petrográfica; después, tome un numero de muestras suficientes que
sea representativa del banco mediante pozos a cielo abierto o de trincheras.
9) Cuando el muestreo es de canteras, remueva el material intemperizado y tome
muestras a cielo abierto.
10)Cuando el muestreo es de material almacenado, tome porciones
aproximadamente iguales y mézclalas para tomar una muestra compuesta.

Figura 14. Material almacenado.



11)Cuando el muestreo es de tolvas o bandas, se toma un método aleatorio,
considerando tres muestras iguales. Tome el material a medida que se vaya
descargando en un recipiente, sin que este se derrame; no incluya el material de
descarga inicial. Cuando se tome de una de una banda transportadora, coloque
dos laminas transversalmente para la tome de material en tres zonas diferentes.
12)Si el muestreo es en unidades de transporte, se debe evitar el muestreo de la
mezcla de agregado fino y grueso y tome un número de muestras representativas.
Por ultimo tenga las siguientes consideraciones para preparar la muestra:
1. cuando el tamaño de las partículas sea un 10% mayor que el tamaño máximo del
agregado, cribelo y proceda a cuartear.
2. cuando se necesite un volumen considerable o se requiera hacer concreto de alta
resistencia, haga una trituración de material y deduzca por cuarteo.
3. cuando el componente de la muestra sean fragmentos de roca mayores de 75 mm.
Reduzca por cuarteo.
4. cuando no exista arena en mal estado, el material puede molerse parcial o
totalmente y reducirse por cuarteos.

Figura 15. Toma de muestras



4.2 Preparación de las muestras de agregados para concreto.
La masa mínima de la muestra debe ser de acuerdo a la siguiente tabla:

PASAR POR LA MASA MINIMA DE LA
TAMAÑO MÁXIMO
MATERIAL MALLA MUESTRA DE CAMPO
NOMIAL (EN MM)
(CRIBA NO.) (EN KG)
Arena Hasta 5 4.75 mm (no.4) 100
Grava Hasta 75 75 mm (3”) 150
Grava Mayor de 75 - 200
Grava cualquiera - 300

Tabla 4. Masas mínimas de las muestras. [16]

Alcance:
Este método de prueba se refiere a reducir el volumen de las muestras de agregados a
otro menor que sea representativo. Este método es aplicable a cualquier muestra
tomada en algún banco de materiales. [17]

Objetivo:
Obtener las muestras de agregados finales para su estudio previo.

Equipo y material:
• Pala.
• Lonas.- Deberán ser de una capacidad suficiente para depositar el material.
• Regla.- deberá ser una regla de madera y de al menos un metro de longitud.
• Charolas.- Las charolas deberán ser metálicas y de una capacidad suficiente para
depositar el material elegido.
• Muestras parciales de agregado fino y grueso.

Procedimiento:
1) En el laboratorio elija una superficie plana y limpia en donde se pueda depositar
la muestra compuesta.
2) Deposite la muestra y con ayuda de la pala traspalee varias veces para mezclar
perfectamente todas las partículas del agregado, procediendo a hacerse un



montículo y posteriormente aplánelo con la pala del centro del montículo hacia la
periferia.
3) Dividida el material en cuatro partes iguales con una regla que se coloca en dos
posiciones opuestas.
4) Seleccione dos muestras diametralmente opuestas y sepárelas del resto del
material para después volver a repetir el procedimiento con ellas, hasta tener la
muestra apropiada para cada una de las pruebas.
5) Deposite el material eliminado en sus lonas correspondientes y el material elegido
en las charolas.

Figura 16. Cuarteo de muestra.

4.3 Determinación del porcentaje de humedad en los agregados fino y grueso
para concreto.

Como se puede observar nuestros agregados se encuentran expuestos a la
intemperie, a las acciones del aire y del agua, por este motivo contienen cierta
cantidad de agua en sus partículas, considerando esto último como humedad en los
agregados. Debido a que el procedimiento para calcular el contenido de humedad en
la arena es el mismo para el de la grava, solo se explicará el procedimiento una vez.

