Efecto-implementacion-aditivos

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EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE 
CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
JORGE ALEJANDRO LEÓN PUENTES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL 
TUNJA 
2021 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
2 
 EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE 
CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
 
 
 
 
 
 
 
 
JORGE ALEJANDRO LEÓN PUENTES 
 
 
 
 
 
Trabajo de grado en la modalidad de proyecto de investigación para optar al título 
de Ingeniero Civil 
 
 
 
 
 
Directora 
Ing. MARÍA YAZMÍN ABRIL FERNÁNDEZ 
Magister en Estructuras 
 
Codirector 
Ing. ÓSCAR JAVIER GUTIÉRREZ JUNCO 
Doctor en Ingeniería y Ciencia de los Materiales 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL 
TUNJA 
2022
 
Nota de aceptación: 
 
 
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Firma del presidente del jurado 
 
 
 
 
 
 
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Firma del jurado 
 
 
 
 
 
 
_____________________________________ 
Firma del jurado 
 
 
 
Tunja, enero de 2021 
 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
4 
DEDICATORIA 
 
A mi madre Luz Marina León por ser el pilar en el cual construí 
mi futuro y a quien debo lo que soy. 
 
A mi familia que siempre me guio en cada decisión tomada y 
que me brindo su apoyo incondicional. 
 
A mis más cercanos amigos por estar siempre aconsejándome 
y brindándome consejos en este proceso. 
 
 
 
 
Jorge León - Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia – 2021 
5 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
A mis directores y profesores, la Ingeniera María Yazmín Abril Fernández y al 
Ingeniero Oscar Javier Gutiérrez Junco, el más especial agradecimiento 
principalmente por las enseñanzas adquiridas durante mi desarrollo académico en 
las áreas de materiales y estructuras, y por el apoyo y motivación desde el inicio 
de este trabajo investigativo hasta la culminación del mismo. 
 
Al ingeniero Miguel Santamaria por lograr el apoyo de la empresa Toxement al ser 
integrante de la misma y brindar orientación cognitiva en los temas de 
investigación, y por el apoyo en la obtención de materiales para la obtención de 
las probetas estudiadas. 
 
A la Ingeniera Carmenza Gómez, estudiante de posgrado la cual me brindo su 
apoyo en gran parte de esta investigación. 
 
Al Ingeniero Osmar Gamba, por su apoyo en el desarrollo de las actividades de 
laboratorio y como consultor. 
 
 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
6 
CONTENIDO 
 
 
Pág. 
1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 13 
2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ..................................................................................... 14 
3 JUSTIFICACIÓN Y PERTINENCIA .......................................................................................... 15 
4 OBJETIVOS ........................................................................................................................ 16 
4.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................ 16 
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ....................................................................................................... 16 
5 MARCO DE REFERENCIA .................................................................................................... 17 
5.1 MARCO CONCEPTUAL ..................................................................................................... 17 
5.1.1 CONCRETO ............................................................................................................................... 17 
5.1.2 HISTORIA DEL CONCRETO ............................................................................................................ 17 
5.1.3 AGREGADOS ............................................................................................................................. 18 
5.1.4 AGREGADO GRUESO ................................................................................................................... 18 
5.1.5 AGREGADO FINO ....................................................................................................................... 19 
5.1.6 CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO.................................................................................................. 19 
5.1.7 PROPIEDADES DEL CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO. ....................................................................... 20 
5.1.8 USO DE ADITIVOS PARA LA MEZCLA DE CONCRETO ........................................................................... 22 
5.2 MARCO METODOLÓGICO ............................................................................................... 22 
5.3 ESTADO DEL ARTE ........................................................................................................... 23 
6 METODOLOGÍA EMPLEADA ............................................................................................... 24 
6.1 DISEÑO EXPERIMENTAL .................................................................................................. 24 
6.2 MATERIALES Y TÉCNICAS ................................................................................................ 25 
6.2.1 CEMENTO ................................................................................................................................. 25 
6.2.2 AGREGADO FINO ....................................................................................................................... 26 
MASA UNITARIA Y % DE VACÍOS: .............................................................................................................. 31 
DENSIDAD Y ABSORCIÓN ......................................................................................................................... 32 
6.2.3 AGREGADO GRUESO ................................................................................................................... 33 
MASA UNITARIA .................................................................................................................................... 36 
CONTROL DE CALIDAD ............................................................................................................................. 37 
DENSIDAD Y ABSORCIÓN ......................................................................................................................... 38 
6.2.4 ADITIVOS .................................................................................................................................. 38 
 
 
Jorge León - Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia – 2021 
7 
6.2.5 FIBRAS ..................................................................................................................................... 40 
6.3 PRUEBAS PRELIMINARES ................................................................................................ 40 
6.4 DISEÑO DE MEZCLA ........................................................................................................ 44 
6.4.1 ASENTAMIENTO ......................................................................................................................... 44 
6.4.2 RESISTENCIA ............................................................................................................................. 44 
6.4.3 RELACIÓN DE AGUA-CEMENTO ....................................................................................................44 
6.4.4 CUANTÍA DEL AGUA DEL MEZCLADO Y CEMENTO .............................................................................. 44 
6.4.5 CUANTÍA DE AGREGADO GRUESO Y AGREGADO FINO ........................................................................ 45 
6.5 ELABORACIÓN DE LAS PROBETAS ............................................................................................ 45 
7 ANÁLISIS DE RESULTADOS ................................................................................................. 46 
7.1 DISEÑO DE MEZCLA ............................................................................................................. 46 
7.1.1 RESULTADOS DISEÑO DE MEZCLA (A/C=0.25) ................................................................................ 47 
7.1.2 RESULTADOS DISEÑO DE MEZCLA (A/C=0.3) .................................................................................. 47 
7.1.3 RESULTADOS DISEÑO DE MEZCLA (A/C=0.35) ................................................................................ 48 
7.2 MANEJABILIDAD ............................................................................................................. 49 
7.3 DENSIDAD ...................................................................................................................... 51 
7.4 RESISTENCIA .................................................................................................................. 61 
7.5 FALLA ............................................................................................................................. 69 
8 CONCLUSIONES ................................................................................................................. 74 
9 RECOMENDACIONES ......................................................................................................... 76 
10 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................... 77 
 
 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
8 
LISTA DE TABLAS 
 
 
Pág. 
 
Tabla 1 Factores independientes ...................................................................................................................... 24 
Tabla 2 Variables dependientes ........................................................................................................................ 24 
Tabla 3 Propiedades cemento Tipo ART ........................................................................................................... 26 
Tabla 4 Granulometria Arena ........................................................................................................................... 27 
Tabla 5 Datos curva granulométrica Arena de rio ............................................................................................ 28 
Tabla 6 Datos % pasa para curvas granulométricas arena .............................................................................. 29 
Tabla 7 Masa unitaria Arena de rio .................................................................................................................. 31 
Tabla 8 % de vacios Arena de rio ...................................................................................................................... 31 
Tabla 9 Datos densidad y absorbcion de Arena de rio ..................................................................................... 32 
Tabla 10 Granulometría Grava ......................................................................................................................... 33 
Tabla 11 Datos curva granulométrica Grava Homecenter ............................................................................... 34 
Tabla 12 Datos % pasa para curvas granulométricas grava ............................................................................ 35 
Tabla 13 Masa unitaria Grava Homecenter ..................................................................................................... 37 
Tabla 14 Densidad y absorción Grava .............................................................................................................. 38 
Tabla 15 Resistencia a los 2,7 y 28 dias de las prueba piloto ........................................................................... 42 
Tabla 16 Dosificaciones de aditivo para las diferentes Relaciones de agua-cemento...................................... 43 
Tabla 17 Datos diseño de mezcla ..................................................................................................................... 46 
Tabla 18 Resultados diseño de mezcla (A/C=0.25) ........................................................................................... 47 
Tabla 19 Resultados diseño de mezcla (A/C=0.3) ............................................................................................. 47 
Tabla 20 Resultados diseño de mezcla (A/C=0.35) ........................................................................................... 48 
Tabla 21 Resultados de asentamiento ............................................................................................................. 49 
Tabla 22 Densidades Relación A/C 0.25 ........................................................................................................... 53 
Tabla 23 Densidades Relación A/C 0.3 ............................................................................................................. 54 
Tabla 24 Densidades Relación A/C 0.35 ........................................................................................................... 56 
Tabla 25 Resultados de densidad (A/C=0.25) ................................................................................................... 58 
Tabla 26 Resultados de densidad (A/C=0.3) ..................................................................................................... 59 
Tabla 27 Resultados de densidad (A/C=0.35) ................................................................................................... 59 
Tabla 28 Ejemplo datos de salida máquina de resistencia ............................................................................... 63 
Tabla 29 Resultados de resistencia A/C 0.25 .................................................................................................... 64 
Tabla 30 Resultados de resistencia A/C 0.3 ...................................................................................................... 64 
Tabla 31 Resultados de resistencia A/C 0.35 .................................................................................................... 65 
 
 
 
 
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9 
LISTA DE GRÁFICAS 
 
 
Pág. 
 
