Unidad 1 Rev-final1
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CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
UNIDAD 1.- GENERALIDADES
El concreto es una mezcla de cemento, agregado fino (arena), agregado
grueso (grava) y agua. Esta mezcla se mantiene trabajable durante unas dos
horas aproximadamente y después empieza a endurecer hasta desarrollar la
resistencia que soporta la estabilidad de las estructuras [1]. En la figura 1.1
podemos observar una composición típica de un concreto hidráulico.
Fig. 1.1.- Composición típica del concreto en volumen.
Fuente: Pórtland Cement Association: “Proyecto y control de mezclas de concreto” Noriega Limusa 1991.
El concreto no es tan resistente ni tan tenaz como el acero, ¿Por qué
entonces es el material de ingeniería mas extensamente usado? Hay un número
de razones.
Primero, el concreto posee una excelente resistencia al agua. A diferencia
de la madera y del acero común, la capacidad del concreto para soportar la
acción del agua sin un serio deterioro, lo hace un material ideal para construir
estructuras destinadas a controlar, almacenar y transportar agua[2]. De hecho
algunas de sus primeras aplicaciones conocidas consistieron en acueductos, y
muros de contención contra el agua construido por los romanos.
11.-Apuntes en clases: “Construcción de estructuras de concreto 2006” (Instituto tecnológico de Chetumal).22.- Kumar Mehta, Paulo Monteiro: “Concreto” Estructura, propiedades y materiales. IMCYC 1998.
3
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
La segunda razón para el extenso uso del concreto es la facilidad con que
los elementos de concreto estructural pueden ser moldeados para dar una
variedad de formas y tamaños. Esto se debe a que el concreto fresco tiene una
consistencia plástica, lo que permite al material fluir dentro de la cimbra
prefabricada.
La tercera razón para la popularidad del concreto entre los ingenieros y
arquitectos es que generalmente constituye el material más económico y
rápidamente disponible en las obras. Los principales ingredientes paras producir
el concreto (cemento Pórtland, agregados y agua) son relativamente económicos
y comúnmente disponibles en la mayor parte del mundo.
Por estas características y razones, el concreto se ha posicionado como el
material de construcción mas usado en el mundo.
En éste primer capitulo, se abordará el tema de los materiales que
conforman el concreto (cemento, agregado grueso, agregado fino y agua) y sus
propiedades físicas y mecánicas. También se incluye es estudio de los aditivos,
que si bien no son indispensables en la mezcla de concreto, sí se ha popularizado
su uso por las ventajas técnicas que su utilización representa. Y dado que el
acero de refuerzo en forma de varillas es fundamental en la construcción de
elementos de concreto reforzado, también serán estudiadas sus características
físico-mecánicas. [2]
1.1.- PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS COMPONENTES DEL CONCRETO
1.1.1.- CEMENTO PORTLAND
El cemento es un mineral finamente molido, usualmente de color grisáceo
extraído de rocas calizas, que al triturarse hasta convertirse en polvo y ser
mezclado con agua, tiene la propiedad de endurecer (Holcim Apasco, 2007).
Por otro lado lo definen como un cementante hidráulico producido por
pulverización del clinker y sulfatos de calcio en alguna de sus formas (CEMEX,
2000).
4
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
El cemento Pórtland, uno de los componentes básicos para la elaboración
del concreto, debe su nombre a Joseph Aspdin, un albañil inglés quien en 1824
obtuvo la patente para este producto. Debido a su semejanza con una caliza
natural que se explotaba en la isla de Pórtland, Inglaterra, lo denomino cemento
Pórtland [4].
Fig. 1.2.- Clinker
1.1.1.1.- TIPOS DE CEMENTO
A continuación se presentan unas tablas con la clasificación de los tipos de
cemento y sus características especiales.
Tabla 1.1 Tipos de cemento (clasificación) Tipo DenominaciónCPO Cemento Pórtland ordinarioCPP Cemento Pórtland puzolánicoCPEG Cemento Pórtland con escoria granulada de alto horno
CPC Cemento Pórtland compuestoCPS Cemento Pórtland con humo de Sílice CEG Cemento con escoria granulada de alto horno
(Fuente: Manual del constructor CEMEX)
Los tipos de cemento definidos en la tabla 1.1, pueden presentar
adicionalmente una o más características especiales, mismas que se clasifican de
acuerdo con la siguiente tabla.
