Concreto Impermeable. Relacion Aguacemento Baja

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Para obtener concretos impermeables debe utilizarse bajas relaciones agua-cemento y dar un prolongado curado. La inclusión de aire mediante aditivos mejora la manejabilidad, permitiendo trabajar con relaciones agua-cemento más bajas lo que aumenta la impermeabilidad. Si el concreto va estar expuesto al diseñar las mezclas la relación agua-cemento que se obtiene para alcanzar la resistencia, debe disminuirse para lograr la impermeabilidad del concreto y con ella su durabilidad. Para concretos que van a estar expuestos a la acción del agua el Código Colombiano de Construcciones sismoresistentes estipula los valores máximos permisibles de relación agua-cemento, así: Si el concreto va a estar expuesto al agua dulce, la relación agua-cemento debe ser máximo 0.50. Si el concreto va a estar expuesto al agua salada la relación agua-cemento debe ser máximo 0.45. Las sustancias químicas más agresivas con el concreto, son los sulfatos y los ácidos, los sulfatos reaccionan con el aluminato tricálcico del cemento que como ya se dijo producen expansiones que agrietan el concreto; y los ácidos reaccionan con el Ca (OH)2. Para evitar el deterioro del concreto por acción del medio ambiente es necesario: construir concretos impermeables, empleando una relación agua-cemento adecuada. diseñar la estructura para que tenga una geometría tal que reduzca al mínimo la captación de agua y que adicionalmente disponga de un buen drenaje. recubrir el acero de refuerzo con adecuado espesor, ya que al corroerse el acero induce problemas al concreto que lo llevan a su destrucción; No utilizar acelerantes en los lugares no recomendados para ello. Dentro de las patologías que disminuyen la durabilidad del concreto, podemos citar dos especialmente: -La Carbonatación es un fenómeno originado por la reacción del dióxido de carbono (C02) contenido en la atmósfera y que al penetrar en el concreto poroso encuentra el hidróxido de calcio (CA(OH)2) contenido en el concreto. Esta reacción disminuye el PH desde 13 que es un valor en el cual se forma una película protectora en el acero de refuerzo, hasta en valor crítico de 9. Hoy en día la lluvia ácida y el incremento en el tráfico favorecen la Carbonatación. -Los Iones Sulfato (S03), suministrados por aguas residuales, o aguas subterráneas o los suelos, lo que se considera ataque externo, y los aportados por algunos materiales contribuyentes del cemento, ataque interno, reaccionan con el aluminato tricálcico del cemento, produciendo ETRINGITA, que es una solución expansiva, aumentado así el volumen y originando una rotura de la matriz, lo que conduce a pérdida de la resistencia. II

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Para obtener concretos impermeables debe utilizarse bajas relaciones agua-cemento y dar un prolongado curado.

La inclusión de aire mediante aditivos mejora la manejabilidad, permitiendo trabajar con relaciones agua-cemento más bajas lo que aumenta la impermeabilidad.

Si el concreto va estar expuesto al diseñar las mezclas la relación agua-cemento que se obtiene para alcanzar la resistencia, debe disminuirse para lograr la impermeabilidad del concreto y con ella su durabilidad.

Para concretos que van a estar expuestos a la acción del agua el Código Colombiano de Construcciones sismoresistentes estipula los valores máximos permisibles de relación agua-cemento, así:

Si el concreto va a estar expuesto al agua dulce, la relación agua-cemento debe ser máximo 0.50.

Si el concreto va a estar expuesto al agua salada la relación agua-cemento debe ser máximo 0.45.

Las sustancias químicas más agresivas con el concreto, son los sulfatos y los ácidos, los sulfatos reaccionan con el aluminato tricálcico del cemento que como ya se dijo producen expansiones que agrietan el concreto; y los ácidos reaccionan con el Ca (OH)2.

Para evitar el deterioro del concreto por acción del medio ambiente es necesario:

• construir concretos impermeables, empleando una relación agua-cemento adecuada.

• diseñar la estructura para que tenga una geometría tal que reduzca al mínimo la captación de agua y que adicionalmente disponga de un buen drenaje.

• recubrir el acero de refuerzo con adecuado espesor, ya que al corroerse el acero induce problemas al concreto que lo llevan a su destrucción;

• No utilizar acelerantes en los lugares no recomendados para ello.

Dentro de las patologías que disminuyen la durabilidad del concreto, podemos citar dos especialmente:

-La Carbonatación es un fenómeno originado por la reacción del dióxido de carbono (C02) contenido en la atmósfera y que al penetrar en el concreto poroso encuentra el hidróxido de calcio (CA(OH)2) contenido en el concreto. Esta reacción disminuye el PH desde 13 que es un valor en el cual se forma una película protectora en el acero de refuerzo, hasta en valor crítico de 9. Hoy en día la lluvia ácida y el incremento en el tráfico favorecen la Carbonatación.

-Los Iones Sulfato (S03), suministrados por aguas residuales, o aguas subterráneas o los suelos, lo que se considera ataque externo, y los aportados por algunos materiales contribuyentes del cemento, ataque interno, reaccionan con el aluminato tricálcico del cemento, produciendo ETRINGITA, que es una solución expansiva, aumentado así el volumen y originando una rotura de la matriz, lo que conduce a pérdida de la resistencia.

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Resistencia al fuego

El concreto en general posee buenas propiedades de resistencia al fuego, es decir el concreto puede tener un comportamiento satisfactorio y sin emitir gases durante un tiempo relativamente alto. En un incendio es fácil alcanzar los 600°C a los 10' de iniciado y los 1.200°C a los 20 minutos.

Los agregados gruesos, no presentan mayor dilatación hasta los 500 y 600aC, a partir de esta temperatura la dilatación por ejemplo en los basaltos aumenta rápidamente con temperaturas de 800 y 1000°C; en las arcillas expansivas no se observa dilatación a temperaturas menores de 900°C, pero luego se produce una retracción hacia los 1.000°C. Los agregados calcáreos se descomponen a los 900°C produciendo gas carbónico.

El cemento hidratado empieza a sufrir deshidratación a partir de los 150°C iniciando con el aluminato tricálcico y la cal hidratada lo hace a partir de 400 a 500°C.

Un aspecto importante desde el punto de vista del fuego es que el cemento Portland sometido a temperaturas presenta un coeficiente de dilatación negativo a medida que se calienta; luego al enfriarse sigue contrayéndose debido a la deshidratación, lo que explica el porque las estructuras después de un incendio presentan una apariencia normal mientras están calientes, pero al enfriarse pierden la cohesión.

Para el concreto reforzado y el pretensado la temperatura crítica del acero es la que define el límite de la resistencia de la estructura, pues aún cuando el acero funde entre 1.300 y 1.400°C mucho antes pierde su resistencia; a temperaturas de 500°C su resistencia se reduce a la mitad.

