En el ámbito de la ingeniería civil y la infraestructura vial, el control adecuado del hormigón es clave para asegurar la resistencia, durabilidad y desempeño estructural de pavimentos rígidos, obras de drenaje, puentes y estructuras complementarias. Por ello, este manual se convierte en una herramienta indispensable para ingenieros civiles, laboratoristas, supervisores de obra y estudiantes, ya que sirve como referencia técnica alineada con las prácticas y especificaciones adoptadas por la ABC en proyectos carreteros a nivel nacional; por otra parte, también puede utilizarse como referencia en otros ámbitos u proyectos puesto que los ensayos respetan el estándar del ASTM.

Volumen 4H: Contenido del Manual de Ensayos relacionados con Hormigones

El presente manual técnico en su volumen 4, viene acompañado de la letra H, el correspondiendo al tomo relacionado con el Hormigón u otros materiales que lo componen, a continuación, se numeran varios grupos que comprenden el mencionado tomo:

1. Ensayos en Áridos

Los áridos constituyen uno de los componentes fundamentales del hormigón, representando la mayor proporción de su volumen y ejerciendo una influencia directa en sus propiedades mecánicas, durabilidad, trabajabilidad y comportamiento a largo plazo. En proyectos viales (carreteras), la correcta selección y control de los áridos es crítica para garantizar el adecuado desempeño del hormigón en pavimentos rígidos, estructuras de drenaje, obras de arte (mayor o menor) y elementos estructurales sometidos a condiciones severas de carga y ambiente.

El presente apartado establece los ensayos y procedimientos técnicos necesarios para la caracterización física, granulométrica y de calidad de los áridos finos y gruesos, conforme a los lineamientos técnicos adoptados por la Administradora Boliviana de Carreteras (ABC). Estos ensayos permiten verificar el cumplimiento de requisitos tales como gradación, limpieza, resistencia, forma, absorción y durabilidad, asegurando la compatibilidad de los materiales con los criterios de diseño y las especificaciones técnicas vigentes.

La aplicación sistemática de los ensayos de áridos descritos en este manual constituye una herramienta esencial para el control de calidad de materiales, la optimización de las mezclas de hormigón y la prevención de fallas prematuras en la infraestructura vial, contribuyendo así a la seguridad, vida útil y sostenibilidad de las obras carreteras. A continuación se detallan los ensayos que se desarrollan:

– Método para extraer y preparar muestras (ASTM C75 AASHTO T2)
– Método para el cuarteo de muestras (ASTM C702 AASHTO T248)
– Método para determinar el contenido de partículas desmenuzables (ASTM C142 AASHTO T112)
– Método para tamizar y determinar la granulometría (ASTM C136 AASHTO T27)
– Contenido aproximado de materia orgánica en arenas usadas en la preparación de morteros y hormigones (ASTM C40 AASHTO T21)
– Método para determinar el material fino menor que 0,075 mm (ASTM C117 AASHTO T11)
– Contenido total de agua de los áridos por secado (ASTM C566)
– Métodos para determinar la densidad aparente (ASTM E30 ASTM C29)
– Método para determinar la densidad real, la densidad neta y la absorción de agua en áridos gruesos (ASTM C127 AASHTO T85)
– Método para determinar la densidad real, la densidad neta y la absorción de agua en áridos finos (ASTM C128 AASHTO T84)
– Método para determinar el desgaste mediante la Maquina de los Ángeles (ASTM C131 AASHTO T96)
– Método para determinar el índice de trituración (BS-812-75)
– Método para determinar el equivalente de arena (ASTM D2419)
– Método de los sulfatos para determinar la desintegración (ASTM C88 AASHTO T104)
– Cantidad de partículas livianas en los áridos (ASTM C123 AASHTO T113)
– Humedad superficial en áridos finos (ASTM C70 AASHTO T142)
– Índice de durabilidad de áridos (ASTM D3744 AASHTO T210)
– Porcentaje de caras fracturadas en los áridos (D5821 NTL 358)
– Coeficiente de friabilidad de los áridos (UNE 83115)
– Método para determinar el coeficiente volumétrico medio de los áridos gruesos
– Índice de aplanamiento y de alargamiento de los áridos para carreteras (NTL 354)
– Índice de forma y de textura de las partículas de árido (ASTM D3398)
– Método para determinar el contenido de cloruros y sulfatos (ASTM D1411)
– Determinación cuantitativa de los compuestos de azufre en los áridos (UNE 83211)
– Determinación de la reactividad árido /alcali (método químico) (ASTM C289)
– Valoración de elementos arcillosos en los materiales finos por medio del azul de metileno (NTL 171)