5
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Tabla 1.2 Cementos con características especiales. Nomenclatura Características especiales de los cementos RS Resistencia a los sulfatosBRA Baja reactividad Alcali-agregado
BCH Bajo calor de hidratación
B Blanco(Fuente: Manual del constructor CEMEX)
Según las clases de resistencia podemos establecer lo siguiente:
Cementos de resistencia normal o resistencia mecánica a la compresión a
28 días.
Cementos de resistencia inicial o temprana o resistencia mecánica a la
compresión desarrollada a los 3 días.
El cemento con la clasificación 30R “fraguado rápido” con desarrollo de
mayor resistencia a los 3 días, le permite desmoldar o descimbrar en menos
tiempos que otros cementos.
Cemento Portland Compuesto CPC 30R es recomendado para la
construcción de todo tipo de obra o para la elaboración de elementos de concreto
en donde no se tiene ningún requisito especial.
Cemento Portland Compuesto 40 (CPC 40) es ideal para la producción de
elementos y estructuras de concreto en las que la adquisición de resistencia inicial
y final es importante.
Cemento Portland Ordinario CPO 30RB se recomienda para la
construcción de obras arquitectónicas y la elaboración de elementos para fines
ornamentales o decorativos que requieren de acabados aparentes finos y
resistentes de gran calidad.
Cemento Portland Ordinario CPO 40R es ideal para la elaboración de
elementos y estructuras de concreto que requieren altas resistencias iniciales y
finales. [3]
1.1.1.2.- PROPIEDADES FÍSICAS DEL CEMENTO
____________________
3.- www.holcimapasco.com.mx 4.- “Guía del usuario de concreto profesional” CEMEX 2000
6
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Finura del cemento.- Debe recordarse el hecho de que una de las últimas
etapas en la fabricación del cemento es la molienda del clinker y el mezclado con
el yeso. Puesto que la hidratación comienza sobre la superficie de las partículas
de cemento; el área superficial total del cemento constituye el material de
hidratación. De este modo, la rapidez de hidratación depende de la finura de las
partículas de cemento; por lo tanto para un desarrollo rápido de la resistencia se
precisa un alto grado de finura (ver figura 1.3); la resistencia de largo plazo no se
ve afectada. Una rapidez de hidratación temprana más alta quiere decir, por su
puesto, también una rapidez más alta de evolución temprana de calor [5].
Fig. 1.3.- relación que existe entre la resistencia del concreto a diferentes edades
y la finura del cemento.
Hidratación del cemento.- Es la reacción mediante la cual el cemento
Pórtland se transforma en un agente de enlace, se produce una pasta de cemento
y agua. En otras palabras, en presencia de agua los elementos que conforman el
cemento (silicatos y aluminatos), forman productos de hidratación, que con el
paso del tiempo, producen una masa firme y dura que se conoce como pasta de
cemento hidratada.
____________________
4.- Obra citada
7
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Fraguado.- Es el término utilizado para describir la rigidez de la pasta del
cemento, aun cuando la definición de rigidez de la pasta puede considerarse un
poco arbitraria. En términos generales, el fraguado se refiere a un cambio del
estado fluido al estado rígido. Aunque durante el fraguado la pasta adquiere
cierta resistencia, para términos prácticos es conveniente distinguir el fraguado
del endurecimiento, pues este último término se refiere al incremento de
resistencia de una pasta de cemento fraguada. En la práctica, se utilizan los
términos de fraguado inicial y fraguado final para describir etapas de fraguado
elegidas arbitrariamente. El tiempo de fraguado del cemento decrece con la
elevación de la temperatura, pero arriba de 30 ºC se puede observar un efecto
inverso. A temperaturas bajas, el fraguado se retarda.
Fraguado falso.- Se de al nombre de fraguado falso a una rigidez
prematura y anormal del cemento, que se presenta dentro de los primeros
minutos después de haberlo mezclado con el agua. Difiere del fraguado
relámpago en que no despide calor en forma apreciable y, si se vuelve a mezclar
la pasta de cemento sin añadirle agua, se restablece su plasticidad y fragua
normalmente sin perder su resistencia [5].
1.1.1.3.- PROPIEDADES MECÁNICAS DEL CEMENTO
La resistencia mecánica del cemento endurecido es la propiedad del
material que posiblemente resulta mas obvia en cuanto a los requisitos para usos
estructurales.
