CONCRETO DE CEMENTO

El concreto de cemento se ha convertido en el material de construcción por excelencia, su elaboración consiste en una mezcla de cemento, agua, agregados fino y grueso.

El concreto de cemento también se conoce como concreto hidráulico, por la propiedad que tiene el cemento Portland de reaccionar con el agua de la mezcla convirtiéndose con el tiempo en una piedra artificial.

El beneficio de mezclar el cemento y el agua con los agregados consiste en que la pasta (cemento + agua) se encargará de unir o pegar a los agregados para constituir todos juntos una roca o piedra artificial.

En este capítulo se presentarán algunos principios básicos de la tecnología del concreto por medio de los cuales se comprenderá el comportamiento de este material tanto en su estado fresco como en su estado endurecido.

ESTRUCTURA DEL CONCRETO

El concreto se constituye aproximadamente del 70-80% de agregados (grueso y fino) en volumen, el resto es pasta de cemento.

La pasta de cemento a su vez se compone de un 30-50% de cemento en volumen y el resto es agua.

La Figura muestra esquemáticamente la estructura del concreto. Como se puede observar el agregado ocupa el mayor volumen del concreto, este ingrediente es uno de los más abundantes en la corteza terrestre, aunque no necesariamente él más barato, especialmente cuando se requiere someterlo a un proceso de trituración, cribado y/o lavado.

Como parte de la estructura del concreto se debe incluir el aire que se encuentre en la masa. El aire puede ser aquel que se produce en forma natural durante el mezclado y colocación del concreto en los encofrados, en cuyo caso se llama aire atrapado, este aire constituye hasta un 2% en volumen, pero puede ser más, especialmente si la colocación ha sido defectuosa. La forma de las burbujas de aire atrapadas es irregular.

Por otro lado cuando se introduce intencionalmente aire en el concreto, generalmente por medio de un aditivo, la forma de las burbujas es esférica.

El aire introducido se genera durante el mezclado, este tipo de aire se introduce intencionalmente en el concreto para protegerlo contra los efectos del intemperismo, la cantidad de aire varía entre 4 y 6 %.

CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALESA. El cemento, debe cumplir las normas

nacionales e internacionales estandarizadas, siendo:

NORMAS NACIONALES• ITINTEC 334.001 ITINTEC 334.016 ITINTEC 334.041• ITINTEC 334.002 ITINTEC 334.017 ITINTEC 334.042• ITINTEC 334.004 ITINTEC 334.018 ITINTEC 334.043• ITINTEC 334.006 ITINTEC 334.019 ITINTEC 334.046• ITINTEC 334.007 ITINTEC 334.020 ITINTEC 334.047• ITINTEC 334.008 ITINTEC 334.021 ITINTEC 334.048

NORMAS INTERNACIONALES• ASTM C 109

• El cemento es sin lugar a dudas el ingrediente más caro con el que se elabora el concreto, gran parte de los conocimientos que contiene la tecnología del concreto van encaminados hacia el uso racional de este ingrediente, puede ser el Portland Tipo I Normal y el Portland Puzonalico Tipo IP.

• El cemento se debe emplear sólo en las cantidades adecuadas para cumplir con la resistencia y durabilidad concebidas para la aplicación en particular, los excesos generalmente acarrean efectos colaterales ya sea en el estado fresco o en el estado endurecido, además de que encarece las obras.

B. El agua, debe cumplir las normas nacionales estandarizadas, siendo:

NORMAS NACIONALES• ITINTEC 339.070 ITINTEC 339.074• ITINTEC 339.071 ITINTEC 339.075• ITINTEC 339.072 ITINTEC 339.076• ITINTEC 339.073

Estas normas permitirán determinar la cantidad de residuos solidos, la oxidabilidad, PH, contenido de sulfatos, contenido de hierro, contenido de cloruros, muestreo, cuyo objetivo es establecer los requisitos que deben cumplir las aguas empleadas para el preparado del concreto y curado.

CONDICIONES GENERALES Y REQUISTITOS

1. El agua, la cual también tiene un precio que no hay que subestimar, es un recurso natural cada vez más escaso y difícil de conseguir. El agua potable es más que suficiente para elaborar concreto.

2. El agua empleada para amasar y curar el concreto deberá ser de propiedades colorantes nulas, deberá ser clara, libre de azucares y de aceites.

3. No deberá contener substancias que puedan producir efectos desfavorables en el fraguado, la resistencia o la durabilidad del concreto o sobre las armadura.

