Charla Bases Concreto
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Teoría básica del concreto
El hombre, desde los
inicios de la humanidad,
ha querido construir no
solo su vivienda, sino,
también, grandes obras
que superen su
existencia efímera.
Piramide Djoser 5000 a.c.
Piramide Sneferu
4600 a.c.
Mastaba 5500 a.c.
Luego de hacer varios intentos se puede aspirar a hacer las cosas mejor...
Keops, Micerino, Kefren (4600 a.c)
Keops, (4600 a.c)
Templo de Amon Karnak, (2600 a.c)
Partenón (año 2475 a.p)
Lo griegos
hicieron grandes
monumentos de
piedra, pero no
tenían muy buen
material de pega
Los romanos
empezaron a usar el
ladrillo y le dieron
una responsabilidad
más grande al
material de pega
entre unidades
Una calle de Pompeya (año 79 d.c)
Coliseo de Roma (80
d.c)
50.000 personas
Los romanos denominaron
―opus caementitium‖ a un
material compuesto por una
mezcla de material de
cantera, cenizas volcánicas
(puzolanas), arena, cal
apagada y agua.
Habían descubierto,
sin saberlo, la
actividad puzolánica
que hoy en día ha
cobrado gran
actualidad!
Puente de Alcántara 97-100 D.C.
Más obras de los romanos
Primera obra en usar un
cemento hidráulico como
pega
Faro de Eddystone
(Inglaterra)
Hecho en 1759, de 34 m de
altura, se constituye en la
base de la arquitectura
moderna.
John Smeaton (1724-1792)
Primer cemento hidráulico
Patentó en 1824, un
material ligante para
construcción, que
denominó Cemento
Portland, por su parecido,
al endurecer, con las
piedras de este pueblo
Inglés.
Joseph Aspdin (1778-1855)
Su hijo, William, fue el primer personaje en despachar
cemento a las obras.
Bogotá "Parque de la Indenpendencia (Centenario)"
Construída con cemento Samper en 1910
Aspecto que presentaba la obra en el año 2003
El concreto …
• El material
más usado
en el mundo,
después del
agua!
Miremos algunas obras hechas
con él…
Museo Dimitrus, Venezuela
Estadio, Cartagena
Puente atirantado, Rep. Dominicana
Presa en CCR, La Miel I
Colombia
Silos, Medellín
Casa de máquinas
hidroeléctrica LaTasajera
Ventajas del concreto sobre otros materiales
El concreto es:
Económico
Se consigue o fabrica en todas partes.
Relativamente fácil de producir.
Se puede fabricar como uno lo requiera
Fácil de moldear
Resistente
Durable
Buen aislante térmico
Se utiliza en todo tipo de ambientes
• Una piedra artificial
a la que se le
puede dar
cualquier forma.
El concreto es como una piedra !
..y el acabado
que se quiera
Pero como toda piedra...
Resiste muy bien fuerzas de compresión.
Pero no resiste ni tensión ni flexión.
Se agrieta!
Al combinarlo con acero, se da origen al
CONCRETO REFORZADO.
Es un material que resiste compresión, flexión y tensión, ya que
el acero le aporta la resistencia a la flexión muy bien, así se
obtiene un material muy resistente y económico.
Pero, qué es el concreto?
Es un material que se compone de cemento, agua, adiciones puzolánicas, fibras, aire, agregados y aditivos.
Cemento + Agua Pasta (lechada)
Pasta + Arena Mortero
Mortero + Piedra Concreto
El Cemento
Cementos Portland, Mezclados
y Otros Cementos Hidráulicos
Aspecto usual de los cementos
usados en construcción
CEMENTO El cemento es una mezcla de caliza y arcillas
que se calienta en hornos a muy altas
temperaturas. Del horno sale una sustancia
granulada que se conoce como Clinker
El clinker es molido muy fino y adicionado con
yeso (para que endurezca lentamente) y se
obtiene lo que conocemos como CEMENTO
Portland.
Puzolana
Las adiciones puzolánicas reaccionan con el
hidróxido de Calcio que desprende el
cemento al hidratarse y en presencia de
humedad forman compuestos de la misma
naturaleza que la pasta de cemento, por eso
son usados como reemplazo del mismo.
Componente activo
del concreto
Aglomerante con
propiedades
hidráulicas
Resultado de la
molienda de clinker y
yeso
Resiste esfuerzos
principalmente a
compresión
Cemento
Es el material ligante y resistente.
Genera calor al hidratarse.
Requiere agua para desarrollar sus propiedades.
Al entrar en contacto con el agua, forma una pasta que endurece. Se crea un pegante.
CEMENTO
Producción de cemento
Portland en Latinoamérica
Latino América
1888 en Brasil 1897 en Guatemala
1898 en Cuba 1903 en México
1907 en Venezuela 1908 en Chile
1909 en Colombia 1912 en Uruguay
1916 en Perú 1919 en Argentina
1923 en Ecuador 1926 en Paraguay
1928 en Bolivia 1936 en Puerto Rico
1941 en Nicaragua 1949 en El Salvador
Planta de
cemento
Principales Componentes de las
Materias Primas Usadas en la
Producción del Cemento
Calcio
Sílice
Alúmina
Hierro
Calcio Hierro Sílice Alúmina Sulfato
Desechos industriales
Aragonita
Calcita
Polvo del horno de cemento
Roca calcárea
Creta
Arcilla
Greda
Caliza
Mármol
Marga
Coquilla
Esquisto
Polvo de humo de horno de fundición
Arcilla
Mineral de hierro
Costras de laminado
Lavaduras de mineral
Cenizas de pirita
Esquisto
Silicato de calcio
Roca calcárea
Arcilla
Ceniza volante
Greda
Caliza
Loes
Marga
Lavaduras de mineral
Cuarcita
Ceniza de cáscara de arroz
Arena
Arenisca
Esquisto
Escoria
Basalto
Mineral de aluminio
Bauxita
Roca calcárea
Arcilla
Escoria de cobre
Ceniza volante
Greda
Granodiorita
Caliza
Loes
Lavaduras de mineral
Esquisto
Escoria
Estaurolita
Anhidrita
Sulfato de calcio
Yeso
Escoria
Cantera
Producción Tradicional del Cemento
Portland
1. La roca se reduce primero hasta un tamaño de 125 mm
(5 pulg.) y después a un tamaño de 20 mm (3/4 pulg.)
para entonces almacenarla.
o
2. Las materias primas se muelen y se mezclan con el agua para
formar una lechada
2. Las materias primas se muelen finamente y se mezclan
3. La calcinación transforma químicamente las
materias primas en el clínker de cemento
4. Se muele el clínker junto con el yeso y queda
listo para su despacho a las obras
Cantera
Almacenamiento materia prima
Medición de
la
composición
química
Clinker Yeso
Proceso de Producción del Clinker
(1)
(2)
(3)
Cemento Portland
Por definición :
un cemento hidráulico producido por
la pulverización del clinker, que se
compone esencialmente de silicatos
de calcio hidráulicos. Normalmente
contiene por lo menos una forma de
sulfato de calcio como una adición
molida conjuntamente con el clinker.