Alcance:
El método de prueba se refiere a la determinación del porcentaje de humedad de los
agregados en condiciones naturales. Este método es aplicable a los agregados que



cumplan con los requisitos mencionados anteriormente y que se utilicen para la

Objetivo:
Esta prueba tiene como objetivo determinar la cantidad de agua que posee una
muestra de arena o grava, con respecto al peso seco de la muestra. Esta prueba se
lleva a cabo antes de hacer una mezcla de concreto, con el fin de hacer los ajustes en
la cantidad de agua de mezclado.

Equipo y material:
• Charola.- La charola deberá ser metálica y con una capacidad de por lo menos
1000gr.
• Horno o estufa.
• Cristal de reloj. Este deberá estar limpio y podrá ser de cualquier tamaño y con un
espesor de 3mm.
• Arena.- Muestra de arena de 500gr. deberá haber sido tomada como se mencionó en
los métodos de prueba de toma y preparación de muestras.
• Grava.- Muestra de grava de 500gr. deberá haber sido tomada como se mencionó en
los métodos de prueba de toma y preparación de muestras.
1kg.

Procedimiento:
Existen dos tipos de procedimientos para la determinación del porcentaje de
humedad: método rápido y método estándar.
Se determinara el porcentaje de humedad por medio del método rápido por tener los
resultados lo más pronto posible.

Método rápido:
1) Pese la charola y anótela como tara (T).
2) Vacíe la muestra de arena húmeda a la charola y pésela, anotándola como tara +
arena húmeda (T + Sh).



3) Ponga a secar la arena en la estufa, moviéndola algunas veces para que sea mas
rápido el secado, coloque encima de la superficie el cristal de reloj, si este no se
empaña se habrá logra do el estado de arena seca (Ss).
4) Deje enfriar (charola y arena) y proceda a pesar la arena, lo que sería charola +
arena seca (T + S s).
5) Para determinar el contenido de humedad en la grava siga el procedimiento
anterior y cambie las literales T +Sh por T + Gh , por y T+S por T
+G en la fórmula que se enuncia a continuación.

Sustituya los valores obtenidos en las fórmulas siguientes y se obtiene el porcentaje
de humedad:

(T + Sh) - (T + S ' s) Ww
% Humedad = × 100 = × 100
(T + S' s) - T
S
Ws [f.7]

(T + Gh) - (T + G' s) Ww
% Humedad = × 100 = × 100
(T + G' s) - T
G
Ws [f.8]

Figura 17. Prueba de Humedad.



4.4 Determinación de la densidad relativa y porcentaje de absorción de la arena
para concreto.

a) Densidad relativa.
Se define como densidad relativa (también llamada gravedad específica) de un
agregado, la relación de su peso respecto al peso de un volumen absoluto igual de
agua (agua desplazada por inmersión). Se usa en ciertos cálculos para
proporcionamientos de mezclas y control, por ejemplo en la determinación del
volumen absoluto ocupado por el agregado. Generalmente no se le emplea como
índice de calidad del agregado, aunque ciertos agregados porosos que exhiben
deterioro acelerado a la congelación-deshielo tengan pesos específicos bajos. La
mayoría de los agregados naturales tienen densidades relativas entre 2.4 y 2.9.

Alcance:
Este método de prueba se refiere a la determinación de la relación entre el peso de la
arena con respecto de un volumen igual de agua. Este método es aplicable a la arena
que cumpla con los requisitos mencionados anteriormente y que se utilice para la

Objetivo:
Esta prueba tiene como objetivo determinar la densidad relativa de la arena para
elaborar concreto.

Equipo y material:
• Matraz.- Matraz aforado de fondo plano con una capacidad de 500ml. y su
correspondiente curva de calibración.
1kg.
• Molde troncocónico.- Molde troncocónico metálico, suficientemente rígido y con una
base igualmente metálica para depositar el material sobre una superficie lisa y limpia.
• Pisón.- pisón metálico con la parte superior redonda que tiene un diámetro inferior
a la parte superior del molde troncocónico y que sirve para compactar el material.