2. Ensayos en Cementos y Morteros

El cemento y los morteros desempeñan un rol esencial en la elaboración de hormigones y en la ejecución de diversos elementos constructivos en proyectos carreteros, ya que de sus propiedades dependen en gran medida la resistencia mecánica, durabilidad, adherencia y comportamiento reológico de las mezclas. En infraestructura vial, estos materiales son utilizados tanto en pavimentos rígidos como en obras de drenaje, estructuras de contención, obras de arte mayor/menor, elementos prefabricados y trabajos de reparación y mantenimiento.

El presente apartado contempla los ensayos y procedimientos técnicos destinados a la evaluación de la calidad del cemento y de los morteros, con el objetivo de verificar el cumplimiento de los requisitos establecidos en las especificaciones técnicas de la Administradora Boliviana de Carreteras (ABC) y en normas de referencia reconocidas. Dichos ensayos permiten controlar características fundamentales como finura, tiempo de fraguado, estabilidad volumétrica, resistencia mecánica, consistencia y adherencia, las cuales influyen directamente en el desempeño del material en obra.

La correcta aplicación de los ensayos de cementos y morteros descritos en este manual resulta indispensable para el control de calidad de los materiales, la optimización de las dosificaciones y la prevención de patologías asociadas a fallas tempranas, contribuyendo a garantizar la seguridad, funcionalidad y vida útil de las estructuras y pavimentos en proyectos carreteros. A continuación, detallamos puntualmente los ensayos que se desarrollan en este apartado:

– Muestreo y aceptación del cemento hidráulico (ASTM C183 AASHTO T127)
– Finura del cemento Portland método del aparato Blaine (ASTM C204 AASHTO T153)
– Finura del cemento Portland método del turbidímetro (ASTM C115 AASHTO T98)
– Expansión del cemento en el autoclave (ASTM C151 AASHTO T107)
– Tiempo de fraguado del cemento hidráulico método del aparato de Vicat (ASTM C191 AASHTO T131)
– Tiempo de fraguado del cemento hidráulico método de las agujas de Gillmore (ASTM C266 AASHTO T154)
– Peso específico del cemento hidráulico (ASTM C188 AASHTO T133)
– Falso fraguado del cemento Portland método de la pasta (ASTM C451 AASHTO T186)
– Calor de hidratación del cemento hidráulico (ASTM C186)
– Consistencia normal del cemento (ASTM C187 AASHTO T129)
– Mezcla mecánica de pastas de cemento hidráulico y morteros de consistencia plástica (ASTM C305 AASHTO T162)
– Exudación de pastas y morteros de cemento (ASTM C243)
– Resistencia a la compresión de morteros de cemento hidráulico (ASTM C109)
– Resistencia a la flexión de morteros de cemento hidráulico (ASTM C348)
– Fluidez de morteros de cemento hidráulico (ASTM C230 AASHTO M152)
– Contracción por secado de morteros de cemento Portland (ASTM C596)
– Resistencia a la tensión de morteros de cemento hidráulico (ASTM C190 AASHTO T132)
– Contenido de aire en morteros de cemento hidráulico (ASTM C185 AASHTO T137)
– Expansión potencial de morteros de cemento Portland expuestos a la acción de sulfatos (ASTM C452)

3. Ensayos en Hormigón

El hormigón es uno de los materiales estructurales más importantes en la infraestructura vial, debido a su capacidad portante, durabilidad y adaptabilidad frente a las condiciones de carga y ambiente propias de las carreteras. Su uso es predominante en pavimentos rígidos, losas de hormigón, obras de drenaje, estructuras de contención, puentes y demás obras que forman parte de la red vial, donde el desempeño del material resulta crítico para la seguridad y vida útil de la obra.

