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UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. P. DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES Y PREPARACIÓN DE MUESTRAS

Guía de Laboratorio N°01 1

GUÍA DE LABORATORIO

PRACTICA N°01

“AGUA PARA EL CONCRETO”

1. NORMATIVA

NTP 339.088; ASTM D…..

2. GENERALIDADES

El agua de mezcla cumple dos funciones muy importantes, permitir la hidratación del

cemento y hacer la mezcla manejable. De toda el agua que se emplea en la preparación de un

mortero o un concreto, parte hidrata el cemento, el resto no presenta ninguna alteración y con

el tiempo se evapora; como ocupaba un espacio dentro de la mezcla, al evaporarse deja vacíos

los cuales disminuyen la resistencia y la durabilidad del mortero o del hormigón. La cantidad

de agua que requiere el cemento para su hidratación se encuentra alrededor del 25% al 30%

de la masa del cemento, pero con esta cantidad la mezcla no es manejable, para que la mezcla

empiece a dejarse trabajar, se requiere como mínimo una cantidad de agua del orden del 40%

de la masa del cemento, por lo tanto, de acuerdo con lo anterior como una regla práctica, se

debe colocar la menor cantidad de agua en la mezcla, pero teniendo en cuenta que el mortero

o el concreto queden trabajables.

Como norma general se considera que el agua es adecuada para producir mortero u hormigón

si su composición química indica que es apta para el consumo humano, sin importar si ha

tenido un tratamiento preliminar o no; es decir, casi cualquier agua natural que pueda beberse

y que no tenga sabor u olor notable sirve para mezclar el mortero o el concreto. Sin embargo,

el agua que sirve para preparar estas mezclas, puede no servir para beberla.

El agua puede extraerse de fuentes naturales cuando no se tienen redes de acueducto y puede

contener elementos orgánicos indeseables o un alto contenido inaceptable de sales

inorgánicas. Las aguas superficiales en particular, a menudo contienen materia en suspensión

tales como: aceite, arcilla, sedimentos, hojas y otros desechos vegetales; lo cual puede hacerla

inadecuada para emplearla sin tratamiento físico preliminar, como filtración o sedimentación

para permitir que dicha materia en suspensión se elimine.



Para la producción de concreto se debe de utilizar cualquier agua natural siempre y cuando,

esta, sea potable. Sin embargo, algunas no potables pueden ser adecuadas para la elaboración

de concreto. Las impurezas excesivas en el agua no solo pueden afectar el tiempo de fraguado

y la resistencia del concreto, sino puede ser causa de eflorescencia, manchado, corrosión de

refuerzo, inestabilidad volumétrica y una menor durabilidad. El agua que contiene menos de

2000 partes por millón (ppm) de solidos disueltos totales puede ser utilizada de manera

satisfactoria para elaborar concreto.

3. EMPLEO DE AGUA

Agua de lavado de agregados

Es la utilizada durante el proceso de trituración, para retirar impurezas y exceso de

finos presentes en los conglomerantes de los que provienen, así como las partículas muy

finas formadas durante la trituración. Debe ser lo suficientemente limpia como para no

introducir contaminación a los materiales procesados, como puede ser exceso de partículas

en suspensión, especialmente materia orgánica o sales, que posteriormente afectan la

calidad del concreto producido con estos.

Agua de mezclado

Se adiciona junto con los agregados y el cemento. Se necesita éste último para producir

una pasta hidratada con fluidez tal, que permita la lubricación adecuada de la mezcla de

concreto cuando se encuentre en estado plástico, esta pasta va estructurándose de forma

diferente para producir el gel de cemento.

Dependiendo de la cantidad de agua adicionada la fluidez de la pasta será mayor o

menor y al endurecerse una cantidad del agua quedará fija como parte de la estructura

y otra permanecerá como agua libre. Si la medida de agua de mezclado aumenta, la

parte fija es la misma y por consiguiente el agua libre aumenta, con lo cual se aumenta

la porosidad, debido a que con el tiempo, esta agua libre se evapora dejando unos

pequeños conductos en el interior del concreto endurecido. Con este aumento se

disminuye la resistencia y el concreto se hace más permeable. De ahíla importancia del

control de la cantidad de agua utilizada en la mezcla.

