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• EduardoDavilaOrtega

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Temas que trata la obra: . Cementantes del concreto

hidráulico . Aqregados del concreto hidráulico

.Agua para concreto .Aditivos para concreto

/- J¿..¿" -{*-t+ -h3,*; COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD

MANUAL DE TECNOLOGIA DEL

CONCRETO SECCION

1

vÉxlco 1994

COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD

MANUAL DE TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

SECCION I

DEFINICION Y REQUISITOS DE LOS COMPONENTES DEL CONCRETO

W r,*rro NORIECA ÉDITORES MÉXlCO. España. vene2uet¿ . Cotombiá

(tOr$rrrur

@FE

coMllloN ftDlP

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D! IuclRtoolD

Ilrxnilnn

Manual elabo¡ado en el Instituto de Ingenieria, UNAM, por contrato con Ia Gerencia de Ingenieria Experimental y Control, de la Subdirección Técnica de la CFE.

ta PeÉit4ción ! ¿tispqbiók ¿h cújunto ¿¿ MANUAL DE AECNOLOCTA DEL CONCRETO en ptupie.la¿ d.l ¿¿itof, Ninewú pa ¿ d. ata obru Pr¿tu ser reprcdu.ida o trutñitida, tu¿ia"t¿ ñkeún stt¿M o naodo ¿le.túnico o tuc¿,üco ( INCLUYENDO EL FOTOCOPTADO, ta d¿

gmbrciln o Mlqul¿r tistcw d¿ r..up¿ru¿ión t al¡Mc.Mi.,{o ¡,tfotuci¿n), ín cú¿húüaúa por ¿tcn¡o d¿l ¿ditor.

@

1994, EDITORTAI LTMUSA, S.A.

d¡b.V.

CRIJPO NOR¡EGA EDTTORES B.ldetu 95, c.P. 06040, Méri.o;D.F,

T.léfóm 52t-21-o5 Fax512-29-03

CANIEM NÚM. 121

o3r52) rsaN 963- 18¡980-9

COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD DIRECTORIO

ING, GUILLERMO GTIERRERO VILLALOBOS Direator General DR, DANIEL RESÉNDIZ N{IÑIEZ Subdirector Técnico

ING, FERNANDO FAVELA LOZOYA Subdirector de Construcción

ING, ENRIQIJE VILLANIJEVA LANDEROS Subdirector de Transmisión, Transformación y Control

ING. OSWALDO GANGOITI RLNZ Subdirector de Generación

ING, ARTIJRO ÍIERNÁIPNZ Subdirector de Distribución

ELV¡R¡Z

LIC. JORGE BASTARMCHEA SABIDO Subdirector de Finanzas

DR, EDUARDO ARRIOLA VALDÉS Subdirector de Programación

LIC, MANUEL ARCE RINCóN Subdirector de Administración C,P. JAVIER PÉREZ SAAVEDRA Contralor General

LIC, ELENO GARCÍN g¡N.IV¡NTT Gere¡te de Desanollo Social LIC. GLIILLERMO KELLY NOVOA Gerente de Asuntos Jurídicos

LIC. OSCAR IGNOROSA MIJANGOS Jefe de la Unidad de Comunicación Social

Coordinación del Manual ING. EDMUNDO MORENO GÓMEZ Ge¡ente de Ingenieria Experimental y Control

ELABORACION DEL MANUAL

Por el Instituto de Ingenierl4 UNAMI

Redacción; Manuel MenaFener

Reüsión:

Carlos Javier Mendoza Escobedo

Por la Comisión Federal de Electricidad:

Revisión:

Emilio Zamudio Clntora Carlos Gómez Toledo Rob€rto uribe Añf

PRESENTACION

Para satisface¡ la demanda nacional de energía eléctrica, la Comisión Federal de Electricidad (CFE) ha incrementado la construcción de grandes centrales generadoras con sus correspondientes obras de transmisión y distribución, en todas las cuales las estructu¡as de concreto tienen gran imponancia.

El interés de la CFE por construir con altos niveles de calidad dio origen en 1969 al Manual de Diseño de Ob¡as Civiles, que en posteriores ediciones se ha ampliado y puesto al día. Como pafe de ese mismo esfuerzo aparece aho¡a el Manual de Tecnología del Concreto, que responde a la n€cesidad de contar con una publicación en español que incorpore los avances tecnológicos y las peculiaridades nacionales en el uso del concreto, como complemento del Manual de Diseño de Obras Civiles. Dada la difusión de este último en sus 24 años de existencia, cabe esperar que el Manual de Tecnología del Concreto no solamente sirva a los intereses y al personal de la CFE, sino también a otros como documento de consulta, capacitación, e incluso didáctico.

El Manual de Tecnología del Concr€to de CFE se elabo¡ó en el Instituto

de

Ingenieria de la LINAM y su revisión estuvo a cargo del personal técnico designado por la CFE. En la edición actual. su alcance se limita al concreto hidráulico denominado convencional y su presentación se hace por secciones separadas con objeto de proporcionarles autonomía de uso y facilitar su actualización progresiva.

Daniel Reséndiz Núñez Subdirector Técnico

SECCIONES

].. DEFINICION Y

DEt

¡.,fANUAL

REQUISITOS DE I,oS COI4PONENTES DEL CONCRETO

1.1 ¡ntroduccl6n 1.2 Cementar¡tes del concleto htdráuttco 1.3 Agregados del concreto hidráulico 1.4 Agua para conc¡sto 1.5 AdltivoB para concreto

2.

CARACTBRIETICAS

Y PROPIBDADES DDf,

CONCRETO FRESCO

2,1 Avoluclón de 10€ ca¡¡ülos de 66tado d€l concreCo 2.2 co¡creto en eata¿lo fr€sco

3.

CAIACTERI€TICAS Y PROPIEDADES DEI, CONCRETO

3.1

Fragua¿lo

y endureclmiento del concreto

3.2 Coñcreto en estado endurecldo

4.

PRODUCCION

Y

CONTRO'J DEL CONCRETO

4.1 Diseño de Laa ¡nezclas de concreto 4.2 ¡coPio, control y ¡lanejo de los

component€s

4.3 rab¡tcactón, utlltzactón € lnspecclón del concreto 4.4 Contlol. y ve¡lfic¿clón de catldad del concreto 4.5 Espectflcacionee para concreto

ENDURECTDO

SECCIóN CONTENIDO

Pá9ina

TltuIo 1.1 1.2

INTRODUCCION

I

CEüENÍANTES DEL CONCRETO ¡ITDRAULICO

5

I.2.1

CEMENTANTES EN GENERAI

1.2.2

CE¡'IENTOS CON CLINKER PORTLAND

1.2,2.1

Cementos

6

portland simpleg' mezclados y

exPanslwoÉ

I.2.2.2 ogros cementos con cllnket portland

1.2.3

6 1"2

L2

a)

Cemento blanco

b)

ce¡nento para Pozo

c)

Cemento de námposterla

petfolero

L2

SELECCION DEL CEMENTO APROPIADO

!4

1.2.3.1 DieponlbtLldad en el nercado naclonal

L4

1.2.3.2 calacterfetlcas egenciales deL

17

a)

cemento

t7

co¡nPoslclón gufmica

20

b) ainura de riollenda 1.2.3.3

cementoE recomendables

por 6!rs €fectos en el 23

a) Efeccoe en el concreto f¡eEco - Cohesión y manejabllidad - Pérdida de revenlmiento - Asentarniento Y eangrado - Tiempo de f¡aguado

28

b) pfectos én et concreto

endurecido

- Adgulstción de ¡eBtstÉncta ¡¡ecánica

34

- ceneraclón d€ cal,or - Resl8tencla al

I.2.4

USOS

Y

ataque ate

los sutfatos

40

- Estabtttdad volumétrica

41

- Estabtlidad

50

químtca

EFECTOS DE LAS PUZOLANAS

1.2.4.1 Claslftcaclón de Las puzolanás

!.2,4.2

tlodoB dé eñpleo de Las pu¿olanaE

1,2.4.3 vertflcactón de caltdad de las puzolanas

54

1.2,4.4 puzolanas localment€ dtspontbles 1.2,4.5 Bfecto€ verlflcables de la6 puzolanas

58

a) Actlvtdad puzolánlca

59

b)

60

Requertmlento de agua

c) Contracclón po¡

secado

60

al) Calor de htdrataclón

1.3

e) Reactlvldad Álcall-agregado

62

f) Reslstencta a

66

Los sulfatog

AGRAGADOS DEL CONCREÍO HIDRAULICO

70

1.3.1

AGREGADOS PAR][ CONCRETOS DE DI\¿ERSO PESO UNITAR¡O

70

T.3.2

I'ÍODAIIDADES DEL CONCREIO DE PESO

73

1.3.3 clAsIEIcAcIoN

NORMAL

DE Los AcREoADos DE PEso NoR¡{A:L

1.3.3.1 Por eI origen de IaE rocas 1.3.3.2 Por et

modo

de fragmentación

a) Agtegadoe naturales

- Depógitos fluviales y

84 86

lacuEtreE

- Depósttos piroclás!icoa

88

- Depósltos

marinos

89

DepóaitoE eólicod

90

b)

- caltdad Intrfnsec¿ y - Caracterfstl,cas deI c)

proPt€dades de

agregado

rnar¡uf

Ia

92

roca

93

actr¡rado

94

Agregados mtxtos

I.3.3.3 Por el 1.3.4

90

Agregados ¡¡anr¡f acturadog

ta¡naño de

las partfculas

CA¡ACTERISTXCAS DE LOS AGREGADOS

Y

95

SUS EFECTOS EN EL

CONCRETO

L00

1.3.4.1 composlclón granulo¡nétrlca

702

flno

a)

Agregado

b)

Agregado grueso

1.3.4,2 t{aterlale6 contamlnantes

a)

Ltmo

y arctlla

L02

LL0 111

b) Maleria olgánlca

c) Partfculas

lñconvenientes

d) sales lnorgánlcas 1.3.4.3 calidad física intrínseca

r23

I23

b)

PoroEidad

c)

sanidad

y

d) Reststencta

absorctón

r26 130

mecánica

1-3

4

e) Reslstencia a la abraslón

136

f) ¡lódulo de elasticidad

r-38

g)

l-

Propiedades térmtcas

4I

y texrura superftcial de Las partfcutaÉ

1.3.4.4

Forma

1,3.4,5

Tanaño máximo de

laB paltfcu1a6

146 154

1.3.4.6 actrvtdad qül¡nica de los aqrogados

.),Sj

a) Reacciones álcall-agregado

157

b) Ve¡iflcaclón alel grado de acttvldad

162

c)

165

Pruebas aptlcabteg

a Ia reacclón álcall_Efllce

d) pruebas apllcables a 16 reacctón áIcalt_calbonato

1.4

r69

AGUA PAXA CONCRETO

I.4.I

USOS DEL AGUA

176

I.4.2

F¡QUISITOS DE CA],IDAD

117

1,4,2.1 Caracterfstlcas ftslco-qufnicaB

1.4.3

1.4.2.2 Efectos en el concreto

179

I¿ERIAICACION DE CALIDAD

r82

1.5 ADITIVOS PARA CONCRE1O

186

1.5.1

DEFINXCION

186

1.5.2

USOS DE LOS ADITIVOS

187

1.5.3

CLASIFICACION DE LOS ¡DITIVOS

191

1.5.4

EAEqTOS DE LOS ADITIVOS

194

1.5.4.1 Discustón

194

1.5.4.2 Adltivog aceleranteE

201

a) Acelerantes de le€istencia

201-

b) Acelerantea de frag\¡ado ñuy rápldo

206

l. 5.4.3 Adltlvo6 ioclusoreE de alre

208

L.5.4.4 ReductoreE de agua y reguladores del fraguado

210

a) Reductores de agua

normales

2IL

b) Retardadores de fraguado

214

l.tateriales f inahente dividido6

2L7

a) Efectos en e!, concreto freaco

2r9

b) Efectos eó eI concreto endutecido

220

-

Resi.gter¡cla a compresión

- contracclón po! -

gecado

Generación de calor

Reacclones deletéreas álcall-agregado

223 224 225

- Durabtltdad 1.5.4.6 Aditlvos para coñcr€to f,luldo x. 5.4, ?

222 223

- Reslstencla a IoE sulfatog -

220

226

Adltlvos mlsc€Iáneos a) ¡ditlvos qué f,o!¡nan gas

229

b) Adtttvog pat¿ $ezclas de lnyecc!6ñ

23L

c) AditlvoE para genera! expanslón legr¡Iada

232

d) Adhesivos para concreto freaco e) AdltivoE repelentes aI

água

f) Adittvos reductoreE de permeabilldad

23'] 239

g) Aditlvog lnhlbidores de Ia reacclón álcali240

a9regado 1. 5.

5

PRUEBAS DE VARIFICACION

1.5.s.t

A LOS ¡DITIVOS

Pruebas de selección

1. 5. 5.2 Pruebas

de certlficaclón de calidad

Pruebas de co¡nportamieñto en obra REEERENCIAS

2

4).

242 244 246 248

LISTA DE

TABLAS

aftulo

Pá9ina

1.1

DlverBas clases de cementos hidrául.tcos

7,2

Diversog

tlpos de cem€ntos portland

slmpl€E

{ASTU C 150)

1,3

Dlvergos tlpo6 d€ ce¡nentog mezclados

c 1.4

(ASTl,f

595)

10

Diversas cLases de cementos éxpa¡slvos

II

(AST¡{ C 845)

1.5

Dlveraoa

tlpoa d€ cemento par¡ concreto

htdráultco, lncluldos en la8 NOM

1.6

C-2 y

NO¡{

C-l.

NO¡'t C-1?5

Calores de hldrataclóñ calculadog ¿le cementos actualés

L1

Cementos recomendables para coñdlcloneg en que

ae requlere moderada generación de

calor en eI

concreto

¡.4

Efecto8 de algunag subatanciás qüf¡nlca!, en el concreto

1.9

40

41

Cementos recomendables para diversos grados de

agresividad por sulfatos en el agua y en el Buel0

1,10

45

Tipos de agregados comúnmente enpleados en la

fabricactón de concretog con difererte peso uni!ari.o

12

TÍtuIo

Tabla

Pá9ina

DlverEos tlpo6 de concreto dE peso normal

r.

L2

¡tinerales

comunes

?3

6n Ia compoEición d€ laÉ 7A

1.13

compostclón ¡¡ineralóglca d6

las rocáe

más co79

munes

1.14

EjempLos de subdtvtstón de

la grava aegún el

tañaño ná,.lmo 1.15

97

Prlnclpales aspectos del concreto lnfluldos por 106 agregadoB

101

Ltnttactón d€ finos lndeseables en agregados TT2

1.17

Lfmltes máxl¡¡os permlglbles en eI contenLdo de

cloruros del concreto reclén nezclado 1.18

contracc!ón por secado del coacretor

122 empLea¡rdo

agregados con diversa absolcló¡ 1.19

contracclón por secado de concreto6 con ágregados del

r.20

r29

r29

DF

EJenplos del nódulo de elasticidad de conc¡etos hechos con agregados

del Diatrito Federal

r.2l

Ejemplos de propiedades térnlcas en concretoa

r.22

Tamaños máxi¡os de agr€gados

Per¡niBibIeE

y

aobreta¡¡añoÉ

140

Tabla

I.23

Página

Rocas

y ninerates qu6 normatnente partlctpan e¡

las reacciones áLcalt-agregado

1.24

t6I

Límites máximos per¡niEtb]es d€ sates e tnpure_ sas en

el

agua para concreto, según norhas

oficlales mextcanas !.25

tao

Tolerancias permtsibtes para et agua

¿le

nezcla-

do, en pruebaa comparatlvas con agua destllada

L.26

Relacló¡ de adltivos para concleto, claslfica_ dos por sus efoctos

1,21

caracterlBtlcos

¡9x

Efectos a¡btvalentes que produceñ algunos adl-

tlvos €n .¡. concreto 1.28

Ig2

MoallftcacioneB posibles

196

€¡

Las ¡¡e¡ctas ¿le con-

c¡eto con el uao do un adltivo reductor del agua de

mezclado.

2I3

LISTA DE

FIGURAS

Tltulo

Figura

1.1

Esquema de

f.2

Dtsperst6n de

Página

tntegración del concreto

los

aglegados 6n

el concrgto

I endu-

recido 1,3

3

Curvaa granulométricae de cementos portland

tlpos ¡ y ¡rr 1.¡¡

22

Prueba comparatlva de pérdfda de révenimlento en

concretoa con cer¡entoa portland

tlpo I y po¡tland-

puzolana 1.5

2A

Influencia de la flnura del cemento en el sangrado de la paata

1.6

30

Influencla del ca¡ülo de cemento en e] proceao fraguado de

la pasta,

seguido por nedio de su

de

¡e-

aiatencla eléctrlca

1.7

33

Tendencia predecible en

Ia evoh¡clón de reslsten-

cla necánlca del concreto con dlversos tipos

de

¡añ.ñ+ñ ñ^ri 1 añrl

1.8

Evoluctón comparada de re€istencia, en concretos con cernentos portland

1.9 1.1o

35

tlpo I y portland-Puzolana

36

contracclón por Eecado de co¡c¡eto6 con cemento

portland tipo I y porlland-puzolana

49

clastftcactón de concretos Begún 6u peso unltario

7!

Figura

1.11

Tftulo

Página

Distrlbuclón aploxl¡nada de laÉ rocas igneas, sedlmontarlaE y metanórftcaE, en Ia RepúblLca

Mexicana 1..12

g5

Llmltes gra¡ulométrlcos espaclflc¿do6 par¡ 1¡

arená 1.13

Lfmites granulométrlcos para grava con ¡náxlmo 40

1.14

ftr

1Og

lrfmites granulométrlcos para grava con

Evolucló¡

t¿¡¡¡año

rll¡

1o8

Lfmltes granulométrlcoB pará grava con máxlmo 150

I.17

toz

¡un

náximo 100

1.16

t¿¡¡naño

Lf¡nltes granulonétrlcos pars grava con tanafio ná¡imo 75

1.15

f03

t¿[naño

n¡n

¿le

tO9

la abgorclón

con

sl tiempo de 1n-

metaión 1.18

f2e

optl¡nizacl6n de Ia for¡na de las partlculas de

los agrega¿los 1.19

t51

Defintctón de folmas

¿te

partlculae en

1oE

ag¡egados I.2O

Evaluación de ¡nedio

I.2L

fS2

la

forma de las partícutas po!

del coeflciente volumétrico

lS3

Condlciones para ur¡a reacción álcall-agregado

en

el concreto, en grado deletéteo

1S9

Titulo

rtgura

1.22

Acciones y decisiones

Página

lnicialea en eI

ploceso

de identlflcación y verificación deI carácter

reactivo de los agregadoE con IoB álcalis del

concreto 1.23

164

Pruebas lndtcadas Para

vértftcar I¡ reacclón

álcatl-síltce 1.24

1,68

Pruebas lndicadas para

veriflcar Ia reacción

Álcarl-carbonato f.25

17s

Tendenclas predecibleE en

Ia evoluclón de La re-

slstencla del concr€to, con 61 ugo de dlversos medlos Para lñclenentar

lat resistencias lnlcla-

res L.26

2O3

Influencta

ale un

adlllvo leductor de agua €n Ia

pérdida inlclal de revenlnlento del concreto

I.27

APortáclón de

Ia cenlza volante flna

2I4

de Rfo Es-

condldo, coah., ¿ la resistencta a co¡¡Preslón alel.