Grafica 1 Diagrama de flujo Metodología ........................................................................................................ 25 
Grafica 2 Curva granulometrica Arena ............................................................................................................. 27 
Grafica 3 Granulometria Arena Silicea 10-20 ................................................................................................... 29 
Grafica 4 Granulometria Arena Lavada ............................................................................................................ 29 
Grafica 5 Granulometría Arena Revuelta ......................................................................................................... 30 
Grafica 6 Granulometría Arena de rio .............................................................................................................. 30 
Grafica 7 Curva granulometrica Grava ............................................................................................................. 33 
Grafica 8 Granulometría Grava de Homecenter ............................................................................................... 35 
Grafica 9 Granulometría Grava Blanca ............................................................................................................35 
Grafica 10 Granulometría Grava Gris ............................................................................................................... 36 
Grafica 11 Granulometría Granzon .................................................................................................................. 36 
Grafica 12 Gráfica Resistencia Vs Tiempo . Pruebas piloto .............................................................................. 43 
Grafica 13 Proporciones de mezcla de concreto A/C 0.25 ................................................................................ 47 
Grafica 14 Proporciones de mezcla de concreto A/C 0.3 .................................................................................. 48 
Grafica 15 Proporciones de mezcla de concreto A/C 0.35 ................................................................................ 48 
Grafica 16 Asentamientos A/C 0.25 ................................................................................................................. 50 
Grafica 17 Asentamientos A/C 0.3 ................................................................................................................... 50 
Grafica 18 Asentamientos A/C 0.35 ................................................................................................................. 50 
Gráfica 19 Resultados totales de asentamiento ............................................................................................... 51 
Grafica 20 Resultados de densidad A/C 0.25 .................................................................................................... 60 
Grafica 21 Resultados de densidad A/C 0.3 ...................................................................................................... 60 
Grafica 22 Resultados de densidad A/C 0.35 .................................................................................................... 60 
Grafica 23 Resultado de densidades................................................................................................................. 61 
Grafica 24 Resultados de resistencia A/C 0.25 ................................................................................................. 65 
Grafica 25 Resultados de resistencia A/C 0.3 ................................................................................................... 66 
Grafica 26 Resultados de resistencia A/C 0.35 ................................................................................................. 66 
Grafica 27 Resultados de resistencia ................................................................................................................ 66 
Grafica 28 Desviación estándar en resistencias ............................................................................................... 67 
Grafica 29 Porcentaje de desviación de resistencias ........................................................................................ 68 
 
 
 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
10 
LISTA DE IMÁGENES 
 
 
Pág. 
 
Imagen 1 Cemento Art...................................................................................................................................... 26 
Imagen 2 Arena lavada y de rio. ....................................................................................................................... 28 
Imagen 3 Ensayo de Masa Unitaria .................................................................................................................. 31 
Imagen 4 Metodología De Ensayo Densidad Y Absorción ................................................................................ 32 
Imagen 5 Agregados Gruesos (Grava blanca, Grava Gris, Granzon) ................................................................ 34 
Imagen 6 Lavado de Agregado Grueso ............................................................................................................ 37 
Imagen 7 Antes y despues de adecuacion del Agregado Grueso ..................................................................... 37 
Imagen 8 Aditivos Reductores de Agua (Plastol 7200 ultra - Plastol 7500 ultra) ............................................. 39 
Imagen 9 Aditivo Euco Estabilizador 1000 ....................................................................................................... 39 
Imagen 10 Fibras TUF-STRAND SF .................................................................................................................... 40 
Imagen 11 Mezcla prueba piloto con contenido bajo de aditivo ...................................................................... 41 
Imagen 12 Cilindros con altas dosificaciones de Aditivos ................................................................................. 42 
Imagen 13 Probetas elbaboradas bajo norma NTC 1377 ................................................................................. 45 
Imagen 14 Asentamiento mezcla de concreto NTC 396 ................................................................................... 49 
Imagen 15 Cilindros defectuosos sin aditivo, sin fibras (A/C=0.25) .................................................................. 52 
Imagen 16 Cilindros defectuosos sin aditivo, con fibras (A/C=0.25) ................................................................. 52 
Imagen 17 Proceso de curado de las probetas ................................................................................................. 52 
Imagen 18 Interfase de resultados máquina Controls ...................................................................................... 62 
Imagen 19 Tipos de falla en cilindros de concreto ............................................................................................ 69 
Imagen 20 Falla cilindros (Aditivo 7200-Sin fibras- A/C 0.25) .......................................................................... 70 
Imagen 21 Falla cilindros (Aditivo 7200-Con fibras- A/C 0.2 ........................................................................... 70 
Imagen 22 Falla cilindros (Aditivo 7200-Sin fibras- A/C 0.3) ............................................................................ 71 
Imagen 23 Falla cilindros (Aditivo 7200-Con fibras- A/C 0.3) ........................................................................... 71 
Imagen 24 Falla cilindros (Aditivo 7200-Sin fibras- A/C 0.35) .......................................................................... 72 
Imagen 25 Falla cilindros (Aditivo 7200-Con fibras- A/C 0.35) ......................................................................... 72 
Imagen 26 Plano de falla a través del agregado grueso .................................................................................. 73 
 
 
 
 
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11 
LISTA DE ANEXOS 
 
ANEXO 1 
 
ANX1_FICHA_FIBRAS_TUF-STRAND.pdf 
 
ANEXO 2 
 
 ANX2_FICHA_EUCO_ESTABILIZADOR_1000.pdf 
 
ANEXO 3 
 
 ANX3_FICHA_PLASTOL_7200_ULTRA.pdf 
 
ANEXO 4 
 
 ANX4_FICHA_PLASTOL_7500_ULTRA.pdf 
 
 
 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
12 
GLOSARIO 
 
Concreto: Consiste en una mezcla de cemento Portland, agua, arena, y grava (los 
dos últimos llamados también agregados fino y grueso). El concreto de cemento 
Portland también se conoce como concreto hidráulico, por la propiedad que tiene 
el cemento Portland de reaccionar con el agua de la mezcla convirtiéndose con el 
tiempo en una piedra artificial. (Gomez Dominguez) 
 
Concreto de alto desempeño: Un Concreto de Alto Desempeño es aquel que 
alcanza la mayor efectividad y eficiencia ante solicitaciones particulares; estos 
concretos son eficientes porque poseen una dosificación optimizada según las 
consideraciones de trabajabilidad y economía; y son efectivos porque cumplen las 
características solicitadas, pudiendo ser estas de tipo estructural o 
medioambiental. (Barriga, 2007) 
 
Resistencia a la compresión:La resistencia a la compresión simple es la 
característica mecánica principal del concreto. Se define como la capacidad para 
soportar una carga por unidad de área, y se expresa en términos de esfuerzo, 
generalmente en kg/cm2, MPa y con alguna frecuencia en libras por pulgada 
cuadrada (psi). (ARGOS, 2020) 
 
Manejabilidad: La trabajabilidad de una mezcla de mortero tiene que ver con: la 
facilidad con que el albañil puede manejar la mezcla sin que se produzcan 
problemas de segregación, el tiempo en que la mezcla se puede trabajar sin que 
fragüe o se seque, la facilidad de colocación y la capacidad que posee la mezcla 
para retener el agua aun estando en contacto con superficies absorbentes como 
los tabiques u otros elementos constructivos. (Gomez Dominguez) 
 
 
 
 
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13 
1 INTRODUCCIÓN 
 
El estudio de concretos de alto desempeño es un tema abordado últimamente por 
su gran influencia en el ámbito constructivo. Esta investigación, presenta 
principalmente un estudio de conceptos y estado del arte en el cual se explican los 
componentes y diferentes técnicas de obtención de los concretos de alto 
desempeño, al igual que los resultados obtenidos por la aplicación de estas 
técnicas donde se evalúan todas las características que hacen que un concreto 
sea de alto desempeño. 
 
Con lo anterior, se dio inicio al estudio que se originó al tratar de implementar una 
mezcla de concreto de alto desempeño con la inclusión de materiales de la región. 
Sabiendo que el concreto es uno de los materiales más utilizados para la 
construcción se hace necesario la implementación de técnicas que optimicen sus 
propiedades y brinden un mejor rendimiento. 
 
Con el estudio realizado se busca obtener una mezcla de concreto de alto 
desempeño que brinde buenas propiedades en cuanto a manejabilidad, 
resistencia y tipo de falla con la implementación de materiales del concreto 
convencional y algunos aditivos que influyen en la obtención de estas sin modificar 
su estructura. 
 
Para lograrlo se utilizó una metodología basada principalmente en el estudio de 
varias combinaciones de los factores estudiados, para obtener así el diseño de 
mezcla que mejores propiedades ofrezca al usuario. 
 
El documento incluye la explicación teórica que sustenta el estudio realizado y 
una recopilación de las investigaciones realizadas por diferentes autores, así 
mismo el desarrollo metodológico empleado, desde la caracterización de los 
materiales hasta la obtención del diseño de mezcla para la elaboración de las 
probetas de estudio, el proceso de elaboración de dichas probetas para la 
obtención de los resultados expuestos y analizados y finalizar con la culminación 
las conclusiones y recomendaciones pertinentes basadas en la experiencia al 
realizar esta investigación. 
 
