Este documento presenta varios métodos para diseñar mezclas de hormigón, incluyendo el método de la densidad óptima, el método de la relación de sólidos y vacíos, y el método ACI. Explica conceptos clave como la densidad real y aparente de los agregados, el porcentaje de vacíos, y cómo calcular las cantidades de cemento, agua y agregados requeridas para 1 m3 de hormigón según cada método.

1. Curado
Agregados
La calidad de los agregados también influyen en la calidad y resistencia del
hormigón; agregados de buena forma y textura que no reaccionan con los
alcalis del cemento proveerán una buena resistencia al hormigón.
Agua de curado
Deberá cumplir los mismos requisitos que el agua para mezcla del hormigón
Evaluación de la resistencia
El hormigón es un material heterogéneo porque también son heterogéneos sus
componentes, por consiguiente los resultados experimentales en el hormigón
fraguado son muy variables, en definitiva la variación se produce por la
variación en las propiedades de los ingredientes, por la variación en las
propiedades del hormigón fresco, por la evaluación de la falta de la calidad en
todo el proceso.
*
100%
gyq
P CUAH
# SE SUSPENDE EL CNRBPO
I
g.
µ
ORADO 150%
1
1
% Edad (Días)

2. Todos estos factores influyen en los resultados muy heterogéneos que se
obtienen en el hormigón fraguado, por esta razón varias instituciones proveen
ciertos reglamentos para tratar de evaluar la resistencia del hormigón,
considerando su heterogeneidad, es así que tenemos criterios del ACI, ASTM.
Código Europeo de la Construcción
Este método indica que la resistencia característica de un hormigón debe tener
un grado de confianza del 95% con respecto a valores muy bajos o muy altos, y se
expresa con la siguiente ecuación:
TC = fm (1-1 . 64 d)
Tm = 1- Í 2- i
n in
D= Es una desviación o
coeficiente de variación de un
grupo
de Resistencias .
Este coeficiente no debe ser > 15%
y
se calcula :
D= /'
I (ri -
Tmj
' -
n i = ,
Tm

3. Esta dentro del
límite y lo
aceptamos
Ejemplo :
Quito :
Se han ensayado 6 cilindros :
cilindro tú [ =
fmfi -1.648 ) Tcitfmfi-
d)
1 240
2 225 [ =
230/1-1.64/0,08)
] &
3 260 [ =
230ft -0.08)
4 235
Te 199,8 kg /cmZyjc-zn.co/g/om2
5 205
RESISTENCIA RESISTENCIA ¢
6 215 CARACTERÍSTICA CARACTERISTICA
[ 1380
EUROPEA
Quito
138¥ = 230 :[m
D= f- [
[124%30]+(225-230)=+126%3%+123,5,
-15+(2%130)=+12%135
'
230
D= 0.08 8%

4. DISEÑO DE MEZCLAS
POR EL MÉTODO DE LA
DENSIDAD ÓPTIMA

5. DISEÑO DE MEZCLAS
El diseño de mezclas es un proceso para seleccionar los materiales para una
mezcla de hormigón y determinar sus cantidades relativas en forma económica y
que cumpla con las propiedades técnicas de consistencia, resistencia y
durabilidad.
Se deben cumplir 2 requisitos generales:
El primer grupo se refiere al cumplimiento de las propiedades del hormigón
fresco que depende a su vez del tipo de construcción, técnicas de transporte,
colocación y consolidación del hormigón.
El segundo grupo se refiere a los requisitos para cumplir las propiedades del
hormigón fraguado, es decir propiedades de resistencia, servicio y durabilidad
del hormigón.
Cualquiera que sea el método de diseño de mezclas necesariamente debe
cumplirse estos requisitos.
Método de la Densidad Óptima
Este método se fundamenta en fabricar un hormigón bajo el principio de obtener
una densidad óptima entre agregado grueso y agregado fino y los vacíos
rellenarlos con pasta de cemento y agua. La pasta de cemento y agua no solo
debe llenar vacíos sino también recubrir y aglutinar cada una de las partículas
constituyéndose así el nexo entre pasta y agregado, adicionalmente el método se
auxilia en una tabla empírica experimental que nos permite relacionar la
resistencia que se requiere en el hormigón fraguado con la relación agua
cemento.