1.28

concreto

22f

InfLuencia de Ia cenlza volante flña de Rlo Esconatldo, en

ta contracclón Por secado del concleto

222

1.

1

INTRODUCCION

El, concreto dé uso cohún, o convenclonal, ae produc€ m6dfante

ties

componenteE

le nezcla

esenclales. cefnento, agua y ag¡egadog, a toa cr¡aleg

eventualdent€ se lncorpora un cuarto co¡nPonente qua générlc&nente de6lgna como

de

adittvo (Flg 1,1).

Adilivo

Cem€nlo

I

I Posla

Agregodo fjno

de cemenl0

Morlero

Aoreoodo orueso

t--lL_]-----#

v Concr€lo

Fig 1.1 lsquema

de

integraclón del concrelo

sE

A1 ñézclár eetos componenteg y producir 10 que se conoce como una revoltura

de concreto, se introduce de ¡nanera Eimuttánea

un

quinto partlcipante

representado por ér áire.

si la

mezcla no contiene un

aditivo que 1o for¡ente, et aire se presenta

forma de burbujas macroecópicas dispersas erráricamente en 1á masa, corresponden

aI aire atrapado

en

oue

cuya p¡opolctón no eJ.cede normalmente a 2 por

ciento deI volumen de1 concleto compáctado, y es de ordtnario indes€able, cuando en el concreto se provoca la formactón de aire ñediante un áditivo, se dice gue contiene

alre incluldo tntencionalmente con eI propóEito

de

induclrle determlnadas propiealades deseabLes. A dtferencia del anterj.or, el alre incluido adopta ]a folma ate pequeñas burbujas, casi microscópicas y senaiblenenle esférlcas, gue se d1slrtbuyen untforme¡¡ente en la repreEentan una proporclón que suele

¡nasa y

fluctuar entre 3 y 8 por ciento

alel

voluñen del concÍeto, dependiendo del tamaño máxtmo det agregado.

¡-a mezcla íntima masa

ale

los

conponentee

del concreto convenclonal produce

una

p]ástlca que puede sér moldeada y cor¡pactada con relátiva facilidad¡

pero gradualrnente plerde esta caracréríEtica hasta que a1 cabo de algunas boras Ee lorna rígida y conienza a adquirlr propiedáctes de un cuerpo mecánicamente

eI aspecro, comporrañj.ento

y

sótido, para conve¡trrse finalmente en eI natérial

lesistente que es eI concrelo endureciato,

La representación común del concreto convéocionat

en estado fresco, Io

identifica como un conjunto de fragmenros de roca, globatnenre definidos

coño agregádog, dispe(soB en uná matriz viÉco6a constiluida

de

cemento de conaistencia

hay muy poco o ningúr¡

característica

,que

plásticá. Esro significa

por u¡a

que en uná me¿cta a6i

contacto entre tag particulaa de Los

tiende a permanecer

en

paela

agregados,

eI concreto ya endurecido (Fig

1.2).

Pig 1.2 Dj.sper8ión de los agregados en eL concreto endurecido

Consecuentemente con

elIo, el

dulablltdad en servicio rf6t:cas,

co¡nposl.ctón

comportamiento mecántco de este matella1

dependen ale

y

su

treg aspectos bá6ico6¡ 1) Ias caracte-

y proptedadeB de la paÉta de cemento, o ¡natrlz

cementante, endurecida, 2) la calidad propia de loa agregados, en eI eentldo más amplio, y 3) Ia afínidad de Ia matriz cementante con los agregados

y

6u capacidad para

trabajar en conjunto.

En el pri¡ner aspecto debe contemplarse Ia selección de un cenentante áPloPiado? eI empleo de una relactón

eventual

de un aditivo

aguá/cenento conveniente y eI uso

necesario, con todo Lo cual debe resulta¡

potencj.aünente asegurada la calidad de la natfiz cénrenrante.

En cuañto a la calidad de loÉ agreg¿dos, es importante adecuarla a Las

funclonea que debe desempeñar la estructura, a fj.n de que ¡o rep¡esenlen el

punto débil en el compoltá¡¡iento del concrero y en su resistir

capacidad para

y por larqo ttempo 1os Éfectos consecuenres de condiclones de exposición y servicio a gue esté éometido. adecuadamente

ainalmente, ]a conpatibilidad y e1 ceñentante con

los

buen

trabájo de conjunro de ta ¡natrtz

agregados, depende de dive¡sos factores

caracterfstlcás físicaÉ y

IaB

ráIes corno

Ias

quí¡nicá6 del. cernentanre, la composición

ñineralógl.ca y pét¡ográfi.ca de Iás rocas que constituyen ros agregados, y

Ia folmá, lanaño ná)(tno y textura superfictal de éstos. De la

esmerada atención a eÉtoÁ tres aspectos básicos,

sustancial¡nente 1a capactdad potenctal

construcción, pata responder

depende

deI concreto, cono malerial

de

a las accione6 resultantes

de

adecuadaÍrenté

Ias condlciones en que debe prestar serviclo. Pero ésto, que sólo repreBenta

Ia prevlslón ale enplear eI material potencial¡nente

ádecuado, no basra

para oblener est¡ucturas resiEtentes y durables, puee requiere conJugarse con

el cumplimiento

de prevtsiones igualménte eficacés en cuanto

aI

diseño,

especificación, construcción y nantenimleñto de las propias e6tructuras. Para cumplir adecuadamente con laB previsione6 inherentes

at diEeño, eI

personal que proyecta Ias estructuras de concreto de 1a comisión FedéráI

de

Electricidad cuenla con eI Manuat de Diseño de ob¡as Civlles, y pala darles éL ¡nanteniñiéñto apropj.ado,

el personál a cargo de su operación dispoñe de]

la p.opia CaE. euedan entonceg por cubrir los aspectos inherentes al naterial con que se construyen, cuyo ¡lanual de ¡.!ántenimiento para Concreto de

tratanlento

compete á1 presente üánual de Tecnologfa

deI Concreto.

1.2

CEMENTANTES DEL CONCRETO HIDRAULICO

I.2.I

CEMENTANTES EN CENERAL

Los cementantes que se utilizan par¡ la fabricación del concreto

son

htdráulicos, es dectr, fraguan y

endurecen

el agua,

el1a, caracterfetica que los dtstingue

los

aún estando inmersos en

al reacc.lonar qufmicañente con

cementantes aéreos que solarnente fráguan

y endurecen en contacto

Los prtnctpales cementantes htdráulicos son las cales y htdráu1tcos, algunas escorias y clertos naterlalea óon

de

con

céñéntos

propiedades

puzolánj.cas. De acuerdo con el qrado de Poder cementante y loE requerimtentos especfflcos de las aplicaclones, estoa cementantea pueden utllizarse en forma lndlvldual o

conblnados

entre af.

AI referirs€ especfficamente aI concreto convencional,

como se ernplea en

la construcclón, resultan excluldas las cales hldláullcaa, Por 10 cual 6010 procede constderar los cenentos, las escorlas, los naterialeE puzolánicos

y sus respectlva8

Por otra parte, bajo

fa

comblnaciones.

denoninactón

existen dlversas clases de

genérica de cementos hid¡áulicos

ce¡nento corl

dif,erente composición y propte-

dades, en cuya elaboración interwienen normalmente 1aE materias primas

se tndtcan en la Tabla 1.1.

que

CEMEN?OS HlORAULICOS

¡{aterias primas prif)cipates

Arcilla y caIlza (maceriales tndtvtduares) Bauxita, callza sobresulfatado

Escorla granulada de alto horno

ExFansivo

clinker portland, eecoria, bauxita,

Natural

cáIlza-arclllosa (un solo matertal

yeeo

)

Tabla 1.1 Diversas clases de céñentos htdráuttcoÁ

1.2.2

CEI{ENTOS CON CLINKER PORTLAND

?odos ]os cementos para conclero hidráulico que ee producen

en ¡téxico

son

elaboradoa a baee de clinker portlanct, por cuyo r¡otlvo se J\¡€tifica centrar

el lnteréa en éste y en ]os 1.2.2.1 Para

Cer¡lpntos

cementos a que da ]ugar.

portland Bi¡npLes, mezclados y expanstvos

la elaboraclón de] cllnker portland se

de aportar principalmente caI y síIice, y

enplean rnaterlas prrmas capaces

accesoltamente óxido de

fierro

alúnina, para 10 cual se selecclonan nateriales calizos y arcilloso6

y de

co¡nposiclón adecuada, Estos materiales se trituran, dosifican, mueten v nezclan fntiñámente hasta su cornpleta homogenetzación, ya Eea en seco o

en

húmedo.

La materia prima así procesada, ya Eea en for¡na

de polvo o de todo, 6e

lntroduce en hornos rotato¡ios donde se calcina a temperaturas deL orden

1400 c, hasta que alcanza un estado de fusión inctplente. En este

de

estaalo

se producen las reacciones qulnicas requerida€ y eI rnateriat se subdivide y

aglutina en fragmentos no mayores a 6 cm, cuya

forma se regulariza por

efecto de la rotación d€l horno. A este materj.al. fragmentado, résultante dé l.a calcinación, 3e Ie denomina clinker portland.

Una vez

frío, eI cltnker se muele conjuntanente

de yeeo, que

tle¡e la función de regula¡ el tlempo de fraguado, y con ello

se obttene eI polvo flno de color grts stmple,

con una reducida proporción

Además

que se conoce como cemento portland

durante,Ia mollenda, el cl.lnker puede conblnarse con

una

eécoria o un materiai puzolánico para producir un ceñento nezclado portland-escoria o portLand-puzolana, o blan puede molerse con determlnadoE

materiales de carácter sulfo-calcio-alumlñogo para obtene! Ioa lla¡¡adog cementos expánelvoe.

factlble incorporat aditivo6 durante la nollenda del stendo de uso frecuente los au:.lLlares de molienda y Ios

Iambtén es

alre, Estos últtnos

dan por resultado 106 cemenlos inttusoree de

I concreto, cuyo empleo eg bastante

com{¡n

en

EUA

cl inker,

aire

Para

pero no se

¡,1éxtco.

De conformidad con

lo anterio¡, a partir del clinker portland ea poalble

fabrlcar tseg princlpales grupos o cláses de cementoe hidráuticos para Ia elaboración de concreto:

1) Los cementos Portland proplanente dichos, o portland eimPles, mollendo eolamente

et cllnker y el

yeso

sin

componente6 ce¡nentantes adicionaLeE.

2) Los cementoE portland

otro cémentante,

rnezc

Iados, coñbinando el clinker y eI yeso con

ya

eÁcor¡a

Puzolana,

3) LoE cementog Éxpangivos que ee obtienen añadtendo at clinker otros componentes espectales de

carácter 6ulfatado, cáIcico y aluminqso.

aI prtmer grupo conatituye loe

cementos que

han uttltzado

tradicional"mente para la fabrtcación del concreto hidráullco en el pats. Los alel segundo grupo 6on ceroéntoE destinados

al

mismo uso

antellor, y

cuya

producción sé ha lncrementado €n los ú]timos 20 años, al grado

que

actualmente ¡epresentan más de Ia mitad ale Ia producclón ñaclonal.

Finalmente, Ios ce¡nentos del tercer grupo son Producen regularmente en üéxico,

en

EUA

más

reclentee y aún no

sI bien su utilización tiende a

se

aumentar

para 1a6 Llanadaa eatructuras de concreto de contracclón compengada.

Asf. Í¡ediante ajustes en Ia Ia codülnaclón

composición qulmlca

con otroE cementanteÉ,

ciertog ¡nateriales espectales,

del clinker, o por medio de

o por Ia adtción aL cllnker factible

de

obtenet cementos

con

caracte.Íaticas y propiedades adecuadas para cada ueo especlfico

deL

concreto hidráu1ico.

Para apreciat

el

c¿mpo de

aplicación que de esta ¡nanera es posíble abarca¡,

en la TablaB 1.2 a 7.4 se mencionan los dlversos tipoa de ce¡rlento paaa

concreto hldráulico gue ae hallan conslde¡ados y reglarnentádos en Ia6 Especiftcacioneg AsT¡{

c 150(1), AsT¡{ c 595(2) y

AsTu

c 845(3).

CE¡{ENTOS PORTLAND STMPLES (AST¡{

caracbe!iaticas y uso

ripo ¡

Para uBarse cuando no se requieren las propiedades eepecialee eBpecif icadas

para loa otros tipos

II

IV

(A),

(BA)

(A),

(¡rH )

,

(84)

(A),

(

¡.rs )

,

(As)

(á)

Para uEo general, pero más esPeclficanente cuando Be deEea moderada resls-

tencl¿ a LoE eulfatos o de hldratación III

C r5O)(1)

moderado

Para usaree cuando se desea

tencia inicial

calor

alta resls-

Para uaarse cuando ee desea bajo caror de hldralación Para usarse cuándo se desea al,ta tencla a 106 sulfatos

resls-

(aA)

(a) (b)

(c)

{BA)

(BA),

(b)

(ExP)

opcloñeE:

(A)

Con lncLusor de

alre.

(BA) Bajo contenido de álcalle: lgual o ¡neno! de 0.60t,

corno Na2o.

(üH) RequtsltoE opclonales alternatlvos para un rnoderado calor de hldratación: ?0 cal/q máxttno a 7 dfas, o cas + caA S 58t. {¡lS) ¡{oderada reslstencia a Lo6 sulfatoas C3A I 8t, (As) AIta leslstencia a los euLfatog: caA S 5t. (EXP) Requtsito opcional alternativo Para una alta tos: exPanslón :: O.O4OC en prueba de moltero 452, a los 14 día8.

resistencia a loa Bulfa-

por et método

ASTM

de fabricactón en !,téxlco, conf,orme a ta ¡or't c-1(al: (a) (b)

produce nornalr¡ente, con

]a

misma denominación.

se produce Limitada.mente, con 1a mi6na denomjnación.

(c)

Tabla 1.2 Dtvef,Bos tipos cle cÉ¡néntos portland €imples

(ASTM

c 150)(r)

C

CEUENTOS ¡.ÍEZCIADOS (ASTM

Tipo

C 595)(2)

CaracterfstlcaE y uso

Is

OpcioneE

cernento porrland-escoria de atro horno, I para emplÉarse eñ conslruccioneE de I concrÉto en ge¡eral. su contentdo de I Sranulada de alto horno pu€de legcorla I variar entre 25 v ?o*

(A),

(¡rs)

(uH),

(EXP)

I

IP

I cemenco porrland-puzolana, para emen las construcciones de conlnlearee creto en I puzolana general. su conrÉnido de puede variar enlre ls y 4os I

(c)

(A), (r{s), (u¡r),

(ExP)

(4,

I

P

I cemento portland-puzolana, para usarse

len ]as consrrucciones de concreto donde ee requieren attas reststenctag a lno edadea tempranas. Su contentdo de puI puede vartar enlre 15 y 40$ lzolana

(A),

(Ms),

(BH),

{EXP)

(b)

I

s

I cemenco de escoria para emplearse en I combtnaclón con cemento portland pata l ¡acer concreto, o en conblnaclón con I cal htdratada para hacet mortero qr¡e I mamposteria. Su contenldo de egcorla I de alto holno debé Ber mayo! de ?Oi

(A),

(EXP)

(A),

(Xs

(d)

I

I(P¡{) lcemento portlánd nodificado con puzolana. para emplearse en construcctones I de concreeo en general, excepto cuando I lequieren las caracterígticas espelse derivadas de un atto contentdo lclales de pu¿olana, en cuyo caso debe oprarsé I por eI ttpo IP. S!¡ contenldo de puzoI no debe exceder de t5$ llana

I(su) I ce¡iento portland nodiftcado con escoria para usaree en construcctones de I concreto en generat, excepto cuando se I requieren ]as caracte.lstrcas especraI lés dertvadas de un alto conrentdo de I en cuyo caEo debe optarse por lescorra el tipo xs. su contenido de eecorla I de alto horno no debe exceIlgranr¡Ianda der de 25t

(}ur )

),

(d)

I

Tabla 1,3 Diversos tlpos de cenentog mezclados

10

(A) , (¡!s), (¡rH )

(AST!.{

1d)

C

595}(2) Continúa...

oÉctones:

(A) Con lnclusor de aire. {¡,rs) Uoderada re6iBter¡ciá a ]os sulfatos! debe emplear€e clinker portland tipo II. (l¡s) [oderado calor de hidrataci.ón: 70 cat/g máxi¡no a 7 dfas. (BH) BaJo calor de hid¡atación: 60 cal/g máximo a 7 dfas. (ExP) Requisito opcional para aplicalse con agregadoa reactivos con los ál.calia: expanEión en balras de nortero (ASTM c 22?) igual o menor de 0.02t a 14 diás y de 0.06t a 8 senanas. Notas sobre fabrtcación en México:

(a) (b)

NoM

la

Noll

la

se !,roduce nor¡nalmente, con (rl.

ta denominactái Puz-2,

c-2

(c)

Puz-l, conforne a Ia

Se produce normalmente¡ con

c-2lr).

denominación

confolrne a

se ha productdo anterlormer¡te, conf,or¡ne a la No¡{ c-175(6) en aloB ttpos: porlland-escoria tipo I Para uso genera], y portland-eacoria ttPo II Para cuaDdo 6e requie¡e moderada r€sistencia a los sulfatoe y moderado calor de hldrataclóñ,

Tabla 1.3 Dlversos tlpos de cementos mezcla¿los (AsTlr c 59s) (2) CEMENTOS EXPANSTVOS

::Dg

(ASTtt C 845)(3)

!lpo, dealgnado como E-1, de concreto de Ia fabricación y su aPllcac!ón conslste en Los ce¡nentos expanslvoe eon de un 3o1o

contracclón

comPensada-

S!3gee Existen tres clases de cemento expansivo E-1, con igualee requlsltos ffstcos y químicos, Por 10 que se le8 dlstingue de acr¡erdo con su composición: clase X: contiene aluminosulfato de calcio anhidto, sulfato de calcio y órtdo de calclo no combinado. claee l,l: Contiene cemento calcio aluminoao y sulfato de calcio. clase S! Contiene aluminato trlcálcico y sulfato de calcio' Reouisito opcional! BaJo contenido de álcali€ (0.601 máxrno) Nota de fabricación en ¡{éxlco: cana (No¡'l) aplicable,

NO

9e producen

ni existe

norma

Tabta 1.4 Diversas c¡aEes ale cementos expanstvos {AsTtt

11

oficial

c 845}(3)

roext_

!.2,2.2 0ttóa cementoa con clinker portland

AdemáB

de los cementoÉ acotadód al pie de tas ?abtas 1.2 y 1.3¡ en el

pais

se ploduceñ otros cementos a baee de cttnke¡ portl.anat pala u6os atiferenres a Ia fabrtcación de concleto htdráuttco convenclonaL, stendo principatrnent6 IoE que a contlnuaci6n se rñer¡cionan.

