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Ing. Max Anderson Huerta Maza

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CAPITULO I:

NATURALEZA DEL CONCRETO

Antecedentes Histricos Del Concreto

La historia del cemento es la historia misma del hombre en la bsqueda de un

espacio para vivir con una mejor comodidad, seguridad y proteccin. Desde

que el ser humano supero la poca de las cavernas, a centrado sus mayores

esfuerzos a delimitar su espacio vital, satisfaciendo primero sus necesidades

de vivienda y luego levantando construcciones con requerimientos especficos,

la misma que ha conllevado a otras construcciones y estos esfuerzos han

constituido la base para el progreso de la humanidad.

El pueblo egipcio ya utilizaba un mortero (mezcla de arena con materia

cementosa) para unir bloques y lozas de piedra al elegir sus asombrosas

construcciones.

Los constructores griegos y romanos descubrieron que ciertos depsitos

volcnicos, mezclados con caliza y arena producan un mortero de gran fuerza,

capaz de resistir la accin del agua, dulce o salada.

Un material volcnico muy apropiado para estar aplicaciones lo encontraron los

romanos en un lugar llamado Pozzuoli con el que aun actualmente lo

conocemos como pozoluona.

Investigaciones y descubrimientos a lo largo de miles de aos, nos conducen

finalmente, cuando en Inglaterra fue patentada una mezcla de caliza dura,

molida y calcinada con arcilla, al agregrsele agua, produca una pasta que de

nuevo se calcinaba se mola y bata hasta producir un polvo fino que es el

antecedente directo de nuestro tiempo.

El nombre del cemento Prtland le fue dado por la similitud que esta tenia con

la piedra de la isla de Prtland del canal ingles.

La aparicin de este cemento y de su producto resultante el concreto a sido un

factor determinante para que el mundo adquiera una fisonoma diferente.

Edificios, calles, avenidas, carreteras, presas y canales, fabricas, talleres y

casas, dentro del mas alto rango de tamao y variedades nos dan un mundo

nuevo de comodidad, de proteccin y belleza donde realizar nuestros ms

ansiados anhelos, un mundo nuevo para trabajar, para crecer, para progresar,

para vivir.

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1824: - James Parker, Joseph Aspdin patentan al Cemento Portland, materia

que obtuvieron de la calcinacin de alta temperatura de una Caliza Arcillosa.

1845: - Isaac Johnson obtiene el prototipo del cemento moderno quemado, alta

temperatura, una mezcla de caliza y arcilla hasta la formacin del "clinker".

1868: - Se realiza el primer embarque de cemento Portland de Inglaterra a los

Estados Unidos.

1871: - La compaa Coplay Cement produce el primer cemento Portland en lo

Estados Unidos.

1904: - La American Standard For Testing Materials (ASTM), publica por

primera ves sus estndares de calidad para el cemento Portland.

1916: - En C. de Lima, se instala la primera fabrica para la produccin de

cemento en Per, con una capacidad de 20,000 toneladas por ao.

1955 y 1975: - se instalan varias fabricas de produccin cementeras dentro de

estas Chilca, Lima, Andino, Chiclayo, Pacasmayo, Sur y Yura, produciendo

cementos de diferente tipo.

Introduccin General Al Concreto

El concreto es un material durable y resistente pero, dado que se trabaja en su

forma lquida, prcticamente puede adquirir cualquier forma. Esta

combinacin de caractersticas es la razn principal por la que es un material

de construccin tan popular para exteriores.

El concreto de uso comn, o convencional, se produce mediante la mezcla de

tres componentes esenciales, cemento, agua y agregados, a los cuales

eventualmente se incorpora un cuarto componente que genricamente se

designa como aditivo.

Al mezclar estos componentes y producir lo que se conoce como una revoltura

de concreto, se introduce de manera simultnea un quinto participante

representado por el aire.

La mezcla intima de los componentes del concreto convencional produce una

masa plstica que puede ser moldeada y compactada con relativa facilidad;

pero gradualmente pierde esta caracterstica hasta que al cabo de algunas

horas se torna rgida y comienza a adquirir el aspecto, comportamiento y

propiedades de un cuerpo slido, para convertirse finalmente en el material

mecnicamente resistente que es el concreto endurecido.

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La representacin comn del concreto convencional en estado fresco, lo

identifica como un conjunto de fragmentos de roca, globalmente definidos como

agregados, dispersos en una matriz viscosa constituida por una pasta de

cemento de consistencia plstica. Esto significa que en una mezcla as hay

muy poco o ningn contacto entre las partculas de los agregados,

caracterstica que tiende a permanecer en el concreto ya endurecido.

Consecuentemente con ello, el comportamiento mecnico de este material y su

durabilidad en servicio dependen de tres aspectos bsicos:

1. Las caractersticas, composicin y propiedades de la pasta de cemento, o

matriz cementante, endurecida.

2. La calidad propia de los agregados, en el sentido ms amplio.

3. La afinidad de la matriz cementante con los agregados y su capacidad para

trabajar en conjunto.

En la primera consideracin se debe contemplarse la seleccin de un

cementante apropiado, el empleo de una relacin agua/cemento conveniente y

el uso eventual de un aditivo conveniente, con todo lo cual debe resultar

potencialmente asegurada la calidad de la matriz cementante.

Con lo que respecta a la calidad de los agregados, es importante adecuarla a

las funciones que debe desempear la estructura, a fin de que no representen

el punto dbil en el comportamiento del concreto y en su capacidad para resistir

convenientemente y por largo tiempo los efectos consecuentes de las

condiciones de exposicin y servicio a que est sometido.

Y analizando el tercer punto, la compatibilidad y el buen trabajo de conjunto de

la matriz cementante con los agregados, depende de varios parmetros tales

como las caractersticas fsicas y qumicas del cementante, la composicin

mineralgica y petrogrfica de las rocas que constituyen los agregados, y la

forma, tamao mximo y textura superficial de stos.

Del nfasis que se da a estos tres aspectos bsicos, depende sustancialmente

la capacidad potencial del concreto, como material de construccin, para

responder adecuadamente a las acciones resultantes de las condiciones en

que debe prestar servicio. Pero esto, que slo representa la previsin de

emplear el material potencialmente adecuado, no basta para obtener

estructuras resistentes y durables, pues requiere conjugarse con el

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cumplimiento de previsiones igualmente eficaces en cuanto al diseo,

especificacin, construccin y mantenimiento de las propias estructuras.

Ingredientes Del Concreto

El concreto fresco es una mezcla semilquida de cemento portland, arena

(agregado fino), grava o piedra triturada (agregado grueso) y agua. Mediante

un proceso llamado hidratacin, las partculas del cemento reaccionan

qumicamente con el agua y el concreto se endurece y se convierte en un

material resistente y durable. Cuando se mezcla, se hace el vaciado y se cura

de manera apropiada, el concreto forma estructuras slidas capaces de

soportar las temperaturas extremas del invierno y del verano sin requerir de

mucho mantenimiento. El material que se utilice en la preparacin del concreto

afecta la facilidad con que pueda vaciarse y con la que se le pueda dar el

acabado; tambin influye en el tiempo que tarde en endurecer, la resistencia

que pueda adquirir, y lo bien que cumpla las funciones para las que fue

preparado.

Ordinariamente, la pasta constituye del 25 al 40 % del volumen total del

concreto. El volumen absoluto del Cemento esta comprendido usualmente

entre el 7 y el 15 % y el agua entre el 14 y el 21 %. El contenido de aire y

concretos con aire incluido puede llegar hasta el 8% del volumen del concreto,

dependiendo del tamao mximo del agregado grueso.

Como los agregados constituyen aproximadamente el 60 al 75 % del volumen

total del concreto, su seleccin es importante. Los agregados deben consistir

en partculas con resistencia adecuada as como resistencias a condiciones de

exposicin a la intemperie y no deben contener materiales que pudieran causar

deterioro del concreto. Para tener un uso eficiente de la pasta de cemento y

agua, es deseable contar con una granulometra continua de tamaos de

partculas.

La calidad del concreto depende en gran medida de la calidad de la pasta.

En un concreto elaborado adecuadamente, cada partcula de agregado esta

completamente cubierta con pasta y tambin todos los espacios entre

partculas de agregado.

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Figura 1 Variacin de las proporciones en volumen absoluto de los materiales usados en el concreto. Las barras 1 y 3 representan mezclas ricas con agregados pequeos. Las barras 2

y 4 representan mezclas pobres con agregados grandes.

Para cualquier conjunto especifico de materiales y de condiciones de curado, la

cantidad de concreto endurecido esta determinada por la cantidad de agua

utilizada en la relacin con la cantidad de Cemento. A continuacin se

presentan algunas ventajas que se obtienen al reducir el contenido de agua:

a. Se incrementa la resistencia a la compresin y a la flexin.

b. Se tiene menor permeabilidad, y por ende mayor hermeticidad y menor

absorcin.

c. Se incrementa la resistencia al intemperismo.

d. Se logra una mejor unin entre capas sucesivas y entre el concreto y el

esfuerzo.

e. Se reducen las tendencias de agrietamientos por contraccin.

Entre menos agua se utilice, se tendr una mejor calidad de concreto a

condicin que se pueda consolidar adecuadamente. Menores cantidades de

agua de mezclado resultan en mezclas ms rgidas; pero con vibracin, a un

las mezclas ms rgidas pueden ser empleadas. Para una calidad dada de

concreto, las mezclas ms rgidas son las ms econmicas. Por lo tanto, la

consolidacin del concreto por vibracin permite una mejora en la calidad del

concreto y en la economa.

Las propiedades del concreto en estado fresco (plstico) y endurecido, se

pueden modificar agregando aditivos al concreto, usualmente en forma liquida,

durante su dosificacin. Los aditivos se usan comnmente para:

a. Ajustar el tiempo de fraguado o endurecimiento,

b. Reducir la demanda de agua,

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c. Aumentar la trabajabilidad,

d. Incluir intencionalmente aire, y

e. Ajustar otras propiedades del concreto.

