El documento presenta el método de Walker para el diseño de mezclas de concreto. Este método considera factores como la fineza del agregado fino, el perfil y tamaño del agregado grueso y la relación agua-cemento. Se provee una tabla y una secuencia de cálculo en 14 pasos para determinar las proporciones de los materiales para una mezcla de concreto que cumpla con ciertas especificaciones técnicas dadas. Finalmente, se presenta un ejemplo completo de aplicación del método.

1. UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
DOCENTE:
ING. MILTON CESAR GORDILLO MOLINA
N° cel.: 952 544558 RPM: *405658
E-mail: mgordillomc@gmail.com
Tacna, Enero del 2016
CURSO: TECNOLOGIA DEL CONCRETO

2. UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
DOCENTE:
ING. MILTON CESAR GORDILLO MOLINA
N° cel.: 952 544558 RPM: *405658
E-mail: mgordillomc@gmail.com
PERU – TACNA - 2016
CURSO: TECNOLOGIA DEL CONCRETO
UNIDAD II
PRIMERA PARTE
CAPITULO : DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO

3. 7.2.- METODO DE WALKER
El Método de Walker, se desarrolla principalmente a la preocupación del
Profesor Norteamericano Stanton Walker en relación con el hecho de que,
sea cual fuera la resistencia de diseño del concreto y por tanto su relación agua-
cemento, contenido de cemento y características del agregado fino, la calidad del
agregado era la misma, ello cuando se aplicaba el procedimiento de diseño
desarrollado por el comité 211 del ACI.
7. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO HIDRAULICO
Considerando que la relación fino-grueso debería variar en función del contenido de la
pasta en la mezcla, así como del perfil y tamaño máximo nominal del agregado grueso, y
que otro factor que debería ser considerado era la mayor o menor fineza del agregado
fino.
A raíz de estas observaciones realizadas por el Profesor Walker, desarrolla algunas
Tablas.

4. A continuación se
presenta la tabla
utilizada por el
Comité 211 del ACI.
Podemos apreciar que
solo esta en base al
modulo de fineza del
agregado fino y el
tamaño máximo
nominal (TMN).
No toma en cuenta el
perfil del agregado.

5. En la tabla del Profesor Walker,
podemos apreciar que se toma en
consideración la fineza del
agregado fino, clasificándolo en
tres categorías, fino, mediano y
grueso.
Igualmente se considera se el
agregado grueso es de perfil
redondeado o angular y para
cada uno de los dos casos, se
considera cuatro (4) alternativas de
factor cemento. Todo ello
permite encontrar en la tabla un
porcentaje de agregado fino que se
considera como el mas conveniente
en relación al volumen absoluto
total de agregado

6. La secuencia de diseño de mezclas que recomienda el Profesor Walker, esta ordenada de
tal forma de que tanto los estudiantes como los profesionales de la ingeniería, puedan
diseñar mezclas en forma sencilla; siempre y cuando conozcan las definiciones y
propiedades de los materiales integrantes.
La secuencia de diseño es la siguiente:
7.2.1.- SECUENCIA DE DISEÑO
1) Selección de la resistencia promedio a partir de la resistencia en compresión
especificada (por el Proyectista o en el Expediente Técnico) y la desviación estándar
de la Empresa Constructora.
2) Selección del tamaño máximo nominal (TMN) del agregado grueso.
3) Selección del asentamiento.
4) Selección del volumen unitario de agua de diseño. (Tabla)
5) Selección del contenido de aire (Tabla)

7. 6) Selección de la relación agua – cemento (a/c) por resistencia o por durabilidad
(Tablas)
7) Determinación del factor cemento (FC)
8) Determinación de la suma de los volúmenes absolutos de cemento, agua y aire
(pasta).
9) Determinación del volumen absoluto del agregado total
10) Determinación del porcentaje de agregado fino en relación al volumen absoluto total
del agregado (Tabla)
11) Determinación del volumen absoluto de agregado grueso.
12) Determinación de los pesos secos de los agregados fino y grueso.
13) Corrección de los valores de diseño por humedad y absorción del agregado fino y
grueso.
14) Determinación de las proporciones en peso.
15) Determinación de los pesos por tanda de una bolsa.