¿)

c€mento blanco

E1 cllnke! portland para estÉ cemento se prlmas

produce selecclonando matertas

con nuy baJas pf,oporctones, e tncLuso nu]as, ¿te hlerro

nanganeao, En üéxlco se 1e fabrtca noflnalmente conforme a

NO¡{

C-1(4) y

de acuerdo con su composlctón qutmtca pued€ 6er claslflcado

portland tlpo ¡ o ttpo III.

S€

y

como

Ie de€tlna prlnctpalnente a trabaJos

arquitectóñlcos y decoratlvos, en donde no se requteren grandes

consumos

de cemento, ya que Bu precto es relattva¡néñte alto.

b)

Cemento para pozo

petrolero

Pera las lechadas, mortelos y concletos que se enplean en Ios ttabajos ale perforación y mantentniento de pozos petroleros y geotérmicos, cteben uttlizarse cementantes cuyo6 tie¡npoB de fraguado €ean condlcioneB de colocación

en el sitlo

existan.

adecuados a laE

y a las elevadas temperaturas y presionés

Con

que

esta ftnalidad, én ]as Espectftcacrone6 ApI

10¡(7) ee reglamentan seis dlferentes clases de cenento, apltcables

ate

acuerdo con Ia profundidad de colocaci6n en et pozo. En el pafs

se

proaluce en forma ll¡nitada un ceñento para esta

1a

T2

apltcación, confor¡ne a

No¡{ C

315. A falta

supllrse con un

de este cernento, eñ condiclones

cernento

poco severas

puéde

portlañd tipo 1I dé producción normal, Junto con

aditlvos reguladoreÉ deL flaguado anadtdos en obra. po¡ eI contrarto,

en condtctones rnuy rigurosas de presión y ternperatura,

pueate se¡

necesario emplear cén€ntos dtstintos aI portland como los eventuatrnente

se e]aboran en

EUA(15) nedlante una mezcla de

que

sittcato

dicálctco y sflice finar¡ente molida.

c)

Cemento de mampogteria

El cenento de máJnpo6terta se emplea en 1a elaboración de morteros

para

aplanádog, juntéo de bloques y otroe trabajos similares, por cuyo mottvo tambtén se l.e denontna cemento

de á]bañilería.

Dos caracteríaticaB

importanteg de eate c€mento son su plastlcldad y su capacldad para reténér el agua de mezclado.

teeistencia Bon

comparat

Tomando en cuenta

que BUB lequlsitoE

dé

lvarnente ¡nenores que l.os del po¡tLand, esas

caracterfstlcas suelen fooentarse con eI üso d€ matertates lnertes tales como

callza y arcilla, que pueden molerse conjunta¡¡ente con el cllnker

molerse por separado y mezcl,arse con

el

cemento

portland ya

o

elaborado.

La Especificación AsTt{ c 9:.(8) coneidera tre6 tlpo6 de cenento ale nañpogtería (N, s y ¡r) con tres diferentea nivelea de re8tstencta.

solo tlpo de este cemento conforme a la

uéxtco se produce normalmente Nol,f c-21(

9

)

equipa¡abléE á los del cemento de nivel.

cuyos reguisitos

infertor de resistencia (ttpo

En

N)

reglamentado po¡ Ia AsT¡|.

l3

1.2.3

SELECCION DEL CEUENTO APROPIADO

1.2.3.1 Disponibilidád en el mercado nácional

En

deftnir y especlficar eI concreto potenciat¡nente tdóneo para cada apllcación en partlcular, eE de tra€cendental t¡nportancia 1a definlci6ñ del cernento apropiaato, ya que de ésre dependerán significativa¡nente tas característ ica6 y Prop¡edadea de La nratrlz cementante y por con6iguiente det concreto. e1 E,roceso para

Para poder proceder de manéra reali€ta en este aspecto, e6 necesario primero hacer un recuento de las claees y tlpos de cementos para concreto

hldráullco que efecttva¡nente se producen, o pueden producirse, en tas fábrlcas de cemento del pafs, i,ncluyén¿lo sus respectlva6 caracterlsttca6, uaos fndicadoE y nor¡nag ap]icablee. En la Tabla 1.5 se presénta está info¡mación. de acuerdo con ]as conallctoneo de producción prevateclentes

1990.

Además

de los cenentos ahi ¡henctonadoB, tarnbién eBtá nornatlzaato

escoria (NoM c-184) atestinado principatmente a fnorterog áLbañilerfa, cuya producción está dtscontinuáda. ce¡¡ento de

L4

en el. de

CE¡,IBNTOS T

cementos

I

portland stmples:

NormaI

II

Normal

III

CONCRETO HIDRAULICO NOR}'IALIZADOS

EN üEXICO

característlcas y ueo propuesto

lpo

1)

P¡¡A

No¡t

c-l(4)

Pala uso general en consttucciones de conc¡eto, cuando no se requieren las propledades especlales de lo€ Destinado a construcciones de concreto expuestas a una acctón moderada de los eulfatos o en donde ee requiere moderado cal.or de hldratáción

Llmllada

Para Ia elaboración de concretos en Ios que ee requiere alta resisten_

Ltmttada

cuando se requlere alta reslstencia a la acctón de loE sul fatog

(FF),

{BA)

(FF),

(BA}

(Mri)

(F¡'), (BA), (Ms), (As)

IV

Elancc

2)

NormaI

Puz-2

NormaI

Normal

(BA)

(r'F),

(Mn),

Para usos donde se requtere eI coIor blanco en vez del 9116. se clastfica de acueldo con la composición qufmica deI cllnker

cementos mezclados port land-pu

Puz-I

(Fr'),

zolana:

No¡,i

c-2(5)

cemento portland-puzolana, Para uso en ]a€ conslrucciones de concreto en genelal Cenento port l and-Pu zolana, Para uso en construcciones de concreto donde no son requéridas reststenciás altas a edádes tempranas

(Ms), (As), (EXP)

(FF).

(MS), (ExP)

(¡.rH), (As

),

3) Cenentos portland-escoria de alto horno: No¡t c_175(6) I

Para uso general

II

cuando €e requiere un ñoderado calor de hidratación Y una mode_

lada resistencia a los sulfatos.

Tabla 1.5 Divereoe tipoE dé cemento para concreto hidráulico, incluidos en las No¡.í c_1,{4)-Not¡ c-Z(5) y NoM c-175(6) continúa... t5

opcionee : (soramente aplicabl.es prevro

fabricante):

(

FF)

(BA )

(¡rH)

acuerdo enlre el comprador y el

¡'raguado fáIso: 1á penetración final no debe det EOt de la tnicial, en ]a prueba por el método de pagla de cemenro (NoM c_132).

Bajos álca1is:

el conrenido de álcatiE rotales,

Na2O, no debé éxceder de O.60$.

expresaaros cono

Uoderado cálor de htdratación: se puede espectficar allernarivanente que Ia suña CaA + Cas no exceda de 58t, o bien que eI calor de hidratación no excedá dé 70 cal/g a 1os ? dfas ni de 80 car/g a tos

2a dias.

si eepeclftca cuatgulera de e6tos requisiros opctonales alternatlvos, las reEistenclas a co¡npre€tón especlftcadas a. 3, 7 y 2A días deben reduclrse en 20i. (¡rs)

Uoderada reslstencia a 106 sulfároE:

ttlcáIclco

polt ]ánd-pu (As)

(caA) en eI ceñento (o zol ana ) no debe excede¡ de 8t

Alta reslstencia a ]os sulfatos! eI contenido de aluminato trlcálclco (CaA) en eI cemento (o eñ el cllnker si e6 portlanal-puzolana) no debe exceder ate

(EXP)

eI contenido de alumináto eI cI Inker Ái

5N

Inhlblción de la

expanstón debtda a la reacció¡.r á]catt-agregado (só]o para cementos portlanal-puzolana): Ia expansión eñ mortero con

vldrlo

de

boroslllcáto

éomo agregado (NOlt C-180) no alebe exc€dér ate

0.02c a ]os 14 dfas, nt de 0.05c a los 91 días.

Observaciones (acerca de

las

condlcloneE de producción):

Producción normal. No signtftca que et cemento indicado Ee produzca en todae las fábrÍcas, sino que se encuentla normatmenre diBponibte en el

r¡ercado nacional.

Producclón Iinitada. Signlftcá que et cemento indicado no se encuenrra nornalmente disponible en e! r¡ércado nacionat, pero que puede ser producido por algunos fabricahtes mediante convenio específico con et conprador. Producción dlscontinuada. Signiftcá que el cemento se produjo en el paeado, porque existen normas nacionates aplicabtes, péro que no se proatuce en la áctualidad.

Tabla 1.5 Dive!sos !ipos.de cemento.para concre¿o_hidráuIico, .incluidos Ias NO¡t C-I({, NOM C-2tl y NOM C-1?5{o)

l6

en

1.2.3.2 Características esenciales del

ce¡nento

La influencia gue eI cemento portland ejerce en eI comportafiiento y propiedades de

la pa6ta

cementante

y del concreto, derivan

funda¡nental¡nent€

de la co¡nposlclón quínica del cllnker y de su finura de molienda. En el

caso de Lo8 cementos port l and-pu zolana, hablla que añadir a esos factores loE referentes a Las caracterlstlcas fí6icas y qufmtcas de puzolana

a)

y eI contenido de ésta en eI

do6 1a

cemento.

Compo6lci6n química

Una vez que eL agua y eI cemento se mezclan para formar Ia pasta cerñéntante. Be

lnicla

una 6erie

de reacclones qufnlcas que en

f,orna

global ae dealgnan como htdrataclón del cemento. Esta6 reacclones

se

manlflestan lnlcialmente por Ia rtgidlzación gradual de Ia mezcla, que

culmina con su fraguaalo, y contin(¡an para da! lugar al endurecimiento y adquisición de resistencla mecánica en eI producto.

Aun cuando

Ia hidratación del

ceme¡to e6 un fenómeno sumanente complejo,

existen simFlifi.caciones que permiten interpretar concreto. con eEto admitido,

de

puede decirse que

Ia

eus efectos en

el

comPoej.ción quínica

cLinker portland se defiñe convenient.enente nedlante Ia

identificación de cuatro

co¡npuestoa

principale6, cuyas variacioneB

rel.aiivas determinan los dtferentes tlDos de cemento Dortland:

t7

Fórmula

de] óxido

Notación abreviada

silicato tricálcico

3CaO S1O2

c.¡s

stltcaro di.cáIctco

zCaO SlO2

c2s

3CaO Al203

caA

4cao AI2o3 Fe2o3

c4AF

Alumlnato Aiuninof

tricálctco

errlto tetracálcico

En térrninoe

eon

los

prácticog Áe concede gue

siLlcarog de calcio (CaS y

1oB

compuestos más deseables, porque

al hidraearse

C2S)

forrnan Los stttcatos

hidratadoa de calclo (s-n-c) que son responeables de Ia regiEtencta ¡necánlca y otras propledades del concreto. Normalmente, eI CaS aporta

reaistencia a corto y medlano p]azo, y eI

declr, 6e

complementan

a mediano y largo p]azo,

es

blen para gue la adqu!6ici6n de resl€tencla

ee

C2S

teaLlce en for¡na eostenlda.

EI alumlnato tricálclco

tal vez el

(CaA) es

nayor raplale¿, y por ello propicia

coñpuesto

que 6e hidrata

mayor velocidad en

el fraguado y

con

en el

desarrollo de calor de hidratactón en el concreto, Asiiniemo, su presencía

en eI cemento hace aL concreto

ná6 susceptible de

Bufri!

daño por efecto

del ataque de sulfatos. Por todo ello, se tiende a liñitarlo en 1á que ee compatible con

eI

uso

del

nediata

cenento.

¡j.nalmente, el aluminoferrtto tetracálcico ea un

co¡npuegro relativanente

iñactivo pues contribuye poco a ]a resistencia del concrero, y su presencia más bien es útil

como fundente

durante la cálcinación det ctinker y porque 18

favorece Ia hidratación de los otros compueatos.

Conforme a esas tendencias

de

caráct€r general, durante La elaboración del

clinker portland en au6 cinco tipoa normallzados, se realizan aJustes regular la presencia de dichos

T

compuestos de

Ia slgulente

I

sin ca¡acCerlstlcas

II

Moderados

manera:

AjuBte prtnctpal

Caracterfstlca

tpo

para

sin ajustes especffl-

espectales

cos en é6t€ aapécto

calor al6 hidratacLón y res16tencla a los sulfatos

Moderado caA

I¡I

Alta r€elstencla ráplda

AIto

cas

IV

BaJo

calor de hldrataci6n

Alto

C2S, moderaalo

Alta reslstencia a los sulfatos

BaJo

CaA

otro aEFecto importante relatlvo a Ia

composición guf¡¡íca

del c]ínker (y

de] ceÍnento portl.and) se reftere a los álcalls, óxidoE de aodio (Na2o) y

de

potasio {K2o), cuyo contenido suele llnltarse para evitar reacclones dañinas del cemento con ciertos aoreoados en e:. concreto. Esto ha dado motivo para el. establecimtento

de un

requisito qui¡nico opcional, aPlj.cable

a todoe los tipos de cemento polt]and, que conaiste en ajustar eI contenialo

de áIcalts totales,

expresadoa como Na2O, a un máximo de 0.60 por ciento

cuando ae requiere eñplear

eI

cemento

junto con agregados reactlvoE.

19

b) Finura de nolienda En

la determlnaclón del proceso lndustrial.

adecuaalo

para ta motienda del

cemento, intervlenen factorea técntcoa y económicos que deben conciliarse. En al aspecto técntco tnter€Ea prlncipalñente definlr el grado de ftnura que debe darse al cemento para que cu¡np]a especifrcaclones de acuerdo con su tipo, pe¡o €tn deJár de congtderar tarnbién los éféctos gecunalarios que Ia finura del cenento puede inducir en

eI

comportamlento

del concreto, tanto en eetado fresco como va

enalurecldo.

E1 g¡ado de fínura del cemento tíene efectos amblválentes en el concr€to. AI aumentar Ia finu¡a eI cenento se hldrata y adqutere leslstencia con

más

rapidez, y taftblén se mantftesta ñayor alisposlción

en aua parttculas para mantenerse

en suspenslón en la pasta reclén mezclada, 10 cual es ventajoeo para 1a cohesi6n, nanejabitidad y capacidad de

retenclón de água en las mezclas de concreto.

Como

contraparti¿la, una flnura más alta representa mayor veloctdad Én Ia gene¡aclón de calor y nayor demanda de agua de nezcládo en

eI concreto,

cuyas coñBecuencias son lndeseablee porque se traalucen en cambios volumétyicos

mayores

de1 concreto y pogibles agrtetárnientos en

En e1 caao de los cementos portland, debe dárÉeles una finura

l.á€

ale

nolienda adecuada para cumpltr con los valoreg especificádoB en cuanro

superficie específica y reaiatencia a compreeión, salvo et tipo IIt

20

a

en

que no se regfamenta ]a EuPerficle esPecfflca porque se sobreentiende que requiere ¡nayor finura que Los otros tiPo6 pala cumpllr con Ia función de obtener alta reaistencia a edad te¡nPrana. tinura

ale nolienata

En cuanto

a la

de log cementos Pottland-PuzolanÁ, en Ia NoM c-2(5)

ee especifican requieitos relativos al reslduo en la cri.ba a 0.045 (No 325, AsT¡.{) y a }a superficle específlca; Eln erüargo, la norma ast¡¡ c s95(2) no 6gpeclfica requls-itos 6n estoit aspectos y 3o1a.¡nente leqüler€ que se real,i.cen e infornen reBultados de ¿mbaE determinacioneB con cierta frecuencia. Es decir, el criterto de la norma AST¡{ Propende á concede! a estos ¡esultados má¡ bien valol tnfoYmativo de unifor¡nidad que de áceptactón o rechazo,

lo cual

Puede

lnterptetarse

como que no IoÁ

consiatera lnalices decislvos para Juzgar 1á calldad del

ceñeneo

port land-puzolana.

cuando se fabrtca cernenlo Portland slinple, prácticameñte se muele un solo matesial (cllnker) que eB relativalnente homogéneo y de dureza unl-

al molerlo se ploaluce uná fragmentaclón y Pulverrzación g¡aalual que se mañiflesta en eI cemento Por curvas de granuloñetrfa contlnua, cono las mostradas en la Flg 1.3 (Ref 10, cltada eñ Ref forne,

de manera que

Ia molienda se prolongue para incremenlar la finura como gucede en la fabt.i.caciór¡ alel tipo III. En tales condicloner, l¿ suPelflcie especifica es un buén lndice de La finura del cemento y de

10')

no obstante que

6us efectos colrespondientes de

ello es

que

sl 6e cor¡paran

en

eI concreto.

Una cor¡secuencia

do6 cementos Portland

del

mismo

práctica

ttPo y

con

igual superflcie especifica, suele manifeBtalEe Poca dlferencia en sus lequelimientos de agua al elaborár el ¡rls¡¡ro concteto, aún sieñdo los 2I

cementos de distinra procedencia.

lllollos Nos. 32s 2oo

100

/)

-.ó

I

...¿

--

.¿...¿

q.