Despus de un proporcionamiento adecuado, as como, dosificacin,

mezclado, colocacin, consolidacin, acabado, y curado, el concreto

endurecido se transforma en un material de construccin resistente, no

combustible, durable, resistencia al desgaste y prcticamente impermeable que

requiere poco o nulo mantenimiento. El concreto tambin es un excelente

material de construccin porque puede moldearse en una gran variedad de

formas, colores y texturizados para ser usado en un numero ilimitado en sus de

aplicaciones.

CONCEPTOS PREVIOS:

Cementantes En General

Los cementantes que se utilizan para la fabricacin del concreto son

hidrulicos, es decir, fraguan y endurecen al reaccionar qumicamente con el

agua, an estando inmersos en ella, caracterstica que los distingue de los

cementantes areos que solamente fraguan y endurecen en contacto con el

aire.

Los principales cementantes hidrulicos son las cales y cementos hidrulicos,

algunas escorias y ciertos materiales con propiedades puzolnicas. De acuerdo

con el grado de poder cementante y los requerimientos especficos de las

aplicaciones, estos cementantes pueden utilizarse en forma individual o

combinados entre s.

Al referirse especficamente al concreto convencional, como se emplea en la

construccin, resultan excluidas las cales hidrulicas, por lo cual solo procede

considerar los cementos, las escorias, los materiales puzolnicos y sus

respectivas combinaciones.

Por otra parte, bajo la denominacin genrica de cementos hidrulicos existen

diversas clases de cemento con diferente composicin y propiedades, en cuya

elaboracin intervienen normalmente las materias primas.

El cemento no es lo mismo que el concreto, es uno de los ingredientes que se

usan en l. Sus primeros usos datan de los inicios de 1800 y, desde entonces,

el cemento portland se ha convertido en el cemento ms usado en el mundo.

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Su inventor le dio ese nombre porque el concreto ya curado es del mismo color

que una piedra caliza que se obtiene cerca de Portland, Inglaterra.

Por lo tanto el cementante tambin se entiende tambin como aglomerante, en

general es un compuesto de una o varias sustancias capas de endurecerse a

corto o largo plazo y de unir materiales heterogneos.

Estos materiales pueden ser resinas o polmeros en general, de naturaleza

orgnica e inorgnica. Entre ellos nos referimos a los clcicos e hidrocarburos

que son los de ms comn empleo en la construccin:

Yesos.- Es un producto resultante de la deshidratacin parcial o total del

mineral llamado piedra de yeso, yesera o algez.

Arcilla.- Son rocas sedimentarias desintegradas las cuales comprenden

varios silicatos alumnicos hidratados cristalizados procedentes de la

descomposicin de los feldespatos por causas de erosin.

Cales grasas, areas o hidrulicas.- Es un producto resultante de la

descomposicin de las rocas calizas que son carbonatos clcicos.

Cal grasa.- Se obtiene de una caliza que contiene 5% de arcilla

Cal hidrulica.- se obtiene de la calcinacin de las calizas que poseen ms

del 5% de arcillas y que da un producto que adems de los caracteres que

poseen las cales grasas pueden endurecerse y consolidarse bajo el agua.

Cementos.- En su concepcin ms amplia es un material que posee

propiedades cohesivas y adhesivas y que se obtiene como resultado de una

mezcla intima de materiales calcreos arcillosos en proporciones

convenientes llevadas hasta la fusin incipiente y posteriormente molidas

muy finamente sin contar con ninguna adicin fuera del yeso.

Asfaltos.- Son sustancias bituminosas, compuestos por hidrocarburos

naturales o pirognicos, de color negro o pardo oscuro, relativamente duros

y comparativamente no voltiles (sustancialmente libres de cuerpos

oxigenados), frecuentemente asociados a materiales (arena, arcilla, slice,

etc.).

Alquitranes.- Es un material bituminoso que se obtiene por destilacin

destructiva de un grupo muy extenso de sustancias orgnicas

(prcticamente todas las que tienen fraccin voltil)

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Aglomerante Hidrulico: Se define como aglomerante hidrulico a aquellos

materiales que pueden endurecerse y solidificarse bajo el agua o en un medio

hmedo

Propiedad Hidrulica: Es la propiedad de un material de fraguar y endurecer

en presencia del agua y de formar compuestos prcticamente estables.

Cementos : Son obtenidos como resultado de una mezcla intima de materiales

calcreos arcillosos en proporciones convenientes llevadas hasta la fusin

incipiente y posteriormente molidas muy finamente sin contar con ninguna

adicin fuera del yeso esta al combinarse con el agua forma una pasta capas

de endurecerse bajo ella como en el aire.

Clinker de Cemento Portland .- El cemento se obtiene al moler la roca caliza,

areniscas y arcillas, de manera de obtener un polvo muy fino; luego es

sometido a una temperatura de 1450c producindose lo que se denomina

clinker, constituido por bolas endurecidas de diferente dimetro.

Cemento Portland : Producto obtenido finalmente de la pulverizacin del

clinker el cual se le aade yeso para tener como producto final un polvo

sumamente fino

Existen cinco tipos de cemento portland, cada uno con caractersticas fsicas y

qumicas diferentes.

CONCRETO

Definicin.- El concreto es un material compuesto el cual consiste de un medio

ligante, denominado pasta, dentro del cual se encuentran embebidas

particulares de un material denominado agregado.

La pasta es el resultado de la combinacin qumica del cemento y el agua. La

pasta es la fase continua del concreto. Ya que siempre est unida con algo de

ella misma a travs de todo el conjunto del concreto. El agregado es la fase

discontinua del concreto dado que sus diversas partculas no estn en contacto

unas con otras, si no se encuentran separadas por espesores diferentes de

pasta endurecida. Agregado puede ser una cualquiera de una amplia variedad

de materiales naturales o artificiales.

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Importancia.- El concreto es uno de los materiales de construccin de mayor

uso. A pesar de ello, en general, el ingeniero conoce menos del concreto con

que construye sus estructuras que del acero de las mismas. Sin embargo su

calidad casi exclusivamente de la capacidad del ingeniero encargado de su

fabricacin.

El concreto es un material que puede ser empleado en una amplia variedad de

propsitos y la nica limitacin en sus mltiples aplicaciones es el

desconocimiento por parte del ingeniero de sus propiedades, as como de la

importancia relativa de las mismas de acuerdo al uso que se pretende dar al

material.

Requisitos de las mezclas.- Las mezclas del concreto deben cumplir los

siguientes requisitos:

a) Que la mezcla recin preparada sea trabajable y fcilmente colocable en los

encofrados.

b) Que la mezcla endurecida posea las propiedades especificadas por el

diseador.

c) Que el costo de la unidad cbica de concreto endurecido sea el mnimo

permisible con la calidad que se desea obtener.

Composicin.- Una mezcla de concreto se compone de:

a) Pasta

b) Agregado

Pasta

El concepto de pasta involucra.- El gel, o material compuesto por todos los

productos de la hidratacin del cemento, Los poros incluido en ella, el residuo

del cemento no hidratado, si lo hay. Los cristales de hidrxido de calcio o cal

que se forman durante la hidratacin.

Funciones.- Las tres principales funciones de la pasta son:

a) Llenar los vacos entre las partculas de agregado

b) Proporcionar lubricacin a la masa an no endurecida.

c) Dar las propiedades requeridas al producto endurecido.

Propiedades.- Las propiedades de la pasta dependen de:

a) Las propiedades fsicas y qumicas del cemento.

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b) Las proporciones relativas de cemento y agua.

c) La efectividad de la combinacin qumica entre el cemento y el agua.

Influencia en el concreto.- El comportamiento del concreto est directamente

influenciado por las caractersticas y porosidad de la pasta, siempre que el

agregado empleado sea de buena calidad. Para un cemento dado, las

caractersticas y porosidad de la pasta dependen fundamentalmente de la

relacin agua-cemento, siendo mejores las propiedades del concreto y menor

su porosidad cuanto ms baja es la relacin agua-cemento de una mezcla

trabajable.

Gel

Concepto.- Por gel se entiende a la parte slida de la pasta resultante de la

hidratacin del cemento con el agua. Incluye los poros gel.

Proceso De Formacin.- En 1882, el francs Le Chatelier sostuvo que los

productos de la hidratacin del cemento tenan una solubilidad menor que los

compuestos originales, lo que daba lugar a que los hidratos se precipitasen

dando una solucin sobresaturada que presentan cristales elongados y

entrelazados los cuales poseen alta cohesividad y propiedades adhesivas.

En 1893, el francs Michaelis enuncia la teora coloidal y sostiene que el

aluminato triclcico, el sulfoaluminato de calcio y el hidrxido de calcio dan la

resistencia inicial y que, a continuacin, el agua saturada de cal ataca a los

silicatos formando silicato de calcio hidratado el cual, por ser casi insoluble,

forma una masa gelatinosa. Debido a la perdida de agua, por secado o por

hidratacin, esta masa endurece gradualmente obtenindose cohesin.

Ambas teoras contienen algo de verdad y no son irreconciliables. En efecto,

los coloides, partculas cristalinas de gran rea superficial, gozan de

propiedades diferentes a las de los slidos usuales, por lo que el

comportamiento coloidal de la pasta sera esencialmente funcin de la

magnitud del rea superficial ms que de la irregularidad de la estructura

interna de las partculas involucradas.

En la actualidad se piensa que cuando el cemento se combina con el agua se

produce, en poco tiempo, una solucin sobresaturada de hidrxido de calcio

con concentracin de silicato clcico hidrata. De acuerdo a Le Chatelier este

hidrato precipita rpidamente correspondiente el endurecimiento posterior a la

prdida de agua del material hidratado, tal como lo enuncia Mchaelius.

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Presentndose el silicato de calcio hidratado en forma de cristales

interconectados extremadamente pequeos que, debido a su pequeo tamao,

pueden ser definidos como gel, la aparente divergencia Le Chatelier -

Michaelius se reducira finalmente a terminologa en la medida que el producto

final es un gel consistente de cristales.