• Termómetro.- Termómetro que servirá para medir la temperatura en grados
centígrados.
• Embudo.- el embudo podrá ser de plástico o metálico con un diámetro de por lo
menos 20cm y un tamaño tal que pueda ser insertado en el cuello de la sección
superior del matraz.
• Probeta.- Deberá ser una probeta graduada con una capacidad de no menos de
500ml.
• Gotero.- El gotero podrá ser de cualquier capacidad y/o material.
• Horno o estufa.
1000gr.
espesor de 3mm.
• Agua.- El agua deberá estar libre de impurezas y ser potable.
• Arena.- Muestra de arena de 500gr. deberá haber sido tomada como se mencionó en
el tema de características generales y muestreo.

Procedimiento:
1) Coloque la muestra de arena en la charola y satúrela de agua.
2) Deje reposar la arena en estado saturado por lo menos 24hrs. y retire el agua para
proceder a obtener el estado de saturado interiormente de agua y
superficialmente seco.
3) Tienda la arena en una superficie limpia y seca exponiéndola a la intemperie,
moviéndola de un lado a otro, para que por efecto del sol y el viento, se logre el
estado superficialmente seco; para verificar que el agregado fino se encuentre en
este estado, se toma una porción de él y se deposita en el molde troncocónico, el
cual se llena con la arena en 2 capas, la primera hasta la mitad del molde, dándole
15 golpes para compactarla y 10 golpes a la segunda capa; se enrasa y se retira el
cono, hacia arriba, sin hacer movimientos laterales. Si al retirarse el molde el
material mantiene la forma de este, nos dice que la arena tiene exceso de
humedad, por lo cual se continúa secando y se vuelve a repetir la operación antes
descrita, hasta que, cuando se retire el cono, arena se desmorone libre y



lentamente; cuando suceda esta condición habremos obtenido el estado deseado,
sin embargo, si el escurrimiento del material después de haber quitado el molde
es rápido, su secado habrá sido excesivo y tendremos que humedecer el material
agregando agua con el gotero.
4) Pese 2 muestras de 200 grs. cada una de arena (Wsss) y vacíe una de las muestras
en el matraz utilizando el embudo, para cuidar que no se pegue a las paredes del
matraz y evitar que se caiga material fuera del frasco.
5) Llene la probeta de agua y tome su temperatura y vacíe el agua al matraz hasta la
mitad de la capacidad de este último.
6) Seque totalmente la otra muestra de material en el horno o estufa, para obtener el
peso seco de arena (Ws), pase el cristal de reloj sobre el material y si no se
empaña habrá logrado este estado.
7) Extraiga el aire atrapado en las partículas de arena que esta en el matraz
inclinándolo un poco y girándolo suavemente hasta que ya no suban burbujas a la
superficie.
8) una vez que haya eliminado el aire atrapado complete la capacidad del matraz con
agua hasta la marca de aforo, de tal manera que la parte inferior del menisco
coincida con la marca de 500ml.
9) utilice la balanza para pesar el matraz con agua y arena (Wmws).
10)Tome la temperatura de la suspensión y con esta entre a la curva de calibración
del matraz y obtenga el peso del matraz más agua hasta la marca de aforo (Wmw).

Sustituya los valores obtenidos en la fórmula siguiente y se obtiene la densidad:

Ws
Dr =
Ws + Wmw - Wmws [f.9]

Donde:
Ws = Peso seco de la arena.
Wmw = Peso del matraz + agua.
Wmws = Peso de matraz + agua + arena.
Dr = Densidad relativa o Gravedad específica.



La prueba se debe realizar como mínimo dos veces y el resultado final será el
promedio de ambos resultados.

Figura 18.Masa específica del agregado fino.

b) Porcentaje de absorción.
Los agregados generalmente se encuentran en la intemperie y se encuentran
expuestos a cambios atmosféricos, por lo que al presentarse una lluvia tienen la
capacidad de absorber el agua hasta quedar todas las partículas que los componen
totalmente sobresaturadas.

Alcance.
Este método de prueba se refiere a la determinación del porcentaje de agua que
puede absorber la arena para tomar este dato en cuenta a la hora de estimar la
cantidad de agua en la mezcla del concreto. Este método es aplicable a la arena que
cumpla con los requisitos mencionados anteriormente y que se utilice para la

Objetivo:
Esta prueba tiene como objetivo determinar la cantidad de agua que absorbe la arena
para concreto, expresando esta en porcentaje con respecto al peso seco de la arena.

Equipo y material:
1kg.