 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
14 
2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 
 
Dentro del ámbito constructivo, el concreto es la materia prima más utilizada 
debido a su amplia producción y bajo costo de obtención, pero tiene ciertos 
parámetros que lo podrían volver más optimo como el mejoramiento de la 
implementación de cantidades de agua y aditivos, En la obtención de mezclas de 
concreto tradicional se tiende a incorporar demasiada agua, con el fin de generar 
una mejor manejabilidad de la mezcla y obtener una mejor colocación en obra, 
aumentado así la relación agua-cemento, reduciendo su resistencia la cual se 
define según Duff Abrams “la resistencia de un concreto completamente 
compactado, a una edad dada, es inversamente proporcional a la relación agua-
cemento” (Sanchez De Guzman, 2001), ya que a mayor cantidad de agua se 
facilita la creación de poros capilares, reduciendo la resistencia del concreto y por 
ende su durabilidad.(Sánchez, 2014). 
 
Pero no es simplemente la reducción de las relaciones de agua cemento la 
solución ya que al reducir esta relación la masa pierde fluidez y por consecuente 
manejabilidad, es por eso que se necesita la inclusión de aditivos reductores de 
agua los cuales ayudan a la hidratación de las partículas del cemento eliminando 
volumen de agua que reduce la relación agua/cemento por ende aumenta su 
resistencia. 
 
La fragilidad del concreto y su naturaleza a una falla explosiva es otro factor por 
evaluar, con la aplicación de fibras poliméricas se podría obtener mejores 
resultados de falla y tener un control de los fisuras o grietas inducidos por cargas 
elevadas además con la inclusión de macrofibras se podrían generar grandes 
aportes a elementos a flexión. 
 
De lo anterior surge el problema de investigación: ¿Cuál es el efecto de la 
implementación de aditivos y fibras poliméricas en la manejabilidad y resistencia a 
la compresión en concreto de alto desempeño? 
 
 
 
 
Jorge León - Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia – 2021 
15 
3 JUSTIFICACIÓN Y PERTINENCIA 
 
Dentro del ámbito nacional el estudio de concretos de alto desempeño es un tema 
poco recurrente dentro de aplicaciones constructivas, por lo cual, existen 
carencias de información en cuanto a los procesos de fabricación con productos 
de nivel nacional como lo son los aditivos y fibras. El presente trabajo investigativo 
será de utilidad para estudiantes, profesionales y personas afines que requieran la 
utilización de concretos de alto desempeño, con el fin de aportar el conocimiento 
necesario sobre el uso de aditivos en las diferentes propiedades del concreto. 
 
Los concretos de alto desempeño, aportan gran variedad de cualidades a las 
estructuras dentro de las cuales la más destacable es su alta resistencia a la 
compresión, además de una mejor colocación en obra gracias a su manejabilidad. 
Dentro de las ventajas de este tipo concreto se resalta la obtención de elementos 
estructurales con menores dimensiones y resistiendo las mismas solicitaciones, 
haciendo posible el mejor aprovechamiento de los espacios y tener relaciones 
costo beneficio más favorables. 
 
Con los resultados obtenidos y su análisis se podrá identificar cual es la mejor 
combinación de factores para determinar la mezcla de concreto con las mejores 
propiedades y así determinar un diseño de mezcla para futuras estructuras. 
 
 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
16 
4 OBJETIVOS 
 
4.1 OBJETIVO GENERAL 
 
• Determinar la influencia de los aditivos reductores de agua (PLASTOL 7500 
ULTRA - PLASTOL 7200 ULTRA) y fibras (TUF STRAND SF) en la manejabilidad, 
resistencia y fragilidad del concreto de alto desempeño. 
 
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
• Establecer el diseño de mezcla apropiado para la obtención de resistencias 
óptimas con manejabilidad o fluidez suficiente para su manejo según lo dispuesto 
en la Norma ACI 211.4R-08 para concretos de alto desempeño. 
 
• Determinar la manejabilidad de la mezcla de concreto en estado fresco con 
la implementación de aditivos y fibras teniendo en cuenta factores como los 
asentamientos y expansibilidad de la mezcla con ensayos de cono y la 
segregación de los materiales. 
 
• Determinar la resistencia a la compresión del concreto en estado 
endurecido a una edad de 28 días a través del “ENSAYO DE RESISTENCIA A LA 
COMPRESIÓN DE ESPECÍMENES CILÍNDRICOS DE CONCRETO” NTC 673 
 
• Evaluar la influencia de los aditivos y las diferentes relaciones 
agua/cemento en la resistencia a la compresión del concreto de alto desempeño. 
 
 
 
 
Jorge León - Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia – 2021 
17 
5 MARCO DE REFERENCIA 
 
5.1 MARCO CONCEPTUAL 
 
Dentro de la investigación se hace necesario tener un marco conceptual basado 
en los términos en los cuales se basa el estudio dentro de los cuales se 
encuentran el concreto u hormigón y sus componentes y características, además 
de analizar también las diferencias entre este y el concreto de alto desempeño. 
 
5.1.1 Concreto 
 
El concreto se define como “unmaterial de construcción constituido básicamente 
por rocas, de tamaño máximo limitado, que cumplen ciertas condiciones respecto 
a sus características mecánicas, químicas y granulométricas, unidas por una pasta 
formada por un conglomerante (cemento) y agua. A este material básico y en el 
momento de su amasado, pueden añadírsele otros productos o materiales para 
mejorar algunas características determinadas. El que al hormigón se le considere 
hoy como al rey universal de los materiales de construcción se debe a sus 
indiscutibles ventajas.” (Villarino Otero, 2011) 
 
5.1.2 Historia del concreto 
 
A lo largo de la historia el concreto u hormigón se ha definido como uno de los 
materiales más versátiles para su uso en el ámbito constructivo por su fácil 
elaboración y la abundancia de sus componentes, por eso desde la obtención del 
cemento portland se ha venido innovando en la creación de mezclas de concreto. 
 
El uso del cemento en concreto tiene una historia muy larga. Una de las 
estructuras mejor conservadas de la antigüedad es el Panteón de Roma. Con 
obras como esa, de hace más de 2000 años, la tecnología romana mostró su 
capacidad en el manejo del concreto estructural, elaborado con pasta de caliza 
calcinada (cal viva) y adición de ceniza puzolánica. Por mucho tiempo se utilizó la 
cal como único conglomerante. Debido a que el cementante de cal no resistía 
adecuadamente la acción del agua, se combinó con diferentes materiales a lo 
largo de la historia buscando un mejor desempeño. El año 1756 representa la 
fecha en la cual se dio inició al empleo del primer conglomerante hidráulico 
(resistente a la acción del agua), a partir de las investigaciones del inglés John 
Smeaton. En 1818, el francés L. J. Vicat publica sus investigaciones sobre la 
hidraulicidad. El holandés F. J. John llega a las mismas conclusiones en 1819. En 
1824 Joseph Aspdin, inglés, obtiene la patente del cemento “Portland”, nombre 
motivado por la similitud del cemento endurecido con las rocas calizas de la región 
de Portland, Inglaterra. En 1867 el francés Jack Monier patenta el concreto 
armado. (Gutierrez Junco, 2017) 
 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
18 
En la era actual, los requisitos para la construcción de grandes estructuras han 
supuesto un desafío para los fabricantes de hormigón, quienes deben aportar las 
características de cada estructura y por tanto la variedad de aditivos y tonalidades 
del hormigón que se desarrollan en las mismas. Esto afectará al hormigón a largo 
plazo cuando esté en condiciones de trabajo. 
 
El hormigón de alto desempeño cumple la misma función que el hormigón normal, 
salvo que gracias a los desarrollos y avances tecnológicos y científicos se han 
realizado mejoras en las tecnologías de producción del hormigón, que permiten 
construir importantes obras de ingeniería independientemente de los factores que 
puedan influir. 
 
5.1.3 Agregados 
 
De igual manera se definen los agregados que según su tamaño se clasifican en 
gravas y arenas los cuales son productos granulares inertes, de naturaleza 
orgánica procedentes de las rocas y que interviene como componente del 
hormigón. Los áridos deben ser inertes y no modificar las características del 
hormigón, para lo cual no deben reaccionar con el cemento. (Sanchez de 
Guzman, 2001) 
 
La compactación de estos materiales se logra gracias a la reacción del material 
aglutinante y el agua, este material se conoce como cemento y se utiliza el 
cemento tipo portland el cual es un material producto de la fusión química a altas 
temperaturas de materiales calcáreos y arcillosos, este nuevo producto reacciona 
cuando hace contacto con el agua endureciéndose con el tiempo hasta convertirse 
en una piedra artificial, por lo que recibe también el nombre de cemento 
hidráulico.(Domínguez & Ph, n.d.), dentro de estos existe una clasificación con 
diferentes propiedades como lo es el cemento ART el cual es un cemento portland 
tipo III el cual “consta de una elevada resistencia inicial y es tremendamente 
recomendable cuando necesitamos una resistencia acelerada o edades 
tempranas. En un caso en concreto y en lo que a la construcción se refiere. El 
hormigón Portland realizado con el cemento tipo 3 aumentará increíblemente la 
resistencia al compararlo con el tipo 1 y el 2. Hay que tener presente que el 
cemento tipo 3 incrementa la resistencia inicial a niveles muy altos.” (Villarino 
Otero, 2011) 
 