Composicin.- El gel comprende la masa cohesiva de cemento hidratado en

su estado de pasta ms densa, incluyendo el hidrxido de calcio cristalino y los

poros gel.

En su estructura el gel es una aglomeracin porosa de partculas slidamente

entrelazados, en su mayora escamosas o fibrosas, el conjunto de las cuales

forma una red eslabonada que contiene material ms o menos amorfo.

Comportamiento.- El gel desempea el papel ms importante en el

comportamiento del concreto y las razones de su resistencia an no estn

claramente comprendidas, aunque se acepta que interviene dos clases de

adherencias cohesivas: atraccin fsica y adherencias qumica.

La atraccin fsica es del tipo Van Der Waal entre superficies de slidos

separados nicamente por los microscpicos poros gel. Esta adherencia se

deriva de la gran energa disponibles en la superficie de las partculas de gel.

Es un carcter distintivo del gel l a que sus fuerzas superficiales son grandes

en comparacin con las fuerzas internas.

La adherencia qumica es igualmente causa de cohesin. Dado que el gel tiene

capacidad de esponjamiento limitada, dado que sus partculas no pueden ser

dispersadas por adicin de agua, es evidente que ellas estn unidas por

fuerzas qumicas , siendo la ligazn de los tipos inico y covalnte. Si bien las

fuerzas qumicas son ms importantes que las Van Der Waal, la adherencia

qumica acta solamente sobre la pequea fraccin que corresponde a la zona

de las reas de contacto de las partculas gel.

En cambio, la adherencia fsica acta sobre un rea mayor dado que la

superficie especfica del gel cemento es de carga de dos millones de

centmetros cuadrados por gramo. As. Aunque la pasta es un gel del tinte

fuerte para resistir expansiones tixotrpicas ilimitadas.

HIDRATACION Y CURADO:

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Hidratacin: La reaccin de hidratacin del cemento es exotrmica y se

denomina calor de hidratacin a la cantidad de calor en caloras por gramos de

cemento anhidro.

En el interior de una masa de concreto puede producirse fuertes temperaturas

y al mismo tiempo el exterior de la masa del concreto pierde calor de modo que

s establecer que una gradiente de temperatura puede ser causante de falla en

el concreto.

Influencias del calor sobre la hidratacin: En el momento de la hidratacin

del cemento, se forman en la superficie de sus granos cristales microscpicos

que crecen entrelazndose y despus se engranan como los "dientes" de un

cierre. Mientras ms dura la reaccin, ms cristales se forman. De all resulta la

pasta de cemento endurecida, la cual recubre los agregados.

Cuanto ms elevada es la temperatura durante este proceso de

endurecimiento, ms rpida es la formacin de cristales, lo que, al principio es

positivo para el desarrollo de la resistencia a la compresin. Pero debido a que

los productos reaccionantes tienen una estructura poco ordenada, la pasta de

cemento se vuelve ms porosa y la resistencia a la compresin a 28 das se

debilita cada vez ms que con un concreto fresco, que se endurece a

aproximadamente 20 C. Es por eso que la prdida de resistencia a 28 das es

de ms de 10 por ciento cuando la temperatura del concreto fresco y la

temperatura de endurecimiento pasa de 20 a 30 C

Curado: el curado tiene por finalidad mantener en el concreto el contenido de

agua adecuado para alcanzar la mxima hidratacin del cemento.

Bsicamente exciten 3 sistemas de curado que permiten mantener cierto nivel

de humedad en el concreto:

Curado con agua.

Usos de materiales sellantes o de compuestos curadores lquidos.

Curado ha vapor.

POROSIDAD

Concepto:- El "Webster's New World Dictionary" define la porosidad como,

"estar llena de poros, o pequeos agujeros, a travs de los cuales pueden

pasar los fluidos, la luz, y/o el aire".

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Normalmente, el concreto es una mezcla de cuatro ingredientes bsicos: arena,

gravilla, cemento, y agua. En el proceso de mezcla, una cierta cantidad de aire

se mezcla en el concreto. El agua y el aire toman espacio dentro del concreto

an despus que el concreto es derramado en el lugar y durante las primeras

etapas de la fragua.

Cuando el concreto es trabajado en su lugar y comienza a "cuajarse" o

endurecerse, los ingredientes ms pesados tienden a asentarse en el fondo

mientras los ingredientes ms livianos flotan arriba. Siendo el agua el ms

liviano de los cuatro ingredientes bsicos, flota hacia arriba donde se evapora o

se exprime por los lados el fondo. Segn se exprime, se mueve en todas

direcciones. El agua, al ocupar espacio, deja millones de huecos entrecruzados

en todas direcciones. Segn el aire escapa, tiene el mismo efecto.

Estos espacios huecos se atan entre s creando lo que llamamos poros,

frecuentemente los poros crean unas quebraduras finsimas dentro del

concreto, debilitando el concreto. Segn la accin capilar del concreto atrae el

agua hacia el concreto, la lluvia golpea los lados de la pared de concreto, la

hidrologa del agua va contra la pared de un stano, el agua viaja por los poros

a travs del concreto.

Los poros estn entretejidos y enterconectados, permitiendo as el pasaje lento

del agua a travs del concreto. Mientras ms denso el concreto, ms apretados

los poros y menos agua puede pasar a travs.

Clasificacin .- Los poros presentes en la pasta se clasifican en:

Poros por aire atrapado.

Poros por aire incorporado.

Poros capilares.

Poros gel.

Poros Por Aire Atrapado:

Concepto.- Durante el proceso de mezclado, una pequea cantidad de aire,

del orden del 1 % queda atrapada en la masa de concreto y no es eliminada

por los procesos de colocacin. Los espacios que este aire forma en la masa

de concreto se conocen como poros por aire atrapado. Son parte inevitable de

toda pasta.

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Caractersticas.- Los poros de aire atrapado varan en tamao desde aquellos,

que no son perceptibles al ojo hasta aquellos de un centmetro o ms de

dimetro su perfil suele ser irregular. No necesariamente estn

interconectados.

Importancia.- Su presencia es indeseable dado que contribuyen a la

disminucin de resistencia y durabilidad del concreto y pueden contribuir a

incrementa la permeabilidad.

Poros Por Aire Incorporado:

Concepto.- Por razones de durabilidad del concreto, especialmente de

proteccin de la pasta contra los procesos de congelacin del agua en el

interior de la misma, se puede incorporar intencionalmente, mediante el empleo

de aditivos, burbujas de aire las cuales se conocen como poros por aire las

cuales se conocen como poros por aire incorporado.

Caractersticas.- Las burbujas de aire incorporado generalmente son de perfil

esfrico y tienen un dimetro promedio de 0.08 a 0.10 mm. Pueden ocupar

hasta el 5 % del volumen absoluto de la unidad cbica de concreto. En un

centmetro cbico de pasta puede haber 330.000 burbujas de aire.

Importancia .- Los poros de aire incorporado, si bien incrementan la

trabajabilidad y durabilidad del concreto, tienden a disminuir su resistencia en el

orden de un 5 % por cada 1 % de aire incorporado.

Poros Capilares:

Concepto.- Los poros capilares son los espacios originalmente ocupados por

el agua que, en el proceso de hidratacin del cemento, no han sido ocupado

por el gel.

El gel slo puede desarrollarse en los espacios originalmente llenos de agua.

Por tanto, si la relacin agua-cemento es alta, la relacin de espacios ser

relativamente alta y slo una parte de ellos ser ocupada por el gel durante el

proceso de hidratacin, quedando los espacios residuales en la condicin de

poros capilares.

Caracterstica.- Los poros capilares no pueden ser apreciados a simple vista,

vara en perfil y forman un sistema interconectado distribuido al azar a travs

de la pasta.

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En la pasta en proceso de formacin, los espacios llenos de agua son

continuos. Conforme progresa la hidratacin los capilares son separados por el

gel al comenzar a ocupar ste los espacios originalmente llenos de agua,

pudindose llegar a un sistema parcialmente discontinuo en relaciones agua -

cemento bajas. En la prctica nunca se llega a un sistema discontinuo an en

relaciones agua - cemento tan bajas como 0.45.

Importancia.- Conforme aumenta el nmero de poros capilares disminuye la

resistencia de la pasta endurecida y aumentan la porosidad y permeabilidad de

la misma.

Los poros capilares son los principales responsables de la vulnerabilidad de la

pasta al ataque de las heladas, ya que aunque submicroscpicos estn en

capacidad de contener agua que puede congelarse. Esta agua al pasar al

estado slido incrementa su volumen en un 9% y origina esfuerzos de tensin

que el concreto no puede soportar, aumentando las posibilidades de deterioro.

Poros Gel:

Concepto.- Durante el proceso de formacin del gel quedan atrapados dentro

de ste, totalmente aislados unos de otros y del exterior, un conjunto de

espacios o vacos a los cuales se conoce con el nombre de poros gel.

Los poros gel ocupan aproximadamente el 28% del volumen de la pasta,

independientemente de la relacin agua - cemento y del grado de hidratacin.

Caractersticas.- Los poros gel tienen un dimetro muy pequeo, del orden de

aproximadamente 0.000018 mm., Equivalente al de las molculas de agua. Por

su pequeo dimetro el agua no congela en ellos. No estn interconectados.

IMPORTANCIA DE LA POROSIDAD

Poros Gel.- El agua de los poros gel est tan firmemente unida que no se

evaporar bajo condiciones de secado que eliminara casi toda el agua de los

poros mayores, pudiendo ser considerada para efectos prcticos como agua

qumicamente combinada.

Poros por Aire Atrapado.- Los poros por aire atrapado tienen tan baja

propensin de retener agua que pueden considerarse virtualmente vacos.

Poros Por Aire Incorporado.- Los poros por aire incorporado, cuyo rango de

tamaos est entre los poros capilares y los poros gel, no retienen agua ni

estn interconectados, pudindoseles considerar virtualmente vacos.