El comportamiento del hormigón depende directamente de la calidad de sus componentes, la dosificación, el proceso de mezclado, colocación, compactación y curado, así como del control sistemático durante su producción y ejecución. Por esta razón, el presente apartado establece los ensayos y procedimientos técnicos necesarios para la evaluación del hormigón en estado fresco y endurecido, conforme a los lineamientos y especificaciones técnicas adoptadas por la Administradora Boliviana de Carreteras (ABC) y normas técnicas de referencia.

Los ensayos descritos permiten verificar parámetros fundamentales como la consistencia, trabajabilidad, contenido de aire, resistencia mecánica, densidad y durabilidad, asegurando que el hormigón empleado cumpla con los requisitos de diseño y control de calidad exigidos en proyectos carreteros. La correcta aplicación de estos procedimientos contribuye a prevenir fallas prematuras, optimizar el desempeño estructural y garantizar la seguridad, funcionalidad y sostenibilidad de la infraestructura vial. A continuación, mostramos puntualmente los ensayos que se explican en este apartado:

– Método para extraer muestras del hormigón fresco (ASTM C172 AASHTO T141)
– Elaboración y curado en el laboratorio de muestras de hormigón para ensayos de compresión y flexión (ASTM192 AASHTO T126)
– Método para refrentar probetas (ASTM617 AASHTO T231)
– Método para determinar la docilidad mediante el Cono de Abrams (ASTM C143 AASHTO T119)
– Método para determinar la densidad aparente, el rendimiento y los contenidos de cemento y aire en el hormigón fresco (ASTM C138 AASHTO T121)
– Tiempo de flujo del hormigón a través del cono de asentamiento invertido (ASTM C1611)
– Método de ensaye a la compresión de probetas cúbicas y cilíndricas (ASTM C39 AASHTO T22)
– Ensayo acelerado para la predicción de resistencias futuras a la compresión (ASTM C1073)
– Resistencia a la compresión del hormigón usando una porción de viga rota en el ensayo de flexión (ASTM C116 AASHTO T40)
– Método de ensaye resistencia a la flexión de probetas prismáticas (ASTM C78 Y 293 AASHTO T97 Y T77)
– Método de ensaye a la tracción por hendimiento de probetas cilíndricas (ASTM C496)
– Flujo plástico del hormigón a la compresión (ASTM C512)
– Calidad del agua para hormigones (AASHTO T26)
– Toma de núcleos y vigas en hormigones endurecidos (ASTM C42 AASHTO T24)
– Medida de la longitud de núcleos de hormigón (ASTM C174 AASHTO T148)

Descarga del Manual de Ensayos de Suelos y Materiales para Carreteras: Hormigones (ABC Bolivia)

A continuación, Ponemos a disposición el: Manual de Ensayos de Suelos y Materiales para Carreteras – Hormigones, documento técnico oficial elaborado por la Administradora Boliviana de Carreteras (ABC), el cual constituye una referencia indispensable para el control de calidad de materiales en obras viales.

Este manual reúne los procedimientos estandarizados de ensayo para áridos, cementos, morteros y hormigón, aplicables a pavimentos rígidos, obras de drenaje y otras estructuras de hormigón en proyectos carreteros. Su contenido está orientado a garantizar el cumplimiento de las especificaciones técnicas vigentes, mejorar la calidad de ejecución y asegurar la durabilidad de la infraestructura vial.

El documento está dirigido a ingenieros civiles, laboratoristas de suelos y materiales, supervisores de obra, proyectistas y estudiantes de ingeniería civil, que requieren una guía técnica confiable para la correcta ejecución e interpretación de ensayos en laboratorio y campo.

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En esta publicación se presenta un Excel automatizado para calcular el Módulo de Finura, diseñado para profesionales y estudiantes de ingeniería civil que requieren un procesamiento rápido en sus ensayos granulométricos, primero reforzaremos algunos conceptos generales, daremos una breve descripción del documento Excel y finalmente podrán obtener el documento en los enlaces habilitados.

Concepto de Módulo de Finura M.F.