Tipos de Cemento Portland
I Normal
IA Normal con aire incluido
II Moderada resistencia a los sulfatos
IIA Moderada resistencia a los sulfatos con aire incluido
III Alta resistencia inicial
IIIA Alta resistencia inicial con aire incluido
IV Bajo calor de hidratación
V Alta resistencia a los sulfatos
ASTM C 150 (AASHTO M 85)
Aplicaciones del
cemento
Portland Tipo I
Cemento de Bajo y Moderado Calor de
Hidratación
Tipo II
Tipo IV
Tipo III (ASTM)
Cementos de Alta Resistencia
Inicial
Tipo de
construcciones
que requieren
alta resistencia
inicial
Fast Track
Cementos
Resistentes a los
Sulfatos
Desempeño de Concretos Preparados con Diferentes Cementos y Expuestos a Suelos con Sulfatos
Desempeño de Concretos Preparados con Diferentes a/c y Expuestos a Suelos con Sulfatos
Ensayo de Resistencia de concretos
expuestos a los Sulfatos
Cemento tipo V (ASTM) Relación A/C= 0.65
Cemento tipo V (ASTM) Relación A/C= 0.39
Cemento
Portland Blanco
Cementos Hidráulicos Adicionados
ASTM C 595
Definición:
Un cemento hidráulico que se
compone de dos o más
constituyentes inorgánicos que
contribuyen al desarrollo de la
resistencia del concreto.
Cementos Adicionados
Clinker
Yeso
Cemento Portland
Ceniza volante
Escoria
Humo de sílice
Arcilla calcinada
Cementos Hidráulicos Adicionados
Tipo IS Cemento portland siderúrgico
Tipo IP Cemento portland puzolánico
Tipo P Cemento puzolánico
Tipo I(PM) Cemento portland modificado
con puzolana
Tipo S Cemento de escoria o
siderúrgico
Tipo I(SM) Cemento portland modificado
con escoria
ASTM C 595 (AASHTO M 240)
Cementos Hidráulicos
ASTM C-1157
Primera especificación del desempeño de
cementos hidráulicos
Los cementos cumplen con los requisitos de
desempeño físico oponiéndose a restricciones
de ingredientes o de composición química del
cemento, como ocurre en otras
especificaciones
Se incluyen 6 tipos de cementos hidráulicos
Cemento Hidráulico
Tipo GU Uso general
Tipo HE Alta resistencia inicial
Tipo MS Moderada resistencia a los sulfatos
Tipo HS Alta resistencia a los sulfatos
Tipo MH Moderado calor de hidratación
Tipo LH Bajo calor de hidratación
ASTM C 1157
Especificación
del cemento
Aplicaciones
Uso
general
Moderado
calor de
hidratación
Alta
resistenc
ia inicial
Bajo calor
de
hidratación
Moderada
resistencia
a los
sulfatos
Alta
resistencia
a los
sulfatos
Resistencia
a la reacción
álcali-sílice
(RAS)
ASTM C 150
(AASHTO M 85)
Cementos
portland
I II moderado
calor de
hidratación
III IV II V bajo en
álcalis
ASTM C 595
(AASHTO M
240)
Cementos
hidráulicos
adicionados
IS
IP
I(PM)
I(SM)
S, P
IS(MH)
IP(MH)
I(PM)(MH)
I(SM)(MH)
P(LH)
IS(MS)
IP(MS)
P(MS)
I(PM)(MS)
I(SM)(MS)
Opción de
baja
reactividad
ASTM C 1157
Cementos
hidráulicos
GU MH HE LH MS HS R
Cementos Finamente
Molidos
Penetración de la lechada en el suelo
Concreto con Cemento
Expansivo (Tipo K)
Cementos Disponibles
en Colombia
País
Normal
Moderada
resistencia a
los Sulfatos
Alta Resistencia
Inicial
Tipo Norma Tipo Norma Tipo Norma
Argentina CPN IRAM 50000 IRAM 50001 ARI IRAM 50001
Bolivia IF NB 011 - - - -
Chile Cemento
portland Nch 148 - - ARI Nch 148
Colombia I NTC 121
NTC 321 II
NTC 121
NTC 321 III
NTC 121 NTC
321
Costa Rica I2 NCR 40 II3 NCR 40 III4 o ARI NCR 40
Ecuador I INEN 151 y
152 II
INEN 151 y
152 III
INEN 151 y
152
Normas y Tipos de Cementos Modificados
Disponibles en Latinoamérica
País
Cemento Portland con
Filler Calcáreo
Cemento Portland
Modificado con
escoria
Cemento Portland
Modificado con
Puzolana
Tipo Norma Tipo Norma Tipo Norma
Argentina CPF IRAM 50000 CAH IRAM
50000 —
—
Bolivia — — — — IP NB 011
Chile — — Cemento
siderúrgico Nch 148
Cemento
puzolánico Nch 148
Colombia — — — — 1M NTC 121
NTC 321
Costa Rica I (MC) NCR 40 — — I (MP) NCR 40
País
Cemento Portland de
Alto Horno Cemento Puzolánico
Cemento Portland
Compuesto
Tipo Norma Tipo Norma Tipo Norma
Argentina CAH IRAM
50000 CPP
IRAM
50000 CPC
IRAM
50000
Chile Cemento
siderúrgico Nch 148
Cemento
puzolánico Nch 148 Cemento Nch 148
Colombia
Cemento
portland de
escoria de
alto horno
NTC 121 y
321 - - - -
Costa Rica - - P NCR 40 - -
Ecuador - - 1P, P INEN 490 - -
Normas y Tipos de Cementos Adicionados
Disponibles en Latinoamérica
Compuestos Químicos
del Cemento Portland
0.18
0.48
0.36
0.56
0.51
0.61
Na2Oeq
2.70.966.70.34.122.7Blanco
(promedio)
2.32.263.84.23.921.9V (promedio)
2.21.962.55.04.622.2IV (promedio)
3.52.263.42.84.920.6III (promedio)
2.72.163.83.54.621.2II (promedio)
3.02.163.92.65.420.5I (promedio)
SO3MgOCaOFe2O3Al2O3SiO2
Composición química, %Tipo de
Cemento
Portland
0.18
0.48
0.36
0.56
0.51
0.61
Na2Oeq
2.70.966.70.34.122.7Blanco
(promedio)
2.32.263.84.23.921.9V (promedio)
2.21.962.55.04.622.2IV (promedio)
3.52.263.42.84.920.6III (promedio)
2.72.163.83.54.621.2II (promedio)
3.02.163.92.65.420.5I (promedio)
SO3MgOCaOFe2O3Al2O3SiO2
Composición química, %Tipo de
Cemento
Portland
Composición química del cemento Portland
Composición potencial de los
compuestos,%
Blanco
V
IV
III
II
I
4821101863
3731342254
3401543242
548891755
3771161955
3698101854
Finura
Blaine
m2/kgC4AFC3AC2SC3S
Tipo de
Cemento
Portland
(promedio)
Composición potencial de los
compuestos,%
Blanco
V
IV
III
II
I
4821101863
3731342254
3401543242
548891755
3771161955
3698101854
Finura
Blaine
m2/kgC4AFC3AC2SC3S
Tipo de
Cemento
Portland
(promedio)
Portland Cement
Association
C3A
Reactividad de los Compuestos del
Cemento
Recordemos cómo trabajan los componentes del
cemento!