Agua de curado

Una vez el concreto ha fraguado, es necesario el suministro de agua para garantizar la



completa hidratación del grano de cemento, esta agua adicionada

depende de la temperatura y humedad del ambiente donde se encuentre el concreto' ya

que a menor humedad relativa, la evaporación es mayor. El objeto del curado es

mantener el concreto saturado, o lo más próximo posible a la saturación, hasta que los

espacios que inicialmente estaban saturados de agua se llenen hasta un nivel deseado con

los productos de la hidratación del cemento.

El agua que se utiliza en la mezcla, generalmente, es apta para el curado, sin embargo,

la causa más común de las manchasen las superficies del concreto, es por la presencia

de una alta concentración relativa de hierro o materias orgánicas.

Asimismo, bajas concentraciones de estas impurezas pueden causar manchas si el agua

fluye lentamente sobre el concreto y se evapora. No existe ningún método práctico y

confiable que relacione las posibilidades de manchas con los contenidos de impurezas

orgánicas o de hierro contenido en el agua En la evaluación de las impurezas que

contienen las aguas de curado se deben tener las siguientes dos consideraciones:

Que no manchen las superficies del concreto.

Que no ataquen ni deterioren el concreto.

En algunos casos, las manchas superficiales no son tan importantes, pero siempre es

necesario que el agua de curado esté libre de sustancias que ataquen el concreto

endurecido. Por otro lado, en el caso de concretos arquitectónicos o a la vista resulta mucho

más perjudicial emplear aguas con impurezas durante su curado que en su amasado' Es

el caso del agua del mar, se puede usar para amasar concreto no reforzado, pero no se

puede utilizar durante su curado.

4. CALIDAD DEL AGUA

El agua que ha de ser empleada en la preparación del concreto deberá cumplir con los

requisitos de la Norma NTP 339.088 y ser, de preferencia potable. No existen criterios

uniformes en cuanto a los límites permisibles para las sales y sustancias presentes en el agua

que va a emplearse.

La Norma Peruana NTP 339.088 considera aptas para la preparación y curado del concreto,

aquellas aguas cuyas propiedades y contenidos de sustancias disueltas están comprendidos

dentro de los siguientes límites:



Descripción Limite Permisible

Sólidos en suspensión 5000 ppm Máximo

Materia Orgánica 3 ppm Máximo

Alcalinidad (NaCHCO3) 1000 ppm Máximo

Sulfatos (ion SO4) 600 ppm Máximo

Cloruro (ion CL) 1000 ppm Máximo

pH 5 a 8 ppm Máximo

Tabla 01. Límites permisibles para el agua de mezcla y curado

Recomendaciones Adicionales:

Si la variación de color es un requisito que se desea controlar, el contenido máximo de

fierro, expresado en ion férrico, será de 1 ppm.

El agua deberá estar libre de azúcares o sus derivados. Igualmente lo estará de sales

de potasio o de sodio.

Si se utiliza aguas no potables, la calidad del agua, determinada por análisis de

Laboratorio, deberá ser aprobada por la Supervisión.

La selección de las proporciones de la mezcla de concreto se basará en resultados en

los que se ha utilizado en la preparación del concreto el agua de la fuente elegida.

5. EFECTOS DE LAS SUSTANCIAS DE DISUELTAS

El efecto que las sustancias orgánicas presentes en las aguas naturales puedan afectar el

tiempo de fraguado del cemento Portland o en la resistencia última del concreto, es un

problema que presenta una complejidad considerable. Las aguas que estén muy coloreadas,

las aguas con un olor notable o aquellas aguas en que tengan visibles algas verdes o cafés

deberán ser vistas con desconfianza y en consecuencia ensayadas.

