N O T A S T É C N I C A S P A R A L A C O N S T R U C C I Ó N

CONCRETOS Y MORTEROS

I V Á N L E N N I N M A R T Í N E Z A C E V E D O

RESEÑA HISTÓRICA

• Históricamente se tiene conocimiento de la utilización de materiales cementantes desde la construcción de las pirámides de Egipto, cómo las que están en el valle de Gizeh, Keops Kefren y Miscerino que datan de 2700 a.C. Más tarde se produjeron morteros a partir de la cal viva, arena y agua.

• El proceso de desarrollo de estos materiales se estancó durante siglos, hasta que en

Inglaterra para 1824, se patentó el Cemento Portland y desde entonces se empezó a desarrollar el concreto propiamente dicho, como material de construcción. Actualmente el concreto es el material de construcción más utilizado debido a su versatilidad, en cuanto a su forma, función economía y durabilidad.

El cemento Portland es un

conglomerante o cemento hidráulico que cuando se mezcla con áridos, agua y fibras de acero discontinuas y discretas tiene la propiedad de conformar una masa pétrea resistente y duradera denominada hormigón o concreto.

EL CONCRETO

• En términos generales, el concreto es una mezcla de varios componentes en diversas proporciones que se combinan a mano o en mescladoras mecánicas, para producir un gel que se deja moldear y que al endurecer adquiere altas resistencias a esfuerzos de compresión.

El Concreto está compuesto por:

• Cemento como material

aglutinante

• Arena y grava como

agregados

• Agua

• Ocasionalmente Aditivos

para proporcionar

características especiales.

• El cemento es un polvo blanco o gris que al mezclarse con agua genera un efecto pegante y muy resistente; el cemento es el que se encarga de aglutinar todos los demás elementos llamados áridos o agregados.

• Los agregados son materiales duros y sin vida que al ser

mezclados con el cemento y el agua forman el concreto. Los agregados presentan características que influyen en los concretos tanto cuando están en estado fresco, dejándose moldear, como cuando ah endurecido al adquirir resistencia.

• Los agregados puedes clasificarse por su:

• Tamaño

• Origen

• Forma

• Por su tamaño: de acuerdo con su tamaño los agregados se clasifican en:

• Gravas

• Arenas

• Por su origen se pueden clasificar cómo:

• Naturales

• Artificiales

• Por su forma se clasifican en:

• Redondeados

• Angulares

• Largos

• Planos

• Tanto la grava como la arena deben de estar libres de:

• Material Orgánico, pues impiden el correcto fraguado del concreto y afectan drásticamente las resistencias

finales

• Polvo de Arcilla, ya que impide la adherencia entre el agregado y el cemento

• Partículas débiles o blandas, por que

afectan la durabilidad de los concretos y sus resistencias.

EL AGUA

• El papel del agua en la elaboración de un concreto es de suma importancia, ya que la cantidad utilizada en relación con la cantidad de cemento (Relación A/C) depende de la manejabilidad y las resistencias finales.

• También hay que hacer énfasis en la calidad del agua para elaborar el concreto. Sé que si el agua es buena para beber, es buena para hacer concreto, creencia no del

todo cierta ya que aguas azucaradas o con sustancia adicionadas en plantas de tratamiento, tales cómo cloro, flúor o sulfatos de aluminio e incluso sabores artificiales, no son adecuadas para hacer concretos.

• El agua que se va a usar debe de estar limpia, cuando se usan aguas turbias o con materiales orgánicos se

obtienen concretos de baja resistencia y poca durabilidad.

• Se pueden usar aguas de ríos y quebradas si estas no se encuentran turbias, las aguas de lagos y pantanos no son muy recomendables.

• Llenando una botella con agua con la que se piensa trabajar, se deja reposar durante 24 horas, si al cabo de este tiempo el agua se conserva turbia, es un agua no apta para concretos. Si se presenta material en el fondo y este no es mucho, se debe de almacenar el agua en canecas para que los sólidos se depositen en el fondo, y podamos usar el agua superficial.