• Molde troncocónico.- Molde troncocónico metálico, suficientemente rígido y con una
base igualmente metálica para depositar el material sobre una superficie lisa y limpia.
• Pisón.- pisón metálico con la parte superior redonda que tiene un diámetro inferior
a la parte superior del molde troncocónico y que sirve para compactar el material.
• Gotero.- El gotero podrá ser de cualquier capacidad y/o material.
• Horno o estufa.
1000gr.
espesor de 3mm.
• Arena.- Muestra de arena de 500gr. deberá haber sido tomada como se mencionó
anteriormente.

Procedimiento:
1) Tome una porción de la muestra de arena tal que al secarla en el horno o la estufa,
tenga un peso constante de 500gr. Verifique que el material este seco pasando el
cristal de reloj por la superficie hasta que este no se empañe. Este peso es el que
se considerará como el peso seco de la arena (Ws).
2) Coloque la muestra de arena en la charola y satúrela de agua.
3) Deje reposar la arena en estado saturado por lo menos 24hrs. y retire el agua para
proceder a obtener el estado de saturado interiormente de agua y
superficialmente seco.
4) Tienda la arena en una superficie limpia y seca exponiéndola a la intemperie,
moviéndola de un lado a otro, para que por efecto del sol y el viento, se logre el
estado superficialmente seco; para verificar que el agregado fino se encuentre en
este estado, se toma una porción de él y se deposita en el molde troncocónico, el
cual se llena con la arena en 2 capas, la primera hasta la mitad del molde, dándole
15 golpes para compactarla y 10 golpes a la segunda capa; se enrasa y se retira el
cono, hacia arriba, sin hacer movimientos laterales. Si al retirarse el molde el
material mantiene la forma de este, nos dice que la arena tiene exceso de
humedad, por lo cual se continúa secando y se vuelve a repetir la operación antes



descrita, hasta que, cuando se retire el cono, arena se desmorone libre y
lentamente; cuando suceda esta condición habremos obtenido el estado deseado,
sin embargo, si el escurrimiento del material después de haber quitado el molde
es rápido, su secado habrá sido excesivo y tendremos que humedecer el material
agregando agua con el gotero.
5) pese con la balanza la muestra de arena en este estado (Wsss).

Sustituya los valores obtenidos en la fórmula siguiente y se obtiene el porcentaje de
absorción:

Wsss - Ws
% Absorción = ×100
Ws [f.10]

Donde:
Wsss = Peso saturado superficialmente seco del arena.
Ws = Peso seco del arena.

Figura 19. Prueba de Absorción.



4.5 Determinación de la densidad relativa y porcentaje de absorción de la grava
para concreto.

a) densidad relativa.
La densidad relativa (gravedad específica) de la grava se define de la misma forma
como se hizo con el agregado fino como la relación del peso del agregado grueso
respecto al peso de un volumen absoluto igual de agua (agua desplazada por
inmersión), pero su método de determinación es distinto. [20]
Alcance:
Este método de prueba se refiere a la determinación de la relación entre el peso de la
grava con respecto de un volumen igual de agua. Este método es aplicable a la grava

Objetivo:
Esta prueba tiene como objetivo determinar la densidad relativa de la grava para
elaborar concreto empleando el Principio de Arquímedes.

Equipo y material:
5000gr.
• Grava.- Muestra de grava de 5kg. deberá haber sido tomada como se mencionó
anteriormente; para picnómetros de 20cm. la muestra será de 8 kg.
5kg.
• Picnómetro tipo sifón.
• Probeta graduada.

Procedimiento:
1) Coloque la muestra en la charola y satúrela de agua por 24hrs.



2) Enseguida retire el agua y seque las gravas superficialmente con una franela
ligeramente húmeda, para que estén en condición de saturadas y superficialmente
secas.
3) Posteriormente pese con la balanza una cantidad de material cercana a los 5000
grs., obteniéndose de esta forma el peso saturado y superficialmente seco de
gravas (Wssg).
4) Proceda a determinar el volumen desalojado de agua (Vdes.); para esto llene el
picnómetro tipo sifón de agua y deje que esta fluya hasta que deje de gotear.
5) ponga la probeta en la boquilla del sifón y sin que haya pérdida de material,
deposite las gravas, evitando la perdida de agua fuera del sifón.
6) Determine el volumen de agua que desalojó el sifón y que fue depositada en la
probeta.

