fundamentos dl concreto y los materiales para su elaboracion

5/26/2018 Fundamentos Dl Concreto y Los Materiales Para Su Elaboracion

1/74

FUNDAMENTOS DL CONCRETO Y LOS MATERIALES PARA SUELABORACION

1.- INTRODUCCION: LA TECNOLOGIA DEL CONCRETO Y SUS ANTCEDENTSEN EL PERU

1. .- La Tecnologa del Concreto : Conceptos Generales

En el campo de la ingeniera que abarca el concepto de conocimientos cientficosorientados hacia la aplicacin tcnica, prctica y eficiente del concreto en laconstruccin. En su desarrollo y utilizacin intervienen varias cienciasinterrelacionadas, como son la Fsica, la Qumica, las Matemticas y la

investigacin experimental.

A diferencia de otros campos de la ingeniera en que se puede ejercer un controlbastante simple sobre los parmetros que intervienen en un fenmeno , en laTecnologa del Concreto cada elemento que interviene bien sea el cemento, elagua, los agregados, los aditivos, y las tcnicas de produccin, colocacin, curadoy mantenimiento, representan parmetros particulares a estudiar y controlar demodo que puedan trabajar eficientemente de manera conjunta en la aplicacinprctica que deseamos.

Generalmente tenemos una serie de limitaciones en cuanto a modificar a nuestravoluntad las caractersticas de los aspectos que intervienen en el diseo yproduccin del concreto, por lo que cada caso supone una solucin particular, enla que tiene importancia preponderante la labor creativa de los profesionales quetienen a su cargo definirla e implementarla en la prctica, ya que paradjicamente,los ingredientes de un concreto bueno y uno malo son en general los mismos, porlo que no es un tarea simple el disear y producir concreto de buena calidad.

En este punto, es necesario establecer que el concepto de buena calidad es aquelque satisface eficientemente los requisitos de trabajabilidad, colocacin,compactacin, resistencia, durabilidad y economa que nos exige el caso singularque estamos enfrentando.


2/74

Afortunadamente, la acumulacin a nivel mundial de casi un siglo deconocimientos cientficos sobre el concreto y sus componentes, nos provee de lasherramientas para afrontar y solucionar la mayora de problemas de laconstruccin moderna.

Un aspecto conceptual muy importante en cuanto a la Tecnologa de Concretomoderna reside en la necesidad de la investigacin e innovacin permanentes eneste campo.

Si tenemos la curiosidad de acceder a la gran cantidad de bibliografa disponibleprocedente de instituciones como American Concrete Institute, el Comit Europeodel Concreto y el Japan Concrete Institute entre otros, apreciaremos que el mayor

esfuerzo se centra en seguir investigando en este campo, con igual o mayornfasis que sobre los mtodos de anlisis o diseo estructural, por cuanto an nose dan por resueltos todos los fenmenos y problemas inherentes al diseo yproduccin de concreto y cada da surgen otros como consecuencia del desarrollode las necesidades humanas.

2. .- Antecedentes y realidades de la Tecnologa del Concreto en elPer

La Tecnologa del Concreto a nivel mundial ha venido ligada a la historia delcemento y el desarrollo de la Ingeniera Civil, y en el Per sucedi algo similar.

Pese a que desde la poca de los egipcios, griegos y romanos se empleabancementos naturales rudimentarios, es recin a mediados del siglo XIX que se iniciaen Europa la Produccin moderna del cemento, su uso universal y con ello el iniciode la Tecnologa del Concreto que tuvo su despegue final en 1916 con el profesor

Duff Abrams y sus estudios sobre la relacin Agua/Cemento.

En el Per hacia finales del Siglo XIX se importaba cemento en barriles de maderay las obras en concreto eran ejecutadas empricamente siendo encargadas aingenieros extranjeros o a algunos ingenieros peruanos con formacin en Europa.


3/74

Con la creacin de la especialidad de Ingeniera Civil en otras Universidades a

partir de mediados de los aos 30 (Universidad Catlica 1933), la participacincada vez mayor de profesionales graduados en el extranjero en las laboresdocentes, y la asignacin de obras importantes a empresas constructorasperuanas, se va desarrollando una Tecnologa local que ha contado la mayora delas veces con aportes annimos de grandes profesionales nacionales que con laslimitaciones de nuestra realidad han hecho posible obras que an perduran.

En el ao 1915 llega al Per la compaa constructora norteamericana FoundationCo. para ejecutar entre muchas obras el terminal martimo del Callao y la

pavimentacin de Lima, entre cuyas obras principales estuvo la carretera Lima-Callao (antigua Av. Progreso, hoy Av. Venezuela) para lo cual trae los primeroshornos para fabricacin de cemento, con lo que se inicia la Tecnologa delconcreto local El ao 1916, la Compaa Peruana de Cemento Portland compralos hornos a la Foundation e instala en el Rmac la primera fbrica de cementocomercial del Per (compaa Peruana de Cemento Portland) empleando materiaprima de Atocongo. Entre 1955 y 1975 se crean las fbricas de cementos Chilca,Lima, Andino, Chiclayo, Pacasmayo, Sur y Yura, que van desarrollando diferentestipos de cemento.

A partir de la dcada de los aos 70, se ha ido relegando paulatinamente ennuestro pas la importancia que tiene la Tecnologa del Concreto dentro de laIngeniera, por un lado debido a los violentos cambios polticos, sociales yeconmicos ocurridos a partir de esos aos, que distorsionaron en muchos casosla funcin de investigacin de las Universidades, y por otro, la informalidadgeneralizada, que ha ido sedimentando en muchos colegas la idea equivocada, deque cualquier persona puede hacer un buen concreto, que el concreto es unmaterial noble que puede absorber nuestros errores, o que ya todo estinvestigado en o que al concreto se refiere.

Otra realidad evidente es que pese a que nuestro pas cuenta con toda la gama declimas y condiciones ambientales, que en muchos casos son singulares no existeiniciativa local para desarrollar una Tecnologa del Concreto Nacional quecontribuya a empezar a solucionar de manera tcnica y econmica, problemas tanantiguos como son el producir concreto durable en la Sierra y el Altiplano, trabajareficientemente con agregados marginales como es el caso de nuestra Selva, osuperar las dificultades de hacer concreto en clima clido como sucede en almayor parte de la Costa.


4/74

La tradicin histrica brevemente reseada en cuanto a la Ingeniera Civil, lafabricacin del cemento en el Per y consecuentemente la Tecnologa delConcreto Nacional, nos debe hacer reflexionar en que tenemos a la mano la

posibilidad de aprender en retrospectiva de los errores y los aciertos demuchsimas obras ejecutadas que estn a la espera de ser analizadas yevaluadas con el criterio de grandes laboratorios a escala natural, y desde otraperspectiva cada nueva obra debe constituir un aporte mas en el desarrollo deesta tecnologa, registrando difundiendo y discutiendo las soluciones Y dificultadeshalladas, e inculcando en los discpulos y colegas la necesidad de contribuir a estedesarrollo.

2.- CONCEPTOS GENERALES SOBRE EL CONCRETO

El concreto es el material constituido por la mezcla en ciertas proporciones decemento, agua, agregados y opcionalmente aditivos, que inicialmente denota unaestructura plstica y moldeable, que posteriormente adquiere una consistenciargida con propiedades aislantes y resistentes, lo que lo hace un material idealpara la construccin.

De esta definicin, se desprende que se obtiene un producto hbrido, que conjugaen mayor o menor grado las caractersticas de los componentes.

2.1.- Componentes del concreto

Se ha esbozado en forma muy superficial los ingredientes del concreto, pero paraentender completamente las propiedades y el comportamiento del producto

resultante pasaremos a evaluar de manera sucinta las caractersticas de loscomponentes:

Cemento Portland Agregados

Agua Aditivos


5/74

3.- EL CEMENTO PORTLAND

3.1.- Generalidades

Es un aglomerante hidrfilo, resultante de la calcinacin de rocas calizas,areniscas y arcillas, de manera de obtener un polvo muy fino que en presencia deagua endurece adquiriendo propiedades resistentes y adherentes.

El nombre proviene de la similitud en apariencia y el efecto publicitario quepretendi darle en el ao 1924 Joseph Apsdin un constructor ingls, al patentar unproceso de calcinacin de caliza arcillosa que produca un cemento que alhidratarse adquira segn l la misma resistencia que la piedra de la isla dePortland cerca del pueblo de Dorset.

Es en 1845, cuando se desarrolla el procedimiento industrial del cemento Portlandmoderno, que con algunas variantes persiste hasta nuestros das y que consisteen moler rocas calcreas con rocas arcillosas en cierta composicin y someter

este polvo a temperaturas sobre los 1300 C producindose lo que se denomina elclinker, constituido por bolas endurecidas de diferentes dimetros, que finalmentese muelen aadindoseles yeso para tener como producto definitivo un polvosumamente fino.

La primera fbrica de cemento Portland se establece en Francia en 1840, luego enInglaterra en 1845, en Alemania en 1855, en EE.UU. en 1871 y a partir de ah sedifunden por todo el mundo. Hacia 1950, la produccin mundial de cemento fue de250 Megatoneladas, estimndose que para fines del Siglo XX, la produccin ser

del orden de 1500 Megatoneladas.