• El agua de mar no es recomendable en la elaboración de concretos.

• Las aguas que contengan menos de 2000 p.p.m. de sólidos disueltos generalmente son aptas para hacer concretos; si tienen más de esta cantidad deben ser ensayados para determinar sus efectos sobre la resistencia del concreto.

• Si se registra presencia de carbonatos y bicarbonatos de sodio o de potasio en el agua de la mezcla, estos pueden reaccionar con el cemento produciendo

rápido fraguado; en altas concentraciones también disminuyen la resistencia del concreto.

• El alto contenido de cloruros en el agua de mezclado puede producir corrosión

en el acero de refuerzo o en los cables de tensionamiento de un concreto pre esforzado.

• El agua que contenga hasta 10000

p.p.m. de sulfato de sodio, puede ser usada sin problemas para el concreto.

• Las aguas acidas con pH por debajo de 3 pueden crear problemas en el manejo u deben ser evitadas en lo posible.

• Cuando el agua contiene aceite mineral (petróleo) en concentraciones superiores a 2%, pueden reducir la resistencia del concreto en un 20%.

• Cuando la salinidad del agua del mar es menor del 3.5%, se puede utilizar en concretos no reforzados y la resistencias del mismo disminuye en un 12%, pero si la salinidad aumenta al 5% la reducción dela resistencia es del 30%.

• El agua del curado tiene por objeto mantener el concreto saturado para que se logre la

casi total hidratación del cemento, permitiendo el incremento de la resistencia.

• Las sustancias presentes en el agua para el curado pueden producir manchas en el concreto y atacarlo causando su deterioro, dependiendo del tipo de sustancias presentes. Las causas más frecuentes de manchas son: El hierro o la materia orgánica disuelta en el agua.

USOS DEL CONCRETO

• El concreto se usa en vigas, columnas, pavimentos, cimentaciones, muros pantalla, muros de construcción, represas, puentes, tuberías, postes, adoquines, bloques estructurales para mampostería etc.

• Tipos de Concreto

• Concreto simple o sin refuerzo

• Concreto armado o con refuerzo

• Concreto ciclópeo o con piedras grandes, usado normalmente en

cimentaciones y en muros masivos o de gravedad

EL MORTERO

• El mortero también es un material de construcción que en estado endurecido presenta propiedades físicas y mecánicas similares a las del concreto.

• Componentes del Mortero; El mortero está compuesto por la mezcla de los siguientes elementos:

• Cemento (Gris o Blanco) y/o otros cementantes como material aglutinante o pegante.

• Arena fina o gruesa cómo agregado.

• Agua

• Aditivos en algunas ocasiones para

brindar al mortero de características especiales.

• Usos del Mortero; Es ampliamente usado para la pega de piezas de mampostería, ladrillos y bloques estructurales, también se usa en la realización de repellos o revoques y resanes, se usa también para al prefabricación de algunos elementos

como las tejas y baldosas para pisos.

TIPOS DE MORTEROS

• De cal, El cual es un mortero aéreo, es decir que se endurece al secarse el agua de la mezcla bajo la influencia del aire, es utilizado en mampostería sin reforzar y en repellos.

• De cal y cemento portland, este tipo de mortero presenta una gran trabajabilidad, una buena retención de agua y altas resistencias iniciales, es normalmente usado para la pega de bloques de concreto en la mampostería estructural.

• De cemento Portland, que es utilizado cuando se requiere de altas resistencias, este tipo de mortero es más común en nuestro medio, ya que con él se realizan la mayoría de las obras de mampostería de ladrillo común. Su resistencia, cómo en la mayoría de las mezclas, depende de la dosificación que se trabaje.

• Morteros premezclados de larga vida, son los que se solicitan a empresas pre mezcladoras y deben ser pedidos de acuerdo al tipo de obra que se este realizando.

• Morteros secos, son aquellos que vienen premezclados en sacos o a granel y sólo se les tiene que agregar la cantidad de agua necesaria según su utilización.