Sustituya los valores obtenidos en las fórmulas siguientes y se obtiene la densidad
relativa de la grava:
Wssg
Dr =
V.des [f.11]

Donde:
Wssg = Peso saturado y superficialmente seco de la grava.
Vdes. = Volumen desalojado de agua, en ml.
Dr = Densidad relativa ó gravedad específica de la grava.

Figura 20. Prueba de densidad relativa



b) porcentaje de absorción.
La absorción en la grava se define de igual manera que en la arena como la capacidad
que tiene esta de absorber el agua hasta quedar todas las partículas sobresaturadas.

Alcance:
Este método de prueba se refiere a la determinación del porcentaje de agua que
puede absorber la grava para tomar este dato en cuenta a la hora de estimar la
cantidad de agua en la mezcla del concreto. Este método es aplicable a la arena que
cumpla con los requisitos mencionados anteriormente y que se utilice para la

Objetivo:
Esta prueba tiene como objetivo determinar la cantidad de agua que absorbe la grava
para concreto, expresando esta en porcentaje con respecto al peso seco de la grava.

Material y equipo:
5000gr.
• Horno o estufa.
espesor de 3mm.
• Grava.- Muestra de grava de 5kg. deberá haber sido tomada como se mencionó
anteriormente.
5kg.
• Franela.

Procedimiento:
1) Coloque la muestra en la charola y satúrela de agua por 24hrs.



2) Enseguida retire el agua y se seque las gravas superficialmente con una franela
ligeramente húmeda, para que estén en condición de saturadas y superficialmente
secas.
3) Posteriormente pese con la balanza una cantidad de material cercana a los 500
grs., obteniéndose de esta forma el peso saturado y superficialmente seco de
gravas (Wssg).
4) Sin que haya pérdida de material, vacíe las gravas de nuevo a la charola para
secarlas totalmente ya sea en la estufa o en el horno, obteniéndose el peso de
gravas secas (Wg).

Sustituya los valores obtenidos en la fórmula siguiente y se obtiene el por ciento
de absorción de la grava:

Wssg - Wg
%Absorción = ×100
Wg [f.14]

Donde:
Wssg = Peso saturado superficialmente seco de la grava.
Wg = Peso seco de la grava.

En general, la absorción y humedad superficial de los agregados se debe determinar
de acuerdo con las normas ASTM C 70, C 127, C 128 y C 566 de manera que se pueda
controlar el contenido neto de agua en el concreto y se puedan determinar los pesos
correctos de cada mezcla. La estructura interna de una partícula de agregado, está
constituida de materia sólida y de vacíos que pueden o no contener agua.

Las condiciones de humedad de los agregados que se muestran en la siguiente figura
se designan como:

1. Secado al horno. Completamente absorbentes.



2. Secados al aire. Secos en la superficie de la partícula pero conteniendo cierta
humedad interior, siendo por lo tanto algo absorbentes.
3. Saturados y superficialmente secos (SSS). No absorben ni ceden agua a la mezcla de
concreto.
4. Húmedo. Contienen un exceso de humedad en la superficie (agua libre).

SATURADO,
SECADO SECADO AL HÚMEDO
ESTADO: SUPERFICIALMENTE
AL HORNO AIRE. Ó MOJADO.
SECO.
VISTA DE
LA PARTÍCULA:
MENOR
IGUAL A LA
HUMEDAD MAYOR QUE LA QUE LA
NINGUNA. ABSORCIÓN
TOTAL: ABSORCIÓN. ABSORCIÓN
POTENCIAL.
POTENCIAL.

Tabla 5. Estados de humedad en las partículas. [3]

La cantidad de agua utilizada en la mezcla de concreto, se debe ajustar a las
condiciones de humedad de los agregados de manera que no exceda los
requerimientos de agua. Si el contenido de agua de la mezcla de concreto no se
mantiene constante, la resistencia a la compresión, la trabajabilidad y otras
propiedades perderán proporcionalidad de una revoltura a otra. Los contenidos de
agua libre, normalmente varían desde 0.5% hasta 2% para el agregado grueso y
desde 2% hasta 6% para el agregado fino. El contenido máximo de agua de un
agregado grueso drenado, usualmente es menor que el de un agregado fino. La
mayoría de los agregados finos pueden mantener un contenido de humedad drenado
máximo, aproximadamente de 3% a 8%, mientras que los agregados gruesos sólo
pueden mantener en el rango de 1% a 6%.