Cuando el concreto que protege el refuerzo de un elemento estructural queda expuesto a la acción del fuego, éste introduce altos gradientes de temperatura y las capas superficiales calientes tienden a separarse y descascararse desde la parte interior donde la masa está más fría. Una excesiva humedad en el momento del fuego es la primera causa de descascaramiento; si el concreto está en equilibrio higrométrico con el aire no hay descascaramiento.

Por otra parte el fuego fomenta la formación de grietas en las juntas y sitios que hayan quedado mal compactados y en los planos de la varilla de refuerzo. Al quedar el refuerzo descubierto, conduce el calor y acelera el fuego. Por lo anterior se puede decir que el comportamiento del concreto reforzado frente al fuego es directamente proporcional al espesor del recubrimiento del acero de refuerzo.

Cambios Volumétricos

Entre los cambios volumétricos del concreto que ocurren por el proceso normal de endurecimiento del mismo y que en algunos casos hay que prevenir por que pueden causar grietas están los siguientes:

• asentamiento plástico: Una vez que el concreto ha sido vaciado, los sólidos de la mezcla tienden a asentarse por efecto de la gravedad, desplazando los elementos menos densos. El asentamiento continúa hasta que el concreto se endurece, pero si hay acero u otro obstáculo que impida el libre acomodamiento de la mezcla, se provocan asentamientos diferenciales que ocasionan grietas.

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• contracción plástica: Es el cambio volumétrico que se presenta en las superficies horizontales mientras el concreto está aún fresco y por lo general generan grietas que aparecen brevemente después de que el brillo del agua desaparece de la superficie del concreto; estas grietas se presentan más fácilmente en climas calientes y secos, pues la principal causa de la aparición de ellas, es la evaporación extremadamente rápida del agua de la superficie del concreto.

• cambios volumétricos en estado endurecido: Después de colocado, el concreto cambia de un estado fluido al de masa rígida pasando por el estado plástico. Después del fraguado final se inicia el proceso de endurecimiento, produciendo en el concreto importantes cambios de volumen. La magnitud de la contracción depende de:

-La proporción del agregado con relación a la pasta; entre mayor cantidad de cemento tenga la mezcla hay mas contracción.

-Los agregados compactos, rugosos y poco absorbentes dan menor contracción al ser empleados en las mezclas de concreto.

-La contracción aumenta en la medida en que sea mayor la superficie de la obra expuesta al aire, como en el caso de muros, losas de piso, etc.

-Cuanto mayor sea la humedad relativa menor será la contracción.

La magnitud de los cambios volumétricos se expresa en unidades de longitud. Los valores de contracción final para concretos normales son del orden de 0.2 a 0.7 mm por metro lineal, la mejor forma de reducir la contracción es reduciendo el agua de mezclado al mínimo compatible con la consistencia y manejabilidad necesarias.

Para concluir, en la tabla No. 17 aparecen relacionadas algunas propiedades de los componentes y sus proporciones, con la influencia que tienen en las diferentes características del concreto.

TABLA No.17. INFLUENCIA DE ALGUNAS PROPIEDADES DE LOS COMPONENTES Y DE SUS PROPORCIONES EN LAS CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO

ASPECTO QUE INFLUYE

CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DEL CONCRETO ASPECTO QUE INFLUYE RESISTENCIA DURABILIDAD ESTABILIDAD IMPERMEABILIDAD MANEJAB1LID \D ECONOMÍA

1 X X X X 2 X X X X X 3 X X X X 4 X X 5 X X X X X X 6 X X X X X X 7 X X X X X X

1. Cemento. Propiedades varias. 2. Granulometria de los agregados. 3. Tamaño máximo del agregado grueso. 4. Forma y textora de los agregados. 5. Relación agua-cemento. 6. Relación grava-arena. 7. Consistencia.

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DOSIFICACIÓN DE MEZCLAS DE CONCRETO

El diseño de mezclas de concreto tiene por objeto encontrar la dosificación más económica de cemento, agregado grueso y arena para producir un material con la resistencia, manejabilidad, impermeabilidad y durabilidad requeridos por el diseño de la estructura y por el método constructivo a utilizar.

Existen numerosos métodos para dosificar concretos, pero no son métodos exactos sino todos métodos ensayo-error, en los cuales se dosifica la mezcla, se hace una mezcla de prueba y posteriormente se hacen los ajustes por asentamiento o resistencia si son del caso.

Antes de diseñar una mezcla de concreto se debe conocer:

- El asentamiento requerido.

- La resistencia estructural f 'c para la cual se va a diseñar el concreto.

- Las propiedades y características de los agregados, para lo cual se deben realizar los ensayos que ya se estudiaron con detenimiento en el primer capítulo: Granulometría, pesos unitarios sueltos y compactados, pesos específicos saturados y superficialmente secos, absorciones, etc.

- El espaciamiento del acero de refuerzo.

- La menor dimensión de formaleta.

- Espesores de las losas.

- Característica de la obra, en cuanto al proceso del concreto, mezclado, transporte y curado.

- Condiciones ambientales de trabajo.

- Control de calidad, etc.

A continuación se especifican dos métodos: un primer método basado en las granulometrías completas del agregado grueso y del agregado fino y un segundo método recomendado por el American Concrete Institute: A.C.I.

Ya que las curvas para determinar la cuantía del cemento y la relación agua - cemento que traen jstos métodos no corresponden con la naturaleza de los agregados regionales, ni con la calidad del cemento que se consigue comercialmente en el país, las mezclas así diseñadas quedaban con baja resistencia; se hizo necesario encontrar curvas estadísticamente confiables, que satisficieran las lecesidades regionales, para lo cual se emprendió una experimentación con cinco trabajos de grado, :odos siguiendo la metodología del Ingeniero Josué Galvis Ramos en su investigación: Diseños de Mezclas de Concreto y Morteros para la ciudad de Manizales, los mismos agregados e idéntico cemento Portland I) y dirigidos por la autora de este texto. Los trabajos fueron realizados por los estudiantes loy Ingenieros Civiles: Luis Fernando Arias; Harold David Cárdenas y Johan Andrés Morales; Julio üésar Morales y Edwin Evidalio Muñoz; Carlos Mauricio Zuluaga y Carlos Eugenio Vásquez; Víctor 3ugo Coral y Juan Carlos Ospina.

Aunque los trabajos se hicieron utilizando agregados del río Chinchiná, se puede concluir que as curvas pueden utilizarse para cualquier tipo de material de río de similares características.

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El material grueso del río Chinchiná es en material bien gradado, con un tamaño máximo nominal entre 1" - 2", con una densidad aparente de 2.700 kg/m3 y una absorción entre 0.5 y 1.2%, la arena no contiene materia orgánica.

