Este documento presenta el Manual del Concreto Estructural. El manual cubre temas relacionados con las generalidades del concreto, sus componentes, preparación y colocación. También analiza las características del concreto fresco y endurecido, los agregados, el acero de refuerzo y las propiedades mecánicas del concreto endurecido. El objetivo del manual es proporcionar información sobre el concreto estructural de acuerdo con las normas venezoladas.

2. ANUAL
DEL
CONCRETO
ESTRUCTURAL
JOAQUÍN PORRERO S.
CARLOS RAMOS R.
JOSÉ GRASES G.
GILBERTO J. VELAZCO
Conforme a la Norma COVENIN 1753:2003
“Proyecto y Diseño de Obras en Concreto Estructural”
M

3. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
MANUAL DEL CONCRETO ESTRUCTURAL
Joaquín Porrero S./ Carlos Ramos R./ José Grases G./ Gilberto J. Velazco
Primera Edición Digital
Caracas, Junio 2014
HECHO EL DEPÓSITO DE LEY
Depósito Legal lfi2522014620722
ISBN 978-980-7658-00-3
COORDINACIÓN EDITORIAL
Miguel Angel Álvarez
PRODUCCIÓN GRÁFICA/PORTADA
Abaco Arte
DISEÑO GRÁFICO
Cecilia Feo Figarella
PRODUCCIÓN DIGITAL
PAG Marketing Soluciones

4. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
PRESENTACIÓN
Este Manual del Concreto Estructural (en formato digital) es un paso más en
la tarea iniciada el año 1975 con la primera edición del Manual del Concreto Fresco,
auspiciada en aquel momento por el Comité Conjunto del Concreto Armado (CCCA).
El rumbo de ese camino lo marcó, con la visión propia del Maestro que siempre fue, el
Dr. Joaquín Porrero Sampedro (1927/1992); lo secundaron en esa labor los Profesores
Carlos Ramos R. y José Grases G. En 1979 se editó la segunda versión de aquel Manual
y en 1987 la tercera; con tirajes de varios miles de ejemplares, todas esas ediciones no
sólo se agotaron, sino que se multiplicaron ediciones no autorizadas, nacionales y
extranjeras, lo cual no fue sino prueba de la utilidad de esa iniciativa.
A mediados del año 1990, el Dr. Porrero asomó la posibilidad de extender el
alcance del Manual hacia las propiedades y características del concreto en etapas
posteriores a su fraguado, idea ésta que contó con el infaltable y entusiasta respaldo de
SIDETUR. Para cubrir áreas menos conocidas del acero y del concreto armado, el
equipo de trabajo se fortificó con la incorporación del profesor Gilberto J. Velazco.
Puestos a trabajar, la muerte sorprendió al líder de esta iniciativa en plena producción
de la idea por él concebida, con lo cual se perdió una insustituible experiencia.
Invitamos entonces al profesor Rafael Salas Jiménez, hombre de vastos conocimientos
en el tema por su labor en la Asociación Venezolana de Productores de Cementos
(AVPC), hoy en España, y, en 1996, se publicó el Manual del Concreto en el cual se
retuvo la experiencia del trecho andado desde 1975.
De nuevo la edición se agotó y, de nuevo, el libro fue reproducido en forma
subrepticia para cubrir la demanda de profesionales de la ingeniería, estudiantes y
constructores. Paralelamente, en el país se actualizaba y publicaba un conjunto de
Normas COVENIN, así como documentos elaborados por organismos especializados
en el acero y el concreto, relacionados con su mejor comprensión y buen uso. Todo
esto fue estímulo para emprender un proyecto de mayor alcance que actualizó el
contenido, profundizó el tratamiento de los temas propios del concreto estructural y se
vinculó más estrechamente con el empleo de ese material en su forma de concreto
reforzado: El Manual del Concreto Estructural. La organización y presentación
mantuvieron el formato que le supo dar el Profesor Porrero, a quien se le rendió
homenaje con esse nuevo aporte generosamente auspiciado por SIDETUR. en varias
ediciones desde 2004 hasta 2012.
Debido a la realidad actual, decidimos presentar la edición digital del Manual
del Concreto Estructural manteniendo igual, en esta primera aventura electrónica, el
contenido de la última edición en papel. Contamos, ahora, con la asesoría y la
entusiasta dedicación de PAG Marketing Soluciones.
Los Autores
Caracas, Junio de 2014
v

5. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
“Estrictamente hablando, no hay investigación sistemática
que no sea precedida de pruebas...
hechas por el mismo investigador..., hechas por otros investigadores...
o estar produciéndose /como/ fenómenos naturales”.
“El hombre aprende investigando;
básicamente se entrena y cultiva por este procedimiento”...
“Pasamos un muy considerable, y también justificado,
número de años `haciéndonos profesionales” (1)
(1) Tomado del artículo: Porrero, J. (1975). La investigación, Boletín Técnico IMME XII:51, 33-57, Caracas.
vi

6. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
JOAQUÍN PORRERO (1927/1992)
SEMBLANZA DE UN INVESTIGADOR
Joaquín Porrero fue toda su vida y por encima de cualquier otro título,
Investigador a Tiempo Completo. Nacido en Sama de Langreo, pueblo ubicado en
la Provincia de Asturias, España, culmina su licenciatura en la Universidad de
Oviedo en 1952. A partir de allí, su experiencia en su tierra natal se desarrolla
como Profesor Ayudante en la Cátedra de Química Inorgánica, Universidad de
Oviedo, y Jefe de Control de Calidad de una fábrica de cementos de escoria de alto
horno.
En el año 1957 presenta credenciales para optar al cargo de Jefe de la
Sección de Investigación Química del Instituto de Investigaciones y Ensayos de
Materiales (IDIEM) de la Universidad de Chile, resultando seleccionado e
iniciándose desde ese momento su periplo por otras tierras. En Chile, donde
permanece casi 11 años, contrae matrimonio con Lidia Alfaro y nace Rogelio su
primer hijo; completaría la familia con Marilena, nacida en Venezuela, ambos
profesionales de la medicina hoy en día.
En Septiembre de 1967 el profesor José Grases, para aquel entonces
Director del Instituto de Materiales y Modelos Estructurales (IMME), viaja a Chile
para asistir a una reunión de Rilem Latinoamericana. Allí conoce a Joaquín y
concreta una primera visita a Venezuela bajo el patrocinio del Consejo de
Desarrollo Científico y Humanístico, y la Facultad de Ingeniería de la Universidad
Central de Venezuela. En este primer viaje, desde Octubre de 1967 hasta Febrero
de 1968, organiza el Laboratorio de Cementos del IMME, entrena al personal y
dicta un curso a los técnicos de distintas plantas de cemento instaladas en el país.
Regresa Joaquín a Chile, pero ya los aires tropicales lo habían cautivado
y la gente del IMME había aquilatado su valía. En Julio de 1968 regresa a
Venezuela con toda su familia y un contrato como Profesor Asociado. A partir de
1971 ejerció el cargo de Jefe de la División de Estudio y Ensayo de Materiales del
IMME. En 1974 obtiene el título de Doctor en Ciencias Químicas en la
Universidad Complutense de Madrid con el trabajo “Estudio de algunas de las
variables que intervienen en la corrosión de las armaduras del hormigón”, donde
postula que: “el Mecanismo Corrosivo en Medios Homogéneos se desarrolla
inicialmente con un proceso electroquímico que consume metal, proceso que
posteriormente se frena y sustituye al menos en parte, por reacciones,
posiblemente hidrataciones, cristalizaciones y modificaciones cristalinas,
responsables del deterioro del material a más largo plazo. La corrosión
posiblemente sea una función del contenido global de poros y del tamaño de los
mismos”.
vii

7. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
Aun cuando fallece joven (65 años) el 11 de Julio de 1992, su producción
intelectual es amplia. Participa en proyectos de investigación en el área de
materiales de construcción empleados en obras de ingeniería en toda su extensión:
concretos, agregados, concretos especiales, control de calidad, cementos,
polímeros, durabilidad, corrosión, reparaciones, baldosas, ladrillos, frisos,
plásticos, cales, yesos y otros. Todo un espectro de problemas que fue objeto de
cuidadoso estudio. Profesor guía de más de 90 trabajos especiales de grado de
estudiantes universitarios, también dejó una obra escrita de más de 40 títulos
publicados en revistas técnicas y presentados en congresos. Autor líder del Manual
del Concreto Fresco en sus tres ediciones, del Manual del Concreto publicado poco
después de su desaparición física, y del libro Preparación y Control de Concretos para
los Sistemas de Pared Delgada. Reconocido consultor en múltiples empresas
públicas y privadas, nacionales y extranjeras. Como docente dictó, durante
muchos años, la Cátedra de Materiales y Ensayos (pregrado) y Tecnología del
Concreto (postgrado). Adicionalmente, dictó unos treinta cursos de extensión de
conocimientos y entrenamiento en diversas Instituciones principalmente el
Colegio de Ingenieros.
Toda esa labor forma parte del legado que Joaquín Porrero sembró,
cultivó y enriqueció junto con sus alumnos y con los que disfrutamos el privilegio
de su amistad.
A su memoria dedicamos esta publicación digital.
Los Autores
Caracas, Junio de 2014
viii

8. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
CONTENIDO
PRESENTACIÓNV
JOAQUÍN PORRERO (1927/1992)
SEMBLANZA DE UN INVESTIGADORVII
ADVERTENCIAXXIII
NOTACIÓNXXV
CAPÍTULO I
GENERALIDADES31
I.1 DEFINICIÓN Y DESARROLLO HISTÓRICO31
I.1.1 Definición31
I.1.2 Antecedentes31
I.1.3 Concreto Reforzado32
I.1.4 Inicios en Venezuela33
I.2 COMPONENTES34
I.3 PREPARACIÓN Y COLOCACIÓN35
I.4 PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO36
I.5 TIPOS DE CONCRETO36
I.6 CONTROL DE CALIDAD37
I.7 RELACIONES ENTRE LA CALIDAD DEL CONCRETO Y SU COMPOSICIÓN38
I.7.1 La Relación Triangular38
I.7.2 La Ley de Abrams40
I.8 CALIDAD GRANULOMÉTRICA DE LOS AGREGADOS41
I.9 ESQUEMA GENERAL DE RELACIONES41
I.10 ENDURECIMIENTO DEL CONCRETO43
CAPÍTULO II
CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO FRESCO45
II.1 REOLOGÍA45
II.1.1Fluidez45
II.1.2 Compactibilidad46
II.1.3 Estabilidad a la Segregación46
II.2 TRABAJABILIDAD46
II.2.1 Cono de Abrams47
II.2.2 Otros Procedimientos48
II.2.3 El Asentamiento como Índice del Contenido de Agua51
II.3 RETRACCIÓN51
II.4 MECANISMO DE LUBRICACIÓN52
II.4.1 Características a considerar según el Mecanismo de Lubricación54
II.4.2 Pasta54
II.4.3 Cantidad de Agua (a)55
II.4.4 Granulometría de los Agregados (␤)55
II.4.5 Tamaño Máximo del Agregado (P)56
II.4.6 Rugosidad de los Agregados56
II.4.7 Resumen56
II.4.8 Conclusiones57
ix

9. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
II.5 ALTERACIONES DE LA REOLOGÍA58
II.5.1 Tiempo58
II.5.2 Temperatura58
CAPÍTULO III
AGREGADOS61
III.1 ORÍGENES61
III.2 NIVELES DE CALIDAD62
III.2.1 Agregados Controlados62
III.2.2 Agregados Conocidos con Control Insuficiente62
III.2.3 Agregados no Empleados con Anterioridad63
III.3 REQUISITOS DE CALIDAD63
III.4 GRANULOMETRÍA63
III.4.1 Agregados por Fracciones64
III.4.2 Combinación de Agregados66
III.5 TAMAÑO MÁXIMO67
III.6 SEGREGACIÓN71
III.7 MÓDULO DE FINURA71
III.8 ULTRAFINOS72
III.8.1 Ensayos74
III.8.2 Acción de los Ultrafinos74
III.8.3 Requisitos y Precauciones75
III.9 IMPUREZAS76
III.9.1 Materia Orgánica76
III.9.2 Sales Naturales77
III.10 REACTIVIDAD Y DISGREGABILIDAD77
III.11 RESISTENCIA DE LOS AGREGADOS78
III.12 FORMA Y TEXTURA DE LOS GRANOS79
III.12.1 Forma79
III.12.2 Textura Superficial80
III.13 PESO POR UNIDAD DE VOLUMEN80
III.13.1 Peso Unitario Suelto80
III.13.2 Peso Unitario Compacto81
III.13.3 Peso Específico81
III.14 HUMEDAD81
III.14.1 Secado al Fuego84
III.14.2 Speedy-Vac84
III.14.3 Potenciómetro84
III.14.4 Ondas Ultrasónicas84
III.15 RELACIONES CON LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO84
III.16 CONTROL DE CALIDAD85
III.16.1 Grado de Control85
III.16.2 Granulometría87
III.16.3 Humedad88
III.16.4 Otros Ensayos de Calidad89
x

10. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
CAPÍTULO IV
CEMENTO91
IV.1 CONSTITUCIÓN91
IV.2 HIDRATACIÓN DEL CEMENTO94
IV.3 CLASIFICACIÓN. TIPOS96
IV.4 CEMENTO CON ADICIONES97
IV.5 CALIDAD98
IV.6 TIEMPO DE FRAGUADO99
IV.7 RESISTENCIAS MECÁNICAS99
IV.7.1 Arena Normalizada102
IV.8 FINURA103
IV.9 DESARROLLO DE RESISTENCIAS104
IV.10 CALOR105
IV.11 CEMENTO CALIENTE106
IV.12 OTROS CEMENTOS109
IV.13 MANEJO110
IV.14 RESISTENCIA A ATAQUES QUÍMICOS111
IV.15 ENVEJECIMIENTO111
IV.16 MEZCLA DE CEMENTOS111
REFERENCIAS112
CAPÍTULO V
AGUA PARA CONCRETO113
V.1 INTRODUCCIÓN113
V.2 AGUA DE MEZCLADO114
V.3 AGUA DE CURADO114
V.4 EFECTOS DE LAS IMPUREZAS SOBRE EL CONCRETO115
V.4.1 Carbonatos115
V.4.2 Sales de Hierro116
V.4.3 Otras Sales116
V.4.4 Aguas Ácidas116
V.4.5 Aguas Alcalinas116
V.4.6 Azúcares117
V.4.7 Partículas en Suspensión117
V.4.8 Aceites117
V.4.9 Algas117
V.4.10 Efluentes Industriales117
V.4.11 Sulfatos117
V.4.12 Agua de Mar118
V.4.13 Desechos Sanitarios y Sustancias Industriales118
V.5 CALIDAD DEL AGUA119
V.5.1 Análisis Químico119
V.5.2 Morteros de Prueba121
REFERENCIAS122
CAPÍTULO VI
DISEÑO DE MEZCLAS123
VI.1 CONSIDERACIONES GENERALES123
xi

11. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
VI.2 FUNDAMENTOS DEL MÉTODO DE DISEÑO PROPUESTO124
VI.3 CÁLCULO DE LA PROPORCIÓN ENTRE AGREGADOS FINOS Y GRUESOS125
VI.3.1 Límites Granulométricos125
VI.3.2 Relación Beta (␤)127
VI.3.3 Precisión de ␤129
VI.4 DATOS DE ENTRADA PARA EL DISEÑO DE MEZCLA130
VI.4.1 Condiciones Ambientales de la Obra130
VI.4.2 Tipo de Obra o parte de la Estructura130
VI.4.3 Tipo de Agregado y Tipo de Cemento131
VI.4.4 Resistencia Promedio Requerida(Fcr)132
VI.5 LEY DE ABRAMS135
VI.5.1 Enunciado y Cálculo135
VI.5.2 Correcciones de ␣136
VI.5.3 Límites de ␣ por Durabilidad138
VI.6 RELACIÓN TRIANGULAR139
VI.6.1 Enunciado y Cálculo139
VI.6.2 Correcciones del Cemento141
VI.6.3 Dosis Mínima de Cemento por Durabilidad142
VI.7 CÁLCULO DE LOS RESTANTES COMPONENTES142
VI.7.1 Volumen de Aire Atrapado142
VI.7.2 Volumen Absoluto de los Granos de Cemento143
VI.7.3 Volumen Absoluto del Agua143
VI.7.4 Volumen Absoluto de los Agregados143
VI.7.5 Ecuación de Volumen y Cálculo de la Dosis de Agregados144
VI.8 EXPRESIÓN DE RESULTADOS144
VI.9 ESQUEMA DE DISEÑO145
VI.10 DISEÑOS INVERSOS145
VI.11 AJUSTE SEGÚN LA RESISTENCIA DEL CEMENTO145
VI.12 CORRECIÓN POR HUMEDAD147
VI.13 AJUSTES DE LA MEZCLA148
VI.13.1 Ajustes de la Relación Triangular148
VI.13.2 Ajuste de la Ley de Abrams149
VI.14 DOSIFICACIÓN PARA OBRAS DE POCO VOLUMEN DE CONCRETO150
VI.14.1 Receta Simple150
VI.14.2 Receta Ampliada151
VI.15 DOSIFICACIÓN EN VOLUMEN152
VI.15.1 Dosis de Cemento152
VI.15.2 Dosis de Agregados152
VI.16 EJEMPLOS DE DISEÑOS DE MEZCLA153
CAPÍTULO VII
ADITIVOS165
VII.1 GENERALIDADES165
VII.2 EFECTOS DE LOS ADITIVOS167
VII.3 MODIFICADORES DE LA RELACIÓN TRIANGULAR168
VII.3.1 Acción Plastificante168
VII.3.2 Ahorro de Cemento171
VII.3.3 Reducción de Agua173
xii

12. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
VII.4 MEJORADORES DE LA TIXOTROPÍA. PLASTIFICANTES Y SUPERPLASTIFICANTES175
VII.5 MODIFICADORES DE LOS TIEMPOS DE FRAGUADO176
VII.5.1 Aditivos Aceleradores176
VII.5.2 Retardadores178
VII.6 IMPERMEABILIZACIÓN180
VII.7 INCORPORADORES DE AIRE180
VII.8 CONTROL DE LOS ADITIVOS182
VII.8.1 Mezclas de Prueba182
VII.8.2 Ensayos de Control182
VII.8.3 Uso del Aditivo183
VII.8.4 Combinación de Aditivos184
VII.9 OTROS ADITIVOS184
VII.9.1 Formadores de Gas184
VII.9.2 Aditivos Adhesivos185
VII.9.3 Facilitadores de Bombeo185
VII.9.4 Aditivos Colorantes185
VII.10 CONSIDERACIONES FINALES185
REFERENCIAS186
CAPÍTULO VIII
PREPARACIÓN Y MEZCLADO187
VIII.1 CONSIDERACIONES GENERALES187
VIII.2 MODOS DE PREPARACIÓN187
VIII.2.1 Mezclado en Obra para pequeños Volúmenes187
VIII.2.2 Mezclado Central en Obra188
VIII.2.3 Premezclado Comercial188
VIII.3 CALIDAD Y ALMACENAMIENTO DE LOS COMPONENTES188
VIII.3.1 Agregados188
VIII.3.2 Cemento189
VIII.3.3 Agua189
VIII.4 DOSIFICACIÓN189
VIII.4.1 Dosificación por Peso191
VIII.4.2 Dosificación por Volumen191
VIII.5 MEZCLADO192
VIII.5.1 Tipos de Mezcladoras192
VIII.5.2 Capacidad de las Mezcladoras194
VIII.5.3 Orden de Llenado195
VIII.5.4 Tiempos de Mezclado195
VIII.6 MEZCLAS DE LABORATORIO196
VIII.7 CONCRETO PREMEZCLADO198
VIII.7.1 Opciones de Premezclado199
VIII.7.2 Dosificación y Resistencia199
REFERENCIAS200
CAPÍTULO IX
MANEJO DEL CONCRETO201
IX.1 TRANSPORTE201
IX.1.1 Carretillas y ‘Buggies’202
xiii

13. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
IX.1.2 Canaletas y Tubos202
IX.1.3 Elevadores203
IX.1.4 Grúas y Torres Grúas203
IX.1.5 Camión Transportador con Volteo204
IX.1.6 Cintas Transportadoras204
IX.1.7 Bombeo204
IX.2 COLOCACIÓN O VACIADO207
IX.2.1 Espesor de Capas207
IX.2.2 Vaciados Verticales208
IX.2.3 Tuberías y Conductos Embutidos210
IX.2.4 Colocación Bajo Agua210
IX.3 COMPACTACIÓN211
IX.3.1 Vibración Interna con Vibradores de Inmersión214
IX.3.2 Vibración Externa217
IX.3.3 Mesa Vibrante217
IX.3.4 Reglas Vibratorias218
IX.3.5 Revibrado218
IX.3.6 Otros Métodos218
IX.4 CURADO218
IX.4.1 Fundamentos y Procedimientos Usuales219
IX.4.2 Procedimientos Especiales220
IX.5 DESENCOFRADO222
REFERENCIAS224
CAPÍTULO X
JUNTAS225
X.1 GENERALIDADES225
X.2 CLASIFICACIÓN226
X.2.1 Juntas de Retracción o Contracción226
X.2.2 Juntas de Expansión o Dilatación227
X.2.3 Juntas de Acción Combinada229
X.2.4 Juntas de Construcción229
X.3 DISEÑO DE LAS JUNTAS231
X.3.1 Cálculo de las Juntas231
X.3.2 Selección de su Ubicación231
X.4 FORMAS DE LA JUNTAS DE EXPANSIÓN232
X.4.1 Juntas a Tope232
X.4.2 Juntas Sobrepuestas o de Solape232
X.5 ESTADOS TENSIONALES EN LAS JUNTAS233
X.5.1 Juntas a Tope233
X.5.2 Juntas de Solape234
X.6 SELLADO DE LAS JUNTAS235
X.6.1 Aislamiento del Medio Ambiente235
X.6.2 Impermeabilización235
X.6.3 Protección Mecánica235
X.7 SISTEMAS Y TIPOS DE SELLADO236
X.7.1 Sellantes Moldeables en Sitio236
X.7.2 Sellantes Preformados238
xiv

14. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
X.8 MATERIALES DE SELLADO238
X.8.1 Rellenos Rígidos238
X.8.2 Elastómeros de Reacción Interna238
X.8.3 Elastómeros en Solventes239
X.8.4 Materiales con Propiedades Plásticas239
X.8.5 De Aplicación en Caliente240
X.8.6 Otros Productos240
X.8.7 Elementos Preformados para Relleno240
X.8.8 Sellos Impermeabilizantes (‘Waterstops’)240
X.8.9 Refuerzos Metálicos241
X.8.10 Cedazos Desplegados241
X.9 RECOMENDACIONES FINALES241
REFERENCIAS242
CAPÍTULO XI
RESISTENCIAS MECÁNICAS243
XI.1 LEY FUNDAMENTAL243
XI.2 CONDICIONES DEL ENSAYO A COMPRESIÓN245
XI.2.1 Colocación de Remates de Azufre247
XI.2.2 Aplicación Axial de la Carga247
XI.2.3 Velocidad de Carga247
XI.2.4 Tamaño y Forma de las Probetas247
XI.3 DESARROLLO DE LA RESISTENCIA249
XI.4 ENSAYOS ACELERADOS252
XI.5 RESISTENCIA A LA TRACCIÓN252
XI.5.1 Resistencia a la Tracción por Flexión253
XI.5.2 Resistencia a la Tracción Indirecta253
XI.5.3 Resistencia a la Tracción Directa253
XI.5.4 Relación con la Resistencia a la Compresión253
XI.6 RESISTENCIA AL CORTE256
XI.6.1 Relación con la Resistencia a la Compresión256
XI.6.2 Resistencia al Corte de Miembros Estructurales256
XI.6.3 Resistencia al Corte por Fricción259
XI.7 MECANISMO DE FRACTURA259
XI.7.1 Agrietamiento259
XI.7.2 Rotura de las Probetas Normativas260
XI.7.3 Aspecto de la Superficie de Falla261
XI.8 RESISTENCIA AL APLASTAMIENTO262
CAPÍTULO XII
OTRAS CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO ENDURECIDO263
XII.1 PESO UNITARIO263
XII.2 POROSIDAD264
XII.2.1 Ultramicroporos del Gel264
XII.2.2 Poros entre Granos de Cemento264
XII.2.3 Canalillos y Burbujas264
XII.2.4 Porosidad del Agregado264
XII.3 ESTANQUEIDAD265
xv

15. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
XII.4 PROPIEDADES TÉRMICAS Y CALOR DE HIDRATACIÓN265
XII.5 DEFORMABILIDAD DEL CONCRETO. SIMPLE Y CONFINADO267
XII.5.1 Coeficiente o Relación de Poisson (␮)267
XII.5.2 Relación Tensión-Deformación Unitaria (f -⑀)268
XII.5.3 Módulo de Elasticidad269
XII.5.3.1 Características Básicas del Módulo de Elasticidad (Ec)270
XII.5.3.2 Tipos de Módulos de Elasticidad271
XII.5.3.3 Variables que afectan el Módulo de Elasticidad273
XII.5.3.4 Fórmulas de Cálculo273
XII.5.4 Módulo de Rigidez274
XII.6 RETRACCIÓN274
XII.6.1 Definición274
XII.6.2 Evolución de la Retracción275
XII.6.3 Cálculo de la Retracción en el Concreto Endurecido275
XII.6.4 Refuerzo contra la Retracción277
XII.6.5 Retracción Impedida279
XII.7 FLUENCIA279
XII.7.1 Definición279
XII.7.2 Cálculo de las Deformaciones por Fluencia279
XII.7.3 Flechas Diferidas por Retracción y Fluencia282
REFERENCIAS283
CAPÍTULO XIII
CONCRETOS ESPECIALES285
XIII.1 ALTA RESISTENCIA285
XIII.1.1 Componentes285
XIII.1.2 Diseño de Mezcla287
XIII.1.3 Manejo, Colocación y Curado289
XIII.1.4 Control de Calidad290
XIII.1.5 Aplicaciones290
XIII.2 CONCRETO CON FIBRAS. FIBROCONCRETO291
XIII.2.1 Orígenes y Evolución291
XIII.2.2 Uso como Agregado del Concreto291
XIII.2.3 Tipos de Fibras292
XIII.2.4 Adherencia293
XIII.2.5 Deformación293
XIII.2.6 Falla293
XIII.2.7 Fabricación del Fibrocemento294
XIII.2.8 Usos y Aplicaciones295
XIII.3 CONCRETO PROYECTADO295
XIII.3.1 Metodos de Proyección296
XIII.3.2 Materiales Componentes297
XIII.3.3 Características297
XIII.3.4 Diseño de Mezcla298
XIII.3.5 Colocación298
XIII.3.6 Control de Calidad298
XIII.3.7 Futuro299
xvi

16. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
XIII.4 CONCRETO LIVIANO ESTRUCTURAL299
XIII.4.1 Fabricación de los Agregados Livianos299
XIII.4.2 Estructura del Grano300
XIII.4.3 Características del Agregado Liviano300
XIII.4.4 Usos del Agregado Liviano301
XIII.4.5 Finos Livianos301
XIII.4.6 Diseño de Mezcla302
XIII.4.7 Resistencia a Compresión303
XIII.4.8 Resistencia a Tracción303
XIII.4.9 Módulo de Elasticidad, Ec303
XIII.4.10 Rotura Frágil304
XIII.4.11 Durabilidad304
XIII.5 CONCRETOS PARA EL SISTEMA TÚNEL304
XIII.5.1 Características del Concreto305
XIII.5.2 Control de Calidad307
XIII.6 VACIADOS BAJO AGUA308
XIII.6.1 Colocación308
XIII.6.2 Características del Concreto309
XIII.7 CONCRETOS SIN FINOS309
XIII.7.1 Agregados310
XIII.7.2 Dosificación310
XIII.7.3 Elaboración310
XIII.8 CONCRETO CELULAR311
XIII.8.1 Usos311
XIII.9 CONCRETOS DE ASENTAMIENTO NULO311
XIII.10 CONCRETOS EN MASA312
XIII.10.1 Requerimientos Resistentes y Tamaño Máximo313
XIII.10.2 Materiales Empleados313
XIII.10.3 Plantas de Mezclado315
XIII.10.4 Dosificación y Concreto Fresco315
XIII.10.5 Control del Concreto Fresco y Muestreo316
XIII.10.6 Transporte y Colocación316
XIII.10.7 Juntas de Construcción317
XIII.11 GROUTING317
XIII.12 CONCRETOS EPÓXICOS318
XIII.13 CONCRETO SIMPLE318
XIII.13.1 Tipos de Miembros319
XIII.13.2 Limitaciones319
XIII.13.3 Juntas319
XIII.14 CONCRETO ARQUITECTÓNICO319
XIII.14.1 Concretos Coloreados320
XIII.14.2 Concreto Texturizado321
XIII.14.3 Concreto Impreso o Estampado321
XIII.15 MORTEROS SUPEREXPANSIVOS321
XIII.15.1 Procedimiento321
XIII.15.2 Avances Recientes322
REFERENCIAS322
xvii

17. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
CAPÍTULO XIV
EVALUACIÓN DE LOS ENSAYOS DE RESISTENCIA DEL CONCRETO323
XIV.1 OBJETO323
XIV.2 VARIACIONES DE LA CALIDAD DEL CONCRETO325
XIV.3 ALCANCE DE LOS PRINCIPIOS ESTADÍSTICOS325
XIV.4 SÍMBOLOS325
XIV.5 PARÁMETROS ESTADÍSTICOS327
XIV.5.1 Parámetros del Universo329
XIV.6 LA DISTRIBUCIÓN NORMAL329
XIV.7 APLICACIÓN334
XIV.7.1 Resistencia Especificada en el Proyecto Estructural334
XIV.7.2 Implicaciones del Control en la Seguridad335
XIV.7.3 Mayoración de Resistencias335
XIV.7.4 Desviación Estándar Conocida336
XIV.7.5 Desviación Estándar cuando no hay Suficientes Antecedentes337
XIV.7.6 Ajuste del Valor de la Desviación Estándar339
XIV.7.7 Fracción Defectuosa o Cuantil339
XIV.8 MEZCLAS DE PRUEBA339
XIV.8.1 Mezclas de Prueba en Obra339
XIV.8.2 Mezclas de Prueba en el Laboratorio340
XIV.9 TIPOS DE DISPERSIONES340
XIV.9.1 Variación dentro del Ensayo340
XIV.9.2 Variación entre Mezclas de un mismo Concreto341
XIV.9.3 Calificación de la Empresa341
XIV.10 ASPECTOS DEL CONTROL342
XIV.10.1 Muestreo342
XIV.10.2 Dos Probetas por Ensayo343
XIV.10.3 Edad del Ensayo344
XIV.10.4 Eliminación de Resultados345
XIV.11 CRITERIOS DE ACEPTACIÓN O RECHAZO347
XIV.11.1 Criterios Generales347
XIV.11.2 Criterios Específicos349
XIV.11.3 Rechazo351
XIV.12 REPRESENTACIÓN GRÁFICA353
REFERENCIAS354
CAPÍTULO XV
EVALUACIÓN DEL CONCRETO COLOCADO355
XV.1 ALCANCE355
XV.2 ENSAYOS EN SITIO DURANTE LA FASE DE CONSTRUCCIÓN356
XV.2.1 Cilindros356
XV.2.2 Criterios de Aceptación357
XV.3 ENSAYOS EN SITIO EN ESTRUCTURAS EXISTENTES357
XV.3.1 Núcleos357
XV.3.2 Criterios de Aceptación para Núcleos358
XV.4 ESTIMACIÓN DE RESISTENCIA CON ENSAYOS CUALITATIVOS NORMALIZADOS359
XV.4.1 Determinación de la Velocidad de Pulso Ultrasónico359
XV.4.2 Determinación del Número de Rebote o Ensayo Esclerométrico363
xviii

18. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
XV.4.3 Ensayos de Penetración365
XV.4.4 Ensayos de Madurez365
XV.4.5 Muestras Moldeadas en Sitio366
XV.4.6 Criterios de Aceptación367
XV.5 RESUMEN DE MÉTODOS Y APLICACIONES368
XV.6 LINEAMIENTOS PARA OBTENER UNA CORRELACIÓN CONFIABLE368
XV.6.1 Velocidad de Pulso Ultrasónico369
XV.6.2 Determinación del Rebote (Esclerómetro)371
XV.6.3 Ensayos de Penetración371
XV.6.4 Madurez372
XV.6.5 Muestras Moldeadas en Sitio372
XV.7 MÉTODOS DE ENSAYO NO DESTRUCTIVOS372
XV.7.1 Clasificación de los Métodos de Ensayo373
XV.7.2 Limitaciones en el Uso373
XV.8 EVALUACIÓN DE ESTRUCTURAS EXISTENTES374
XV.8.1 El Origen de la Deficiencia Resistente está bien Establecida374
XV.8.2 EL Origen de la Deficiencia Resistente no está bien Entendida376
XV.8.3 Problemas de Deterioro378
XV.8.4 Estructuras Dañadas por Sismos Intensos378
REFERENCIAS378
CAPÍTULO XVI
DETERIORO FÍSICO379
XVI.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL AGRIETAMIENTO379
XVI.1.1 Mecanismo Básico379
XVI.1.2 Esquema del Tratamiento379
XVI.1.3 Manifestación del Agrietamiento380
XVI.2 CAUSAS PRINCIPALES DEL AGRIETAMIENTO381
XVI.2.1 Sobrecargas382
XVI.2.2 Asentamientos Diferenciales383
XVI.2.3 Sismos384
XVI.2.4 Proyecto y Ejecución384
XVI.2.5 Retracción de Fraguado386
XVI.2.6 Retracción en Estado Endurecido387
XVI.2.7 Temperarura388
XVI.2.8 Causas Combinadas388
XVI.2.9 Corrosión del Acero de Refuerzo389
XVI.2.10 Otras Causas de Agrietamiento389
XVI.3 REPARACIÓN DE LAS GRIETAS389
XVI.3.1 Autosellado por Percolación390
XVI.3.2 Autosellado por Cristalización390
XVI.3.3 Inyección con Resinas Epóxicas390
XVI.3.4 Resinas Acrílicas391
XVI.3.5 Otros Recubrimientos392
XVI.3.6 Sellos Elasto-Plásticos392
XVI.4 DESGASTE392
XVI.4.1 Abrasión por Tránsito392
xix

19. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
XVI.4.2 Abrasión Húmeda393
XVI.4.3 Erosión393
XVI.4.4 Causas Químicas393
XVI.5 FUEGO394
XVI.5.1 Características de los Incendios394
XVI.5.2 Acción sobre el Concreto395
XVI.5.3 Acero de Refuerzo396
XVI.5.4 Interacción entre Elementos Estructurales397
XVI.5.5 Estimación de Daños397
XVI.5.6 Reparaciones399
REFERENCIAS399
CAPÍTULO XVII
ESTABILIDAD QUÍMICA DEL CONCRETO401
XVII.1 AGREGADOS401
XVII.1.1 Reactividad Potencial401
XVII.1.2 Sensibilidad de Agregados Calizos a los Ácidos401
XVII.1.3 Agregados con Yeso o Selenitosos402
XVII.1.4 Agregados Contaminados con Cloruros402
XVII.1.5 Materia Orgánica402
XVII.2 CONSIDERACIONES SOBRE EL ATAQUE A LA PASTA DE CEMENTO402
XVII.3 MECANISMOS BÁSICOS DEL ATAQUE A LA PASTA403
XVII.3.1 Deslavado403
XVII.3.2 Disolución403
XVII.3.3 Cristalización403
XVII.4 CAUSAS DEL DETERIORO DE LA PASTA403
XVII.4.1 Composición del Cemento404
XVII.4.2 Cal Libre404
XVII.4.3 Ácidos404
XVII.4.4 Sulfatos404
XVII.4.5 Carbonatación405
XVII.4.6 Congelación y Deshielo405
XVII.5 AGRESIÓN DEL AGUA DE MEZCLADO406
XVII.6 PREVENCIÓN DEL ATAQUE A LA PASTA406
XVII.6.1 Impenetrabilidad del Concreto406
XVII.6.2 Cementos Resistentes a la Agresión Química407
XVII.6.3 Exposición a los Sulfatos407
XVII.7 REPARACIÓN DE LOS DAÑOS POR ATAQUE DIRECTO409
XVII.8 CORROSIÓN DEL REFUERZO METÁLICO409
XVII.9 MECANISMO DE CORROSIÓN DEL ACERO DE REFUERZO410
XVII.9.1 Pérdida de Protección del Acero410
XVII.9.2 Proceso Químico de la Corrosión411
XVII.10 CAUSAS PRÁCTICAS DE LA CORROSIÓN412
XVII.10.1 Condicionantes del Medio Ambiente412
XVII.10.2 Factores que dependen del Material412
XVII.10.3 Porosidad412
XVII.10.4 Defectos413
XVII.10.5 Espesor del Recubrimiento413
xx

20. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
XVII.10.6 Presencia de Sales414
XVII.10.7 Calidad del Acero414
XVII.10.8 Conductos de Aluminio415
XVII.11 PREVENCIÓN DE LA CORROSIÓN415
XVII.11.1 Protección Catódica416
XVII.11.2 Resinas Epóxicas416
XVII.11.3 Impermeabilización416
XVII.11.4 Recubrimiento o Pintura del Acero417
XVII.11.5 Limitaciones en el Uso de Aditivos417
XVII.11.6 Inhibidores418
XVII.12 REPARACIÓN418
XVII.12.1 Remoción del Material Dañado418
XVII.12.2 Limpieza de las Superficies419
XVII.12.3 Material de Reposición419
XVII.12.4 Concretos y Morteros de Cemento419
XVII.12.5 Látex no Emulsionable420
XVII.12.6 Morteros de Expansión Controlada420
XVII.12.7 Resinas Epóxicas420
XVII.13 EFLORESCENCIA421
XVII.13.1 Definiciones421
XVII.13.2 Causas421
XVII.13.3 Prevención422
XVII.13.4 Reparación422
REFERENCIAS422
CAPÍTULO XVIII
ACERO DE REFUERZO PARA EL CONCRETO423
XVIII.1 EL ACERO423
XVIII.1.1 Acero423
XVIII.1.2 Acero al Carbono423
XVIII.1.3 Aceros al Carbono Comunes423
XVIII.1.4 Aceros Aleados424
XVIII.2 PRODUCCIÓN DE ACERO424
XVIII.2.1 Reducción del Hierro425
XVIII.2.2 Fundición425
XVIII.3 INFLUENCIA DE LAS ALEACIONES425
XVIII.4 LAMINACIÓN426
XVIII.4.1 Proceso427
XVIII.4.2 Productos Laminados427
XVIII.5 BARRAS DE REFUERZO428
XVIII.5.1 Introducción428
XVIII.5.2 Normas428
XVIII.5.3 Clasificación428
XVIII.5.4 Barras de Acero Comunes430
XVIII.5.5 Barras con Tratamiento de Torsionado en Frío430
XVIII.5.6 Barras Termotratadas430
XVIII.5.7 Barras de Acero Microaleado430
xxi

21. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
XVIII.6 PROPIEDADES NORMATIVAS431
XVIII.6.1 Resistencia a la Tracción (Fsu)431
XVIII.6.2 Límite Elástico Convencional (Fy)431
XVIII.6.3 Porcentaje de Alargamiento en 20 cm incluida la Estricción431
XVIII.6.4 Doblado en Frío432
XVIII.6.5 Composición Química432
XVIII.6.6 Geometría de los Resaltes432
XVIII.6.7 Requisitos Adicionales433
XVIII.7 DESIGNACIÓN Y CLASIFICACIÓN433
XVIII.7.1 Designación433
XVIII.7.2 Clasificación434
XVIII.7.3 Alargamiento en 20 cm435
XVIII.8 MARCACIÓN435
XVIII.8.1 Símbolo del Fabricante436
XVIII.8.2 Designación de la Barra436
XVIII.8.3 Clasificación del Acero436
XVIII.8.4 Límite Elástico Nominal436
XVIII.9 SOLAPES436
XVIII.10 SOLDADURA437
XVIII.10.1 Soldadura a Tope438
XVIII.10.2 Soldadura con Solape438
XVIII.10.3 Cálculo del Cordón de Soldadura440
XVIII.10.4 Control de Calidad440
XVIII.11 ALAMBRES LAMINADOS EN FRÍO441
XVIII.11.1 Características441
XVIII.11.2 Limitaciones de Uso442
XVIII.12 MALLAS ELECTROSOLDADAS442
XVIII.12.1 Fabricación y Uso442
XVIII.12.2 Características Mecánicas442
XVIII.13 CERCHAS ELECTROSOLDADAS443
XVIII.13.1 Fabricación y Uso443
XVIII.13.2 Características Mecánicas443
REFERENCIAS446
GLOSARIO447
DOCUMENTOS QUE RESPALDAN ESTE MANUAL461
Referencias Generales461
Contribuciones del Doctor Joaquín Porrero465
Publicaciones de Comités del ACI467
Normas COVENIN468
Normas ASTM477
ÍNDICE ANALÍTICO483
xxii

22. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
ADVERTENCIA
Por sus objetivos y alcance, el contenido de este Manual se encuentra
estrechamente vinculado con los resultados de ensayos, sean de campo o de
laboratorio. Por tanto es necesario asegurar la naturaleza repetible o reproducible
de muchas de las conclusiones y recomendaciones; ésta se encuentra sustentada
en los procedimientos de ensayo y medición controlados, tal como se establece en
las Normas de ensayo y Especificaciones. En el texto se hace referencia a las
Normas COVENIN en sus versiones vigentes, anotando en lo posible sus
equivalentes ASTM, las cuales se listan en los Anexos; ocasionalmente se citan
otras Normas o métodos de ensayo como RILEM, ISO u otras, así como las
publicaciones de varios de los Comités del ACI.
Sin duda que, entre las Normas de diseño y ejecución de obras de
concreto reforzado, la más relacionada con la temática del Manual es la
COVENIN 1753, que trata sobre el diseño y construcción de obras en concreto
estructural. Para la fecha cuando se prepara esta edición digital, aún se encuentra
formalmente en vigencia la versión de la Norma 1753 correspondiente al año
1987, esencialmente coincidente con la del año 1985; este último documento se
fundamentó en el código ACI 318 del año 1983. Sin embargo y gracias a la
colaboración de AVECRETO, en Mayo de 2003 circuló en el medio profesional
una edición de estudio con el Articulado de un nuevo y actualizado documento
resultado de un Proyecto de Investigación patrocinado por FONACIT y elaborado
por SOCVIS, que fue sometido a escrutinio público durante un año, discutido en
el Sub-Comité Técnico y finalmente aprobado y publicado como FONDONORMA
1753:2006 Proyecto y Construcción de Obras en Concreto Estructural. Éste se ha
elevado a la consideración de las autoridades competentes para actualizar la
versión aún vigente de COVENIN 1753:1987, en cumplimiento de la disposición
transitoria de la Norma COVENIN 1756 Sección 3.3.1. Las menciones que se
hacen en este Manual del Concreto Estructural se refieren al documento
FONDONORMA 1753.
xxiii

23. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
NOTACIÓN
A = contenido de arena (kgf/m3
); área de una sección (cm2
)
Ab = capacidad de absorción de agua del agregado, en porcentaje del
material seco
Ac = área que transmite el corte en el concreto (cm2
)
Aj = área de la junta o unión de miembros estructurales (cm2
)
As = área de la sección de acero sometida a la tracción (cm2
)
A's = área de la sección de acero sometida a la compresión (cm2
)
Bn = resistencia teórica al aplastamiento del concreto (kgf/cm2
)
C = contenido de cemento (kgf/m3
)
Cc = calor específico del concreto (kCal/kgf°C); valor corregido de C
Ct = factor de fluencia
D = diámetro de un cilindro (cm); diámetro de una barra de acero (cm o
pulgadas)
Ec = módulo de elasticidad del concreto (kgf/cm2
)
Ed = módulo de elasticidad dinámico del concreto (kgf/cm2
)
Es = módulo de elasticidad del acero (kgf/cm2
)
Eo = módulo de elasticidad tangente en el origen del diagrama f - ⑀ del
concreto (kgf/cm2
)
Fc = resistencia de diseño o de cálculo, del concreto a la compresión
(Sustituye a f’c) ( kgf/cm2
). Ocasionalmente identificada como
resistencia característica ya en desuso
Fcr = Fc - z␴ = resistencia promedio requerida en el diseño de mezclas
(kgf/cm2
). Equivale a R
Fct = resistencia a la tracción indirecta del concreto (kgf/cm2
)
Fr = resistencia a la tracción por flexión (kgf/cm2
). El subíndice r viene del
'módulo de rotura', actualmente en desuso
Fsu = resistencia especificada a la rotura del acero de refuerzo (kgf/cm2
)
Fy = tensión cedente especificada del acero (kgf/cm2
)
G = contenido de agregado grueso en la mezcla (kgf/m3
); módulo de corte
o módulo de elasticidad al corte (kgf/cm2
)
Gsss = peso del agregado saturado con superficie seca (kgf)
Gw = peso del agregado húmedo (kgf)
Kc = conductividad del concreto (kCal/m h°C)
xxv

24. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
L = longitud de una probeta cilíndrica o prismática (cm); luz libre de una
losa (m)
Ln = símbolo del logaritmo neperiano
M y N = constantes auxiliares
Nu = carga axial de compresión mayorada (kgf)
P = carga aplicada (kgf); tamaño máximo del agregado grueso (cm o
pulgadas)
PU = peso unitario del agregado, saturado con superficie seca (kfg/m3
)
R = resitencia media del concreto a la compresión (kgf/cm2
)
Rci = resistencia media a la compresión de un concreto preparado con el
cemento “i” (kgf/cm2
)
Rmi = resistencia media a la compresión de un mortero normalizado, con
el cemento “i” (kgf/cm2
)
Rmt = resistencia media a compresión de un mortero normalizado a los t
días (kgf/cm2
)
Rt = valor de R a la edad de t días
S = desviación típica o estándar, muestral (mismas unidades de la
variable)
Sc = retracción del concreto
SCon = desviación estándar atribuible al concreto
Se = desviación estándar de los ensayos
Sp = retracción de la pasta
T = asentamiento medido con el Cono de Abrams (pulgadas o cm);
resistencia a la tracción pura (kgf/cm2
); temperatura en °C
V = fuerza cortante (kgf); volumen de aire atrapado en %; velocidad de
propagación de pulsos ultrasónicos (cm/seg)
Va = volumen absoluto de agua (litros)
V(A+G) = volumen absoluto de agregado (m3
o litros)
VC = volumen absoluto del cemento (m3
o litros)
Vcon = contribución del concreto a resistir fuerzas cortantes (kgf)
X ó Xi = valor individual de una muestra cualquiera
X = media muestral de cualquier parámetro o variable
W = peso unitario del concreto (kgf/m3
)
a = contenido de agua en la mezcla de concreto, (litros/m3
)
b = ancho de una sección rectangular (cm)
d = distancia de la fibra extrema comprimida y el baricentro del acero de
refuerzo traccionado (cm)
d = rango; igual a la diferencia entre el valor mayor y el menor del grupo de
datos que se está considerando: (Xmáx – Xmin)
f = tensión de compresión o de tracción en el concreto (kgf/cm2
)
xxvi

25. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
f'c = Fc
fs = tensión en el acero de refuerzo (kgf/cm2
)
h = difusividad del concreto (m2
/hora)
h = edad del concreto en horas medidas desde el inicio del mezclado
j = edad del concreto en días
k = constantes obtenidas por regresión; factor de corrección por esbeltez
kr = factor de ponderación del rango d para el cálculo de S
log = símbolo del logaritmo decimal
m y n = variables auxiliares
n = número de ensayos o de datos
q = cuantía mecánica = ␳ Fy / Fc
r = D/2 = radio de una probeta cilíndrica (cm)
t = edad de un concreto en días después de vaciado
w = humedad presente en el agregado, en porcentaje del material seco
z = variable tipificada o normalizada de la distribución estándar normal
ͬL = cambio de longitud (cm)
ͬ⑀ = cambio en la deformación unitaria
ͬf = cambio en la tensión f
␣ = a/C relación agua/cemento en peso
␣f = valor ficticio de ␣ por el efecto plastificante de un aditivo
␤ = A / (A+G) = relación que denota el contenido de arena referido al
agregado total
␥ = ␶ / G = deformación unitaria por tensión de corte; (kgf/cm2
)
␥A = peso específico del agregado fino o arena saturado con superficie seca
␥A+G = peso específico ponderado del agregado saturado con superficie seca
␥G = peso específico del agregado grueso saturado con superficie seca
␦ = masa específica del concreto
⑀ = deformación unitaria a la tracción o a la compresión
␪ = variable empleada en el diseño de mezclas para ajustar variaciones del
contenido de cemento C
␭ = factor de corrección del coeficiente de fricción
␮ = coeficiente de fricción; micras; coeficiente de Poisson; media del
universo
␯ = S/X = coeficiente de variación
␳ = As/bd = cuantía del acero de refuerzo longitudinal
␴ = desviación típica o estándar del universo (unidades de la variable)
␶ = tensión cortante en el concreto (kgf/cm2
)
␸ = coeficiente de dilatación térmica (1/°C)
␻ también empleado como q
xxvii

26. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
CONVERSIÓN DE UNIDADES (Redondeado al 3er Decimal)
Longitud
1 m = 39,37 pulgadas 1 pulgada = 2,54 cm
1 m = 1,094 yardas 1 yarda = 0,914 m
1 km = 0,622 millas 1 milla = 1609 m
1 m = 3,281 ft 1 pié = 12 pulgadas = 0,305 m
Densidad
1 g/cm3
= 62 lb/ ft3
= 8,34 lb /USgal
1 kgf/m3
= 0,0625 lb / ft3
1 lb/ft3
= 16,005 kgf/m3
Fuerza
1 kgf = 2,205 lb 1 lb = 0,453 kgf
1 N = 1 kgm - m/seg2
= 105
dinas 1 dina = 1 grm - cm/seg2
= 10-5
N
1 kgf = 9,81 N 106
dinas = 1,019 kgf
1 Ton = 0,984 long Ton= 2240 lb 1 Ton = 1,102 short Ton = 2000 lb
Área
1 m2
= 10,764 ft2
1 ft2
= 0,0929 m2
1 cm2
= 0,155 pulg2
1 pulg2
= 6,452 cm2
Tensión y Presión
1 kgf/cm2
= 14,223 psi 1 psi = 1 lb/pul2
= 0,0703 kgf/cm2
1 Atmosf = 1,033 kgf/cm2
= 14,697 psi 1psi = 2048,2 lb/ft2
1 kgf/m2
= 0,205 lb/ft2
1 Atmósfera = 1,013 x 105
Pa = 1,013 bar 1 bar = 105
Pa
1 Pa = 10 dinas/cm2
= 1N/m2
1 KPa = 102 kgf/m2
1 MPa = 10,2 kgf/cm2
Velocidad
1 km/hora = 27,78 cm/seg = 0,911 ft/sec 1 ft/sec = 1,098 km/hora
Capacidad
1 litro = 61,024 pulg3
1 pulg3
= 0,0164 lt
1 m3
= 35,315 ft3
1 ft3
= 0,0283 m3
1 litro = 0,264 US galon 1 US galon = 0,134 ft3
= 3,792 lit
xxviii

27. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
Energía
1 Joule = 107
ergios = 0,102 kgf-m 1 Ergio = 1 dina-cm =10-7
Joule
1 kgf-m = 7,234 ft-lb 1 ft-lb = 0,138 kgf-m
1 Joule = 0,239 gr-calorías 1 gr-caloría = 4,84 Joule
Temperatura
°C = 5 (°F -32) °F = 32 + 9°C
9 5
SIGLAS
AASHTO: American Association of State Highway and Transportation Officials
ACI: American Concrete Institute
ASTM: American Society for Testing and Materials
AWS: American Welding Society
CCCA: Comité Conjunto del Concreto Armado
CEB: Comité Euro Internacional del Concreto
COPANT: Comité Panamericano de Normas Técnicas
COVENIN: Comisión Venezolana de Normas Industriales
DIN: Normas Industriales Alemanas
IMME: Instituto de Materiales y Modelos Estructurales
ISO: International Standard Organization
MINDUR: Ministerio de Desarrollo Urbano
MOP: Ministerio de Obras Públicas
PCA: Portland Cement Association
RILEM: Reunión Internacional de Laboratorios de Ensayo de Materiales
UCV: Universidad Central de Venezuela
xxix