5.1.4 Agregado grueso 
 
Se denomina agregado grueso a la porción del agregado retenido en el tamiz 4.75 
mm (N° 4). Dicho agregado deberá de proceder de la trituración de roca o de 
grava o por una combinación de ambas: sus fragmentos deben de ser limpios, 
resistentes y durables, sin exceso de partículas planas, alargadas, blandas o 
desintegrables. Estará exento de polvo, terrones de arcilla u otras sustancias 
objetables que puedan afectar la calidad de la mezcla de concreto 
 
 
Jorge León - Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia – 2021 
19 
 
5.1.5 Agregado fino 
 
Se considera como tal, a la fracción que pase el tamiz de 4.75 mm (N° 4). 
Proviene de arenas naturales o de la trituración de rocas, gravas, escorias 
siderúrgicas. El porcentaje de arena triturada no podrá constituir más del 30% del 
agregado fino. (Supermix, 2020) 
 
5.1.6 Concreto de alto desempeño 
 
No existe una definición universalmente aceptada del concreto de alto 
desempeño; muchas instituciones reconocidas internacionalmente han definido a 
los concretos de alto desempeño cada cual, con diferentes criterios de evaluación, 
algunas de estas definiciones son resumidas a continuación: 
 
El instituto americano del concreto (ACI) define el concreto de alto desempeño 
como aquel que reúne una combinación especial de requerimientos de 
desempeño y uniformidad que no siempre puede ser logrados usando materiales 
tradicionales, mezclado normal, criterios de colocación normales y prácticas de 
curado ordinarias. Un concreto de alto desempeño es un concreto en el cual 
ciertas características son desarrolladas para una aplicación y medioambiente 
particular. 
 
El U.S. Department of Transportation Federal Highway Administration (FHWA 
1998) da su definición como “Un concreto de alto desempeño es diseñado para 
ser más durable y si es necesario más resistente que un concreto convencional. 
Los concretos de alto desempeño están compuestos de esencialmente los mismos 
materiales que un concreto convencional, pero las proporciones son diseñadas 
para proveer la resistencia y durabilidad necesaria para los requerimientos 
estructurales y medioambientales del proyecto.” 
 
Con lo anterior se define el concreto de alto desempeño como un concreto con 
prestaciones mayores en comparación al convencional, pero con la utilización de 
materiales igual de comunes que en la fabricación de concretos convencionales. 
 
La producción de concreto de alta resistencia requiere un mayor estudio, así como 
un control de calidad más exigente en comparación con la fabricación del concreto 
convencional, puesto que se deben tener altos estándares en los materiales que 
conforman la mezcla de concreto, esto es debido a que deben ser materiales con 
óptimas propiedades mecánicas, altas densidades, granulometrías especificadas, 
entre muchos más aspectos; con el fin de lograr un material compuesto con altas 
propiedades monolíticas entre la matriz de cada elemento que lo constituye. Uno 
de los principales conceptos que rige en el diseño de mezcla del HPC (High 
Performance Concrete) y aquel que brinda cambios más notables en la resistencia 
es la Relación Agua – Material cementante (A/MC), la cual caracteriza a los 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
20 
concretos de alta resistencia por sus valores bajos, siendo menores a 0.35. 
(Carvajal Villamil & Cruz Villamil, 2018) 
 
5.1.7 Propiedades del concreto de alto desempeño. 
 
Trabajabilidad: 
 
La definiciónpropuesta por Glanville, Collins y Matthews nos dice que “la 
trabajabilidad se puede definir mejor como la cantidad de trabajo interno útil que 
se requiere para producir una compactación total”, esta definición originada del 
supuesto que solo la fricción interna (esfuerzo de fluencia), es una propiedad 
intrínseca de la mezcla nos brinda una aproximación cuantitativa de la 
trabajabilidad, sin embargo define un estado ideal de compactación total la cual 
nunca se logrará, una corrección bastante simple a esta definición es, “la 
trabajabilidad se puede definir como la cantidad de trabajo interno útil que se 
requiere para producir una compactación adecuada de la mezcla”. (Barriga, 2007) 
 
Resistencia a la compresión: 
 
La resistencia del concreto es considerada la propiedad más importante de este 
material, sin embargo, para los concretos de alto desempeño la resistencia a la 
compresión es tan importante como la durabilidad del concreto; la importancia de 
la resistencia a la compresión radica en las funciones estructurales de este 
material; desde los comienzos de la tecnología del concreto se trató de predecir 
esta característica, la ley de Abrams fue tal vez la más conocida y difundida para 
predecir este valor, sin embargo hace aproximadamente 25 años con el desarrollo 
de los concretos de alto desempeño con características de alta resistencia, la ley 
de Abrams dejo de tener la misma validez, sin perder su importancia, por lo cual 
surgieron nuevas teorías y conceptos, que se presentan en esta sección. (Barriga, 
2007) 
 
La normativa estipulada en Colombia, la Norma Técnica Colombiana NTC 673 – 
Concretos. Ensayo de resistencia a la compresión de especímenes cilíndricos de 
concreto, es la indicada para este procedimiento de estudio en condiciones de 
laboratorio. 
 
Permeabilidad: 
 
Esta se refiere a la cantidad de agua u otras sustancias liquidas que migran por 
los poros del material en un tiempo determinado, por lo cual, hablando de un 
material como el concreto, esta depende del material cementante, del agregado, 
de su relación, de la relación agua/cemento, de los poros interconectados y del 
curado. 
 
 
 
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21 
Para el caso de concretos de alto desempeño se pretende una baja 
permeabilidad, esto con el fin de aumentar o mejorar la resistencia del concreto al 
ataque de sulfatos, penetración de ion cloruro y demás productos. (Benavides 
Chamorro, 2014) 
Penetración ion cloruro: 
 
De manera directa el cloruro no representa riesgo para el concreto, es más bien 
cuando este concreto es reforzado con acero, que las implicaciones del cloruro en 
ambientes cercanos al mar o algunos suelos contaminados pueden ser 
perjudiciales y, por ende, deben ser consideradas tratándose de una mezcla de 
concreto especial. 
 
La norma ASTM C-1202 – Método estándar de prueba para la indicación eléctrica 
de la capacidad del concreto para resistir la penetración de iones cloruro, que es la 
encargada de la medición de la permeabilidad de cloruros de forma indirecta. 
 
Resistencia a la carbonatación del concreto: 
 
Se considera que la carbonatación es un proceso perjudicial para concreto 
reforzado, por lo que, considerando que es la perdida de pH en el concreto, 
desarrollándose cuando el dióxido de carbono reacciona químicamente con la 
humedad a través de los poros de la mezcla de concreto, convirtiendo el hidróxido 
de calcio en carbonato de calcio. El concreto se convierte en el protector del acero 
creando una capa de óxido pasivo sobre el refuerzo, dicha capa deja de ser 
estable y puede comenzar la corrosión, como una consecuencia negativa de este 
proceso. 
 
Por lo anterior, se hace necesario conseguir una baja permeabilidad para que la 
carbonatación no se presente, esto de mano con bajas relaciones agua/cemento, 
y posible uso de adiciones como cenizas volantes o humo de sílice, además de un 
riguroso curado. (Benavides Chamorro, 2014) 
 
Resistencia a la abrasión del concreto: 
 
Esta se refiere a la capacidad de la superficie del concreto al desgaste por fricción 
o rozamiento. Depende de la resistencia de los agregados a acciones abrasivas, 
resistencia mecánica de la mezcla de concreto, y su uso posterior. (Benavides 
Chamorro, 2014) 
 
Por lo anterior, se buscan agregados más duros, y lograr una superficie más lisa 
para evitar el desgaste por su uso. En Colombia existe la norma NTC 5147 – 
Método de ensayo para determinar la resistencia a la abrasión de materiales para 
pisos y pavimentos, mediante arena y disco metálico ancho. 
 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
22 
Durabilidad: 
 
Esta se refiere a la capacidad de la mezcla ya endurecida de soportar sin 
presentar deterioro en el tiempo, no solo de manera superficial, sino de manera 
interna. Para estos tipos de mezclas de concreto se considera importante y por lo 
tanto se exige en proyectos actuales. (Benavides Chamorro, 2014) 
 
Para nuestro país, se puede aplicar la NTC 5551 – Concretos. Durabilidad de 
estructuras de concreto. 
 
5.1.8 Uso de aditivos para la mezcla de concreto 
 
Los aditivos son sustancias que modifican el comportamiento de los materiales 
presentes en los concretos, implantando nuevas mejoras en las características del 
concreto. Según la NTC 1299 – Concretos. Aditivos químicos para concreto, se 
discriminan de la siguiente manera: 
 
- Tipo A. Aditivos reductores de agua. 
- Tipo B. Aditivos retardantes. 
- Tipo C. Aditivos acelerantes. 
- Tipo D. Aditivos reductores de agua y retardantes. 
- Tipo E. Aditivos reductores de agua y acelerantes. 
- Tipo F. Aditivos reductores de agua de alto rango. 
- Tipo G. Aditivos reductores de agua de alto rango y retardantes. 
 
Cada tipo especializado en mejorar las condiciones de mezcla. Para el caso de 
esta investigación se usaron reductores de agua de alto rango, y retardante. 
 
- Tipo B. Aditivos retardantes: se encarga de retardar el tiempo de fraguado 
del concreto. 
 