Método I. Uso de las granulometrías completas de la arena y del agregado grueso

Se basa en el hecho de que para obtener un buen concreto es fundamental tener una buena granulometría de la mezcla arena-grava. Una óptima relación de estos agregados proporciona una masa unitaria máxima, obteniendo así una porosidad mínima y por consiguiente una menor cuantía de cemento.

Esta se logra combinando la arena y la grava en porcentajes óptimos, obtenidos mediante el método para alcanzar una granulometría determinada combinando dos materiales, ya descrito en el capítulo 1, y que aquí aclararemos con un ejemplo de dosificación de mezclas de concreto; la curva granulométrica que se procura obtener al mezclar los dos materiales, es la conocida como Parábola de Fuller.

P = 100 (d/D)1/2

P = Porcentaje de material que pasa por el tamiz de abertura d.

D = Tamaño máximo del agregado.

La gran ventaja de esta curva es su simplicidad, pero para concretos con bajo contenido de cemento, menos de 300 kg/m3 presenta deficiencia en el contenido de arena que puede corregirse aumentando la cantidad.

En la tabla No. 18 aparecen los porcentajes que pasan por los diferentes tamices relacionados con el tamaño máximo del agregado.

TABLA No. l 8. GRADACIONES IDEALES FULLER DE AGREGADOS PARA CONCRETOS

PORCENTAJE QUE PASA TAMAÑO MÁXIMO mm (Pulg.) TAMIZ 76.1 50.8 38.1 25.4 19 12.7 9.51

(3") (2") (11/2") (1") (3/4") (1/2") (3/8") 3 " 100 2 " 8 1 . 6 100 1 Vi" 7 0 . 7 8 6 . 6 100 .0 1" 5 7 . 8 7 0 . 7 8 1 . 6 100 .0

VT 5 0 . 0 6 1 . 2 7 0 . 7 86 .6 100

Vi" 4 0 . 9 5 0 . 0 5 7 . 8 7 0 . 7 8 1 . 6 100 3 / 8 " 3 5 . 4 4 3 . 3 5 0 . 0 6 1 . 2 7 0 . 7 8 7 . 2 100

N ° 4 2 5 . 0 3 0 . 6 3 5 . 0 4 3 . 3 5 0 . 0 6 1 . 2 7 0 . 8

N ° 8 17.7 2 1 . 6 2 5 . 4 3 0 . 6 3 5 . 4 4 3 . 3 5 0 . 0

N ° 1 6 12.5 15.3 17 .7 2 1 . 6 2 5 . 0 3 0 . 6 3 5 . 4

N ° 3 0 8 .8 10.8 12.5 15.3 17.7 2 1 . 6 2 5 . 0

N ° 5 0 6 .2 7 .7 8 .8 10.8 12.5 15.3 17.8

N ° 1 0 0 4 . 4 5 .4 6 .2 7 .7 8 .8 10.8 12 .6

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Cálculo de las proporciones de los diferentes componentes del concreto

Cuantía de cemento

En la gráfica No.2 se entra con el asentamiento y el tamaño máximo para determinar el contenido de agua en litros por m3 de concreto, y en la gráficas 3 con la resistencia de diseño fcr y el tamaño máximo para determinar la cuantía de cemento.

Cuantía de Arena y agregado grueso

Conocidas las cuantías de cemento y agua pueden determinarse las cantidades de arena y grava si se sabe que el volumen de un m3 de concreto está compuesto de:

Ve + Var + Vp + Vag + Vaire = 1

Ve : Volumen de las partículas de cemento m3/m3.

Var: Volumen de las partículas de arena en m3/m3.

Vp : Volumen de las partículas de grava en m3/m3.

Vag: Volumen de agua en 1/m3.

Vaire: Volumen del aire incluido dentro de la masa del concreto en m3/m3 de concreto el cual tiene un valor de 1,5% del volumen total, cuando no se usan aditivos inclusores de aire.

V (ar + p) = 1 - (Ve + Vag + Vaire). V (ar + p) = 1 - Me + Vag + Vaire)

de

Me = masa del cemento en kg/m3. de = densidad de las partículas de cemento en kg/m3.

Conocido el volumen de las partículas de arena y agregado grueso por m3 de concreto, se puede determinar la masa de cada uno de los dos materiales si se encuentra la mezcla óptima de los mismos, la cual se logra cuando se obtiene la masa unitaria máxima. El procedimiento gráfico es el más práctico.

Un ejemplo de dosificación aclarará los conceptos antes expuestos.

Ejemplo:

Con los siguientes materiales diseñar una mezcla de concreto que tenga un asentamiento de 5 cm y una resistencia a los 28 días de edad de 245 kg/cm2.

A continuación se dan las características de la arena y de la grava con los cuales se va a preparar la mezcla:

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Línea continua = agregado liso Línea de rayas = agregado angular

Litros pdr metro cúbico

GRAFICO N°2 DETERMINACIÓN CONTENIDO DE AGUA

Tomado de: SANDINO PARDO, Alejandro; RODRIGUEZ, Carlos Alberto; GÓMEZ CORTÉS, José Gabriel; NARANJO VILARO, Ricardo. Tecnología del concreto. Bogotá. 1988.

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320 340 360 380 400 420 440 460

CONTENIDO DE CEMENTO{Kg/m3)

y = 0.0085X1'3568

R2 = 0,8325 i

Trabajos de Grado GRAFICO N" 3 CURVA ACTUAL DE LA RESISTENCIA A LOS 28 DIAS VS. CONTENIDO DE CEMENTO

y = 0,0033x1'5109

R2 = 0,765

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CURVAS REGIONALES

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Granulometria % que pasa Tamiz grava are

r 25 mm. 100 3/4" 19 mm. 82 1/2" 12.5 mm. 50 100 3/8" 9.5 mm. 32 99 No. 4 4.8 mm. 2 90 No. 8 2.4 mm. 0 74 No. 16 1.2 mm. 60 No.30 0.6 mm. 48 No. 50 0.3 mm. 32 No. 100 0.15 mm. 14 No.200 0.075 mm. 2,5

Densidad aparente g/cm3 2.60 2.40 Masa unitaria apisonada kg/m3 1700 1480 Masa unitaria suelta kg/m3 1580 1340 Densidad del cemento 3,18 g/cm3

I9. Determinación de la cantidad de cemento y de agua

El tamaño máximo nominal de la grava es de 25 mm y el asentamiento 5 cm luego el agua es de 173 litros por m3 de concreto gráfico No.2.

De la gráfica No.3 se obtiene la cuantía del cemento, para una resistencia fcr de 340 kg/crt. y obtenemos 452 kg de cemento / m3 de concreto.

Volumen de las partículas de cemento: 452/3130(= 0.144 m3/m3. Volumen de agua 0.173 m3/m3. Volumen del aire incluido 0.015 m-'7m3. Volumen de cemento agua y aire 0.316 m3/mJ. Volumen de las partículas de arena y grava 0.668 m3/m3.