4.6 Determinación del peso volumétrico seco-suelto y seco-compactado de los
agregados finos.

El peso volumétrico (también llamado peso unitario o densidad en masa) de un
agregado, es el peso del agregado que se requiere para llenar un recipiente con un
volumen unitario especificado. El volumen al que se hace referencia, es ocupado por



los agregados y los vacíos entre las partículas de agregado. El peso volumétrico
aproximado de un agregado usado en un concreto de peso normal, varía
aproximadamente de 1,200 kg/m3 a 1,760 kg/m3. El contenido de vacíos entre
partículas afecta la demanda de mortero en el diseño de la mezcla. Los contenidos de
vacíos tienen parámetros desde aproximadamente 30% a 45% para los agregados
gruesos hasta 40% a 50% para el agregado fino. Mientras más angulosos sean
nuestros agregados aumentará el contenido de vacíos; mayores tamaños de agregado
bien graduado y una granulometría mejorada hacen disminuir el contenido de vacíos.
Los métodos para determinar el peso volumétrico de los agregados y el contenido de
vacíos, se dan en la norma ASTM C 29. En el presente documento se describen dos
métodos para consolidar el agregado en el recipiente, dependiendo del tamaño
máximo del agregado: varillado y vaciado con pala.

Alcance:
Este método de prueba se refiere a la determinación del peso volumétrico de la arena
en condición de seca-suelta y seca-compactada. Este método es aplicable a la arena

Objetivo:
Esta prueba tiene como objetivo obtener la cantidad de arena en kilogramos que se
puede lograr por metro cúbico, al vaciar material a un recipiente de volumen
conocido, sin darle acomodo a las partículas y luego utilizando el mismo
procedimiento pero ahora compactando el material para darle acomodo a las
partículas.

Equipo y material:
• Recipiente.- El recipiente deberá ser metálico de volumen conocido.
• Cucharón.- El cucharón deberá ser metálico de una capacidad apropiada para poder
colocar el material en el recipiente.
• Regla o solera.- La regla o solera deberá ser metálica de por lo menos 30cm.



• Balanza.- La balanza deberá ser de por lo menos 20 kg. De capacidad y 5 grs. de
aproximación.
• Arena.- Muestra de arena de 2kg. Deberá haber sido tomada como se mencionó en
las prácticas de toma y preparación de la muestra.
• Varilla punta de bala.- Varilla de acero redonda, con el extremo que apisona
redondeado y en forma de media esfera.

Procedimiento:
1) Seque la muestra de arena al sol y pésela en la balanza, anote el peso.
2) Pese el recipiente vacío y empleando el cucharón tome la muestra de material y
déjela caer dentro del recipiente desde una altura de 5cm. a partir de la superficie
del recipiente, hasta llenarlo, evitando que el material se reacomode por
movimientos indebidos; después proceda a enrasar utilizando la regla de 30cm.
3) Pese el recipiente ya con el material incluido y se registre su peso con
aproximación de 5gr.

Sustituya los valores obtenidos en la fórmula siguiente y se obtiene el peso
volumétrico del material seco y suelto de la arena:

Wm
P.V.S.S. =
Vr [f.15]

Donde:
Wm = (Peso del recip. + mat.) – (Peso del recip.)
Vr = Volumen del recipiente, m3.
P.V.S.S = Peso volumétrico seco-suelto de la arena.

4) Retire la arena del recipiente, cuidando de que no haya pérdida de material.
5) Vuelva a tomar la muestra de arena y déjela caer dentro del recipiente desde una
altura de 5cm. a partir de la superficie del recipiente, Llenando el recipiente en



tres capas, dándole 25 golpes de varilla a cada capa; después proceda a enrasar
utilizando la regla de 30cm.

volumétrico del material seco y compactado:

Wm
P.V.S.C. =
Vr [f.16]

Donde:
Vr = Volumen del recipiente, m3.
P.V.S.C. = Peso volumétrico seco-compactado de la arena.