- Tipo F. Aditivos reductores de agua de alto rango: también conocidos como 
superfluidificantes, se encargan de reducir la cantidad de agua de mezclado 
requerida, acelera el fraguado y el desarrollo de resistencia temprana del concreto. 
NTC 1299 
 
5.2 MARCO METODOLÓGICO 
 
La metodología empleada, corresponde a un diseño factorial el cual se basa en 
“estudiar el efecto de varios factores sobre una o varias respuestas, cuando se 
tiene el mismo interés sobre todos los factores. (Pulido & Salazar, 2008) 
 
Se utiliza esta metodología particular ya que uno de los objetivos más importantes 
que en ocasiones tiene un diseño factorial es determinar una combinación de 
niveles de los factores en la que el desempeño del proceso sea mejor, y para 
 
 
Jorge León - Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia – 2021 
23 
nuestro campo, el estudio de los factores como la relación agua-cemento y el uso 
de aditivos y fibras y su influencia en las diferentes propiedades a evaluar como la 
manejabilidad, la resistencia y el control de agrietamiento que posee un hormigón, 
es esencial para determinar que combinación de factores resulta más conveniente 
y más eficaz para las diferentes propiedades a evaluar. 
 
5.3 ESTADO DEL ARTE 
 
Dentro del estudio de concretos de alto desempeño existen varias investigaciones 
que evalúan diferentes comportamientos tanto mecánicos como químicos como: 
En el estudio de la influencia de aditivos según (Sánchez, 2014) en su 
investigación con título “Efectos del aditivo superplastificantes sika viscocrete en la 
resistencia mecánica del concreto autocompactante” concluye que los concreto 
elaborados con sika viscocrete 3330, presentan elevados desarrollos de la 
resistencia a compresión a edades tempranas, en comparación con concretos 
convencionales, pero esto no asegura que la tendencia se mantenga constante, lo 
cual da una idea de que el uso de aditivos reductores de agua y 
superplastificantes es eficazen este tipo de concretos. 
 
De igual manera en el año 2011 se realiza un estudio de INFLUENCIA DEL 
PORCENTAJE D DE ADICIÓN DE LA MICROSÍLICE Y DEL TIPO DE CURADO , 
EN LA PENETRACIÓN DEL ION CLORURO EN EL CONCRETO DE ALTO 
DESEMPEÑO el cual especifica que “que el origen de los agregados gruesos 
influye directamente en las resistencia a compresión y en el módulo de elasticidad 
del Concreto de Alto Desempeño, generándose mejores resistencias en los 
agregados de origen metamórfico‐ígneo, que en agregados de origen 
sedimentario, esto debido al mecanismo de falla del HPC (High Performance 
Concret) el cual se produce por el agregado”(LÓPEZ YÉPEZ, 2011), estudio 
donde se evalúa la Microsílice como adición al cemento portland o de uso de 
general como se compra generalmente en el territorio colombiano, al igual que el 
origen de los agregados 
 
(RIQUETT RAMÓN, 2018) indagó sobre el uso de concreto de alto desempeño a 
nivel global y determino que “el estado actual de desarrollo del Concreto de alto 
desempeño a nivel mundial es muy alto, debido a la gran importancia que se le ha 
estado otorgando por parte de los investigadores en esta nueva década, 
influenciados por la nueva búsqueda de materiales más resistentes y duraderos, a 
la vez de amigables con el medio ambiente. Se puede observar que el concreto de 
alto desempeño recibe sus altas prestaciones mecánicas gracias a su óptimo 
diseño de mezcla, que incluye además de los materiales comunes de concretos 
convencionales (Cemento, arena, grava y agua), las adiciones minerales como 
material cementante suplementario, superplastificantes, modificadores de 
viscosidad y, últimamente, agregados reciclados.” Dentro de lo cual el estudio de 
los aditivos y fibras es un aporte a esta investigación a nivel local y global. 
 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
24 
6 METODOLOGÍA EMPLEADA 
 
6.1 DISEÑO EXPERIMENTAL 
 
Para el diseño experimental se establecieron los diferentes componentes de este, 
para este diseño en específico y como se mencionó en el tipo de metodología se 
empleó un diseño factorial, dentro del cual se tuvieron en cuenta los tipos de 
factores que influyeron, dentro de los cuales existen factores ya establecidos que 
no se modificaron ni tuvieron variaciones dentro de los resultados y factores que 
se fueron modificando y fueron los factores de estudio o variables independientes 
que afectaron de manera directa los resultados obtenidos o las variables 
dependientes. 
 
Dentro de los factores fijos se determinaron el agua, el agregado fino (arena), el 
agregado grueso (grava) y el tipo de cemento. Los factores variables fueron la 
relación agua-cemento, la inclusión de aditivos y fibras, dentro de los cuales 
existieron tres niveles de estudio para el cemento, tres niveles para los aditivos los 
cuales contaron con un estabilizador para su correcto funcionamiento (Euco 
estabilizador) y dos niveles para las fibras, para generar así un arreglo factorial 
3X3x2 del cual se tuvo 18 tratamientos posibles representados en cilindros de 
concreto de 10cm*20 cm. 
 
Tabla 1 Factores independientes 
VARIABLES INDEPENDIENTES 
FACTOR A FACTOR B FACTOR C 
FIBRAS ADITIVOS 
RELACIÓN AGUA 
CEMENTO 
SIN FIBRAS SIN ADITIVO A/C (0.25) 
CON TUF-STRAND SF CON Plastol 7200 ultra A/C (0.30) 
 CON Plastol 7500 ultra A/C (0.35) 
 
Tabla 2 Variables dependientes 
 
VARIABLES DEPENDIENTES 
MANEJABILIDAD SEGREGACIÓN FRAGILIDAD RESISTENCIA 
 
Dentro los variables dependientes se evaluaron la resistencia, manejabilidad y 
control de agrietamiento, las cuales variaron dependiendo de los factores y niveles 
escogidos de esta manera el diseño se resume en el esquema presentado, por 
cada combinación se hizo necesario realizar tres especímenes para 
homogeneidad en los resultados así que en total se evaluaron 54 cilindros 
 
 
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25 
basados en la norma NTC 1377, teniendo en cuenta el siguiente diagrama de 
proceso: 
 
Grafica 1 Diagrama de flujo Metodología 
 
Fuente: (Leon Puentes, 2021) 
 
6.2 MATERIALES Y TÉCNICAS 
 
Los materiales y técnicas empleados dentro del desarrollo de la investigación se 
seleccionaron teniendo en cuenta sus propiedades obteniendo así materiales con 
excelentes especificaciones técnicas y de muy buena calidad, el óptimo 
desempeño de concretos de alto desempeño se basa inicialmente en la obtención 
de dichos materiales, los cuales provienen de la región Boyacense. 
 
6.2.1 Cemento 
 
Para la investigación se utilizó un cemento portland ART (Altas resistencias 
tempranas) para un mejor desempeño, el cemento utilizado para la investigación 
es cemento gris argos Tipo 3 (ART) el cual se consiguió por medio de la 
colaboración de la empresa Toxement en presentación a granel y el cual tiene las 
especificaciones que se presentan en la tabla 3: 
 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
26 
Tabla 3 Propiedades cemento Tipo ART 
 
Fuente: (Argos,2021) 
 
 
Imagen 1 Cemento Art 
 
6.2.2 Agregado fino 
 
Para el agregado fino se realizó una búsqueda exhaustiva de un agregado que 
cumpliera con la normativa para el desarrollo del diseño de mezcla y con las 
mejores propiedades, una de las propiedades más importantes es el módulo de 
finura. Dicho módulo de finura debía encontrarse entre 2.5 y 3.2 según la norma 
ACI 211.4 y el cual se evaluó para los diferentes agregados con la norma NTC 77 
la cual expresa que: “Se calcula el módulo de finura, si se requiere, como la suma 
 
 
Jorge León - Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia – 2021 
27 
de los porcentajes acumulados en la serie normalizada de tamices desde el de 
150 μm en adelante y divididos por 100. Los tamices de la serie normalizada son: 
150 μm (No. 100), 300 μm (No. 50), 600 μm (No. 30), 1,18 mm (No. 16), 2,36 mm 
(No. 8), 4,75 mm (No. 4), 9,5 mm, 19,0 mm, 37,5 mm y mayores, incrementándose 
la tasa de 2 a 1” (NTC, 2007) 
 
Como aspecto adicional importante a la hora de evaluar las propiedades del 
material, están en la gradación, la cual viene dada de acuerdo a su granulometría. 
La norma NTC 174 (La cual es una adaptación de la norma ASTM C 33 
recomienda los valores de granulometría que se muestran en la tabla 4: 
(NTC_174, 2000) 
 
Tabla 4 Granulometria Arena 
 
Fuente: NTC 174 (ASTM C33) 
 
Grafica 2 Curva granulometrica Arena 
 
Fuente: (NTC_174, 2000) 
 
Con lo anterior, se realizó el estudio de los posibles agregados finos y se 
obtuvieron diferentes resultados de granulometría, las cuales fueron arenas de 
diferente procedencia y con diferentes características, se obtuvieron 3 posibles 
tipos de arena a utilizar: 
 
 Arena de rio 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
28 
 Arena lavada 
 Arena Silícea 10-20 
 
Imagen 2 Arena lavada y de rio. 
 