3.2.- Composicin del cemento portland


6/74

Los componentes principales de las materias primas para la fabricacin delcemento son:

Componentes Procedencia

Oxido de Calcio (CaO) Rocas Calizas

95% Oxido de Slice (Si02) Areniscas

Oxido de Aluminio (Al203) Arcillas

Oxido de Fierro (Fe203) Arcillas, Mineral de Hierro, Pirita

Componentes Procedencia

Oxido de Magnesio, Sodio

5% Potasio, Titanio, Azufre

Fsforo y Manganeso Minerales varios

Los porcentajes tpicos en que intervienen los xidos mencionados en el cementoPortland son:

Compuesto Porcentaje

CaO 61% - 67%

Si02 20% - 27%

A1203 4% - 7%

Fe203 2% - 4%

S03 1% - 3%

MgO 1% - 5%

K20 y Na20 0.25% - 1.5%


7/74

Luego del proceso de formacin del clinker y molienda final, se obtienen lossiguientes compuestos que son los que definen el comportamiento del cementohidratado y que estableceremos con su frmula qumica, abreviatura y nombre

corriente:

a.Silicato Triclcico (3CaO.Si02C3SAlita)

Define la resistencia inicia! (en la primera semana) y tiene mucha importancia enel calor de hidratacin.

b.Silicato Diclcico (2CaO.SiO2C2SBelita)

Define la resistencia a largo plazo y tiene incidencia menor en el calor dehidratacin.

c.Aluminato Triclcico (3CaO.A1203

C3A)

Aisladamente no tiene trascendencia en la resistencia, pero con los silicatoscondicionan el fraguado violento actuando como catalizador, por lo que esnecesario aadir yeso en el proceso (3% - 6%) para controlarlo. Es responsablede la resistencia del cemento a los sulfatos ya que al reaccionar con estos produceSulfoaluminatos con propiedades expansivas.

d.Alumino-FerritoTetraclcico (4CaO.Al203.Fe203 C4AFCelita) tienentrascendencia en la velocidad de hidratacin y secundariamente en el calor dehidratacin.

e. Oxido de Magnesio (MgO)


8/74

Pese a ser un componente menor, tiene importancia pues para contenidosmayores deI 5% trae problemas de expansin en la pasta hidratada y endurecida.

f.Oxido de Potasio y Sodio (K20, Na20

Alcalis)

Tienen importancia para casos especiales de reacciones qumicas con ciertosagregados, y los solubles en agua contribuyen a producir eflorescencias conagregados calcreos.

g. xidos de Manganeso y Titanio (Mn203, Ti02)

El primero no tiene significacin especial en las propiedades del cemento, salvo en

su coloracin, que tiende a ser marrn si se tienen contenidos mayores del 3%. Seha observado casos donde los contenidos superan el 5% se obtiene disminucinde resistencia a largo plazo. El segundo influye en la resistencia, reducindolapara contenidos superiores a 5%. Para contenidos menores, no tiene mayortrascendencia.

De los compuestos mencionados, los silicatos y aluminatos constituyen oscomponentes mayores habiendo sido establecidos por Le Chatelier en 1887. En1929 R.H. Bogue define las frmulas para el clculo de los componentes del

cemento en base a la composicin de xidos y que han sido asumidas comonorma por ASTM C-150., permitiendo una aproximacin prctica alcomportamiento potencial de cualquier cemento sin mezclas.

3.3.- Mecanismos de Hidratacin

Se denomina hidratacin al conjunto de reacciones qumicas entre el agua y los

componentes del cemento, que llevan consigo el cambio del estado plstico alendurecido, con las propiedades inherentes a los nuevos productos formados. Loscomponentes ya mencionados anteriormente, al reaccionar con el agua formanhidrxidos e hidratos de Calcio complejos.

Dependiendo de la temperatura, el tiempo y la relacin entre la cantidad de agua ycemento que reaccionan se pueden definir los siguientes estados:


9/74

3.3.1.- Plstico

Unin del agua y el polvo de cemento formando una pasta moldeable. Cuantomenor es la relacin Agua/Cemento, mayor es la concentracin de partculas decemento en la pasta compactada y por ende la estructura de los productos dehidratacin es mucho ms resistente.

El primer elemento en reaccionar es el Aluminato Tricalsico, y posteriormente lossilicatos y el Aluminato-Ferrito Tetracalsico, caracterizndose el proceso por ladispersin de cada grano de cemento en millones de partculas. La accin del

yeso contrarresta la velocidad de las reacciones y en este estado se produce loque se denomina el perodo latente o de reposo en que las reacciones se atenan,y dura entre 40 y 120 minutos dependiendo de la temperatura ambiente y elcemento en particular.

3.3.2.- Fraguado inicial

Condicin de la pasta de cemento en que se aceleran las reacciones qumicas,empieza el endurecimiento y la prdida de la plasticidad, midindose en trminosde la resistencia a deformarse. Es la etapa en que se evidencia el procesoexotrmico donde se genera el denominado calor de hidratacin, que esconsecuencia de las reacciones qumicas descritas.

Se forma una estructura porosa llamada gel de Hidratos de Silicatos de Calcio(CHS o Torbemorita), con consistencia coloidal intermedia entre slido y lquidoque va rigidizndose cada vez ms en la medida que se siguen hidratando lossilicatos.

Este perodo dura alrededor de tres horas y se producen una serie de reaccionesqumicas que van haciendo ms estable con el tiempo al gel CHS.

En esta etapa la pasta puede remezclarse sin producirse deformacionespermanentes ni alteraciones en la estructura que an est en formacin


10/74

3.3.3.- Fraguado Final

Se obtiene al trmino de la etapa de fraguado inicial, caracterizndose porendurecimiento significativo y deformaciones permanentes. La estructura del gelest constituida por el ensamble definitivo de sus partculas endurecidas.

3.3.4.- Endurecimiento

Se produce a partir del fraguado final y es el estado en que se mantienen eincrementan con el tiempo las caractersticas resistentes.

La reaccin predominante es la hidratacin permanente de los silicatos de calcio, yen teora contina de manera indefinida.

Es el estado final de la pasta, en que se evidencian totalmente las influencias de lacomposicin del cemento.

Durante el proceso de hidratacin, el volumen externo de la pasta se mantienerelativamente constante, sin embargo, internamente el volumen de slidos seincrementa constantemente con el tiempo, causando la reduccin permanente dela porosidad, que est relacionada de manera inversa con la resistencia de lapasta endurecida y en forma directa con la permeabilidad.

Para que se produzca la hidratacin completa se necesita la suficiente cantidad deagua, la temperatura adecuada y tiempo, y de aqu es donde se desprende elconcepto fundamental del curado, que consiste en esencia en procurar estos treselementos para que el proceso se complete.

Un concepto bsico que nos permitir entender el comportamiento del concreto,reside en que el volumen de los productos de hidratacin siempre es menor que la

suma de los volmenes de agua y cemento que los originan debido a que porcombinacin qumica el volumen de agua disminuye en alrededor de un 25%, loque trae como consecuencia la contraccin de la pasta endurecida.

Otro concepto importante que hay que tomar en cuenta es que est demostradoque la relacin Agua/Cemento mnima para que produzca la hidratacin completadel cemento es del orden de 0.35 a 0.40 en peso dependiendo de cada casoparticular.


11/74

3.4.- Tipos de Cemento y sus aplicaciones

Los Tipos de cementos portland que podemos calificar de stndard, ya que sufabricacin est normada por requisitos especficos son:

Tipo IDe uso general, donde no se requieren propiedades especiales..

Tipo IIDe moderada resistencia a los sulfatos y moderado calor de hidratacin.

Para emplearse en estructuras con ambientes agresivos y/o en

vaciados masivos.

Tipo IIIDesarrollo rpido de resistencia con elevado calor de hidratacin. Para usoen clima fro o en los casos en que se necesita adelantar la puestaen servicio de las estructuras.

Tipo IVDe bajo calor de hidratacin. Para concreto masivo.

Tipo VAlta resistencia a los sulfatos. Para ambientes muy agresivos.

Cuando a los tres primeros tipos de cemento se les adiciona el sufijo A (p.e TipolA) significa que son cementos a los que se les ha aadido incorporadores de aireen su composicin, manteniendo las propiedades originales.

Es interesante destacar los cementos denominados mezclados o adicionadosdado que algunos de ellos se usan en nuestro medio:

Tipo ISCemento al que se ha aadido entre un 25% a 70% de escoria de altoshornos referido al peso total.


12/74

Tipo ISMCemento al que se ha aadido menos de 25% de escoria de altoshornos referido al peso total.

Tipo IPCemento al que se le ha aadido puzolana en un porcentaje que oscilaentre el 15% y 40 % del peso total.

Tipo IPMCemento al que se le ha aadido puzolana en un porcentaje menor de15% del peso total.

Todos estos cementos tienen variantes en que se les aade aire incorporado

(sufijo A), se induce resistencia moderada a los sulfatos (sufijo M), o se modera elcalor de hidratacin (sufijo H).

Las puzolanas son materiales inertes silceos y/o aluminosos, que individualmentetienen propiedades aglomerantes casi nulas, pero que finamente molidas y alreaccionar qumicamente con hidrxidos de Calcio y agua adquieren propiedadesaglomerantes. Las puzolanas se obtienen por lo general de arcillas calcinadas,tierras diatomceas, tufos y cenizas volcnicas, y de residuos industriales comocenizas voltiles, ladrillo pulverizado, etc.

La particularidad de reemplazar parte del cemento por estos materiales, estriba encambiar algunas de sus propiedades, como son el aumentar los tiempos deduracin de los estados mencionados anteriormente, retrasar y/o disminuir eldesarrollo de resistencia en el tiempo, reducir la permeabilidad, mayor capacidadpara retener agua, mayor cohesividad, incremento de los requerimientos de aguapara formar la pasta, menor calor de hidratacin y mejor comportamiento frente ala agresividad qumica.

Hay que tener muy presente que la variacin de estas propiedades no siempreser conveniente dependiendo del caso particular, por lo que no se puede tomar alos cementos puzolnicos o la inclusin de puzolana como una panacea, ya queson muy sensibles a las variaciones de temperatura los procesos constructivos ylas condiciones de curado.


13/74

Para fines de diseo de mezclas hay que tener en cuenta que los cementosstandard tienen un peso especfico de 3,150 Kg/m3y los cementos puzolnicosson mas livianos con pesos especficos entre 2850 y 3,000 Kg/m 3.

3.5.- Tipos de Cemento que se fabrican en el Per

En la actualidad se fabrican en el Per los cementos Tipo I, II, V, IP y Tipo IPM.

Es interesante anotar que en general los cementos nacionales siguen loscomportamientos tpicos a largo plazo que es factible esperar de cementos

similares fabricados en el extranjero, sin embargo la experiencia en el uso de ellosy la variabilidad que se puede apreciar nos permite afirmar que las propiedades acorto plazo no siempre mantienen parmetros constantes, por lo que nunca debeconfiarse a priori en ellas sin efectuar pruebas de control.

Por otro lado, los fabricantes locales tienen mucha experiencia en la elaboracinde cemento, pero ninguno la tiene en la aplicacin prctica de este material en laproduccin de concreto dado que muy rara vez recopilan estos datos, por lo quees muy poca la informacin que pueden aportar en ese sentido, y adems, hay

usualmente mucha reticencia para suministrar resultados de sus controles decalidad.