Figura 21. Masa volumétrica de agregado fino.



4.7 Determinación del peso volumétrico seco-suelto y seco-compactado de los
agregados gruesos.

Alcance:
Este método de prueba se refiere a la determinación del peso volumétrico de la grava
en condición de seca y suelta. Este método es aplicable a la grava que cumpla con los
requisitos mencionados anteriormente y que se utilice para la elaboración de
concreto. [21]

Objetivo:
Esta prueba tiene como objetivo obtener la cantidad de grava en kilogramos que se
puede lograr por metro cúbico, al vaciar material a un recipiente de volumen
conocido y sin darle acomodo a las partículas.

Equipo y material:
• Recipiente.- El recipiente deberá ser metálico de volumen conocido.
• Cucharón.- El cucharón deberá ser metálico de una capacidad apropiada para poder
colocar el material en el recipiente.
• Regla o solera.- La regla o solera deberá ser metálica de por lo menos 30cm.
• Balanza.- La balanza deberá ser de por lo menos 20 kg. De capacidad y 5 grs. de
aproximación.
• Grava.- Muestra de grava de 2kg. Deberá haber sido tomada como se mencionó en
las prácticas de toma y preparación de la muestra.
• Varilla punta de bala.- Varilla de acero redonda, con el extremo que apisona
redondeado y en forma de media esfera.

Procedimiento:
1) Seque la muestra de grava al sol y pésala en la balanza, anote el peso.
2) Pese el recipiente vacío y empleando el cucharón tome la muestra de material y
déjela caer dentro del recipiente desde una altura de 5cm., hasta llenarlo, evitando
que el material se reacomode por movimientos indebidos; Después proceda a
enrasar utilizando la regla de 30cm.




volumétrico del material seco y suelto:

Wm
P.V.S.S. =
Vr [f.17]

Donde:
Vr = Volumen del recipiente, m3
P.V.S.S. = Peso volumétrico seco-suelto de la grava.

4) Retire la grava del recipiente, cuidando de que no haya pérdida de material.
5) Vuelva a tomar la muestra de material y déjela caer dentro del recipiente desde
una altura de 5cm. a partir de la superficie del recipiente, Llenando el recipiente
en tres capas, dándole 25 golpes de varilla a cada capa; después proceda a enrasar
utilizando la regla de 30cm.

volumétrico del material seco y compactado:

Wm
P.V.S.C. =
Vr [f.18]

Donde:



Vr = Volumen del recipiente, m3
P.V.S.C. = Peso volumétrico seco-compactado de la grava.

Figura 22. Masa volumétrica de agregado grueso.

4.8 Análisis granulométrico (Granulometría).

Se conoce como análisis granulométrico a la acción de pasar al agregado fino o grueso
por medio de unas mallas (también conocidas como cribas) y pesar la cantidad de
partículas de agregado que quedan retenidas en cada una de las mallas y sacando el
porcentaje retenido en cada una de estas con respecto de la muestra original. [22]

Los requisitos de la norma ASTM C 33, permiten un intervalo relativamente amplio en
la granulometría del agregado fino, pero las especificaciones de otras organizaciones.
La granulometría más conveniente para el agregado fino, depende del tipo de trabajo,
de la riqueza de la mezcla, y del tamaño máximo del agregado grueso. En mezclas más
pobres, o cuando se emplean agregados gruesos de tamaño pequeño, la
granulometría que más se aproxime al porcentaje máximo que pasa por cada criba
resulta lo mejor para lograr trabajarla idealmente. En general, si la relación agua-
cemento se mantiene constante y la relación de agregado fino a grueso se elige
correctamente, se puede hacer uso de un amplio rango en la granulometría sin tener
un cambio apreciable en la resistencia. En ocasiones se obtendrá una economía
máxima, ajustando la mezcla del concreto para que encaje con la granulometría de los
agregados locales. Entre más uniforme sea la granulometría, mayor será la economía.



La granulometría del agregado fino dentro de los límites de la norma ASTM C 33,
generalmente es satisfactoria para la mayoría de los concretos.