28. CAPÍTULO I
GENERALIDADES
I.1 DEFINICIÓN Y DESARROLLO HISTÓRICO
I.1.1 Definición
El concreto u hormigón es un material que se puede considerar
constituido por dos partes: una es un producto pastoso y moldeable, que tiene la
propiedad de endurecer con el tiempo, y la otra son trozos pétreos que quedan
englobados en esa pasta. A su vez, la pasta está constituida por agua y un producto
aglomerante o conglomerante, que es el cemento. El agua cumple la doble misión
de dar fluidez a la mezcla y de reaccionar químicamente con el cemento dando
lugar, con ello, a su endurecimiento.
I.1.2 Antecedentes
Se conocen evidencias históricas de productos parecidos al concreto, con
varios milenios de antigüedad. Durante el Imperio Romano se desarrolló una
especie de concreto utilizando el aglomerante que llamaban `cementum . El
concreto, tal como se conoce actualmente, tuvo sus inicios en la segunda mitad del
siglo XVIII, con las investigaciones sobre cales de John Smeaton y Joseph L. Vicat.
A principios del siglo XIX se desarrolla el cemento Portland y, a comienzos del
siglo XX, se estudian y establecen la mayor parte de las relaciones que gobiernan
el comportamiento del material. Su evolución y avance es permanente, habiendo
logrado adelantos tecnológicos importantes (véase Capítulo XIII). Algunos
ejemplos son: El concreto precomprimido, el concreto liviano, el uso de los
aditivos químicos, los concretos ultrarresistentes, los de exigente comportamiento
y otros.
Los romanos usaron con gran éxito cementos puzolánicos, que son una
mezcla de cal y materiales volcánicos que reaccionan entre sí y con el agua, dando
origen a productos en cierto modo similares a los componentes hidratados de los
cementos actuales. Algunas imponentes obras romanas de concreto se conservan
en buen estado. Un ejemplo impresionante es el Panteón de Roma (27 a.c.),
antiguo templo pagano convertido posteriormente en iglesia cristiana. Fue hecho
con concreto aligerado, empleando piedra pómez liviana como agregado, y tiene
un domo de 43,3 metros de diámetro, abierto circularmente en la cumbre.
Las diferencias fundamentales entre los concretos primitivos y los
actuales provienen del tipo de aglomerante. Inicialmente se usaron yeso o cal. El
31
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

29. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
32
yeso deshidratado por el calor de, por ejemplo, una fogata sencilla, absorbe
nuevamente el agua y endurece. La cal, obtenida en hornos especiales o bajo la
acción directa del fuego, se descarbonata, con resultados similares. Sin embargo,
las características del yeso y de la cal aérea (que endurece por reacción con el
anhídrido carbónico de la atmósfera) difieren de las que tienen los actuales
aglomerantes, los cuales han permitido el empleo masivo del concreto.
Dentro del mundo de la construcción el concreto es, en sus diversas
variantes, el material de uso más extendido en zonas urbanas. Se estima, en
general, que este material es el segundo en cantidad que usa el hombre, después
del agua; donde hay actividad humana organizada, hay concreto. Cada año se
produce un tercio de tonelada de concreto por cada ser humano en el planeta,
unos 2.000 millones de toneladas de concreto en el año 2002.
El cemento Portland que se usa hoy día como conglomerante es una cal
hidráulica perfeccionada. Hidráulica quiere decir que tiene capacidad para
endurecer tanto al aire como bajo el agua, sin la colaboración del anhídrido
carbónico, como sucedía con las primitivas cales. Lo económico del material se
debe a que las materias primas que emplea son relativamente abundantes en la
naturaleza, y a las ventajas competitivas que ofrece frente a otros materiales de
construcción.
I.1.3 Concreto Reforzado
El concreto puede ser reforzado mediante la colocación de barras de
acero embebidas en su masa, dando origen al llamado concreto reforzado. El
concreto también ha sido reforzado con otros elementos, tales como fibras
vegetales, metálicas o plásticas. Las primeras no han dado tan buenos resultados
como las otras, debido a su menor durabilidad.
Desde sus inicios, el concreto reforzado se constituyó en una solución
para la construcción económica y rápida de estructuras de envergadura y calidad,
en las cuales sustituyó históricamente a la piedra. Se puede considerar el concreto
como una especie de piedra artificial. Con piedra se hicieron construcciones de
gran belleza y calidad. Sin embargo, el proceso de extracción, cortado, traslado y
colocación de los bloques de piedra hace sumamente oneroso el procedimiento. El
concreto u hormigón, por el contrario, se elabora y vierte en estado pastoso dentro
de los moldes que le darán forma definitiva al endurecer posteriormente, cosa que
puede ser hecha en la propia obra. Otra importante ventaja sobre la piedra es que
ésta trabaja por gravedad, piedra sobre piedra, mientras que el concreto reforzado
queda `cosido con las barras de acero que le sirven de refuerzo o armadura, lo cual
permite formas, luces y voladizos imposibles con aquélla. La baja resistencia a la
tracción de la piedra o del concreto simple, se compensa con la presencia del
refuerzo metálico.
La gran ventaja de los concretos modernos es que se disponen barras de

30. M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
acero (véase Capítulo XVIII), en las áreas donde se generan tensiones de tracción.
Hasta que no se dispuso del acero no se logró reforzar adecuadamente el material.
Se había ensayado antes el refuerzo con barras de bronce, pero la diferencia entre
los coeficientes de dilatación de los dos materiales, concreto y bronce, hacía que
se perdiera la adherencia entre ambos y no trabajaran solidariamente. Dentro de
los límites de temperaturas de trabajo habituales, el acero y el concreto tienen
coeficientes de dilatación térmica muy similares, lo que les permite trabajar como
un todo.
I.1.4 Inicios en Venezuela
El cemento, desconocido en Venezuela hasta la época de Guzmán (1869),
se emplea por primera vez en Caracas en la pavimentación de la Plaza Bolívar. Para
enseñar a usarlo vino enviado por la fábrica francesa de VICAT el técnico José
Couleau. La industria cementera nacional comienza con la fundación en 1907 de
la planta de La Vega, en Caracas, la cual inició su producción en 1909; su
capacidad inicial fue de 30 toneladas métricas por día, aproximadamente
equivalente a unos 700 sacos, suficiente para producir poco más de 100 m3
de
concreto al día. Para el año 2003, la capacidad instalada de producción nacional
es de alrededor de 27.000 toneladas por día.
Entre las primeras estructuras de concreto reforzado hechas con cemento
nacional, se cita el edificio del Archivo de la Nación (Veroes a Carmelitas) cuya
construcción se inicia en 1912; con anterioridad, ya en 1895 se usaron pilotes de
concreto reforzado en la construcción de los muelles de Puerto Cabello, así como
pilas para puentes de las líneas férreas que se ejecutaron durante el siglo XIX. A
partir de los años 20 del siglo XX se conocen contribuciones técnicas de autoría
venezolana sobre el `cemento armado como se conocía en esa época, así como
obras de infraestructura hechas por el Ministerio de Obras Públicas; en su sala de
cálculo se elaboraron las primeras normas técnicas del país a finales de los años 30.
A raíz de la demanda de barras de refuerzo para la construcción, comenzó
la producción de acero en Venezuela. La primera iniciativa, de un grupo de
inversionistas del país en 1946, fue la Fábrica Nacional de Cabillas, la cual no
prosperó y pasó a producir faroles de hierro fundido que, por muchos años,
adornaron las calles de Caracas. Pocos años después, en octubre de 1948, se
registra la empresa Siderúrgica Venezolana Sociedad Anónima (SIVENSA) la cual
produce su primera colada en su planta de Antímano, el año 1950. Esa colada, de
cinco toneladas, provenía de un horno con capacidad para cuarenta toneladas al
día; la planta duplicó su capacidad de producción en 1953. Siete años después,
SIVENSA alcanzaba a cubrir el 4% de los requerimientos del país con su
producción de cincuenta mil toneladas métricas. La demanda nacional creció de
tal forma que el Estado decide explotar los grandes yacimientos del Bajo Orinoco,
para lo cual crea la Siderúrgica del Orinoco (SIDOR) cuya primera colada se logró
33

31. en julio de 1962 en su planta de Matanzas, con capacidad instalada de 900 mil
toneladas anuales. Para 1990, la capacidad instalada nacional alcanzó unos 5,3
millones de toneladas anuales.
En la Figura I.1 se muestra la distribución geográfica de las plantas
productoras de acero y de cemento en Venezuela.
FIGURA I.1
DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA DE LAS PLANTAS PRODUCTORAS DE CEMENTO Y DE ACERO (MAPA BASE:
AVECRETO)
I.2 COMPONENTES
Aproximadamente un 80% del peso del concreto u hormigón está
compuesto por partículas de origen pétreo, de diferentes tamaños, material
denominado usualmente como agregados, áridos o inertes. Por esa razón las
características de esos materiales son decisivas para la calidad de la mezcla de
concreto. La calidad de los agregados depende de las condiciones geológicas de la
roca madre y, también, de los procesos extractivos. Es por lo tanto, a las empresas
productoras (canteras, areneras, saques) a quienes corresponde el primer control
en el proceso de la calidad de los agregados. Es recomendable que esa calidad de
los inertes sea comprobada por el fabricante de concreto antes de elaborarlo.
Se acostumbra añadir a la mezcla esos materiales pétreos en dos
fracciones diferentes, de acuerdo con su tamaño; una, que se denomina agregado
34
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

32. grueso (usualmente piedra picada, canto rodado natural, o canto rodado picado),
y la otra agregado fino (arena natural o arena obtenida por trituración). A veces se
usan más de las dos fracciones indicadas, con tamaños intermedios. Una
característica fundamental de los agregados es el diferente tamaño de todos sus
granos, lo cual se conoce como granulometría. En principio, debe haber una
secuencia gradual o escalonamiento de tamaños, desde los granos más gruesos del
agregado grueso, hasta los más finos de la arena (véase Capítulo III).
El cemento más frecuentemente usado es el cemento Portland y se
obtiene en complejas plantas productoras, a cargo de las cuales debe quedar el
control del producto y la garantía de su calidad (véase Capítulo IV).
Además de los agregados (piedra y arena), del cemento y del agua (véase
Capítulo V), es cada vez más frecuente añadir a la mezcla ciertos productos
químicos que, en muy pequeña cantidad, son capaces de modificar de manera
muy importante algunas propiedades del concreto; se les suele llamar aditivos
(véase Capítulo VII).
I.3 PREPARACIÓN Y COLOCACIÓN
Mediante algunas reglas establecidas, cuya complejidad depende de la
calidad requerida por el concreto que se vaya a usar, es posible estimar las
proporciones de los componentes de la mezcla que resulten más adecuados para
cada situación. Esto se conoce como diseño de la mezcla (véase Capítulo VI).
El mezclado se efectúa en máquinas llamadas, precisamente,
mezcladoras, las cuales son rotores que agitan y envuelven los materiales hasta
lograr una masa homogénea, con la pastosidad o la fluidez deseada (véase
Capítulo VIII). También se pueden hacer las mezclas a mano, generalmente para
pequeñas cantidades de concreto.
El concreto ya mezclado, o concreto en estado fresco, es transportado a
los moldes o encofrados previamente preparados y con el acero de refuerzo ya
colocado en su interior en la posición en que debe quedar; se efectúa entonces la
operación que conocemos como vaciado, colado o moldeado, que consiste en
verter la masa dentro de los moldes y proceder posteriormente a su compactación
(véase Capítulo IX). Esa densificación se efectúa por medios manuales o mediante
el vibrado de la masa de concreto. Como consecuencia de la vibración, la mezcla
se fluidifica y se acomoda al encofrado, ocupando todos los espacios y rodeando
completamente las armaduras metálicas.
Después hay que esperar el tiempo necesario para que el concreto fragüe
y se endurezca. En su momento se inicia el curado y se retiran los encofrados. El
curado es el proceso de mantener o reponer la humedad que pudiera perder el
material por evaporación de agua, necesaria ésta para que se desarrollen las
reacciones de hidratación del cemento (véase Capítulo IX).
35
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

33. I.4 PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO
Son muchas las características del concreto que interesan; algunas de ellas
se hacen críticas en determinadas circunstancias. Sin embargo, desde un punto de
vista general, son dos las características o propiedades principales de mayor
consideración. La primera es la relativa a la consistencia o grado de fluidez del
material en estado fresco, la cual se conoce también como manejabilidad,
docilidad, trabajabilidad, asentamiento y otros (véase Capítulo II). En estos
conceptos, no todos exactamente sinónimos, se engloban las características
relativas a la mayor o menor facilidad para colocar el concreto. La segunda
propiedad es el grado de endurecimiento o resistencia que es capaz de adquirir el
concreto (véase Capítulo XI).
La fluidez suele medirse con ensayos que evalúan el grado de plasticidad
de la mezcla. La resistencia se determina por medio de ensayos mecánicos de
compresión o tracción sobre probetas normalizadas. Con los resultados a la
compresión el conocedor puede hacer estimaciones sobre la resistencia a otros
tipos de tensiones, tales como flexión, corte o tracción. En casos necesarios estas
características, así como la deformabilidad bajo carga o módulo de elasticidad,
también pueden determinarse directamente (véase Capítulo XII).
I.5 TIPOS DE CONCRETO
El concreto es un material con una amplia gama de posibilidades, bien
sea por el uso de diferentes componentes o por la distinta proporción de ellos. De
este modo es posible obtener diversas plasticidades, resistencias y apariencias,
logrando así, satisfacer los particulares requerimientos de la construcción. Esa
versatilidad es una de las razones que permite explicar la creciente expansión del
uso del material. Hay concretos que difieren de los convencionales (véase Capítulo
XIII).
El concreto se usa profusamente en elementos estructurales de
edificaciones tales como: Columnas, vigas, losas, cerramientos, muros, pantallas,
así como en pavimentos, pistas aéreas, zonas de estacionamiento, represas,
acueductos, canales, túneles, taludes, adoquines, tanques, reservorios, barcos,
defensas marinas, y en otros múltiples usos.
Los agregados pueden ser granos de gran tamaño, como en el caso de
represas o estribos de puentes, o de pequeño tamaño, para los morteros. Pueden
ser especialmente pesados o livianos. La consistencia del concreto puede ser muy
seca, como en el caso de los elementos prefabricados, o puede lograrse muy fluida,
como se recomienda para elementos de poca sección y mucha armadura. Sus
resistencias mecánicas pueden ser de niveles muy variados, de acuerdo con las
necesidades. En la Figura I.2 se agrupan rangos de resistencias a la compresión,
36
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

34. representativos de diferentes denominaciones frecuentemente empleadas en la
tecnología o uso del concreto.
I.6 CONTROL DE CALIDAD
La industria de la construcción, al igual que todas las actividades
productivas, ha reconocido la importancia de aplicar los criterios y prácticas del
control de calidad, tanto en beneficio del usuario de la obra como del constructor
de la misma. Los planteamientos generales, tales como: `Calidad Total , `Garantía
de Calidad , y otros, tienen perfecta aplicación a la actividad de elaborar y manejar
concreto, mediante la adecuación de los principios a esquemas operativos relativos
a cada caso.
La calidad de un concreto dado va a depender de la calidad de sus
componentes, de la calidad de su diseño de mezcla y su posterior preparación y
manejo, de los cuidados de uso y mantenimiento, y del grado de satisfacción de
las exigencias de su uso.
Los requerimientos normativos sobre la calidad que deben satisfacer los
materiales a ser empleados en obras de concreto reforzado, se establecen en el
Capítulo 3 de la Norma COVENIN 1753, “Estructuras de concreto reforzado para
edificaciones. Análisis y diseño”.
37
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
FIGURA I.2
RANGOS APROXIMADOS DE RESISTENCIAS A LA COMPRESIÓN DE DIFERENTES TIPOS DE CONCRETO

35. Se mide la calidad del material con los ensayos previos sobre los
componentes, con las observaciones y pruebas del concreto fresco, y con los
ensayos sobre el concreto endurecido, bien en el laboratorio o en la propia obra.
El análisis, conservación y empleo de los registros de todos los ensayos y
observaciones, dice mucho de la calidad profesional de quienes han intervenido en
la ejecución de una obra con concreto (véase Capítulo XIV).
I.7 RELACIONES ENTRE LA CALIDAD DEL CONCRETO Y SU
COMPOSICIÓN
Las propiedades del concreto dependen, primordialmente, de las
características y proporciones de sus componentes constitutivos. En la práctica, se
juega fundamentalmente con las proporciones entre los principales componentes
para hacer variar la calidad del concreto, adaptándola a las necesidades específicas
de cada caso. Esas proporciones suelen expresarse en unidades de peso o de
volumen por cada unidad de volumen de concreto. En el primer caso kgf/m3
; en
el segundo litro/m3
. Sin embargo, en la tecnología del concreto es frecuente o
conveniente expresar estas relaciones como sigue:
• El cemento directamente en kgf/m3
(o en sacos/m3
), lo que se conoce
como dosis de cemento.
• El agua indirectamente, a través de la conocida relación agua/cemento
(␣), en peso.
• El agregado queda dado implícitamente, al conocer las cantidades de
cemento y de agua, considerando que todos los componentes forman
siempre un volumen fijo de concreto según sus pesos específicos.
Entre estas proporciones de los componentes y los índices de calidad de
la mezcla se establecen relaciones que pueden expresarse de una forma
esquemática gráfica, tal como se hace en la Figura I.3, donde las flechas dan a
entender la existencia de esas relaciones, que han sido separadas en dos áreas
vinculadas entre sí (véase Capítulo VI): una que enlaza la relación agua/cemento
con la resistencia, representando así una de las leyes más trascendentales de la
tecnología del concreto (Ley de Abrams); y la otra, o zona triangular, que une la
relación agua/cemento con la dosis de cemento y la trabajabilidad del concreto,
medida por el Cono de Abrams.
I.7.1 La Relación Triangular
Manteniendo una rigurosa constancia de todas las otras condiciones y
parámetros del concreto, no expresados en este sencillo esquema, si quisiéramos
variar la resistencia del concreto tendríamos forzosamente que modificar la
38
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