^*rrond'9990---¿qrnenlv)a-ceqgpjYYr>-

65

4

5

6

7 I9lO

Tiempo lronscurr¡do, horos

Ftg 1,6 Influencia d€l car¡bio de cemento en eI proceso de fraguado de pasta, seguialo Por me¿llo ¿le €u resistencia eléctrica(ra)

La

otro aspecto relacionado con la lnfLuencla del cemento eobre eI tiemPo fraguaalo ¿le] concreto, se reflere aI uso que fr€cuentemente 6e hace

de de

eI fin de aLargar eee tiempo en situaciones que 10 requieren, como ee el caso de los colados de gtandes volúmenes de concreto, adltivos

con

particularmente cuándo se realizan en condicionee de aLta témPeratura

ahblent4l. Hay antecedentes en el sentido de que algunoB aditivos retardadores del fraguado pueden reaccionar adversamente cót ciertoÉ compueBtos

dtftculta

del cemento,

ocasionando una

rigtdez Prenatura en la mezcla

que

eu manelo(11). Para prevenir este inconveniente, eB recomendable

verificar nediante

pruébas efectuadás anticlpadainente,

33

el

comPortanlento

del concreto elaborado con eL ceménto y el adltivo propuestos. b) Efectos en el concleto endurecido

Adquisictón de resiBtencia mecánica

Conforne Be expuso prevLamente, la velocldad de htdraración

y

ad$riÉición de reststencia de 106 diversos ttpos de cénenro portland depenale báslcamente de

Ia

compoaiclón qutmtca

de molienda. De esta manera, un cenento con

trlcálclco

del clinker y de la flnura

alto

contenLdo

de Eittcato

(CaS) y elevada ftnura puede proalucir ¡nayor reslsrencla

a

corto p1azo, y tal eE e] ca6o del ce$ento tlpo III ale aLta reslstencia

ráptda. En et extr€no opuesto, un cemento con alto contentdo

de

slllcato alicálclco (q2s) y flnura moderada debe hacer rnás lenta la adqulslclón lnici.al de reslstencia y consecuente generación de calor

el concreto, elendo este eI

caso de1 cemento

tlpo Iv. Dentro de

en

e6tos

Llmites ale conportamiento, en cuanto a la forma de adquirtr reelstencia, se ubican Los otros tipoa de cenento portland.

En

la Ftg 1.7, elabolada

con datos de ce¡nentos ae

¡u¡(15),

Be muestra ta

tendencla comparativa en ta evoluc!ón de resistencla del concreto ]os diferentes tipos de

cemento

portland, excepto el IV que no se prod!¡-

ce en Iléxico. Es necesarlo precigar deben tomarEe solamente coño

con

que esta6 forrnas de evolución

teñdencia6 de carácrer qenéral, alebtdo

las iÍnportantes diferenctas que

pueden manifestarse

con retación a los cementos del

nl8mo

en eete

tipo fabrlcados

en

a

aspecto

et pafs.

150

,t==

P

.9 orden, d

14 y

28 díos

--l-----l

t-r

+,-"

.¿-i +,

,r'"'*' ,/ t'^*

Tipo

E

de

E

Rt

/

0.75

R¿s

-0.85

0.60 - 0.75

'6

r vg

o

0.55-0.70

a7142990t80

365 Edod del concrelo, díos

Fig 1.? Tendencia predecibl€ en la evol.ución de reslstencia necánica del concreto con diversos tlPos de cer¡ento portland (aasada en datos de Ref 15)

8n cr¡anto a

106 cementos portland-puzolana, sr¡ adqulslclón

lntcial

de

resiatencla suele ser un tanto lenta debido a que laa puzolanas no aportan prácticarnente resistencla a edad temprana. Por otra parte, resulta dtflcil Predeclr la evoluclón de reEistencia de estos

cementos

porque hay varlos factores que influYen y no siempre se conocen' son eL

tipo de clinker

proporclón de su

Lg(12) ee lnaica resratencia

de

comparativamente

como

v la naturalezá, calidad y puzolánico. con esta aalvedad, en Ia Fig

con que se elaboran

componente

forma como puede esperarge que evolucione Ia

concrelo elaborado con cernento portland_puzolana, e] ñlsmo concreto hecho con ce¡nento tipo r, cuando

35

se utiliza

una puzolana de buena calidad en proporción moderada. 400 Resisrencio der mismo orden o

E

-. \5 '6

3OO

nd tipo 13204 cñ2/g, Elorne)

tr-'-'

e

e

2OO

:'--"

Cemenlo porllond-pu¿olo¡o {3650 cm7q, Eloine )

.9 .2

&

I

* oU''l

f83% L lz%

clrnker

I

pu¿olono

NOTAS:

roo

. . . .

Ambos ceme¡los eloborodo! con el mismo cliñker Pu¿olono. cenko volonl¿ molido o Consumo

fljo

de cemehlonle

Revenimienlo conslonle.

5600 cm7g,

Eloine

. ¡00 kglml

l0cm

37]42490180 Edod del concrelot díos

Fig 1.8 Evol,uci6n comparada de reglstencla, en concretoa con cenentos portland tipo r y portland-puzolana(12)

De acuerdo

con las tendenctas nostradas pueale conslderarse que,

obtener el beneflclo adecuado de reElstencla de ce¡nento eñ

cada

para

tlpo y claEe

de

función de sus características, Io conveniente es eeDecif,icar Ia

resistencla de proyecto del concreto a edades que sean

congruentes con

dicháe caracterfstlcas. Consecuentemente, estaB edades pueden ser

Tipo de cemento que €e emplea en el coñcreto

Ealad recornendable

pa¡a eépecificar

la resistencia de proyecto

Portlañd III

14 ó 28 días

Portland I, II y v 90 días, o

Portland-puzolana

36

¡nás

co¡no

En auaencla de cemento

tipo 1II,

cuya disponibilidad en

el

es Limilada, puede emplearse cemento tipo I junto

mercado ]ocal

con un aclitivo

acelerante, previa verlficación de Eu conpatlbllldad y efecto6 en el

concreto, tanto en 1o que ao refiere a su adqutstctón de resistench como

a Ia durablltdad potenclal de ]a estructura. Tanbién es poslbla

adeLantar Ia obtención de la reeiatencfa deseada en eI concreto, proporctonando aumentando

la nezcla para

el

consumo

una resistencia pot€ncial náÁ

unitario de cemento. o

alta, ya sea

empléando un

aditivo

reductor de agua para dismlnulr La relación agua/cemento.

-

Genéración de calor

En

el curso d€ la reacctón del

cemento con

al agua, o hidrataclón del

cemento, Be Proaluce desprendl¡nlento de calor porque s€ trata de reacclón de carácter érotérmlco. sl €I calor que se genera en el

de Ia masa de concreto no se disipa con Ia produce, gueda un reaanente que

de la

al

una

seno

misrna raPfdez con que se

acumularse lncrementa

la tenperatura

ma6a.

E1 calentamlento del concreto Io aI enfriarse sufre

expande, de manera que poaterlormente

una contracción, nor¡nalmente

esfuerzos de tenEión

caPace6 de

agrietarlo.

lestringida, que

genera

La posibilidad de que esto

ocur.a tlende a ser nayor a medida que aumenta la cantldad y velocldad

de generaclón de calor y dtstpactón,

Ee

que disminuyen

lag facilidades para 6u pronta

decir, el liesgo de agrietaniento

de

origen térmico

Be

incremenla cuando ae emplea un ceñento de alta y rápida hldratación,

37

como

el tipo II¡, y las estructuras tlenen gran eápesor. obviañente, la

aimuftaneidad de ambos factores reDresenha

las condiciones

con 10 anterior, una de

qonsecuentemente

Désimas

1as medidaa recomendableg

cuando se trata de conatruir Éstructuras voluminosas de concreto

conslste en utlliza! de

hldrátaclón.

En

cementoa que comparativamente generen menoa

la labla 1.6

6e reproducen datoa

calor

del Informe AcI

225

n(16) relativoe aI calor ale htdrataci6n calculaalo para div€rsos tlpos ce¡nentoa

Portland actuales.

Ilpo de cenento portland (ASTr.r

calor de hldratací6n, ca!/g

C 150)

I

II

(

de

Bin requlsltog opctonales)

l¡ (requisito¡

cas +

CaA

1

588

7 dfas

2a dia6

85-100

93-100

77,5

47,4

'13

.4

84. 3

II lReoulsltor calor de hidratación a ? días 5 7o cal/g III(+)

93-108 7

(+) Estimado de acuerdo con

ocasiona

Ia finura.

la resistencia,

3.4

debido

a2

la diotorEión

Tabla 1.6 calores de hidratación calculados de cénentos actuate'(16)

38

,2

que

En lo

referef¡te a loe

ce¡nentoB

portland-püzolana, su calor

hidratación depende de1 tipo de cllnker actividad y

que contiene y ale Ia

propo.ción de au componente puzolánico.

generel Be dice

que una puzolana

aportá

de

aproximadamence

De ñanera

la mltad del

caLo! que genera r¡na canttdad equival.ente de ce¡nento. Por consiguiente, cuando se comparan en

este aspecto dos cemettos, uno portland y otro

port l and-puzolana elaborados

con eI

nis¡no

cltnker,

puede esperarse en eI

una dtsrÍtnuctón del. calor de hidrataci.ón Por uná cantidad del ord6n de la nitad del que producirfa eI cllnker BuÉtit¡¡ldo por la Pu¿olana, si bien es recoñendable verificallo ¡nedlante prueba dj"recta porque hay segundo

casos en que

tal

d.lÉminuclón es menor de

lo prevteto(16).

Para €stablecer un crlterio de claslftcación de los cuanto a generacl6n de cáIor, es Pertlnente

cementos portland en

deflnlr ciertos lfmltes.

Asf,

haclendo referencta al calor de hldrataclón a 7 dfas de edad, en €l portland ttPo IV que Por deflnlción es de bajo calor puede auponetae

alrededor de 60 cal/gt en el extÍemo oPuesto 6e ubica el Portland tlpo III con un calor del orden de 1OO callg, y a úedio intervalo se sltfia eI portland tipo II sin requisitos esPeciales con un calor cercano a 8O cal/gt

y al cual se Ie consldera de moderado calor de hidrataclón.

En ]as condlclonee actuales de

la producción focal,

solamente

es factible

dispone! de los cementos Portland tiPo I¡ y portland-puzolana, para laa estructr¡ras de concreto en que se requiere moderar el calo! producido por

la hldratación del cenento. sobre ésla base, Y con€ialerando

39

dos grados de

moderactón? son recomendables los cementos qle se indlcan en ta Tabla 1.?.

Crado de rnodera-

clón en el calo! de hidratación

caL/s

l.loderado nor¡nal

Moderado reducido

cenentoe recomendables

calor probable a 7 día6

65-75

(

No¡{

c-l)

(

NO¡l C-2)

Portland II, sln requiEitoÉ eapeciale6

Portland-puzotana¡ con cl. tnker I

Portlánd II, con requlsÍtos especla-

PortIánd-puzolana* con clinker II

a) cas + caA s

58$

b) calor de htdrataa'7

dra6 5 ?0 ca]/g a28 dfas < 80 cá]/g

t

Debe compiobaree que 1a puzolana cumpla especlficaclones

** Debe conaíde¡arge

apllcables.

una reducclón de 208 en 1as reslaténclag e6Deciflca-

da6.

Tabla

l.?

Cementos recomendables para condicionea en que ae requlere moderada generación de calor en el concreto

- Reslstencla áI átaque de los sulfatoB

El concreto de cemento portland es Busceptible de Bufrir gtado aI prestar servicio en contacto

en dletlnto

con diversas eubetancias químicas de

carácter ácido o alcalino (Tabra 1.s)(17).

40

daño6

crado de ataque al concreto, a ]a tempe-

substancias qufnicas

ratufa

ambiente

actdos inoroánicoE¡

clorhfdrico, fluo!hídrico. nítrico, sulfúrico Fosfórico carbónico

Acldos oroánicoe: Ráp!do

Acético, fórnico, 1ácteo Tántco

Despreclable

oxálico, tartárico só1uóióne6 alcaltnas:

i Moderado

Htdróx1do de sodio > 2oi Htdróxrdo de sodio 1O-20t,

hlpoclotito de 6odlo Hldróxido de sodlo < LOt, htdróxtdo de amonlo

Lento DeBPreciable

soluclones sá1lnas.

cloruro de aLu¡nlnlo Nitrato de amonlo, sulfato de amonlo ' sulfato de sodlo, sulfato de nagnesio, sulfato de calclo cloruró de a.nonl,o, cloru¡o de magnesio, cianuro de sodlo

nltrato

cloruro de calclo, cloruro de sodlo, ¿tñc, cromato de sodlo

Rápldo l.loderado

Lento

de

DeaPreciable

Dlversas: Blomo (gas), sohrclón de sulfito cloro (gaE), agua de mar, agua bláñda anonio ( 1Íquido )

Moderado

Despreciable

*Las soluciones alcalinas Pueden ocaslonar reacciones del tipo áIcallagregado, en concretos con agregados reactivos con los álcallE' aabla 1.8 Efecto6 de algunas eubetancias qulmicaa en el concreto(1?)

4I

Para I¿B eEtructuraé de concreto

que de ordtnario se conBtruven en laB

centraleE eléctricas, el mayor riesgo de daño po¡ este concepto corre€ponde

al ataque de loE sulfatos contenidos en eI água o en el suéto de contacto con las estructu¡as, De acuerdo con 106 datos de ta tablá anlerior el ataque de los Áulfalos al concreto se cláEiftca comparatlvanente con otraa substanciaÉ que atacan

como ate avance moateraato,

al concreto con rapidez,

sin e!üargo, en altas

concentrac iones,

en pocos años eféctos

deatructivos constderablés en las egtrucEuras

los sutfatoá

son capace€ de produci! r¡o

pfotegldae con€ra sus efect06.

Los sulfatos for¡nan parte de lás sales inorgánlcas hallan preseñtes en los

su€106

grado de concentraclón es obetante hay

sltlos

donde

y

aguas

norrnalrnente

que f,f,ecuencemenEe

€,e

superftclales o freáttcas, pero

su

bajo e inócuo para el concreto.

No

por La naturaleza del suelo, por la lntensa

evaporación o por otras causas especfflcas, se incrementá la concentracl6n de sulfatos en agresleoa

el suelo o en 6l agua que dsl se convierten en

medioe

al concreto.

Aún cuando no hay una frontera precisa entre ]as concentracLones ale €ulfatos inócuaB y agréEivas, ya qué 6us ef,ectos en eI concreto también dependen de otros factores, et comité AcI 201(17) comparte el crtterio del usBR(Is) y recomienda vatores atel orden ale

O.l por ciento de sulfatos

solubles (soF) en el suelo y de lSO ppm de sulfatoe (so;) en er ¿gua, aeñalea de rle69o para conenzar a torñar ñedidas contra posibles

el concretoi nedida€ que se vuelven r¡áÁ estrtctas

42

como

efectos

en

confo.rne 6e incre¡nÉnra ra

concentlación de sulfatos. loe valores equivalentes según Ia

!¡Olt

c_346(18)

Eerian de 0.1 po! ciento y 80 ppn, respectivamente, para deftnir eL de rlesgo de ataquo por gulfatos en el caao de tubos de

umbrat

preef,o¡zado.

Para ploteger una estructura de concreto que debe prestar servtcto contacto con agua o suelo potenclalnente agresLvo6 por su alto contenldo sulfatos, exigten tres

medlos básicos que Pueden 8er

de

utilizadog:

1) Inhibi! Ia reacción detrlnentál de los sulfato6

con

€I concreto,

selecclonando un cemento de conposiclón qutmica aProplada.

2) Evttar la Penetraclón

d€

concretor Produclendo

3

)

los sutf,atos €n Eoluclón acuosa a travé8 del concreto co¡npacto e lmperneable.

InPedir eI contacto dltecto de los sulfatos con et concreto, interponiendo eñtre a¡nbos una ba¡rera de sepaaaclón, o cualquler olra medida que

NormaLménte

elrva Para el

mismo

fin.

las dos priÍreras medidas

compternentaria. en tanto que

ee apl'tcan de manera simultánea y

la tercera generalmente rePreeenta un medio

de

defensa adicional para condlciones nuy severas, o bien un medio alternativo

para

cuanalo

no es Pos.ible aplicar IaE doe primetas. e Incluso

Para

estructura6 ya conglruldas en que no se tomaron laE ptecaucionee adecuadas en su construcción. Para eBte último ca6o, es recomendable acudlr aI

43

Manual dé üantenimiento de concreto de 1a caE(19) uno de cuyos .tocumentos de consult¡ es

6l inforne

Eobye recubrimtentos para concreto

del co¡n*é

aC¡

s15(20).

En cuanto a tricáIcio

1a selecctón del. cemento apropiado, se sabe que

(caA) es éI

eI aluminato compuegto del cemento porttand que puede

reaccionar con 106 €ulfa¿os éxternos para dar EuIfoálumtnato de calcto hidÉatado cuyá fórñación gradurl ité ácompaña de expansiones que deslntregran paulatlnanente e1 concreto, En consecuencia, üna ¡¡anera d6 inhlblr eBa reaccl-ón conslste en emplear cementog portland con noderadó o bajo contenl-¿lo

d6 CaA,

como

]os tlpos If y V, Eelecclonados de acuerdo con el

grado de concentración de los

sulfatos en eI medio de contacto. Otta poslblLldad consiste €n uttltz¿r cementoo portland-puzolana de calialaat especif,lc¿¡nente ¿decuada para

€¡te fln, ya

cJue

extste evldencla

efue algunas

puzolanas como las cenLzas volantes clase F son capacee de mejora!

reslstencla a los sutfatos de1 concrero(2l), Hay desde tuego

1Á

abunatante

informaclón acerca de1 buen co¡¡portamiento qué en este aEpecto r¡anlflestan

los

cementos de eecorla de

producen en

alto horno y los aluminosog, pero que no

se

eI pafs.

Pa¡a claeificar Ia agrestviataat

de

Eulfatos en el agua y en el suelo,

en

láE concentraclones creclentes

de

Ia ?abla 1,9 se coneidera el criterio

del co¡ntté Ac¡ 201(1?) y 6e inctuyen Ioa

cementos apli,cables en cada caso,

de acue¡do con las condlclones focáleE ale produccíón

y disponibtlidad.