La resistencia de un mortero o concreto depende de la cohesión de la
pasta de cemento, de su adhesión a las partículas de los agregados y, en cierto
grado, de la resistencia del agregado mismo.
No se efectúan pruebas de resistencia en pastas de cemento puro, debido
a las dificultades experimentales de moldeo, que originarían una gran variación en
los resultados. Para determinar la resistencia del cemento se utilizan morteros de
cemento-arena y, en algunos casos concretos de proporciones determinadas
hechos con materiales específicos bajo estricto control [4].
1.1.2.- AGREGADOS
8
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
El agregado es un material granular, el cual puede ser arena, grava, piedra
triturada o escoria, usado con un medio cementante para formar mortero o
concreto hidráulico.
Los agregados son muy importantes por ser el material mas económico
que el cemento y por su facilidad de obtención, pero también por ser el elemento
que da cuerpo (forma la estructura interna) al concreto, teniendo que estar muy
bien cuidadas las especificaciones y las proporciones de grava y arena, su
tamaño requerido, limpieza, tipo de cantera (o lugar donde se explote) y en
general de la calidad de los agregados y por sus características físicas, químicas
y mecánicas dependerán directamente de los resultados buscados. [7]
Es reconocido que más del 60% del cada metro cúbico de concreto
fabricado está constituido por los agregados, condición que destaca la
importancia que tienen estos materiales en la elaboración del mismo. [4]
Los agregados se clasifican en finos y gruesos.
Agregado fino (arena)
Es la porción de un agregado que pasa la malla No. 4 (4.75mm) y es
retenido en la malla No. 200 (0.075mm). [4]
Fig. 1.4.- Agregado fino.
____________________
7.- Materiales y procedimientos de construcción Tomo 1- Escuela Mexicana de Arquitectura
4.- Obra citada
Agregado grueso (grava)
9
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Es la porción de un agregado retenido en la malla No. 4 (4.75mm). [4]
Fig. 1.5.- Agregado grueso.
1.1.2.1.- PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS AGREGADOS
Algunas de las propiedades físicas de los agregados son:
Sanidad.- Se define como la condición de un solidó que se halla libre de
grietas, defectos y fisuras. Esta propiedad tiene mucha importancia porque es un
buen índice del desempeño predecible del agregado al ser usado en el concreto.
Absorción y porosidad.- No hay una especificación sobre el limite de de
aceptación de esta característica, dado que esta depende de muy diversos
factores, tales como contenido de finos, forma y textura superficial de las
partículas, porosidad de la roca y distribución granulométrica. Cuando se tienen
rocas de buena calidad física y los agregados cumplen las otras especificaciones
que se le solicitan, el agregado grueso no rebasa el 3% de la absorción, así como
el agregado fino no supera el 5% máximo.
____________________
4.- Obra citada
Forma de la partícula.- En términos generales, no existe una
especificación estricta para esta característica que evalúe la redondez y
10
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO esfericidad de los agregados, ya que es demostrable que en condiciones idénticas
son mas adecuados los agregados de formas redondeadas para la producción de
concretos que no excedan los valores de 250 kg/cm2, y que para concretos que
requieran desarrollar mayores resistencias a las de referencia, se haga uso de
partículas mas angulosas.
Textura superficial.- Al igual que para la forma, existe una especificación
rigurosa para la textura superficial, ya que los diferentes tipos que existen
producen efectos diversos en la fabricación de concreto.
Densidad.- No hay una especificación sobre los límites de aceptación para
esta característica, principalmente porque no tiene correlación con el grado de
sanidad de los materiales que se analizan.
Además, depende del peso unitario del concreto que se va a producir,
dividiéndose para ello en ligero, normal o pesado. [4]
1.1.3.- AGUA DE MEZCLADO PARA EL CONCRETO
La cantidad y calidad del de agua de mezclado tiene una influencia
determinante en las propiedades del concreto. Casi cualquier agua potable que no
tenga un pronunciado olor o sabor, es adecuada para hacer concreto y para
curarlo. [1]
Cuando el agua funciona como un ingrediente en la fabricación del
concreto, es decir como agua de mezclado, se puede estimar que el agua ocupa
entre 10 y 25% de cada metro cúbico de concreto que se fabrica. [4]
El agua de mezclado que contenga impurezas excesivas, de acuerdo a las
características de las mismas, afecta al concreto en:
____________________
1.- Obra citada
4.- Obra citada
El tiempo de fraguado
Resistencia de concreto
Contracción por secado
Corrosión del acero de refuerzo
11
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Durabilidad
Eflorescencia
Manchado
A continuación se enlistan algunas clases de aguas y sus efectos en su uso para producir concreto según la norma NMX C-122. [4]
Aguas puras.- Acción disolvente e hidrolizante de compuestos cálcicos del concreto.