8. Se desea calcular las proporciones de los materiales integrantes de una mezcla de
concreto a ser empleado en las vigas y columnas del edificio de la Escuela Profesional de
Ingeniería Civil de la UPT, a ser construido en la ciudad de Tacna; las especificaciones de
obra se indican a continuación:
Ejemplo de aplicación – Método del WALKER
a) No existen limitaciones e el diseño por presencia de procesos de congelación o ataque
de sulfatos.
b) La resistencia en compresión de diseño especificada es de f´c=210 Kg/cm2, a los 28
días. La deviación estándar es de 25 Kg/cm2.
c) Las condiciones de colocación requieren que la mezcla tenga una consistencia
plástica,
d) El tamaño máximo nominal (TMN) del agregado grueso es de 1¨.
1.- Especificaciones Técnicas:

9. Cemento:
• Yura Tipo I
• Peso especifico del cemento : 3.15 gr/cm3
2.- Materiales:
Agua :
• De la red publica de la EPS TACNA
– agua potable
Agregado fino:
• Peso especifico : 2.63
• Absorción : 1.2%
• Contenido de humedad : 0.8 %
• Modulo de fineza : 2.65
Agregado grueso:
• Perfil redondeado
• Tamaño máximo nominal : 1¨
• Peso seco compactado : 1620 Kg/m3
• Peso especifico : 2.65
• Absorción : 0.6%
• Contenido de humedad : 1.3 %

10. 1) Calculo de la resistencia promedio
Desarrollo del diseño de mezcla:
Remplazamos las ecuaciones 1 y 2
f´cr = 210 + 1.34 (25) = 244 Kg/cm2
f´cr = 210 + (2.33*25) -35 = 233 Kg/cm2
De los valores calculados se selecciona el mayor ---- f´c = 244 Kg/cm2

11. 2) Selección del tamaño máximo nominal (TMN) del agregado grueso.
El tamaño máximo nominal lo tenemos como dato y es 1¨.
3) Selección del asentamiento.
En las especificaciones técnicas nos dicen que la consistencia plástica; por tanto el
asentamiento esta entre 3¨y 4¨.
4) Selección del volumen unitario de agua de diseño.
En este caso el volumen unitario del agua lo obtenemos de la tabla elaborada por el
Comité 211 del ACI.

12. Ingresando a la tabla de doble entrada, elaborada por el Prof. Walker; para un
asentamiento de 3¨a 4¨ y un TMN de 1¨, obtenemos un volumen unitario de agua de
178 Lt/m3.

13. 5) Selección del contenido de aire (Tabla)
Ingresando a la tabla; vemos que para un TMN de 1¨, el aire atrapado es de 1.50 %.
Ojo que es la misma tabla que se utiliza en el Método del ACI.

14. 6) Selección de la relación agua – cemento (a/c) por resistencia o por durabilidad
(Tablas)
Ingresando a la tabla; vemos que para una f´cr=244 Kg/cm2, y concreto sin aire
incorporado obtenemos por regla de tres simple con limite superior e inferior una
relación agua cemento (a/c) de 0.63
No presentándose en este caso
problemas de intemperismo ni de
ataques por sulfatos, u otro tipo de
acciones que pudieran dañar al
concreto, se seleccionara la relación
agua-cemento únicamente por
resistencia.

15. NOTA.- Si en las
especificaciones técnicas,
tendríamos consideraciones de
durabilidad del concreto. Por
ejemplo soporte procesos de
congelación y deshielo,
exposición a suelos o aguas
sulfatadas o para prevenir
corrosión del acero de refuerzo;
de deben tomar relaciones agua-
cemento de la tabla siguiente:
Ojo.- Seleccionar la menor relación
agua-cemento (a/c).

16. 7) Determinación del factor cemento (FC)
El factor cemento se obtiene dividiendo el volumen unitario de agua entre la relación
agua-cemento.
𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝐶𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 =
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑈𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑜
𝑎 𝑐
Entonces tenemos que el factor cemento o la cantidad de cemento es de 283 Kg/m3.
(Lo mismo que decir que se necesitará 283 kilogramos de cemento para elaborar 1 m3 de
concreto).
𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝐶𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 =
178 𝐿𝑡/𝑚3
0.63
𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝐶𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 283 Kg/m3

17. 8) Calculo del volumen absoluto de la pasta
La suma de los volúmenes absolutos de los componentes integrantes de la pasta será:
Volumen absoluto de:
• Cemento : 283/3.15 x 1000 = 0.090 m3
• Agua : 178/1 x 1000 = 0.178 m3
• Aire : 1.5%/100% = 0.015 m3
• Suma de volúmenes absolutos de la pasta = 0.283 m3
Volumen de agregado total
Volúmenes de la pasta

18. 9) Determinación del volumen absoluto del agregado total
El volumen absoluto del agregado total (fino y grueso) será igual a la diferencia entre la
unidad cubica y la suma de los volúmenes absolutos conocidos.
• Volumen absoluto del agregado fino = 1 – 0.283 = 0.717 m3
Volumen de la pasta = 0.283
m3.
Volúmenes del agregado total =
0.717 m3.