Como comentario adicional habra que decir que la introduccin de los cementosPuzolnicos y Puzolnicos modificados en nuestro medio ha trado beneficiosdesde el punto de vista que tienen ventajas referidas a durabilidad, pero estasventajas no son del todo aprovechadas por cuanto no ha habido la suficientedifusin y labor didctica en cuanto a las consideraciones para su dosificacin, loque trae como consecuencia deficiencias en su utilizacin.

3.6.- Condiciones de Control y almacenaje en obra y sus consecuencias.

Lo mencionado en relacin a los cementos nacionales nos hace reflexionar en lanecesidad de tratar en lo posible de hacer en obra un seguimiento estadstico del


14/74

tiempo y condiciones de almacenaje, as como de la calidad del cemento que seemplea.

Una buena prctica la constituye el ejecutar anlisis qumicos en un laboratorioconfiable cada 500 Toneladas de cemento para el caso de obras grandes, y

solicitar regularmente a los fabricantes certificados con resultados de su control decalidad. En ningn caso la muestra obtenida debe ser menor de 5 Kg.

En cuanto a las condiciones de almacenaje, es recomendable limpiar confrecuencia los silos metlicos de depsito sobre todo en climas de humedadrelativa alta, pues se produce hidratacin parcial del cemento adherido a lasparedes, y que con el uso del silo ocasiona que se desprendan trozos endurecidosy se mezclen con el cemento fresco causando problemas en la uniformidad de laproduccin del concreto.

En el caso de cemento en bolsas el concepto es similar en cuanto a protegerlas dela humedad, bien sea aislndolas del suelo o protegindolas en ambientescerrados.

Una manera prctica de evaluar si ha habido hidratacin parcial del cementoalmacenado, consiste en tamizar una muestra por la malla No. 100, segn laNorma ASTM C-184. pesando el retenido, el cual referido al peso total, nos da unorden de magnitud de la porcin hidratada. El porcentaje retenido sin haberhidratacin oscila usualmente entre 0 y 0.5%

Si recordamos los conceptos referidos al mecanismo de hidratacin podemosestimar qu si usamos cemento parcialmente hidratado, estaremos sustituyendoen la prctica una parte del agregado por cemento endurecido con caractersticasresistentes inciertas y definitivamente inferiores a la de la arena y la piedra, quecausar zonas de estructura dbil, cuya trascendencia ser mayor cuanto mayorsea la proporcin de estas partculas.

Se puede estimar que el empleo de cemento hidratado en un 30% referido al pesototal, con grnulos no mayores de trae como consecuencia una reduccin en la

resistencia a los 28 das del orden del 25%, dependiendo del cemento enparticular.

Es obvio que porcentajes hidratados mayores, con partculas de tamao superior a ocasionarn perjuicios mas negativos en la resistencia y durabilidad.

Finalmente hay que aclarar que en cuanto al almacenaje, el criterio correcto paraevaluar la calidad del cemento no es el tiempo que ha estado almacenado sino las


15/74

condiciones de hidratacin del cemento al cabo de ese perodo, por lo que loaconsejable es tomar las previsiones para evitar o retrasar la hidratacin desde uninicio, en vez de dejar pasar el tiempo sin ninguna precaucin y entrar luego en lascomplicaciones de evaluar si estar apto o no para usarse.

4.- AGUA DE MEZCLA

Ya hemos visto que el agua es el elemento indispensable para la hidratacin delcemento y el desarrollo de sus propiedades, por lo tanto este elemento debecumplir ciertos requisitos para llevar a cabo su funcin en la combinacin qumica.

El agua de mezcla en el concreto tiene tres funciones principales: 1) Reaccionar

con el cemento para hidratarlo, 2) Actuar como lubricante para contribuir a latrabajabilidad del conjunto y 3) Procurar la estructura de vacos necesaria en lapasta para que los productos de hidratacin tengan espacio para desarrollarse.Por lo tanto, la cantidad de agua que interviene en la mezcla de concreto esnormalmente por razones de trabajabilidad, mayor de la necesaria para lahidratacin del cemento.

El problema principal del agua de mezcla reside en las impurezas y la cantidad destas, que ocasionan reacciones qumicas que alteran el comportamiento normal

de la pasta de cemento.

Una regla emprica que sirve para estimar si determinada agua sirve o no paraemplearse en la produccin de concreto, consiste en establecer su habilidad parael consumo humano, ya que lo que no daa al hombre no daa al concreto.

En este sentido, es interesante distinguir el agua potable en trminos de losrequerimientos nominales establecidos por los organismos que regulan suproduccin y uso, y el agua apta para consumo humano, ya que los

requerimientos aludidos normalmente son mucho ms exigentes de lo necesario.

Como dato interesante, es una evidencia que en el Per muy pocas aguaspotables cumplen con las limitaciones nominales indicadas, sobre todo en lo quese refiere al contenido de sulfatos y carbonatos, sin embargo sirven para elconsumo humano y consecuentemente para el concreto, por lo que no debecometerse el error de establecer especificaciones para agua que luego no sepueden satisfacer en la prctica.


16/74

No existe un patrn definitivo en cuanto a las limitaciones en composicin qumicaque debe tener el agua de mezcla, ya que incluso aguas no aptas para elconsumo humano sirven para preparar concreto y por otro lado depende muchodel tipo de cemento y las impurezas de los dems ingredientes.

Los efectos ms perniciosos que pueden esperarse de aguas de mezcla conimpurezas son: retardo en el endurecimiento, reduccin de la resistencia, manchasen el concreto endurecido, eflorescencias, contribucin a la corrosin del acero,cambios volumtricos, etc.

La Norma Nacional ITINTEC 339.088 establece como requisitos para agua demezcla y curado.

DESCRIPCION LIMITEPERMISIBLE

Slidos en suspensin 5000 ppm. Mximo

Materia orgnica 3 ppm. Mximo

Carbonatos y bicarbonatos alcalinos 1000 ppm. Mximo

Sulfatos 600 ppm. Mximo

Cloruros 1000 ppm. Mximo

PH Entre 5,5 y 8

Existe evidencia experimental que el empleo de aguas con contenidos individualesde cloruros, sulfatos y carbonatos sobre las 5,000 ppm, ocasiona reduccin de

resistencias hasta del orden del 30% con relacin a concretos con agua pura.

La materia orgnica por encima de las 1,000 ppm, reduce resistencia e incorporaaire. El criterio que establece la Norma ITINTEC 339.088 y el Comit ACI-318 paraevaluar la habilidad de determinada agua para emplearse en concreto, consiste enpreparar cubos de mortero de acuerdo con la norma ASTM C-109 usando el agua


17/74

dudosa y compararlos con cubos similares elaborados con agua potable. Si laresistencia en compresin a 7 y 28 das de los cubos con el agua en prueba no esmenor del 90% de la de los cubos de control, se acepta el agua como apta para suuso en concreto.

Finalmente, podemos concluir en que salvo casos especiales de aguascontaminadas en exceso (residuos industriales) o que los agregados o aditivoscontribuyan a incrementar notablemente las sustancias nocivas, siempre esposible usar aguas con ciertas impurezas afrontando las consecuencias yaindicadas que en la mayora de casos son manejables.

5.- AGREGADOS

5.1.- Generalidades

Se definen los agregados como los elementos inertes del concreto que sonaglomerados por la pasta de cemento para formar la estructura resistente. Ocupanalrededor de las 3/4 partes del volumen total, luego la calidad de estos tienen unaimportancia primordial en el producto final.

Estn constitudos usualmente por partculas minerales de arenisca, granito,basalto, cuarzo o combinaciones de ellos, y sus caractersticas tsicas y qumicastienen influencia en prcticamente todas las propiedades del concreto.

Se ha establecido convencionalmente la distincin entre agregado grueso (piedrachancada) y agregado fino (arena gruesa) en funcin de las partculas mayores ylas menores de 4.75 mm. (Malla Standard ASTM #4).

La distribucin volumtrica de las partculas tiene gran trascendencia en elconcreto pues, para tener una estructura densa y eficiente as como unatrabajabilidad adecuada, debe haber un ensamble casi total de manera, que lasmas pequeas ocupen los espacios entre las mayores y el conjunto est unido porla pasta de cemento.


18/74

5.2.- Caractersticas fsicas de los agregados y los requisitos para su empleoen concreto

En general son primordiales en los agregados las caractersticas de densidad,resistencia, porosidad, y la distribucin volumtrica de las partculas, que seacostumbra denominar granulometra o gradacin.

Asociadas a estas caractersticas se encuentran una serie de ensayos o pruebasstandard que miden estas propiedades para compararlas con valores dereferencia establecidos.

Es importante para evaluar estos requerimientos el tener claros algunos conceptosrelativos a ciertas caractersticas numricas.

5.2.1.- Peso especfico

Es el cociente entre el peso de las partculas dividido entre el volumen de losslidos nicamente, es decir no incluye los vacos entre ellas. Su valor paraagregados normales oscila entre 2,500 y 2,750 Kg/m3.

5.2.2 Peso unitario

Es el cociente entre el peso de las partculas dividido entre el volumen totalincluyendo los vacos. Su valor para agregados normales oscila entre 1,500 y1,700 Kg/m3.

5.2.3.- Anlisis Granulomtrico

Es la representacin numrica de la distribucin volumtrica de las partculas portamaos.


19/74

Como sera sumamente difcil medir el volumen de os diferentes tamaos departculas, se usa una manera indirecta, cual es tamizarlas por una serie de mallasde aberturas conocidas y pesar los materiales retenidos refirindolos enporcentaje con respecto al peso total. Los valores hallados se representangrficamente en un sistema coordenado semi-logartmico que permite apreciar la

distribucin acumulada. Esto es vlido mientras se trabaja con agregadosnormales, en que los pesos especficos de las partculas no difieren mucho, perocuando se trata de mezclas de agregados de pesos especficos diferentes, hayque hacer las conversaciones convenientes para que se represente realmente ladistribucin volumtrica que es la que interesa para la elaboracin de concreto.

La serie de tamices standard ASTM para concreto tiene la particularidad de queempieza por el tamiz de abertura cuadrada 3 y el siguiente tiene una aberturaigual a la mitad de la anterior. A partir de la malta 3/8 se mantiene la misma

secuencia, pero el nombre de las mallas se establece en funcin del nmero deaberturas por pulgada cuadrada.