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Poros Capilares.- Los poros capilares tienen un contenido de agua que se

incrementa o disminuye por humedecimiento o secado del concreto, siendo el

agua de los grandes capilares ms fcilmente removible por secado.

En el secado del concreto endurecido los poros mayores que contienen agua

tendern a vaciarse ms rpidamente que los menores. En cambio, en el

humedecimiento de un concreto seco, la alta capilaridad de los poros muy

pequeos produce una gran fuerza de impulso para el movimiento del agua,

pero tal movimiento trata de ser impedido por la baja permeabilidad del sistema

adyacente compuesto de poros muy pequeos con el resultado de que los

poros menores tienden a llenarse muy lentamente.

En cambio, los macroporos tienen una pequea capilaridad y por tanto crean

una pequea fuerza de impulso para el movimiento del agua. Adicionalmente,

como suelen estar rodeados de un sistema poroso de permeabilidad

restringida, este hecho se une al anterior para reducir la velocidad de

movimiento del agua en los macroporos, excepto aquellos que se encuentran

muy cerca de la superficie.

Finalmente, es importante indicar que los macroporos, de un elemento de

concreto, incluyendo los poros por aire incorporado, permanecen sin llenar an

en concreto sumergidos en agua. Los poros de tamao intermedio tienden al

llenarse ms fcilmente que los poros muy grandes o muy pequeos.

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Captulo II:

CEMENTOS

Cementos: Son obtenidos como consecuencia de una mezcla intima de

materiales calcreos arcillosos en proporciones adecuadas llevadas hasta la

fusin incipiente y posteriormente molidas muy finamente sin contar con

ninguna adicin fuera del yeso esta al combinarse con el agua forma una pasta

capas de endurecerse bajo ella como en el aire.

Clinker de Cemento Portland: El cemento se obtiene al moler la roca caliza,

areniscas y arcillas, de manera de obtener un polvo muy fino; luego es

sometido a una temperatura de 1450C, generndose lo que se denomina

clinker, constituido por bolas endurecidas de diferente dimetro.

Cemento Portland: Producto obtenido finalmente de la pulverizacin del

clinker el cual se le aade yeso para tener como producto final un polvo

sumamente fino.

Cementos Con Clinker Portland

Todos los cementos para concreto hidrulico que se producen en el Per son

elaborados a base de clinker portland, por cuyo motivo se justifica centrar el

inters en ste y en los cementos a que da lugar.

Cementos portland simples, mezclados y expansivos

Para la produccin del clinker portland se usan materias primas capaces de

aportar principalmente cal y slice, y accesoriamente xido de fierro y almina,

para lo cual se seleccionan materiales calizos y arcillosos de composicin

conveniente. Estos materiales se trituran, dosifican, muelen y mezclan

ntimamente hasta su completa homogeneizacin, ya sea en seco o en

hmedo, en nuestro pas normalmente se esa la va seca.

La materia prima as procesada, ya sea en forma de polvo o de lodo, se

introduce en hornos rotatorios donde se calcina a temperaturas del orden de

1450 C, hasta que alcanza un estado de fusin incipiente. En este estado se

generan las reacciones qumicas requeridas y el material se subdivide y

aglutina en fragmentos no mayores a 6 cm, cuya forma se regulariza por efecto

de la rotacin del horno. A este material fragmentado, resultante de la

calcinacin, se le denomina clinker portland.

Una vez fro, el clinker se muele conjuntamente con una reducida proporcin de

yeso, que tiene la finalidad de regular el tiempo de fraguado, y con ello se

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obtiene el polvo fino de color gris que se conoce como cemento portland

simple. Adems durante, la molienda, el clinker puede combinarse con una

escaria o un material puzolnico para producir un cemento mezclado portland-

escoria o portland-puzolana, o bien puede molerse con determinados

materiales de carcter sulfo-calcio-aluminoso para obtener los llamados

cementos expansivos.

Tambin es factible incorporar aditivos durante la molienda del clinker. siendo

de uso frecuente los auxiliares de molienda y los inclusores de aire. Estos

ltimos dan por resultado los cementos inclusores de aire para concreto, cuyo

empleo es bastante comn en los Estados Unidos de Norteamrica, pero no se

acostumbra en el Per.

De conformidad con lo anterior, a partir del clinker portland es posible fabricar

tres principales grupos o clases de cementos hidrulicos para la elaboracin de

concreto:

1) Los cementos portland propiamente dichos, o portland simples, moliendo

solamente el clinker y el yeso sin componentes cementantes adicionales.

2) Los cementos portland mezclados, combinando el clinker y el yeso con otro

cementante, ya sea este una escala o una puzolana.

3) Los cementos expansivos que se obtienen aadiendo al clinker otros

componentes especiales de carcter sulfatado, clcico y aluminoso.

El primer grupo constituye los cementos que se han utilizado tradicionalmente

para la fabricacin del concreto hidrulico en nuestro pas, este primer grupo es

el de mayor produccin en nuestro pas. Los del segundo grupo son cementos

destinados al mismo uso anterior.

Finalmente, los cementos del tercer grupo son ms recientes y an no se

producen en el Per, si bien su utilizacin tiende a aumentar en los Estados

Unidos de Norteamrica para las llamadas estructuras de concreto de

contraccin compensada.

As, mediante ajustes en la composicin qumica del clinker, o por medio de la

combinacin con otros cementantes, o por la adicin al clinker de ciertos

materiales especiales, es factible obtener cementos con caractersticas y

propiedades adecuadas para cada uso especfico del concreto hidrulico.

Caractersticas esenciales del cemento

La influencia que el cemento portland ejerce en el comportamiento y

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propiedades de la pasta cementante y del concreto, derivan fundamentalmente

de la composicin qumica del clinker y de su finura de molienda. En el caso de

los cementos portland-puzolana, habra que aadir a esos dos factores los

referentes a las caractersticas fsicas y qumicas de la puzolana y el contenido

de sta en el cemento.

Composicin qumica

Una vez que el agua y el cemento se mezclan para formar la pasta

cementante, se inicia una serie de reacciones qumicas que en forma global se

designan como hidratacin del cemento. Estas reacciones se manifiestan

inicialmente por la rigidizacin gradual de la mezcla, que culmina con su

fraguado, y continan para dar lugar al endurecimiento y adquisicin de

resistencia mecnica en el producto.

Aun cuando la hidratacin del cemento es un fenmeno sumamente complejo,

existen simplificaciones que permiten interpretar sus efectos en el concreto.

Con esto admitido, puede decirse que la composicin qumica cuyas de un

clinker portland se define convenientemente mediante la identificacin de

cuatro compuestos principales, cuyas variaciones relativas determinan los

diferentes tipos de cemento portland:

El cemento se endurece rpidamente y alcanza resistencias altas, a la

combinacin de la cal-slice.

El porcentaje de xidos que entra en la composicin del cemento portland tipo I

Nombre %

CaO 60 a 67

SlO2 16 a 25

Al2O3 3 a 8

Fe2 O3 0.5 a 5

MgO 0.1 a 4

SO3 1 a 3

Compuestos Secundarios.- Se estudiar los componentes que hallamos en el

anlisis en porcentaje menor, a pesar de que este sea pequeo su importancia

es muy significativa.

Prdida por calcinacin: Es la disminucin del peso de una muestra de

cemento calentada a 1000 C, esta prdida se debe a la evaporacin de

agua (la que es absorbida en la fabricacin y almacenamiento). Este

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componente nos indica el grado de hidratacin y debe de ser menor de 3%.

Residuo insoluble: esto nos demuestra que parte de la porcin arcillosa, no

se ha combinado y no es soluble al cido clorhdrico, las normas nos limitan

al 1%.

Anhdrido Sulfrico: Proviene del yeso aadido al clinker, para controlar la

fragua.

Alcalls: Si su cantidad es mayor que la permisible, pueden producir la

reaccin lcalis - agregado, siempre y cuando se utilicen agregados

reactivos y la humedad ambiente es fuerte.

Na2O + 0.658k2O < 0.64

Oxido de Magnesia o magnesi libre: las normas limitan hasta el 6 %, porque

esto es peligrosa, ya que se encuentra en forma de periclasa, ya que las

expansiones se presentan al cabo de un largo plazo.

Cal Libre: Es la cal no combinada.

Compuestos Principales: en la prctica normalmente el cemento Portlan, se

puede considerar que esta formado por cuatro compuestos principales, las que

se dan las frmulas qumicas y las abreviaturas:

Nombre Formula Abreviatura %

Silicato Biclcico 2CaOSiO2 C2S 15 a 46

Silicato Triclcico 3CaOSi2 C3S 30 a 56

Aluminato Triclcico 3CaOAl2O3 C3A 4 a 12

Ferroaluminato tretraclcico 4CaO Al2O3 Fe2O3 C4AF 8 a 13

El trminos prcticos se concede que los silicatos de calcio (C3S y C2S) son

los compuestos ms deseables, porque al hidratarse forman los silicatoB

hidratados de caldo (S-H-C) que son responsables de la resistencia mecnica y

otras propiedades del concreto. Normalmente, el C3S aporta resistencia a corto

y mediano plazo, y el C2S a mediano y largo plazo, es decir, se completan bien

para que la adquisicin de resistencia se realice en farra sostenida.

El aluminato triclcico (C3A) es tal vez el compuesto que se hidrata con mayor

rapidez, y por ello propicia mayor velocidad en el fraguado y en e! desarrollo de

calor de hidratacin en el concreto. As mismo, su presencia en el cemento

hace al concreto ms susceptible de sufrir dao por efecto del ataque de

sulfatos. Por todo ello, se tiende a limitarlo en la medida que es compatible con

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el uso del cemento.

Finalmente, el aluminoferrito tetraclcico es un compuesto relativamente

inactivo pues contribuye poco a la resistencia del concreto, y su presencia ms

bien es til caro fndente durarte la calcinacin del clinker y porque favorece la

hidratacin de los otros compuestos.