6. EJERCICIO
Diseñar una mezcla de hormigón para un muro de contención, la resistencia que
se requiere a los 28 días con cemento tipo 1. f’c=260kg/cm2 ~ 26 MPa
De los ensayos se obtiene los siguientes datos:
Densidad Real del cemento D.R.C =3,15 kg/dm3
Densidad Aparente del cemento D.A.C =1.5 kg/dm3
Densidad Global del ripio D.G.R =2.55 kg/dm3
Densidad Global de arena D.G.A =2.50 kg/dm3
Densidad Aparente del ripio D.A.R= 1.55 kg/dm3
Densidad Aparente de la arena D.A.A =1.45 kg/dm3
DENSIDAD
A
I
D. H = - →
⇐
¡ fclkgkní)
14% 210
K
! 240
" 270
1 1 1 300
90 807470 Go Ío É> %
G.
1% yo zo 26 zo lo 50 60
AF
÷ 35.0 }
:
"
2)
3) Y
4)
5)
6)

7. Densidad Óptima de la mezcla D.O.M =1.90 kg/dm3
Porcentaje Aparente del Ripio P.A.R =63%
Porcentaje Aparente de Arena P.A.A =37%
Asentamiento 4cm
Este método no requiere de análisis granulométrico
I. Seleccionar la relación agua cemento del siguiente cuadro
II. Calcular la densidad real de la muestra agregado grueso y agregado fino y %
óptimo de vacíos mediante la siguiente relación:
71
✓
8)
} 100%
9)
1°
)
ÍIKGKMYWIT
÷
180 0.7¢ Para flc-160
kg/ ahí →
G- =
, 59 ✓
220 0,66
→
260 0,59
300 0,55
340 0,51
380 0.46
420 0.40

8. III. El porcentaje óptimo de vacíos (P.O.V) será llenado con pasta de cemento y agua que es
mejorado para recubrir todas las partículas y proporcionarle al hormigón mayor plasticidad
y trabajabilidad, ésto se selecciona de la siguiente tabla:
Ripio
D. t.M-D.GR#-PAR+D-.A+p.-.-AREHb
100
(Densidad
Rfea/
da-%aezfiYD.R.IM
=
2,55×63 +
2-50×37 = 2,53kg /dm
>
Y
100 100
P.
O ,
✓ =
D.R.M-D.0.tn
* 100
D. R.IM
(Porcentaje
oiptimodc-vo.ci#P.O.V=
2.5>-190
* 100 =
24.9%
2,53
AS-Fi-ntm.P.%Ca-idadd-pas-JO-3P-FP.qcm-3-6-PV.JP
6-9-P.0.
V
.to?.
V
9-12 FO.
V. 1- 12% PON .
FÜR

9. Requerimos un asentamiento de 4cm por consiguiente la cantidad de pasta
tomamos así:
IV. Calcular la cantidad de materiales para 1m3 de hormigón con las siguientes
ecuaciones
C. P .
=P. ON . 1-6%70 .
V .
C. P .
= 24.91-0,06*24,9
C.P. =
26,3990
C.P .
= Wtc (Como están en
peso
Wnc divido
para las
densidades
y obtenga en volumen así)
C. P.
=
4- +
C
D.
R.ca
, ,
,
,
,y,g ,
[ =
¥110 =
26,39 # 10
4- +
Ire 0,59 1-
¥5
C- 291kg/mil
W = C.
¥ = 291*0,59
W =
172kg /m
>
y

10. CUADRO DE RESUMEN
A- =
(1- C.F) * D. G.A #
PA #
* 1000 ARENA
1 te Ha
A- =
(1-0.2639)*(-2.5*37)# 1000 1M
>
= 1000dm
}
100
A- =
681kg /m
>
✗ ✓ no
F- G- CP) # D.GR . #
I¥÷* RIPIO
↳ v1
2=(1-0,2639)/2,55×63)
12=1183 kg/m>
y ✓
µ
d-
f- iv.
my
Material D. A.
CANTIDADES DOSIFICACIÓN
PESO VOLUMEN >
Eso VOLUMEN
1721 172 /
0,59¥
, ¥-0.88 /
E- = 0,59
Yo =
0,59
C 1,5
{291 v ¥-794£ 1,0 ✓ 1. OVI
A 1,45
¢681 ✓
¥3470
F) 234%1%-7.42 ✓
R 1,55 1183 ✓
'
¥7.763 /
406¥
>
¥43.93 ✓

11. DISEÑO DE MEZCLAS
POR LA RELACIÓN DE
SÓLIDOS Y VACÍOS

12. MÉTODO DE LA RELACIÓN DE SÓLIDOS Y VACÍOS
Como principio general es el mismo que el anterior, con las siguientes
expresiones:
Para cumplir con los requisitos de consistencia y trabajabilidad y para cumplir con
el requisito de recubrimiento de las partículas con pasta de cemento y agua tiene
que llenarse algún porcentaje de vacíos.
V = VA -
VS
% VACÍOS =
.
VA - VS
va
* "
° D=
1¥
% vacíos =
(n -
YE) * 100
✓ =
%
% Vacíos
=p -
¡¡¥5 ✗ 100
% VACÍOS =
(1-
PDAs ✗ 100
% Vacíos = G- 17¥* 100+7.9+0.44 Asentamiento +
t¥yy
Redondeando la fórmula |
% VACÍOS = ( 1-
☐
A) * 100+8+0.5 Asentamiento +
¥-0
DS