TAMICES ESTANDAR A.S.T.M.

Denominacin

del Tamiz

Abertura en

pulgadas

Abertura en

Milmetros

3 3.00 75.00

1 1.50

37.50

0.75 19.00

3/8 0.375 9.50

N 4 0.187 4.75

N 8 0.0937 2.36

N 16 0.0469 1.18

N 30 0.0234 0.59

N 50 0.0117 0.259


20/74

N 100 0.0059 0.11475

N 200 0.0029 0.0737

5.2.4.- Mdulo de Fineza

Es un concepto sumamente importante establecido por Duff Abrarns en el ao1925 y que se define como la suma de los porcentajes retenidos acumulativos dela serie Standard hasta el Tamiz No. 100 y esta cantidad se divide entre 100. Elsustento matemtico reside en que es proporcional al promedio logartmico deltamao de partculas de una cierta distribucin granulomtrica.

La justificacin experimental que avala esto consiste en que est demostrado queindependientemente de la granulometra, los concretos con agregados de igualmdulo de fineza, mantienen las mismas condiciones de trabajabilidad yresistencia.

Debe tenerse muy claro que es un criterio que se aplica al agregado en conjunto yno slo a la arena ya que el concepto es general.

La norma ASTM C-33 establece los requisitos que deben cumplir los agregadospara usarse en concreto.

En cuanto a los requisitos qumicos, lo bsico en general es evitarcontaminaciones de manera similar al caso del agua, adems de los requisitosespecficos indicados.

Una situacin especial la constituyen los agregados denominados potencialmentereactivos con los lcalis de cemento, constitudos por minerales particulares comoalgunas andesitas, palo, etc. Que bajo ciertas condiciones de humedad,temperatura y ataque de lcalis, producen un gel expansivo que rompe laestructura interna del concreto.

En nuestro pas no hay evidencias comprobadas de reacciones de este tipo, sinembargo existen andesitas en grandes cantidades, que podran motivar que en unfuturo se presenten casos de este tipo, por lo que es importante evaluar esteriesgo al calificar agregados.


21/74

6.- ADITIVOS

Se denomina aditivo a las sustancias aadidas a los componentes fundamentalesde concreto con el propsito de modificar alguna de sus propiedades.

Todos los aditivos actan sobre el cemento y las reacciones qumicas inherentes,existiendo nicamente la excepcin de los curadores qumicos, que de algunamanera son tambin aditivos, pero que actan como barrera protectora para evitarla prdida del agua necesaria para la hidratacin del cemento.

A partir de los aos cincuenta, en que se descubren y desarrollan losincorporadores de aire, se inicia una nueva era en la Tecnologa del concreto, yaque se empiezan a investigar nuevos productos que aadidos al concreto mejorany perfeccionan sus propiedades, tales como reductores de agua, acelerantes,retardadores, plastificantes, expansivos, etc.

Es en base a esto que en la Ingeniera moderna existe la tendencia cada vez masgeneralizada de considerar los aditivos ya no como una opcin alternativa en losdiseos de mezcla sino como un ingrediente bsico ms.

En pases como el nuestro este criterio an no se llega a asimilar por completo, ya

que por razones econmicas y/o desconocimiento de estos avances se sigueoptando por no emplearlos, con las consecuencias obvias en aquellos casos enque por condiciones particulares son la mejor y quizs la nica solucin para tenerconcretos eficientes, durables, y en funcin de estos, tambin econmicos.

Los aditivos son utilizados principalmente para mejorar una o varias de lassiguientes caractersticas del concreto:

- Aumentar la trabajabilidad, sin modificar el contenido de agua.

- Acelerar el desarrollo de la resistencia en la primera edad.

- Modificar el tiempo de fragua inicial.

- Modificar la velocidad de produccin de calor de hidratacin.

- Reducir la exudacin y sangrado.


22/74

- Aumentar la durabilidad.

- Reducir la permeabilidad.

- Disminuir la segregacin.

- Reducir la contraccin.

- Mejorar la adherencia del concreto al acero.

Los aditivos que actan sobre los componentes del cemento en el proceso dehidratacin se clasifican como aditivos qumicos. Los aditivos no reactivos,compuestos por partculas muy finas como los coloides, se tipifican como aditivosfsicos.

6.1.0.-Consideraciones Previas

Es conveniente evaluar, previamente al empleo de aditivos, la posibilidad deobtener el comportamiento requerido del concreto por modificaciones en elproporcionamiento de la mezcla o la seleccin de materiales ms apropiados. Entodo caso, debe realizarse un estudio cuidadoso del costo, para determinar laopcin ms ventajosa.

Los aditivos por lo general afectan varias propiedades del concreto, tanto en suestado fresco como endurecido. Puede ocurrir que mientras una mejorefavorablemente, otras cambien en forma adversa. Por ejemplo, es bien sabido quela durabilidad del concreto se incrementa con la incorporacin del aire, pero suresistencia disminuye.

Los efectos de los aditivos sobre el concreto varan por las condicionesatmosfricas y factores intrnsecos del concreto como son: el contenido de agua,el tipo de cemento, la duracin del mezclado, etc. De esta manera, lasrecomendaciones del fabricante sobre la dosificacin del aditivo, deben sercomprobadas en las condiciones propias de la obra.

Para establecer si el empleo de un aditivo significa una ventaja econmica en elconcreto es necesario: comparar el costo de los ingredientes de la mezcla delconcreto con o sin aditivo; establecer la diferencia de costo en el manejo de losmateriales; definir los costos de control de concreto, generalmente mayores en el


23/74

caso de uso de aditivos y el costo de la colocacin, terminado y curado delconcreto, en muchos casos favorecidos por los aditivos.

Finalmente debe tenerse en cuenta que ningn aditivo puede subsanar lasdeficiencias de una mezcla de concreto mal dosificada.

6.2.0.-Aditivos Qumicos

Los aditivos qumicos son considerados en la norma de cuerdo a la siguienteclasificacin:

- Aditivo plastificante, reductor de agua; que mejora la consistencia del concreto yreduce la cantidad de agua de mezclado requerida para producir concreto deconsistencia determinada.

- Aditivo retardador, que alarga el tiempo de fraguado del concreto.

- Aditivo acelerador, que acorta el fraguado y el desarrollo de la resistencia inicialdel concreto.

- Aditivo plastificante y retardador, que reduce la cantidad de agua de mezclado

requerida para producir un concreto de una consistencia dada y retarda elfraguado.

-Aditivo plastificante y acelerador, que reduce la cantidad de agua de mezcladorequerida para producir un concreto de una consistencia dada y acelera sufraguado y el desarrollo de su resistencia, inicial.

6.3.0.-Otros Tipos de Aditivos

- lncorporadores de aire, que producen la formacin de pequeas burbujas, enreducida cantidad y uniformemente repartidas en el concreto, mejorando latrabajabilidad y durabilidad frente a la accin destructiva del congelamiento ydeshielo; con eventual reduccin de las resistencias mecnicas.


24/74

- Reguladores de deformacin para reducir al mnimo los efectos de la contraccindel concreto.

- Adhesivos, que mejoran la adherencia con la armadura de refuerzos.

- Fungicidas, germicidas e insecticidas, que evitan la formacin de bacterias yhongos en ciertas estructuras.

- Anticongelantes y antiheladizos que mejoran la resistencia del concreto en climasfros.

- Impermeabilizantes e inhibidores de corrosin.

- Tambin se consideran entre los aditivos los productos cuya accin qumicagenera burbujas de gas en el concreto fresco, disminuyendo apreciablemente ladensidad una vez endurecido.

- Asimismo, tos pigmentos, materiales inertes finamente divididos que dancoloracin a la superficie del concreto.

6.4.0.-Usos

La mayora de los aditivos se comercializa en forma de soluciones acuosas; sinembargo, algunos se venden en forma de polvos solubles en agua yeventualmente en pasta.

Los aditivos lquidos se prefieren por la ventaja de encontrarse ya diluidos yfacilitar la dosificacin, Los aditivos polvorulentos son susceptibles a la humedad yes necesario cuidar su conservacin.

Cuando se precisa emplear 2 aditivos distintos, debe evitarse la mezcla previa deambos, incorporndolos por intervalos separados a la mezcladora.

Las soluciones con el aditivo no deben entrar en contacto directo con el cemento,

por lo que se recomienda agregar el aditivo cuando los materiales y gran parte delagua se encuentre en proceso de mezclado. Debe cuidarse que el aditivo sedistribuya uniformemente en la mezcla. Para lograrlo debe aadirse un tiempoprudencial antes del trmino de la operacin.

En ocasiones, se procede a realizar una disolucin previa del aditivo en agua, paraasegurar la exactitud de la dosificacin, al incrementarse el volumen a medir.


25/74

El agua de solucin debe ser considerada como una parte del contenido total, parano alterar la relacin agua-cemento especificada.

Los resultados del uso de aditivos dependen de los sistemas de preparacin ydosificacin. Los aditivos en polvo se dosifican por peso y los aditivos lquidos porpeso o volumen. Existen en el mercado varios tipos de dosificadores, con diferentenivel de automatismo, pero en la mayora de los casos, es posible la inspeccinvisual de la cantidad dosificada.

6.5.0.-Requisitos de Comercializaci6n

El proveedor deber entregar el aditivo envasado en recipientes que aseguren suconservacin, llevando impreso con caracteres legibles, la siguiente informacin:

- La marca registrada, nombre y apellido o razn social del fabricante y delresponsable de la comercializacin del producto (representante, fraccionador,vendedor, importador, etc.).

- El tipo de aditivo, segn la clasificacin establecida en las normas.

- El contenido neto, en masa o volumen, en unidades del SI, refiriendo los

volmenes, para aditivos lquidos, a la temperatura de 20C.

- La densidad, en gramos por centmetros cbicos a 20t.

- Dosificacin mxima o mnima a emplear, de acuerdo e la propiedad que sedesea modificar.

- La fecha de fabricacin y la fecha de vencimiento.

Los aditivos no debern almacenarse por un perodo mayor de 6 meses. En casocontrario, debern efectuarse ensayos para evaluar su calidad antes de su uso.

El usuario, en el caso de emplear los aditivos en elementos de concretopretensazo, deber requerir del fabricante o su representante, constancia escritadel contenido de cloruros de aditivo expresado en concentracin de sal metlica, ysi han sido aadidos o no cloruros en su elaboracin.