36. relación agua/cemento, y para lograrlo es necesario cambiar la dosis de cemento,
o la trabajabilidad, o ambas. Si las exigencias de colocación de un concreto en sus
moldes precisaran una trabajabilidad mayor de la prevista por el diseño de la
mezcla, y se deseara mantener la misma resistencia del concreto (relación
agua/cemento fija), sería necesario aumentar la dosis de cemento, y
proporcionalmente la de agua, para lograr mayor trabajabilidad.
Es decir, las tres variables de la zona de relaciones del triángulo se
mueven en conjunto: si se varía una cualquiera de ellas, se modificará también otra
o las dos restantes. Analíticamente estas tres variables se pueden considerar como
ligadas, con bastante exactitud, por una fórmula exponencial de origen empírico,
del tipo:
C = k . T
n
/ ␣m (1.1)
donde:
39
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
FIGURA I.3
RELACIONES BÁSICAS DEL CONCRETO

37. C = dosis de cemento (kgf/m3
);
␣ = a/C = relación agua/cemento en peso;
T = asentamiento en el Cono de Abrams (cm);
k, m, n son constantes, dependientes de los otros factores no
considerados en el gráfico.
Por ejemplo, para una piedra caliza triturada, de una pulgada de tamaño
máximo (Canteras del Este, en Caracas) y una arena silícea (Río Tuy, Estado
Miranda), mezcladas en proporción adecuada, se puede tomar con bastante
aproximación los valores:
k = 117,2 si T se expresa en cm; 136 si T se expresa en pulgadas.
m = 1,3
n = 0,16
con lo cual la fórmula queda:
C = 117,2 . T0,16
/ ␣1,3
, en kgf/m3
(1.1.a)
I.7.2 La Ley de Abrams
Es bien sabido que, a igualdad de todas las otras condiciones, la relación
agua/cemento en peso (␣ = a/C), y la resistencia media a la compresión (R) pueden
relacionarse mediante la siguiente fórmula:
R = M / N
␣
(1.2)
donde:
R = resistencia media a la compresión (kgf/cm2
);
M, N = constantes que dependen de los otros factores no considerados.
Para los materiales citados anteriormente y con la resistencia normalizada
a los 28 días, determinada según la Norma COVENIN 338, “Concreto. Método para
la elaboración, curado y ensayo a compresión de cilindros de concreto”, los valores
aproximados de las constantes son:
M = 902,5 (con R expresada en kgf/cm2
)
N = 8,69
Desde el punto de vista práctico el sistema señalado en la Figura I.3, con
sus dos áreas de relaciones, es útil y válido dentro de los límites en que se mueven
la mayoría de los concretos estructurales, con asentamientos entre 2,5 cm y 17 cm
40
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

38. medidos con el Cono de Abrams. En este sistema se fundamenta el diseño práctico
que se desarrolla en este texto, y en él se originan la mayor parte de los métodos
de diseño de mezcla, ábacos, gráficos y tablas usuales en Venezuela.
No se debe olvidar, sin embargo, que en este esquema se está
representando el concreto con cuatro variables, considerando parámetros fijos a
todos los otros numerosos factores que están siempre presentes, con un grado u
otro de variabilidad tales como calidad del cemento y de los agregados, presencia
de aditivos y otros. Estos parámetros, además de su variabilidad normal, son a
veces variables fundamentales (cambio de la marca de cemento o de las fuentes de
suministro de los agregados) y, por lo tanto, deben ser incluidos en el sistema. En
todo caso debemos saber, para cada circunstancia, la cuantía de la modificación
que pueden introducir en el esquema general de las relaciones entre variables.
I.8 CALIDAD GRANULOMÉTRICA DE LOS AGREGADOS
Uno de los factores que en la práctica debe considerarse con más
frecuencia como variable, es la calidad granulométrica de los agregados,
entendiendo por tal la granulometría y el tamaño máximo (véase Capítulo III).
Se puede introducir esta nueva variable, en la forma como se hace en la
Figura I.4 considerando, como primera aproximación, que su principal influencia
se ejerce sobre las restantes variables indicadas en el círculo. En lo relativo a la
granulometría ello es cierto con bastante aproximación, siempre que ésta se
conserve dentro de los límites establecidos. Sin embargo, en lo relativo al tamaño
máximo del agregado, además de influir sobre las relaciones indicadas en el círculo,
modifica otras, tales como los valores de las constantes de la curva `Resistencia Vs.
Relación agua/cemento , debido a su influencia sobre el mecanismo de fractura del
concreto. Esto se indica en la Figura I.4, mediante la línea punteada.
De manera similar, la rugosidad y forma de los agregados pueden
modificar la calidad del concreto e influir sobre algunas o todas las relaciones
establecidas. Finalmente, la calidad del concreto no se limita a su resistencia
mecánica normativa; factores tales como el fraguado, retracción y otras, no quedan
bien representados por el valor de dicha resistencia y se deben establecer nuevas
relaciones que liguen directamente estos índices de calidad con los parámetros de
la mezcla de los cuales dependen.
I.9 ESQUEMA GENERAL DE RELACIONES
Algunos de los importantes aspectos comentados han tratado de
englobarse en el esquema de la Figura I.5 que resulta algo más complejo debido a
lo numeroso de los factores en juego y lo múltiple de sus interrelaciones. El mismo
dista mucho de ser exhaustivo, pues solamente considera los parámetros y
41
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

39. relaciones más interesantes. Tratar de englobarlos todos resultaría utópico por su
gran complejidad.
Este esquema es una especie de índice gráfico de las principales
relaciones y permite identificar rápidamente qué características del concreto se
modificarán al variar la calidad de sus componentes o su proporción en la mezcla
o, por el contrario, qué parámetro será preciso modificar para cambiar la calidad
del producto.
Así, por ejemplo, se puede apreciar que las características de los
agregados incluidas en el recuadro más interno afectan de manera importante la
relación triangular, mientras que otras características, enmarcadas con llaves,
afectan de forma específica a grupos de propiedades del concreto, también
enmarcadas con llaves. Las impurezas afectan de manera más específica al
fraguado, y la granulometría a la exudación y a la retracción que, por otro lado,
42
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
FIGURA I.4
ESQUEMA SIMPLIFICADO DE LAS VARIABLES QUE USUALMENTE INFLUYEN EN EL CONCRETO

40. dependen además de la finura del cemento.
I.10 ENDURECIMIENTO DEL CONCRETO
La capacidad de la mezcla de endurecer hasta formar una verdadera roca
artificial, se debe a la reacción entre el agua y el cemento. Ésta es una reacción
interna que se produce aunque el material esté encerrado herméticamente bajo
agua (de ahí viene el nombre de `cemento hidráulico ).
En una primera fase el agua de mezclado sirve como lubricante entre los
granos de los inertes, dando fluidez a la mezcla, que puede ser moldeada. Pero
desde el mismo momento en que entran en contacto el agua y el cemento se inician
las reacciones de hidratación que conducirán al endurecimiento final del material.
La Figura I.6 es una interpretación de cómo transcurre el fenómeno. Hay
un primer tramo de la curva que corresponde al período durante el cual la mezcla
está fluida (estado plástico). Luego hay una subida brusca de la curva, que
corresponde al atiesamiento que conocemos como fraguado y luego, al finalizar
éste, un tercer tramo con crecimiento más moderado correspondiente al desarrollo
de resistencias propiamente dicho (el eje de las ordenadas se supone graduado en
forma logarítmica). Técnicamente, el fraguado y el desarrollo de resistencias son,
43
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
FIGURA I.5
ESQUEMA GENERAL DE LAS RELACIONES ENTRE LAS VARIABLES QUE INFLUYEN EN EL CONCRETO

41. por lo tanto, diferentes fenómenos.
No es frecuente medir en obra los tiempos de fraguado del concreto. En
cambio, el asentamiento y la resistencia, determinados mediante ensayos
normalizados en muestras preparadas con concreto fresco, se miden o se deberían
medir prácticamente en todos los casos, ya que son los índices fundamentales de
aceptación o rechazo del concreto (véase Capítulo XIV).
44
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
FIGURA I.6
PRINCIPALES ESTADOS POR LOS QUE PASA EL CONCRETO EN EL DESARROLLO DE SU RESISTENCIA

42. CAPÍTULO II
CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO FRESCO
Se denomina `concreto fresco al material mientras permanece en estado
fluido, es decir desde el momento cuando todos los componentes son mezclados
hasta que se inicia el atiesamiento de la masa (período plástico). En ese lapso el
concreto es transportado, colocado en moldes o encofrados y luego compactado
manualmente o por vibración (véase Capítulo IX).
Ese estado de plasticidad tiene una duración diferente entre unas y otras
localidades, y entre una y otra época del año, ya que las condiciones del clima
tienen gran influencia. En lugares cálidos y secos el estado fresco dura menos
tiempo que en localidades húmedas y frías.
Son muchas las propiedades del concreto fresco que interesan y pueden
llegar a ser críticas. No sólo por su relación con el manejo del concreto en ese
estado, sino porque pueden servir como señal anticipada de las propiedades que
pueda tener el material al endurecer posteriormente. Indicios de algún
comportamiento atípico del concreto en este estado inicial avisa, en muchos casos,
que en estado endurecido también puede ser impropia su calidad. En ese
momento temprano, y antes de completarse los vaciados del material, es cuando
se deben ejecutar las correcciones. El comportamiento del concreto fresco depende
de: sus componentes, de las características del mezclado, de su diseño, del medio
ambiente circundante y de las condiciones de trabajo.
II.1 REOLOGÍA
Bajo el término `reología del concreto se agrupa el conjunto de
características de la mezcla fresca que posibilitan su manejo y posterior
compactación. Desde el punto de vista físico, estas características dependen de las
variaciones de la viscosidad y de la tixotropía de la mezcla a lo largo del tiempo.
En la práctica, se define la reología del concreto con base en tres
características: Fluidez, Compactibilidad y Estabilidad a la segregación.
II.1.1 Fluidez
La fluidez describe la calidad de fluido o viscosidad que indica el grado
de movilidad que puede tener la mezcla. En un sentido general, la palabra
`trabajabilidad también se emplea con el significado de fluidez. Consistencia es la
condición de `tieso y se puede considerar el antónimo de fluidez.
45
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

43. CAPÍTULO III
AGREGADOS
Los agregados, también denominados áridos o inertes, son fragmentos o
granos, usualmente pétreos, cuyas finalidades específicas son abaratar la mezcla y
dotarla de ciertas características favorables, entre las cuales se destaca la
disminución de la retracción de fraguado o retracción plástica.
Los agregados constituyen la mayor parte de la masa del concreto, ya que
alcanzan a representar entre el 70% y el 85% de su peso, razón por la cual las
propiedades de los inertes resultan tan importantes para la calidad final de la
mezcla.
Las características de los agregados empleados deberán ser aquellas que
beneficien el desarrollo de ciertas propiedades en el concreto, entre las cuales
destacan: la trabajabilidad, las exigencias del contenido de cemento, la adherencia
con la pasta y el desarrollo de resistencias mecánicas.
Los conceptos sobre agregados se complementan en los Capítulos II y VI.
III.1 ORÍGENES
Los agregados suelen considerarse como constituidos por dos fracciones
granulares: Una formada por las partículas más finas del conjunto, denominada
arena o agregado fino, y la otra formada por los granos grandes, que pueden ser
trozos de rocas trituradas a los tamaños convenientes, o granos naturales
redondeados por el arrastre de las aguas, que se designa como agregado grueso; en
éstos suelen distinguirse, también, fracciones de varios tamaños que reciben muy
diversos nombres, generalmente locales, que no siempre tienen el mismo significado:
Piedra picada, triturada, chancada, canto rodado, grava, gravilla, arrocillo, etcétera.
La arena de uso más frecuente está formada por granos naturales
depositados por las aguas. Las llamadas arenas de mina provienen de yacimientos
que pueden encontrarse hoy día lejos de cursos de agua, en estratos a mayor o
menor profundidad pero que, posiblemente, constituyeron ríos o lagunas en
anteriores eras geológicas. Sin embargo, en la mayoría de los casos, las arenas se
extraen de lugares próximos a los cursos actuales de agua: Meandros y lechos de
ríos, lagunas, etc.
El progresivo agotamiento de las fuentes de obtención de las arenas, o las
restricciones ambientalistas para su explotación, tienden a generar escasez del
material, por lo cual se ha empezado a obtener arena a partir de la trituración de
rocas, usualmente las mismas de las que se obtiene el agregado grueso, aunque sus
61
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

44. CAPÍTULO IV
CEMENTO
El cemento es el componente activo del concreto e influye en todas las
características de este material. Sin embargo, el cemento constituye
aproximadamente sólo un 10 a un 20% del peso del concreto, siendo el 80 a 90%
de materiales restantes el que condiciona la posibilidad de que se desarrollen las
propiedades del concreto. En la práctica, también son decisivas la calidad de los
agregados y las proporciones entre los componentes.
De los componentes del concreto, el cemento es el más caro por unidad
de peso. Sin embargo, comparado con otros productos manufacturados, el cemento
es un material relativamente barato. En el valor de un kilogramo de este material se
debe considerar el costo de: La extracción de los minerales, de dos moliendas a un
alto grado de finura; una cocción a elevada temperatura (unos 1.450ºC), el control
estricto de los procesos, la homogeneización, los cuidados ambientales, etc.
El cemento se obtiene a partir de materias primas abundantes en la
naturaleza. Su elaboración se realiza en plantas industriales de gran capacidad, en
donde debe ser controlado estrictamente, lo que redunda en su calidad y en la
confiabilidad que sobre él pueda tener el usuario.
IV.1 CONSTITUCIÓN
Cuando se habla del cemento, implícitamente se alude al cemento
Portland o cemento sobre la base de Portland, ya que son los productos
aglomerantes que se usan casi exclusivamente con fines estructurales. Para otros
aglomerantes distintos, también empleados en construcción, se suele añadir a la
palabra cemento, alguna otra que los especifique (cemento de escoria, cemento
puzolánico, cemento supersulfatado, etc.).
El cemento Portland o cemento simplemente, es una especie de cal
hidráulica perfeccionada. Se produce haciendo que se combinen químicamente
unas materias de carácter ácido (sílice y alúmina principalmente) provenientes de
arcillas, con otras de carácter básico (primordialmente cal) aportadas por calizas.
Esta reacción tiene lugar entre las materias primas, finamente molidas, calentadas
en hornos a temperaturas de semifusión. El producto resultante no es una especie
química o mineralógica única, sino una mezcla compleja de minerales artificiales
cuyas denominaciones y fórmulas se dan en la Tabla IV.1. A los efectos prácticos,
se puede considerar esta mezcla como formada por los cuatro primeros
componentes de esa tabla.
91
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

45. CAPÍTULO VI
DISEÑO DE MEZCLAS
VI.1 CONSIDERACIONES GENERALES
Se conoce como diseño de mezcla el procedimiento mediante el cual se
calculan las cantidades que debe haber de todos y cada uno de los componentes que
intervienen en una mezcla de concreto, para obtener de ese material el
comportamiento deseado, tanto durante su estado plástico como después, en estado
endurecido. Los requisitos que una dosificación apropiada debe cumplir son:
a) Economía y manejabilidad en estado fresco;
b) Resistencias, aspecto y durabilidad en estado endurecido.
En algunos casos puede ser importante el color, peso unitario, textura
superficial y otros. Las cantidades de los componentes sólidos, agregados y
cemento, suelen expresarse en kilogramos por metro cúbico de mezcla. El agua
puede expresarse en litros o kilogramos entendiendo, para el diseño de mezclas,
que un kilogramo de agua equivale a un litro de agua.
Un método de diseño de mezcla puede llegar a ser muy complejo si
considera un gran número de variables y una gran precisión o exactitud en la
expresión de sus relaciones. Pero debe al mismo tiempo, ser de fácil manejo y
operatividad. Lo acertado es lograr un equilibrio entre ambos extremos.
Existen numerosos métodos para diseñar mezclas, que pueden
asemejarse o pueden diferir entre sí profundamente, de acuerdo con las variables
que manejen y las relaciones que establezcan; esto indica que ninguno de ellos es
perfecto. De acuerdo con las condiciones reales de los materiales y de la tecnología
del concreto, pueden ser preferidos unos u otros.
Además de cumplir su propósito específico de establecer las cantidades a
usar de cada componente, el diseño de mezcla es una importante herramienta para
el análisis teórico de la influencia que ciertos cambios en los materiales o en las
proporciones de uso pudieran tener sobre el concreto. Esto abre la puerta a la toma
de decisiones sobre aspectos relativos a materiales, equipos, costos, controles y
otros.
Inevitablemente, los diseños de mezclas tienen cierto grado de
imprecisión debido a que las variables que condicionan la calidad y el
comportamiento del concreto son numerosas y difíciles de precisar. Los ajustes
123
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