J O E A

JOEA

DESPUÉS DE LA COLOCACIÓN DEL CONCRETO

M É T O D O S Q U E P O D E M O S U S A R P A R A E L C U R A D O

I S A A C C O N T R E R A S R O D R Í G U E Z

EL AGUA DEL CURADO

• No menor de 11 ºC que la del concreto.

• Riego continuo de agua.

• No se debe dejar encharcada el

agua.

• Debe hacerse circular el agua en

forma continua.

MÉTODO POR INUNDACIÓN

MEMBRANAS DE CURADO

• Producto formulado de polímeros

que aplicados sobre superficies de

concreto o mortero, evitan la

perdida de agua necesaria para el

curado de la mezcla.

APLICACIÓN

• De 2 hrs. y media a 3 hrs depuse del

colado.

• Deberá ser aplicado tan pronto

como haya desaparecido el agua

de sangrado de la superficie.

• En regiones secas la membrana se

debe aplicar en dos capaz cruzadas

en un lapso de 24 horas después de

haber aplicado algún método

anterior.

Se debe mantener el concreto húmedo:

• 7 días para temperaturas > 5ºC

• No menos de 3 días para temperaturas de 21 ºC a 25 ºC.

• En el caso de las membranas se necesita 10 días para cubrir su

acción.

• La resistencia del concreto con la edad continúa mientras el secado se

evite.

• Si se deja que se seque pierde las reacciones químicas.

• No se debe subir ningún material ni transitar antes de 24 hrs.

• Hasta que el concreto alcance una resistencia mínima de 70 kg/cm3

PERIODO DE CURADO Y TEMPERATURA AMBIENTE

Edad en días.

Periodo de

curado en días

3

7

14

28

90

180

0

3

7

Todo el tiempo

29

37

37

37

45

55

58

58

52

73

78

78

55

80

93

100

55

80

97

120

55

80

100

129

RESISTENCIA DEL CONCRETO

Porcentaje de la resistencia del concreto a la compresión en función

de la edad y del periodo de curado húmedo

• Sangrado

• Panales de abeja.

• Huecos superficiales.

• Vetas de arena.

• Líneas de unión o de

escurrimientos.

DEFECTOS DE COLADO

• Capa de agua en la superficie del

concreto fresco.

• Las mezclas bien proporcionadas

sangran menos.

• Pueden generar burbujas las cuales

se filtran en los agregados y

provocan que el concreto pierda

resistencia.

SANGRADO

• «Viruela del concreto»

• Es el exceso de aire atrapado.

• Evitar revolturas pastosas y con

exceso de arena.

HUECOS SUPERFICIALES

• En concretos nuevos se debe

trabajar profundidades menores

de10 cm. En concretos viejos es

de 15 cm., para que se logre una

buena adherencia.

• Para resanar la falla se puede

utilizar mortero o cualquier otro

aditivo estabilizador de volumen.

RESANES

LIMPIEZA CON LECHADA DEL CONCRETO

• Se aplica después de haber reparado los defectos.

• La superficie se satura con agua

• Se le aplica una lechada de cemento: arena fina en proporción 1:1.5 o 2

• Combinar el cemento gris con el cemento blanco según el color.

• Tallar la superficie con llama de madera

• Se debe realizarse en la sombra o en la noche.

• Después de 2 días de curado, se lija cuidadosamente con lija de agua del

numero 2 ceros para emparejarla y uniformar su textura.