De igual manera se realizaron las curvas granulométricas tanto de la arena lavada, 
de la arena de rio, la arena silícea 10-20 y una combinación entre la arena lavada 
y silícea obteniendo los siguientes resultados (tablas 5 y 6 y gráficas 3, 4,5 y 6): 
 
Tabla 5 Datos curva granulométrica Arena de rio 
 
Fuente: Autor 
 
Abertura
Peso 
muestra + 
platon
Peso 
muestra
% Retenido % Ret acum
% Pasa 
Arena rio
9.5 199.5 0 0 0 100
4.75 372.9 173.4 5.07834236 5.078342363 94.9216576
2.36 412.4 212.9 6.23517352 11.31351589 88.6864841
1.18 458.2 258.7 7.57651193 18.89002782 81.1099722
600 2178.9 1979.4 57.9704203 76.86044809 23.1395519
300 737.6 538.1 15.759262 92.61971006 7.38028994
150 640.3 241.3 7.06692049 99.68663055 0.31336945
Σ 209.5 10 0.29286865 100 0.02050081
 
 
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29 
Tabla 6 Datos % pasa para curvas granulométricas arena 
 
Fuente: Autor 
 
Grafica 3 Granulometria Arena Silicea 10-20 
 
Fuente: Autor 
 
Grafica 4 Granulometria ArenaLavada 
 
 
Abertura
% Pasa 
Arena rio
% Pasa 
Arena 
Silicea
% Pasa 
Arena 
Lavada
% Pasa 
Arena 
Revuelta
9.5 100 100 100 100
4.75 94.9216576 100 100 100
2.36 88.6864841 100 99.6232457 99.8933333
1.18 81.1099722 99.8379456 98.5494961 86.0333333
600 23.1395519 12.789828 87.981539 36.5266667
300 7.38028994 0.84766891 26.7589715 18.56
150 0.31336945 0.24931439 4.86954884 2.67333333
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
30 
Grafica 5 Granulometría Arena Revuelta 
 
Fuente: Autor 
 
Grafica 6 Granulometría Arena de rio 
 
Fuente: Autor 
 
De acuerdo con los resultados obtenidos, se determina que los tipos de arena que 
se encontraban dentro de los rangos establecidos por la norma eran la arena de 
rio y la arena revuelta, por fines prácticos y como medida para futuras 
recreaciones del diseño de mezcla se decide trabajar con la arena de rio la cual 
tiene las siguientes propiedades: 
 
Como define la NTC 77, el módulo de finura se determina como la suma de los 
porcentajes retenidos acumulados: 
 
𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑖𝑛𝑢𝑟𝑎:
(∑ % 𝑅𝑒𝑡 𝐴𝑐𝑢𝑚)
100
= 𝟑. 𝟎𝟒𝟒 
 
Este valor se encuentra dentro de los límites establecidos para el diseño de 
mezclas con la metodología de la ACI 211.4. 
 
 
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31 
Masa unitaria y % de vacíos: 
 
Para el cálculo de la masa unitaria se utiliza la norma NTC 92 la cual especifica el 
valor de la masa (M) como se evidencia en la Tabla 7: 
 
𝑀 =
𝐺 − 𝑇
𝑉
 
 
Tabla 7 Masa unitaria Arena de rio 
 
Fuente: Autor 
 
 
Imagen 3 Ensayo de Masa Unitaria 
 
De igual manera se calcula el porcentaje de vacíos basados en la misma 
normativa (NTC_92, 1995) obteniendo los resultados expuestos en la tabla 8: 
 
 
 
Tabla 8 % de vacios Arena de rio 
 
Fuente: Autor 
 
Se obtuvo así un valor de 36.6 % de vacíos el cual se modifica en el diseño de 
mezcla ya que el diseño de la ACI 211.4 contempla un % de vacíos máximo de 
35%. 
Masa unitaria M 1618.97675 Kg/m3
Masa del agregado + molde G 8.24 gr
Masa del molde T 3.4127 gr
Volumen del molde V 0.0029817 m3
Factor del molde F 1 1/m3
% vacios
Masa unitaria M 1618.97675 kg/m3
Gravedad especifica bulk S 2.55384977
Densidad del agua W 1000 kg/m3
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
32 
Densidad y absorción 
 
Para la determinación del diseño de mezcla se hace necesario realizar los cálculos 
de estas propiedades para determinar las proporciones volumétricas y tener una 
mejor relación de fases, estas propiedades se evaluaron basados en la norma 
(NTC_237, 1995) siguiendo así todos los parámetros de esta normativa para la 
obtención de este valor (Tabla 9): 
 
 
Imagen 4 Metodología De Ensayo Densidad Y Absorción 
 
Tabla 9 Datos densidad y absorbcion de Arena de rio 
 
 
 
Fuente: Autor 
B Masa del frasco lleno con agua 689 gr
V volumen del frasco 500 ml
M Masa del frasco vacio 162.1 gr
S Masa de la muestra saturada y superficialmente seca 500 gr
C Agua +picnometro+muestra 997.3 gr
A Masa arena seca (24 h) 490.8 gr
D s 2.553849765 gr/cm
3
D s 2.682591781 gr/cm
3
Dsss 2.60172144 gr/cm3
% 1.874490628
Densidad aparente
Densidad nominal
Absorción
Densidad aparente SSS
 
 
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33 
6.2.3 Agregado grueso 
 
Para la selección del agregado grueso al igual que con la Arena (Agregado fino) 
se realizó una búsqueda el agregado con mejores características. Inicialmente se 
contempló el uso de 4 diferentes agregados gruesos, como se planteó inicialmente 
se buscaba obtener un agregado grueso con un tamaño máximo nominal de ½ 
pulgada. 
 
De igual manera que con el agregado fino un aspecto importante a la hora de 
evaluar las propiedades del material, está en la gradación, la cual viene dada de 
acuerdo a su granulometría. La norma NTC 174 (La cual es una adaptación de la 
norma ASTM C 33) recomienda los valores de granulometría que se muestran en 
la tabla 10: (NTC_174, 2000) 
 
Tabla 10 Granulometría Grava 
 
Fuente: NTC 174 
 
Para el agregado grueso de tamaño máximo nominal de 1/2 pulgada se realiza la 
granulometría con los límites del tamaño del agregado 7 como lo muestra la tabla 
10, así se obtienen los resultaos para la elaboración de la gráfica 7: 
 
Grafica 7 Curva granulometrica Grava 
 
Fuente: Autor 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
34 
Con lo anterior se realizó el estudio de los posibles agregados gruesos y se 
obtuvieron diferentes resultados de granulometría, las cuales fueron gravas de 
diferente procedencia y con diferentes características, se obtuvieron 4 posibles 
tipos de grava a utilizar: 
 
 Grava Blanca (Tipo Granito) 
 Grava Gris (Tipo Granito) 
 Grava Homecenter 
 Granzón 
 
 
Imagen 5 Agregados Gruesos (Grava blanca, Grava Gris, Granzon) 
 
Se obtuvieron así los resultados para los diferentes agregados gruesos para la 
realización de su gradación (Tabla 11 y 12): 
 
Tabla 11 Datos curva granulométrica Grava Homecenter 
 
Fuente: Autor 
 
Abertura
Peso 
muestra + 
platon
Peso 
muestra
% Retenido % Ret acum
% Pasa Grava 
Homecenter
25 187 0 0 0 100
19 187 0 0 0 100
12.5 356.9 169.9 7.221 7.221 92.779
9.5 1202.2 1015.2 43.147 50.368 49.632
4.75 1293.1 1106.1 47.010 97.378 2.622
2.36 228.6 41.6 1.768 99.146 0.854
1.18 192.9 5.9 0.251 99.396 0.604
Fondo 196 9 0.383 100 0.221
 
 
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35 
Tabla 12 Datos % pasa para curvas granulométricas grava 
 
Fuente: Autor 
 
Grafica 8 Granulometría Grava de Homecenter 
 
Fuente: Autor 
 
Grafica 9 Granulometría Grava Blanca 
 
Fuente: Autor 
 
Abertura
% Pasa Grava 
Homecenter
% Pasa 
Grava Blanca 
% Pasa 
Grava Gris
% Pasa 
Granzon
25 100 100 100 100
19 100 100 100 100
12.5 92.779 97.907 98.837 98.837
9.5 49.632 65.757 89.945 89.945
4.75 2.622 1.141 41.148 34.211
2.36 0.854 0.186 26.181 33.387
1.18 0.604 0.182 10.858 33.383
Fondo 0.221 0.024 0.038 33.247
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
36 
Grafica 10 Granulometría Grava Gris 
 
Fuente: Autor 
 
Grafica 11 Granulometría Granzon 
 
Fuente: Autor 
 
Al analizar las diferentes gradaciones de los agregados gruesos estudiados 
(gráficas 8, 9, 10, 11) se evidencio que la grava de Homecenter y la grava Blanca 
cumplen con los requerimientos de granulometría, la grava gris y el granzón no 
cumplen con los requerimientos normativos de granulometría además se escoge 
la grava de Homecenter por ser mucho más económica que la grava blanca. 
 
Masa unitaria 
 
Para el cálculo de la masa unitaria se utiliza la norma NTC 92 la cual especifica el 
valor de la masa (M) como se evidencia en la tabla 13: 
 
𝑀 =
𝐺 − 𝑇
𝑉
 
 
 
 
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37 
Tabla 13 Masa unitaria Grava Homecenter 
 
Fuente: Autor 
 
Control de calidad 
 
Para el cálculo de las propiedades de densidad y absorción se realizó un proceso 
de control de calidad del agregado con hidro lavado en un tamiz con malla N 4 
(Abertura 4.75mm) para eliminar el exceso de residuos orgánicos y de suciedad 
en el agregado, luego se extendió en una superficie no absorbente para trabajar el 
material en su condición superficialmente seca. 
 