Es necesario distinguir entre los efectos del agua de mezclado y el ataque al concreto

endurecido por partes de agua de aguas agresivas. En general las especificaciones de la

calidad del agua para amasado plantean la necesidad que el agua se encuentre limpia y libre

de substancias perjudiciales. En algunos casos se establece que si el agua a emplearse proviene

de una fuente desconocida, deben prepararse concretos con esta y con el agua destilada o

conocida, cantidad de aire atrapado o incluido, etc. Se considera que el agua de calidad

desconocida y los preparados con agua destilada, es mayor del 85%.



Partículas en suspensión

El agua que contiene muchos sólidos en suspensión debe dejarse asentar antes de ser

utilizada, debido a que no es conveniente añadir cantidades grandes de limo o

partículas de menor tamaño.

Para el agua de mezcla se tiene un límite de 2.000 ppm de sedimentos o arcillas

suspendidas, porque contenidos superiores pueden incrementar la demanda de agua,

la contracción por secado o causar eflorescencias. Las aguas con lodos deberán dejarse

sedimentar en tanques de decantación antes de su uso.

Solidos Disueltos

El agua que contiene menos que 2.000 ppm de sólidos disueltos puede en muchos casos ser

utilizada, sin embargo, esto depende de la naturaleza del material disuelto. Es así, que

sulfito de sodio en cantidades superiores a 100 ppm, cloruro en más 500 ppm, carbonatos

en más de 1.000 ppm, pueden causar problemas al concreto.

La cantidad de partículas en suspensión y sólidos disueltos presentes, causan diferentes

efectos sobre el concreto y son función de la fuente de donde provienen, razón por la

cual, es importante tener presente los efectos de las aguas que a continuación se

enumeran.

• Agua de mar

El agua de mar está principalmente compuesta de sulfatos y cloruros de sulfato y

magnesio, tal como se aprecia en la tabla 4.1. Tiene una salinidad de 3.5 % (34.000

ppm de sales disueltas), lo cual hace que se afecten los tiempos de fraguado y que se

produzca una resistencia temprana mayor, pero a largo plazo menor. Por lo general

no son importantes los efectos sobre el fraguado, siempre y cuando la pérdida de

resistencia sea inferior al 15 %. El agua con grandes cantidades de cloruro tiende a

causar humedad persistente, eflorescencia y descascaramientos en la superficie del

concreto, por consiguiente, el agua de mar no se deberá emplear en casos arquitectónicos,

en que sea importante la apariencia.

En el concreto reforzado, el agua de mar aumenta el riesgo de corrosión del acero de

refuerzo, por lo que en la práctica no es recomendable utilizarla en la mezcla. Sin

embargo, en los casos en que sea imposible evitar su utilización es necesario proteger

la armadura con recubrimientos y utilizar concretos densos para evitar los problemas

de corrosión.

El agua de mar ha sido utilizada en concretos masivos con resultados aceptables en



resistencias, dentro del límite del 85% anotado anteriormente, pero el mayor problema

ha ocurrido cuando el agua contiene algas u otras impurezas orgánicas.

Tabla 02. Composición típica del agua de mar

• Aguas con impurezas orgánicas o algas

Aguas coloreadas generalmente indican la presencia de material orgánico disuelto, el

cual, al igual que la presencia de algas en el agua de mezcla, tiende a generar una

gran inclusión de aire y reducción de adherencia, con la consecuente pérdida de las

resistencias mecánicas.

• Aguas con azúcar

La presencia de azúcar en pequeñas cantidades 0,03% - 0,15%, por masa de cemento,

en el agua de mezcla generalmente retarda el fraguado del cemento. Cuando la

concentración se incrementa al 0,2% por de cemento, el fraguado generalmente se

acelera y si se incrementa a 0,25% o más, puede causar fraguado rápido y una

sustancial reducción de resistencia a 28 días. Cuando es menos de 500 ppm de azúcar

en la mezcla, generalmente no tienen efecto adverso sobre la resistencia del concreto,

pero al exceder esa cantidad, deberá probarse el tiempo de fraguado y la resistencia.