26/74

7.- PROPIEDADES Y COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO

7.1.- Estructura Interna del Concreto

La estructura interna del concreto endurecido, que consiste en el aglomerante oestructura bsica constituida por la pasta de cemento y agua, que aglutina a losagregados gruesos, finos, aire y vacos, estableciendo un comportamientoresistente debido en gran parte a la capacidad de a pasta para adherirse a los

agregados y soportar esfuerzos de traccin y compresin, as como a un efectopuramente mecnico propiciado por el acomodo de las partculas inertes y suscaractersticas propias.

Una conclusin inmediata que se desprende del esquema mencionado, es que laestructura del concreto no es homognea, y en consecuencia no es isotrpica, esdecir no mantiene las mismas propiedades en diferentes direcciones.

Esto se debe principalmente a os diferentes materiales que intervienen, suvariabilidad individual as como al proceso mismo de elaboracin, en que durantela etapa en que la pasta es plstica, se posibilita el acomodo aleatorio de los

diferentes componentes hasta su ubicacin definitiva al endurecer.

Un aspecto sumamente importante en la estructura del concreto endurecido resideen a porosidad o sistema de vacos. Gran parte del agua que interviene en lamezcla, slo cumple la funcin de lubricante en el estado plstico, ubicndose enlneas de flujo y zonas de sedimentacin de los slidos, de manera que alproducirse el endurecimiento y evaporarse el agua, quedan los vacos o poros,que condicionan el comportamiento posterior del concreto para absorber lquidos ysu permeabilidad o capacidad de flujo a travs de l.

7.2.- Propiedades principales del concreto fresco

7.2.1.- Trabajabilidad


27/74

Est definida por la mayor o menor dificultad para el mezclado, transporte,locacin y compactacin del concreto. Su evaluacin es relativa, por cuantodepende realmente de las facilidades manuales o mecnicas de que se dispongadurante las etapas del proceso, ya que un concreto que puede ser trabajable bajociertas condiciones de colocacin y compactacin, no necesariamente resulta tal si

dichas condiciones cambian.

Est influenciada principalmente por la pasta, el contenido de agua y el equilibrioadecuado entre gruesos y finos, que produce en el caso ptimo una suerte decontinuidad en el desplazamiento natural y/o inducido de la masa.

Por lo general un concreto es trabajable en la mayora de circunstancias, cuandodurante su desplazamiento mantiene siempre una pelcula de mortero de al menos1/4 sobre el agregado grueso.

El mtodo tradicional de medir la trabajabilidad ha sido desde hace muchos aosel Slump

7.2.2.- El ensayo de Consistencia del Concreto

Principio del mtodo

El denominado ensayo de asiento, llamado tambin de revenimiento o slumptest, se encuentra ampliamente difundido y su empleo es aceptado paracaracterizar el comportamiento del concreto fresco.

Esta prueba, desarrollada por Duft Abrems, fue adoptada en 1921 por el ASTM yrevisada finalmente en 1978.

El ensayo consiste en consolidar una muestra de concreto fresco en un molde

troncocnico, midiendo el asiento del pastn luego de desmoldeado.

El comportamiento del concreto en la prueba indica su consistencia o sea, sucapacidad para adaptarse al encofrado o molde con facilidad, mantenindosehomogneo con un mnimo de vacos.


28/74

La consistencia se modifica fundamentalmente por variaciones del contenido delagua de mezcla. En los concretos bien proporcionados, el contenido de aguanecesario para producir un asentamiento determinado depende de varios factores:se requiere ms agua con agregados de forma angular y textura rugosa,reducindose su contenido al incrementarse el tamao mximo del agregado.

No debe confundirse el concepto de consistencia con el de trabajabilidad que ensu acepcin ms amplia expresa la propiedad del concreto para ser mezclado confacilidad, brindando un material homogneo, capaz de ser transportado, colocadoen molde sin segregar con la mayor compacidad.

En la actualidad no existe una prueba vlida para caracterizar la trabajabilidad,definida con rigor como la cantidad de trabajo interno til requerido para realizar lacompleta consolidacin del concreto. El ensayo de asiento indica uno de losfactores de la trabajabilidad, como es la consistencia.

7.2.2.1-Molde

El molde tiene forma de tronco de cono. Los dos crculos de las bases sonparalelos entre s midiendo 20 cm. y 10 cm. los dimetros respectivos. Las basesforman ngulo recto con el eje del cono. La altura del molde es de 30 cm

El molde se construye con plancha de acero galvanizado, de espesor mnimo de1.5 mm. Se sueldan al molde asas y aletas de pie, para facilitar la operacin.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/62/Cono_de_Abrams_01.jpghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/62/Cono_de_Abrams_01.jpg


29/74

Para compactar el concreto se utiliza una barra de acero liso, de 16 mm. dedimetro y 60 cm. de longitud y punta semiesfrica.

7.2.3,-Muestreo

Las muestras deben ser obtenidas al azar, por un mtodo adecuado, sin tener encuenta la aparente calidad del concreto.

Se deber obtener una muestra por cada 120 metros cbicos de concretoproducido o 500 m2 de superficie llenada y en todo caso no menos de una al da.El volumen de la muestra no ser menor de 30 litros y tomada dentro del trminode una hora inmediata a su preparacin.

En el control de la homogeneidad se deber tomar mayor nmero de muestras.

En el caso de que la muestra se obtenga al pie de la mezcladora, si el volumen delconcreto contenido en el tambor es menor de 0.5 m3, se tomar el material delcentro de la descarga. En caso de ser de mayor volumen, se formar una muestracompuesta con material correspondiente al fin del primer tercio de descarga y delinicio del ltimo tercio.

Cuando se trate de recipientes de transporte conteniendo ms de un cuarto demetro cbico, la muestra se formar mezclando porciones d diferentes partes de

los recipientes.

No deben transcurrir ms de 15 minutos entre las operaciones de muestreo ymoldeo del pastn de concreto.

7.2.4.-El Procedimiento de Ensayo

El molde se coloca sobre una superficie plana y humedecida, mantenindoloinmvil, pisando las aletas. Seguidamente se vierte una capa de concreto hasta untercio del volumen. El concreto se coloca moviendo la pala en torno del bordesuperior del molde, para asegurar la homogeneidad. Se apisona con la varille,aplicando 25 golpes, distribuidos uniformemente.


30/74

En seguida se colocan otras dos capas con el mismo procedimiento a un tercio delvolumen y consolidando, de manera que la barra penetre en la capa inmediatainferior.

La primera capa de 67 mm. de altura y la segunda a 155 mm

La tercera capa se deber llenar en exceso, para luego envasar al trmino de laconsolidacin En el caso de faltar material se aadir el concreto necesario,enrazando con la barra o cuchara de albail. Lleno y enrasado el molde, selevanta lenta y cuidadosamente en direccin vertical. Se estima que desde el iniciode la operacin hasta el trmino no deben transcurrir ms de 2 minutos; de loscuales el proceso de desmolde no toma ms de cinco segundos.

El asiento se mide con aproximacin de 5 milmetros, determinando la diferencia

entre la altura del molde y la altura media de la cara libre del cono deformado.

Se aconseja que al trmino del ensayo se golpee suavemente con la barra deapisonar una de las generatrices del cono, produciendo la cada del pastn. Conexperiencia, la observacin del comportamiento del concreto resulta de inters.Las mezclas bien dosificadas asientan lentamente sin perder su homogeneidad,revelando buena consistencia. Por el contrario, las mezclas defectuosas sedisgregan y caen por separado.

7.2.5.-Observacin del Ensayo

Es conveniente observar el comportamiento del pastn que, durante elasentamiento, permite inferir la calidad del concreto. Se han establecido tres tiposde asiento caractersticos, como sigue:

El denominado normal o verdadero, propio de mezclas ricas y con un correctodosaje de agua, en este caso el concreto, no sufre grandes deformaciones ni suselementos se separan debido al poder ligante de la pasta que cubre losagregados.

En el llamado de corte, originado por el aumento de la cantidad de agua, la pastapierde su poder de aglutinar y aumenta su calidad lubricante de los ridos, por loque los asientos son mayores y se reduce el coeficiente de rozamiento.Ocasionalmente el asentamiento no es grande pero el corte es apreciable.

Cuando el concreto es fluido y pobre en finos, es difcil que se mantenga unido yen lugar de asiento se produce rotura por derrumbamiento y algunas veces porcorte.


31/74

Cuando los ensayos no tienen la forma del asentamiento verdadero, es decir quela fuerza de deformacin es superior al lmite plstico del material, la prueba seconsidera sin valor.

7.2.6.-Limitaciones de Aplicacin

El ensayo de Abrams slo es aplicable en concretos plsticos, con asentamientoverdadero. No tiene inters en las siguientes condiciones:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c8/Cono_de_Abrams_03.jpghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c8/Cono_de_Abrams_03.jpg


32/74

- En el caso de concretos sin asentamiento; de muy alta resistencia.

- Cuando el contenido de agua es menor de 160 lts. por m3 de mezcla.

- En concretos con contenido de cemento inferior a 250 Kg/m3.

- Cuando existe un contenido apreciable de agregado grueso, de tamao mximoque sobrepasa las 2.5.

7.2.7.-El Diseo de Mezclas

Los mtodos de proporcionamiento del concreto permiten definir mezclasapropiadas para determinadas resistencias, que nicamente se obtienen en laprctica cuando el concreto se mantiene homogneo y tiene aptitud de llenar los

moldes con un mnimo de vacos. El ensayo de asiento ha demostrado ser deutilidad para evaluar la aptitud de las mezclas en la consolidacin en diferentestipos de estructuras.

El ACI en sus recomendaciones para el diseo de mezclas establece valores paracada tipo de obras:

REVENIMIENTO (cm.)

Mx. Min.

Muros y zapatas de cimentacin en concreto armado 8 2

Zapatas simples, cajones y muros 8 2

Vigas y muros de concreto armado 10 2

Columnas 10 2

Pavimentos y losas 8 2

Concreto masivo 5 2

7.2.8.-Factores Externos

La trabajabilidad del concreto se modifica con el transcurso del tiempo. El valor delasentamiento medido al pie de la mezcladora ser mayor que el obtenido luego de15 minutos, pues los agregados absorben agua que, de esta manera, no


33/74

contribuye a la plasticidad. En efecto, en el tiempo que los materiales permanecenen la mezcladora, los agregados no agotan su capacidad de absorcin.