El Módulo de Finura (MF) es un índice adimensional que expresa el grado de fineza o grosor de un agregado a partir de los resultados del análisis granulométrico por tamizado. Se obtiene sumando los porcentajes retenidos acumulados en una serie normalizada de tamices y dividiéndolos entre 100.

Este parámetro permite clasificar el agregado según su distribución de tamaños y sirve como criterio de control para ajustar la dosificación de mezclas de hormigón y morteros, ya que influye directamente en la trabajabilidad, demanda de agua, cohesión y resistencia de la mezcla. El MF no representa una característica física del material, sino una medida estadística derivada del patrón granulométrico del agregado. Pueden encontrar información relacionada a continuación: Módulo de Finura (Módulo Granulométrico): Qué es, cómo se calcula y su importancia

Cálculo del Módulo de Finura o Módulo Granulométrico de Agregados con Excel

Los datos a ingresar son los de las celdas en color blanco:

– Pesos específico del agregado fino y grueso
– Peso seco de los agregados finos y gruesos
– El porcentaje retenido de agregado grueso y fino en los tamices definidos (Verificar Norma ASTM C33)

Los resultados que se obtendrán del procesamiento de los datos anteriores son:

– Módulo de Finura del Agregado Fino
– Módulo de Finura del Agregado Grueso
– Módulo de Finura de los Agregados Combinados

Recomendaciones de Uso Responsable de la Planilla Excel de Ingeniería Civil

• El presente Excel para calcular el Módulo de Finura (Módulo Granulométrico) está diseñado como una herramienta de apoyo para agilizar el procesamiento de datos granulométricos y reducir errores en el cálculo. Sin embargo, su uso debe complementarse siempre con un estricto control de calidad en laboratorio.
• Se recomienda que el usuario verifique la correcta calibración de tamices, la precisión de los pesajes, el adecuado secado del material y el cumplimiento riguroso de la norma ASTM C136 y ASTM C33. Además, es importante revisar que los datos ingresados correspondan al ensayo real y que los resultados generados por la planilla sean coherentes con la distribución granulométrica obtenida experimentalmente.
• El Excel no sustituye el criterio profesional del ingeniero; más bien, funciona como un soporte técnico para optimizar la interpretación de resultados y estandarizar la presentación de informes.

Puedes obtener el documento a continuación: Descargar Excel para Calcular el Módulo de Finura (Módulo Granulométrico) de Agregados.

Esta herramienta es ideal para estudiantes, técnicos y profesionales que buscan agilizar el procesamiento de ensayos de laboratorio y asegurar la trazabilidad de sus resultados en proyectos de concreto, pavimentos y geotecnia.

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Las probetas cilíndricas estándares (generalmente 150×300 mm) se ensayan en una máquina de compresión calibrada, registrando la carga máxima soportada, a partir de la cual se calcula la resistencia a la compresión. Contar con una planilla Excel automatizada permite realizar el cálculo de f’c de manera rápida y con trazabilidad, integrando datos como dimensiones, área, carga aplicada y edad de ensayo.

Ensayo de Resistencia a la Compresión de Probetas Cilíndricas de Concreto (ASTM C39)

El Ensayo de Resistencia a la Compresión (ASTM C39) es el método estándar utilizado para determinar la capacidad del concreto endurecido para soportar cargas axiales. El procedimiento consiste en someter probetas cilíndricas, moldeadas y curadas bajo condiciones controladas, a una carga de compresión aplicada de forma continua hasta producir la falla del material.

Las probetas más comunes son de 150 × 300 mm, y se ensayan generalmente a edades de 7, 14 y 28 días, dependiendo del control de calidad requerido. La máquina de ensayo debe estar calibrada, aplicar la carga a velocidad uniforme y contar con platos de compresión alineados para asegurar una distribución correcta de esfuerzos.

Durante el ensayo se registra la carga máxima soportada, que se divide entre el área transversal corregida para obtener la resistencia a la compresión (f’c). El método también establece criterios sobre la preparación de los extremos, la alineación de la probeta, el tipo de falla y la validez de los resultados. Este ensayo es fundamental para verificar la calidad del concreto, evaluar la conformidad con las especificaciones de diseño del hormigón y garantizar la seguridad y durabilidad de las construcciones.