Fórmula abreviada C3S C2S C3A C4AF
Nombre común Alita Belita no Ferrita
Proporción en el cemento 55 20 8 8
Rapidez de reacción con agua Rápida Lenta Rápida Moderada
Contribución a la Resistencia
Temprana edad Buena Pobre Buena Buena
Última Buena Excelente Media Media
Calor de hidratación Medio Bajo Alto Medio
Calorías por gramo 120 60 320 100
Principales compuestos del Cemento Portland y sus características
Mehta y Monteiro
1. Mezcla.
El cemento entra en contacto con el agua de
mezcla y en este momento las partículas de
cemento son rodeadas por el agua iniciando la
hidratación.
2. Fraguado.
En la fase de hidratación se inicia la reacción
química dando una consistencia de gel que brinda
movilidad y plasticidad al conjunto de partículas.
3. Endurecimiento.
Se forman una serie de enlaces y
entrecruzamientos entre las partículas, iniciándose
el fraguado del cemento y por lo tanto el
endurecimiento de la mezcla.
Hidratación del Cemento
El concreto pasa por varias etapas :
• Una vez mezclados los ingredientes
exhibe cierta manejabilidad durante
un tiempo…este tiempo puede
variar dependiendo del tipo de
cementante y de los aditivos que se
usen.
• Pasado algún tiempo la mezcla
empieza a fraguar, ya no se puede
vibrar sin afectarla
• Algunas horas después la mezcla
presenta el fraguado final y
empieza a generar resistencia
• La resistencia crecerá hasta que ya
no haya cemento para hidratar o
agua para hacerlo
Partícula de cemento
24 h
7 d
28 d
agua
Gel
2 h
Hidratación del Cemento
Microscopía de la Pasta de
Cemento
Ensayos
al
cemento
Fraguado Inicial
Fraguado FinalSólido Rígido
Permeabilidad
Porosidad
Resistencia
Propiedades físicas:
•Resistencia a la compresión
•Finura
•Densidad
•Consistencia (cantidad de agua para pasta normal).
•Tiempos de fraguado
•Calor de hidratación
•Pérdida al fuego
CEMENTO
Micrografía electrónica de barrido de un
polvo de cemento
Propiedad Rango
Tamaño 5 - 25 m
Densidad 2,9 - 3,15 g/cm3
FraguadoFinal
< 8 horas
R.compresión(28 días)
290 - 550 kg/cm2
CARACTERISTICAS DEL CEMENTO
Finura del Cemento
cm2/g
m2/kg
Concepto de superficie
específica: área por
unidad de masa
Finura del Cemento
Tamizado
Distribución del Tamaño de las Partículas
Densidad del Cemento
Frasco de Le Chatelier (ASTM
C 188 or AASHTO T 133)
Picnómetro
de Helio
0.18
0.48
0.36
0.56
0.51
0.61
Na2Oeq
2.70.966.70.34.122.7Blanco
(promedio)
2.32.263.84.23.921.9V (promedio)
2.21.962.55.04.622.2IV (promedio)
3.52.263.42.84.920.6III (promedio)
2.72.163.83.54.621.2II (promedio)
3.02.163.92.65.420.5I (promedio)
SO3MgOCaOFe2O3Al2O3SiO2
Composición química, %Tipo de
Cemento
Portland
0.18
0.48
0.36
0.56
0.51
0.61
Na2Oeq
2.70.966.70.34.122.7Blanco
(promedio)
2.32.263.84.23.921.9V (promedio)
2.21.962.55.04.622.2IV (promedio)
3.52.263.42.84.920.6III (promedio)
2.72.163.83.54.621.2II (promedio)
3.02.163.92.65.420.5I (promedio)
SO3MgOCaOFe2O3Al2O3SiO2
Composición química, %Tipo de
Cemento
Portland
Composición química del cemento Portland
Masa Unitaria
La masa unitaria del
cemento varía entre
830 kg/m3 y
1650 kg/m3
Ensayo de Sanidad
ASTM C 151
(AASHTO T 107 )
Expansión en autoclave
Consistencia de la
Pasta de Cemento
Aguja de Vicat
ASTM C 187
(AASHTO T 129)
NTC 110
Tiempo de Fraguado
ASTM C 191
AASHTO T- 131
NTC 118
Aguja de Vicat
ASTM C 266
AASHTO T 154
NTC 109
Agujas de Gillmore
Tiempo de Fraguado
Tiempo de Fraguado para Cementos
Portland
Al entrar en contacto con el agua hay un primer periodo de no reacción denominado durmiente, a partir del cual empiezan a aparecer los hidratos.
HIDRATACION O FRAGUADO PARA DIFERENTES TIPOS DE
CEMENTO
20
22
24
26
28
30
32
34
36
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38
TIEMPO (HORAS)
TE
MP
ER
AT
UR
A (
°C)
Cubos de mortero
ASTM C 109
(AASHTO T 106)
Resistencia a compresión del cemento
Consistencia del Mortero
ASTM C 230
ASTM C 1437
AASHTO M 152
NTC 111
Mesa de Flujo
Portland Cement Association
Desarrollo de la Resistencia de Cubos de Concreto
EVOLUCION DE RESISTENCIAS A COMPRESION
DIFERENTES CEMENTOS COLOMBIANOS
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
EDAD (DIAS)
RE
SIS
TE
NC
IA A
CO
MP
RE
SIO
N (
kg
/cm
2)
Cemento Concretera I
Cemento Bulto I
Cemento Concretera II
Cemento Bulto II
Cemento Concretera III
Desarrollo de Resistencia de los Cementos Tipo I y II (ASTM)
Desarrollo de Resistencia de los Cementos Tipo III, IV y V (ASTM)
Calor de
hidratación
Calor de
hidratación
Calor de Hidratación a los 7 Días
Cemento
tipo I
Cemento
tipo II
Cemento tipo
II moderado
calor de
hidratación
Cemento
tipo III
Cemento
tipo IV
Cemento
tipo V
% del
cemento
tipo I 100 99 75 106 67 89
La resistencia y la temperatura tienen algo en
común!
Alta resistencia
inicial, menor
resistencia final
Baja resistencia
inicial, Alta
resistencia final
La resistencia y la temperatura tienen algo en
común!
Curvas Temperatura vs Tiempo con aditivos
Grieta por contracción térmica inicial
Grieta en cimentación por contracción térmica inicial
Pérdida
al fuego
Transporte
del Cemento
Almacenamiento
Adiciones puzolánicas - Historia
Los Romanos fueron los
primeros en utilizar las
cenizas volcánicas, como
material cementante, al
combinarlas con cal.
Principales tipos de adiciones
puzolánicas
Ceniza volante
Adiciones minerales
Puzolanas
Naturales:
- Cenizas volcánicas
- Tufos o tobas volcánicas (zeolitas)
- Tierras de diatomeas (diatomitas)
Artificiales:
- Cenizas volantes
- Arcillas activadas térmicamente
- Microsílice (silica fume)
- Cenizas de cáscara de arroz
Escoria de Alto Horno
Filler (caliza)
Portland Cement Association
• Controlan el ingreso de cloruros
• Reducen el calor de hidratación
• Controlan reacción álcali-agregado
• Controlan ataque por sulfatos
Adiciones como la ceniza volante (Fly Ash), la
Escoria de Alto Horno ( Slag) y el Humo de Sílice
(Silica Fume) se usan de manera creciente en el
concreto.