29. Determinación de la mezcla óptima de arena y grava

En una cuadrícula como se muestra en la gráfica No.4 se colocan las granulometrías de la arena y de la grava, y la curva de Fuller correspondiente a un tamaño nominal máximo de 25 mm que aparece en la tabla No. 18 como puede verse, el porcentaje de arena es del 42% y el de grava es del 58%.

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100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Gravilla

GRAFICA No.4. DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE ÓPTIMO DE ARENA Y GRAVA

Densidad de la mezcla de arena y grava = 0.42 x 2.40 + 0.58 x 2.60 = 2,516 = 2516 kg/m3. Masa de la arena y grava = 2516 x 0.668 = 1680.7 kg/m3

Masa de la arena = 1680.7 x 0.42 = 705.9 kg/m3. Masa de la grava = 1680.7 x 0.58 = 974.8 kg/m3.

Arena

3-. Mezcla de prueba

Cuando se hace un diseño, es indispensable efectuar una mezcla de prueba para verificar que los materiales respondan adecuadamente o hacer las correcciones que sean necesarias. Hay muchos factores que pueden alterar los resultados reales. Tanto al hacer la mezcla de prueba como ai utilizar el diseño en la obra es necesario tener en cuenta la humedad de los agregados con el objeto de hacer la corrección por humedad, pues las cantidades de los materiales en el diseño corresponden a materiales saturados y superficialmente secos.

Método 2

El comité ACI 211 recomienda un método para calcular las proporciones en que deben entrar los componentes del concreto para obtener un material con las características deseadas por el calculista de la obra y por las necesidades de la construcción.

Lo trataremos en detalle, porque consideramos que es un método muy preciso y que su empleo constituye una guía para alcanzar más fácilmente combinaciones óptimas, optimización que sin embargo sólo es posible por tanteos y ajustes en mezclas experimentales sucesivas, debidamente controladas.

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Empleamos curvas experimentales con materiales de la región, pero también aparecen otras tablas y curvas generales.

El método, además del principio básico de la relación agua-cemento, se basa fundamentalmente en las siguientes suposiciones:

1. La trabajabilidad y la consistencia de las mezclas usando un agregado dado quedará aproximadamente constante entre los límites prácticos de contenidos de cemento, si a la vez el agua y el agregado grueso por unidad de volumen de hormigón se mantienen constantes.

2. Las mezclas con diferentes tipos de agregados gruesos del mismo tamaño máximo, tendrán también el mismo grado de plasticidad y trabajabilidad cuando ellas contengan el mismo volumen compactado de agregado grueso.

3. El volumen resultante, o rendimiento de cualquier hormigón es la suma de los volúmenes absolutos de todos los materiales componentes: cemento, agregados y agua.

El método comprende 11 pasos:

Paso 1: Selección de Asentamiento

El asentamiento depende del tipode obra a construir y de la terminación del concreto con vibración o sin ella; éste nos da la trabajabilidad o manejabilidad de la mezcla; en la tabla N°19 se dan algunos asentamientos para obras específicas.

TABLA No. 19. ASENTAMIENTOS RECOMENDADOS PARA CONCRETOS DE DIFERENTES GRADOS DE MANEJABILIDAD

CONSISTENCIA ASENTAMIENTO cm

TIPO DE ESTRUCTURA Y CONDICIONES DE COLOCACIÓN

Muy seca 0 - 2 . 0 Pilotes o vigas prefabricadas de alta resistencia, con vibradores de formaletas

Seca 2.0-3.5 Pavimentos con máquina terminadora vibratoria

Semi-seca 3.5-5.0 Pavimentos con vibradores normales. Fundaciones de concreto simpie Construcciones en masas voluminosas. Losas medianamente reforzadas con vibración.

Media 5.0-10.0 Pavimentos compactados a mano. Losas medianamente reforzadas con mediana compactación, columnas, vigas, fundaciones y muros reforzados con vibración.

Húmeda 10.0-15.0 Revestimiento de túneles, secciones con demasiado refuerzo. Trabajos donde la colocación sea difícil. Normalmente no es apropiado para compactarlo con demasiada vibración

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Paso 2: Selección del tamaño máximo del agregado

El tamaño máximo debe ser el mayor económicamente disponible y compatible en el tamaño del elemento a construir. En ningún caso podrá exceder de un quinto de la menor dimensión entre los lados de la formaleta, de un tercio del espesor de la losa, ni de las tres cuartas partes del espaciamiento libre entre varillas individuales de refuerzo, haces de varilla o cables pretensados.

El tamaño máximo se fijará de acuerdo a las secciones de la estructura y del material disponible y conviene elegirlo lo mas grande posible por razones de economía, a fin de usar la menor cantidad de cemento, y de calidad, puesto que en igualdad de condiciones, si el hormigón requiere menos contenido de agua su contracción será mas reducida.

Paso 3: Estimación del contenido de agua (A) en litros:

La cantidad de agua por volumen unitario de concreto que se requiera para lograr un asentamiento requerido, depende del tamaño máximo del agregado y la forma de las partículas y de la gradación de los agregados. La tabla No.20, proporciona una estimación del agua necesaria en función del tamaño máximo del agregado y del asentamiento dado, pero según la textura de los agregados, la demanda del agua en la mezcla puede ser mayor o menor, por lo que es necesario primero hacer una mezcla de prueba con el agua tabulada.

Es necesario entender sincmbargo que esta cantidad de agua no limita o influye en la resistencia, ya que no se puede confundir el agua necesaria para darle una trabajabilidad ajustada a las condiciones de obra a la mezcla y la relación agua-cemento que es la fundamental en la dosificación de la mezcla.

Paso 4: Determinación de la Resistencia de Diseño:

El concreto debe dosificarse y producirse para lograr una resistencia de diseño f ' c dada por el calculista. Dada la variabilidad del concreto por la cantidad de parámetros que se involucran en su fabricación, es necesario dosificarlo para una resistencia f cr mayor que la f 'c especificada.

%

El coeficiente de variación V indica el grado de control de calidad. Un coeficiente de variación deJO indica un control de calidad excelente y puede ser usado para diseñar mezclas en el laboratorio, ya que allí se pueden controlar variables como la dosificación y la humedad de los agregados, este coeficiente puede usarse además en obras donde el ingeniero esté vigilante de la dosificación y en general de la producción del concreto.