El resultado del asentamiento del concreto se modifica con la temperatura de lamezcla e, indirectamente, por la temperatura del ambiente. El incremento de latemperatura hace disminuir el asentamiento. Por ello, para mantener elasentamiento cuando el clima es ms caluroso, habr de requerirse de unaumento de la dosificacin del agua

7.2.9.- Segregacin

La diferencia de densidades entre los componentes del concreto provoca unatendencia natural a que las partculas ms pesadas desciendan, pero en general,la densidad de la pasta con los agregados finos es slo un 20% menor que de losgruesos (para agregados normales) lo cual sumado a su viscosidad produce queel agregado grueso quede suspendido e inmerso en la matriz. Cuando laviscosidad del mortero se reduce por insuficiente concentracin de partculasgruesas se separan del mortero y se produce lo que se conoce como segregacin.En los concretos con contenidos de piedra > del 55% en peso con respecto alpeso total de agregados, es frecuente confundir la segregacin con la apariencianormal de estos concretos, lo cual es muy simple de verificar obteniendo dos

muestras de concreto fresco de sitios diferentes y comparar el contenido degruesos por lavado, que no deben diferir en mas del 6%.

7.3.1.- Exudacin

Propiedad por la cual una parte del agua de mezcla se separa de la masa y subehacia la superficie del concreto.

Es un caso tpico de sedimentacin en que los slidos se asientan dentro de lamasa plstica.

El fenmeno est gobernado por las leyes fsicas del flujo de un lquido en unsistema capilar, antes que el efecto de la viscosidad y la diferencia de densidades.Est influenciada por la cantidad de finos en los agregados y la finura del cemento,por lo que cuanto ms fina es la molienda de ste y mayor es el porcentaje de


34/74

material menor que la malla No. 100, la exudacin ser menor pues se retiene elagua de mezcla.

La exudacin se produce inevitablemente en el concreto, pues es una propiedadinherente a su estructura, luego lo importante es evaluarla y controlarla en cuantoa los efectos negativos que pudiera tener.

7.3.2.- Contraccin

Es una de las propiedades mas importantes en funcin de los problemas defisuracin que acarrea con frecuencia.

Ya hemos visto que la pasta de cemento necesariamente se contrae debido a lareduccin del volumen original de agua por combinacin qumica, y a esto se lellama contraccin intrnseca que es un proceso irreversible. Pero adems existeotro tipo de contraccin inherente tambin a la pasta de cemento y es la llamadacontraccin por secado, que es a responsable de la mayor parte de los problemasde fisuracin, dado que ocurre tanto en el estado plstico como en el endurecido sise permite a prdida de agua en la mezcla. Este proceso no es irreversible, ya quesi se repone ci agua perdida por secado, se recupera gran parte de la contraccinacaecida.

Esta propiedad es muy importante en relacin con los cambios volumtricos en elconcreto, siendo lo fundamental en esta revisin de conceptos, el tener claro queel concreto de todas maneras se contrae y si no tomamos las medidas adecuadasindefectiblemente se fisura, y en muchos casos esta fisuracin es inevitable por 10que slo resta preverla y orientarla.

7.4 Propiedades principales del concreto endurecido

7.4.1.- Elasticidad


35/74

En general, es la capacidad del concreto de deformarse bajo carga, sin tenerdeformacin permanente.

El concreto no es un material elstico estrictamente hablando, ya que no tiene uncomportamiento lineal en ningn tramo de su diagrama carga versus deformacin

en compresin, sin embargo, convencionalmente se acostumbra definir unMdulo de elasticidad esttico del concreto mediante una recta tangente a laparte del diagrama, o una recta secante que une el origen del diagrama con unpunto establecido que normalmente es un porcentaje de la tensin ltima.

Los mdulos de Elasticidad normales oscilan entre 250,000 a 350,000 Kg/cm2estn en relacin directa con la resistencia en compresin del concreto y por endela relacin agua/cemento. Conceptualmente, las mezclas ms ricas tienenmdulos de Elasticidad mayores y mayor capacidad de deformacin que lasmezclas pobres.

7.4.2.- Resistencia

Es la capacidad de soportar cargas y esfuerzos, siendo su mejor comportamiento

en compresin en comparacin con la traccin, debido a las propiedadesadherentes de la pasta de cemento.

Depende principalmente de la concentracin de la pasta de cemento, que seacostumbra expresar en trminos de la relacin Agua/Cemento en peso. Laafectan adems los mismos factores que influyen en las caractersticas resistentesde la pasta, como son la temperatura y el tiempo, aunados a un elementoadicional constitudo por la calidad de los agregados, que complementan laestructura del concreto. Un factor indirecto pero no por eso menos importante enla resistencia, lo constituye el curado ya que es el complemento del proceso dehidratacin sin el cual no se llegan a desarrollar completamente las caractersticas

resistentes del concreto.

Los concretos normales usualmente tienen resistencias en compresin del ordende 100 a 400 Kg/cm2, habindose logrado optimizaciones de diseo sin aditivosque han permitido obtener resistencias del orden de 700 Kg/cm2. Tecnologas conempleo de los llamados polmeros, constitudos por aglomerantes sintticos que


36/74

se aaden a la mezcla, permiten obtener resistencias en compresin superiores alos 1,500 Kg/cm2.

7.4.3.- Extensibilidad

Es la propiedad del concreto de deformarse sin agrietarse. Se define en funcin dela deformacin unitaria mxima que puede asumir el concreto sin que ocurranfisuraciones.

Depende de la elasticidad y del denominado flujo plstico, constitudo por ladeformacin que tiene el concreto bajo carga constante en el tiempo.

El flujo plstico tiene la particularidad de ser parcialmente recuperable, estandorelacionado tambin con la contraccin, pese a ser dos fenmenos nominalmenteindependientes.

La microfisuracin aparece normalmente alrededor del 60% del esfuerzo ltimo, ya una deformacin unitaria de 0.0012, y en condiciones normales la fisuracinvisible aparece para 0.003 de deformacin unitaria.

8.-PRUEBAS PARA EL CONCRETO

8.1.-Probetas de Concreto

De los ensayos de compresin

La manera tradicional y prctica de evaluar la resistencia y uniformidad delconcreto en las edificaciones, consiste en moldear probetas con el concretoempleado en obra, que luego son levadas a rotura en una prensa, bajo cargas decompresin.

Los resultados de ensayo muestran la dispersin del concreto debido a laheterogeneidad de sus constituyentes y a las condiciones propias de los procesosde mezcla, transporte y colocacin. Adems, a esta natural variacin debeagregarse la posible segregacin de la muestra y las diferencias producidas en lasoperaciones de moldeo, curado y ensayo.


37/74

Para obtener una resistencia representativa, la Norma ltintec determina losprocedimientos a seguir n cada etapa de la preparacin de las probetas; y elReglamento Nacional de Construcciones seala el tamao y nmero de la muestrade ensayo.

Conviene efectuar correctamente el proceso de muestreo, preparacin y curadode probetas para evitar resultados errneos de resistencia, que puedan llevar alcuestionamiento de la calidad del concreto, la posible paralizacin de la obra y undilatado proceso de evaluacin. El costo de la buena preparacin de probetas esuna mnima fraccin del costo del concreto, pero su importancia es decisiva.

8.1.1.-Material en Obra

El material necesario para preparar las muestras de ensayo est constituido porlos siguientes elementos:

Moldes cilndricos de 152.5 mm. 2.5 mm. de dimetro por 305 mm. 6mm. de altura. (6 x 12).

Base de molde, maquinada. Barra compactadora de acero liso, de 16 mm. (5/8) de dimetro y

aproximadamente 60 cm. de longitud. La barra ser terminada en forma desemiesfera.

Cuchara para el muestreo y plancha de albailera.

Aceites derivados de petrleo, como grasa mineral blanda.

Lienzos absorbentes, por ejemplo, yute; o alternativamente, pelcula depolietileno de 0.05 mm. de espesor y/o lmina de material plstico.

Los moldes deben ser de material impermeable, no absorbente y no reactivo conel cemento. Su construccin debe darles rigidez, impidiendo escape lechada decemento por las juntas.

Los moldes normalizados se construyen de acero. Eventual mente, se utilizan de

material plstico duro, de hojalata y de cartn parafinado.

Las tolerancias admisibles en la geometra de los moldes con respecto a lasgeneratrices son: rectitud 0.20 mm. planitud 0.15 mm. El plano de las orillas delmolde deber formar ngulo de 90 con el eje con tolerancia de 1/8.


38/74

8.1.2.-Muestreo

Las muestras deben ser obtenidas al azar, por un mtodo adecuado, sin tener en

cuenta la aparente calidad del concreto

Se deber obtener una muestra por cada 120 metros cbicos de concretoproducido 500 m2 de superficie llenada y en todo caso no menos de una al da.El volumen de la muestra no ser menor de 30 litros y tomada dentro del trminode una hora inmediata a su preparacin.

En el caso de que la muestra se obtenga al pie de la mezcladora, si el volumen delconcreto contenido en el tambor es menor de 0.5 m3, se tomar el material del

centro de la descarga. En caso de ser de mayor volumen, se formar una muestracompuesta con material correspondiente al fin del primer tercio de descarga y delinicio del ltimo tercio.

Cuando se trate de recipientes de transporte conteniendo ms de un cuarto demetro cbico, la muestra se formar mezclando porciones de diferentes partes delos recipientes.

La muestra de concreto se colocar en una vasija impermeable y no absorbente,

de tamao tal que sea posible el remezclado, antes de llenar los moldes.

No deben transcurrir ms de 15 minutos entre las operaciones de muestreo ymoldeo del pastn de concreto.

Se deben preparar dos probetas de ensayo de cada muestra para evaluar laresistencia a la compresin en determinada edad, por el promedio. Sin embargo,para una mayor precisin, es recomendable moldear tres probetas.

Generalmente la resistencia del concreto se evala a las edades de 7 y 28 das.

Cuando las mezclas utilizan agregados de tamao mximo superior a 2, estosdeben ser retirados. Eventualmente se utilizan moldes de 8 x 16.


39/74

8.1.3.-Operaciones previas

Cuando se preparen varias probetas de la misma muestra, se moldearn

simultneamente.