Aguas acidas naturales.- Disolución rápida de los compuestos del cemento.
Aguas fuertemente salinas.- Interrumpe las reacciones del fraguado del concreto. En el curado, disolución de los componentes cálcicos del concreto.
Aguas alcalinas.- Produce acciones nocivas para cementos diferentes al aluminoso.
Aguas sulfatadas.- Son agresivas para concretos producidos con cemento Pórtland.
Aguas cloruradas.- Produce una alta solubilidad de la cal. Produce disolución de los componentes del concreto.
Aguas magnesianas.- Tienden a fijar la cal, formando hidróxido de magnesio y yeso insoluble. En la mezcla inhibe el proceso de fraguado de cemento.
Agua de mar.- Produce eflorescencias. Incrementa la posibilidad de generar corrosión del acero de refuerzo.
Aguas recicladas.- El concreto puede acusar los defectos propios del exceso de finos.
Aguas industriales.- Por su contenido de iones sulfato, ataca cualquier tipo de cemento.
Aguas negras.- Efectos imprevisibles.
1.2.- PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DEL
CONCRETO
____________________
4.- Obra citada
Anteriormente se definió el término “concreto” el cual está compuesto por
un conjunto de elementos que también han sido definidos.
El concreto tanto en estado semilíquido (recién mezclado) como en estado
solidó, presenta diversas propiedades.
12
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
1.2.1.- PROPIEDADES FÍSICAS DEL CONCRETO
Suele llamársele concreto en estado fresco, a la etapa del concreto que
abarca, desde que todos los materiales, incluyendo el agua, del concreto han sido
mezclados hasta que el concreto ha sido colocado en su posición final y se ha
dado el acabado superficial y el curado inicial. [1]
El concreto en estado fresco posee las siguientes propiedades:
Trabajabilidad.- Es la propiedad del concreto recién mezclado que
determina la facilidad con que puede manejarse, compactarse y recibir un buen
acabado. [6]
La trabajabilidad se ve afectada por la granulometría, la forma de la
partícula y las proporciones del agregado, el contenido de cemento, los aditivos
(cuando se emplean), así como por consistencia de la mezcla.
Consistencia.- Es la capacidad del concreto recién mezclado para fluir.
En gran parte también determina la facilidad con que el concreto puede
compactarse. La consistencia del concreto podemos medirla por medio de una
prueba de revenimiento. [6]
Sangrado.- Es la migración del agua hacia la superficie superior del
concreto en estado fresco, provocada por el asentamiento de los materiales
sólidos; este asentamiento es consecuencia del efecto combinado de la vibración
(durante la compactación) y la gravedad. [1]
____________________
1.- Obra citada
6.- “Compactación del concreto” IMCYC.
Por otra parte el sangrado es definido como una forma de segregación en
la cual algo del agua de la mezcla tiende a subir a la superficie del concreto
acabado de colar. Esto es causado por la incapacidad de los constituyentes
sólidos para retener toda el agua de mezclado cuando se sedimenta en el fondo
13
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO al tener el agua el peso especifico menor de todos los ingredientes de la mezcla. [5]
Fig. 1.6.- Sangrado del concreto
Cohesión.- Propiedad del concreto que describe la facilidad o dificultad
que tiene la pasta de cemento y la mezcla con los agregados, de
atraerse para mantenerse como suspensión en el concreto, evitando así la
disgregación de los materiales. [1]
Fig. 1.7.- Cohesión del concreto
Segregación.- Separación de los materiales del concreto, provocada por
falta de cohesión de la pasta de cemento y/o de la suspensión. [1]
____________________
1.- Obra citada
5.- Obra citada
14
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Fig. 1.8.- Segregación del concreto
En estado endurecido, una de las propiedades más importantes es la
permeabilidad
Permeabilidad del concreto
Facilidad con que un material puede ser penetrado por un fluido, ya sea
líquido o gaseoso, bajo determinadas condiciones de aplicación.