13. EJERCICIO
Diseñar la mezcla de hormigón para la construcción de las columnas de un
edificio y para obtener una resistencia a la compresión a los 28 días f’c=350kg/
cm2
En los ensayos se obtuvieron los siguientes datos:
I. Determinar los vacíos que deja el agregado grueso en 1m3 de volumen
=
ÍC =
350kg km2
D. R .
c. =
3,13kg /dm
>
✓ Asentamiento = 6cm
D.A.C. =
1,55kg /dm
>
D. R . A. =
2,48kg / dms ✓ ✓
D. A. A. =
1,48kg / dms ✓
☐ , , , , , , ↳µ
y |
D. A. R .
=
1,58kg /dm>
✓
¥
% V =
/1-
%) * 100+8+0.5 /6)+7¥
% ✓ = 52.78%
Ripio

14. Um
}
) = 528dm
}
(VOLUMEN DE Vacío) ✓
-
VR = 1000-528 = 472dm
>
/VOLUMEN Riko)
Arena
Wz Asent .
ÉC
% ✓ =
(1-1.48) 100+8+0.5 (6) +
}%-
2.48
% V =
54,82% ✓
gidm
'
→
VA = 528 _
54,82*548
100
VA = 228dm
}
(VOLUMEN DE ARENA)
✓ PASTA =
¢28 -2287dm
]
=
300dm
]
(VOLUMEN DE PASTA)
SI SABEMOS QUE CP = CTW →
CANTIDAD DE PASTA = CEMENTO t AGUA
f-¿
Y (VOLUMEN)
E-
→ Para fd-issok.gr/cm2--Y-=n.51/vowmeD
350 1,51
250 1,95
2,20
150

15. C-
Ega) [ =
300
1+1,5 ,
= 119,52dm
>
W = 300-119,52 = 180dB D=
my ¡ mi V.d
V.
mz
Material C-tidd-s-m-nsi-iainR-lati.ua
V01 .
Real Peso Aparente Volumen Peso
%
W 180 180
]
0.7¢ 0.48
C 120
<
376
] 243 1.00 1,00
A 228 566
Y 382% 1,57 1,50
R 472 1208 765 3,14 3.21
Cantidades Peso :
Volumen Aparente .
Dosificación Relativa Peso
W: 180*100=180 dm
]
W =
# = 18°
W =
1¥ -
-
0,74 W =
7¥
-
-0.48
[ = 120*3,13 = 376dm]
A-
_
228*2.48 = 566dm>
[ =
7%-5=4 >
[ =
2*33=1,00 C = = 1,00
12=472 # 2.5641208dm
}
A =
{¥,
= 382
A =
566
A- = 382=1,57
3+6=1,50
R =
1208=765 243
158
12=1208
12=765--3.14 zzg
= 3.21
243

16. DISEÑO DE MEZCLAS
POR EL MÉTODO ACI

17. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO POR EL MÉTODO AC f-
DATOS:
CEMENTO
TIPO T
fi :
240kg/ama ✓
17=3,15 gr /cm3 ✓ ✓
Slump = 4
"
(Asentamiento)
PE H2O =
1000kg/m
]
AGREGADOS
Arena Ripio
✓ ✓
✓ ✓
7- En

18. 1) CÁLCULO Écr (Resistencia Promedio Requerida)
tó :
240kg / cmf
a) Cuando tenemos la DESVIACIÓN b) Cuando no tenemos registro de resis -
ESTÁNDAR tenía de probetas correspondientes
a obras anteriores
Écr = # +1.33×5 (1)
Écr -
-
ÉC 1- 2. 33×5 -3s (a) flc f-¿ p
g. =
✓É,
Hi -
ÑÍ < no Íc +70
H -1 210-350 fíct 84
✗ i = Valores de resistencias obtenidas > 350 Íct 98
En probetas stándar .
I = Promedio de valores de resistencia
c) Teniendo en cuenta el control
obtenidos en probetas estándar
de calidad en la obra
Nivel de Control Écf
Regular o malo 1.Akal.
SÍ
210-350 1.2ft
> 350 1.1ft