Desde el punto de vista del medio ambiente
reducen las emisiones contaminantes!
Ventajas comprobadas del uso de adiciones
reactivas
El uso de puzolanas como reemplazo de cemento
ayuda a frenar la polución en el aire !
CO2
Portland Cement Association
Mil gracias por su atención!
Preparados para la química del
cemento?
Adiciones puzolánicas
La norma ASTM 618-92, define las puzolanas como "materiales
silíceos o alumino-silíceos los cuales, por sí solos, poseen poco o
ningún valor cementante, pero cuando se han dividido finamente
y están en presencia de agua reaccionan químicamente con el
hidróxido de calcio, a temperatura ambiente, para formar
compuestos con propiedades cementantes".
Adiciones puzolánicas
Cemento Portland + H2O SCH + Ca (OH)2
Puzolana + Ca(OH)2 + H2O SCH
1. Las Puzolanas se pueden usar, como reemplazo de cemento, pues
combinadas con el Ca(OH)2 producen pasta de cemento (SCH)
2. El Ca(OH)2 que es el elemento más débil de los productos de
hidratación del cemento al ser fijado por las puzolanas tapona la
porosidad capilar, con lo cual frena el ingreso de cloruros.
3. El hidróxido de Calcio (Ca(OH)2) es quien le da alcalinidad al agua de
poros del concreto, la reducción de este compuesto, por la acción
puzolánica, aumenta la velocidad de carbonatación.
ADICIONES PUZOLANICAS
Influencia en el desarrollo de calor de hidratación de una escoria de alto horno
Desarrollo típico de resistencia con varios cementos
Cómo compensar el bajón de resistencias iniciales?
Recordemos cómo trabajan los componentes del
cemento!
Fórmula abreviada C3S C2S C3A C4AF
Nombre común Alita Belita no Ferrita
Proporción en el cemento 55 20 8 8
Rapidez de reacción con agua Rápida Lenta Rápida Moderada
Contribución a la Resistencia
Temprana edad Buena Pobre Buena Buena
Última Buena Excelente Media Media
Calor de hidratación Medio Bajo Alto Medio
Calorías por gramo 120 60 320 100
Principales compuestos del Cemento Portland y sus características
Una primera opción es bajarle al lento y subirle a los rápidos
Mehta y Monteiro
Cambios en el concreto al modificar los compuestos
del cemento!
C3S
K. Metha y Monteiro
La tercera opción es moler más fino el clinker!
• Aumenta la finura
• Aumenta la velocidad
de hidratación
• Aumenta el calor
• La mezcla pide más
agua
Portland Cement Association
Una segunda opción: usar aditivos!
Acelerante
Plastificante+acelerante
Adicionado
Resistencia
Lo que se extrae de lo anterior…
• Cemento actual se
hidrata más rápido
• Brinda más
resistencia inicial
• Se alcanza la
resistencia incluso
con relaciones a/c
más altas
Algunos cementos no aumentan mucho
su resistencia después de 28 días!
Resistencia
Edad 28 d
Viejos cementos
Baja relac a/c
Cemento actual
Alta relación a/c
Algunas soluciones, para no demoler,
cuando la resistencia definitivamente no da!
COMPOSICION DE LA PASTA
Cemento Agua
AGUA
Portland Cement Association
Análisis Típicos de Agua, ppm
Sustancia
química
Agua de
abastecimiento
Agua de mar
Sílice (SiO2) 0 a 25 —
Hierro (Fe) 0 a 0.2 —
Calcio (Ca) 1 a 100 50 a 480
Magnesio (Mg) 0 a 30 260 a 1410
Sodio (Na) 1 a 225 2190 a 12,200
Potasio (K) 0 a 20 70 a 550
Bicarbonato
(HCO3)
4 a 550 —
Sulfato (SO4) 2 a 125 580 a 2810
Cloruro (Cl) 1 a 300 3960 a 20,000
Nitrato (NO3) 0 a 2 —
Total de sólidos
disueltos
20 to 1000 35,000
Espectrofotómetro de Absorción
Atómica
Normas de la Calidad del Agua para
Empleo en Morteros y Concretos
País Norma Nombre de la norma
Argentina IRAM
1601
Agua para morteros y
hormigones de cemento
portland
Chile NCh1498 Hormigón - Agua de
amasado – Requisitos
Colombia NTC
3459
Concretos. Agua para la
elaboración de concreto
Ecuador 1855-1 Hormigón Premezclado:
requisitos
1855-2 Hormigón preparado en
obra: requisitos
Normas de la Calidad del Agua para
Empleo en Morteros y Concretos
País Norma Nombre de la norma
EE.UU. ASTM C 94 Standard specification for
ready mixed concrete
Perú NTP
339.088
Hormigón (concreto).
Agua para morteros y
hormigones de cementos
portland. Requisitos
México NMX-C-122 Agua para concreto
Venezuela CONVENIN
2385
Concreto y mortero. Agua
de mezcla. Requisitos
Criterios de Aceptación para
Abastecimiento de Aguas Dudosas
Ensayo Límites Método de
ensayo
Resistencia a
compresión,
porcentaje mínima en
relación al control, a
los siete días
90%
ASTM C 109
o AASHTO T
106
Tiempo de fraguado,
diferencia en relación
al control, hr:min
De 1:00 más
temprano a
1:30 más tarde
ASTM C 191
o AASHTO T
131
ASTM C 94 o AASHTO M 157
Límites Químicos para Agua de Mezcla
Sustancia química o tipo de
construcción
Concentración
máxima en ppm
Método de
ensayo
Cloruro, como Cl ASTM D 512
Concreto pretensado o concreto para tablero
de puentes 500
Otros tipos de concreto reforzado en
ambiente húmedo o conteniendo elementos
de aluminio o metales distintos embebidos o
cimbras permanentes de metal galvanizado 1,000
Sulfato, como SO4 3,000 ASTM D 516
Álcalis, como (Na2O + 0.658 K2O) 600
Total de sólidos 50,000 AASHTO T
26
ASTM C 94 o AASHTO M 157
Límites del ACI 318 para el Contenido de
Iones Cloruro en el Concreto
Concreto pretensado 0.06%
Concreto reforzado expuesto
a cloruros durante su servicio 0.15%
Concreto reforzado que que va a ser
mantenido seco y protegido de la
humedad durante su vida 1.00%
Otras construcciones en concreto
reforzado 0.30%
Aguas Ácidas
Agua de Lavado
El Cemento y el agua
• De la forma como el cemento aproveche el agua
depende su resistencia y su durabilidad
• Muchos problemas de las estructuras
dependerán de la relación entre el agua de la
mezcla y la cantidad de cemento
• Y de la composición del cemento se derivarán
cosas buenas para las estructuras y otras que
hay que saber manejar
AGUA
Funciones del agua de amasado en la mezcla:
1. Hidratar el cemento
2. Dar manejabilidad a la mezcla
3. Evitar el resecamiento prematuro
El cemento requiere sólo el 30% de su peso
en agua para hidratarse.