En el caso del concreto interesa principalmente su permeabilidad al agua y
al aire, dado que son los fluidos con que tiene contacto.
1.2.2.- PROPIEDADES MECÁNICAS DEL CONCRETO
Tipos de concreto
Basados en su resistencia a la compresión
Resistencia baja (hasta 200 kg/cm2)
Resistencia media (> 200 a 400 kg/cm2)
Resistencia alta (mayor de 400 kg/cm2)
La resistencia mecánica del concreto, depende de los siguientes aspectos:
15
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Resistencia de los agregados
Calidad de la pasta de cemento
Adherencia pasta-agregado
La resistencia del concreto es la propiedad más valorada por los ingenieros
estructuristas y de control de calidad.
La resistencia de un material se define como la habilidad para resistir
esfuerzos sin llegar a la falla. [1]
1.2.2.1.-RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN
La resistencia a compresión del concreto, se puede definir como la máxima
resistencia medida en un espécimen de concreto a carga axial.
Generalmente se expresa en kilogramos por centímetro cuadrado (kg/cm2)
a la edad de 28 días y se le designa con el símbolo f’c. [1]
Fig. 1.9.- Prueba de resistencia a compresión
____________________
1.- Obra citada
16
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Fig. 1.10.- Espécimen empleado para la prueba a compresión
1.2.2.2.- RESISTENCIA A LA FLEXIÓN
La capacidad del concreto para resistir esfuerzos a tensión indirecta
(flexión) es considerablemente menor que a compresión (10 a 15 %).[1]
Fig. 1.11.- Prueba de resistencia a la flexión
1.2.2.3.- ACCIONES DETRIMENTALES SOBRE EL CONCRETO EN SERVICIO
____________________
1.- Obra citada
17
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Físicas
Mecánicas
Fenomenológicas
Químicas
Internas
Externas
Biológicas
Microorganismos
Descomposición orgánica.[1]
Son 3 las causas de la falla mecánica del concreto:
Calidad de los agregados,
Calidad de la pasta o
Calidad de interfase pasta-agregado. [1]
1.3.- PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DEL ACERO
DE REFUERZO
El acero de refuerzo forma parte fundamental del concreto armado y es
empleado para la construcción de columnas, trabes, zapatas etc.
El acero posee ciertas propiedades las cuales son de interés para esta
unidad. Existen diversos diámetros de varillas de acero las cuales se usan según
el diseño estructural.
1.3.1.- LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO SEGÚN LA
A.S.T.M.
Limite de proporcionalidad.- Es el mayor esfuerzo que puede soportar un
material sin apartarse del la ley de hooke (proporcionamiento ente esfuerzos y
deformaciones). [8]
____________________
1.- Obra citada
18
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Limite elástico.- Es el mayor esfuerzo que puede soportar un material sin
sufrir deformaciones permanentes una vez que se ha liberado de las cargas. (Este
esfuerzo suele ser menor que el correspondiente al limite de proporcionalidad).
Modulo de elasticidad.- Es el cociente entre el esfuerzo y la deformación
unitaria correspondiente, dentro de los límites de proporcionalidad.
Limite de fluencia.- Es el primer esfuerzo en un material (menor que el
máximo que pueda soportar) para el cual ocurre un incremento en la deformación
para el valor constante del esfuerzo.
Limite plástico.- Es el esfuerzo bajo el cual un material sufre una
deformación definida del a ley de proporcionalidad entre los esfuerzos y las
deformaciones. [8]
1.3.2.- VARILLAS CORRUGADAS
Las varillas estándar de refuerzo son laminadas con topes o deformaciones
que sobresalen. Estas deformaciones pueden servir para aumentar la adherencia
y eliminar el resbalamiento entre las varillas y el concreto.
Fig. 1.12.- Diámetros de varilla por número
____________________
8.- Ing. Marco Aurelio Torres H. “Concreto” Diseño plástico.
19
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Los tamaños de varilla corrugada estándar para refuerzo, se designan por
medio de números. [9]
El número de la varilla se basa en el número de octavos de pulgadas en el
diámetro nominal de la propia varilla. El diámetro nominal de la varilla, si es
corrugada, es el diámetro de una varilla redonda lisa que tenga el mismo peso por
pie de la corrugada. El diámetro máximo real siempre es mayor que el nominal.
En el diseño siempre se desprecia este incremento, excepto para los casos
de manguitos y acoplamientos que deben ajustarse sobre la varilla cuando por su
puesto, se debe usar el diámetro máximo real.