TABLA No.20. AGUA EN KILOGRAMOS POR METRO CÚBICO DE CONCRETO PARA LOS TAMAÑOS MÁXIMOS DE AGREGADO INDICADOS

1--A S E N T A M I E N T O

(cm) 1 Omni 13inm 2 0 m m 40,iini 50mni 75mni

3 a 5 205 200 185 180 160 155 145

8 a 10 2 2 5 215 200 195 175 170 180

1 5 a 18 2 4 0 2 3 0 2 1 0 205 185 180 170

Contenido de aire % 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 .3

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Para un control bueno puede usarse un coeficiente de 15, para uno regular de 20 y para uno pobre de mas de 20. Es decir, cada ingeniero puede escoger su coeficiente de variación, atendiendo al control que vaya a ejecutar, pero debe tener en cuenta que a mayor coeficiente de variación habrá mas margen de seguridad en lograr la resistencia de diseño pero menor economía.

En la gráfica No.5 se da la resistencia fcr en función de los diferentes coeficientes de variación para diferentes valores de resistencia de diseño fe. Si no se quiere utilizar el criterio de coeficiente de variación se puede utilizar las siguientes fórmulas:

fcr= f e +70 si f e < 210 kg/cm2

fcr = f e + 85 si 210 < f c < 350 kg/cm2

fcr = fe + 100 si f e > 350 kg/cm2

Sin embargo con un buen criterio y un excelente control de calidad, las mezclas pueden salir más económicas utilizando coeficiente de variación sin sacrificar la resistencia del diseño.

COÉFICIFNTE DE VARIACION

GRAFICA No.5. RESISTENCIA PROMEDIO DE DISEÑO (fcr) PARA DIFERENTES VALORES DE fe Y V

Tomado de INSTITUTO COLOMBIANO DE PRODUCTORES DE CEMENTO. ICPC. Curso sobre diseño de mezclas de concreto Medellín.l 980.

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Paso 5: Selección de la relación agua - cemento (A/C):

La relación agua-cemento requerida se determina no sólo por los requisitos de resistencia, sino también por los factores como durabilidad y propiedades para el acabado.

Puesto que distintos agregados y cemento producen resistencias diferentes con la misma relación agua-cemento debe conocerse la relación entre la resistencia y la relación agua-cemento de los materiales que se usan, la gráfica No.6 elaborada con materiales de río de la región como ya se dijo, permite obtener una adecuada relación agua-cemento. Cuando se tfate de materiales triturados de muy buenas especificaciones se recomienda que el valor leído en la grafica se aumente un poco de acuerdo a la calidad del agregado.

A la curva debe entrarse con la resistencia f 'cr esperada a los 28 días.

Para condiciones severas de exposición, la relación agua-cemento deberá mantenerse baja, aún cuando los requisitos de resistencia puedan cumplirse con un valor mas alto.

Es necesario hacer hincapié que al escoger la relación agua-cemento, deberá hacerse con sumo cuidado, por cuento de esto depende no sólo la resistencia de la mezcla sino también la economía.

i Paso 6: Cálculo del contenido de cemento:

La cantidad de cemento (C) en kilogramo por unidad de volumen de concreto se obtiene de dividir el contenido de agua A entre la relación agua-cemento.

Paso 7: Estimación del contenido de agregado grueso:

Los agregados que tengan esencialmente la misma granulometría y tamaño máximo, producirán un concreto de trabajabilidad satisfactoria cuando se emplea un volumen determinado de agregado grueso, seco y compactado por un volumen unitario de concreto.

Los valores apropiados de este volumen se dan en la tabla No.21 y puede apreciarse que dependen solamente del tamaño máximo y modulo de finura del agregado fino.

El volumen absoluto de agregado grueso por volumen unitario de concreto se obtiene multiplicando el volumen seco y compactado obtenido déla tabla, por la relación entre el peso unitario compactado y el peso específico saturado y superficialmente seco de la grava.

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fcr(MPa) CURVAS REGIONALES

0,35 0,36 0,37 0,38 0,39 . 0.4 0,41 0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0,5 0,51 0,52 0,53 0,54 0,55 0,58 0,57 0,58 0,59 0,6

\

Fuente: Trabajos de Grado GRÁFICA N° 6. CURVA ACTUAL DE LA RELACIÓN A/C VS. RESISTENCIA A LOS 28 DÍAS

Page 16: Concreto Impermeable. Relacion Aguacemento Baja

b = R x m

b: Volumen absoluto de agregado grueso por volumen unitario de concreto. R: Volumen seco y compactado del agregado grueso por volumen unitario de concreto (Tabla No.21). m: Relación entre el peso unitario compactado y el peso específico saturado y superficialmente

seco del agregado grueso.

TABLA No.21. VOLUMEN DE AGREGADO GRUESO POR VOLUMEN UNITARIO DE CONCRETO

TAMAÑO MÁXIMO DE AGREGADO

mm

VOLUMEN DE AGREGADO GRUESO, SECO Y COMPACTADO CON VARILLA, POR VOLUMEN

UNITARIO DE CONCRETO PARA DIFEREN 1 ES MÓDULOS DE FINURA DE LA ARENA

TAMAÑO MÁXIMO DE AGREGADO

mm 2.40 2.60 2.80 3.0 3.10 4.00

10 0.50 0.48 0.46 0.44 0.39 -

13 0.59 0.57 0.5\5 0.53 0.48 0.30

20 0.66 0.64 0.62 0.60 0.58 0.44

,25 \ 0.71 0.69 0.67 0.65 0.63 0.51

40 0.75 0.73 0.71 0.69 0.68 0.59

50 0.78 0.76 0.74 0.72 0.71 0.64

75 0.81 0.79 0.77 0.75 0.76 0.69

150 0.87 0.85 0.83 0.81 0.82 0.76 f

Tomado deí INSTITUTO COLOMBIANO DE PRODUCTORES DE CEMENTO. ICPC. Curso sobre diseño de mezclas de concreto. Medf.llín.l 98Q.

Paso 8: Estimación del contenido del agregado fino:

La cantidad de agregado fino se determina por la diferencia entre el volumen total de la mezcla (lm3) y la suma de los volúmenes de cemento-agua y agregado grueso. Para facilitar el cálculo de las proporciones iniciales y los ajustes posteriores, el agregado fino se expresa como porcentaje con respecto al volumen total de agregados:

P % = Porcentaje de finos C = Contenido de cemento ya calculado A/C = Relación agua-cemento ya calculada.

3.18 gr/cm3 = peso específico del cemento, aquí se debe emplear el del cemento que se usa si se conoce su valor

Paso 9: Cálculo de las proporciones iniciales:

El método mas utilizado para expresar las proporciones de una mezcla de concreto es el indicarlos en forma de relaciones por peso de cemento, agregado fino y agregado grueso, tomado como unidad el cemento, se considera además conveniente colocar antes de las proporciones la relación agua -cemento.

P Ä Ä X 1 0 0 CK

K = Ä - 0 . 3 1 8 - A / C

73

Page 17: Concreto Impermeable. Relacion Aguacemento Baja

A/C; 1; f; g;

K ü f = ——x Gf (proporción de agregado fino)

100

g = -^í-'-——P>x Gg (proporción de agregado gmeso)

Gf == Peso específico saturado y superficialmente seco de la arena. Gg = Peso específico saturado y superficialmente seco de la grava.