Crádos dé aoresividad del euelo, sedún Eulfátos solubles r SO;) : aeni9no severo crádóB de aoresividád del {qua, sedún eulfatos I so¡I: Beni9no Uoderado

Relación A/C máxima recóñenalabte ( a) En grado benigno En grado moderado En grado aevero En grado muy severo

Menos de 0.108

0.10 a 0.2Ot 0.20 a 2. oos uás de 2.0oc

de

150 a 1500 a

150 ppm 1500 ppm 10000 ppm

Más

1OOOO

Menos

de

ppm

sin Ilmitación por este

concepto

0.50 o,45 0.45

preferentes: grado benlgno En En grado rnoderado En grado severo

stn limitactón Por este concePto Portland II Portlan¿l v o portLand_puzoLana (b)

Bf¡ grado muy severo

Portland v o portland-p!¡zolana ( b) con clinker v, más Protección ex-

cementos alternátivoB: En grado benigno En grado moderado

sin limitación

CementoB

En grado seveto En grado ¡n'ry eevero

por. este concePto Portland-puzo).ana(D) con cllnker

II Porl]and II

con baja exPanslón

por sulfato6(c)

Portland I1 con baja expansión por Eulfatos(c), má6 Protecclón

requerirse una retación máB baja para proteger eI ácero de refuerzo contra Ia corrosión. (b) Debe verificarse que la Puzolana sea apta para mejorar la ¡esistencj'a del concreto al ataque de los eulfatos. (c) Expansión S O.O4Ot a 14 dlas, determi¡ada por ¡¡élodo AsT¡{ c 452'

(a)

Püede

Tablá 1.9 cementos lecomendables para diversos grado6 de agresividad por sulfatos en et agua Y en eI auelo

En

el

con

caso de

ef

las estructuras de concrero que pre€tan servicto en contacro

agua de mar, debe considerarse que ésta por Eu contenldo de sulfatos

que nornalmente eÉ mer¡or de 2000 ppm, repr6senta en este que eE moderadárner¡te agreslvo

Bentido un

al concreto de ce¡nento portland.

medto

sl_n embargo

otros factores de rlesgo que pueden tener efectos máB dañtnos sobre dichas eatlucturas y que deben tenerse en cuenta al. ati6eñar6e y hay

1)

E1 agua dé mar suele cor¡tener

caracteri6tica la

rnás

Hay

clertos

puealen

000 ppm ate eloruroE.

identtftca como un medlo de contacto gü€

Potencialrnente muy corrostvo para

2)

de 20

el acero de refuerzo.

fénómenos con ef,ectos princlpalmente de

ocurrlr

co¡no consecuencla

de mari partlcularmente

destructlvoe de ]os

es

carácter f,fstco

gue

de Ia exposlcl6ñ del concreto aI agua

Ia acclón eroslva del oleaje y los cambtos de volumen de

las

ef,ectos

sa1e6 absorbtdaÉ Dor eI

concreto en laa zonas expuestas a gaturaclón y secado, como éucede en

los elementos sltuados entre los niveles de fluctuacl6n de ia expuestos a

Coño

marea, o

lás salplcadurag.

criterlo de carácter general

cemento portland

puede conslderatge que

tipo II, o portland-puzolana

con

el e¡hpleo de

un

clinker tlpo II, debe ser

suficlenle para p¡oteger a] concreto en cuanto aI ataque de los sulfatos nor¡nal¡¡ente contenidos en eI agua de mar, pero é6ta medlda no contribuye

darle protecclón contra 1a corrosión del refuerzo ni contra IoE

fíeicos que

pueden degradarlo, para

46

a

fenó¡¡enos

lo cuá] es necesario coneiderar otyas

nedida6 talea coino eL uEo de una baja relaclón agua/cemento, un aumento en

€l espesor del recubrl¡nlento de concreto sobre laa valillaa y, condtctones

en

crlttcas, ápl.tcar trata¡nlentos anticor¡osivoa al acero

refuerzo y revesttr superftctalmente el concreto

de

expueEto con un Producto

de cattdad adecuada.

Otro asp€cto que merece toñarse en cuenta y veriflcarse es eI relativo a

un

pogtble tncrenento de la concentraclón de sale8 an lugaréE donde €I agua

de

mar Ee

halla estancada o con poco movlmlento,

su contenido de sulfatos el

En

tales casoB, al auñentar

agua se coñvierte en un ¡nedlo qufmlcarnente

más

agrestvo t¡acla el concreto, para cuya protecclón puede 6er Decesarl-o

conaiderar eI uso de los

ce¡nentos reconendados en

la labla 1.9 para eI

grado severo de agre8ivldad por sulfatos.

- Eetabllldad volumétrica Uña

caracterfstlca lndeseable del cotcreto htdráu1ico es su prediEpoBiclón

a manlfestar caÍülos vol,umélrlcoe, partlcr¡Iarmenle contracclonea, suelen causa! agrleta¡nlentos

que

en las estructuras. Para correglr este

Lnconvenlente, en casos que Io arnerltan, se han desalrollado los ceñÉnto6 expanglvos que se utilÍzan en ros conc.etos de contracción compensa¿la(22 ), pero que todavfa no se Producen localmente.

AI concreto hidráulico experi¡nenta compacta dentro de

cambíos de volumen desde que ee coloca y

las cinbras hasta el término de su vtda de serviciot

carnblos que pueden 6er notivados Por di-versas causas taleÉ cono ]as

varlacionea de ce¡nento

humedaal

y temperatura, las reaccj.ones quíñicas enrle el

y loa agrégados y La pérdida tle agua por evaporaclón, entle otraÉ.

Bl prtner cañbio importante de volu¡nen que Ee ¡nanifleÉta en el concreto Ia llanada contracción pIásttca, que ocurré en Ia etapa de fraguado y

es eE

responEable de agrtetamtento8 tempranos en estrucruras con grán superficle expueala como

los paviméntog. La ocurrencla de eÉte fenómeno en

detrlmental auele relaclona¡se prlnclpaL¡nente rnezcla de concreto

y

3u rápidá pérdida

grado

con e1 excego de agua en Ia

por deflclenclas de protecctón

y

curado y por condlclones atmosférlcas adversag que intenslflcan la evaporáclón. consecuentemente, ta Influenct¿ de 1a6 caracte!íetlcas del cernénto

en este aapecto qüeda rel,egada a un

s€gundo

térñlno, por

1a

nagnltud de los ef,ectoa cor¡espondleñtes a dlchas otra6 causas.

El. €egundo ca¡ülo volumétrico de lnportancia es

debe al

que

enfrt¿mteneo graduaL del concreto deapuéB de haberse

aobrecalentado por efecto

del calor de hldratacióñ

este ea excesivo o por falta de facllldades exPedlta.

]a contraccl6n térnlca,

En éate caso

Ia influencla de]

acurnulado¡ ya sea porque

adecuadaE para su

cemento puede

dlslpaclón

ser 6lgnlfi.cativa,

Pues cuando 1a probabilldad de sobrecalentamlento eE evidente,

como sucede

en las estn¡cturaa voluÍninosa¡,, debe elegirse el ce¡¡ento adecuado

en

funcióñ de su calor de hidrataclón de acuerdo con Ia lnformación contenida en Ia Tabla

1. ?.

Finalmente, un canblo de volünen qüe e6 cauBa de f¡ecuentes agrietamientos er¡ Ias eatructuras ordinarias de concreto es la contracci6n por secado, ásí

48

denominada

por su relaclón aparente con la pérdida de agua por evaporación

que se produce paulatinamente en eI concreto expueato aI ñedio aÍüiente. Ent¡e 106 factores qüe contrlbuyen a incrementar esta contracclón sobresalen

el contentdo excesivo de agua y de PaEta de ce¡nento en la

de concreto,

y

determinadas caracterígticaa de

los

aglegados

y del

cemento,

En relaci6n con eate último, hay cierta eviatencla (8i9 r.s¡(23) algunos cementoa poltland-pu¿olana aon elaboradoa

tan flnarnente molidae

que incrementan

la

¡hezcla

¿E qlr"

con puzolanaa naturales

demanda de agua de mezclado del

concreto, y trasladan sus efectos al concreto endurecldo aumettando

Eu

contracción por secado.

-\\

-3

Concrel0 con cemento p0rllond lipo (pr0medio de 5 mueslr0s e0s0yodos

- 200

)

--_.^___\

-400

l'*ffi 600 E -

I

ll,rut*;li*il*,ñ¡-^--::---..==

condiciones de

--'-'-

pruebo:

28 díos en curodo hrlmedo y despu/s en secodo 0 50

-800

14

2A

%

H. R.

56

150

Tiempo de secodo, díos

Flg 1.9 Contracción por

secado de concretos con qe¡nento oortland-Duzolanat ¿r,

poltland tipo I y

- EétabiLidad qufmtca

De tiempo

átrás Ee reconoce que ningún agregado es completanente tnerte at

en contacto con Ia pasta de cemento, debtdo a los dtverEos y reacciones quiñtcas que en diEtinto grado sueten ploductrse

permanecer proceaoa

entre €.tnbos(16). Atgu¡ae de estaE reacciones son benéficas porque contrlbuyén a la aalhesión del agregado con Ia pasta, mejorando las propledade€ n'ecánlcas de1 concreto, pÉro otras Bon detrtnentates polque generan expansj.ones internas que cauaan daño

y

pueden

términar por degtrutr

Las principales reacclones qufmlcas detrlñentaleE que ocurren en et concreto tlenen un particlpante conún representado por los áIcalIs, 6xldos

de 6odio y de potasto, que normalmente proceden del cerdento pero eventual¡neñte pue¿len provenlr tanblén ¿te algunoa agregadoe(24). por tat ¡notlvo, estas reacclones se deslgnan genérlcanente

como

áIcall-agregado, y

a ]a fecha se Ie conocen tres ¡nodalidadeB que se disttnguen por ]a naturaleza de ]ae rocaB y ñineraleg que comparten el fenómeno:

Reacciones deletéreas

Alcalt-stltce

áIcaIi-agregado

AIcaIl-sil icato AlcaIi-cárbonato

Dado qle e] lie6qo de

que

importante füente potenctal

de

ocurran e€tas reaccioneE répreEeñta

una

detertoro para las estn¡cturaa de concteto

en laa centrales eléctricae, y partlcularmente en laa hidroeléctricaa,

50

en

el inciso 1.3.4.6 referente a la actividad quí¡¡lica de Los

agregados

y en la

secci6n 3 de este Ilanual se trata eI te¡na con amplitud aL leferLr6e a la

dulabilidad deI concreto endurecido.

En Io leferente ¿ Ia eelección del

cemento adecuado Pala prevenir estas

reaccionéa, cuando eriste Ia eeguridad de qüe los agregados Por uttlizár

6on reactlvos con Los álcariE,

1a6 recomendaclones básicas de acuerdo con

la digponibilldad actuaL (ver tabla 1.5)

son como sigue:

1) Para prevenir el riesgo de q¡re ocurtan las reacclones á1call-3ilic€

álcall-gilicato

y

debe lequertrse un cemento portland con eI requlslto

espectal de bajo contenido da áIcal,Is (0.60 por clento máxlno), o bi'6n un cemento portland-puzolana con €l requislto eBpecfflco de que produzca una expan9lón menor de O.O2 por ciento a 14 dfas

clento a 90 dtas, al ser €neayado Por €l método

y menor de O.05

NoM

c-18O/AsT¡{

2) Para prevenlr una reacctón del tlpo álcall-carbonato, se

c

Por

227.

requj.eten

estrlcto6 en el cemento, que ño Be hallan conslderados nI a(rn como opcionales e¡ las normas oficlales ñexlcanas NoM c-1 y NoM c-2, requisitos

máe

por Io que deben 6er ¡notlvo de un convenio más esPeclflco entre

fabricante y cornprador.

Preferentenrente debe convenirse

de un cemento portl.and cuyo contenido

cono Na2o, no

exceda de o.4o por

dé álcali€ totalea,

ciento(l?).

puede optarse Por un cemento portland de bajoé máxi¡no) o por un portland-puzolana, con eL

efectuada por

el

método AsTt{

c

eI Buministro

De no

expresados

ser esto posible,

álcaliE (0.60 po! ciento

requistto de que en la

prueba

1105(25) produzcan una expanEión nenor de

0.025 por cj-ento a los EeiÉ rneses.

51

EB

Pertlnénte hacer notar que la defintctón preclsa é¡ cuanto a ta

segurtdad de que los agiegados son reactivos o no reactivos con los á1ca116, Bólo puede establecerge

deaempeño

slnllar

con base en los antecedentes de buen al previsto, o bien mediante Ia sert€ de

pruebas de laboratorlo que se deftne en 1.3.4.6, cuyos lesultado6

definltlvos tardan varlos meses en obtenerse. Por ta). motlvo, cuando se planea construir una obr¿ con

sin

antecedentes stmtlares conocldos, es ñecesarlo

auficlente an!:lclpaclón a

et uso de agregados

inicíar

eeaa pruebaB con

fin de poder seleccionar y espectf{cár

debldarente los cementanteg adecuados, pues de lo contrarlo puede ocurrir

que conservadoramente se especlflquen requialtoa lnnecesarlos, con 1a conslgulente repercustón adversa en el costo de la obra.

1.2.4

USOS

Y

EFECTOS DE LAS PUZOLANAS

En laa condicionee actuales de

]a producclón naclonal, 6ó10 es po8ible

¿lisponer regular¡nénte de los cementos portland tlpoe I y II, y de cementos portland-puzolána

ttpos Puz-l y Puz-2i adeñás, en for¡na limitada,

algunos fabricantea producén los cementos tipos I¡I y V, previo con

eI

1os

convenj.o

comprado!.

Esto signtftca que no s.te¡npre es posible dlsponer del tipo de cemento

Portland requerido ce¡nento

co¡no

p¡eferente, siendo entoncee necesario optar por

portland-puzolana como alternativo, supontendo que este

aportar los efectos necesar.ioe aI concreto.

un

pued€

Dada La frecuencia con que

esta situación se presenta, y por la

gran

variedad de los matertales que se utillzan a escala nacional €n la fabrtcactón de los cementos portland-puzolana, resulta convenlente exanLnar

los requisi.tos de caltdad de IaE pueden obtenerEe en

puzolanas

y Ios efecto6

gue de €IlaB

6l concreto.

1.2,4.1 clastficación de Laa puzolanas

deflniclón cfagfca(25), lás puzolanas 66 ialentlflcan co¡no ñatelialeE Elllceos o sllfceos y alumlnosos que €n 5f nia¡nos tlenen poco o ntngún

En su

válor c€mentante, pero qu€ flnámente dtvidtdos y en Presencla de humedad reacclonan qufnicamente con el hldróxldo de calcio a la temPelatura a.rnbi"ente

para forma¡ compuestos que s! Poseen propLedades cementantes.

la capacldad necesarLa pára cumplf! con los requls{toE de lá deflnlclón anterlor, aon muY numeroaos y Pueden

Los materlates que tlenen

claelflcalae en dos

grr¡poa¡

Tierras diatomáceag crupo 1: P\¡zolanas naturales

ceni¿as, arenas, laPilli, vltréae volcánlcas

lobas y rocas

silfceas diversas, de origen lgneo, sedl¡nentarlo y metanórf ico

(crudas o calctnadas)

Rocás

CtuPo 2¡

cenlzaa volantes

Puzolanas artif lclales ( subproductos lndus-

Hollfn de sflice (nicrosflice)

t!iales)

Ladrlllo

molldo

1.2.4.2 ¡{odo6 dé empleo de la6 puzolanas

Enisten atos modos bástcos de emplear las puzolanaa en el coñcreto, ya sea formando parte de un ce¡¡€nto portland-puzolana, o bten doBificándolas por separado durante

Ia elabolación de Iá6 mezclas. En eL prtmer caso, Ia

proporctón de puzolana po! éñplear queda suJeta at crit.erlo del fabrtcante del. cenento, ¡¡ientras que en

el

aégundo

exlste la poeiblltdad de aJustarle

a los requerlmlentoÉ de la obra.

otra dlferencLa importante derivada de a¡¡bos modos de empleo, ae refie¡e al procedlmiento

para verlflcar Iás ca¡acterfEtlcas y propledadee de Ie

puzolaná. Aet, cuando 6e utiliza

un cenento portland-puzolana, laa

opclon€s viables 6on obten€r 6n f,ábrlca una ñuestra del materLal puzolánlco

en bruto pala ¡nolerlo

en

€I laboratorlo y énBayarlo por s€parado, o bten

veri.fica! el co¡¡portamiento del cemento como tal,

puzolane. Pór su parte, cuando se

emplea

ya nezclado con Ie

la purolana

como ing¡édlente

tndtvtdual de] concreto, e6 factlble mueBtrearla y verlflcar co¡no un producto

Bu calidad

termlnado, en IaB condlclonea como €e utlllza.

1.2.4.3 verlflcactón de caltdad de laa puzolanaa cuando 6e requiere verlflcar Ia calidad de un material puzolánico que emplea en

]a elaboracfón

ale un cemento

Be

portland-puzolana, son aplicabtes

106 requerimientos considerado6 en las espectftcaclones correspondientes (Noü c-2/AsTü

c 595).

conforrne a

éstas, sf la puzolana se va a moler

fábrlca conjuntar¡ente con el clinke¡, para ensaya¡Ia

debe molelee en

en

ef

laboratolio hasta darle una finura 6lnilar Integrante deI cem€nto

El

ún1co

la qué debe tener

co¡no

term.Lnado.

requlsito obligatorio

esla condlción

a

que debe cumplir regularrnente La Puzolana en

ate ensaye, conforme

¡ la

puzolántca con cemento polt]and.

l{ot{

c_2, Be reftele a 6u actividad

sl eI fabricante conviene con eI

en suminlstrarLe un cemento portland-Puzolana con clertoB requlsitoE opclonaleE (moderado calol de hldratación o la facultad de compraalor

inhtbtr la teacclón álcali-agregado ) la v€rlficaclón del cumPll¡ni6nto tates requl-sltos

de

debe efectr¡arse en e1 cenento terminado'

Para IaE puzolánas que se e¡nPlean y doslfican Por aeparado, co¡no componentes lndlvl¿tuales del conc¡eto, tro éxlaten eapeclflcacioneE naclonales apllcables (Nou) de marlera que es necesarlo referllge a 1as correspontlLentes especiflcacioñes AST¡|

tres dff,erentes clage6

c 6X8(27).

En

éstas se

conslde¡an

de puzolanas ldenttftcadas como stgue:

clase N. Puzolanae naturales, crudaÉ o c¿fcinadaa' cIaBe

F. Cenlzas volantes que sóIo ttenen proPledade8 puzolánlcas' Normalmente Provlenen ate la co¡ñbustlón de carbón bitu¡nlnoBo o de

cLaEe c. cenlzas volantes que tienen algur¡as propledades cementantea' ademáE alé

las Puzolántcas. r{ormalmente Provlenen de Ia

de carbón sub

bltuminoEo o ate

aLto (a veces de 10 Por clento).

55

combuEtlón

Lignlto' y su contenido de cal

ea

ta actlvidaat pu¿olánic. con cemeñro ¡,orttand, se verifica regularmente a eataa puzolanas su requerl¡¡lento de agu! y €u actlvtdatl puzolánica con cal (excepto en ta ctase C); y tambtén extst€, En eÉte caso, además de

pala verlfica! Eu calldad, un lequistto opcional retatlvo eI lncremento

que

]a contlacclón por secado, el. cuat e6 un requtstto útlt par. ser éepecificado en algur¡ag ápttcaclon6s donde convten€ Itmttar es¡

producen en

Por 10 anterj.or se obaelva que puede haber un meJor conoclnl€nto y

verificaclón de Ia cáIldad de

1a6 puzolanáE por perte atel usuelj.o, cuánato

se nanejan por aeparado.