El concreto usado en ensayos de asentamiento, aire incorporado u otros, no serempleado para la prueba de resistencia.

El moldeo de las probetas se efecta sobre una superficie horizontal, libre devibraciones y protegida del trnsito.


40/74

Antes del llenado se verificar que los moldes y bases se encuentren limpios yaceitados.

La junta entre el molde y la base, se puede sellar con material trabajable atemperatura ambiente, como mezclas de parafina y cera, arcilla de modelar o

grasa pesada.

De ser necesario se efectuar un remezclado a mano, utilizando la plancha dealbail, para obtener un pastn con caractersticas de uniformidad,

8.1.4.-Moldeo de las probetas

El llenado de la probeta se efectuar evitando la segregacin y vertiendo elconcreto con la cuchara, la que se mover alrededor de la coronacin del cilindro.

Luego del remezclado del concreto, se llena de inmediato el molde hasta un terciode su altura, compactando a continuacin demanera enrgica con la barramediante 25 golpes verticales, uniformemente repartidos en forma de espiral,comenzando por el borde y terminando en el centro. El proceso se repite en ls doscapas siguientes, de manera que la barra penetre hasta la capa precedente no.ms de 1. En la ltima, se coloca material en exceso, para enrasar a tope con elborde superior del molde, sin agregar material.

Despus de consolidar cada capa, se proceder a golpear ligeramente lasparedes del molde, utilizando la barra de compactado, para eliminar los vacos quepudieran haber quedado.

Si en el llenado de la ltima capa, el material estuviera en exceso se retirar loconveniente con la plancha y luego se proceder a enrasar a superficie.

En las mezclas fluidas, para evitar la exudacin al trmino de la consolidacin, elmaterial en exceso se puede retirar luego de 15 minutos de terminar la operacin.

La superficie del cilindro ser terminada con la barra o regla de madera, demanera de lograr una superficie plana, suave y perpendicular a la generatriz delcilindro. Caras inclinada, con proyecciones o depresiones mayores de 3 mm.,exigen una capa de refrendado de mayor espesor, disminuyendo la resistencia dela probeta.


41/74

Luego de llenar los moldes, se fijan en ellos tarjetas, debidamente protegidas, quelos identifiquen con referencias sobre el da de ejecucin, tipo del cemento y lugarde colocacin.

En lo posible, las probetas no se movern del sitio. Si fuera necesario, se

trasladarn a mano a lugares vecinos inmediatamente despus de consolidadas,colocndolas en espacios seguros o construcciones provisorias.

Una vez llenos los moldes, se protegern con telas que debern mantenersepermanentemente hmedas. Alternativamente, se podrn cubrir con placas dematerial plstico o pelculas de polietileno.

En todos los casos, durante las primeras 24 horas, los moldes estarn a unatemperatura ambiente de 16 C. a 27 C., protegidos del viento y asoleamiento. De

ser necesario, se utilizarn aparatos de ventilacin y/o calefaccin.

8.1.5.-Desmoldeo.

Las probetas se retirarn de los moldes entre las dieciocho y veinticuatro horasdespus de moldeadas. Se proceder soltando los elementos de cierre y, luego deun momento, se retirar cuidadosamente la probeta.

Se marcarn en la cara circular de la probeta las anotaciones de la tarjeta de

identificacin del molde, utilizando lpiz de cera o un pincel con pintura negra. Lasprobetas debern ser llevadas a mano a la cmara de curado.

8.1.6.-Curado.

Para obtener un buen concreto, es necesario que en su primera edad seencuentre en un entorno que rena adecuadas condiciones de temperatura yhumedad, que aseguren la hidratacin del cemento. Las acciones que contribuyenal logro de este ambiente reciben la denominacin de curado.

Bsicamente, los procesos de curado procuran mantener el concreto lo mssaturado posible, de manera que el espacio de la pasta ocupado inicialmente poragua, se llene con los productos de hidratacin del cemento. En efecto, elcemento para hidratarse requiere de capilares llenos de agua, parte de la cual se


42/74

utiliza en la formacin de los nuevos productos. Otra parte asegura la culminacindel proceso.

Se ha comprobado experimentalmente que el desarrollo de la hidratacin secumple a mxima velocidad cuando el agua produce en los capilares una presin

de vapor superior a la que corresponde al 0.8 de la presin de saturacin.

Siendo el concreto un material moldeable en estado fresco, tiene caractersticasde material hmedo, variando el contenido de humedad con el equilibrio queguarda necesariamente con el entorno por relaciones termo-higromtricas. Esdecir, la evaporaci6n del agua en el concreto, especialmente en los primeros dasde su colocacin, ser mayor en ambiente seco que hmedo; y menor conformedisminuya la temperatura.

Resulta equivocado, por lo tanto, pensar, como ocurra tiempo atrs, que no espeligrosa la desecacin del concreto cuando tiene agua en exceso.

Despus de desmoldar las probetas se colocan en la cmara de curado, enrecipientes conteniendo una solucin saturada de agua de cal, a temperatura de23C 2 C. La saturacin se puede obtener incorporando tentativamente 2gramos de cal hidratada por litro de agua. El agua utilizada ser potable y limpia,no se encontrar en movimiento y cubrir por completo todas las caras de laprobeta.

Eventualmente, ser permitido el curado de la probeta en ambientes de 95% a100% de humedad relativa, a temperatura 23C 2 C.

Los valores de temperatura y humedad sern observados y registrados, durante elperodo de curado, para evaluar el proceso. Se recomienda el empleo determmetros de mxima y mnima.

Cuando no se cumplen los trminos del curado hmedo, se reduce la resistencia.

Una reduccin de siete das puede afectar en un 10% la resistencia, an en climassuaves.

Las probetas destinadas a evaluar el tiempo requerido para desencofrar o poneren servicio una estructura de concreto, debern conservarse a pie de obra, en lasmismas condiciones de proteccin y curado que la estructura.


43/74

8.1.7.-Curado hmedo:

Los mtodos para el curado con agua tienen la ventaja de permitir el incremento

de humedad interna. A continuacin damos una breve sntesis de los msutilizados:

El procedimiento de inundacin o inmersin, tericamente el ms eficiente, slo seemplea en determinadas estructuras aparentes para ello, por ejemplo: pavimentos,losas y placas para alcantarillas, donde es factible formar un estanque de aguamediante un pequeo dique de tierra impermeable a lo largo del permetro de lalosa.

El empleo de atomizadores o rociadores de agua es conveniente cuando esposible mantenerlos en servicio continuo y no hay limitacin para el gasto de agua.En estructuras verticales se han empleado con xito mangueras agujereadas.

Cubrir el concreto con textiles hmedos, con alta capacidad para retener el agua,como tejidos de algodn y yute.

Los materiales polvorulentos, como la arena y la tierra mojada, son utilizados en elcurado de elementos horizontales, exigiendo el control de la desecacin para suriego oportuno.

8.1.8.-Materiales sellantes:

Un procedimiento de curado consiste en aplicar materiales sellantes sobre elconcreto, a fin de impedir su desecacin. Este procedimiento tiene la limitacin deno ser aportador de agua, como ocurre con los mtodos humedificantes pero, encontrapartida, no requiere de atencin permanente. Los procedimientos msconocidos son, en breve sntesis, los siguientes:

a.-Pelculas plsticas de 13 micrones de espesor en adelante. Se comercializanen hojas transparentes, blancas para climas clidos y negras para climas fros. Lapelcula plstica debe aplicarse lo ms temprano posible sobre el concreto demanera que cubra todas las caras expuestas.


44/74

Existe discrepancia sobre el uso de pelcula plstica en concretos coloreados yaparentes, debido a la posibilidad de formacin de manchas, por la distribucindispareja del agua en el concreto.

Se ha utilizado el procedimiento de aplicar pelculas plsticas sobre textiles

absorbentes humedecidos en la superficie del concreto.

En el mercado se encuentran pelculas plsticas, reforzadas con fibra de vidriopara aumentar su durabilidad y un mayor nmero de usos.

Otro producto sellante es el papel impermeable, constituido por dos lminas depapel kraft, unidas con un adhesivo reforzado. Eventualmente, algunas lminas depapel tienen superficie blanca para reducir la absorcin de calor.

Las hojas de papel pueden reutilizarse, si mantienen su capacidad de retener lahumedad, sin perjuicio de las rasgaduras o huecos, que pueden parcharse con losmismos materiales.

Se utilizan compuestos lquidos, del tipo de cera, resinas o caucho clorinado, quese aplican con disolventes de alta volatilidad, convirtindose as, rpidamente, enmembrana protectora.

En la aplicacin de los compuestos lquidos deben respetarse las disposiciones delas normas. Adems, es conveniente recordar lo siguiente:

b.- El rendimiento de los compuestos vara entre 3.5 y 5.2 m2 por litro.

c.-La aplicacin puede realizarse con un dispositivo atomizador manual o conrociador mecnico, siendo ms indicado este ltimo para grandes superficies, porla distribucin uniforme y mayor productividad.

d.-No es recomendable la aplicacin de membrana sobre superficies que puedenrecibir concreto adicional o pinturas que deban adherirse al soporte.


45/74

e.-Los compuestos de membrana se aplican cuando el agua libre sobre lasuperficie del concreto ha desaparecido, lo que generalmente ocurre cuandopierde el brillo superficial.

Sin embargo, en climas clidos se aplica de inmediato el terminado, para evitarfisuras.

f.-Los compuestos pigmentados, blancos o grises, deben aplicarse segn laespecificacin de la obra.

8.2.-Testigos del Concreto Endurecido

Para evaluar la resistencia del concreto en una estructura, en especial cuando laresistencia de los cilindros normalizados, modelados al pie de obra es baja, serecomienda extraer probetas, (tambin llamadas corazones) del concretoendurecido.

Eventualmente, este procedimiento puede emplearse en diferentes casos, porejemplo, cuando han ocurrido anomalas en el desarrollo de la construccin, fallas

de curado, aplicacin temprana de cargas, incendio, estructuras antiguas, o no secuenta con registros de resistencia, etc.

8.2.1-Criterios Generales:

Los testigos cilndricos para ensayos de compresin se extraen con un equiposonda provisto de brocas diamantadas cuando el concreto ha adquirido suficiente

resistencia para que durante el corte no se pierda la adherencia entre el agregadoy la pasta. En todos los casos, el concreto deber tener por lo menos 14 das decolocado.