Paso 10: Ajuste por humedad de los agregados:

Debe tenerse en cuenta la humedad de los agregados para pesarlos correctamente. Generalmente, los agregados están húmedos y a su peso seco debe sumarse el peso del agua que contienen, tanto absorbida como superficial.

El agua que va a agregarse a la mezcla debe reducirse o aumentarse en una cantidad igual a la humedad libre de los agregados, esto'es, la humedad natural menos la absorción.

Para poder hace*; esto, es necesario tomar la humedad natural de los agregados antes de hacer la mezcla de prueba, para lo cual deben pesarse húmedos, dejarlos en el horno hasta que tengan peso constante y pesarlos secos.

Paso 11: Ajustes a las mezclas de prueba:

Las proporciones calculadas de la mezcla deben verificarse por medio de ensayos de asentamiento y resistencia hechos en muestras tomadas de la mezcla de prueba en el laboratorio o en el campo; cuando no se cumple con el asentamiento o resistencia requerida, debe hacerse los ajustes necesarios.

a) Ajuste por asentamiento: Cuando al preparar la primera mezcla de prueba, usando la cantidad de agua calculada, no se obtiene el asentamiento requerido es necesario ajustar ia mezcla calculando el agua necesaria para lograrlo, y luego calcular los contenidos de arena, grava y cemento ajustados con las siguientes fórmulas:

C a j _ ( A / C ) ' 1.000 A / C m ^ A / C ) 1 - ( A / C )

» (A/C)1 nueva relación agua-cemento utilizada para la obtención del asentamiento solicitado.

Porcentaje de arena ajustado:

74

Page 18: Concreto Impermeable. Relacion Aguacemento Baja

Paj = p + A p

Caj

Proporciones ajustadas: A/C; 1, faj; gaj

" J F " J Q F

100

Gaj = Kaj(lOO-paj) 100

Gg

b) Ajuste por resistencia: Una vez obtenido el asentamiento, se elabora la mezcla de prueba necesaria para hacer seis cilindros, 3 para ensayar a los siete días y 3 a los 28 días, también pueden ensayarse a las 24 horas previo curado acelerado; la razón de elaborar 3 cilindros para cada período determinado obedece a que el resultado de un sólo cilindro no es confiable.

Para los ensayos de 24 horas se debe consultar la Norma NTC No. 1513.

Aunque es preferible esperar los 28 días para saber si la mezcla de prueba cumple con la resistencia requerida, también es posible conocer la resistencia probable a los 28 días, conociendo la resistencia a los siete días, empleando las fórmulas:

R28 = R7 + 22y¡R^ (R en psi)

R28 = 3.2 R, + 11 si R7 < 84,5 kg/cm2

R28 = 1.7 R? + 13.7 si R7 > 84,5 kg/c™2

También pueden emplearse gráficas como las 7 y 8 obtenidas con materiales de la región al igual que las gráficas 3 y 6, que permiten conocer la resistencia a los 28 días sabiendo la resistencia a los 7 y a los 14 días.

Si la resistencia obtenida difiere de la requerida, bien por exceso o por defecto, es necesario reajustar la mezcla por resistencia, aumentando o disminuyendo la relación agua-cemento estimada en el paso 5.

Page 19: Concreto Impermeable. Relacion Aguacemento Baja

RES ISTENCIA A LOS 7 DIAS (MPa)

Fuente: Trabajos de Grado GRÁFICA N° 7. CURVA ACTUAL DE LA RESISTENCIA A LOS 7 DÍAS ' PROYECTADA A LOS 28 DÍAS

Page 20: Concreto Impermeable. Relacion Aguacemento Baja

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CURVAS REGIONALES 4 0

35

30

o. S

5 25

eo CN CO 3 20 < < o

¡ , 1 5 . co 55 ui ce

10

• • •

• •

>

• > < -

c

i • y = 2,5079x07

R2 = 0,«794

161

• V

10 15 20 25

RES ISTENCIA A L O S 14 DIAS (MPa)

30 35

Fuente: Trabajos de Grado GRÁFICA N° 8. CURVA ACTUAL DE LA RESISTENCIA A LOS 14 DÍAS PROYECTADA A LOS 28 DÍAS

Page 21: Concreto Impermeable. Relacion Aguacemento Baja

Ejemplo de dosificación de una mezcla de concreto

Materiales

• Cemento • Arena • Grava

Caldas Río Barragán Río Barragán

Especificaciones dadas:

- Asentamiento : 1 1/2" = 3.81 cm - Resistencia de diseño f 'c = 4100 psi = 287 kg/cm2

Propiedades de los Agregados

- Arena: Módulo de finura: 2.7 P.E (S.S.S.) = 2,717 gr/cm3= Gf Absorción = 2% Peso unitario suelto = 1,612 g/cm3 = 1.612 kg/m3

- Grava : Tamaño máximo = 2 1/2" = 6.35 cm Peso específico (S.S.S.) ~ 2.92 gr/cm3 = Gg Absorción = 0.6% Peso unitario suelto = 1,865 g/cm3 = 1865 kg/m3

Peso unitario compactado = 2,007 g/cm3 = 2007 kg/m3 "

Procedimiento de Diseño:

- Paso 1: Selección del asentamiento: El asentamiento ya fue dado en las especificaciones, atendiendo al tipo de obra y es de 3.81 cm. S = 3.81 cm.

- Paso 2: Selección del tamaño máximo: También fue especificado atendiendo al tipo de estructura a construir y de acuerdo al tamaño del elemento u obra para la cual se diseña.TM = 2 1/2" =

- Paso 3: Estimación del agua de la mezcla: En la tabla No.20, con un asentamiento de 3 a 5 cm y un tamaño máximo entre 50 mm y 75 mm interpolando tenemos:

- Paso 4: Determinación de la resistencia de diseño: Para una resistencia estructural de 4100 psi y con un coeficiente de variación de 10, corresponde una resistencia de diseño f cr de 4860 psi, en la gráfica No.5.

6.35 cm.

A = 150 litros por cada m3 de concreto.

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Page 22: Concreto Impermeable. Relacion Aguacemento Baja

- Paso 5: Selección de la relación agua-cemento: De la gráfica 6 para una fcr de 340 kg/cm2, correspondiente a 34 Mpa se lee una relación agua-cemento de 0.35.

La curva en mención fue elaborada con agregados del Río Chinchiná.

- Paso 6: Cálculo del contenido de cemento:

a / c

C = 0.35

C = 429 Kg de cemento por m3 de concreto.