Ensayo de Resistencia a la Compresión de Probetas Cilíndricas de Concreto con Excel ASTM C39

En la Planilla Excel de Laboratorio, los datos a ingresar son los marcados en color Azul, entre los que podemos citar:

• Información general del proyecto, del elemento, y del ensayo
• Estructura
• Tipo de Hormigón
• Slump – Revenimiento
• Temperatura del concreto y ambiental
• Peso de la Probeta cilíndrica
• Diámetro y Altura de la Probeta Cilíndrica
• Fecha del Ensayo de Compresión
• Edad del Hormigón
• Lectura de la Prensa de compresión
• Tipo de Falla

Entre los cálculos intermedios y resultados finales están:

– El área y volumen de la probeta cilíndrica
– La densidad del cilindro de hormigón
– La Resistencia del Hormigón en Kilogramos sobre centímetro cuadrado (Kg/cm2)
– Factor de corrección en función a la edad del hormigón
– Resistencia Proyectada a los 28 días

Adicionalmente puede registrar el tipo de rotura según:

1: Conos relativamente bien formados en ambas bases, menos de 25 mm de grietas entre capas

2: Cono bien formado sobre una base, grietas verticales a través de las capas, pero no bien definido en la otra base

3: Se presenta cuando las caras de aplicación de carga del espécimen están ligeramente fuera de las tolerancias de paralelismo establecidas o por ligeras desviaciones en el centrado de la probeta respecto al eje de carga de la máquina

4: Fractura diagonal sin grietas en las bases. Golpear con martillos para diferencias del tipo 1

5: Grietas verticales columna res en ambas bases. Conos no bien formados.

6: Otro tipo. Esquematizar

Recomendaciones de Uso Responsable del Excel de Ingeniería Civil

Para garantizar resultados confiables en el cálculo de resistencia a la compresión de probetas cilíndricas ASTM C39, se recomienda utilizar esta planilla Excel de manera responsable y conforme a criterios técnicos de laboratorio:

• Verifique la calibración de la máquina de compresión, ya que la carga aplicada es el dato crítico para determinar la resistencia real del concreto.
• Ingrese correctamente las dimensiones de la probeta (diámetro y altura); pequeños errores en el diámetro generan variaciones significativas en el área y por tanto en el f’c.
• Asegure que los extremos de la probeta estén adecuadamente preparados (capping o lijado) antes del ensayo, ya que la planilla asume una transmisión uniforme de carga.
• Registre la edad exacta del ensayo, útil para interpretar resultados y compararlos con especificaciones de obra.
• Utilice la planilla como herramienta complementaria, nunca como sustituto del criterio técnico ni de las normas ASTM aplicables.
• Mantenga un archivo ordenado y trazable de los ensayos, incluyendo fecha, lote del concreto, curado y condiciones de ensayo

Estas recomendaciones permiten que la Planilla Excel ASTM C39 se convierta en un apoyo confiable para laboratorios, estudiantes y profesionales que requieren cálculos rápidos y precisos.

Puede descargar la Planilla Excel para Ensayo de Resistencia a la Compresión de Concreto ASTM C39 desde: Descargar Excel para Cálculo de f’c según ASTM C39. El archivo está diseñado para uso práctico en laboratorios de materiales, obras civiles, instituciones educativas y consultoras, ofreciendo una herramienta rápida, confiable y alineada con la metodología de la norma ASTM C39.

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En la práctica profesional, este ensayo es fundamental para evaluaciones de estructuras existentes, control de calidad en obra y verificaciones comparativas de uniformidad del concreto.

Con el fin de facilitar el procesamiento de resultados y el cumplimiento de la norma, presentamos una Hoja de Cálculo Excel automatizada para el ensayo de Esclerometría ASTM C805-97, diseñada especialmente para ingenieros civiles, técnicos de laboratorio y estudiantes de ingeniería. El archivo permite registrar lecturas, calcular promedios, correlacionar rebotes con resistencia estimada; generando un reporte listo para uso técnico o académico. En primera instancia reforzaremos algunos conceptos, para posteriormente compartir el documento Excel.