Deben tomarse tres especmenes por cada resultado de resistencia que est pordebajo de la resistencia a la compresin especificada del concreto (fc).


46/74

8.2.2.- Extraccin:

La extraccin debe realizarse en forma perpendicular a la superficie del elemento,cuidando que en la zona no existan juntas, ni se encuentren prximas a losbordes.

Debern descartarse las probetas daadas o defectuosas.

8.2.3.-Geometra de las probetas:

El dimetro de los testigos ser por lo menos tres veces mayor que el tamaomximo nominal del agregado grueso usado en el concreto

La longitud del espcimen deber ser tal que, cuando est refrendado, sea

prcticamente el doble de su dimetro

No debern utilizarse testigos cuya longitud antes del refrendado sea menor que el95% de su dimetro.

Podrn emplearse testigos de 8.75 cm. de dimetro o ms, para agregadosmayores de una pulgada.

Los testigos deben tener sus caras planas, paralelas entre ellas y perpendicularesal eje de la probeta.

Las protuberancias O irregularidades de las caras de ensayo debern sereliminadas mediante aserrado cuando sobrepasen los 5 mm.

El AIC recomienda que si el concreto de la estructura va a estar seco durante lascondiciones de servicio, los corazones debern secarse al aire (temperatura entre15 y 30 C, humedad relativa menor del 60%), durante 7 das antes de la prueba, ydebern probarse secos. Si el concreto de la estructura va a estar superficialmentehmedo en las condiciones de servicio, los corazones deben sumergirse en aguapor lo menos durante 48 horas y probarse hmedos.

Antes del ensayo de compresin, la probeta deber ser refrendada en ambascaras, de manera de obtener superficies adecuadas. En este caso son deaplicacin los mtodos: ASTM C 17 y ASTM C 192.


47/74

La medida de las probetas diamantinas deber ser hecha con una aproximacinde 0.01 pulg. (0.25 mm.) cuando sea posible, pero nunca con menos aproximacinque de 0.1 pulg.

La Norma ASTM establece, a diferencia del criterio del ACI, que las probetas sean

curadas en hmedo, por 40 hrs. antes de la rotura.

8.2.4.- Resultados y su correccin:

En los casos que los especimenes tengan una relacin entre longitud y dimetro,menor de 2, se debern ajustar los resultados del ensayo de compresin, paracorregir el efecto de sunchado que se produce en el proceso de aplicacin de las

cargas.

Para los efectos de ajustar a resistencia a un equivalente de la probeta normal,podrn utilizarse los coeficientes normalizados.

Longitud

Dimetro ASTM BSI

2.00 1.00 1.00

1.75 0.98 0.98

1.50 0.96 0.96

1.25 0.93 0.94

1.00 0.87 0.92

8.2.5-Consideraciones adicionales:


48/74

Se estima que la resistencia de los testigos es en general, inferior a la que podraobtenerse de cilindros moldeados, con el mismo concreto, al pie de obra y curadospor el mtodo normalizado. Esto se explica porque el curado normalizado es msintenso que el curado en obra.

Los testigos suelen tener menor resistencia cerca de la superficie superior de laestructura. Al aumentar la profundidad, la resistencia se incrementa hasta un ciertolmite. Se recomienda que la obtencin de testigos en el campo y el procedimientode ensayo sean realizados por personal con experiencia y en laboratorioscalificados.

En los casos en que quiera determinarse la resistencia a la traccin porcompresin diametral, los especmenes no debern contener elementos de fierro,como barras de refuerzo.

9.-Aplicaciones

9.1-El Diseo de Mezclas

Los mtodos de proporcionamiento del concreto permiten definir mezclasapropiadas para determinadas resistencias, que nicamente se obtienen en laprctica cuando el concreto se mantiene homogneo y tiene aptitud de llenar losmoldes con un mnimo de vacos. El ensayo de asiento ha demostrado ser deutilidad para evaluar la aptitud de las mezclas en la consolidacin en diferentestipos de estructuras.

El ACI en sus recomendaciones para el diseo de mezclas establece valores paracada tipo de obras:

REVENIMIENTO (cm.)

Mx. Min.

Muros y zapatas de cimentacin en concreto armado 8 2

Zapatas simples, cajones y muros 8 2

Vigas y muros de concreto armado 10 2


49/74

Columnas 10 2

Pavimentos y losas 8 2

Concreto masivo 5 2

9.2.-Factores Externos

La trabajabilidad del concreto se modifica con el transcurso del tiempo. El valor delasentamiento medido al pie de la mezcladora ser mayor que el obtenido luego de15 minutos, pues los agregados absorben agua que, de esta manera, nocontribuye a la plasticidad. En efecto, en el tiempo que los materiales permanecenen la mezcladora, los agregados no agotan su capacidad de absorcin.

El resultado del asentamiento del concreto se modifica con la temperatura de lamezcla e, indirectamente, por la temperatura del ambiente. El incremento de latemperatura hace disminuir el asentamiento. Por ello, para mantener elasentamiento cuando el clima es ms caluroso, habr de requerirse de unaumento de la dosificacin del agua

10.- CONCRETOS ESPECIALES

10.1.-SHOTCRETE

Introduccin

La creatividad del hombre surge de su deseo natural de conocer y de sucapacidad de aprender. Los exploradores y los descubridores poseen estos

rasgos en dosis extremas; movidos por una curiosidad a toda prueba, se atreven air ms all de los bordes de lo conocido a explorar la naturaleza de las cosas, abuscar los vnculos que conecten ideas, hechos, concepciones,. a ver las cosas deuna luz diferente, a cambiar las percepciones de la humanidad. Un hecho bienconocido en la industria de la construccin subterrnea es que no hay un proyectoque sea igual que el otro. Cada uno esta acompaado por una verdadera maraade parmetros y circunstancias que generan un grado de complejidad superior alde otras industrias, obligando a contratistas y abastecedores a trabajar con mente


50/74

sumamente flexible. El shotcrete posee ventajas enormes en si calidad de procesode construccin y de soporte de rocas; ello, sumando al avance en materiales,equipos y conocimientos de aplicacin, ha hecho de esta tcnica una herramientamuy importante y necesaria para los trabajos de construccin subterrnea enparticular, la tecnologa moderna del shotcrete por va hmeda y seco, ampliado el

campo de trabajo de la construccin subterrnea. Proyectos que en el pasadoeran imposibles de llevar a cabo, son ahora viables independientemente del tipode terreno, hoy en da es posible aplicar esta tecnologa en cualquier condicin

10.2.-Qu significa el shotcrete?

El shotcrete (mortero o gunita) comenz a utilizarse hace casi 90 aos. Los

primeros trabajos con shotcrete fueron realizados en los Estados Unidos por laCompaa Cement-Gun (Allowen, Pensilvania) en 1907. Un empleado de laempresa, Carl Ethan Akeley, necesitaba una maquina que le permitiera proyectarmaterial sobre mallas para construir modelos de dinosaurios, e invento paraconstrucciones nuevas . Cement-Gun patento el nombre de gunita para sumortero proyectado, un mortero que contena agregados finos y un alto porcentajede cemento.


51/74

10.3.- Definicin del shotcrete

Hoy en da se utiliza el nombre de Gunita. Es una mezcla preconfeccionada decemento y determinados tipos de agregados mezclados con agua, el cual eslanzado por medio de una bomba proyectora empleando un flujo de airecomprimido, hasta la "lancha" o tobera, desde el cual el operador dirige el chorrocontra la superficie de. Aplicacin sobre la cual se adhiere este material, dandolugar al compactamiento del mismo por la fuerza del impacto.

10, 4.- Donde se utiliza el shotcrete?

Se aplica shotcrcte para resolver problemas de estabilidad en tneles, en galeras,piques, estaciones elctricas, etc. Y en otras construcciones subterrneas adems

hoy en da esta tcnica es un factor clave para el shotcrete de rocas enaplicaciones como:

Construcciones de Tneles. Operaciones Mineras Hidroelctricas Estabilizacin de tneles


52/74

El shotcrete cs cl mtodo de construccin del futuro debido a sus caractersticasde flexibilidad, rapidez y economa. El nico lmite para su uso es la imaginacindel hombre.

10.5.- Principios del Shotcrete

Usuarios importantes del shotcrete han adquirido el conocimiento de la tcnica atravs de experiencia prctica, investigacin y desarrollo.

Igualmente, el desarrollo de equipos y mtodos de control la conducido a unaproduccin racional y a una calidad ms uniforme del producto. Desde un punto devista internacional podemos decir sin equivocacin que hemos logrado grandesavances desde los tiempos que se utilizaba el shotcrete para estabilizar rocas; sinembargo hay que reconocer que estamos atrasados cuando lo utilizarnos paraproyectos de construccin y reparacin. La razn de este retrazo no tiene unaexplicacin sencilla el conocimiento existe, pero no se emplea totalmente.


53/74

11.- METODOS DE PROYECCION

Bsicamente existen dos mtodos va seca y va hmeda

11.1.- Diferencia entre los Mtodos de proyeccin

Hay dos mtodos de shotcrete, seco (donde se aade agua para la hidratacin enla boquilla de proyeccin), y hmedo (donde las mezclas transportadas contienenagua necesaria para la hidratacin).

Ambos mtodos tienen sus ventajas y desventajas, y la seleccin de uno y otrodepender de los requisitos del proyecto y de la experiencia del personalencargado de ejecutarlo. Ambos sern empleados en la industria de laconstruccin y minera.

11.1.1.--Mtodo va seca


54/74

Control instantneo sobre el agua de mezclado y consistencia de la mezclaen la boquilla para cumplir con las condiciones variables del lugar

Ms apropiado para mezclas que contengan agregados livianos, materialesrefractarios y concreto que requiera resistencia temprana

Puede transportarse a largas distancias

Mejor control del inicio y parado de la colocacin con menor desperdicio ymayor flexibilidad.

11.1.2.- Contenido de Cemento

En la fabricacin de la mezcla seca se utiliza usualmente una proporcin decemento que varia entre

fundamentos dl concreto y los materiales para su elaboracion

Documents

comit europeodel concreto

elperla tecnologa

tecnologa de concretomoderna

diseo yproduccin

diseo estructural

ingeniera civil

buena calidad

acumulacin a nivel mundial