300 kg de cemento requieren máx 100 litros
de agua
Portland Cement Association
Importancia del uso de Reductores de agua
A una mezcla de concreto le sobran
generalmente 100 litros de agua!
100 l 100 l Cemento
Agua de
amasado
Aditivo
50 l
a/c = 0,67 a/c= 0,50
200 L 300 kg
Agua dosificada al ojo!
HIDRATO DE C-S-H.
Fraguado Inicial
Fraguado FinalSólido Rígido
Permeabilidad
Porosidad
Resistencia
Agregados para
Concreto
AGREGADOS Componen en más del 70% del concreto
Permiten disminuir el cemento
Abaratan el costo del m3 de concreto
Contribuyen a la resistencia mecánica del concreto
Controlan cambios volumétricos debidos a fraguado y/o cambios de humedad.
Cantera
Aluvión
Lecho de río
Aluvión
Cantera
Agregados. Tipos de Depósitos
Origen Tamaño
Peso Específico
Forma del Grano
Tipo de Partículas
Textura Superficial
Agregados
Peso Unitario
Agregados. Clasificación
Agregado Fino
Arena y/o piedra triturada
< 5 mm (0.2 pulg.)
Contenido de agregado fino
normalmente del 35% al
45% por masa o volumen
total del agregado
Agregado Grueso
Grava y piedra
triturada
5 mm (0.2 pulg.)
Normalmente entre
9.5 y 37.5 mm
(3/8 y 1½ pulg.)
Rocas y Minerales Constituyentes en los Agregados
Minerales
Rocas ígneas
Rocas metamórficas
Rocas sedimentarias
Sílice
• Cuarzo, Ópalo
Silicatos
• Feldespato, Arcilla
Carbonato
• Calcita, Dolomita
1. Minerales
Rocas y Minerales Constituyentes en los Agregados
Sulfatos
• Yeso, Anhidrita
Sulfuro de hierro
• Pirita, Marcasita
Óxido de hierro
• Magnetita, Hematita
2. Minerales
Rocas y Minerales Constituyentes en los Agregados
Granito
Sienita
Diorita
Gabro
Periodita
Pegmatita
Vidrio volcánico
Felsita
Basalto
3. Rocas ígneas
Rocas y Minerales Constituyentes en los Agregados
Conglomerado
Arenisca
Piedra arcillosa, limonita,
argilita y esquisto
Carbonatos
Chert
3. Rocas sedimentarias
Rocas y Minerales Constituyentes en los Agregados
Mármol
Metacuarcita
Pizarra
Filita
Esquisto
4. Rocas metamórficas
Anfibolita
Hornfels (roca córnea)
Gneis
Serpentinita
Rocas y Minerales Constituyentes en los Agregados
Agregado de Peso Normal
Agregados más comunes
Arena
Grava
Piedra triturada
ASTM C 33 o AASHTO M 6/M80
Produce concreto de peso normal 2200 a
2400 kg/m3 (140 a 150 lb/pies3)
Agregado Ligero
Expandido
• Esquisto
• Arcilla
• Pizarra
• Escoria
ASTM C 330
Produce concreto estructural ligero
1350 a 1850 kg/m3 (90 a 120 lb/pies3)
Agregado Ligero
Piedra pómez
Perlita
Vermiculita
Diatomita
Produce concreto aislante ligero—
250 a 1450 kg/m3 (15 to 90 lb/pie3)
Agregado Pesado
Barita
Limonita
Magnetita
Ilmenita
Hematita
Esferas de Hierro
ASTM C 637, C 638 (Blindaje para
radiación)
Produce concreto pesado de hasta 6400
kg/m3 (400 lb/pies3)
Características y Ensayos de los
Agregados
Característica Ensayo
Resistencia a
abrasión y
degradación
ASTM C 131 (AASHTO T 96), ASTM C
535, ASTM C 779
Resistencia a
congelación-
deshielo
ASTM C 666 (AASHTO T 161), ASTM C
682, AASHTO T 103
Resistencia a
sulfatos ASTM C 88 (AASHTO T 104), NTC 126
Forma y textura
superficial de las
partículas
ASTM C 295, NTC 3773, ASTM D 3398,
Características y Ensayos de los
Agregados
Característica Ensayo
Granulometría ASTM C 117 (AASHTO T 11),
Degradación del
agregado fino ASTM C 1137
Contenido de vacíos ASTM C 1252 (AASHTO T 304)
Masa volumétrica ASTM C 29 (AASHTO T 19)
Densidad relativa ASTM C 127 (AASHTO T 85), NTC 176
Característica Ensayo
Absorción y humedad
superficial
ASTM C 70, ASTM C 127 (AASHTO T 85), COVENIN 0269,
NTC 176, ASTM C 128 (AASHTO T84), NTC 237, ASTM C
566 (AASHTO T 255), NTC 176
Resistencia a
compresión y a la
flexión
ASTM C 39 (AASHTO T 22), NTC 2871
Definiciones de los
constituyentes ASTM C 125, NTC 385
Características y Ensayos de los Agregados
Característica Ensayo
Constituyentes del
agregado
ASTM C 40 (AASHTO T 21), NTC 127, NTC 579, ASTM C
117 (AASHTO T 11), NTC 78, UNIT-NM 46, ASTM C 123
(AASHTO T 113), ASTM C 142 (AASHTO T 112), NTC
589, ASTM C 295,
Resistencia a la
reactividad con los
álcalis y cambio de
volumen
ASTM C 227 , NTC 3828, NTP 334.113, NTP 334.067,
ASTM C 289, NTC 175, ASTM C 295, NTC 3773, ASTM C
342, ASTM C 586, ASTM C 1260 (AASHTO T 303), ASTM
C 1293
Características y Ensayos de los
Agregados
Granulometría del Agregado
Es la distribución del tamaño de las partículas de un agregado, que se determina a través del análisis de los tamices (cedazos, cribas)
Agregado fino―7 tamices normalizados con aberturas de 150 μm a 9.5 mm (No. 100 a 3/8 pulg.)
Agregado grueso―13 siete tamices normalizados con aberturas de 1.18 mm a 100 mm (0.046 pulg. a 4 pulg.)
Tamaños de Partículas
Límites de Granulometría del Agregado Fino
Tamiz Porcentaje que pasa (en
masa)
9.5 mm (3/8
pulg.)
100
4.75 mm (No. 4) 95 to 100
2.36 mm (No. 8) 80 to 100
1.18 mm (No. 16) 50 to 85
600 µm (No. 30) 25 to 60
300 µm (No. 50) 5 to 30*
150 µm (No. 100) 0 to 10**
Tamaño Máximo vs. Tamaño
Máximo Nominal del Agregado
(TM)
Tamaño máximo ― abertura del menor tamiz por el cual pasa toda la muestra de agregado grueso.
(TMN)
Tamaño máximo nominal ― es el tamiz normalizado con abertura inmediatamente superior a aquel cuyo % retenido acumulado es igual o mayor al 15%.