 
Imagen 6 Lavado de Agregado Grueso 
 
 
Imagen 7 Antes y despues de adecuacion del Agregado Grueso 
Masa unitaria M 1475.157 kg/m3
Masa del agregado + molde G 19.69 Kg
Masa del molde T 5.35 Kg
Volumen del molde V 0.00972 m3
Factor del molde F 1 1/m3
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
38 
Densidad y absorción 
 
Para la determinación del diseño de mezcla se hace necesario realizar los cálculos 
de estas propiedades para determinar las proporciones volumétricas y tener una 
mejorrelación de fases, estas propiedades se evaluaron basados en la norma 
(NTC_176, 1995) siguiendo así todos los parámetros de esta normativa para la 
obtención de este valor (Tabla 14): 
 
Tabla 14 Densidad y absorción Grava 
 
 
Fuente: Autor 
 
6.2.4 Aditivos 
 
Se utilizaron aditivos químicos reductores de agua de alto rango los cuales son 
sustancias a base de poli carboxilatos que permiten mejorar las propiedades del 
cemento como la manejabilidad y la resistencia, ya que al reducir la cantidad de 
agua influye en la resistencia final del concreto que como se mencionó 
anteriormente a menor cantidad de agua mayor resistencia, de este modo se 
utilizaron 3 diferentes tipos de aditivos químicos, los cuales fueron: 
 
 PLASTOL 7200 ULTRA 
 PLASTOL 7500 ULTRA 
 EUCO ESTABILIZADOR 1000 
Platon 187.7 gr
Muestra+platón 3447.5 gr
MUESTRA 3259.8 gr
Platon 199.4 gr
MuestraSSS+platón 3518.5 gr
MUESTRA 3319.1 gr
Peso muestra en el lastre 2002 gr
Platon 199.4 gr
Muestra+platón 3447.3 gr
MUESTRA 3247.9 gr
GRAVA GRIS HOMECENTER
Densidad aparente 2.46879546 gr/cm3
A 3259.8 gr
B 3319.1 gr
C 2002 gr
Densidad relativa 2.513706059 gr/cm3
Densidad nominal 2.585188822 gr/cm4
Absorción 1.819130008 %
 
 
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39 
 
Imagen 8 Aditivos Reductores de Agua (Plastol 7200 ultra - Plastol 7500 ultra) 
 
 
Imagen 9 Aditivo Euco Estabilizador 1000 
 
Para el diseño de mezcla se utilizaron de manera coordinada los aditivos 
reductores de agua (Plastol 7200, Plastol 7500) y el estabilizador (Euco 
Estabilizador 1000) como se muestra en el diseño experimental haciendo uso de 
los dos aditivos reductores de agua más el aditivo estabilizador para tener mejores 
resultados de manejabilidad y resistencia, junto con un aditivo reductor de agua 
se debe incluir un estabilizador para que actúen en conjunto, la dosificación de 
estos se realizó con las recomendaciones de la asesoría de Toxement, y se 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
40 
explican en el diseño de mezcla en el capítulo 6.4 e igual manera la información 
adicional y de interés se puede encontrar en los anexos adjuntos. 
 
6.2.5 Fibras 
 
Se utilizaron fibras sintéticas en el desarrollo de la investigación para analizar su 
influencia en las diferentes propiedades expuestas, las fibras utilizadas fueron las 
fibras TUF - STRAND SF las cuales son fibras sintéticas estructurales mezcla de 
polipropileno / polietileno, monofilamento, las cuales se auto fibrilan cuando se 
incorporan en la mezcla de concreto, utilizadas exitosamente para reemplazar la 
malla electrosoldada y las fibras metálicas en una amplia variedad de 
aplicaciones. (Toxement, 2021) 
 
Dentro de la investigación su uso se enfocó en las propiedades del concreto tanto 
en estado fresco como endurecido, como la trabajabilidad que ofrecen las 
diferentes mezclas sin fibras y con la aplicación de las mismas, la resistencia a la 
compresión y el tipo de falla que se presenta. De igual manera, se encuentran las 
especificaciones técnicas en la ficha técnica que se encuentra en el Anexo 1. 
 
 
Imagen 10 Fibras TUF-STRAND SF 
 
6.3 PRUEBAS PRELIMINARES 
 
Para realizar el diseño de mezcla y obtener las dosificaciones correctas se 
realizaron pruebas piloto con un diseño de mezcla preliminar con una relación de 
agua cemento de 0.3 donde se evaluaron las condiciones de las probetas 
realizadas con diferentes dosificaciones de aditivo. 
 
 
 
Jorge León - Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia – 2021 
41 
Atendiendo las recomendaciones del profesional representante del área de 
concretos de Toxement, el ingeniero Miguel Santamaria, las pruebas realizadas 
con estos aditivos reductores de agua la dosificación que se plantea es en base al 
peso del cemento por lo cual se define una dosificación de 0.07% para reducir 7 
litros de agua por metro cúbico de concreto y con la aplicación de un 0.3% de 
estabilizador del peso del cemento para obtener asentamientos de 1 pulgada por 
cada 0.07% de aditivo reductor de agua en el concreto. 
 
De este modo se evaluaron las implicaciones en estado fresco para saber la 
dosificación de aditivos al aplicar estos en mayor o menor cantidad, al utilizar los 
0.07% de aditivo reductor de agua del peso del cemento para obtener una pulgada 
de asentamiento los resultados de asentamiento según la Norma NTC396 no 
superaban la pulgada y la mezcla visualmente se veía muy seca. 
 
 
Imagen 11 Mezcla prueba piloto con contenido bajo de aditivo 
 
En la siguiente instancia se evaluó la incidencia de la aplicación de una proporción 
de 4 veces los 0.07% de aditivo reductor de agua es decir 0.28% del peso del 
cemento, una cantidad más grande de estabilizador para el caso, se utilizó el 
doble de lo recomendado y se obtuvieron asentamientos de 5 pulgadas 
obteniendo una mezcla muy fluida la cual parecía ser la dosificación optima pero al 
momento de encofrar y desencofrar y obtener los moldes según la norma NTC 
1377 la cual establece que el tiempo de desencofrado de los moldes es de + 24 
horas, las probetas aún no se habían conformado en las primeras horas del 
curado, en piscina se deshicieron y no se moldearon. 
 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
42 
 
Imagen 12 Cilindros con altas dosificaciones de Aditivos 
 
Como última medida se hicieron pruebas con la dosificación de 0.3 % de aditivo 
estabilizador del peso del cemento, y 0.28% de aditivo reductor de agua y se 
obtuvo un asentamiento de 6.5 cm un poco menos de lo esperado, pero dentro de 
los rangos establecidos en el diseño de mezcla, de esta manera se formaron los 
cilindros y se realizó una evaluación de la resistencia de esta mezcla a lo largo del 
tiempo y se obtuvieron los siguientes resultados (Tabla 15): 
 
 
Tabla 15 Resistencia a los 2,7 y 28 dias de las prueba piloto 
 
Fuente: Autor 
 
 
 
Jorge León - Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia – 2021 
43 
Grafica 12 Gráfica Resistencia Vs Tiempo . Pruebas piloto 
 
Fuente: Autor 
 
Con estos resultados se obtiene entonces la dosificación por metro cúbico de 
concreto para las diferentes relaciones de agua cemento a trabajar, de este modo 
y basados en los diseños de mezcla se obtiene que la dosificación de los aditivos 
es (Tabla 16): 
 
Tabla 16 Dosificaciones de aditivo para las diferentes Relaciones de agua-cemento 
 
Fuente: Autor 
 
De igual manera se estudió el uso de las fibras TUF-STRAND SF en el manejo de 
las mezclas de concreto y se realizó en una implementación de acuerdo a las 
especificaciones del proveedor el cual especifica una dosificación de 1.2 Kg a 12 
Kg dependiendo de la aplicación, para la investigación se realizó una adición en 
una cuantía de 2.4 Kg por metro cubico revisando la influencia de esta cuantía en 
la trabajabilidad de las mezclas estudiadas. 
 
 
0.25 0.3 0.35
Peso del Cemento 
(Kg/m3)
730.566 608.805 521.833
Aditivo Reductor 
(L/m3)
2.046 1.705 1.461
Aditivo Estabilizante 
(L/m3)
2.192 1.826 1.565
Relacion agua - cemento
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
44 
6.4 DISEÑO DE MEZCLA 
 
Para el diseño de mezcla al tratarse de un diseño de mezcla de un concreto de 
alto desempeño con aditivos reductores de agua de alto rango se utilizó la 
metodología propuesta por la ACI (American Concrete Institute) la cual contempla 
el uso de este tipo de aditivos en su diseño más específicamente en su Norma ACI 
211.4R-08 la cual define los parámetros para realizar un diseño de mezcla para 
concretos de alto desempeño. 
 