C U C H A R E A

CUCHAREA

R E S I S T E N C I A Y M Ó D U L O E L Á S T I C O

PROPIEDADES DEL CONCRETO

C A R L O S B A D A J O Z A M A D O R

CONSIDERACIONES GENERALES

• Puesto que el concreto es una masa endurecida de materiales

heterogéneos, sus propiedades reciben la influencia de un gran

número de variables relacionados con las diferencias en los tipos y

cantidades de los ingredientes, las diferencias en el mezclado, el

transporte, el colado y el curado, y las diferencias en la fabricación

de la muestra y los detalles de la prueba. En virtud de las muchas

variables, deben emplearse métodos de verificación de la calidad

del concreto. El procedimiento usual es colar muestras para pruebas

de resistencia al mismo tiempo que se cuela la estructura y

considerar la resistencia del concreto en la estructura. La

confiabilidad de esta suposición siempre debe cuestionarse debido

a las condiciones diferentes de curado para la muestra y la

estructura, a causa de que una mala mano de obra es posible que

no se refleje en las pruebas de las muestras y porque malos

procedimientos de prueba pueden proporcionar resultados falsos.

Debe aplicarse un patrón de pruebas. Debe usarse métodos

estadísticos.

• La mayor parte de del concreto se dosifica para obtener una

resistencia dada a la comprensión con un envejecimiento dado y se

le aplica una prueba a la compresión. Lo más común es requerir

cilindros de 6” diámetro x12” de alto

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESISTENCIA

• Relación Agua Cemento

• Si se combina materiales satisfactoriamente en una mezcla trabajable de

concreto que se deja envejecer en condiciones satisfactorias de curado,

la relación agua/cemento de la mezcla influye mucho sobre la resistencia

del concreto junto con el envejecimiento de este y la cantidad de aire

que contenga.

• Método de Curado

• El curado adecuado requiere un contenido satisfactorio de humedad y

una temperatura favorable durante los primeros días del concreto . hasta

que se hayan desarrollado propiedades satisfactorias. Cuando no se

presenta un curado adecuado, se presenta una perdida seria de la

resistencia.

CAMBIOS DE VOLUMEN

• El cambio de volumen en el concreto, son debido a variaciones en

los esfuerzos, la temperatura y la humedad, son parcial o

completamente reversibles, pero el cabio de volumen debido a la

acción química y mecánica destructivas suelen ser acumulativas

mientras continúe la acción. Los cambios de volumen no restringido,

debidos a variaciones en la temperatura, humedad o fuerzas por lo

general no son importantes, pero los cambios de volumen que son

restringidos por la cimentaciones, el esfuerzo o los miembros de

conexión pueden pueden conducir a esfuerzos que pueden causar

situaciones peligrosas e incluso la falla. En general las contracciones

restringidas que las expansiones restringidas en virtud que el

concreto es mas débil en la tensión que en la compresión. La

magnitud de los cambios de volumen suelen darse en unidades

lineales, en lugar de volumétricas, porque los cambios lineales se

pueden medir con facilidad y porque constituyen la preocupación

la preocupación principal para los ingenieros.

• Un cambio de longitud se puede dar, por ejemplo 900 millonésimas

de pulgada por pulgada, o bien, 0.09% o1.08 in por 100 ft.

• . La compactación del concreto es una de las formas de evitar la

contracción o la expansión, debido a que las partículas de

agregado grueso están en contacto y no separadas por pasta de

cemento, el concreto endurecido tiene una contracción

excepcionalmente baja. Este tipo de concreto se usan mucho en la

reafirmación de cortinas y reparación de revestimientos de túneles.

TIPOS DE CONCRETO EN FASE DE PRUEBA

• Concreto translucido: Los ingenieros civiles mexicanos, Joel Sosa Gutiérrez -de 26 años- y Sergio Omar Galván Cáceres -de 25 años- crearon en el 2005 este

revolucionario cemento que tiene la capacidad de ser colado bajo el agua

y ser 30 por ciento más liviano que el concreto hasta ahora conocido.

Uno de los inventores, Sergio Galván dijo que -el concreto translúcido es más

estético que el convencional, permite el ahorro de materiales de acabado

[como yeso, pintura y barniz] y posee la misma utilidad-.

Según el folleto comercial del producto, su fabricación es igual a la del

concreto común. Para ello se emplea cemento blanco, agregados finos,

agregados gruesos, fibras, agua y el aditivo cuya fórmula es secreta, llamado

-Ilum-.