Los límites de la norma ASTM C 33 con respecto al tamaño de las cribas se indican a
continuación:

TAMAÑO DE LA MALLA PORCENTAJE QUE PASA EN PESO
9.52mm (3/8”) 100
4.75mm (no.4) 95 a 100
2.36mm (no.8) 80 a 100
1.18mm (no.16) 50 a 85
0.60mm (no.30) 25 a 60
0.30mm (no.50) 10 a 30
0.15 (no.100) 2 a 10

Tabla 6. Porcentajes ideales de granulometría del agregado fino. [22]

Estas especificaciones permiten que los porcentajes mínimos (peso que pasa por cada
criba) del agregado que pasa las mallas de 0.30mm (No.50) y de 0.15mm (No.100)
disminuyan a 5% y 0%, respectivamente, siempre y cuando:
1.- El agregado se utilice en un concreto con aire incluido que contenga más de 237kg
de cemento por metro cúbico y tenga un contenido de aire superior al 3%.

2.- El agregado se emplee en un concreto que contenga más de 296kg de cemento por
metro cúbico cuando el concreto tenga inclusión de aire.
3.- Se use un aditivo mineral aprobado para compensar la deficiencia del material que
pase estas dos mallas.
Otros requisitos de la norma ASTM son:
1. Que el agregado fino no tenga más del 45% retenido entre dos mallas consecutivas.
2. Que el módulo de finura no sea inferior a 2.3 ni superior a 3.1, ni que varíe en más
de 0.2 del valor típico del banco abastecedor del agregado.
En el caso de que sobrepase este valor, el agregado fino se deberá desaprobar a
menos que se hagan los ajustes adecuados en las proporciones del agregado fino y
grueso.


Las cantidades de agregado fino que pasan las mallas de 0.30 mm (No.50) y de 0.15
mm (No.100), afectan la trabajabilidad, la textura superficial y el sangrado del
concreto. La mayoría de las especificaciones permiten que del 10% al 30% pase por la
malla de 0.30 mm (No. 50).

El límite inferior puede ser suficiente en condiciones de colado fáciles o cuando el
concreto tiene un acabado mecánico, como ocurre en el caso de los pavimentos. Sin
embargo, en los pisos de concreto acabados a mano o donde se requiera una textura
superficial tersa, se deberá usar un agregado fino que contenga al menos un 15% que
pase la malla de 0.30 mm (No.50) y al menos un 3% que pase la malla de 0.15 mm
(No.100). [1]

Tamaño
nominal, 100 90 75 63 50 37.5 25 19 12,5 9,5 No 4 No 8 No 16
mm 4" 3½" 3" 2 ½’’ 2" 1½" 1" 3/4" ½ " 3/8 " 4,75 2,36 1,18
(Pulg)
90,0 a 37,5
(3 ½ " a 1 ½ 100 90 a 100 25 a 60 - 0 a 15 0a5 -- -- -
")
63,0 a 37,5
(2 ½ " a 1 ½ 100 90 a 100 35 a 70 0 a 15 0a5
")
50,0 a 25,0
- 100 90 a 100 35 a 70 0 a 15 0a 5
(2" a 1")
50,0 a 4,75
100 95 a 100 35 a 70 10 a 30 - 0a5
(2" a No. 4)
37,5 a 19,0
100 90a100 20 a 55 0 a 15 0a5
(1 ½ "a ¾ ")
37,5 a 4,75
_
(1 ½ " a No. - 100 95 a 100 35 a 70 ---- 0a5
10 a 30
4)
25,0 a 12,5
100 90 a 100 20 a 55 0 a 10 0a5
(1"a ½ ")
25,0 a 9,5
- 100 90 a 100 40 a 85 10 a 40 0 a 15 0a5
(1 " a 3/8 ")
25,0 a 4,75
- 100 95 a 100 25 a 60 0 a l0 0a5 -
(1 " a No. 4)
19,0 a 9,5
---- ----- 100 90 a 100 20 a 55 0 a 15 0a5
(3/4 " a 3/8 ")
19,0 a 4,75
100 90 a 100 -- 20a55 0a10 0a5
(3/4 " a No. 4)
12,5 a 4,75
100 90 a 100 40 a 70 0 a 15 0a5
(1/2 " a No. 4)


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