6.4.1 Asentamiento 
 
Para el diseño de mezcla teniendo en cuenta una buena trabajabilidad de las 
mezclas el Instituto Americano del Concreto define que para realizar los diseños 
de mezcla basados en su metodología se requiere que las muestras de concreto 
tengan un asentamiento de 1 a 2 pulgadas antesde aplicar el aditivo reductor de 
agua según la tabla 6.1 de la norma ACI 211.4 (ACI_211.4, 2008) 
 
6.4.2 Resistencia 
 
Según la norma la resistencia va de la mano con el tamaño nominal máximo del 
agregado según la tabla 6.2 de la ACI 211.4, de esta manera como el tamaño 
máximo nominal del agregado utilizado fue de ½ pulgada se esperaban 
resistencias de más de 9000 psi (62 MPa) 
 
6.4.3 Relación de Agua-Cemento 
 
Como este valor es uno de los factores a analizar se especificó estas relaciones 
en 0.25, 0.3 y 0.35, y basadas en estas se obtuvieron las cuantías de los 
diferentes agregados y componentes del concreto de alto desempeño, de igual 
manera en la tabla 6.5 de la ACI 211.4 se estipula las resistencias esperadas para 
las diferentes relaciones agua cemento y se evidencia que para concretos con ½ 
pulgada de tamaño máximo nominal no existe información de resistencia para 
relaciones de agua cemento de 0.25 lo cual ya nos daba una idea para el análisis 
de los resultados obtenidos, la cual se basa en la obtención de las probetas de 
dicha relación, las cuales posiblemente no se podrían fallar debido a la baja 
relación de agua cemento al no tener capacidad de formar formarse 
adecuadamente completando todos sus procesos de hidratación. 
 
6.4.4 Cuantía del agua del mezclado y cemento 
 
Para la cuantía de agua de mezclado se utilizó la tabla 6.4 de la ACI 211.4 la cual 
especifica una cantidad de agua por unidad de volumen dependiendo del tamaño 
máximo del agregado y del asentamiento, también influye el porcentaje de vacíos 
presente en el agregado fino el cual al ser mayor de 35% requirió un ajuste para 
agua de mezclado según lo dispuesto en la formula (6-3) de la ACI 211.4. 
 
 
Jorge León - Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia – 2021 
45 
 
Con la determinación del agua de mezclado se determina la cuantía de cemento 
basados en la relación de agua cemento. 
 
6.4.5 Cuantía de agregado grueso y agregado fino 
 
Para la determinación de las cuantías de agregado grueso y fino el método de la 
ACI determinaba los valores en función de la proporción de agregado la cual se 
determina a treves del tamaño máximo nominal del agregado según la tabla 6.3 de 
la ACI 211.4, la cual se basa en un volumen del agregado grueso estipulado para 
determinar la cantidad de agregado grueso en función de la Densidad Bulk la cual 
es hallada con la norma NTC 176 como se describe en el capítulo de 
caracterización de los materiales. 
 
Para determinar la cuantía de agregado fino se determinó el volumen restante de 
la proporción de un metro cubico de concreto y con la densidad de este material la 
cual se obtuvo en la caracterización y se muestra en el capítulo 6.2.2. 
 
6.5 ELABORACIÓN DE LAS PROBETAS 
 
Como se mencionó en el diseño experimental en el capítulo 6.1, las probetas a 
fallar correspondieron a cilindros de 10 cm de diámetro por 20 cm de alto las 
cuales se elaboraron siguiendo la metodología de la NTC 1377 utilizando 2 capas 
uniformes apisonadas como se expresa en la Tabla 1 de esta norma y vibradas 
con un martillo de goma de igual manera como lo expresa la normativa. 
(NTC_1377, 1994). 
 
 
Imagen 13 Probetas elbaboradas bajo norma NTC 1377 
 
 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
46 
7 ANÁLISIS DE RESULTADOS 
 
En este capítulo se recopila toda la información de los resultados obtenidos y el 
análisis de los mismos a través del estudio de factores y sus influencias en cada 
una de las propiedades analizadas. 
 
7.1 DISEÑO DE MEZCLA 
 
Para el diseño de mezcla se siguió el procedimiento descrito en el capítulo 6.4 de 
esta manera se obtuvieron los diseños de mezcla para las diferentes relaciones de 
agua cemento las cuales se describen a continuación: Inicialmente se reúne la de 
todas las propiedades de los componentes del concreto de alto desempeño 
descritas anteriormente (Tabla 17): 
 
Tabla 17 Datos diseño de mezcla 
 
Fuente: Autor 
Datos iniciales
Resistencia (28 dias) 62 Mpa
Asentamiento esperado 10 cm
Cemento Gris ART
Densidad del cemento 2900 Kg/m3
 Agregado fino
Módulo de finura 3.044
Peso específico aparente 3.527 gr/cm3
Peso unitario suelto
Peso unitario apisonado 1618.977 Kg/m3
Humedad natural 6.472 %
Absorción 1.874
Gravedad especifica SSS 2.602 gr/cm3
Agregado grueso
Tamaño máximo 3/4
Tamaño máximo nominal 1/2
Peso específico aparente 2.469 gr/cm3
Peso unitario suelto
Peso unitario apisonado 1475.157 Kg/m3
Gravedad especifica SSS 2.514
Humedad natural 4.424 %
Absorción 0 %
Diseño de mezcla
 
 
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47 
 
Con los datos mencionados en la tabla 20 se procede a realizar el diseño de 
mezcla con las diferentes relaciones de agua/cemento teniendo en cuenta que las 
cuantías expresadas hacen referencia a 1 metro cubico de concreto los cuales son 
los siguientes (Tablas 18, 19, y 20 – Gráficas 13, 14, y 15): 
 
7.1.1 Resultados diseño de mezcla (A/C=0.25) 
 
Tabla 18 Resultados diseño de mezcla (A/C=0.25) 
 
Fuente: Autor 
 
Grafica 13 Proporciones de mezcla de concreto A/C 0.25 
 
Fuente: Autor 
 
7.1.2 Resultados diseño de mezcla (A/C=0.3) 
 
Tabla 19 Resultados diseño de mezcla (A/C=0.3) 
 
Fuente: Autor 
 
Peso Kg/m3 Relacion Volumen m3
Agua 182.641 0.25 0.183
Cemento 730.566 1 0.252
Arena 391.651 0.536 0.141
Grava 1003.107 1.373 0.399
Aire - 0.025
Peso Kg/m3 Relacion Volumen m3
Agua 182.641 0.3 0.183
Cemento 608.805 1 0.210
Arena 507.958 0.834 0.183
Grava 1003.107 1.648 0.399
Aire - - 0.025
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
48 
Grafica 14 Proporciones de mezcla de concreto A/C 0.3 
 
Fuente: Autor 
 
7.1.3 Resultados diseño de mezcla (A/C=0.35) 
 
Tabla 20 Resultados diseño de mezcla (A/C=0.35) 
 
Fuente: Autor 
 
Grafica 15 Proporciones de mezcla de concreto A/C 0.35 
 
Fuente: Autor 
 
Como se evidencia con los datos de las tablas 18, 19 y 20 y las gráficas de 
proporciones 13, 14, y 15 correspondientes, las proporciones de los materiales 
Peso Kg/m3 Relacion Volumen m3
Agua 182.641 0.35 0.183
Cemento 521.833 1 0.180
Arena 591.035 1.133 0.213
Grava 1003.107 1.922 0.399
Aire - 0.025
 
 
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49 
cambian específicamente en las cantidades volumétricas que ocupan el cemento y 
la arena ya que la matriz compuesta por el agua y la grava no se modifica. De 
igual manera, no se contemplan los volúmenes de los aditivos y las fibras porque 
son despreciables, pero aun así hacen parte de la mezcla con las dosificaciones 
ya estipuladas anteriormente. 
 
7.2 MANEJABILIDAD 
 
La manejabilidad o trabajabilidad de las mezclas se estableció mediante el ensayo 
de la NTC 396 Método de ensayo para determinar el asentamiento del concreto, 
en el cual se mide el asentamiento mediante un molde tronco cónico el cual sirve 
de referencia para determinar cuánto se acento la mezcla de concreto: 
 
 
Imagen 14 Asentamiento mezcla de concreto NTC 396 
 
De esta manera, se pueden obtener los asentamientos de las diferentes mezclas 
evaluando los niveles de las combinaciones propuestas en el diseño experimental, 
tabla 21: 
 
Tabla 21 Resultados de asentamiento 
 ASENTAMIENTO (cm) 
 SIN ADITIVOS ADITIVO PLASTOL 7500 ADITIVO PLASTOL 7200 
A/C SIN FIBRAS CON FIBRAS SIN FIBRAS CON FIBRAS SIN FIBRAS CON FIBRAS 
0.25 0 0 1.5 1.5 2 2 
0.3 1 1 6.3 6 6.5 6.2 
0.35 1.5 1.5 9.2 9 10.5 10.5 
Fuente: Autor 
 
Con base en lo anterior se expresan los resultados de manera gráfica para una 
mejor interpretación de los mismos (Gráficas 16,17,18 y 19): 
 
 
EFECTO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ADITIVOS EN LA RESISTENCIA DE CONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO 
50 
Grafica 16 Asentamientos A/C 0.25 
 
Fuente: Autor 
 
Grafica 17 Asentamientos A/C 0.3 
 
Fuente: Autor 
 
Grafica 18 Asentamientos A/C 0.35 
 
Fuente: Autor 
 
 
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