Tamaño Máximo Nominal del Agregado
1/5 de la dimensión más pequeña del elemento de concreto
3/4 del espacio libre entre las barras de acero del refuerzo y entre las varillas de refuerzo y las cimbras
1/3 de la profundidad de las losas
El tamaño no debe exceder ―
Granulometría del Agregado
Grueso
Tamiz Porcentaje que pasa
(en masa)
37.5 mm (1½ pulg.) 100
25.0 mm (1 pulg.) 95 to 100
12.5 mm (½ pulg.) 25 to 60
4.75 mm (No. 4) 0 to 10
2.36 mm (No. 8) 0 to 5
Tamaño No. 57
25 a 4.75 mm [1 pulg. a No. 4]
Límites de Granulometría
Reducción de los
Vacíos
Módulo de Finura (MF)
Se calcula sumándose los porcentajes acumulados de
la masa retenida en cada uno de los tamices de la
serie especificada y dividiéndose esta suma por 100.
Los tamices especificados son: 150 µm (No. 100), 300
µm (No. 50), 600 µm (No. 30), 1.18 mm (No. 16), 2.36
mm (No. 8), 4.75 mm (No. 4), 9.5 mm (3/8 in.), 19.0
mm (3/4 in.), 37.5 mm (1½ in.), 75 mm (3 in.), y 150
mm (6 pulg.).
Arenas
Análisis Granulométrico y MF de la Arena
Tamiz
Porcentaje de la
fracción individual
retenida, en masa
Porcentaje
acumulado que
pasa, en masa
Porcentaje
retenido
acumulado, en
masa
9.5 mm (3/8 in.) 0 100 0
4.75 mm (No. 4) 2 98 2
2.36 mm (No. 8) 13 85 15
1.18 mm (No. 16) 20 65 35
600 µm (No. 30) 20 45 55
300 µm (No. 50) 24 21 79
150 µm (No.
100) 18 3 97
Pan 3 0 —
Total 100 283 Módulo de finura = 283 ÷ 100 = 2.83
Granulometría Combinada
Condiciones de
humedad
Humedad Total
Estado
Abundamiento de la
Arena
Fisuración tipo D (de Durability)
D-Cracking
• Son grietas paralelas
a las juntas
• Una vez arrancan no
hay cura
• La influencia del
agregado es grande
• Las causa el
fenómeno del hielo –
deshielo en
agregados con
mucha absorción.
Contracción por Secado
Sustancias Perjudiciales
Sustancia Efecto en el concreto
Impurezas orgánicas
Afecta el tiempo de fraguado y
el endurecimiento, puede
causar deterioro
Material más fino que 75
m (tamiz No. 200)
Afecta adherencia, aumenta la
demanda de agua
Carbón, lignito u otro
material ligero
Afecta la durabilidad, puede
causar manchas y erupciones
Partículas blandas Afecta la durabilidad
Substancias Efecto en el concreto
Terrones de arcilla y
partículas desmenuzables
Afecta la trabajabilidad y la
durabilidad, puede causar
erupciones
Chert con masa específica
relativa relativa menor que
2.40
Afecta la durabilidad, puede
causar erupciones
Agregados reactivos con los
álcalis
Causa expansión anormal,
fisuración en forma de mapa (piel
de cocodrilo)
Materiales Perjudiciales
Erupciones
Partículas de Hierro en los Agregados
Reactividad Álcali-Agregado ( RAA )
— Es una reacción entre los
constituyentes minerales activos de
algunos agregados y los hidróxidos
alcalinos de sodio y potasio en el
concreto.
• Reacción álcali-sílice (RAS)
• Reacción álcali-carbonato (RAC)
Reacción Álcali-Sílice (RAS)
Síntomas Visuales • Red de fisuras
• Juntas cerradas o
lascadas
• Desplazamiento relativo
• Aparición de erupciones
Mecanismo
1. Hidróxido alcalino + gel de
sílice reactiva producto
de reacción (gel álcali-
sílice)
2. Gel del producto de la
reacción + humedad
expansión
Reacción Álcali-Sílice (RAS)
Factores que afectan la RAS
• Una forma reactiva de
sílice en el agregado,
• Una solución en el poro
altamente alcalina (pH)
• Humedad suficiente
Si una de estas condiciones
está ausente, la reacción
RAS no puede ocurrir
Reacción Álcali-Sílice (RAS)
Métodos de Ensayo • Método de la barra de mortero
(ASTM C 227, NTC 3828, NTP 334.113, NTP 334.067 )
• Método químico
(ASTM C 289, NTC 175)
• Examen petrográfico
(ASTM C 295, NTC 3773)
• Ensayo rápido de la barra de mortero
(ASTM C 1260 (AASHTO T 303)
• Ensayo en prismas de concreto (ASTM C 1293)
Reacción Álcali-Sílice (RAS)
Control del RAS
• Agregados no reactivos
• Materiales cementantes suplementarios y
cementos mezclados (adicionados)
• Límite del contenido de álcalis
• Aditivos a base de Litio
• El ablandamiento con caliza (reemplazo de
aproximadamente 30% del agregado reactivo
por caliza triturada)
Reacción Álcali-Sílice (RAS)
Efecto de los Materiales Cementantes
Suplementarios sobre la RAS
Factores que Afectan la RAC
• Contenido de arcilla, o residuo
insoluble, en el rango de 5% a 25%
• Relación entre calcita y dolomita de
aproximadamente 1:1
• Aumento en el volumen de la dolomita
• Cristales dolomíticos discontinuos de
pequeño tamaño dispersos en la matriz
de arcilla
Reacción Álcali-Carbonato (RAC)
Métodos de Ensayo
• Examen petrográfico
(ASTM C 295)
• Método del cilindro de
roca (ASTM C 586)
• Ensayo del prisma de
concreto (ASTM C 1105)
Reacción Álcali-Carbonato (RAC)
Control de la RAC
• Cantera seleccionada para evitar
completamente la reacción del
agregado
• Agregado mezclado de acuerdo con
el apéndice de la ASTM C 1105
• Limitar el tamaño del agregado al
menor posible
Reacción Álcali-Carbonato (RAC)
Agregado de Concreto
Reciclado
AGREGADOS Propiedades Físicas
Forma
Textura
Granulometría
Tamaño máximo nominal (TMN)
Módulo de Finura (Arena)
Masas Unitarias
Densidad Aparente
Absorción
Desgaste Máquina Angeles
FORMA DE LAS PARTÍCULAS
Formas alargadas y planas
* Mala manejabilidad
* Baja masa unitaria
* Baja resistencia mecánica
* Bolsas de agua
Partícula Larga
* Long. / Ancho > 2.5
Partícula plana
* ancho / esp. > 2.0
GRANULOMETRÍA
Determinar distribución por tamaños de partículas que componen un agregado
Serie de tamices estandarizada
Otros datos del agregado con la granulometría
Módulo de finura (arenas)
TMN (gravas)
Se hace un análisis de distribución de tamaños
(tamices)
ANALISIS GRANULOMETRICO AGREGADO GRUESO
(ICONTEC 174-ASTM C33)
0
20
40
60
80
100
120
1 10 100
Abertura tamices (mm)
% q
ue
Pa
sa
Propiedad Rango
Tamaño Granulometría(Fuller- Bolomey- Weindrow)
Densidadaparente
1,5 - 3 g/cm3
Absorción 0.1 - 15% (2-3%)
Pasa Tamiz(#200)
Límites5% (Natural),7% (Triturado)
MateriaOrgánica
Hasta 3
CARACTERISTICAS DE LOS AGREGADOS
CALIDAD DEL AGREGADO
Masas unitarias
Densidad Aparente
Absorción
Clasificación (por densidad aparente)
Normal: 2300 – 2900 kg/m3
Liviano: < 2300 kg/m3
Pesado: > 2900 kg/m3
Generalemente tienen cerca de 2500 kg/m3
MASA UNITARIA
Es un buen indicativo de la calidad de un agregado, porque involucra todos los factores relacionados.