4. El PH deberá estar comprendido entre 5.5 y 8

C. El agregado, debe cumplir las normas nacionales e internacionales estandarizadas, siendo algunas:NORMAS NACIONALES• ITINTEC 400.011 ITINTEC 400.012• ITINTEC 400.016 ITINTEC 400.017• ITINTEC 400.037

NORMAS INTENACIONALES • ASTM C-29 ASTM C-131• ASTM C-33 ASTM C-566• ASTM C-88• ASTM C-117• ASTM C-127• ASTM C-128

Por otro lado, para seleccionar el agregado además de cumplir con las normas estandarizadas se debe tomar en cuenta lo siguiente:a. GRANULOMETRIAb. TAMAÑO MAXIMO Y TAMAÑO MAXIMO

NOMINALc. MODULO DE FINEZA

d. HUMEDAD DEL AGREGADOe. CONTENIDO DE HUMEDADf. ABSORCIONg. PESO UNITARIOh. PESO ESPECIFICOi. ABRASIONj. POROSIDAD

TIPOS DE CONCRETO

1. CONCRETO SIMPLE2. CONCRETO ARMADO3. CONCRETO CICLOPEO

CONCEPTOS BÁSICOS

En la gran mayoría de los casos el Ingeniero Civil requiere de conocimientos básicos para supervisar los trabajos que se realicen con el concreto, el propósito es presentar algunos de estos principios fundamentales que permitirán extender los conocimientos ó conceptos básicos, siendo:

Consistencia de la Mezcla

Una vez elaborada la mezcla de concreto se debe evaluar la consistencia de la misma, esta evaluación consiste en medir que tan aguada es la mezcla, si ésta consistencia es aceptable para el trabajo por realizar se prosigue, de otra manera se deben hacer correcciones antes de emplear la mezcla en la obra.La consistencia del concreto se mide con la prueba del revenimiento, ésta prueba se debe ejecutar de acuerdo a la norma ASTM C-143.

Consistencia de la Mezcla

La prueba consiste en llenar de concreto un cono truncado, de 30 cm de altura, como el que se muestra en la Figura , el llenado se hace en 3 capas, varillando cada capa con 25 golpes de la varilla mostrada en la figura, una vez que se enrasa el cono con la misma varilla, se levanta verticalmente el molde, y se mide la diferencia de altura entre el cono de concreto abatido y la altura del molde, esta diferencia en cm se llama revenimiento del concreto.

Consistencia de la Mezcla

Algunos revenimientos considerados como normales en concretos de tipo estructural pueden variar entre 5 y 10 cm, revenimientos altos podrían ser de 10-15 cm, y revenimientos bajos podrían ser menores de 5 cm.El revenimiento, o lo aguado del concreto está en relación directa con el tipo de aplicación y la energía de compactación que se empleará en consolidar el concreto.Por ejemplo en la fabricación de durmientes de concreto para ferrocarriles se acostumbra emplear concretos con revenimiento cero, en este caso se emplea la vibro-compresión para dar forma a las piezas.

Consistencia de la Mezcla

Algunas instituciones como el ACI recomiendan los revenimientos mostrados en la Tabla, para un buen número de aplicaciones con la siguiente consideración: el revenimiento máximo se puede aumentar en 2 cm si el concreto no se consolida con vibrador.

Relación del revenimiento y la trabajabilidad del concretoEl revenimiento del concreto se fija dependiendo entonces del tipo de elemento a colar y de la Trabajabilidad que se requiere Normalmente se acepta una variación en la medición del revenimiento ya sea en más o en menos, por ejemplo, un tipo de diseño puede señalar las siguientes tolerancias:

± 1.5 cm si el revenimiento es menor de 5 cm,± 2.5 cm si el revenimiento se encuentra entre 5 y 10 cm, y± 3.5 cm si el revenimiento es mayor a 10 cm.

Recomendación en ObraEl ingeniero debe preocuparse por entender la correlación que tiene la prueba del revenimiento con otras propiedades del concreto, ya que en muchas ocasiones tal prueba será el único recurso inmediato que se tenga para aceptar o rechazar un concreto.El criterio de calificar un concreto con base exclusivamente en la resistencia a compresión puede ocasionar problemas sin solución, ya que generalmente la verificación de la resistencia se lleva acabo hasta los 28 días, para entonces la obra ya estará muy avanzada.

Importancia del Agua en la Mezcla

Es importante saber las funciones que ejerce el agua en la mezcla de concreto:• Reacciona sobre el cemento y desarrolla en él su

función de aglomerante• Ayuda a distribuir el cemento sobre la superficie

de los agregados• Actúa como un lubricante entre las partículas de

los agregados• Ocupa volumen en la mezcla

Relación Agua Cemento (A/C)

La relación agua-cemento, también conocida como razón agua/cemento, a/c, es uno de los parámetros más importantes de la tecnología del concreto, pues influye grandemente en la resistencia final del mismo.Expresa la íntima relación que existe entre el peso del agua utilizada en la mezcla y el peso del cemento. Como es matemáticamente una razón, debe usarse un signo de división (barra: / ) y nunca un guion.

Relación Agua Cemento

Dado que el peso del agua utilizada siempre es menor que el peso del cemento, la cifra resultante es menor que la unidad.Una relación agua/cemento baja, conduce a un concreto de mayor resistencia que una relación agua/cemento alta. Pero entre más alta esta relación, el concreto se vuelve más trabajable.La menor relación a/c para obtener una hidratación completa del cemento se considera igual a 0,42