Método de Ensayo para Determinar el Número de Rebote del Concreto Endurecido – Ensayo de Esclerometría (Schmidt Hammer o Rebound Hammer)

El ensayo de esclerometría es un método no destructivo utilizado para evaluar indirectamente la resistencia a la compresión del concreto endurecido, mediante la determinación del número de rebote (Índice de rebote) producido por el impacto controlado de un martillo de resorte sobre la superficie del concreto.

Principio del ensayo de Esclerometría

El principio fundamental del método consiste en que la energía de rebote del émbolo del martillo Schmidt después de golpear el concreto está relacionada con la dureza superficial del material. Cuanto mayor sea la dureza o densidad superficial, mayor será el número de rebote (índice de rebote) registrado en la escala del aparato.

Objetivo del ensayo de Esclerometría

El objetivo del método es determinar la uniformidad del concreto, estimar su resistencia a compresión in situ, y detectar zonas con posibles deficiencias de consolidación o curado. No sustituye a los ensayos destructivos, pero constituye una herramienta de diagnóstico rápido en obras, estructuras existentes o elementos donde no es posible extraer testigos.

Alcances y limitaciones del Ensayo de Esclerometría

Es un ensayo rápido, económico y portátil, ideal para evaluaciones preliminares y control de uniformidad. Sus resultados dependen fuertemente de la textura superficial, la humedad, la edad y el tipo de agregado, por lo que deben interpretarse con precaución.

Para estimaciones confiables, las curvas de calibración deben desarrollarse experimentalmente para el concreto en estudio.

Hoja de Cálculo Excel para Ensayo de Esclerometría

El documento Excel compartido, indica que se deben ingresar los datos marcados en color azul, citamos los siguientes:

• Elemento a Analizar
• Edad del Concreto en días
• Resistencia característica del diseño
• Número de tomas
• Número de disparos
• Índice de Rebote
• Factor de corrección

Los resultados producto de cálculos realizados en función a la información ingresada son los siguientes:

• Resistencia característica sin corrección
• Resistencia característica con corrección
• Valor diferido del promedio de índice de rebote
• Observación del del ensayo individual

Otra información que se consigna en la planilla Excel es la siguiente:

• Datos del martillo (Identificación, No de serie, orientación)
• Descripción del área de Ensayo (Características de la superficie, Altura del ensayo, tipo de material, condición de curado, tipo de exposición ambiental, temperatura)

Los resultados finales del ensayo de esclerometría mostrados en el documento Excel son:

• Grafica comparativa del índice de rebote del concreto endurecido
• Número de tomas validas
• Índice de rebote promedio
• Resistencias características calculadas (Con y Sin corrección)

Recomendaciones de Uso Responsable del Excel de Ingeniería Civil

El presente archivo Excel de Esclerometría ASTM C805-97 ha sido elaborado para su uso con fines académicos o de apoyo técnico para ingenieros civiles, laboratoristas y estudiantes de ingeniería.

• Su estructura automatizada permite registrar, procesar y analizar los resultados del ensayo de rebote del concreto conforme a los lineamientos de la norma, facilitando la interpretación y elaboración de informes.
• Se recomienda utilizar esta herramienta con criterio técnico y supervisión profesional, verificando siempre que los parámetros de correlación correspondan al tipo de concreto, condiciones ambientales y edad del material evaluado.
• Los resultados obtenidos deben considerarse como una estimación referencial, y no sustituyen en ningún caso los ensayos destructivos de resistencia a compresión ni las pruebas de control de calidad exigidas por la normativa vigente.
• El usuario asume la responsabilidad de actualizar, verificar, adaptar o complementar las fórmulas y correlaciones según la realidad del proyecto o los procedimientos del laboratorio correspondiente.

Puedes descargar la Hoja Excel de Esclerometría ASTM C805-97 en el siguiente enlace y aplicarla en tus evaluaciones de resistencia del concreto in situ, en actividades de control de calidad, inspección de estructuras existentes o validación de uniformidad del concreto: Descargar Excel de Ensayo de Esclerometría – ASTM C805-97

Esta herramienta forma parte de los recursos gratuitos o de ingeniería civil en formato Excel disponibles libremente en IngeCivil.net, orientados a facilitar el trabajo técnico en campo y laboratorio bajo normas locales o internacionales.

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