1.2.4.4 Puzolanag locáImente dlsDoñlbles Los materialeE puzolántcog

fabricacl6D de los

que ahora se utlltzan en el pafs para la

ce¡nentos portlanal-puzolana cornerclaleB, corresponalen 6n

al primer grupo, es decir, se trata prlncipalmente de puzof,anaE nat.uralea crudas (sin calcinar) que se rnuelen én fáb¡lca conjuntamente con Eu nayorla

el cllnker porttand. Aun cuando cada fabrtcante uttliza nateriates allferentes, por conveniencia ale proxlmldaat aI sttlo ate fabrtcación, en su mayor

parte son materlales que pertenecen al gubgrupo de cenizas, aref¡as,

lapi]Ii,

tobaa y rocas vítreas de origen volcánico,

cornpf ementaatos con

otros matetiales slliceos de ¿listinto orlgen, incluyenato e1 caso at6

una

centza volante que ae muele Junto con el clinker cono 6e indica

¡ná6

adelante.

56

Dada la diversidad de estos nateriales puzolánicos, laB calacterísticas y

propiedadesde los cenentos portland-puzolana correspondienteE también

varfan, por Io cual con

el

uso

cuando Eé requlere

u¡ efécto eepecífico

en

eI concreto

de un cemento de esla clase, reeulta necesario velifical

prevLámenté 6u comportamiento en

En 1o relattvo aI

el

aBPecto lequerido.

uÉo de puzolanas doslficadaÉ

por seFarado del cemenlo

portland en la elaboración del concreto, exiaten vallos antecedentes

locales de obras construidas y en servicio

donde se aPltcó este rnodo d€

empleo(28), en una época en que se drEpuso de Puzolanas solas en

nacional. En la actualldad existe Ia persPectlva una puzolana so).a, ya que en

de

el

mercado

volvel a alisponel

Ia c€ntral carboeléctllca de Ia c¡'E en

Escon¿lido, coahulla, 6e obttenen grandeE cantldade6 de ceniua volante Br¡bproducto de

ale

Rto como

la conbustlón ¿et ca¡¡ón(29).

E6ta c€nlza, que es clase

F, resulta der¡aslado gruesa en Bu condlclón

lntegral actual para cumpllr con los requleltos apllcables a la6 Puzolanas que se adlclona¡ lndlvldualmente aI concreto, €eg(rn la espéciflcaclón AST¡{ C 618. Por tal ¡notlvo, su utllizaclón en eI concreto ee ha llmttado hasta áhoÍa a ¿los atiferenteE usos en que dicho lncumPllmiento de flnura no congtituye un obstáculo, o bien 6e corrige por medlo de moliendal

1) Adición de la ceniza volante integral a concretoÉ, de cérnento poltland como co¡nPonente puzolánico y de relleno, conslderando que su Porción finÁ menor ate 45 nicras (50 por ciento de la centza) eB una buena puzolana, y que su Porción grue6a mayor de 45 micras (40 po! cténto de

57

la ceniza) ee integra a ]oe agyegado6

como

parte de Ia arena. Esre

ftodo

de empleo ha producialo buenos resuLtados en obra6 de la cAE en donde ha existldo cleita defictencta de ftnos en ra aren¿(30)-

2) üoltenda conjunta de 1a céniza volante lntegral con eI clinker port).and, para productr cementos portland-puzolana, prewia verlficación de ta

caltdad de Ia cenlza volanté ¡¡ollda, tal cono lo prevlenen especiflcactones correspondiÉnt€s

(NOr.{

C-2/AST¡f C

1a6

595). EÉtá forma

utlLizaclón se ha lealizado con éxl"to en Ia etaboraclón ate

de

cementos

portlanal-puzolana con moderado calor de hidrataclón para obras de Ia

integral Junto con clinker portlanat ttpo II. Ta¡ibién 6e ha producldo un cenento portland-puzolana comercLal, tlpo CFE, ¡noliendo 1a cenlza

Puz-l,

Ademá6,

mollenalo esta cenlza Junto con

u¡ cltnker ttpo ¡,

exlst€ eI proyecto d€ separar Ia porclón f,lná de esta cenlza

volante lntegral, para utlllzarla Bln llnitaclones

corno puzolana

tndlvtdual

ádicionable aI concreto de ce¡¡ento portland, ya que se ha cornprobado(3o)

que dlchá porclón fina cenLza volante Cla6€

8,

cumple aatlafactorla¡nente con

seg(¡n

la especlflcación

¡51¡4

los lequisltos de fs

g 51g(2?).

1.2.4.5 Efectos veriflcableg de las puzolanag La función básica de una puzolana en e1 concreto de ce¡nento po.ttand conslete en reaccionar con el hidróxido de calcio oue se Libera en e1 cu¡so de la hidrataclón del cemento, para forñar cor¡puestoE con propiedadee

cementantes. De esta manera eI htdróxido de calcio liberado,

58

compueEto fácilnente soluble en agua, se conviette a la fotma de Éiticatoe

hidratados de calclo que son ingolubles y resistentes.

EL

princip¿l beneficio que se obtiene en el concreto endurecido

consecuencl-a

de esta reacclón, es aI

como

de hacerlo má3 durable espectalmente

presta servicio en condiciones que ploPictan la disolución y extracclón del htdróxido de calcio que normal¡nente contlene en su lnterior. cuando

sin

embargo puede haber

otros efectos útiles deriwados del eñPIeÓ dé

1ad

puzolanaEr cuya lealldad e iñportancia d€penden sustanclalment€ de IaÉ

caracterlstLcas y propledade6 d€ cada puzolana en particúlar'

A

contlnuaclón 6e menclor¡an los prtnclpaleE efectos que Pueden productr ras puzolanas, y que ateben verLf,l-carse en cada caEo, según eI ugo a que se lea déa!lne.

¿) Actlvldad PusolánLca

Para cualquler uso a que se destine Ia puzolana, ya sea formando Parte de un cemento portland-puzolana o como adlción al concreto en la mezclaa¡ora, es requlsito funalaméñtal que posea una adecuada acttvtdad

puzolánlca. Para conProbarlo. es

recornendable

que dlcha activldad

se

verlflque con cemento portland y cal. Aunque las eepecificaclones para eL cemento portLand-puzolana (NOü C-2 y ASf¡{ C 595) sóIo exigen aclual¡nente la primera, es una Práctica acostumbrada en cFE verlficarla tanbién con cal.

Los ensayes

Para

aletermlnar la acttvidad Puzolánica Po!

amboE

procedlmientoÉ se hallan alescritos en eI nétodo de Prueba Asr¡{ c 311, y

59

€e conEide¡a que ]a

puzolana cumple eapeclficactones en este aspecEo

Ér-

reslstencia nayor el ?5 por ciento del walor de leferencta en la ptueba con cemento a 2a díaí, y mayor ale 55 kg/ cn2 en ta prueba Produce una

concalaTdíaa. b)

Requ€rimi.ento de agua

EI requeElmiento de agua d€ me¿cla de uña puzolana se obt¡ené alirectámente como congecuenclá de log mort€¡og comparÁtivos que s€ elaborán para determlnar

la acttvtdad puzolánica

con cemento portland, y

se expr€sa cofno un porcentaje del agua requ€rlde €n el mortero de referencla sln pr¡zolana. pára las purotañag naturales (Clase ¡¡) dtcho requerlmlento no debe exceder d€ 115 por ciento, er¡ tanlo que para las c6n¿¿as vol¿nteE (gla6es F

Est€ aapecto del

y C) 6I valor máxlmo p€rmltldo es 1OS por

co¡npotta¡nf

ento de le puzolana es lmportante poEque un

exceaivo requerimlento de agua

de mezcla puedé ser motlvo de

mayot

contlacci6n por eecado en el concreto ffue contenga dlcha puzolana. Contracción por aecado Cuando

ee planea utillzar

concreto con puzolana en estructuras que son

procl.ives a sufrir agri.eta¡nlentos Por carnbios volumétricos, debe concede¡E€ partlcular atenclón aI efecto de la pu¿olana sobre la contracclón por secado del concreto.

El lnclemento de Ia contracción por

60

secado

producido por u¡a puzotana

que se doslfica individualmente, se determtna en barras de mortero ensayadas por eL nétodo de prueba Ng¡,i C-173 (asTM C 157)

y

ee cuantlflca

por Ia dlferencla entre la conttácclón de tas barras de prueba con puzolana y la contracclón de ]as barras de referencia Ein püzoIana. El rÉqütgtto eEtablécidor ¡náxi¡no

permtsibl€ de

que es oPcional Eegíln AST¡{

O.O3

c 614, flia un waror

por ciento en el lncremento de la contracción

por socado a 28 dfas, para ¡ás tres clases d€ Puzolanaa (N, F y c).

En

el

ca6o de

los

cementos portland-puzolana

locales, esle aspécto no ae

C-2. Sln embatgo, en Ia Especfficación Asl¡{ c 595, se establece una coñtrácción ¡náxlna per¡nlslble lg\¡al a 0.15 por clento, a los 28 dfas de secado, como un requlsito normal Para los hatla regla¡nentado en Ia

NOü

ttPo P (ver Tabla 1.3). La apltcactón de €sta llrnltaclón, co¡no elemento de Jutcto en general' Puede ser útll cementos portland-puzoLana

cuando se requiere eleglr entre dos o más cementoE portland-puu olana, para su emPleo eñ una estructura d€ concreto donde eate efécto es lmpo¡tante.

d) calor de hidratación

En loe casos en que se pretende utLllzar una Puzolana con eI fin de aprovechar sr¡ facultad de Plodüclr menos calor de hldrátaclón que Ia cantialaat equivalente de cemento Portland, e€ conveniente ve'ificar este

de hidratación del cemento portland-Puzolana proPuesto, o bien det cemenlo portland y I'a Puzolana s!¡puesto atetermlnándo el

calor

tndividual de uso Probable, combinados en la Proporción prevista' Esta aleter¡ninación atebe efectuarse a los 7 y 28 días de hidrataclón por

aI

¡nétodo de prueba Nol{ C-152 (ASTI{ C 186)

mayoreE de ?o

y

6u6 reeuttados no deben eer

y 80 cál/g respectivamente, cuando se requiere

cehento

portland-puzolana con eI requi8ito opcional dé moderádo calor

htdrataclón.

Cuando 1a puzolana se emplea

ate

por separado, es convenlenr€

determlna¡ paralela¡nenle el calor de htdratactón del cemento soLo y ate la coÍülnación prevtsta de cernento y puzolana, a fj.n de poder eva¡u¡r por comparacióñ el efecto dé la puzolana én este agpecto.

e) Reactlvldad á]caIl-agregado Un motivo f,recuente para utlllzar

eI concreto de eemento

puzoLanas én

portland cona{ste en aprovechar su aptltual para lnhlblr

los efeclos

dañInos de la r€acclón álcall-agregado, cuando es lnevttable e¡hplear agregados Cfue 6on

¡eactlvos y no ae dl8pone de cem€ntos portlanal bajo6

en

álca]ls (0.60 por clénto ¡náxlmo como NarO).

5e

sabe que muchas puzolanaE 6on capaces de

1as expanslones detr.lmentaleg

restringir e lnclugo anula¡

que eventuatmente se producen en el

concreto co¡)o consecuencla de Ia reacción entre ]os álcalis (óxidos de 6odto y dé potasto) que nolnalmente plovlenen del cemento, y algunoe agregadog que contlenen clertos carbonatadas. Pero

coÍno no

ñinerates y rocag silfceas

y

todas 1as puzolanas poéeen esta facuLtaal,

!esulta necesa¡lo veaif_icarla medlante prueba6, cuando se

propone

emplear una puzolana con esta fináIidad específica.

ConforÍre se nencionó antes ( 1.2.3.3 ) se conocen actuatme

noalalldades ale la reacción

áIca I i-agregado:

62

1) áIca1i-st1ice,

2)

álcali-slllcato y 3) álcali_carbonato. La más frecuente Por ¡sucho es la pritnera, en la que ParttciPan agregadoE dé uEo común que cóntlénen siltce anorfa y criPtocrlstallna prlnclpaLmente, volcánicaE

y sus tobas, rocas

como

que contlenen ópalo

laa rocas vítreas

y otlaE locaa co¡ elto

Éíllce. La segunda reacclón ee muy Poco conoclda, PueE i¡volucra particularmente rocaÉ que contienen ver¡nicul:ta $¡e es un minéráI de la fárnilta de taE mlcas, con tend€ncla ei 3.0

(*)

comparattvamente con cemento portland

trpo II, atn ceniza'

como infe¡encla ale todo ello pué¿le déclrse que el uso de una puzolana de

calldad ad€cuaala, ya aea como lntegrante de un cenento Porlland-Puzolana o a¿llclonaala por seParado del cemento portland, representa un podtble medlo para lncrementar la re6lstencla del concreto a Ios sulfalos' Sin er'¡bargo'

sl no €xiste evldenclá de Iá eflcacia de la puzolana propu€Éta en egte a6Pecto, es Prefertble no emPlearla con esa flnalldad y atenerse al uso de un cemento portland con el contenido de caA aproPiado al grado de concentración de los sulfato6 en eL nedio de coñtacto (Tabla 1'9) ' comPlementan¿lo

eeta medida con las

69

accloneE protectoras ¡nencionadaE en

1.3

AGREGADOS DEL CONCRETO HIDRAULICO

En laE mezcfas ate concreto htdráurlco co¡vencional,

Ios

aqregadoB sue¿en re_

pre6Énta! entre 60 v ?5 por crenro, ¡proxlnadarnente, d€l vorum€n alr.oluto cra todos los componentesr de ahí ra notabl€ rnfluencra que las caracteristtcas

y pfopledádes de ros

agregados eJercen en r.as

I.3.1

CONCRETOS DE DIVERSO PESO UNITARIO

ACREGADOS

PA¡A

del corresponariente concreto.

Una caracterfsttca tmpoltante del concr€to es su peso unttallo. porlJue eE indice de propiedades qr¡e ¿ su vez tnftuyen dectsivamente en el ernp¡eo que

se Ie ala.

Como

e6 €vidente, dlcha caract€rfstlca del concréto

atepenale

prlnclpalmento del peso especlftco de Ios agregadog quo Io lñtegran.

Ia Al9 1,10 se representa el ñiv€l aproxlmado ffl¡6 ocupan €n Ia escala ale Pe6oa unitarlos, clnco dlferentes clases d€ concreto cr¡yas destgnactones, En

Pesoa

unltarlos y usos

claee de qoncteto aaJa densidad

lnteEmedlo

!i9ero

(+) concteto (

++)

co¡hun€a se

Indlcan a contlnueclóri.

unltarlo

PeBo

Intervalo usuaI, kgln3)

Uso cornún

(

300

-

8oo(+)

Afslañlento téñ¡lco y ac(¡stico, de muy baja resistencla (¡nenos de .tO :I!g/cn2).

800

-

1400(+)

Uao no egtructurat, de a 175 kglcm¿, aprox).

1400

-

19oo(+)

Ueo

baj¿ resistencta {de

?O

estructuraL, de medtana y alta reBigtencia 175 a 500 kglcmr, aprox).

cia (de

2200

-

2550{++) Uso no

2600

-

ssoo(++) BlindaJe contra raaliaciones, contlapesos para puentes levadizo€, y otra6 aplicactones especta_ Ies, con div€rsog requisttos de ¡estÉtencia.

estructural y eEtructural, desate muv baja hasta ñuy alta reEistencta (deBde men;s de 70 haeta 12OO kg/cr(.z, e inctusive máE).

concreto

70

5000

f| Concreto seco ol oke Q Concrelo en esrodo sotirodo E E

E

.9

V2

P

U

Closes de concreto

atg 1.10 clastftcaclón de conctetos según su peso unitario E6ta varle¿tad de uso¡ da lugar ü una pf,lmere claslflcaclór¡

de

aeuera¡o

con su

peso esPeclflco

de los

agregadog

y corlespondlente aptttud Para Produclr

de las claoe lndicadas. En la fab¡a 1'10 se incl-uyen log dichos pllncipales tlpos de ag¡egados que se utlllzán concretos

concretos. (34), (35), (1s)

Proced€ hacer notar que

tanto los concretos llgeros

como

eI concreto

Pesado'

requieren de agrega¿los eEPeciales y tienen u6os especificos que resultan fuera alel

carnpo ¿le

apllcación qüe se consldera convencional, en eI que casi

todo el concleto que se utlliza es de péEo norma].

con base

en esa conEialeraclón, sóIo se abolda aqui

denonlna¿los ale peeo nor¡ná1, porque 6on

el te¡¡a de loÉ agregados

los que se uttltzan en Ia elaboración 7l

de los concretoE que con mayo¡ frecuencia se emplean en tas consEruccrones oralinarla6 de concreto para I¿s centrales eléctricas. Claae de concreto

TiPos de agregados

Baja densldad^ (300-400 kqlmr)

vermiculita expandldar perlita expandida.

Ligéro lntermédio

Perltta expandidar pumlcitai escorta volcánica.

(soo-1400 k9lm3

)

l¡.gero estructural (

1400-1900 kslmJ

(

22OO-2550 kgl¡¡r3 )

)

Punicilai e€corla wolcánlcai escolfa de alto horno expandida, at:cilla, plzarra o ceniza volante expandtdas en parrlllaa de slnterizactónt arclLla, ptzaffa o esqulsto expandidos en hornos rotatorlos. Areñas y gravas naturaléB provenléntes de Ia desíntegraclón y eroslón de rocas por la acctón del

el vlento, eI hlelo, 106 camblog de temperatura y otros f,en6menos natulales. agua,

Arenas y gravas ¡nanufactutadas por Ia frag¡nentaclón de rocas con €xploÁlvos, equLpos mecánlcos u otros rlledlos simllares. La roca-madre puede 6er de orlgen fgneo, sedlmentarlo o meta¡nórflco. Laa locaa fgneas gue]en produclr agregado8 de buena calldad fíElca, con excepción de ciertaa tobas. Las aedimentarias son ñáÉ varLables, pero tarnbtén pueden origlnar agregados flsicanente

aptos. ¡,as netanórficaa guelen verse con

alguna

deaconflanza en este aspect.o, por lo que deben eatudiaaae cu ialaalosa¡nente .

(25o0-55Ookg/n3

tritulación de rocae contenlendo serpentina, llno1ita, goetita, barltá, llmenita, hematlta, magnetlta.

Ag¡egados ¡nanufactulados por

PeEado )

Arena

natulal contenlendo alguno ale los mineraled

sintéticos obtenidos por procesamiento hierro o acero, ferrofósforo y boro defretido.