• Aguas ácidas

Las aguas que contengan ácidos inorgánicos comunes, tales como el clorhídrico o el

sulfúrico, en concentraciones inferiores a 10 000 ppm no tienen efectos adversos en la

resistencia del concreto. Sin embargo aguas naturales que contengan ácidos orgánicos,

tales como, el húmico, son peligrosas para su elaboración, ya que pueden atrapar

grandes cantidades de aire y ejercer efectos adversos sobre el endurecimiento. Se debe

evitar las aguas ácidas con valores de PH inferiores a 3.



Tabla 03. Concentración tolerable de impurezas en agua de mezcla

• Aguas alcalinas

Aguas que tengan concentraciones de hidróxido de sodio de 0.5% en masa de

cemento, no afectan las resistencia, siempre que no aceleren el fraguado; pero mayores

concentraciones pueden reducir la resistencia. Para algunos cementos pueden

permitirse aguas con concentración de hidróxido de potasio hasta de t.2% de la masa

del cemento, valor que puede ser peligroso para otros cementos.

Por lo general, contienen unas 400 ppm de materia orgánica. Luego de diluidas en

un buen sistema de tratamiento, la concentración se reduce aproximadamente a 20

ppm o menos, que no causa problemas al concreto.

En la tabla 03 se presenta un resumen de los valores máximos recomendados de

concentraciones de impurezas en el agua de mezclado y en la tabla 04 están los efectos

de las impurezas sobre las propiedades de concreto.



Tabla 04. Efectos negativos sobre el concreto si se supera los valores límites permisibles de

sustancia en el agua

6. ALMACENAMIENTO

El agua a emplearse en la preparación del concreto se almacenara, de preferencia, en tanques

metálicos o silos. Se tomaran las precauciones que eviten su contaminación. No es

recomendable almacenar agua de mar en tanques metálicos.

7. MUESTREO

El muestreo del agua de mezclado se efectuara de acuerdo en lo indicado en la Norma. Se

tendrá en consideración que:

En las especificaciones de la obra (Exp. Técnico) se indicara la frecuencia de muestreo

caso contrario es la supervisión quien determinara la frecuencia de la toma de

muestras.

Las muestras remitidas al laboratorio serán representativas del agua puede no ser

representativa si existen variaciones de composición en función del tiempo como

consecuencia de las variaciones climáticas u otros motivos.

Si se duda de la representatividad de muestra, se deberán tomar muestras periódicas

a distintas edades y días o eventualmente, a la misma hora en distintos lugares.

Igualmente cuando se presume que puede haber variado la composición del agua.

Cada muestra tendrá un volumen mínimo de cinco litros. Las muestras envasaran en



recipientes cilíndricos de plásticos o vidrios incoloro, perfectamente limpios. El cierre

será hermético. Los recipientes serán adecuadamente embalados y acondicionados

para evitar su rotura.

8. ENSAYOS SOBRE AGUA

Con el objetivo de evaluar la calidad del agua para la producción de concreto, se deben

efectuar ensayos que permitan verificar que no se modifican ni el tiempo de fragua ni la

resistencia.

Para el ensayo del agua se tendrán en consideración las siguientes Normas:

NTP 339.070: Toma de muestras de agua para la preparación y curado de morteros y

concretos de cemento Pórtland.

NTP 339.071: Ensayo para determinar el residuo sólido y el contenido de materia

orgánica de las aguas.

NTP 339.072: Método de ensayo para determinar por oxidabilidad el contenido de

materia orgánica de las aguas.

NTP 339.073: Método de ensayo para determinar el ph de las aguas.

NTP 339.074: Método de ensayo para determinar el contenido de sulfatos de las aguas.

NTP 339.075: Método de ensayo para determinar el contenido de hierro de las aguas.

NTP 339.076: Método de ensayo para determinar el contenido de cloruros de las aguas.

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