• Además, en este nuevo concreto pueden introducirse objetos, luminarias e

imágenes, ya que tiene la virtud de ser translúcido hasta los dos metros de

grosor, sin distorsión evidente.

Este producto representa un avance en la construcción de plataformas

marinas, presas, escolleras y taludes en zonas costeras, ya que sus

componentes no se deterioran bajo el agua.

• El aditivo -Ilum- es único en el mundo, ya que le confiere al concreto 15 veces

más resistencia –4,500 kg/cm2- con nula absorción de agua, permite el paso

de la luz –es traslúcido- tiene un peso volumétrico 30 por ciento inferior al

comercial y puede ser colado bajo el agua.

Actualmente los autores tienen en proceso 15 solicitudes de patente en el

país ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial [IMPI] y cuatro a

escala internacional. También pretenden patentar el producto en Japón,

China, India, Estados Unidos, Sudamérica y la Unión Europea.

Una de estas patentes -un cemento de alta resistencia mecánica- se firmó en

cotitularidad con la UAM. El contrato respectivo asienta que las ganancias se

dividirán por partes iguales entre la Institución y los inventores.

Los alumnos informaron que el helipuerto de la nueva estación de Bomberos

será construido con el concreto Ilum y por el cual ya signaron el contrato con

las autoridades del Gobierno del Distrito Federal a través del Heroico Cuerpo

de Donadores A. C. y del Fideicomiso Ave Fénix.

• El Conacyt tiene catalogado este proyecto como el cuarto mejor del sexenio

pasado en el rubro de Ciencia y Tecnología, además de ser el programa más

joven apoyado por el organismo, ya que tanto Sergio Galván como Joel Sosa

aún no culminan sus estudios de licenciatura.

TRANSLÚCIDO VS TRADICIONAL

• Si bien, la diferencia de precio entre el hormigón translúcido en comparación

con el convencional, es constrastante, el primero tiene enormes ventajas

como su alta resistencia y sus facultades estéticas. Estas virtudes han hecho

que tenga gran aceptación tanto en arquitectura como en construcción.

-Otra de las ventajas que ofrece el uso de este concreto, además de lo

estético, es que permite un ahorro notable de luz eléctrica al facilitar el paso

de 70 por ciento de la luz natural-, aseguró Galván.

• También, señaló que minimiza los costos de mantenimiento ya que tiene una

vida útil -en condiciones normales- de 50 años aproximadamente.

• Una de las desventajas es que por su alto grado de transparencia, las

estructuras internas de la construcción quedan a la vista, lo que al cabo de

un tiempo podría resultar antiestético. -Pero se busca la forma de que con un

buen acabado, los hierros de las columnas y otros materiales [de relleno],

puedan ser agradables para la vista. Hemos hecho varias pruebas y es

posible; incluso se ve natural, muy orgánico-, comentó Galván.

•

También dijo que el producto es totalmente perfectible y recordó que desde

el momento de su creación y comercialización, el cemento translúcido ha

estado en un constante proceso de mejoramiento tanto en su acabado,

precio, estabilidad y translucidez.

CONCRETO VERDE

• Esto se debe a que el olivino, un silicato de hierro y magnesio con

apariencia mineral verde parduzco, tiene poca resistencia al ambiente y

como consecuencia a esto el concreto final es poroso, lo que la arena y la

grava no hacen. Por lo que sustituyendo cualquiera de estos materiales por

olivino, hace que el concreto absorba en el curso de su vida, diez veces más

CO2 del aire que la cantidad de CO2 que se genera en la producción del

concreto.

Aunque aparentemente, el concreto verde todavia se encuentra en su

etapa de investigación, sería genial que en vez de contaminar, nuestras

casas ayudaran al medio ambiente.

CONCRETO FLEXIBLE

• El ingeniero Víctor Li de la Universidad de Michigan ha creado un nuevo tipo

de concreto que tiene la propiedad de autorepararse cuando aparecen

grietas sobre su superficie. Su creador asegura que este nuevo material se

repara gracias a la acción del agua de lluvia o del dióxido de carbono

presentes en la atmósfera. (Mar, 12 May 2009).