A mayor densidad mayor masa unitaria.
Formas cúbicas o esféricas indican mayor masa unitaria.
Mejor distribución de tamaños indican mayor masa unitaria.
DENSIDAD APARENTE Y ABSORCIÓN
A mayor densidad aparente, menor absorción
Valores típicos de absorción para agregados de densidad normal:
Arena: De 0.5% a 1.5%
Grava: De 2.0% a 5.0%
Se debe conocer el estado de humedad de los agregados para corregir el diseño teórico de Mezcla
Agregados. Estados de Humedad
Contenido de
humedad
Humedad Libre
Absorción
Humedad Absorbida
Seco Seco al aire Húmedo Saturado y
Superficialmente
Seco
SUSTANCIAS PERJUDICIALES DE LOS
AGREGADOS
Impurezas orgánicas
Interfieren los enlaces del cemento
Pueden reducir resistencia inicial
Arcillas y material muy fino
Interfieren los enlaces del cemento
Incrementan consumo de agua
Aumentan contracción de secado
Pueden incrementar consumo de agua
Disminuye la resistencia del concreto
Fisuramiento
Consideraciones importantes con los
agregados.
Las arenas se deben lavar sobre tamiz N°200 (0.075mm) y el material que pase no debe ser mayor a 3%
Al aumentar arena, se aumenta la demanda de agua de la mezcla. También se vuelven mezclas de difícil bombeo.
Se debe determinar el contenido de materia orgánica en la arena con el ensayo colorimétrico. Se descartan arenas con resultados superiores a 4 (ámbar oscuro – negro ).
Consideraciones importantes con los
agregados.
Para las gravas el Tamaño Máximo (TM) es la abertura del menor tamiz por donde pasa el 100% del material.
Tamaño Máximo Nominal (TMN) es la abertura del tamiz inmediatamente superior al que tiene % retenido acumulado 15%.
A mayor TMN menor consumo de cto. Para igual resistencia (Válido hasta 350 kg/cm2)
Se deben evitar agregados con arcilla adherida, terrones de arcilla o gravas contamindas.
Consideraciones importantes con los
agregados.
LAS PIEDRAS PEQUEÑAS (ARENA) se acomodan en los
espacios dejados por las GRANDES (AGREGADO GRUESO)
,
LA PASTA DE CEMENTO (CEMENTO + AGUA) se
acomoda entre los espacios dejados por la arena !
Si el tamaño de los agregados y su proporción no son los
adecuados habrá problemas en el transporte, colocación y
acabado del concreto.
¿CÓMO SE CONFECCIONA UN
BUEN CONCRETO?
Requisitos de durabilidad
Normativa
Permeabilidad
El exceso de agua de
amasado es la causa de la
gran porosidad y
permeabilidad de una
estructura.
El agua al atravesar el
concreto alcanza el refuerzo,
y promueve la corrosión.
La corrosión fisura la
estructura!
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Porosidad capilar
Permeabilidad
Relación agua/ material cementante
Reducción de porosidad y
permeabilidad
Cemento
Reducción
de agua (%) Relación a/c
Agua Total
en la mezcla
Agua
hidratación
del cemento Agua Libre
Reducción
de agua
libre
300 0 0,67 201 90 111 0
300 12 0,59 177 90 87 22
300 25 0,50 151 90 61 45
300 35 0,44 131 90 41 63
Reducir agua de amasado: la manera más fácil, efectiva y
económica de hacer concreto denso y durable
Se piensa a veces
que lograr una baja
relación agua /
cemento es muy
complicado, la mezcla
queda dura y difícil de
colocar y cuesta
mucho…
Consistencia de la mezcla
140
1,8
Superplastificante
1,2
175
0,8
210
245
280
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Relación agua/ material cementante
Agua
litros
Litros
C=350 kg
Mezclas equivalentes en
manejabilidad
"El arte de diseñar una mezcla de concreto
económicamente eficiente y productiva, está
en lograr una optimización adecuada de las
proporciones de los materiales empleados,
aprovechando sus propiedades y características para
lograr los requisitos técnicos especificados, de modo
que el orden de incidencia en los costos de cada
material, en lo posible sea inversamente proporcional
a su participación como componente de mezcla."
Diseñar una mezcla de concreto
1. Prescripción
• El diseñador o especificador entrega cantidades en
particular define cuantía de cementantes y relación
agua/cemento
• La resistencia y algunas otras propiedades interesantes
para el proyecto son prescritas
• Muchas veces se especifican los materiales a usar
Tipo de cemento
Tipo de adición
Tipo de aditivos
Fibras, otros
ESPECIFICACIONES
2. Desempeño
• El diseñador o especificador define las propiedades en
estado fresco y en estado endurecido que el concreto
debe cumplir
• En particular resistencia, permeabilidad y resistencia a
algún tipo de agresor, vida útil, etc, son definidas en los
términos del contrato.
• Algunas propiedades que se especifican
Temperatura de la mezcla
Pico máximo de temperatura
Resistencias a temprana edad
Resistencias a otros tipos de esfuerzos
Permeabilidad
Acabados
ESPECIFICACIONES
Entonces, se debe minimizar el componente más caro
del concreto: El CEMENTO
Se toma el asentamiento más bajo posible.
Se escoge el mayor TMN de agregado.
Se realiza una óptima relación de agregados.
Se utilizan aditivos reductores de agua.
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
1. Selección del asentamiento
2. Selección del Tamaño máximo nominal
3. Contenido de aire.
4. Estimación del contenido de agua.
5. Determinación de la resistencia.
6. Selección de la relación A/C.
7. Cálculo del contenido de cemento.
8. Estimación de proporción de agregados.
9. Ajuste por humedad.
10. Ajustes a las mezclas de prueba.
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
SELÉCCIÓN DE ASENTAMIENTO
SELÉCCIÓN DE ASENTAMIENTO
C o nsistencia A sentamientoC o ndicio nes de
co lo cació n
Ejemplo de t ipo
de estructura
Ejemplo de
sistema de
co lo cació n.
Muy seca 0 - 2.0 Secciones
sujetas a
vibración
extremadamente
intensa, puede
requerirse
presión.
Prefabricados
de alta
resistencia,
revestimiento
de pantallas
de
cimentación.
Con
vibradores de
formaleta;
concretos de
proyección
neumática
(lanzado).
Seca 2.0 - 3.5 Secciones
sujetas a
vibración intensa.
Pavimentos. Pavimentador
as con
terminadora
vibratoria.
Semiseca 3.5 - 5.0 Secciones con
refuerzo.
Pavimentos,
fundaciones
en concreto
simple.