La identificación de la varilla de refuerzo esta determinada por números y
símbolos que se encuentran colocados en la superficie de dicho material. Estos
números y símbolos, describen la empresa laminadora, diámetro de varilla, tipo de
acero y designación del punto mínimo de fluencia. [9]
A continuación, se muestra una figura, con los símbolos y letras que
identifican una varilla de acero de refuerzo.
Fig. 1.13.- Identificación de la varilla
La siguiente tabla muestra las características que poseen las varillas
comunes en el mercado. (www.deacero.com).
____________________
9.- Joseph j. Waddell, Joseph A. Dobrowolski “Manual de la construcción con concreto” Tomo 1. Mc Graw Gill.
NORMA MEXICANA NMX-C-407
20
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
No. VARILLADIAMETRO AREA
(mm)
PESO
(kg/m)pulg mm
3 3/8 9.5 71 0.560
4 1/2 12.7 127 0.994
5 5/8 15.9 198 1.552
6 3/4 19.0 285 2.235
8 1 25.4 507 3.973
10 1 1/4 31.8 794 6.225
12 1/2 38.1 1140 8.938
Tabla 1.3.- Dimensiones nominales
1.4.- ADITIVOS PARA EL CONCRETO
Aditivo es un material diferente al agua, agregados, cemento hidráulico y
fibras de refuerzo que se utiliza como un ingrediente del concreto o mortero y que
se añade a la mezcla inmediatamente antes o durante su mezclado” (ASTM C
125). [1]
Los aditivos permiten modificar propiedades en forma prevista y controlada
ante factores relacionados con:
Condiciones ambientales
Condiciones de exposición
Componentes del concreto[1]
1.4.1.- BENEFICIOS DE LOS ADITIVOS
La razón para el gran incremento del uso de los aditivos es que son
capaces de impartir beneficios físicos y económicos considerables con respecto al
concreto. Estos beneficios incluyen el uso del concreto en circunstancias en las
que previamente existían dificultades considerables, o hasta insuperables.
____________________
1.- Obra citada
21
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Los aditivos, aunque no son siempre baratos, no representan
necesariamente gasto adicional pues su empleo puede dar resultados
concomitantes, por ejemplo, en el costo de la mano de obra requerida para llevar
acabo la compactación, en el contenido de cemento que de otra manera seria
necesario, o en mejorar durabilidad sin el uso de medidas adicionales.
Se deberá recalcar que aunque los aditivos propiamente usados son
benéficos para el concreto, no son ningún remedio para ingredientes de mala
calidad de la mezcla, para uso de proporciones de mezclas incorrectas o para mal
manejo en la transportación, colocación y compactación. [5]
1.4.2.- TIPOS DE ADITIVOS
Es sumamente importante saber que un aditivo debe usarse únicamente
cuando hay una razón valida. [10]
A continuación se enlistan algunas propiedades que un aditivo puede
modificar en el concreto fresco y endurecido.
En el concreto fresco:
Aumenta la trabajabilidad sin incrementar la relación Agua/Cemento
En el concreto en la obra:
Mejorar la cohesión
Reducir la segregación
Reduce el sangrado
Retardar el proceso de fraguado
Acelerar el proceso de fraguado
En el concreto endurecido:
Aumentar la resistencia a las heladas
Aumentar la velocidad de desarrollo de resistencia temprana
Aumentar la resistencia
Reducir la permeabilidad.
22
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Como los aditivos se añaden a las mezclas de concreto en cantidades
pequeñas, se deben usar solamente cuando se pueda ejercer un alto grado de
control en el procedimiento de mezcla. Una dosis incorrecta, es decir, poco o
demasiado aditivo puede afectar la resistencia y otras propiedades del concreto. [10]
Los aditivos comunes son:
Acelerantes
Retardantes
Reductores de agua, normales
Reductores de agua, acelerantes
Reductores de agua, retardantes
Según la ASTM C 494 y la NMX C 225 los aditivos se clasifican de la
siguiente manera:
Tabla 1.4.- clasificación de los aditivos. [1]
1.4.2.1.- PLASTIFICANTES REDUCTORES DE AGUA (ASTM C 494;
TIPO A Y D)
____________________
1.- Obra citada
5.- Obra Citada
10.- “El concreto en la obra” IMCYC 1992.