19. 10) Porcentaje de agregado fino
Factor cemento expresado en bolsas o
sacos será:
• Modulo de fineza del agregado fino
es: 2.65 (dato)
Con los datos ingresamos a la tabla y
obtenemos que el porcentaje de
agregado fino se encuentra entre 37
% y 39 %; luego de interpolar
obtenemos que el porcentaje de
agregado fino es de 37.6 %.

20. 11) Volumen absoluto del agregado.
Para obtener los volúmenes absolutos del agregado fino y grueso; multiplicamos el
porcentaje obtenido del agregado fino y grueso por el volumen absoluto total de
agregado:
• Volumen absoluto del agregado fino = 0.376 x 0.717 m3 = 0.270 m3
• Volumen absoluto del agregado grueso = 0.624 x 0.717 m3 = 0.447 m3
Determinamos la humedad superficial del agregado fino y grueso:
• Peso seco del agregado fino = 0.270 x 2.63 x 1000 = 710 kg/m3
• Peso seco del agregado grueso = 0.447 x 2.65 x 1000 = 1185 kg/m3
12) Peso seco de los agregados.

21. 13) Valores de diseño.
Los valores calculados de los elementos constituyentes de la mezcla de concreto por el
Método del Profesor Walker son los siguientes:
• Cemento = 283 kg/m3
• Agua de diseño = 178 Lt/m3
• Agregado fino seco = 710 kg/m3
• Agregado grueso seco = 1185 kg/m3

22. 14) Corrección de los valores de diseño por humedad y absorción del
agregado fino y grueso.
Procedemos a realizar la corrección por humedad y absorción del agregado.
Debemos tener en cuenta que hasta el punto 13 solo obtuvimos los valores de diseño del
agregado en su estado seco.
• Peso húmedo del agregado fino = 710 kg/m3 x 1.008 = 716 Kg/m3
• Peso húmedo del agregado grueso = 1185 Kg/m3 X 1.013 = 1200 Kg/m3
Determinamos la humedad superficial del agregado fino y grueso:
• Agregado fino = 0.8 – 1.2 = -0.4 %
• Agregado grueso = 1.3 – 0.6 = +0.7 %
(1 + 0.8%/100%)=1.008 (1 + 1.3%/100%)=1.013

23. Calculamos el aporte de humedad:
• Agregado fino = 710 x (-0.004) = - 3 Lt/m3
• Agregado grueso = 1185 x (0.007) = +8 Lt/m3
• Aporte total de humedad agregados = +5 Lt/m3
Por lo tanto como habrá un aporte de humedad del agregado, tendremos que descontar a
la cantidad de agua obtenida inicialmente para tener el agua efectiva:
• Agua efectiva = 178 Lt/m3 - 5 Lt/m3 = 173 Lt/m3
Entonces los pesos de los materiales corregidos serán los siguientes:
• Cemento = 283 Kg/m3
• Agua efectiva = 173 Lt/m3
• Agregado fino = 716 Kg/m3
• Agregado grueso = 1200 Kg/m3

24. 15) Determinación de las proporciones en peso.
Para la determinación de la proporción en peso, todos los componentes de la mezcla de
concreto se dividen entre la cantidad de cemento:
283 : 716 : 1200 = 1 : 2.53 : 4.24 : 25.9 lt
283 283 283
Cemento Agregado fino. Agregado grueso. Agua
16) Determinación de los pesos por tanda de una bolsa.
Entonces los pesos de los materiales corregidos serán los siguientes:
• Cemento = 1 x 42.5 = 42.5 Kg/bolsa
• Agua efectiva = 25.9 Lt/bolsa
• Agregado fino = 2.53 x 42.5 = 108 Kg/bolsa
• Agregado grueso = 4.24 x 42.5 = 180.2 kg/bolsa

25. Bibliografía:
 American Concrete Intitute (ACI) Comité 2011
 Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE)
 Libro Diseño de Mezclas Autor: Ing. Enrique Rivva López