Colocación
con
vibradores
normales.
Media 5.0 - 10.0 Secciones
medianamente
reforzada.
Pavimentos
compactados
a mano,
losas, muros,
vigas, etc.
Colocación
manual.
Húmeda 10.0 - 15.0 Secciones muy
reforzadas.
Elementos
estructurales
esbeltos.
Bombeo.
Muy
Húmeda
15.0 o más Secciones
altamente
reforzadas.
Elementos
muy esbeltos,
pilotes
fundidos "in
situ".
Tubo -
embudo
Tremie.(Norm
almente no
adecuados
para vibrarse.
Asentamientos recomendados para diversos tipos de estructuras
y condiciones de colocación
1/5 de la dimensión más pequeña del elemento de concreto
3/4 del espacio libre entre las barras de acero del refuerzo y entre las varillas de refuerzo y las cimbras
1/3 de la profundidad de las losas
El tamaño no debe exceder ―
SELÉCCIÓN DEL TAMAÑO MÁXIMO DEL
AGREGADO (TM)
SELÉCCIÓN DEL TAMAÑO MÁXIMO DEL
AGREGADO (TM)
•Concreto de resistencia normal: agregado grande
TM≥ 1 pulgada
•Concreto de Alta resistencia: agregado pequeño :
TM≤ ¾‖
•Concreto Bombeado: TM≤ 1 pulgada
•Concreto proyectado: TM≤ 1 pulgada
•Concreto para pavimentos: TM≥ 1 pulgada
•Concreto Compactado con Rodillo: TM≥ 2 pulgadas
Tamaño Máximo del Agregado y Demanda
de Agua
Tamaño Máximo del Agregado y demanda
de cemento
El aire incluido en el concreto, beneficia la manejabilidad, cohesión de la mezcla y pueden disminuir la permeabilidad. Sin embargo... El aire atrapado al mezclar el concreto debe hacerse salir, ya que esos vacios (hormigueros, cangrejeras, nidos) originan baja resistencia, paso de agua, poca durabilidad y malos acabados
AIRE
AGUA
Asentamiento
(cm)9,5 mm 12,5 mm 19,1 mm 25,4 mm 38,1 mm 50,8 mm
2,5 a 5 218 210 196 187 171 162
7,5 a 10 240 227 212 202 187 177
15 a 18 255 240 225 212 210 187
Aire atrapado
aprox. en%3 2,5 2 1,5 1 0,5
2,5 a 5 190 184 174 168 156 150
7,5 a 10 212 202 190 184 171 165
15 a 18 227 215 202 193 181 174
Concreto sin aire incorporado
Concreto con aire incorporado
Agua de masado aproximada y contenido de aire atrapado para diferentes
asentamientos y Tamaños Máximos
Agua en litros por m3 de concreto para los TMN indicados
DOSIFICACIÓN DEL CONCRETO
a) Basada en la experiencia de obra o en mezclas de
prueba o en ambas
Para seleccionar una mezcla adecuada de
concreto, se debe seguir tres pasos básicos:
1. Determinar la desviación estándar de la
muestra
2. Determinar la resistencia a compresión
requerida
3. Dosificación de la mezcla para comprobar su
bondad (apariencia, manejabilidad, fraguado,
resistencia, etc)
DESVIACIÓN ESTANDAR
Cuando una planta tiene registros de ensayos de menos de
1 año de antigüedad, debe establecerse la desviación
estándar de la muestra.
Condiciones:
•Los registros deben representar materiales, procedimientos
de control de calidad y condiciones similares a las
esperadas en la obra.
•Deben representar un concreto producido para que cumpla
con una resistencia a compresión especificada en el rango
f´c ± 7MPa
•Consistir al menos de 30 ensayos consecutivos o de dos
grupos de ensayos consecutivos
DESVIACIÓN ESTANDAR
Cuando la planta NO tiene al menos 30 registros de ensayos
de menos de 1 año de antigüedad, debe modificarse la
desviación estándar de la muestra de acuerdo con los
valores de la tabla.
TABLA 5.3.1.2 FACTOR DE MODIFICACIÓN PARA LA DESVIACIÓN ESTANDAR
Número de Ensayos Factor de modificación
menos de 15 Ver Tabla 5.3.2.2
15 1,16
20 1,08
25 1,03
30 o más 1,00
RESISTENCIA PROMEDIO A COMPRESIÓN
Tabla 5.3.2.1 da los valores de resistencia promedio
requerida cuando hay datos que permitan calcular
Resistencia especificada a la
compresión en Mpa
Resistencia promedio
requerida a la compresión en
Mpa
Usar el mayor valor de:
f´cr=f´c+ 1,34
f´cr=f´c+ 2,33
f´c<35
f´c>35Usar el mayor valor de:
f´cr=f´c+ 1,34
f´cr=0,90f´c+ 2,33
RESISTENCIA PROMEDIO A COMPRESIÓN
Tabla 5.3.2.2 da los valores de resistencia promedio
requerida cuando hay datos que permitan calcular
Resistencia especificada a la
compresión en Mpa
Resistencia promedio
requerida a la compresión en
Mpa
21< f´c>35 f´cr=f´c+ 8,3
f´c>35 f´cr=1,10f´c+ 5,0
f´c< 21 f´cr=f´c+ 7,0
FRECUENCIA ENSAYOS DE RESISTENCIA A LA
COMPRESIÓN (f’c)
•Las muestras para ensayos de
resistencia de cada clase de concreto
deben tomarse:
• No menos de una vez al día,
• Ni menos de una vez por cada 110 m3
de concreto,
• Ni menos de una vez por cada 460 m2
de losas o muros.
Un ensayo de resistencia debe ser el
promedio de al menos dos (2) probetas
de 15x30 cm o de al menos tres (3)
probetas de 10x20cm.
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN (f’c) Y
LA RELACIÓN A/C
Dentro del rango normal de resistencias de concreto, la resistencia a compresión (f’c) es inversamente proporcional a la relación A/C. Para una misma relación A/C puede haber diferencias en la resistencia a compresión debidas a: Clase de cemento (Tipo y origen) Tamaño del agregado. Distribución granulométrica. Textura y forma del agregado. Resistencia y dureza.
a/c vs f´c
RELACIÓN A/C
Relación típica entre A/C y f'c
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 100 200 300 400 500
f'c (kg/cm2)
A/C
Concreto sin aire incorporado Concreto con aire incorporado
RELACIÓN A/C
Condición A/C máx
Concreto protegido en servicio de
cloruros y congelamiento
A/C según resistencia y
manejabilidad
Concreto expuesto a agua limpia 0.5
Concreto expuesto a agua de mar 0.45
Concreto resistente a la corrosión
producida por agua de mar y brisa
marina
0.40*
* Debe llevar incorporador de aire
Concreto que debe ser impermeable
RELACIÓN A/C
0,45 0,55 0,65
PROPORCIÓN DE AGREGADOS
Antes de realizar una mezcla es
recomendable realizar la corrección por
humedad de los agregados.
Para definir la combinación de agregados, es
necesario realizar mezclas de prueba con el fin
de evaluar manejabilidad y apariencia de la
mezcla.
Siempre es necesario hacer mezclas de
prueba.
CONSIDERACIONES DE DISEÑO