19. b) Cuando no tenemos registro de resis -
3) COHTEHIDO DE AGUA
tenía de probetas correspondientes TABLB Ho .
1
a obras anteriores
(VOLUMEN UNITARIO DE AGUA
)
f.¿ f-¿ p
-
Gua =
1811T
< 210 ÍC +70
4) RELACIÓN a /c (Écr -
-324kg/cm
)
210-350 Él 84 ABLA Ho .
5
RELACIÓN 91C POR RESISTENCIA
> 350 Íct 98
Es ] { ✗ =
?
]
Écr = 240+84=324 kgkní
2) COHTEHIDO DE AIRE
AIRE = 1% incógnita Datos conocidos
-
ABLB HO . 2
(COHTEHIDO AIRE ATRAPADO
) 350-324
0,48 -
×
=
350--300
0,48-0,55
✗ =
0,516 = 9
/C

20. 5) CONTENIDO DE CEMENTO
G- =
0,516
1¥ = 0,516 ; [ =
350,775kg
FACTOR C .
=
359775/50=7,016 SACOS
-
DATO
6) PESO DEL AGREGADO GRUESO
µ
Peso a.
g. = MI ✗ Peso U.se
; Peso a.
G. =
0,7dm
>
✗
1677kg /m
]
THU =
[ PESO UHITBRIO GOHSPACTBDO
-
ABLBHO. 4
( PESO DEL AGREGADO GRUESO POR UNIDAD DE VOLUMEN DE CONCRETO)
Peso a.
g.
=
1240,98kg
MÓDULO DE FIHEZB

21. aire = 1%
agua =
1811T
Cemento =
350,775kg
Peso a.
grueso =
124998kg
}
/
7) VOLUMEN ABSOLUTO
350,775kg
[ Cemento =
} , , .gg/cms,,,ooo--0il11M
]
✓
"
TÚ187kg
W Agua =
nooo ,<gym
,
= 0,181m? ✓
+
Aire =
Lo = 0.01ms ✓
V01. a.
grueso
=
1240.98kg
R 2610 kg/m
]
= 0,475m
] ✓
Dsp 1
= 0,777m
]
A V01 .
a.
fino =
1m
]
-0,777m
>
= 0.223m
]
✓

22. 8) CALCULAR EL PESO DEL AGREPO FIHO
Peso a. fino =
0.223M¢✗
"
750
+8¥ =
613,25kg
✓
g) PRESENTACIÓN DEL DISEÑO EN
tseco
CEMENTO = 350,775.
Kg ✓
AGREGADO F)No = 613,25 #
q ESTADO
AGREGADO GRUESO =
1240,98kg
¡ } SECO
AGUA = 1811T
yo
, gppqg.gg, pop yum,g, p, ,,, qgpqgg.gg
AGREGADO FIHO =
613,25kg Peso seco ✗
(4%0-+1)
qq.am µ ,.
?⃝
y,
.gg , , = ,, , ,
,, ,
µ ,
AGREGADO GRUESO =
1240,98kg
"
AGREGADO GRUESO =
1240,98kg ✗
(1%-1-1) =
1262.077kg ✓

23. 11 . APORTE DE AGUA A LA MEZCLA
=
(2,5-5.7)×628,581
AGREGADO FIHO
yo,
=
-20,1151T
AGREGADO GRUESO =
(17-2.8)×1262,077 =
-13,883ft
100
Suma = -33,9981T
9. W -
% abs .
) ✗
Agregado seco
100
12 .
AGUA EFECTIVA
Agua = 1811T -
(-33/998)=214,998 /t
13. RESUMEN
CEMENTO A. FIHO A. GRUESO AGUA
350,775kg 628,581kg 1262,077kg 2151T
350,7%go.gg 62458/30,78 1262.08/350,78 2^5/7.01691CEM

24. 1 2
fc -
-240kg/cm
13. RESUMEN ARENA RIPIO
CEMENTO A. FIHO A. GRUESO AGUA
350,775kg 628,581kg 1262,077kg 2151T
35017%go.gg 62458/30,78 126%08/350,78 2^5/7.0169-1 CEM.
PROPORCIÓN
DE DISEÑO 1 : 1.80
'
.
3.60
'
. 30,601T
✓ ✓ ✓ ✓