Conforme a esas tendencias de carcter general, durante la elaboracin del

clinker portland en sus cinco tipos normalizados, se realizan ajustes para

regular la presencia de dichos compuestos de la siguiente manera:

Tipo caractersticas ajuste principal:

I Sin caractersticas especiales sin ajustes especficos en este aspecto

II Moderados calor de hidratacin y resistencia a los sulfatos moderado

C3A

III Alta resistencia rpida Alto C3S

IV Bajo calor de hidratacin Alto C2S, moderado C3A

V Alta resistencia a los sulfatos Bajo C3A

Otro aspecto importante relativo a la composicin qumica del clinker (y del

cemento portland) se refiere a los lcalis, xidos de sodio (Na20) y de potasio

(K20), cuyo contenido suele limitarse para evitar reacciones dainas del

cemento con ciertos agregados en el concreto. Esto ha dado motivo para el

establecimiento de un requisito qumico opcional, aplicable a todos los tipos de

cemento portland, que consiste en ajustar el contenido de lcalis totales,

expresados cano Na2o, a un mximo de 0.60 por ciento cuando se requiere

emplear el cemento junto con agregados reactivos.

Propiedades fsicas: Es de vital importancia ciertas propiedades fsicas de

cemento para ver el comportamiento y aceptacin de dicho material.

Fineza: La hidratacin del cemento esta en funcin de la fineza de las

partculas del cemento la fineza mide en trminos de superficie especfica,

e.e. el total del rea superficial en la unidad de peso el mtodo que

consideran nuestra normas (Indecopi), es el mtodo del" permeabilmetro

de Blaine" y para el cemento puzolnico y de escoria el mtodo de tamizado

por la malla N 325 (va humedad).

Tiempo de fragua: La fragua es la tara de rigidez de la pasta de cemento,

aunque al fraguar la pasta adquiere cierta ligera resistencia, no debemos de

confundirla con el endurecimiento, que se refiere a la tara de resistencia de

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una pasta fraguada. En la practica, los trminos de fragua inicial y fragua

final, son mtodos para describir estados escogidos arbitrariamente de

acuerdo a las normas de Indecopi, correspondiente se emplea el mtodo de

las: agujas de Vicat y Gllimore.

Falsa fragua.: Este fenmeno consiste en una prematura fragua del

cemento pocos minutos despus de la mezcla, difiere de la falsa fragua.

Estabilidad de volumen. Esta nos permite verificar la ausencia de agentes

expansivos en el cemento como la cal libre, magnesia libre o sulfato de

calcio.

Resistencia mecnica: esta resistencia es la ms importante del cemento

desde la perspectiva del uso estructural existen diferentes pruebas de

resistencia como la de comprensin, traccin y flexin.

Contenido de aire: mide el porcentaje de aire atrapado de la mezcla

normalmente se realizan en ensayos de morteros.

Calor de hidratacin: las reacciones de hidratacin del cemento son

exotrmicas y se llama calor de hidratacin la cantidad de calor en caloras

por gramos cemento anhdro.

Finura de molienda

En la determinacin del proceso industrial adecuado para la molienda del

cemento, intervienen factores tcnicos y econmicos que deben confrontarse.

En el aspecto tcnico interesa principalmente definir el grado de finura que

debe darse al cemento para que cumpla especificaciones de acuerdo con su

tipo, pero sin dejar de considerar tambin los efectos secundarios que la finura

del cemento puede inducir en el comportamiento del concreto, tanto en estado

fresco como ya endurecido.

El grado de finura del cemento tiene efectos ambivalentes en el concreto. Al

aumentar la finura el cemento se hidrata y adquiere resistencia con ms

rapidez, y tambin se manifiestan mayor disposicin en sus partculas para

mantenerse en suspensin en la pasta recin mezclada, lo cual es ventajoso

para la cohesin, manejabilidad y capacidad de retencin de agua en las

mezclas de concreto como contrapartida, una finura ms alta representa mayor

velocidad en la generacin de calor y mayor demanda de agua de mezclado en

el concreto, cuyas consecuencias son indeseables porque se traducen en

mayores cambios volumtricos del concreto y posibles agrietamientos en las

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estructuras.

En el caso de los cementos portland, debe drseles una finura de molienda

adecuada para cumplir con los valores especificados en cuanto a superficie

especifica y resistencia de resistencia o comprensin, salvo el tipo III en que no

se reglamenta la superficie especifica porque se sobreentiende que requiere

mayor finura que los otros tipos para cumplir con la funcin de obtener alta

resistencia a edad temprana. En cuanto a la finura de finura de molienda de los

cementos portland-puzolana, la norma la ASTM C 595(2) no especifica

requisitos en estos aspectos y solamente requiere que se realicen e informen

resultados de ambas determinaciones con cierta frecuencia. Es decir, el criterio

de la norma ASTM propende a conocer a estos resultados ms bien valor

informativo de uniformidad que de aceptacin o rechazo, lo cual puede

interpretarse como que no los considera ndices decisivos para juzgar la

calidad del cemento portland puzolana.

Cuando se fabrica cemento portland simple, prcticamente se muele un solo

material (clinker) que es relativamente homogneo y de dureza uniforme, de

manera que al molerlo se produce una fragmentacin y pulverizacin gradual

que se manifiesta en el cemento por curvas de granulometra continua, no

bastante que la molienda se prolongue para incrementar la finura como sucede

en la fabricacin del tipo III. En tales condiciones, la superficie especifica es un

buen ndice de la finura del cemento y de sus efectos correspondientes en el

concreto. Una consecuencia prctica de ello es que si se comparan dos

cementos portland del mismo tipo y con igual superficie especfica, suele

manifestarse poca diferencia en sus requerimientos de agua al elaborar el

mismo concreto, an siendo los que no se reglamenta la superficie especfica

porque se sobre entiende que mayor finura que los otros tipos para cumplir con

la funcin de obtener alta resistencia a edad temprana.

No ocurre lo mismo cuando se fabrican cementos portland-puzolana, debido a

que se muelen conjuntamente dos materiales de diferente naturaleza (clinker y

puzolana) con distinto grado de uniformidad y dureza, a lo cual debe aadirse

la diversidad de materiales puzolnicos y de proporciones que se emplean para

fabricar esta clase de cemento.

La principal fuente de puzolanas naturales en el pas son las rocas de origen

volcnico, muchas de las cuales son tobas que presentan menor grado de

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dureza que el clinker portland. Debido a ello, cuando se les muele

conjuntamente, su fragmentacin y pulverizacin evolutiva distinta rapidez e

intensidad, dando por consecuencia la mezcla de dos materiales con diferente

finura que en la determinacin de la superficie especifica produce resultados

dudosos. Por otra parte, ya que el clinker debe molerse hasta llegar a un punto

que le permita cumplir de cemento especificaciones de resistencia, resulta que

en este punto la fraccin puzolnicas puede alcanzar finura muy elevada.

La manifestacin ms evidente de ello es que los cementos elaborados con

puzolanas que se comportan as en la molienda, tienden a requerir altos

consumos de agua de mezclado en el concreto, con marcadas diferencias en

este aspecto cuando se comparan cementos de distinta procedencia.

Normas de calidad del cemento Prtland

Anlisis qumico (ASTM C 114-16 T): Este anlisis consiste en un grupo de

procedimientos de prueba por el que se determina cuantitativamente los

xidos, lcalis y residuos del cemento. La qumica de los cementos es una

cuestin complicada, por lo que es indispensable tener personal especializado

para ejecutar estos anlisis.

Finura, superficie especifica en centmetros cuadrados por gramo.

(Especificacin ASTM C 115-58 o C 204-55) : Los dos aparatos ms comunes

para medir la finura del cemento Portland son el turbidmetro de Wagner y el

aparato de Polaine para determinar la permeabilidad del aire. El turbidmetro se

basa en la teora de la sedimentacin para obtener la distribucin de las

partculas en tamaos con la que se calcula la superficie especfica. Se

dispersa una muestra de cemento en keroseno en una probeta de vidrio y se

mide la velocidad de sedimentacin por los cambios en la intensidad de la luz

que pasa a travs de la suspensin.

En el mtodo de permeabilidad al aire se determina la superficie de especifica

haciendo pasar una cantidad definida de aire por una muestra preparada. La

cantidad de aire que pasa es una funcin del tamao y distribucin de las

partculas.

Constancia de volumen (ASTM C 266-58 T o C 191-58): Las agujas de

Gillmore y las de Vicat se utilizan para determinar la rapidez con la que se

endurece el cemento Prtland. Se prepara una muestra de pasta en

condiciones especificadas y se cura a humedad y temperatura constantes. Se

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apoya la aguja de Gillmore o la de Vicat sobre la pasta un tiempo determinado,

y la penetracin indica la dureza o fraguado. La composicin qumica, la finura,

el contenido de agua y la temperatura son factores importantes que influyen en

la duracin del fraguando, y como el fraguado es un punto muy importante, es

importante que se controle cuidadosamente.

Resistencia a la compresin en lb/pulg (ASTM C 109-58): La muestra del

cemento se mezcla con una arena silicosa y agua en las proporciones

prescritas y se moldean en cubos de 2x2x2 pulgadas. Estos cubos se curan y

luego se prueban a la comprensin para obtener una indicacin de las

caractersticas que sirven para desarrollar la resistencia del cemento.

Otros cementos:

Cemento blanco: usados con fines arquitectnicos su color es blanco

debido a la ausencia de xido de hierro y de magnesia, la cual se diferencia

de la fabricacin del cemento portland puro.

Cemento de albailera: Obtenido en la pulverizacin conjunta de uno o ms

de los siguientes materiales: clinker portland, aditivos para incluir aire (11 a

22%) y/o materiales que an careciendo de propiedades hidrulicas o

puzolnicas, mejoran la plasticidad y la retencin del agua. Usos de

albailera.