46. que pueden dar más exactitud a las proporciones de los componentes sólo pueden
conseguirse mediante `mezclas de prueba , tanto de laboratorio como de obra.
En algunas circunstancias, en las que no es tan necesario precisar la
dosificación del concreto, o donde las exigencias al material no son
particularmente críticas, se pueden usar algunas reglas sencillas, o generales, para
establecer las proporciones entre los componentes, empleando `recetas aplicables
a esos casos. Hay que advertir que esas fórmulas deben ser tomadas sólo como un
punto de partida, sobre el cual, la experiencia y los conocimientos de los
responsables de la obra, podrán añadir los ajustes que sean necesarios para lograr,
en definitiva, el concreto deseado. Como ejemplo de lo citado, en la Sección VI.14
se presentan dos formulaciones del tipo `receta para obras de poco volumen de
concreto.
VI.2 FUNDAMENTOS DEL MÉTODO DE DISEÑO PROPUESTO
El método que se presenta en este texto tiene carácter general. Ha sido
probado en laboratorios y en plantas de preparación comercial de concreto, con
excelentes resultados, y ha sido concebido especialmente para el caso de empleo
de agregados poco controlados y el de profesionales con relativa poca experiencia.
De allí lo organizado y sistemático del procedimiento.
El método considera, en primer término, un grupo de variables que
constituyen su esqueleto fundamental: dosis de cemento, trabajabilidad, relación
agua/cemento y resistencia. Éstas se vinculan a través de dos leyes básicas: Relación
Triangular (véase Sección VI.6.1) y Ley de Abrams (véase Sección VI.5.1).
Mediante factores de corrección, también toma en cuenta la influencia de variables
que tienen carácter general, tales como tamaño máximo y tipo de agregado. La
calidad del cemento se considera de manera especial en la Sección VI.11 y el
efecto reductor de agua de los aditivos químicos se presenta en la Sección VII.3.
Otros factores que en determinadas circunstancias pueden llegar a ser muy
importantes, pero que resultan ocasionales, no están considerados en el método,
como es el caso de: i) incorporación de aire; ii) presencia elevada de ultrafinos, o;
iii) empleo de más de dos agregados.
Una ventaja del método es que no impone limitaciones a la granulometría
ni a las proporciones de combinación de los agregados. A diferencia de otros
métodos la combinación granulométrica puede ser variada a voluntad (con las
restricciones impuestas sólo por los agregados disponibles) a fin de alcanzar el
objetivo propuesto que, en la mayoría de los casos, es máxima compacidad y
economía pero que puede ser otro. Por ejemplo: Mezclas apropiadas para bombeo,
o para una estructura de concreto `a la vista (obra limpia), o para concretos de alta
resistencia, que no pueden ser diseñadas con el criterio de máxima compacidad y
economía.
La proporción entre agregado fino y grueso y, por lo tanto, la
124
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

47. que es la expresión de una familia de rectas paralelas, con pendiente igual a `- m ,
separadas entre sí una distancia equivalente a `n log T . Los valores de las
constantes: k, n y m dependen de los agregados. Para los mismos materiales
señalados anteriormente, es decir, agregado grueso triturado de 25,4 mm de
tamaño máximo, arena natural (ambos en condición de saturado con superficie
seca) y cemento Portland Tipo I se obtienen buenos ajustes con:
C = 117,2 . T0,16
/ ␣1,3
(6.10)
140
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
FIGURA VI.3
RELACIÓN ENTRE LA TRABAJABILIDAD (T), EL CONTENIDO DE CEMENTO (C) Y LA RELACIÓN AGUA/CEMENTO ␣

48. CAPÍTULO VII
ADITIVOS
VII.1 GENERALIDADES
Reciben el nombre de aditivos aquellos productos químicos que se
añaden en pequeña proporción a los componentes principales de los morteros o
de los concretos, durante su mezclado, con el propósito de modificar algunas de
las propiedades de las mezclas en estado fresco o en estado endurecido. Las
limitaciones y especificaciones para el uso de aditivos se presentan en el Artículo
3.5 de la Norma COVENIN 1753, “Proyecto y diseño de obras en concreto
estructural”.
Los aditivos representan un gran adelanto dentro de la industria de la
construcción con concreto. Muchos de los concretos de los últimos veinte años no
hubieran tenido cabida sin los aditivos. Si bien estos productos históricamente
comenzaron con comportamientos erráticos y con una composición variable y mal
conocida, en la actualidad se ha llegado a efectividades muy favorables y
constantes, conociendo perfectamente los fundamentos en los que se basan. La
industria de la construcción, que fue cautelosa en la aceptación de los aditivos, hoy
día los emplea abundante y confiadamente.
En Venezuela los aditivos llegan a finales de los años cuarenta. En la
década de los setenta se comienza su fabricación en el país, incorporando
progresivamente mayor proporción de materias primas nacionales. En la actual
tecnología del concreto, los aditivos han perdido su primitivo carácter misterioso
y con ellos se pueden obtener concretos de mayores exigencias. No resulta
exagerado afirmar que, en muchos casos, un aditivo permite el uso de
procedimientos constructivos menos costosos.
Los aditivos no siempre han sido usados en forma racional. Conviene
destacar que tales productos tienen un campo específico de acción y no deben
considerarse como una panacea de carácter general. Un mismo aditivo puede
actuar de manera cuantitativa muy diferente con mezclas distintas en su diseño o
en sus materiales componentes.
Al evaluar la conveniencia o no del uso de un determinado aditivo se
deben tomar en cuenta, no sólo las ventajas que se supone reportará su empleo,
sino también las precauciones adicionales a respetar durante todo el proceso.
Además del incremento de costo directo que supone la incorporación de un
componente adicional, hay que evaluar el costo del control de calidad más
cuidadoso que su empleo obliga. Dosis excesivas de aditivos pueden generar
reacciones imprevistas (fraguados instantáneos, concreto que no endurece,
165
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

49. CAPÍTULO VIII
PREPARACIÓN Y MEZCLADO
VIII.1 CONSIDERACIONES GENERALES
Los lineamientos establecidos en los Capítulos anteriores concluyen en
un conjunto de recomendaciones de cuyo cabal cumplimiento dependerá la
calidad final del concreto y por ende de la estructura que con él se construya.
En primer término destaca la importancia de mantener invariables los
parámetros del diseño de la mezcla, en particular la relación agua/cemento: Añadir
más agua de la establecida, además de disminuir la resistencia, aumenta la
retracción por secado, puede inducir mayor agrietamiento en la superficie,
disminuyendo la resistencia del material frente a los agentes agresivos externos.
De igual modo, debe utilizarse la cantidad de cemento requerida porque:
i) Incrementarla, además de encarecer el concreto, inducirá aumentos de
temperatura de la mezcla durante el proceso de hidratación obligando a mayores
precauciones de curado para evitar agrietamientos superficiales. ii) Por el contrario,
`ahorrar cemento desconociendo las cantidades establecidas en el diseño de la
mezcla, conducirá a concretos de menor resistencia y durabilidad de la deseada.
Toda modificación en los constituyentes pre-establecidos de la mezcla
debe responder a causas plenamente justificadas durante la ejecución de la obra y
debe contar con la aprobación del profesional responsable de la misma.
VIII.2 MODOS DE PREPARACIÓN
Hay que distinguir entre los concretos preparados en la propia obra, bien
sea para pequeños volúmenes o para grandes cantidades, y los concretos
elaborados en plantas de premezclado que luego son trasladados a la obra.
VIII.2.1 Mezclado en Obra para pequeños Volúmenes
La mezcla se prepara en una zona de la obra, de fácil acceso a los
componentes (cemento, agregados, agua), y cerca de la zona de vaciados. La
mezcla puede ser preparada con mezcladoras sencillas y de relativa poca
capacidad. Los procedimientos no son complejos, pero no por ello deben estar
exentos de control. Si los componentes no se dosifican por peso, se deben emplear
medidas de volumen precisas, tales como: Gaveras para los agregados, latas poco
deformables para el agua y cemento en sacos enteros, no en fracciones.
187
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

50. VIII.2.2 Mezclado Central en Obra
En obras de gran volumen suele ser aconsejable la preparación del
concreto por parte del propio constructor. Para ello se puede disponer de una
planta, o de varias, en el área geográfica de la obra, desde donde se distribuye la
mezcla a los lugares de vaciado.
VIII.2.3 Premezclado Comercial
Empresas especializadas preparan y trasladan el concreto, directamente al
sitio de obra. El permanente despacho de mezclas otorgaría a tales empresas un
conocimiento y una experiencia en la tecnología del concreto que permita
garantizar la calidad y economía en el uso del material. En países con poca
tradición en el servicio del premezclado, se hace recomendable una previa
evaluación del suministrador. Los premezcladores tienen en sus manos poderosos
recursos técnicos y económicos debido a los grandes volúmenes de materiales que
manejan, al empleo de importantes equipos y cuentan con personal especializado.
Tales características explican el auge del empleo de premezclados que, en algunos
países, alcanza el 70% o más del mercado del concreto.
VIII.3 CALIDAD Y ALMACENAMIENTO DE LOS COMPONENTES
De una manera general, el adecuado manejo y acopio de los materiales
constituyentes, especialmente los agregados y el cemento, es una función
importante. Con relación al almacenamiento deberá cumplirse con la Sección
3.1.3 de la Norma COVENIN 1753, según la cual: “El cemento y los agregados
para el concreto, el agua, los aditivos, el acero de refuerzo y, en general, todos
los materiales a usarse en la preparación del concreto o a ser embebidos en él,
deben ser almacenados en forma tal que se prevenga su deterioro o la intrusión
de materias extrañas. Cualquier material que se haya deteriorado o
contaminado, no deberá usarse para la preparación del concreto”.
VIII.3.1 Agregados
Además de lo señalado en el Capítulo III, los cuidados se deben orientar
a evitar la segregación y contaminación del material, a estabilizar el contenido de
humedad particularmente en los agregados finos, a evitar cambios de
granulometría como consecuencia de incremento de finos en el caso de los
gruesos, o disminución de los mismos en el caso de los finos.
Para prevenir la segregación en los agregados gruesos se recomienda
dividirlo en fracciones siendo las más frecuentes las que van desde el cedazo #4
hasta 3/4 de pulgada (4,76 a 19,1 mm) y desde el cedazo de 3/4 hasta 11/2 pulgada
(19,1 a 38,1 mm). Aun así, dentro de cada fracción pueden producirse
segregaciones durante el transporte, apilado y extracción, las cuales deben
188
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

51. IX.4.1 Fundamentos y Procedimientos Usuales
El curado es la operación mediante la cual se protege el desarrollo de las
reacciones de hidratación del cemento, evitando la pérdida parcial del agua de
reacción por efecto de la evaporación superficial. Si al haberse completado la
compactación y las operaciones posteriores de alisamiento de las superficies
visibles, se abandonan las piezas recién elaboradas, se producirá un proceso de
evaporación del agua contenida en la masa de concreto, tanto más veloz y
pronunciado cuanto mayor sea la capacidad desecante del medio ambiente, la cual
depende de: La temperatura, la sequedad y el viento. Cuando la evaporación supera
1 kg/m2
/hora se deben tomar medidas para evitar pérdida excesiva de humedad en
la superficie del concreto no endurecido (ACI 308 R-97). Esa pérdida de agua
induce grietas en el concreto por retracción plástica o de fraguado y abre la puerta
a los agentes agresivos. Para evitar eso, se recurre al curado, con el cual se mejoran
las resistencias mecánicas, se gana impermeabilidad, se aumenta la resistencia al
desgaste y la abrasión y se logra mayor durabilidad. En el Artículo 5.8 de la Norma
COVENIN 1753 se establecen los requerimientos para el curado del concreto tanto
en condiciones ambientales como bajo condiciones de curado acelerado.
La preservación del agua en la masa se puede realizar de dos maneras. O
se evita su salida, o se repone la cantidad perdida. En el primer caso se acude a
métodos de cobertura de las piezas y, en el segundo, a métodos de riego superficial.
El propio encofrado sirve como cubierta provisional en algunas de las
caras de los elementos. Pero para aquellas caras desnudas, o para todas una vez
retirados los moldes, hay que procurar algún elemento protector. En las etapas
iniciales se acostumbra regar suavemente la o las caras descubiertas y, al contar con
un endurecimiento suficiente, cubrirlas con papel, o arpillera, o tejidos suaves, que
estén siendo humedecidos periódicamente durante un cierto tiempo, el cual
dependerá de la agresividad climática del medio ambiente. Modernamente se
recurre al rociado sobre tales superficies, de ciertos productos químicos que
plastifican instantáneamente, generando una lámina impermeable protectora que
impide la salida del agua. La mayoría de estos compuestos o líquidos curadores
provienen de ceras, resinas naturales o sintéticas o de solventes de gran volatilidad.
No deben reaccionar con el cemento.
El procedimiento de reponer el agua evaporada requiere menos recursos
tecnológicos pues se limita, fundamentalmente, a regar las superficies expuestas.
El riego debe tomar la precaución de no erosionar las caras y de ser frecuente en
el comienzo del curado para ir haciéndose esporádico conforme el concreto vaya
endureciendo. Cuanto más se atrase el arranque del curado menos ganancia habrá
de resistencias. La duración del proceso de curado depende de las condiciones
climáticas, del tipo de mezcla y en particular del tipo de cemento. Varía desde 14
días para cemento Tipo II, 7 días para Tipo I y 3 días para Tipo III. Para obtener
un máximo rendimiento del proceso de curado, se recomienda mantenerlo hasta
estimar que el concreto ha alcanzado un 70% de su resistencia especificada. En
219
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

52. climas cálidos, la necesidad de un buen curado se hace más evidente en los
primeros días de edad del concreto.
La influencia que tiene el curado sobre el desarrollo de la resistencia del
concreto es sustancial. En la Figura IX.5 se muestran los resultados correspondientes
a probetas de concreto curadas bajo techo, en ambientes de laboratorio, después de
haber sido sometidas a un curado húmedo preliminar durante tiempos variables de:
3, 7, 14 y 28 días.
IX.4.2 Procedimientos Especiales
El incremento de resistencia del concreto es una función del tiempo y la
temperatura cuando se impide el secado prematuro (véase Sección 5.8.2 de la
Norma COVENIN 1753). La estimación de la resistencia desarrollada por el
concreto en la estructura puede realizarse relacionando el tiempo de curado y los
incrementos de temperatura con la resistencia de cilindros del mismo concreto
curados bajo condiciones estándar de laboratorio. Esa relación se obtiene mediante
un factor de madurez M cuya expresión matemática es la siguiente:
Madurez = ⌺ (T + 10) x t (9.4)
donde:
T = Temperatura en grados centígrados.
t = Duración del curado a la temperatura T, expresado en horas o días.
Este concepto de `madurez , conocido como la Ley de Saúl, es válido
siempre que T no exceda 50ºC durante las primeras 1,5 horas y T no exceda
100ºC desde ese momento hasta 6 horas. Experimentalmente se ha comprobado
que, a igualdad de otros factores, los concretos con igual madurez tienen
resistencias similares. El principio de madurez en el concreto ha sido usado como
herramienta para el control de su calidad, permitiendo la toma de decisiones de
aceptación o rechazo, en horas tempranas. En el comentario de la Sección C-6.3
de la Norma COVENIN 1753 se emplea un concepto similar a la madurez,
denominado `curado acumulado . Éste representa la suma de los intervalos de
tiempo, no necesariamente consecutivos, durante los cuales la temperatura del aire
que rodea al concreto está por encima de 10ºC. Como criterio general, para
cementos y condiciones ordinarias, cuando este tiempo excede de 12 horas se
considera que el concreto ha alcanzado una resistencia suficiente para retirar los
encofrados laterales dentro de los cuales fue vaciado, manteniendo los puntales y
otros apoyos del encofrado en su lugar.
El efecto del calor húmedo sobre el concreto fresco ha permitido
desarrollar métodos de curado acelerado entre los cuales se encuentra el curado
220
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

53. con vapor. En este procedimiento el material dentro de su molde es llevado a una
cámara con presión ligeramente superior a la atmosférica, donde la temperatura es
aumentada en una proporción de aproximadamente 15ºC por hora, procurando
no alcanzar los 90ºC antes de las seis horas. Estudios realizados por el Bureau of
Reclamation cuyos resultados se reproducen en la Figura IX.6, permiten analizar
la variación de resistencia en las primeras 72 horas, cuando el concreto se somete
inicialmente a un curado a vapor a las temperaturas allí indicadas. Se puede
concluir que, si la temperatura inicial es superior a un cierto valor, se producirá
una ganancia demasiado acelerada, lo que afecta la capacidad resistente a edades
221
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
FIGURA IX.5
INFLUENCIA DEL CURADO HÚMEDO EN LA RESISTENCIA DEL CONCRETO

54. más avanzadas. Los prefabricadores suelen curar con temperaturas iniciales
relativamente altas (de 50 a 90ºC) por períodos entre 12 y 72 horas.
El principio de la ganancia de resistencia por la aplicación de calor es
empleado en algunos de los métodos de ensayos acelerados. En éstos las probetas
son sometidas a calentamiento, generalmente por inmersión en agua, unas veces a
temperaturas medias (50-60ºC) y, en otros métodos, a temperatura de ebullición.
Los procedimientos de curado con vapor, al tiempo que se aplican altas
presiones, son variantes del mismo principio. En 24 horas, se puede alcanzar la
resistencia que correspondería, con curado normal, a los 28 días.
IX.5 DESENCOFRADO
El tiempo que el encofrado debe permanecer colocado, protegiendo
222
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
FIGURA IX.6
RESISTENCIA DEL CONCRETO CURADO CON VAPOR A DIFERENTES TEMPERATURAS