28. ADITIVOS

29. ADITIVOS EN EL HORMIGÓN
Concepto.-
Los aditivos son sustancias que sirven para modificar tanto las propiedades del
hormigón fresco como el hormigón fraguado, de tal manera que el hormigón
resultante sea el más adecuado para cubrir las necesidades y requerimientos
del hormigón de obra.
Según la ASTM un aditivo es cualquier otro material que no sea agregados,
cemento y agua y que se añade al hormigón durante el proceso de mezclado.
Utilización
Los aditivos deben utilizarse únicamente cuando se conoce el efecto o los
efectos que producirían en el hormigón, caso contrario debe utilizarse
siguiendo las instrucciones del fabricante, adicionalmente la utilización de un
aditivo está supeditada al análisis económico, compatible con las necesidades
técnicas.
Clasificación
En la actualidad es muy difícil clasificar a los aditivos en grupos fijos de acuerdo
a su función y características por la inmensa variedad en la fabricación de estos
producto, sin embargo aquellos tipos de aditivos que poseen propiedades que
los identifican con más de un grupo se consideran como pertenecientes a dicho
grupo que describe el efecto predominante, entre las principales tenemos las
siguientes:
a) Aditivos Acelerantes
Estos aditivos se añaden al hormigón ya sea para acelerar el fraguado o para
acelerar la resistencia a edades tempranas o para cubrir los 2 casos.

30. Los acelerantes tienen un efecto
negativo, pasado la resistencia
final pasado los 28 días
Las ventajas de estos aditivos son los siguientes:
1) Menor tiempo para desencofrar
2) Menor tiempo para los acabados a la superficie del hormigón
3) Menor tiempo de curado y protección del hormigón
4) Menor tiempo para poner en servicio la estructura de hormigón
5) Reducción de presiones en los encofrados
Las desventajas son:
1) Las caídas de resistencia
2) Las microfisuraciones, etc…
Entre los principales productos químicos para la fabricación de acelerantes tenemos:
cloruros solubles, carbonatos, silicatos, fluo silicatos, hidróxidos, en cloruros tenemos el
cloruro de calcio, este le corroe al hierro, se lo usa cuando no tienen armadura ( sin
acero de refuerzo)
TA con acelerante
|
→ Sin acelerante
1 Edad /días)
7
{8

31. Los aditivos acelerantes generan mucho calor de hidratación por lo que se
recomienda controlar el hormigonado haciéndolo preferentemente en épocas frías o
refrigerando al hormigón, estos acelerantes deben cumplir con las normas: ASTM -
C494.
b) Aditivos Reductores de Agua.-
Estos aditivos se añaden al hormigón con el objeto de disminuir la demanda de agua
y en algunos casos para retardar el fraguado o para dos efectos simultáneamente, se
conocen también como aditivos plastificantes, entre las ventajas tenemos las
siguientes:
1) Ganancia de trabajabilidad
2) la facilidad en la compactación
3) Mejora la resistencia
4) Mejora la impermeabilidad
5) Se obtiene mayor durabilidad
6) Evitan las juntas frías
Entre las desventajas tenemos:
1) Bajas resistencias a primeras edades
2) Los encofrados deben ser de mejor calidad
seco elástica Semifluida
Semiseco húmeda fluida
>

32. Los materiales químicos para la fabricación de estos aditivos son: ácidos lignosulfonicos; ácidos
carboxilicos e hidroxilados y sus sales; derivados de estos dos. Deben cumplir con la norma
ASTM - C494
c) Aditivos inclusores de aire
Los inclusores de aire en el hormigón modifican las propiedades tanto en estado fresco como
fraguado, en estado fresco plastifica la mezcla y en estado fraguado mejora la impermeabilidad.
Las ventajas son:
1) Se logra mayor uniformidad y homogeneidad en el hormigón
2) Disminuye considerablemente la segregación
3) Disminuye y controla el sangrado
4) Lubrica los ingredientes del hormigón plastificandolo
5) Mejora la resistencia a la acción de sales y sulfatos así como a los ciclos de congelamiento y
descongelamiento
6) Mejora la impermeabilidad y durabilidad del hormigón.
Entre los principales materiales químicos que se utilizan en este aditivo tenemos: los racimos
de madera, grasas y aceite; y deben cumplir con la norma ASTM -C260
4- = 0,5 ; Ésta es una mezcla seca
con uso de aditivo se va a :
-
túmeda

33. d) Otros Aditivos
Dentro de la inmensa gama de aditivos podemos mencionar algunos tipos de
acuerdo a su función:
- Aditivos expansores
- Aditivos para mejorar la adherencia
- Aditivos colorantes
- Aditivos floculantes
- Aditivos fungicidas, germicidas e insecticidas
- Aditivos para resistir la humedad
- Aditivos para mejorar la impermeabilidad
- Aditivos para reducir la reacción alcali - agregado
- Aditivos anticorrosivos
- Aditivos inclusores de aire
- Aditivos para evitar el curado del hormigón