Cementos aluminosos: se usan para ataques qumicos a los concretos. El

cemento aluminoso es fabricado a base de3 una mezcla de almina y cal

(sensiblemente el 40 % c/u) y pequeos porcentajes de slice y xido de

hierro tiene un rpido desarrollo a la resistencia y alcanza aproximadamente

el 80 % de su resistencia a las 24 horas de elaborado, se logran concretos

de resistencia a 700 kgr/cm2.

Almacenamiento: El cemento debe de ser almacenado en lugares cubiertos

para protegernos de la humedad y ventilado para evitar la carbonatacin, no

estar en contacto con el suelo (se recomienda el uso de Parihuelas de

madera).

El tiempo de almacenamiento debe de ser tal que no permita los riesgos de

prehidratacin e inicios de fraguado, periodo que se manifiesta como

endurecimiento del material, en estos casos su uso estar supeditado a la

verificacin en laboratorio de sus propiedades iniciales.

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CAPITULO III:

AGUA

Definiciones: La funcin del agua en el mezclado en el concreto es de suma

importancia, ya que nos permite las reacciones qumicas del cemento, adems

de actuar como lubricante de la mezcla que nos facilita su colocacin y

compactacin.

El agua debe cumplir ciertos requisitos que aseguren se logre la finalidad que

tiene dentro del objetivo del concreto en estado fresco y endurecido.

Una cantidad de agua equivalente al 25% del peso del cemento, reacciona con

el cemento, pero mayor cantidad de agua que esto, es requerida para mejorar

la colocacin y compactacin. La relacin agua - cemento normalmente vara

entre 0.35 y 1.00, las mismas que depende de las caractersticas requeridas

del concreto.

El agua en exceso de la relacin agua - cemento, ayuda a la hidratacin, pero

en su mayor parte produce vacos y reduce la resistencia del concreto.

El sobre secado, produce que el concreto se contraiga. La mayor o menor

cantidad de agua genera la posibilidad de que aparezca una segregacin entre

los componentes del concreto.

Todas las especificaciones coinciden en recomendar que el agua de mezclado

sea razonablemente limpia y libre de cantidades peligrosas de materias

orgnicas, as como sales, sulfatos, etc.

Una prctica bastante comn consiste en utilizar el agua potable para fabricar

concreto sin ninguna verificacin previa, suponiendo que toda agua que es

potable tambin es apropiada para elaborar concreto; sin embargo, hay

ocasiones en que esta presuncin no se cumple, porque hay aguas potables

aderezadas con citratos o con pequeas cantidades de azcares, que no

afectan su potabilidad pero pueden hacerlas inadecuadas para la fabricacin

de concreto. En todo caso, la consideracin contraria pudiera ser ms

conveniente, es decir, que el agua para la elaboracin del concreto no

necesariamente requiere ser potable, aunque s debe satisfacer determinados

requisitos mnimos de calidad.

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LIMITES PERMISIBLES: Se recomienda los lmites permisibles para las

sustancias que pueden presentarse en el agua que va a ser empleada en la

preparacin del concreto en el agua que va a ser empleada en la elaboracin

del concreto, estos lmites son:

TABLA 1

Limitaciones Que Da El Comit 301-72 Del ACI

Sustancias Agua Potable Agua para Concreto

Cloruro 250 mg/lt 300 mg/lt.

Sulfatos 50 mg/lt 300 mg/lt

Sales de Magnesio 125 mg/lt 150 mg/lt

Sales Soluble 800 mg/lt 1,500 mg/lt

pH 10.6 > 7

Slidos en suspensin 10 mg/lt 1,000 mg/lt

Materia orgnica expresada

en oxgeno 0.001 mg/lt 10 mg/lt

Cuando se desea analizar el agua cida, debemos primeramente precisar el

grado de acidez del agua en cuestin, el agua es medido por los qumicos

mediante el valor pH.

La escala usual de valores pH va de 0 al 14. El agua pura, completamente

neutra presente un valor de pH 7. Un pH igual a cero corresponde a una

solucin acuosa muy cida, y un pH 14 a una muy bsica.

Como soluciones fuertemente cidas se entienden aquellas con pH de 0 a 3 y

como dbilmente cidas las que presentan un pH de 4 a 6. En forma similar un

campo de pH 8 a 10 corresponde a soluciones dbilmente bsicas y un pH

comprendido entre 11 a 14 representa soluciones fuertemente bsicas.

Ensayos De Determinacin De Calidad: En Todos aquellos en que existan

dudas sobre la calidad del agua a ser empleada debern realizarse:

a. Un anlisis qumico del agua, a fin de comparar los valores obtenidos con los

mximos indicados en la Tabla 1,

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b. Un ensayo de tiempo de fraguado, a fin de determinar la influencia sobre los

procesos de fraguado y endurecimiento de la pasta.

c. Un ensayo de resistencia a la compresin en morteros a fin de determinar la

influencia del agua sobre esta propiedad.

Aguas No Recomendables: Basndose en la relacin de resistencia mnimo

del 85%, se ha establecido que las siguientes aguas son inadecuadas para ser

empleadas en la preparacin del concreto:

1. Aguas cidas, con pH menor de 7. En este tipo de aguas no se evidencia tan

rpidamente el efecto destructivo de los cidos orgnicos como aquel de los

cidos minerales, las sales deletreas de los cuales tienen un mayor efecto

sobre la resistencia a tempranas edades.

2. Aguas calcreas, tales como las provenientes de desages de curtiermbres.

3. Aguas minerales carbonatadas, tales como las provenientes de plantas de

galvanizacin.

4. Aguas que contienen ms del 3% de cloruro de sodio o ms del 3.5% de

sulfato.

En este aspecto, se estima que el efecto daino de las aguas sulfatadas

pueden ser pequeo siempre que la concentracin de SO4, se mantenga por

debajo de 1%.

Para concentraciones de SO4 del orden de 5% puede esperarse una reduccin

promedio en la resistencia del orden del 4%. Una concentracin de 1% produce

una reduccin en la resistencia del 10%.

5. Se ha confirmado que las aguas que contienen algas producen una notable

incorporacin de aire con la correspondiente reduccin en la resistencia del

concreto. Un porcentaje tan pequeo como 0.23% de algas en el agua de la

mezcla puede significar una reduccin en la resistencia en compresin del

orden del 49% y un incremento en el contenido de aire del 8.4%.

6. Investigaciones realizadas confirman que las aguas de mezclado no deben

contener humus, partculas de carbn, turba, azufre o residuos industriales

que tengan grasas o cidos.

7. Las aguas que contienen cido hmico u otros cidos orgnicos no deben

ser empleadas, en la medida que los mismos puede disminuir la estabilidad

de volumen del concreto.

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8. No es recomendable emplear como aguas de mazclado aquellas cuyo lmite

de turbidez sea mayor de dos mil partes por milln. En el caso de tener que

emplear aguas cuyo aporte de slidos en suspensin sea mayor que el

indicado, ellas deberas primeramente ser clarificadas por asentamiento.

9. No debe emplearse aguas minerales altamente carbonatadas que, an

conteniendo pequeos porcentajes de sulfatos y cloruros den relaciones de

resistencia del orden del 80%.

10. No debe emplearse aguas que contengan citratos o azcares en disolucin.

11. El agua pura y el agua de lluvia tienden a deslavar la cal del cemento y no

deben ser empleadas en la elaboracin del concreto.

Aguas Utilizables: Muchas de las aguas que a continuacin se han de indicar

habran sido excluidas por la mayora de las especificaciones para agua de

mezclado, especialmente aquellas que requieren que el agua sea potable,

pero, sobre la base del 85% de la resistencia en compresin, se ha encontrado

que algunas de las aguas aparentemente inconvenientes no dan

necesariamente un efecto daino apreciable sobre el concreto.

En relacin con el empleo del agua del mar en la preparacin de mezclas de

concreto, a la fecha los siguientes conceptos estn debidamente establecidos

terica y experimentalmente:

1. No hay evidencia de fallas en estructuras de concreto simple preparadas con

agua de mar.

2. El agua de mar puede emplearse en la preparacin de mezclas para

concreto armado, no presentndose mayores problemas que una

aceleracin en el endurecimiento de la mezcla fresca y una reduccin en la

resistencia final.

3. Teniendo en consideracin que algunos investigadores indican que en aguas

que tienen una concentracin mximo de sales del orden de 3.5% podran

esperarse una posible accin corrosiva del acero de refuerzo por accin de

las sales residuales, deber procurarse obtener, en el proceso de

compactacin, la mximo densidad del concreto a fin de asegurar una

durabilidad satisfactoria.

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4. El agua de mar tiene efecto acelerante sobre la resistencia inicial del

concreto, para posteriormente igualarse y disminuir a los 28 das. En este

sentido cabe indica que:

a. A los tres das se obtiene valores del 124% al 137%.

b. A los diez das la resistencia tiende a igualarse con la de concretos de

proporciones similares preparados con agua potable.

c. A los 28 das la resistencia de los concretos preparados agua de mar es

del orden del 80% al 90% de la de los concretos preparados con agua

potable.

5. El agua de mar nunca debe ser utilizada cuando se utiliza cemento de alto

contenido de almina, debido al efecto negativo que ello podra tener sobre

la resistencia.

6. Teniendo en consideracin la posibilidad de que se presenten

eflorescencias, no se recomienda el empleo de agua de mar en la

preparacin de concretos en los que el acabado decorativo.

Anlisis Fsico - Qumico De Una Muestra De Agua De Mar

PH 8.3

Cloruros 21,200 mg/l como Cl.

Sulfatos 920.0 mg/l como S04

Magnesio 5,500.0 mg/l como C03 Ca.

Oxgeno disuelto 8.0 mg/l como O.D.

Demanda bioqumica de oxigeno a

5 das 20C 3.0 mg/l como D.B.O.

Slidos sedimentables 0.0 ml/1/hr.

Slidos suspendidos 168.0 mg/l.