23
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Plastifica la mezcla (mejora la trabajabilidad del concreto para una
determinada relación agua / cemento).
También tiene como efecto la modificación de la cantidad de agua para
una trabajabilidad dada. [1]
Aplicaciones:
Incrementar la resistencia del concreto sin aumentar el contenido del
cemento
Reducir el contenido de cemento conservando la resistencia
Aumentar la trabajabilidad de la misma
Reducir el calor de la masa de concreto
Reducir la contracción
Reducir la permeabilidad. [1]
1.4.2.2.- ADITIVO RETARDANTE DE FRAGUADO (ASTM C 494; TIPO B)
Su principal efecto es hacer lento el endurecimiento del concreto
manteniéndolo plástico por más tiempo.
Los retardadores de fraguado forman una película alrededor del cemento;
ello reduce el área superficial disponible para la hidratación y en
consecuencia se retrasa el fraguado.
Aplicaciones:
Traslado de concreto en distancias largas
Colados en clima cálido
Evitar juntas frías
Colados de bajo rendimiento de colocación o con equipo pequeño. [1]
1.4.2.3.- ACELERANTES DE FRAGUADO (ASTM C 494; TIPO C)
____________________
1.- Obra citada
24
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Aumentan la velocidad de hidratación del cemento hidráulico
Fraguado más rápido o corto
Resistencia inicial más alta. [1]
Aplicaciones:
Pronto servicio de la estructura (a edad más temprana)
Descimbrados más rápidos
Realización de colados a bajas temperaturas
Aplicación de concreto lanzado. [1]
1.4.2.4.- REDUCTORES DE AGUA DE ALTO
RANGO/SUPERFLUIDIZANTES (ASTM C 494 TIPOS F Y G Y 1017 TIPOS I Y II)
La obtención de altas resistencias es uno de sus principales efectos
Facilitan la colocación del concreto en elementos o estructuras sumamente
estrechas y/o reforzadas
En la elaboración de concreto con microsílica. [1]
Aplicaciones:
Altas resistencias a cualquier edad
Incremento drástico de la trabajabilidad
Reducción/eliminación de la compactación del concreto
Reducción sustancial del contenido de cemento de las mezclas
Colocación de concreto bajo el agua (sistema Tremie)
Reducción de los tiempos de cimbrado en la fabricación de prefabricados
Protección del equipo de colocación (menor desgaste)
Colocación del concreto en secciones muy delgadas o densamente
armadas
Incremento en la distancia de bombeo
Mayor durabilidad del concreto. [1]
____________________
1.- Obra citada
1.4.2.5.- INCLUSORES DE AIRE (ASTM C 260)
25
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Su principal efecto es el de proveer al concreto de mayor durabilidad en
condiciones de congelamiento y deshielo
Otro es el de mejorar la trabajabilidad del concreto. [1]
Aplicaciones:
En la elaboración de concreto que estará sujeto a congelamiento y deshielo
Para tal fin, el contenido de aire en el concreto debe ser del 5 al 7%.
Para mejorar la trabajabilidad de mezclas ásperas (bajo contenido de
cemento o elaboradas con agregados triturados.
Para reducir el sangrado de las mezclas.
Para reducción de la permeabilidad. [1]
____________________
1.- Obra citada
BIBLIOGRAFÍA
26
CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO 1.- Apuntes en clases: “Construcción de estructuras de concreto 2006” (Instituto
tecnológico de Chetumal).
2.- Kumar Mehta, Paulo Monteiro: “Concreto” Estructura, propiedades y
materiales. IMCYC 1998.
3.- www.holcimapasco.com.mx
4.- “Guía del usuario de concreto profesional” CEMEX 2000.
5.- Adam M. Neville: “Tecnología del concreto” IMCYC 1999.
6.- “Compactación del concreto” IMCYC.
7.- Materiales y procedimientos de construcción Tomo 1- Escuela Mexicana de
Arquitectura
8.- Ing. Marco Aurelio Torres H. “Concreto” Diseño plástico.
9. - Joseph j. Waddell, Joseph A. Dobrowolski “Manual de la construcción con
concreto” Tomo 1. Mc Graw Gill.
10.- “El concreto en la obra” IMCYC 1992.
11.- “Construcción de losas y pisos de concreto ACI - 302” IMCYC 2002
12.- “Guía practica para la colocación del concreto” ACI 304 1993
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