- Paso 7: Estimación del contenido de agregado de grueso: De la tabla No.21, con el tamaño máximo del agregado grueso determinado en el paso No.2, y con el módulo de finura de la arena, determinamos R, haciendo una interpolación entre 50 y 75 mm de tamaño máximo y entre 2.6 y 2.8 de módulo de finura.

b = 0.53 m3/m3 de concreto

- Paso 8: Estimación del contenido de agregado fino:

Ck

C k = 1000-0.318 C - A

Ck = 713.4

p _ 713.4-1000x0.53?íl00

713.4 P = 25.71 %

- Paso 9: Cálculo de las proporciones iniciales A/C, a, f, g:

K n f = —— Gf (Proporción del agregado fino)

100

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Page 23: Concreto Impermeable. Relacion Aguacemento Baja

1.66x25.71x2.717 100

f = 1.2

K(lOO-p) Gg

100

g = 3.6

Proporciones iniciales: 0.35: 1: 1.2: 3.6

• Proporciones en volumen:

Los pesos unitarios sueltos de los materiales son:

- Arena - Grava - Cemento

3 1612 kg/m 1865 kg/m3

1300 kg/m3

Y las proporciones en volumen serán: 0.35: 1: 0.97: 2.5

- Paso 10: Ajuste por humedad de los agregados:

Humedad natural de la arena : 1.1% Absorción: 2% Humedad natural de la grava : 0.2% Absorción : 0.6% Humedad libre de arena : -0.9% Humedad libre de la grava : -0.4%

Preparación de la mezcla de prueba

Para elaborar 6 cilindros de 6 pulgadas de diámetro y 12 pulgadas de altura se necesitan 90 kg de concreto (15 kg de concreto para cada cilindro).

CORRECCIÓN POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS

MATERIAL PROPORCIONES PESO kg CORRECCION PESO POR HUMEDAD CORREGIDO

Cemento 1 14*63 14.6 Arena 1.2 17.561 - 0 . 1 5 8 17.4 Grava 3.6 52.685 -0 .211 52.5 Agua 0.35 5.124" •!- 0.369 5.5 Total 6.15 90.0 0 90.0

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Page 24: Concreto Impermeable. Relacion Aguacemento Baja

Teniendo las proporciones de la mezcla en peso es posible trabajar la mezcla al volumen o por saco de cemento, teniendo en cuenta que las mezcladoras vienen para medio o un saco.

La siguiente tabla No. 22, trae un resumen de estas conversiones:

TABLA No.22. PROPORCIONES ENTRE LOS PESOS, VOLÚMENES ABSOLUTOS Y VOLÚMENES SUELTOS DE LOS COMPONENTES DE UNA MEZCLA

MATERIALES

AGUA CEMENTO AGREGADO FINO

AGREGADO GRUESO

En peso para 1 Kg de cemento (Kg)

A a = —

C 1 f g

En peso para l m de concreto (Kg) a = — C

C c f.c gC

En volúmenes absolutos para 1 Kg de cemento (Lts)

A a = —

C 0.318 lts— 1 Kg

f Gf

g Gg

En volúmenes absolutos para 1 m de concreto (Lts)

a = — C C

0.318 C n IA», g 7

g-C

En volúmenes sueltos para 1 Kg de cemento (Lts)

A a = —

C - L ( l t s ) = l K g Dc

f

Df

g Dg

En volúmenes sueltos para 1 Lt de cemento (Lts)

A D c c

1 f .Dc

D f

g.Dc

Dg

En volúmenes sueltos para 1 m de concreto (Lts)

A = A c c

C Kg = — lts Dc

f .C i5

D f

f .C ° g

En volúmenes para un bulto de cemento (Lts)

50— c

— lts = 50 Kg Dc

50f D f

50g

Dg

NOTAS:

a) Si hay más de un agregado fino o grueso, cada uno de ellos se tratará separadamente. b) A/C = Relación agua/cemento

c) C = Contenido de cemento en kg/nt3 de mezcla d) G p Gg = Pesos específicos de los agregados fino y grueso.

e) Dc, Df, D = Densidades sueltas del cemento, agregados fino y grueso.

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Page 25: Concreto Impermeable. Relacion Aguacemento Baja

PROCESO DE PRODUCCIÓN DEL CONCRETO

Bajo este nombre se agrupan todas las actividades tendientes a producir un producto de muy buena calidad. Un buen proceso es definitivo en la resistencia y calidad del concreto ya endurecido. Las actividades en el proceso de producción del concreto son:

Mezclado

Proceso por el cual se convierte el agua, el cemento y los agregados en una pasta homogénea.

Hay dos tipos de mezclado, el manual y el mecánico; el primero sólo se recomienda para obras muy pequeñas, debiéndose incrementar el contenido de cemento del diseño en un 10%.

El mezclado mecánico se realiza en mezcladoras; existiendo muchas variedades, según su capacidad y el modo de mezclar, considerando este último parámetro hay dos tipos principales, las de mezclado por gravedad y las de mezclado forzado. Las primeras son las equipos que mas se usan, en todas sus variedades: Fijas o basculantes, de eje horizontal o inclinado, descarga por volteo o por marcha reversible, tambor o aspas fijas o giratorias. Se acostumbra designarlas por su capacidad, así una mezcladora de dos sacos tiene una capacidad de 310 litros de concreto. Es conveniente operar estas mezcladoras lo mas cerca posible de su capacidad nominal, porque su eficiencia se reduce al trabajarlas con poca o demasiada carga.

Las mezcladoras de mezcla forzada suelen denominarse de turbina y se emplean normalmente en la producción de concretos secos; son muy usadas en la industria de los prefabricados.

Antes de iniciar el mezclado se recomienda preparar primero una revoltura de desecho, o incrementar en la primera mezclada la cantidad de cemento en un 10%, para evitar que la primera mezcla resulte muy llena de grava, porque el mortero se queda adherido a la pared de la mezcladora.

El orden de vertido de los materiales en la mezcladora es el siguiente:

a) la mitad del agua requerida; b) luego la arena y el cemento. c) se agrega la grava y el resto del agua.

El tiempo de mezclado debe ser el mínimo necesario para que la mezcla alcance homogeneidad y depende de la capacidad nominal del equipo.

El tiempo de mezclado se cuenta a partir del momento en que todos los materiales se encuentran dentro de la mezcladora.

El tiempo de mezclado, como ya se dijo, varía según el tipo de mezcladora y no es el tiempo empleado, sino el número de revoluciones de la mezcladora el que marca el criterio a seguir para un mezclado eficiente del concreto. Como existe una velocidad de rotación recomendada por el fabricante, el número de revoluciones y el tiempo de mezclado son independientes.

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Page 26: Concreto Impermeable. Relacion Aguacemento Baja

Cuando no existen especificaciones dadas por el fabricante el tiempo de mezclado para mezcladora con una capacidad de 0.76 m3 ó menos es de un minuto. Para mezcladoras de mayor capacidad se recomienda incrementar el tiempo en 15 segundos por cada yarda cúbica o fracción de capacidad adicional.