Cuando la obra se localiza en las inmediaciones de un centro de poblacin, es

muy probable que exista abastecimiento de agua en la localidad, de la cual

pueda disponerse para fabricar el concreto. Al referirse a esta red de suministro

pblico, es pertinente distinguir entre el agua para uso domstico y para uso

industrial. La primera por lo general rene condiciones fisico-qumicas de

potabilidad, salvo eventuales fallas en el aspecto bacteriolgico que pueden

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hacerla impropia para el consumo humano, pero no afectan al concreto. El

agua para uso industrial por lo comn no es potable, no slo en el aspecto

bacteriolgico sino tambin en el aspecto fisico-qumico, pues frecuentemente

proviene del tratamiento de aguas negras o es agua reciclada de procesos

industriales, por lo cual puede contener sustancias dainas al concreto. Por tal

motivo, siempre es necesario verificar la calidad del agua de uso industrial, a

menos que tenga antecedentes de uso con buen xito en la fabricacin de

concreto.

Hay otras fuentes de suministro de agua para elaborar el concreto en sitios

alejados de los centros de poblacin, como son los pozos, manantiales

corrientes superficiales (arroyos y ros), almacenamientos naturales (lagos

lagunas) y almacenamientos creados artificialmente (vasos de presas). Salvo

que existan antecedentes de uso del agua en la fabricacin de concreto con

buenos resultados, debe verificarse invariablemente su calidad antes d

emplearla.

Cuando se dispone del agua procedente de corrientes fluviales que pueden

contener substancias contaminantes de diversa ndole. La manera

recomendable de proceder en estos casos, consiste en obtener muestras del

agua con suficiente anticipacin al inicio de las obras, con objeto de verificar

sus caractersticas fisico-quimicas y sus efectos en el concreto.

Posteriormente, en el curso del suministro, debe implantarse un plan de

verificacin rutinaria, mediante muestreo y ensaye peridico, de acuerdo con

los programas de construccin.

Muestreo E Inspeccin: En relacin con el proceso de muestreo e inspeccin

del agua a ser empleada en la preparacin del concreto, en aquellos casos en

que no se trata de agua potable, deber tomarse las siguientes precauciones:

1. La muestra de agua a ser analizada consistir de por lo menos un galn, el

cual deber ser remitido al laboratorio en recipientes limpios de vidrio o

plstico. El recipiente deber, antes de tomarse la muestra, ser lavado con el

agua que va a ser empleada.

2. Una vez iniciado el proceso de construccin y ya establecida la fuente o

fuentes de suministro de agua, no son necesarios ensayos a intervalos

regulares, salvo que:

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a. Las fuentes naturales de suministro sean susceptibles de experimentar

variaciones apreciables entre la estacin seca y la hmeda.

b. Exista la posibilidad de que el agua de la fuente abastecimiento puede ser

contaminada con un volumen excesivo de materiales en suspensin

debido a una crecida anormal: y

c. El flujo de la corriente disminuya al punto que la concentracin de sales o

de materia orgnica en el agua sea excesiva.

3. Toda agua, especialmente las aguas duras, en las que se sospecha que

puedan existir grandes concentraciones de sulfatos, debe ser analizada.

Un rpido anlisis de campo consiste en filtrar 500 grs. de agua y aadirles

algunas gotas de cido clorhdrico, luego se aaden gotas de una solucin

de cloruro de bario. Si se forma un precipitado blanco, sulfato de bario, el

agua debe mandarse analizar a fin de determinar la concentracin de

sulfatos.

Importancia De La Relacin Agua Cemento

A pesar de ser una caracterstica importante, otras propiedades tales como la

durabilidad, la permeabilidad, y la resistencia al desgaste pueden tener igual o

mayor importancia.

El concreto se vuelve mas resistente con el tiempo, siempre y cuando exista

humedad disponible y se tenga una temperatura favorable. Por tanto, la

resistencia a cualquier edad particular no s tanto funcin de la relacin agua

cemento como lo es del grado de hidratacin que alcance el cemento

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CAPITULO IV:

AGREGADOS

Concepto: a los agregados se consideran la fase discontinua del concreto, los

agregados son materiales inorgnicos, naturales o artificiales, que estn

embebidos en la pasta (fase continua) y ocupan aproximadamente el de 60% a

75% del volumen del concreto (70% a 85% en peso).

Como los agregados conforman la mayora de las rocas y minerales que se

encuentran en la corteza terrestre, es necesario el conocimiento con el anlisis

de la geologa y la petrologa de estos materiales ya que conforman parte

importante del concreto.

Clasificacin: los agregados se clasifican en grueso y fino. La clasificacin de

agregados incluye tambin el hormign, denominado tambin como agregado

integral.

Agregado fino es aquel que pasa como mnimo el 95 % por el tamiz. N 4 y

queda retenido en el tamiz N 200. El ms comn es la arena, denominada

como el producto final de la separacin natural o trituracin del material

inorgnico.

Agregado grueso es aquel que queda retenido como mnimo 95 % en el tamiz

N 4. Se clasificarse en grava o piedra partida. La grava es el agregado

proveniente de la separacin y abrasin natural del material inorgnico

(ptreos). La piedra triturada es el agregado grueso resultante de la trituracin

artificial de rocas.

Las mezclas en proporciones arbitrarias de agregados fino y grueso, que se da

en forma natural se le conocen como Hormign o Agregado Integral.

Dependiendo del tipo de hormign que se desee fabricar, se pueden emplear

agregados ligeros, agregados normales o agregados pesados. Tambin

pueden utilizarse agregados artificiales

Funciones en el Concreto: las principales funciones del agregado en el

concreto son:

a. Permite una disposicin adecuado a la pasta.

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b. Permite una disposicin de los agregados con capacidad para resistir las

acciones mecnicas, de desgaste y de intempersmo que actan sobre el

concreto la que permiten analizar la durabilidad de la misma.

c. Decrementa los cambios de volumen resultantes de los procesos de

fraguado y endurecimiento, como los cambios de humedad de la pasta.

Propiedades: las propiedades del concreto, generados por el uso de

agregados van ha estar en funcin de los parmetros siguiente:

a. La composicin mineral de las partculas de agregado, que incide

normalmente sobre la resistencia, elasticidad y durabilidad del concreto.

b. Las caractersticas superficiales de las partculas, que incide normalmente

sobre la trabajabilidad del concreto y la adherencia pasta-agregado.

c. La granulometra del agregado, que incide normalmente sobre la

trabajabilidad, densidad y economa de mezcla.

d. El volumen de agregado por unidad de volumen del concreto, que incide

normalmente en los cambios de volumen debidos al secado y en el costo del

concreto.

Importancia: los agregados son de suma importancia porque influyen

notablemente en las propiedades del concreto recin mezclados y endurecidos,

en las proporciones de la mezcla, y en la economa

Calidad: Los agregados de calidad deben cumplir ciertas reglas para darles un

uso ingenierl optimo: deben consistir en partculas durables, limpias, duras,

resistentes y libres de productos qumicos absorbidos, recubrimientos de arcilla

y otros materiales finos que pudieran afectar la hidratacin y la adherencia la

pasta del cemento. Las partculas de agregado que sean desmenuzables o

susceptibles de resquebrajarse son indeseables. Los agregados que contengan

cantidades apreciables de esquistos o de otras rocas esquistosas, de

materiales suaves y porosos, y ciertos tipos de horsteno debern evitarse en

especial, puesto que tiene baja resistencia al intempersmo y pueden ser causa

de defectos en la superficie tales como erupciones.

Muestreo y almacenamiento: La Toma de muestras de los ridos vara segn

la fuente de suministro de que se trate. El volumen que han de tener las

muestras depende del plan de ensayos que se vaya a realizar con ella, y no es

posible, dar cifras de carcter general. De todas maneras a manera de

orientacin, puede tenerse en cuenta que para probar si los agregados

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cumplen o no con las condiciones mnimas exigidas para su empleo, es

necesario 50 kilos de arena. Pero si se quiere comprobar la resistencia de un

concreto hecho con ellos, estos de incrementan a 400 kilos de grava y 200 kilos

de arena. En el caso de que se decide fabricar concreto con distintas

dosificaciones hay que multiplicar las cantidades ltimamente citadas por el

nmero de dosificaciones que se desee probar.

Tambin se debe de tener en cuenta para la seleccin en:

a. Depsitos de bloques de piedras sueltos y cantos rodados de tamao

considerable: la seleccin debe de realizarse con muestras separadas de

todas las clases de piedras que puedan distinguirse por inspeccin visual y

sean de utilidad para el objetivo trazado.

b. Depsitos de grava y arena natural: Las muestras deben ser

representativas de los diferentes materiales existentes en el depsito.

Tambin se tomarn muestras separadas en los lugares donde sin existir

diferencia en la naturaleza y estado del material se observa cambios

apreciables en la granulometra.

En el caso de depsitos enterrados, con un frente de explotacin, se

realizar la primera serie de pozos y sondeos para la toma de muestras algo

detrs y paralelamente al frente de explotacin alejndose despus

progresivamente de dicho frente para determinar las posibles variaciones del

material y la extensin del depsito. El nmero de profundidad de las

perforaciones depende de las cantidades de material que se vaya a utilizar.

El material que constituye la capa que cubre el depsito no debe mezclarse

con las muestras.

En los depsitos en los que no existe frente de explotacin el orden de los

sondeos para la toma de muestra depende de las condiciones particulares

de cada caso.

c. Estaciones suministradoras de ridos: Las muestras deben tomarse de

los ridos ya preparados, a menos que exista un convenio especial entre el

suministrador y el comprador, y se sacan segn se acuerde en la propia

estacin suministradora o en la obra.

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CAPITULO V: CONCRETOS

Propiedades Concepto: Cada caso particular de empleo requiere del concreto condiciones

especiales. Por ello, todas las propiedades del concreto deben ser de inters y

conocimiento del ingeniero, dependiendo la importancia de cada una de ellas,

en cada caso particular, del empleo que se ha de dar al concreto.