Ag¡egadoa

Tabla 1.10 Tipos de agregados comúnrnente empleadoE en ta fablicación ate concretos con ¿life¡ente peso unttario(ls), (34), (3s)

72

de

1.3.2

UODALIDAIES DE', CONCRETO DE PESO NOF]{AI

Aún dentro

del

ca¡npo de

aPllcaclón del concreto de P€ao nor¡nal, ae distlnguen

usos específico6 que fuerzan

at

constructivos con caracteristlcas espectales, princtpales variedades de concretos de

te6, se lndican en Ia Tabla

Pe6o nor¡nal

uáos

Concreto de conslgtencla dura, lnfraplá6ttca, dada por un revenir¡lento

cn,

adecuadaa

y sue aPlicaciones

usua-

1.11.

concr€tos de peso normal

óntre oy2

y Procedirntento¡ a dichos u6oa. ¡-as

empleo de concretoa' equlpos

aprox Inadamente

(

36 )

y requiaito6 ordlnarlos

Elemento6 p¡efabricadog, en que 6e

requiere retlrar loa úofdes a Ia yor brevedad posible

ma-

concleto ¡naslvo, de conglstenclá 6emLplásttca, dada por un levenl.¡nlento de 2 a S c¡n, aproximadahente, Y con tamaño de orava .lncrementado a un nexrmo oolr¡re de tso run(37)

Estructulas volumlnoaaa, donde eL requt6lto fundarnental conslgté en restringtr Ia gobreelevaclón de la

Concreto com(rn, o convenclonal, €mpleando ¡nezclas de conaisteñcla PIástlca, dada por un revenl¡nlento( 38entrs ) s y is cm1*1, aprox lmadañente

lodo tlpo de conBtlucclones ds concreto en gen€ral, estructulalea Y no eEtructurale!, con reaiatenctas hasta 500 kg/cmz, aProx lnadarnente. Conc¡eto adaPtabls a los materlaleE, equtpos y procedimlentos constructl-

temperatura €n

eI concrato

Estructuras especlales (edlficiog de gran altura, Puentes de grandea claros, etc) y elementoa Prefabrica_ mezclaa de empleando o inclugive más, dos de grandeg dl¡n€ñeiones norplástlca restrlnglda consistencla de levenlmienun intervalo malmente a de 7.5 a IO cm(r), aproximadamente ( 39 ) concreto especlaL de ¡nuy alta reslstencia, alesde 5oo hasta 12oo kg/cn¿,

Concreto de consistencla muy dura y seca, con revenl¡nlento f¡u10, especial Dara 6er comDactado con roalllo(40)

Estnrctura6 voluminosas y Pawinentos de concreto htdráultco, donde ee conjuntan las ventajas del concréto de muy bajo contenido dé agua có. er empleo de equipos de terracerías.

pala

compactación

la calidad dÉI con)Estos reve¡imj.entos pueden incre¡nentarse Ein afectar creto, con eI uEo de adltivo6 leductores de agua en alto grado( 1.5.4.5). Tabta 1.1"1 Divelsoe tipos c¡e concreto ile peeo norrnal(36)'(3?)'(38)'(39)'(40)

73

dél concreto de peso normal tiene, en atgún aspecto, requlsltog proptos pala sus agregados; sin eñbargo, los requisitoB caala una de eataE variedadeé

básicos y más generales son

los correéponatiente6 a tos agregaatos para el concreto coneencional, porque abalcan el cámpo de apltcación de mayor amplitud. AdeÍ¡ás, loE aEpectos qu6 en la sección 2 se ¡¡enctonan acelca del co¡nportamiento reológico del

concreto, tanto en estaalo fre€co

como

endurecido, son má6 blen apticabtes at concreto convenctonal porque

6e

elabora con pastas de cemento de conststencia p1á€tlca. por toato e1to, convlene centrar eI tnterés en tos agregadog ¿té peBo normal ategtinados at concreto convencional.

1.3.3

CI.ASI''ICAC¡ON DE lOS AGREGADOS DE PESO

LoB agregados de !,eso ñomal causas natureleB o medloe

NORMAL

comúrun€nte proceden

artiflclales,

de rocas

de la deglntegraclón, por

con peso especfflco ۖtre

2,4 y 2.At aproxl¡nadamentei d€ ñanere que aI utillzarloB ae obttenen concretos con peeo volumétrico, en estado fresco, en el tntervalo aproxlmadado de 22OO a 2550 kg/m3.

Exlsten diversas caaacterístlcas en los agregados, cuyas dlferenciaB permiteri

claslflcarlos e ldentificarlos.

I,as princlpales caracterfsticaB que slrven

a

tal fln, se indican a continuación! Por

el origen de las

Igneoe Sedimentarlos

lfetanórflcos Clasificación de los agregadoa de peso nolmal

Por el nodo de f!agñentación

Naturales

La

Manufacturado6

I.lixtos

Por el tanaño

particulas

de

las

{

Agregado fino (arena ) Aqlesado s¡ueso (grava)

1.3.3.1 Por eI origen de laa locaa Una pllrnerá razón para aÉtáblecer

diferencia entre Los agregados, Ee leftere

aI dtsttnto orlgen de las rocas

que

los co¡stttuyen. La deftnici.6n

oligen y ta composición de las rocas eB un asunto útil

perrnlte lnferir

clertoa

y necesarlo,

de¡

porque

aEpectos ¡elacionadoB con eI comportamlento

de laa nianaa al éer uttltzada€ coño Ágregados en el concreto.

Por su génesiÉ geolóqica, las rocas se dlvlden en fgneaa' aedimentarias y

netarnórfica8, las que a

subdfvlden

y cl,asifican en dlversoa tipog

da acuerdo con au6 caracte!lstlcaa texturales y mlneralógicaE.

¡aE rocas f,gneas. o €ndógenas, proceden de Ia sol,ldlflcación por enfrla¡niento

d€ la matsrla fuñdlda

(r¡ragma)

y

pueden

dlvldirse

en doe grupog:

las

rocas

lntri¡slvas, o ph¡t6nlca6, que provlenen del enf,rlá¡nlento lento que oc\¡rle inmedlatarnente

abajo de la auperflcle terrestre, y las extrusivas,

volcánlcas, que Ee ploducen por el enfrlarnlento !áPIdo del naterlal que

o

es

expulsado én las erupclones volcánicas (derrames lávtcos y eventoe ptroclás-

tlcoB). Las rocas igneas se clasiflcan po¡ su textura, estructula y sición r¡inelalógj.ca y qufmica, de tqual

Las rocas sedimentarias, ceso de

nodo que 1a6

co¡no au nor¡bre 1o

lndica,

comPo-

otras clases de locaa.

son eL resultado

transpolte, depóEito y eventual litlficación.

del p!o-

sobre fa colteza

terlestre, de log productos de lntemperismo y elosió de otráa rocas preexistenteBi proceso que ffecuentemente se Produce baJo el agua, pero también

75

Puede

ser

ocu¡rlr

¡nuy

en e1 anbienté atrnosférico. su

varlable,

grado de consolidación

pueate

de6d€ un estado fouy coinpacto en antlguoB sedimentos, hasla

un estado prácttcarnente 6in consotidar en sedimentos cuyo proceso es relativa¡nente reclente o no exi8tén condlclonéE favorables para 6u consolidación.

De acuerdo con

el

ta¡naño de EUE

partícu1as, €Etos

sedt¡nÉDtos

no consolldados Ée identifican co¡no gravaE, arenaE, llmos y arctllas.

Laa rocas metarnórficas 6e folf¡ran como consécuencla de procesos que invol,ucran

altas

preÉion€s y temperaturas

teffest¡e,

y d€ fuerzag efue se g€neran en la cortgza

cuyos efectos pueden manifestars€ Bobre rocas

lgneas,

sedlmentarias e lncfusive meta¡nórf,icas previafiente for¡nadas. TaLes efectos

6€ traducen €n alteraclones de la textura, estructura y nl"neralóglca, e tncluso qulmlcá, d€ las rocas orlglnales.

composlcl6n

¡,as

rocas

metámórflcaa resultantes pueden ser dé estructu¡a haslva, pero con nayo!

frécuencla présentan estructu¡a larnlna!, o follada, ale Í¡ane¡a qu€ al desintegrarae pueden produclr fragmentos con tendencla tabular, de

acuerdo

con su grado de follaclón.

Las rocaa en genelal se hallan constltuldas por mlnerales caracterlstlca8 pérmiten reconocerlos y cuantificarlos. casos de loca€ co¡nPueÉtas

Aunque hay algunos

congtituidaa por un solo nlneral, la mayorla se ha]Ian

por varlos mtnefales.

A nedida que

partículas se reducen de tanaño, resulta

Ioa

cuyas

má6

la roca

Ee frag¡nenta

y la8

difícil tdentificarla. Asl,

fraqmentos con tarnaño de glava se conse¡van

la variedad

de mineralee, La

textura y la e€tructurá de la roca origlnalt en las partfculas de arena

76

en

de

mayor tamaño todavia es poBible que ae conserven e -tdenti:tquen las

caracterlatlcas ñineralógicas y estructuralea de Ia roca de origen, pero

en

granos de arena de meno! tanafio Bolámente resulta factiblé ta

los

ldentificación de los mtneratee.

Para

definir el orlgen geológico y la

compoE.iclón mtneralóglca

que lntegran los agregados, y para hacer

de Ias

rocas

una eetimáción Pleli¡ninar de

calfdad fisico-qufmtca, se acogtunbra reálizar eI exanen petrográfico c-265 /

AS'Ilt C 295) aplicando una nonenclatura normallzada como Ia

au

(NoM

ASTU C

ésta, se formaron las tablas 1'12 y 1'13; en ]a Prlmera Ée tncluye una relaclón de los prlncipales minérales que de ordtnario se hallan pres€ntes en las rocas que son fuent€ d€ ag¡egados de Peso r¡ormal, y

zg¿(4r). con base

en

en Ia segunda se hace un caracterfstlcae

comunea de

resumen de

dlchas rocas.

17

Ia

comPoslclón minelaLóglca

y ottaa

(GRUPOS )

VARIEDADES

OBSERVAC¡ONES

üineraIe6 de lcuarzo, ópalo, calcedonia, srllce ltridl.mira y crtgtobal ita

OpaIo, calcedonia, rridtmita, crtstoballta y algunas formas de cuáEzo deformado e intensamenre fracrulado, se coneiderán reactivos con los áIcaliE en el concreto.

FeldespatoE

Constituyen eI grupo más numerogo de nineraleE qre componen Las rocas de la corteza terrestre.

Feldespatos potástcoa

(ortocIaEa, aanldlno, microclir¡a) t felaleepatos s6dtco-cáIctcos-plagiocla3as- (albi.ta, ollgoclasa, andeELna, labrádorlta, bitownlta, anortita)

¡lnerales

Anf

l{fnerales

Muscovita, btotita, cloritas, ve¡¡niculita

fbolae (hornblenda), son muy comunes en rocas de todo6 Piroxenas (augita), olivi- Ios ortgenes y en las gravas y no, r¡icas oBcuras (btotita) arenas naturales. Son frecuentes en rocas de todo rl.po y ae presentan ttazas en gravas y arenas naturales.

i

IIlltas,

lllnerales arclllosos

caolln, clorltas, son tndeseables en los agr€gados lonltas, vermlcu- porque se deslntegran en contácto I con agua y porque provocan camblos I volumétrlcos eñ et concrero. I Heulandita, natrollta, Son indeseables como agregados en I Lau¡nontita e¡. concreto! las dos prtmeraB porque I pueden ltberar álcatts, y la úIrt¡na I I

montmorl l l ltas

zeolitas

porque lnduce cambtog volu¡nétrlcos,

¡linerale6

de

CaIclta, dolomlta

I

arcttlosas 6on reactlvas con ]os álca]ls en eI

I

por

I

Algunas dolomÍag

I

]oncreto.I ¡,llnerales sulfatos

ale

¡{ineral.es

ale

sulfuro

de

Yeso, anhlttrita

lepresentan riesgo de ataque rulfatos a1 concreto.

Plrita, ¡narcaeita, plrrotita

rueden manchár

¡¡inerales de Uagnetita, henatita, Iimoóxi.do dé hie- n¡ta, goetita, i]¡nenita

e

hialrat.adoe

Tabla 1.12 üinera]ee coñunes en (aaeada en Ref 41t

y producir

expansrorionea puntuafes (picadurae) en el

,oncrero.

I

| I

I

ion minerales accesortos de muchas I :ocas. Algunas rocas qüe los contie-l ¡er¡ en abundancia se utllizan cono I rgregados para elaborar concreto I

)esado. ta composición ae ia,,ocae-

I

CLASES, Y TIPOS

GRUPOS DE

XINERALAS

COMPONENTAS

(EN PROPORCION

DESCANDENTE)

OBSERVACIONES

ROCAS

1. ROCAS IGNEAS

1.1 @

Rocas con texturas de grano grue6o (p > s n¡n)

Granito

y nedto (0 < 5 y > 1 Íün)

ta

Feldespatos potástcos (ortoclasa

o mtcrocltna), plagioclasas (albita oLigoclaaa) , mica (biotita y ¡nuacovita), otros mineralea

cuarzo-monzonlta

y Ia

granodiorita aon rocas slmLlarea al granito, pero contienen más plagloclasas.

ferromagneEtanos, hornblenda

sienita

¡'e1deÉpatoa

álcaIi¡oa (mrcroc1l-

na, ortoclasa, minerales ferromagneaianos (hornblenda, bi,otita

Dlorita

Plagioclaaag (andesina), ¡ninera- st ta dtortta contlene c\rarIes ferronagnesianoÉ (hornblenda. zo aé le denornina cuarzodtortta (tonaltta) blotlta o auglta)

Gabro

Iiineralea ferromagnesianos (piroxenas, anf tbolas), plagtoclasas (Iabradorlta, bltoi,rnlt¡, anortlta)

La dlabasa (en Europa doleilta) tlene co¡nposiclón Bl¡nilar al gabro y aI ba6alto, pero 6e dlstingue por textura de glano ¡nedlo a

fino

Perldotlta

¡{inerales ferromagneaianoa (o11- st sóIo contten€ oltvtno s€ i.e denomLña dunlta. sl 6610 vino, Plroxena) contlene piroxena ae 1o denomina plroxenlta. Son rocag poco co¡nuneg

Pegmatita

se le dlatingue por su textura de grano extremadamen-

Élnllar al granlto y Ia Bienlta compogición mineral

1.2 Rocas Íoneas extruslvás lvolcánlcas) @< crupo fel6itic a) Rtoltta Equivalente al granito

1

mm)

Equivalente a la cuarzo-diorita

Ia diorita

c) Andesita

Egutvalente a

d) Tlaquita

rquivalente a Ia eienita

y vítrea Las texturas porffdtcas son comunes en las rocas de egte grupo. cuando tienen es-

truclura ¡nicroc!istaliná o cont.lener¡ vidrio volcántco, se cor¡sideran rocas reactivas con los áIca1i8 en el

de lag rocas más comunes Tabla 1.13 comDosicj.ón nineralóqica tBai¡ada en Ref 41) -

79

lloja I

Basalto

Equtvatente a1 gabro

1a diabasa

Nornalmenle no eE reactlvo con los álcalls, pero

excepcionalmente puedé Eerlo sl contiene vidrlo

volcánLco leactlvo Crupo

vld¡loa

Laa rocaB ígneas compuestas totafmente de vtdrto se claalf,ican €n base a su

textura y estructura ln-

Vidrio d€ col,or

a) obBLdiana

D)

Ia rlolita o la citá. co]or claro Equtvalente

Perllta

da-

al basalto. color

Vldrlo ácldo? contlene 2 a

De

€atructura densa y Itsat fractura

Dé

eatructura v€slcular

textura

Equlvalente a

Punlcitá

c) Escoria d)

oBcuro

5g

a9ua

tubular, flna y De

eEtructura vealcular

grueaa

y esf,érlca

Eatructura de "cebollan,

con luatre de perla. Expandlda por calentaml€nto

se utlllza llgero

e) Pledra pez (r€trnrta

vldrlos con

alárgada

corno agregádo

Lustre resinoao mate

101

)

el vidrlo volcánico ácldo, ae considera ¡eactivo con los áIcaLis en el concreto. Todo

ROCAS SEDIUENTARIAS

Con9lomeradoE,

a)

Conglome-

composición variable según el origen de Ia grava y del aglome-

Contiene princlpalnente Partículas de grava y de

Tabla 1.13 Composición mineralógica de las rocaE nás comunes (Basada em Ref 41)

80

Boja

2

Composición variable en la arena. EI cementante Pr¡ede contener cuarzo, óPalo, calcita, dolomita, óxidoE de hierroi o ser

Contiené granos de arena

Loa granos eon principalmente de cuaruo y el cernentante es strnilar al ds las areniacas en general

contlene gfanoa de arena del tamaño indicado, pero

matriz arcilloéá b1 cuarcitas

er¡tre0.06y2ftn,yál partirse, 1a superficie de fractura tiende normal¡nente a rodea¡ los granos

¡1 partir6e, la Buperfj.ci6 de fractura tiende más bién a atraveaar 106 La ortocuarcita es roca sedlmentarla y la metacuarcita e6 roca metamórfLca

so¡r areniscas con granos angu-

loaos de cuarzo y feldespato, y fragmentos de roca tanaño arena, en una abundante mátriz de composici6n general¡nente

¡]aa grauwacaB llegan a ser Eubglauvacas que Éon laa areniscas más comunes.

arclllo-

Arenleca de grano grueso derivadá del granlto Rocas arcilloaa6 y l!mo6a6 ¡

Arcil lltas'

lutitas,

l lmolltag

y

l{inerales arcillosos y otroE mlnerales acceBorlos (cuarzo, feIdespatos, carbonatos, mlnerales nicáceos, etc) cuando Ia roca e!¡ ¡elativarnente auave y mastva Ee conoce como arcilllta o Ilmolita dePendiendo del tamaño de la mayorfa de

las partícuIas,

cuando las arcillltáe Éon ftsi_ 1es se conocen como lutitag. una roca masiva, firmemente en_ dureclda, arcillosa y consiatente, de cuarzo, feldesPato Y ntca6, se conoce co¡no li¡no]1ta.

f.a dlferenci,a en!!e tocas arcllLoeaa y ILñoBas ea el tamaño de ParticuLa (nenor de O.0O2 ¡nm en Ias alclllosaE y entre 0.0625 Y 0.002 mm en IaÉ limosas) Eetas roca6 son indeaea_ blee eD los agÉegados Porqus se degradan en contacto con eI agua y Porque lncrementan 1á contracción por eecado del concreto.