Si sólo se da la velocidad de la mezcladora, el tiempo de mezclado se puede calcular como el necesario para que el tambor complete veinte revoluciones.

Tiempos de mezclado prolongados después de haber obtenido la homogeneidad de la mezcla pueden ser peligrosos, porque pueden reducir la trabajabilidad por pérdida de agua por evaporación; desintegración parcial del agregado por el proceso de continua abrasión a que es sometido, cuya consecuencia, es un exceso de finos en la mezcla.

Transporte

El transporte del concreto desde la mezcladora hasta el lugar de colocación debe ser:

• Rápido, para evitar que se seque y pierda consistencia antes de ser colocado;

• Eficaz, para evitar que se produzca segregación y pérdida de mortero o lechada.

Los medios de transporte que se emplean con mayor frecuencia son:

• carretillas y vagonetas para movilizar volúmenes pequeños de concreto en distancias cortas.

Para lograr la eficiencia con este medio de transporte es necesario habilitar vías de acceso, usar vagonetas con llantas de goma;

• los malacates y montacargas se usan para salvar desniveles y lugares poco accesibles; sólo mueven volúmenes pequeños en distancias reducidas.

• los tubos y canalones se utilizan en obras pequeñas y son fáciles de adaptar. Al utilizar canalones debe evitarse la segregación, dando pendientes adecuadas al canalón que permitan el deslizamiento del concreto. En el extremo de descarga deben colocarse tubos de forma tronco-cónica llamadas trompas de elefante, con el fin de confinar el concreto, reducir su velocidad de caída, obligándolo a que descienda verticalmente dentro de la formaleta y disminuyendo así su altura de caída libre.

• las bandas transportadoras, bombas para concreto y transportadores neumáticos, son equipos especializados para el transporte y colocación del concreto, que mediante una operación adecuada son eficientes pero de costo mas elevado.

Para el transporte del concreto premezclado se usan camiones que generalmente descargan por la parte de atrás. Pueden estar provistos de agitadores que aparte de ayudar en la descarga homogenizan el concreto que tiene una alta tendencia a la segregación como consecuencia de la distribución no uniforme de la mezcla durante la carga y por la vibración del transporte.

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Page 27: Concreto Impermeable. Relacion Aguacemento Baja

Para elegir el método mas apropiado para el transporte, debe tenerse en cuenta:

- volumen del concreto a transportar; - distancia mínima y la máxima; - consistencia de la mezcla; - tamaño máximo del agregado;

- facilidad de acceso, y medios disponibles para colocar el concreto dentro de la formaleta;

Colocación Consiste en echar el concreto en la formaleta o molde que configura la estructura; debe efectuarse

procurando evitar pérdidas de uniformidad en el material, segregación del mismo y cambios en la posición del refuerzo.

El concreto no debe descender en caída libre, pero si verticalmente, desde el extremo de descarga de los canalones, bandas o tuberías; para reducir la velocidad de caída se deben utilizar tubos cónicos rígidos (trompas de elefante) garantizando que el extremo del tubo se mantenga sumergido dentro del concreto fresco. No debe ser desplazado horizontalmente dentro del área de colocación, debe vaciarse directamente en su sitio. El proceso debe hacerse en forma continua, para evitar juntas que no estaban previstas (juntas frías) y en capas de espesor no superior a 50 cm, que deben compactarse antes de verter la siguiente. El equipo seleccionado para la colocación debe contar con la capacidad suficiente para manejar con eficiencia el concreto en las condiciones mas ventajosas de tal forma que pueda ser compactado en su lugar.

El concreto no debe colocarse cuando existen probabilidades de lluvia o temperatura de congelación a menos que se tenga previsto instalaciones adecuadas contra estos procesos climáticos.

En superficies inclinadas el concreto se coloca primero el de abajo continuando hacia arriba.

Compactación

Se entiende por compactación o consolidación del concreto el conjunto de operaciones mediante las cuales se trata de reducir a un mínimo la cantidad de vacíos, con el objeto de obtener un concreto lo mas denso posible. La importancia de la compactación es evidente, porque el concreto como otros materiales aumenta con la compactación la resistencia mecánica, la resistencia a agentes externos y su durabilidad.

Existen numerosos métodos para lograr la compactación del concreto, cuyo su uso depende de las características del concreto y del tipo de estructura que se vaya a ejecutar, pero el principio es el mismo en todos: disminución de fricción entre los distintos componentes del concreto, entre éste y los refuerzos metálicos y entre el concreto y la formaleta. Los métodos de compactación pueden ser manuales o mecánicos.

La compactación manual se hace con barras, mediante un procedimiento arduo y laborioso que consiste en introducir la barra en el concreto una y otra vez.

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Page 28: Concreto Impermeable. Relacion Aguacemento Baja

Cuando las mezclas son muy fluidas la acción de la gravedad confiere cierto grado de compactación y no se requiere sino una ligera compactación por varillado.

La compactación mecánica por vibración es el método usado mas ampliamente.

Los equipos vibradores pueden ser:

a) de inmersión, que actúan sumergidos en el concreto; b) externos, que se fijan a la formaleta; c) de superficie, que se emplean apoyados sobre el concreto.

Los de inmersión son los mas aptos y eficaces en diversas condiciones de trabajo.

Los externos y de superficie se usan en pavimentos, elementos prefabricados y en obras donde la mezcla es seca, o en lugares inaccesibles o capas de concreto muy delgadas.

Los vibradores de inmersión mas recomendados son aquellos cuya frecuencia de vibración no es menor de 6000 r.p.m al estar dentro del concreto.

Para hacer la vibración del concreto se debe tener en cuenta:

a) El vibrador debe introducirse y extraerse del concreto lentamente y en dirección completamente vertical y a distancias entre 40 y 75 cms, según el radio de acción del vibrador.

b) El tiempo que el vibrador debe permanecer en el concreto depende de la consistencia de éste, normalmente son suficientes de 5 a 15 segundos. Cuando la superficie del concreto adquiere un brillo por efectos del flujo de la lechada, la vibración ya ha sido suficiente.

c) El exceso de vibración produce segregación.

Acabado

Es el proceso por el cual se logra una apariencia adecuada, es decir, un terminado, para garantizar la geometría de los elementos vaciados y dar al concreto una textura superficial agradable.

El acabado del concreto se obtiene usando una formaleta adecuada, o cuando se trata de superficies libres se realiza manualmente con reglas (boquilleras) o llanas metálicas o de madera.

Curado

Es el conjunto de acciones tendientes a mantener un ambiente que favorezca la hidratación paulatina del cemento, bien sea reteniendo la humedad interior del concreto, o suministrando humedad o protección contra temperaturas extremas.

La resistencia del concreto y su durabilidad sólo se desarrollarán totalmente si se le da un curado suficiente antes de entrar en servicio.

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