Al analizar las propiedades del concreto, el ingeniero debe de recordar las

limitaciones de las mismas. Igualmente debe de recordar que el concreto es un

material que experimenta modificaciones con el tiempo, as como que todo

concreto es permeable en mayor o menor grado.

Igualmente, el ingeniero debe recordar que las propiedades del concreto estn

ntimamente asociadas con las caractersticas y proporciones relativas de los

materiales integrantes; que la cantidad, calidad y densidad de la pasta es

determinante en las propiedades del concreto; y que la relacin agua - cemento

lo es sobre las caractersticas de la pasta.

Propiedades Fundamentales:

Las propiedades fundamentales del concreto al estado plstico son:

Trabajabilidad

Consistencia

Segregacin

Exudacin

Cohesividad

Peso Unitario

Tiempo de fraguado

Las propiedades fundamentales del concreto al estado endurecido:

Resistencias Mecnicas

Durabilidad

Propiedad elstica

Impermeabilidad

Resistencia al desgaste

Propiedades trmicas y acsticas

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Importancia de la dosificacin: En el concreto fresco deber haber suficiente

pasta no slo para recubrir el agregado sino tambin para ocupar los vacos

existentes entre partculas. Igualmente, la trabajabilidad y consistencia de la

pasta debern ser las adecuadas para que la mezcla ocupe totalmente los

encofrados y recubra el acero de refuerzo.

En el concreto endurecido, las proporciones seleccionadas debern permitir

obtener las propiedades deseadas al menor costo.

Ventajas y limitaciones:

Las principales ventajas de concreto como material de construccin son:

Su versatilidad

La posibilidad de fabricacin en obra

El empleo de materiales locales

Su bajo costo.

Las principales desventajas del concreto son:

Su baja resistencia a la tensin, que obliga al empleo de acero de refuerzo.

Sus cambios de longitud y volumen por secado y humedecimiento. El

concreto se contrae al secarse y se expande al humedecerse.

Sus cambios de longitud debidos a que el concreto se expande con el calor

y tiende a contraerse al enfriarse.

Su permeabilidad, debido a la presencia de poros capilares en la pasta.

Variacin de calidad: Algunos de los principales factores que pueden

intervenir en la variacin de calidad del concreto, se pueden agrupar en los

siguientes rubros:

Variables en los materiales

Variables en el proceso de produccin

Variables en el control de calidad

Variables en la preparacin tcnica.

Preparacin tcnica: Un concreto malo, un producto de inferior calidad, es

preparado con cemento, agua y agregados. Son exactamente estos mismos

materiales los ingredientes de un buen concreto. La diferencia solamente

radica en el como hacerlo, en la preparacin profesional del ingeniero y del

personal a sus rdenes y en la atencin que hayan dado a todos los aspectos

de la preparacin de un buen concreto.

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ANEXO

Concreto: Es el producto resultante de la combinacin, en proporciones

adecuadas, de cemento, agua y agregados, con la finalidad de obtener un

producto de propiedades determinadas.

Concreto Simple: Es el concreto que no lleva embebido ningn elemento

metlico en su masa por razones de refuerzo estructural.

Concreto Armado: Es el concreto simple cuando ste lleva embebida

armadura, generalmente de acero, como elemento de refuerzo y el conjunto

est diseado bajo la hiptesis de que los dos materiales trabajas como una

unidad, siendo funcin de la armadura soportar los esfuerzos de traccin y/o

incrementar la resistencia ala compresin del concreto.

Concreto Estructural: Es el concreto simple fabricado de acuerdo a

especificaciones de obra, las cuales garantizan una resistencia mnima y una

durabilidad adecuada.

Concreto Estructural Armado: Es el concreto estructural cuando ste lleva

embebida armadura de acero como refuerzo, cumpliendo las funciones del

punto 3.

Concreto Ciclpeo: Es el concreto es el cual se utiliza la piedra desplazadora

hasta de diez pulgadas de tamao mximo y hasta en un 30% del volumen

total. Las piedras son previamente seleccionadas y lavadas debiendo cada una

de ellas, en su ubicacin definitiva, estar totalmente rodeada de concreto

simple.

Concreto Liviano: Es el concreto de peso menor de 2,000 kg./m3, para la

fabricacin del cual se utiliza agregados cuyo peso es menor de 1.100 kg./m3.

Concreto Pesado: Es el concreto de peso mayor de 2,500 kg./m3, para la

fabricacin del cual se utilizan agregados cuyo peso es mayor de 2,500 kg./m3.

Concreto Celular: Es un concreto liviano formado a partir de cemento, agua y

un aditivo que provoca la formacin de poros. Puede o no tener agregado fino.

Concreto Cascote: Es un concreto construido por cemento, agregado fino,

cascote de ladrillo y agua.

Concreto Preforzado: Es un concreto sometido a un estado de tensin

intencionalmente antes de la accin de las cargas. Los esfuerzos inducidos son

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de tal magnitud y distribucin que neutralizan aquellos a las cargas de servicio

hasta un grado determinado.

Concreto Premezclado: Es el concreto dosificado en una planta fuera de lugar

de la obra y luego transportado a sta empleando camiones mezclados o

agitadores.

Concreto Prefabricado: Es un elemento de concreto vaciado en una posicin

diferente a su posicin final en la estructura.

Concreto Centrifugado: Es el concreto cuya compactacin se realiza por

aplicacin de fuerza centrfuga

Concreto Autocompactado: Es el resultado de una tecnologa que permite

por primera vez que una propiedad del concreto en estado fresco permita

garantizar la correcta compactacin y consolidacin del concreto directamente

en el elemento estructural. Esta propiedad es su capacidad de

autocompactacin.

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CAPITULO VI:

PROPIEDADES AL ESTADO FRESCO

TRABAJABILIDAD:

Concepto: Cuando un concreto recin mezclado es fcil de colocar, compactar

y acabar y durante esas operaciones, permanece libre de segregacin y

exudacin, se dice que es trabajable.

El concepto de trabajabilidad del hormign no responde a una definicin

precisa. Este engloba varias propiedades interdependientes como la

consistencia, la cohesin (adherencia interna), la tendencia a la homogeneidad,

la plasticidad y la tixotropa. Desde el punto de vista cientfico, la consistencia

resulta del frotamiento interno del conjunto de las partculas suspendidas en el

agua de amasado, y puede ser estimada prcticamente mediante diversos

mtodos de examen.

Definicin: La trabajabilidad es una propiedad del concreto al estado fresco

que est definida por la cantidad de trabajo necesaria para compactar,

empleando un equipo determinado, un concreto de caractersticas dadas que el

colocado en un encofrado determinado que contiene un rea de acero

especificada.

Los ingleses definen a la trabajabilidad como aquella propiedad del concreto

que determina la cantidad de trabajo til interno necesario para producir

compactacin total.

El ASTM define a la trabajabilidad del concreto aquella propiedad que

determina el esfuerzo requerido para manejar una cantidad. De concreto recin

mezclado con el mnimo de prdida de homogeneidad.

El ACI define a la trabajabilidad como aquella propiedad de concreto recin

mezclado que determina la facilidad y homogeneidad con la cual este material

se puede mezclar, colocar, compactar y acabar.

Limitacin de la Definicin: El concepto de trabajabilidad es relativo ya que

dicha propiedad es funcin de factores ajenos al concreto, por lo que aquellos

que pueden considerarse trabajables bajo determinadas condiciones no

necesariamente lo sern cuando ellas se modifiquen.

El concepto de trabajabilidad no deber se confundido con el de consistencia,

propiedad esta ltima referida al grado de humedad del concreto, siendo un

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error suponer que cuanto ms hmeda sea una mezcla ms fcil ser de

colocar.

Factores Afectan la Trabajabilidad:

Contenido de Cemento: Permaneciendo otras condiciones iguales las

mezclas ms ricas en cemento son ms trabajables. Las mezclas pobres en

cemento tienden a producir concretos speros y difciles de trabajar.

Fineza del Cemento: El empleo de cementos molidos a los lmites superiores

de los valores de fineza permisibles incrementa la trabajabilidad, especialmente

en mezclas speras.

A diferencia de los cementos ms gruesos que tienden a reducir la viscosidad

de la mezcla, los cementos de mayor fineza vuelven las mezclas ms

cohesivas y tienden a reducir la posibilidad de segregacin y exudacin.

Composicin Qumica del Cemento: Con excepcin del contenido de sulfato

de calcio, la composicin qumica inestable puede causar el proceso conocido

como falsa fragua.

Composicin Qumica del Cemento: Con excepcin del contenido de sulfato

de calcio, la composicin qumica del cemento no tiene efecto sobre la

trabajabilidad. La presencia de yeso inestable puede causar el proceso

conocido como endurecimiento prematuro de la pasta la misma que esuna

condicin errtica, difcil de predecir y controlar. No hay liberacin de calor

durante el desarrollo de la misma.

Materiales Cementantes: La cal hidrulica y los cementos que no estn en la

clasificacin C 150 ASTM, cuando son incorporados a la mezcla mejoran la

trabajabilidad, especialmente en mezclas pobres en cemento. El efecto es

mejor si sustituyen parte del agregado fino en lugar del cemento.

Materiales Puzolnicos: El uso de los materiales que tienen propiedades

puzolnicas tiende a mejorar la trabajabilidad, especialmente en concretos

pobres o deficientes en finos.

Perfiles del Agregado: El uso de agregado de perfil esfrico tiende a mejorar

la trabajabilidad del concreto, debido a que, para granulometras similares,

particulares redondeadas tiene un rea de contacto entre pasta y agregado

menor por lo tanto el concreto debido a la mayor cantidad de pasta disponible

por unidad de superficie del agregado tendr mayor trabajabilidad debido a la

menor superficie especfica de las partculas.

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Igualmente, para una misma trabajabilidad y asentamiento por su menor rea

superficial, el agregado de perfil redondeado requiere menos agua que el de

perfil angular.

El agregado grueso de perfil angular bien graduado y combinado con el

porcentaje adecuado de agregado fino, produce concreto trabajables. Pero,