55. algunas de las caras de las piezas vaciadas, dependerá de la resistencia del material,
del nivel de cargas que recibe y del que deba recibir el elemento. Un retiro
prematuro de los encofrados puede provocar daños en el concreto.
Tomando en consideración que el tiempo de desencofrado es una función
de la resistencia del concreto, el método preferido es el ensayo de muestras de
concretos curados en obra. Sin embargo, cuando las resistencias mínimas no han
sido especificadas, las estimaciones de la Tabla IX.3 son útiles. Allí se recogen las
recomendaciones usuales para los tiempos de desencofrado en función de la
relación que haya entre las cargas actuantes al momento de desencofrar, y el peso
propio (carga muerta), siendo lo usual que este último excede las primeras.
Como una orientación general se acepta el principio de que el encofrado
puede retirarse cuando la relación entre la resistencia obtenida por la probeta
cilíndrica normativa para ese momento y la resistencia de cálculo especificada Fc,
sea igual o mayor a la relación entre carga muerta más sobrecarga actuante y la
sobrecarga total de diseño no mayorada. En cualquier caso se recomienda que el
concreto tenga, al menos, una resistencia superior al 50% de la resistencia
especificada y, en caso de piezas horizontales de cierto vano, el 70%.
Las recomendaciones del Comité 347 del ACI, revisadas en 1999, señalan
que los tiempos de retiro de los encofrados deben ser especificados en el contrato
de la obra. Cuando se retiran los encofrados antes de culminar el lapso de curado
establecido, éste debe continuarse.
Dadas las actuales tendencias a exigir concretos de especial
comportamiento bien sea por su elevado nivel de resistencia o por los particulares
detalles de su apariencia, el aspecto del montaje y desmontaje de los encofrados
debe ser tema de tratamiento entre los profesionales del diseño, construcción y
supervisión de obras.
En términos generales se acepta que los moldes de piezas verticales, como
columnas y muros se retiren antes que los de vigas y losas, permitiendo que los
primeros se quiten a las 24 horas. En el proceso de desencofrado no debe dañarse
223
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
TABLA IX.3
TIEMPOS RECOMENDADOS PARA EL DESENCOFRADO
TIPO DE ELEMENTO CARGA ACTUANTE > CARGA ACTUANTE <
CARGA MUERTA CARGA MUERTA
TIEMPO MÍNIMO (DÍAS) TIEMPO MÍNIMO (DÍAS)
VIGAS CON LUZ LIBRE:
Menor de 3 metros 7 4
De 3 a 6 metros 14 7
Mayor de 6 metros 21 14
LOSAS Y PLACAS:
Luz menor de 3 metros 4 3
De 3 a 6 metros 7 4
Mayor de 6 metros 14 7

56. la calidad de la pieza o su apariencia, por prácticas indebidas en el desmolde.
El avance de las técnicas constructivas va exigiendo cada vez más, el
desencofrado a edades tempranas como es el caso del llamado `sistema túnel , el
sistema de encofrados deslizantes, o los prefabricados. A veces se requiere
desmoldar antes de las 12 horas, con lo cual el concreto debe tener, a esa edad,
suficiente capacidad resistente. Esto, a su vez, va a significar que la resistencia
normativa a los 28 días tendrá que ser más alta que la realmente necesaria por
condiciones estructurales.
Los controles para la toma de decisiones en el desencofrado a pocas horas
pueden basarse:
• Un cabal conocimiento previo de los tiempos de fraguado.
• Ensayos normativos a esa edad.
• Uso de la esclerometría o de la velocidad de pulso ultrasónico; cualquiera
de estos métodos debe estar respaldado por cuidadosos estudios de
correlación sobre concretos similares.
REFERENCIAS
ACI 117 -90 Tolerances for Concrete Construction and Materials.
ACI 304 R 00 Guide for Measuring, Mixing, Transporting and Placing Concrete.
ACI 304 2R-96 Placing Concrete by Pumping Methods.
ACI 304 4R-95 Placing Concrete with Belt Conveyors.
ACI 304 5R-91 Batching, Mixing and Job Control of Lightweight Concrete.
ACI 305 R-99 Hot Weather Concreting.
ACI 308 R-97 Standard Practice for Curing Concrete.
ACI 309 R-96 Guide for Consolidation of Concrete.
ACI 309.1R-98 Behavior of Fresh Concrete during Vibration.
ACI 309.2R-98 Identification and Control of Visible Defects of Consolidation In
formed Concrete Surfaces.
ACI 309.3R-97 Guide to Consolidation of Concrete in Congested Areas.
ACI 309.5R-00 Compaction of Roller Compacted Concrete.
224
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

57. 243
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
CAPÍTULO XI
RESISTENCIAS MECÁNICAS
En una estructura el concreto se encuentra sometido a solicitaciones muy
variadas (compresión, corte, tracción, flexotracción, agentes agresivos y otras). No
es práctico llevar a cabo ensayos de control que analicen todos esos estados
tensionales, por lo que se ha establecido la costumbre de realizar el ensayo
destructivo a compresión simple, sobre probetas normalizadas e inferir, a partir de
sus resultados, los valores de otras características mecánicas tales como resistencia
a la tracción o al corte.
Las correspondientes normas de cálculo de estructuras de concreto
ofrecen relaciones de tipo empírico que correlacionan: La resistencia del concreto
bajo los diversos estados de solicitación, con el valor de la resistencia en compresión
simple. De aquí la gran importancia que tiene el conocer esa propiedad y la
necesidad de definir criterios de interpretación.
XI.1 LEY FUNDAMENTAL
La principal ley que relaciona la resistencia del concreto y la composición
de su mezcla es la conocida Ley de Abrams, expresada por ese investigador
norteamericano en 1918. Según esa ley, la resistencia del concreto depende
fundamentalmente de la proporción entre el peso del agua de mezclado y el peso
del cemento presente, relación que se suele simbolizar con la variable ␣.
Para determinados componentes de la mezcla, manteniendo el tamaño
máximo y las mismas condiciones de preparación, de ensayo y de edad, se establece
una relación algebraica, suficientemente exacta a los efectos prácticos, que vincula
el valor de la resistencia con el valor ␣ en la siguiente forma:
R = M/N
␣
(11.1)
donde:
R = resistencia promedio
M y N = constantes
␣ = relación agua/cemento, en peso
Tomando logaritmos, la expresión anterior pasa a tener la forma:

58. log R = log M - ␣ log N (11.1a)
que corresponde a la ecuación de una recta con variables log R y ␣. Llevando esas
variables a un sistema de coordenadas cartesianas, se obtiene la Figura XI.1.
En general, los valores M y N dependerán de todos los parámetros que
condicionan esa relación fundamental, principalmente de: (i) la edad del concreto;
(ii) del tipo y calidad del cemento; (iii) de las características de los agregados, y;
(iv) de los aditivos presentes. Para cementos Portland Tipo I, con agregados
244
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
FIGURA XI.1
REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA LEY DE ABRAMS

59. XII.6.5 Retracción Impedida
El refuerzo contra la retracción y cambios de temperatura que se señalan
en la Sección XII.6.4 y en la Tabla XII.5, ha sido efectivo en aquellos casos donde
los desplazamientos asociados a esas causas ocurren en miembros cuyos extremos
pueden desplazarse libremente. Cuando estos efectos actúan sobre elementos
cuyos extremos están impedidos de desplazarse por la presencia de muros,
columnas de gran rigidez, muros divisorios vinculados a paredes externas de silos
circulares u otros elementos de gran rigidez, puede ser necesario incrementar las
cuantías del refuerzo normal al refuerzo principal.
De igual modo, las fuerzas generadas por la retracción requieren
consideración especial en edificios de gran altura (véase Sección 8.2.3 de la Norma
COVENIN 1753 y su Comentario). Ocasionalmente, en el cálculo de tensiones
debidas a la retracción, ésta ha sido simulada como un enfriamiento del material.
XII.7 FLUENCIA
XII.7.1 Definición
Se entiende por fluencia el incremento de las deformaciones que
experimenta el concreto endurecido al ser sometido a cargas permanentes o
sostenidas, en función del tiempo. Las deformaciones por fluencia se deben a un
reacomodo interno de los componentes del material, principalmente del agua y del
gel que, bajo los efectos de la carga, se desplazan tratando de ocupar vacíos que
estén próximos. Su cuantía depende de la magnitud y duración de la carga, de la
edad del concreto cuando la carga es aplicada, y de las características del concreto
y del medio ambiente. Las variables correspondientes a las dos últimas
características, son las mismas señaladas en el caso de la retracción aunque,
cuantitativamente, actúen de manera diferente.
Las deformaciones que sufren los elementos de concreto en función del
tiempo y que han sido denominadas fluencia y retracción, son dos aspectos de un
mismo fenómeno y se consideran por separado, únicamente por razones de
conveniencia.
XII.7.2 Cálculo de las Deformaciones por Fluencia
Al igual que lo señalado para el caso de la retracción, el American
Concrete Institute, a través de su Comité 209, ha desarrollado una metodología
simplificada para estimar las deformaciones por fluencia utilizando la siguiente
expresión:
Ct = Cu . t0,60
/ (10 + t0,60
) (12.16)
donde:
279
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

60. XIII.2 CONCRETO CON FIBRAS FIBROCONCRETO
Se denomina así al concreto reforzado con fibras cortas, que pueden ser
de diversos materiales.
XIII.2.1 Orígenes y Evolución
Históricamente, el uso de fibras cortas para reforzar matrices de barro o
arcilla para mejorar su resistencia a la deformación y al agrietamiento, es muy
remoto. Los constructores babilonios y egipcios, hacia el año 3000 a.c., fabricaban
ladrillos con paja, secados al sol (primeros materiales compuestos artificiales
conocidos). A comienzos del siglo XX apareció el asbesto-cemento, que se
popularizó rápidamente. Posteriormente se planteó su relación con posibles daños
pulmonares y, a partir de la década de los sesenta, se impulsó la búsqueda de fibras
sintéticas.
En la década de los setenta se produjo un auge de materiales reforzados
con fibras, no sólo en matrices cerámicas, sino en metálicas y plásticas. El éxito de
las fibras de vidrio en matrices de plástico indujo a ensayarlas también en morteros
de cemento, pero su medio altamente alcalino reaccionó desfavorablemente con la
sílice del vidrio, obligando a preparar vidrios con compuestos de boro y zirconio,
más resistentes a los álcalis, que tienen todavía aplicación. Paralelamente se ha
desarrollado la elaboración de fibras plásticas (polipropileno, nylon y otros) y
metálicas (lisas o corrugadas).
También se han ensayado fibras vegetales cuya principal ventaja es el bajo
costo y cuyo principal inconveniente es la degradación biológica, con disminución
de la adherencia fibra-matriz y la consiguiente pérdida de calidad del producto.
XIII.2.2 Uso como Agregado del Concreto
Una característica general del concreto es su agrietamiento por
alteraciones volumétricas (véase Sección XVI.2.5). La adición de fibras cortas a la
mezcla, distribuidas en forma discontinua y aleatoria, ayuda a controlar el
fenómeno, evitando la concentración de grietas. Esto favorece la redistribución de
tensiones en toda la superficie, con lo cual se obtiene un mayor número de grietas
de mucho menor abertura y profundidad. Con éllo, entre otras cosas, se disminuye
la posibilidad de agresión de agentes externos.
Mediante este procedimiento se mejora el comportamiento del concreto
a algunas solicitaciones, especialmente: Tracción, desgaste y flexión (véase Tabla
XIII.2). Más que una alternativa para el refuerzo convencional con barras de acero,
se pueden considerar como un complemento muy valioso en algunos casos. Para
cierto tipo de vaciados, como por ejemplo: Cascos de embarcaciones, paredes
sinuosas, cáscaras delgadas, pavimentos y otros, su mejoramiento es evidente.
Las ganancias en la resistencia a la tracción y reducciones en los valores
291
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

61. Dentro de este grupo de concretos sin asentamiento, deben incluirse los
concretos compactados con rodillo, CCR, de reciente uso en pavimentos (años
setenta hacia acá) que con muy escaso contenido de cemento, pero con alta energía
de compactación de rodillos estáticos y vibratorios, han producido excelentes
ejemplos de pavimentos, no para autopistas de alta velocidad sino para vías
urbanas, estacionamientos, patios de carga y descarga, terminales aéreos o
marítimos, de autobuses, plataformas de albergue o de maniobra de equipos
militares y otros. Se evita en pavimentos de alta velocidad porque su acabado es
ligeramente rugoso y la circulación de vehículos con neumáticos produce una
incómoda y perceptible vibración de baja frecuencia.
XIII.10 CONCRETOS EN MASA
Se denominan así los concretos empleados en la construcción de represas
hidráulicas, más en las de gravedad que en las de arco, así como a los destinados
al vaciado de piezas de grandes proporciones volumétricas, tales como: Estribos de
puentes, fundaciones de gran tamaño y similares. Son elementos en las cuales la
proporción entre su superficie expuesta y su volumen es muy baja.
Por esa limitación para liberar el calor de hidratación, generado en el
interior de su masa, por su superficie, estos concretos pueden sufrir tensiones de
origen térmico con capacidad de inducir agrietamientos que, en el caso de las
represas, constituyen un grave peligro. Ocasionalmente son reforzados con barras
de acero.
Para evitar o armonizar esos gradientes térmicos en su masa, se acude a
diversos recursos entre los cuales destacan los siguientes:
• Uso de cementos con bajo calor de hidratación, o con adiciones, o bien
con aditivos ahorradores de cemento e incorporadores de aire para
control de la exudación (véase Capítulos IV y VII).
• Bajas dosis de cemento.
• Incorporación del agua de mezclado en forma de hielo pulverizado o en
escamas, lo cual rebaja la temperatura de reacción y la retarda.
• Incorporación del agregado grueso previamente refrigerado por el paso
de corrientes de aire frío.
• Inclusión dentro de la masa de concreto de un sistema de tuberías o
serpentines embutidos, por los cuales se hace circular agua fresca como
elemento de compensación térmica al calor producido en el interior.
Dentro de los concretos en masa se distingue el denominado concreto
ciclópeo, en el cual se incorporan, a mano, agregados de gran tamaño y peso (hasta
50 kgf). Este tipo de concreto contiene dosis de cemento muy bajas, entre 120 y
150 kgf/m3
, y no son reforzados.
312
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

62. CAPÍTULO XIV
EVALUACIÓN DE LOS ENSAYOS DE RESISTENCIA
DEL CONCRETO
El concreto es un material heterogéneo cuya calidad depende de numerosas
variables entre las cuales se han señalado:
a) Las características de cada uno de los materiales componentes por los que
está formado;
b) Las proporciones en que esos materiales son mezclados entre sí;
c) Los procedimientos de mezclado;
d) El transporte;
e) La colocación y compactación, y;
f) El curado.
Todo ello da lugar a que, aun para una misma clase y tipo de concreto, el
material presente una cierta variabilidad en sus propiedades. Hay que añadir que,
en general, los métodos que se disponen para determinar las propiedades del
concreto también son poco precisos, puesto que tanto en la preparación de las
probetas como en sus ensayos, se considera que se producen variaciones. De modo
que en la evaluación de la calidad del concreto se deben incluir dos aspectos: El
concepto de valor promedio y el de la dispersión o variabilidad.
El control de calidad es el instrumento con el que se trata de disminuir la
variabilidad de todas y cada una de las facetas del concreto; desde su dosificación
hasta el producto final. Hoy en día se entiende por control de calidad no sólo el
plan correctivo de medidas, comparaciones y enmiendas, sino los planes globales
organizativos que tienen que ver con el material, con los procedimientos, con la
empresa y con las condiciones generales. Cuanto más eficiente sea ese control,
mejor calidad dentro de su escala tendrá ese producto.
Sin embargo, debido a la naturaleza heterogénea del concreto, las
condiciones de los equipos de producción y de medición, y las características de
los procedimientos empleados, la variabilidad tiene un límite práctico por debajo
del cual no puede ser disminuida. Tal variabilidad debe ser aceptada y considerada
al evaluar el concreto como un material estructural.
XIV.1 OBJETO
El propósito esencial de este Capítulo es establecer procedimientos con
323
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

63. CAPÍTULO XV
EVALUACIÓN DEL CONCRETO COLOCADO
XV.1 ALCANCE
En este Capítulo se presenta una revisión sobre procedimientos, ensayos
y análisis de resultados para la evaluación del concreto: (i) colocado en la
estructura durante su fase de construcción, y; (ii) en estructuras existentes.
El primer caso comprende la evaluación de la resistencia en compresión,
mediante el ensayo a 28 días de edad de muestras cilíndricas de concreto
elaboradas, compactadas, curadas y ensayadas de conformidad con la Norma
COVENIN 338, “Concreto. Método para la elaboración, curado y ensayo a compresión
de cilindros de concreto”. En algunos casos la información suministrada por este
ensayo puede no ser oportuna en el tiempo, por ser tardía, o no reflejar cabalmente
la verdadera resistencia del concreto colocado en sitio.
El segundo caso trata sobre el concreto en estructuras existentes en las
cuales por diversas razones sea necesario conocer su resistencia en sitio. Entre estas
razones pueden citarse: Análisis de fallas ocurridas durante la fase de
construcción (véase Capítulo XIV), efectos de sismos, incendios, evidencias de
deterioro físico o químico (véase Capítulos XVI y XVII), necesidad de cambiar el
uso de la estructura original y otros.
Dos trabajos resumen el estado del arte en este campo: El primero bajo el
título “In Place Methods to Estimate Concrete Strength” ACI 228.1R-95, revisa los
métodos de ensayo aprobados por ASTM (American Society for Testing and
Materials) e ilustra al usuario sobre los aspectos de planificación, ejecución e
interpretación de estos ensayos, y el segundo, “Nondestructive Test Methods for
Evaluation of Concrete in Structures” ACI 228.2R-98, donde se revisa la práctica de
la determinación de propiedades físicas del concreto endurecido, diferentes a la
resistencia a compresión, por procedimientos no destructivos.
En este Capítulo, además de utilizar algunos de los conceptos, gráficos y
tablas de esos trabajos, se incorpora experiencia adquirida en el Instituto de
Materiales y Modelos Estructurales (IMME) la cual complementa y amplía la
información de la literatura sobre el tema.
Finalmente, es importante señalar que aun cuando se ha avanzado
sustancialmente en el desarrollo de métodos de ensayo normalizados para la
evaluación del concreto colocado, no se dispone de procedimientos estandarizados
para la obtención de correlaciones válidas entre los resultados obtenidos con
dichos métodos y la resistencia del material en sitio, que sustente criterios de
355
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

