Análisis comparativo de los principales métodos de diseño de mezclas existentes, para concretos de relaciones agua - cemento 0.55 y 0.60

Abstract

A nivel internacional, la correcta selección y dosificación de los materiales del concreto es crucial para garantizar economía, seguridad y funcionalidad en la construcción. Los métodos de dosificación varían según la ubicación geográfica y el tipo de edificación. Aunque el ACI y el Eurocódigo son ampliamente utilizados, alcanzar un equilibrio óptimo entre materiales sigue siendo un desafío debido a las propiedades individuales de cada componente. En Perú, el método ACI predomina, aunque estudios internacionales han demostrado su menor eficiencia en comparación con otros métodos. Las investigaciones nacionales buscan incorporar nuevos métodos de diseño para mejorar la calidad del concreto en la industria. Sin embargo, estos métodos han mostrado desventajas, como mayor consumo de materiales, requisitos físico-mecánicos insuficientes y prescripciones complejas, lo que refuerza el uso continuo del ACI debido a su claridad metodológica y racionalidad en el uso de materiales. Esta tesis compara cinco métodos de diseño de mezcla con el ACI en términos de optimización de materiales y propiedades físico-mecánicas. Se utilizó una metodología cuantitativa, aplicada y experimental, con fichas de registro de datos. Los resultados muestran que todos los métodos optimizaron materiales, reduciendo costos frente al ACI. El método ICPA presentó el mayor ahorro, con un costo 11% menor. En estado fresco, el método EBCS logró mejores propiedades de asentamiento, mientras que el IS obtuvo mayor resistencia a la compresión a 28 días, reduciendo en 11% la demanda de agua y aumentando en 27% el uso de agregado fino, lo que mejoró su desempeño estructural.

Internationally, the correct selection and proportioning of concrete materials are crucial to ensuring economy, safety, and functionality in construction. Proportioning methods vary by geographic location and building type. Although ACI and Eurocode are widely used, achieving an optimal balance between materials remains a challenge due to the individual properties of each component. In Peru, the ACI method predominates, although international studies have shown its lower efficiency compared to other methods. National research seeks to incorporate new design methods to improve concrete quality in the industry. However, these methods have shown disadvantages, such as increased material consumption, insufficient physical- mechanical requirements, and complex specifications. This reinforces the continued use of ACI due to its methodological clarity and rational use of materials. This thesis compares five mix design methods with ACI in terms of material and physical–mechanical property optimization. A quantitative, applied, and experimental methodology was used, with data record sheets. The results show that all methods optimized materials, reducing costs compared to ACI. The ICPA method showed the greatest savings, with an 11 % lower cost. In the fresh state, the EBCS method achieved better slump properties, while the IS method obtained higher 28–day compressive strength, reducing water demand by 11 % and increasing the use of fine aggregate by 27 %, which improved its structural performance.