• Las estructuras de hormigón actuales van reforzadas con barras de acero

para evitar, precisamente, la aparición de grietas. La utilización del hormigón

que se autorepara harían innecesarios los refuerzos de acero. Otra de sus

características es su flexibilidad, que hace que se comporte más como

metal, que se dobla sin romperse.

Ingenieros de la Universidad de Michigan, en los Estados Unidos, han creado

un nuevo tipo de hormigón que se repara sólo cuando aparecen grietas.

Según sus creadores, no es necesaria ninguna intervención humana, basta

con que el agua y el dióxido de carbono hagan su trabajo.

• Así, unos cuantos días lloviendo serían suficientes para reparar un puente

construido con este nuevo hormigón, dicen los ingenieros. La autoreparación

es posible porque el material está diseñado para doblarse y romperse en

líneas irregulares, como ocurre cuando se rompe un pelo, en lugar de

romperse causando grandes espacios, que es cómo suele romperse el

hormigón.

-Es como si tuviéramos una pequeña cortada en la mano, el cuerpo es

capaz de curarse a sí mismo. Pero si lo que tenemos es una gran herida, el

cuerpo necesita ayuda y es posible que necesite puntos de sutura. Hemos

creado un material que es capaz de repararse a sí mismo. Incuso si se

sobrecarga, las grietas son pequeñas-, dice Víctor Li, Profesor de Ingeniería

Civil y de Ciencias de los Materiales en Ingeniería, en un comunicado.

LIENZOS DE CONCRETO

• Basándose en las cualidades y principios del concreto armado, la firma

inglesa de materiales para construcción, Concrete Canvas Concrete Clothes,

desarrolló unos Lienzos de Concreto [Canvas Clothes] que por su máxima

ligereza, maleabilidad, resistencia y fácil aplicación tendrá un gran impacto

en el campo de la arquitectura y la construcción, ya que permite construir un

espacio habitable incluso en un par de horas.

• Los lienzos de concreto, consisten en una fibra tridimensional, flexible,

impregnada con una mezcla de cementos de alta resistencia, a la que

simplemente hay que añadirle agua para modelar de manera fácil y rápida

las formas más variadas.

El procedimiento para construir con este material es muy sencillo: se colocan

los lienzos según la forma planeada, se mojan con agua –como hacen los

médicos con los vendajes de yeso- y se dejan secar. La estructura comienza

a fraguar en un lapso de 2 o 3 horas, quedando perfectamente rígida entre 6

y 24 hora, dependiendo de las condiciones climáticas y la humedad del

lugar en donde se vaya a ubicar.

• Es importante mencionar que los lienzos de concreto además de permitir

múltiples soluciones formales, también pueden ser utilizados estructuralmente

y son incombustibles e impermeables.

Las posibilidades que proponen los lienzos de concreto para los arquitectos

del nuevo milenio son infinitas, pues por su máxima ligereza y maleabilidad

permiten generar volumetrías dinámicas, de líneas oblicuas y elípticas sin

mayor complicación y en un lapso muy breve de tiempo.

Por sus cualidades, este material es ideal, no sólo desde el punto de vista

estético, sino también económico y social, pues puede ser utilizado para la

construcción rápida de vivienda popular en lugares donde hay pocos

recursos económicos o donde es difícil la construcción con sistemas

constructivos más complejos y para la edificación de viviendas y almacenes

de alimentos en lugares en situación de desastre, ya que su montaje es muy

sencillo y no requiere de mano de obra especializada.

• Otras tipo de construcciones en las que pueden ser aplicados los lienzos de

concreto son: estructuras militares, que van desde los refuerzos para los sacos

de arena, la construcción de caminos en terrenos de difícil acceso, hasta

casas de campaña; acequias y sistemas de drenaje; como protección para

evitar el deslave de barrancas y colinas; entre otras muchas aplicaciones.

MORTEROS

S E Ñ O R S I T O