64. aceptación y rechazo aceptados contractualmente. No obstante, se han establecido
diversos criterios estadísticos para el muestreo e interpretación de resultados que
permiten, en cada caso particular, obtener información valiosa para la toma de
decisiones.
A los efectos de la evaluación de la resistencia, su análisis se ha separado
aquí en dos grandes grupos: Ensayos en sitio durante la fase de construcción y
ensayos en sitio sobre estructuras ya existentes.
XV.2 ENSAYOS EN SITIO DURANTE LA FASE DE CONSTRUCCIÓN
XV.2.1 Cilindros
El ensayo de control más utilizado para evaluar la resistencia del concreto
suministrado a la obra ha sido el ensayo en compresión de probetas cilíndricas
normalizadas (véase Sección XIV.11). Este ensayo sencillo, evalúa 'la resistencia
potencial' del concreto suministrado y sus resultados, al ensayarlo a los 28 días,
permiten verificar el cumplimiento de las especificaciones normativas y
contractuales de cada obra.
Estos resultados no pretenden cuantificar a plenitud la resistencia del
concreto colocado en el sitio. La metodología de la toma de muestras, su
compactación cuidadosa, curado y ensayo normalizado, no responden a los
mismos procedimientos de transporte, vaciado, compactación y curado del
concreto colocado en la obra. Lo importante de señalar es que, en la medida en
que se cumplan todas las recomendaciones y especificaciones en la elaboración del
material, así como en su posterior endurecimiento y curado en los encofrados, en
esa misma medida el valor de resistencia obtenido por intermedio del ensayo
estandarizado de las muestras representativas de ese material, asegurará el
cumplimiento de las premisas implícitas en la confiabilidad de la obra establecida
por el proyectista.
Sin embargo, es evidente que la edad de referencia de 28 días, en algunos
casos puede resultar inconveniente por lo tardía, sobretodo cuando se utilizan
tecnologías constructivas de alto rendimiento que obligan al rápido retiro de
encofrados (tipo deslizantes o tipo túnel), aplicación de cargas en el caso de
postensados o uso intensivo de moldes en elementos prefabricados. Es posible, sin
embargo, obtener correlaciones entre la resistencia cilíndrica a 28 días y a otras
edades, las cuales suelen ser confiables para edades superiores a los 3 días (véase
Sección XI.3). Cuando se requieren estimaciones a edades más tempranas, la
dispersión de los resultados de ensayo del cilindro normalizado hace poco
confiable la proyección. De allí la necesidad de desarrollar procedimientos alternos
que permitan cubrir esta deficiencia durante la fase de ejecución.
356
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

65. CAPÍTULO XVIII
ACERO DE REFUERZO PARA EL CONCRETO
En el concreto reforzado, el material de construcción más extensamente
utilizado en el mundo por su moldeabilidad y durabilidad, el concreto aporta su
capacidad resistente a la compresión y el refuerzo de acero, su ductilidad y mayor
resistencia a la tracción.
Las formas más comunes del acero para servir como refuerzo al concreto
son: La barra con resaltes o corrugada (cabilla en Venezuela) y la malla
electrosoldada. La primera se usa en todo tipo de elemento estructural, recta o
doblada; el empleo de barras lisas está limitado a diámetros pequeños, para el
refuerzo transversal y el refuerzo por retracción y temperatura, en obras localizadas
en zonas de baja sismicidad. Las mallas se utilizan en miembros planos tales como:
Losas, muros, pavimentos, paredes prefabricadas y otros.
El presente Capítulo se refiere, principalmente, a barras y mallas pero,
primero, se harán algunas consideraciones de tipo general.
XVIII.1 EL ACERO
En su acepción más amplia el acero es una aleación de hierro y carbono,
conformable en caliente y que puede tener presente, en forma intencional o no,
pequeñas cantidades de otros elementos. En la Norma COVENIN 803, “Aceros.
Definiciones y clasificación”, se encuentran las siguientes definiciones:
XVIII.1.1 Acero
Acero es toda aleación de hierro-carbono, capaz de ser deformado
plásticamente; con tenores mínimo y máximo de carbono del orden de 0,008% y
2,0%, respectivamente, pudiendo contener otros elementos de aleación, así como
también impurezas inherentes al proceso de fabricación.
XVIII.1.2 Acero al Carbono
Es una aleación de hierro-carbono que contiene, además, otros elementos
cuyas proporciones no excedan los límites indicados en la Tabla XVIII.1.
XVIII.1.3 Aceros al Carbono Comunes
Aceros cuyo principal elemento aleante es el carbono y contiene
manganeso hasta 1,0% máximo. Dentro de este grupo se consideran:
423
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

66. • Con bajo contenido de carbono.(C р 0,25%)
• Con medio contenido de carbono.(0,25% < C р 0,50%)
• Con alto contenido de carbono.( C > 0,50%)
XVIII.1.4 Aceros Aleados
Son aceros que contienen elementos de aleación en porcentajes
superiores a los establecidos para el acero al carbono, con el fin de conferirle
determinadas propiedades particulares.
Todos los aceros contienen carbono pero se utiliza el término de `aceros
al carbono para referirse a las aleaciones cuyas propiedades están básicamente
determinadas por los contenidos de carbono y manganeso. En los `aceros aleados
intervienen, de manera importante, otros elementos como: cromo, vanadio, niobio
o molibdeno.
XVIII.2 PRODUCCIÓN DE ACERO
La materia prima para la elaboración del acero es el mineral de hierro que
se extrae, directamente, de las minas naturales. El mineral está constituido por una
424
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L
TABLA XVIII.1
CONTENIDOS MÁXIMOS DE ELEMENTOS ADMISIBLES EN EL ACERO AL CARBONO
ELEMENTO PORCENTAJE MÁXIMO
Manganeso + Silicio 2,00
Manganeso 1,65
Silicio 0,50
Cobre 0,40
Plomo 0,40
Níquel 0,30
Cromo 0,30
Aluminio 0,10
Vanadio 0,10
Tungsteno 0,10
Cobalto 0,10
Bismuto 0,10
Zirconio 0,10
Selenio 0,10
Telurio 0,10
Molibdeno 0,08
Niobio 0,05
Titanio 0,05
Lantánidos 0,05
Otros (excepto C, P, S, N y O) 0,05
Boro 0,008

67. GLOSARIO
En la elaboración de este Glosario se ha consultado la obra: Terminología
de las Normas Venezolanas COVENIN-MINDUR de la Construcción, cuyo autor es el
Profesor Doctor Joaquín Marín, documento base de la Norma COVENIN
2004:1998. Igualmente la publicación ACI SP-19 R-2000 Cement and Concrete
Terminology del Comité ACI 116.
ABRASIÓN HÚMEDA: Acción mecánica sobre la pasta húmeda del concreto, por el
paso a gran velocidad de agua con arena en suspensión.
ABSORCIÓN: Proceso mediante el cual un líquido penetra y trata de ocupar los
vacíos permeables existentes en un sólido poroso.
ACABADO (TERMINADO): Aspecto final que se le da a la superficie de un concreto o
mortero por medio de un tratamiento adecuado.
ACERO DE REFUERZO: Conjunto de barras, mallas o alambres que se colocan dentro
del concreto para resistir tensiones conjuntamente con éste. También denominado:
ARMADURA.
ADIABÁTICA: Condición en la cual ni entra ni sale del sistema.
ADICIONES: Productos tales como puzolanas, escoria y otros que se mezclan con el
cemento para modificar algunas de sus propiedades.
ADITIVO: Materiales diferentes del cemento, agregados o agua que se incorporan en
pequeñas cantidades al concreto, antes o durante su mezcla, para modificar
algunas de sus propiedades sin perjudicar su durabilidad.
ADITIVO ACELERADOR: Aditivo que produce incrementos en la velocidad de
hidratación del cemento, disminuyendo el tiempo de fraguado, acelerando el
desarrollo de resistencias o ambas.
ADITIVO INCORPORADOR DE AIRE: Aditivo que desarrolla un sistema de
microscópias burbujas de aire en el concreto, mortero o pasta durante el mezclado.
Usualmente mejora la trabajabilidad, la exudación y la resistencia a ciclos de
congelación y deshielo.
ADITIVO REDUCTOR DE AGUA: Aditivo que incrementa el asentamiento en el
concreto fresco sin aumentar la cantidad de agua o mantiene el asentamiento
permitiendo reducciones de la cantidad de agua.
ADITIVO REDUCTOR DE AGUA DE ALTO RANGO: Aditivo capaz de permitir grandes
reducciones de agua o grandes aumentos en la fluidez del concreto sin producir
retardos de fraguado o incorporación de aire indeseable.
ADITIVO RETARDADOR: Aditivo que produce disminución en la velocidad de
hidratación del cemento y prolonga el tiempo de fraguado.
447
M A N U A L D E L C O N C R E T O E S T R U C T U R A L

68. AGREGADO: Material granular, generalmente inerte, natural o no, el cual se mezcla
con cemento hidráulico y agua para producir morteros y concretos.
AGREGADOS CON YESO O SELENITOSOS: Pueden reaccionar internamente con el
aluminato tricálculo (C3A) del cemento, produciendo sulfoaluminatos altamente
expansivos y destructivos.
AGREGADOS LIVIANOS: Agregados de baja densidad con un peso seco suelto no
mayor que unos 1.100 kgf/m3
.
AIRE ATRAPADO: Aire que no llega a escarpar de la mezcla, predominantemente en
forma de burbujas planas, aun con una adecuada compactación del concreto.
AIRE INCORPORADO: Pequeñas burbujas esféricas obtenidas mediante la adición de
ciertos aditivos, que alcanzan un volumen total entre 3% y el 7% del volumen de
la pieza de concreto.
ARENAS DE MINA: Yacimientos de arena que pueden encontrase lejos de cursos
actuales de agua.
ARROCILLO: Fracción de agregado grueso.
ASENTAMIENTO: Medida de la consistencia del concreto fresco, evaluada mediante
el ensayo con el Cono de Abrams.
BARRRA DE REFUERZO: Acero de refuerzo que cumple con las especificaciones de la
Norma COVENIN 316.
BOLA DE KELLY: Aparato utilizado para evaluar la consistencia del concreto fresco.
BUGGIES: Equipo de dos ruedas empleado para el transporte del concreto fresco o
de sus componentes; puede ser propulsado por un motor.
CABILLA = BARRRA DE REFUERZO.
CALOR DE HIDRATACIÓN: Calor desarrollado por reacciones químicas con el agua,
tales como las producidas durante el proceso de fraguado y endurecimiento del
cemento Portland.
CALORÍMETRO: Instrumento utilizado para medir el intercambio de calor que
ocurre como consecuencia de reacciones químicas tales como la cantidad de calor
liberada durante la hidratación del cemento.
CAMBIO INTRÍNSECO DE VOLUMEN: Variación de volumen de un mortero o
concreto, debido a una causa que no es una solicitación externa que provoque
tensiones en el material.
CANGREJERA: Oquedad o vacío manifiesto, en una masa o pieza de concreto
endurecido.
CANTO RODADO: Trozos o partes de roca natural, redondeados por el arrastre de
las aguas.
CAOLIN: Roca generalmente blanca constituida por minerales arcillosos del grupo
kaolítico, principalmente hidro-aluminosilicatos de bajo contenido de hierro,
utilizado como materia prima para la fabricación de cemento blanco.
CAPILARIDAD: Es el movimiento de un líquido en los intersticios del concreto,
suelos o material poroso, debido a tensiones superficiales.
448
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69. ÍNDICE ANALÍTICO
Abrams. Véase: Ley de Abrams; Cono de Abrams
Abrams, aplicación de la ley, VI.5
Abrams, ley, XI.1
Abrasión, agregados, Tabla III.10
Abrasión, índice, Tabla XIII.2
Abrasión húmeda del concreto, XVI.4.2
Absorción de los agregados, III.14
Aceite mineral, agua de mezclado, Tabla V.2
Aceites, impurezas en el concreto, V.4.8
Acero, barras, XVIII.4.2
Acero, clasificación, XVIII.5.3
Acero, corrosión, XVII.9.2
Acero, efectos del fuego, XVI.5.3
Acero, influencia de aleaciones, XVIII.3
Acero, límite elástico convencional, XVIII.6.2
Acero, composición química, XVIII.6.5;
XVIII.7.2; Tabla XVIII.5
Acero, limpieza, XVIII.12.2
Acero, módulo de elasticidad, XVIII.6.2
Acero, proceso de laminación, XVIII.4.1
Acero, producción, I.1.4; XVIII.2
Acero, productos, XVIII.4.2
Acero, propiedades normativas, XVIII.6
Acero, recubrimiento, XVII.11.4
Acero, resistencia a la tracción, XVIII.6.1
Acero, símbolo del fabricante, XVIII.8.1
Acero, transformación del hierro, XVIII.2.2
Acero, verificación, IX.2
Acero de refuerzo. Véase: Acero; Barras; Refuerzo
Acero de refuerzo contra agrietamiento, XVI.2.8
Acero microaleado, XVIII.5.7
Aceros al carbono, XVIII.1.3; XVIII.1.4; XVIII.5.3
Aceros al carbono, elementos admisibles, Tabla XVIII.1
Aceros aleados, XVIII.1.4
Aceros de pretensado, agua de mar, V.4.12
Aceros tipo S y tipo W, XVIII.7.2; Tabla XVIII.6
ACI Véase anexos I y III
ACI 209 R-92, XII.6.2; XII.6.3; XII.7.2
ACI 228.1 R-95, XV.1; XV.5; XV.6
ACI 228.2R, XV.1 ; XV.4.1
ACI 304 R-00, VIII.3.1; IX.1.6; IX.1.7
ACI 305 R, temperatura del concreto, IV.11
ACI 309R, vibradores de inmersión, Tabla IX.3
ACI 309R-96, aceleraciones de vibrado,
IX.3.2; IX.3.3
ACI 309R-96, mesas vibradoras, IX.3.3
ACI 311-5R-97, VIII.4.1
ACI 318, XI.6.1
ACI 318-2002. Véase: Norma COVENIN 1753
ACI 347, tiempo para el desencofrado, IX.5
ACI 363, concreto alta resistencia, XIII.1; Tabla XIII.1
ACI 437 R-91, XV.6.1
ACI 504, sellado de juntas, X.2; X.6
ACI-6R 97, VIII.5.1
Ácido clorhídrico, concentraciones aceptables, V.4.4
Ácido sulfúrico, concentraciones aceptables, V.4.4
Ácido tánico, aguas de pantanos, V.4.13
Ácidos inorgánicos, agua de mezclado, Tabla V.2
Ácidos lignosulfónicos, VII.3
Adherencia acero-concreto, VII.5.1; XVIII.6.6
Adherencia pasta-agregado, reducción, V.4.9
Adhesivos epóxicos, XIII.12
Adiciones, mejora del concreto, VII.1
Adiciones activas del cemento, IV.4; Tabla IV.3
Aditivos, VII
Aditivos, acción fungicida, VII.2
Aditivos, acción impermeabilizante, VII.2
Aditivos, acción inhibidora de la corrosión, VII.2
Aditivos, acción plastificante, VII.3.1
Aditivos, cambios de apariencia, VII.8.2
Aditivos, cambios en la densidad, VII.8.2
Aditivos, combinación, VII.8.4
Aditivos, concretos de alta resistencia,
XIII.1.1; Tabla XIII.1
Aditivos, control de calidad, VII.8; VII.8.2
Aditivos, definición, VII.1
Aditivos, determinación de la viscosidad, VII.8.2
Aditivos, dosis excesivas, efectos, VII.1
Aditivos, efecto hidrófobo, VII.6
Aditivos, efectos sobre el concreto, VII.2
Aditivos, ensayos de control, VII.8.2
Aditivos, generalidades, VII.1
Aditivos, influencia en el asentamiento, Figura VII.1
Aditivos, influencia en tiempos de fraguado, VII.1
Aditivos, limitaciones en su uso, XVII.11.5
Aditivos, precauciones, VII.8.3
Aditivos, orden de adición a la mezcla, VII.8.3; VII.8.4
Aditivos, tipos, Tabla VII.1
Aditivos, uso, VII.1; VII.8.3
Aditivos aceleradores, VII.5.1
Aditivos incorporadores de aire, VII.7
Aditivos mejoradores de resistencia, VII.3.3
Aditivos plastificantes, VII.4
Aditivos químicos, efectos, VII.2; Tabla VII.1; VII.8.4
Aditivos retardadores, juntas de construcción, X.3.4
Aditivos retardadores, efectos, VII.5.2; Figura VII.4
Aditivos superplastificantes, VII.4
Aglomerantes, I.1.2
483
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