Ciertag Ilmolita6 que contlenen cuarzo Pueden se! reacttvas con los áIcalis en

Tab1a 1.13 composición mineralógica ale 1a6 rocas más (Basada en Ref 4I)

81

el concreto. comuneE

HoJa

3

Calcita y dolomita

a) Calizaa

( co¡no nnpureLa calidad física de las pederñal. mineralÉa call¿as es ¡¡uy variable, arcil losos, nateria orgánlca, ye- desde muy nala hasts muy ao y sulfuros) buena calldaal en t6rmtno6

b) Call¿as do-

IoñítIca6

Dolo¡nía

calcítica

D6 50 a

Las cal lzaE con dolo¡nit¡ pueden aer reactlvag con tos ál.ca1i6 en et concrato

90C

b2 Do]omla

üás de 90N de dolonita

c) Callzag

I'linerales: carbonatos y los lnherentes a la arena (10 a sot)

d)

callzas I r,finerales: carbonatos y los arclllosas I inherentes a La arctlla {marga, zal

e) creta

tr-

Ca]iza muy suave

se Ie denomlna "saghcabn en la Penlnsula de Y\¡ca-

tán.

Es

lnadecuada como

agre9ado

Pedernal

Cuarzo

criptocristalino,

caLce-

donia u 6palo, y accesorlos

Roca de grano ftuy

flno,

allicea, caracterl2ada por su dureza, fractu¡a concoidea en las varledádeg alensas y astillosa en lag

varledades porosa6. E6 con stderada como reactiva con Ios álcalis, aún en baja ProPorción dentlo de los agregados del coñcleto.

TábIa 1.13 composición mineralógica de las rocag máe (aasada en Ref 41)

82

co¡nuneÉ

¡roja

4

ROCAS UITA¡IORFICAS

calcitai dolo¡nitai

acceaorlos co¡¡o impureza6 (nicaE, anffbo1a3, piroxena8. graf ito)

Roca carbonátlca

l{etacuarclt.a

cr¡arzo rec!latalizado

Roca

Plzarra

¡,fj.nerales

t{árnol

arcillosos;

acce6o-

¡{ica6t cloritat ¡ninerales cillosos

a

glanula!, 6i,milar

Roca de grano ñuy

fino

y

estructura folLad¡ con "cltv¡je" plzarroao p€¡fec

to. FiLita

rácrlst¿-

ILzada, de grano medlo

Se flagment¿ en Joñna

Roca de grano

ftno. folta-

da en capas delgadas. Por au tamaño de grano e6 lntermedla entre ptzarla y

esqulslo.

Sragmenlac!ón

IamLnar

Esqulsto

Añf lbol

lta

llornfels

quarzoi feldeapatoai acceso-

rioa aegún varl,edadea clortta, anffboLas)

(mlcaa.

eatructura ¡nuy fo-

llada, lnconvenlente co-

¡no agregado

para concr€to

Hornblenda¡ plagloclaBa

Estructura Elmilar aI e€qulato, runqu€ m€nos foliada

compo6lclón muy varlable, Porque P!¡ede Provenir de roca6

EEtructura maaiva y tenaz po! 6u completa r€crlstaIlzaclón deblda a un metamorfiamo lntenao

l.ficasi anffbolas i cuarzoi fel-

Una de las rocas metam6rficaa más comune€. Eetruc

lgneaa, gedlmentarlas, e lncluso metamórf,icas

Gnels

Roca de

deaPatoB

tura de tendencla follada, Pelo con mayo¡ meta¡norflsel esqulsto

¡no que

serpenti-

Mtneralee f, erro¡nagneslanos

Roca relatlvamente Euave. Se uttliza eventualnente cor¡o agregado en concreto

Tabl.a 1.13 conposlción minelal6gica de lae rocas ¡ná6 (Basada en Ia Ref. 41)

83

comunes

r¡oJa

5

En üéxico, aunqüe como tandéncla

e€ dable encontrar todas tas claseg de rocás enliEtadaB,

general predominan laE de orlqen fqnéo, particulalhente €n

toda Ia porción occidental del pafs¡ en Eegundo térr¡iro aedimentaliae que abundan en las

Ee

hallan las rocas

regloneE centro-norte. orlente

y

eur-sureste; por úIti¡no, las rocas metanrórf,icas son Ias ¡nenos frecuenteE y ubtcan en e1

1.11

Be

terrltorlo nacional en

for¡na más o menos

érrálica.

En Ia

se

Ftd

iñdica la existencia predomlnant€ de rocag, de ¿cuerdo con su orlgen

geológico, en las 15 provincias ftsiográftcas en que se subdtvtde la ReFública Mexicana. Es pertlnente aclarar qüe, tratándose de 1a ubicaci6n de

Ias rocas fragmentadas que conÁtituyen los agregadoa naturá1e6,

pueden

hallarge a conslderablés distanctas de Las rocas qüe les dl€ron orlgen, debido a su transporte por

lás fuérzag

el

que se llb@ran 6n

1.3.3.2 Por el

modo

agua de Las

corrlentes fluvlal.e6, el vlento

las etupclones volcánlcas.

de fragmentación

Los agregados para concreto de Peso norhal general¡nente comunes {Tab]a

o

proceden de rocas

1.13) cuya fragmentación Pudo 6er oca8lonada po!

naturales o lnduclda por medios artiftciales.

fenómenos

En el primer caso

acosturüra dectr que los agregados son naturalea y en eI segundo que

se

6on

manufacturados. tiay un caso intermedio en que a los agregados se Ies lla¡na r¡ixtos porque son el resultado de la teducclón de tanaño por trlturación

de

grandes fraqr¡nentos de roca de origen natural (bloques, cantos rodados y gravas ¡náyoreg).

84

.9 É

5

!=

c,

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E

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B.E E ,9.B E

=

85

AE

a)

Agregadoe naturales

DÁdo

que exlsten

ocaEionar

numéroéas fuerzaB

y eventos de la naturatez¿

la fragmentación de Ia6 rocaE, los plocluctos

tambtén guelen presenta! variadag catacterfstlcag

dlstinto

nodo de actuar de ]as fuerzas

capaces de

frágr¡entadog

como cons€cuencla del

y evento6 caugantes. E6to.

a Ia dlversidad de claÉeÉ y tipo8 d6 rocas, da por reguttado

sumado

una arnplta

variedad de caracterfstlcas en los agregado6 cuya fragnentaclón e6

ate

origeri natural. A]guna6 de las cauaaa naturaleB que con rnayor frecuencia producen Ia fragnéntaclón de laa ldcaa, y ¡a denomlnación que usualme¡te se da a los productos frag'mentadod, 6e indlcan a contlnuaclón.

Orloen de l.a fraomentaclón

Producto resültante

Acclón é106lva de las aguas pluvlales, conblnada con la eroElón h{dráullca y mecá¡ica producLda por el acarreo de fragmentos a lo lergo del curso de las corrientes de agua superficialeÉ.

Aluvlonea: cantos rodados, gravas. arenas, 1lftos y arclllas en depóslt.oB fluvlaLeE y lacustres.

Acclón expansLva del agua al congeLa¡Ee, conblnada con ]a eroglón necánlca Produclda por el arrastre de frag¡nentoa por medio de la nieve y el hielo eñ el cauce de IoB glaciaree.

¡torrenas: bloques, cantoB rodadog, giavas, arenaa. ll¡nos y arclllás en depósltos glaciales.

del agua de mar, combinala eroeión mecánlca productda por eI arrastre y acarreo de fragmentos por medto dél oleaje, las mareas y las co-

DepóEitog marinos: gravas, arenas, llno6 y arcillas, deposltados a 10 largo de IaB coetaa, formando pla-

Acc-lón eloeiva

da con

rrlenteE

ma!Lnas.

Acción desinteg.ante debida aI diastrofleno y al intemperiano, conbinada con la ero8lón mecánica produclda po! el tlansporte de fragmentog por medio del

eólicos: arenas ftnas, Ilmos y arcillas, que se depo6i-

DepósltoÉ

tan y acumulan fodnando dunaa y

86

Depóaitos piroclásticos: grandes frag¡nentoE, bo¡nbaB y btoques, Iapilli y cenizas volcánlcas, qüe se depositan en las zonas de in-

aragmentación de la ¡¡aga de loca fundidada (magma) po! efecto de laa fu€rzaE que se generan en Ia6 eruPcioneE volcá-

fluencia de los vofcane6, de acuerdo con la magnitud d€ laa

De estos cinco ttpos de dePósitos de rocaa fragmentadas, Ios

dePógito8

glactales son p¡ácticámente InextstenteE en Méxlco Polque Bu Eituactón

geog¡áflca no ee proptcia Para la exlgter¡cia de glaciares salvo en Las laderas de clertos volcanes cuyaE cumbreE tlénen nieve perpetua. Ref,llléndose a los cuatto tipoE de depósitos reslantes' las condictones Iocales de exlstencla y uttlidad

como agregados

para concreto son en térñinoB

generateE como ensegulde se resume.

- Depósltos f,Iuvlales y lacustres.

EEte

tlpo de depóslto conetltuye Ia fu€n-

te máE co¡¡(rn de agregado6 naturales en ¡léxico,

excePto €n IaE raglones

La Penlnsula

de

Yucatán y en fas zonas desérticas y se¡¡ldesérticas del norte y noroeste

de

alonale

no exlsteñ corrlentes superftciálesr como ocurre en

Ia Repúbllca. Los agregados naturaleB dé eBta fuente reaultan especlalment€ 6ti1es para la con6trucclón de las centraleB hldroeléctrlcas para todas aquellas obras que los tleneñ dlsPonible6 a distanciag razonables. Aunqüe sus caracteligtlcas glanulométrlcas y de timpieza püeden ser muy varlables de un depósito a otro, e incluao dentlo y

en general

de un niBrno dep6sito. ¡¡edlante

uná acertada selección

y un Procesa$iento

adecuado, cásl sie¡nPre es poslble pone!]os en condlcl-one€ apropiadas parÁ

su utilización en el concleto.

En cj.rcunstanciag normales, se acostu¡ülta

dar preferencia al uso de estos agregados sobre 1os manufacturadog, a

a7

nenos

(¡re Por requerimientos técnicoe específicos de Ia obra o por razoneÉ económicas se justtftque o demueetre Io contrarLo. Es poeible decir que en la mayoría de laE centraleÉ l¡idroeléctrtcaB construldaB en México, se han utilizado

agreqados naturales de Éste

de peso normal,

tipo en la elaboráción de

concretos

convenctonales y maEivoa, para nuy diversas estructuras,

con reaultados en general gátlsfactorlos.

Depóstto6 pirocláBticos.

obtención de agregados

¿a segunda fuente en importancia para Ia naturales en eI pafs, Ia rep¡esentan los fragmentog

de roca funaliala expulBados durante

laa erupciones volcánicag, que

en

contacto con Ia atmósfera se enfrfan y soli.difican, y al sediñentarse los depósttos pirocláBtlcoa d€ bloques,

forman

bombaa,

lapllll

(gravas) y

cenlzaE (arenas), Por el carácter volcánlco que prevalece en buena parte

del terrltorlo naclonal, partlcularnente al occldente, ceñtro y sur,

eg

f¡ecuente la exlstencla de este titr)o de depóaltoa, sl blen no slempre réúnen

Las caracterlstLcas adecuadas (denstdad, textura supérflclal

y

granulometrfa princlpalmenle) para ser empleados como agregados del concreto ale pego

nornat. No obstañte estas ltmitacloneB, hay

ejemplos

notables de utillzación de aglegados de esta naturaleza en eI medio Loca], corno e6

eI

caso de la6 conatrucciones de concreto de

Ia ciudad

de

¡léftco

zonae aledañas, en que tradiclonalmente se han eñpleado gravaa y arenaa

y de

depósitoe piroclásticos del Valle de Méxlco. En las obras para la

construccldn de algunas centtale6 e1éctlicaa fuera del Val]e de ¡téxico, ta¡nbién se han llegado a

utilizar

agregadoa de este

origen, especlficarnente

arenae pumíticas y escoriáceaa. EI crieerio recomendable a seguir cuanto

al eumir¡istro de agregados

en

procedente€ de una fuente de e6ta índo1e,

88

consiste en no desecharlos ¿ pliorl postbllidades, tanto técnicas su

uttlización, ésta se

sino nás bien analizar todas

como sconómicaE, de manera que

haga con pleno conocl¡niÉnto de su8

si Ee

suE

declde

limltacionea,

en

concretoa donde ta1e6 Iimitaciones no pongan en tleago la calidad, funclonalidad y durabilidad de las estructuras.

]a gran extenslón de Ios litorala' d€ lr Repúb1lca üexlcana, fos agregadog natutales de orlgen márlno se utltl'an relatlvanente poco para la fabrlcaclón ds concreto hldráu]ico' Esto ae DepósftoE

mallnos,

No obstante

at¡ib\¡lr a Ia ftecuenté disPonibiltdad de agtegados de otras fuentes' aunado a dlversos aspectos lnaproplaaloa qu€ guelen manifeatar los depósltos

puede

de €se

tlpo: 1) dtstribución muy errática, sln grandes

vo1(rhenes blen

alefinldos para su €xPlotactónt 2) co¡nposlclón granulométrlca lnconvenlénte' con tenalencla a gravas muy grandes

y/o atenas

¡nuy

ftnas; 3) alto

contenldo

dé cloruroE, cuya preseñcla ea lndes€able en el concreto reforzadot 4) partfculas con textura suPerflclal' alemaslado Ilsat Io cuál e6 desfavorable Pasla de cemento' Para salvar eatoa en que se Justiftca ao¡netér a tratarnlento

para su adheslón con Ia lñconvenlenteB. hay ocaslone6

e6tos aglegadoE (tritutación parclal, lavado, ñezcla con otroa agregados)

fln de aprovechar su dtsponibitldaat, cuando eeta es

a

económlcarnente

faworable. En algunas centrales termoeléctricaÉ con6truidas cerca de la costa, se ha e¡npleado concreto elaborado con arena de ¡nar Plevra¡¡ente lavada y combinada con otra arerla para comPensar eus deficienciaa granulonétricas . Igua] que en el caso de Los agregadoa piroclásti'coa' no eÉ acon6ejable prejuzgar la ineptitud de ]os

agregados úarlnoB'

análisis de sus caracte!ístlcas Y po€lbtLidade6 de acondicionamlento '

89

sln

un

Depóaitos

eólicos.

EstoÉ depósitos general¡nente consisreñ en acuñulactones

fln¿ én for¡na de lomerios, 6r¡ zonas desérticaá tdunast o cercanos a las costaÉ (¡¡édanos). La uttltdad de esta arena co¡no agregado ale arena ¡nuy

para concreto é6 bastant€ ll¡nltada debido e que 6s atemasiaato ftna y suele

e6ta! ¡nuy conta¡nlnada con lirno, a¡cl.tta y/o nat€rla vegetal, a Lo cuát se suma 6u ublcaclón en Eltlos frecuentenente dtstantes de loÉ centros de consu¡¡o o de la6 obras. t¡áy unaa pocas axperl€nclas álsLadas

de

construcclón d€ centrales eléctricaa en que se utlllzó arena de €ste tipo para fabric¿r concr€to, con obJeto de aprovechar su cercanl,a al 6ltio de

La

obra, nedianta explot¿clón aelactivr

los atepóslto6 y su tncluEión

en

proporclón ¡nLnorltaila. sola¡nente pala correglr Ia curva g¡anulonétric¿

de

la b)

ate

arena de uso dlspuesto.

Agregados mañufacturados

Entr6 los estudiog prevlos a I¡ construcclón de una central el6ctrica. de tomarse muy en cuent¡

€I

que 6e s€fiere a

ta

b(lsqueda

es

y selección de Ia

fuents de auministro d€ 106 agregados para concreto, cuya lmportancla ¿lepende báelcer¡ente

del tlpo de centrál y de estructuras por construlr

y

de1 voLumen de concreto requerldo. Como

prlnera aproximación es pertlnente lndagai Ia procedéncia y deflnlt

laa caracterfsticae de los

Ágregados de uso común en

Ia región (6I

toe

hay) pue6 esto hace pogible conocet su ¿lesempeño en servtclo examinando

las estructurag de conc¡eto construLdag con e]Ios. Paralela.mente

con esa indaqac!ón

zona econónlc¿rnente

procede hacer un leconoci¡niento de la

dellnltable para el sumlnlstro de loe

90

agregados,

punto de Parttda er sltio de Ia obra ba6ta una diátancl¡ de 1OO k¡n a l'¡ redonda' e inctuslve úayor dependiendo de laE

to¡nando como aproxlmada

conaliciones de acceso, La exlstencla y eEtado de las vlas de comunicaclón

da ácarreo. Dentro de esta tona debe lnvestigarsé l¡ existencia de yacirnientos de agregado6 naturales y de fornaclones de roca flJa susceptlbles do explotación, a fln de eatudiar Éu factiblLldad corc y

106 costos

f,uent€€ de su¡nini6tro de

los

agregados reque¡tdos.

si después ale reallza! 1as pru€bas pertlnent€s y agotar todas 1á6 poslbtltdades, sé concluye (¡ro no es Posi'ble disPoner de agrégadoa nat\¡rales al€ buena calldad a costo lazonable. Ia allernatlva ea que eI sumlntstro se efectúe con aglegados ¡nanufacturados, par¿ 10 cual deben hacerse las prevlelones necesarl-as para que €l Producto resulte

con

caracterfstLcas adecuadas ¡I uso deBtlnado. A continuaclón se j.ndlcan

los p¡lnclPales aspectog f!6lcos que

deben

to¡narse en cuenta y verlfLcalse cuando se van a produclr agregados manufacturados, a fln de s€lecclonar el equipo adecuado y prevenlr eI procesamlenlo necesarlo.

forrgen geo:.ógtco Y comPoslclón . lmlneralógica Y lltológlca' tntrínftsica lcalidad | Aspectog flsicos que lseca y propiedades de J EEtructura y textura deben veliflcarse en lla roca original loureza v resistencia con Ia nanurelaclón I lsanldad Y comPacidad I lAbrasivtdad de agregados factura por trituración Y/o 'I tPlanos de tendencia de ruPtura ¡¡ollenda de rocas lcaracteríst lcas fisi- lForma de Partlcula lcaE del producto (gra- l orar¡ulonetría lva y7o arena¡ Ll.ínpreza

t;

9l

- Calidad lntrínseca y propiedadea dé ta roca. !a info¡¡nación relaliva e6toE aspectos se obti.ene practicando

el

exanen

petrográfico a la roca

estudto (Noü c-265lAsTl{ c 295). Uediante la ejecución de eete

a

en

exarnen Ee

definen Eua caracte¡fstlcas ftstcas y quí¡nlcas, de donale puede ir¡ferirse

tanto eI éornportaniento d€ la roca al Ée! eometlda a trlturación,

coÍ|o

corno agregado

el

deserdpeño

fragrnentación por

del ¡Íáterial fragnentado aI Eer uttlizado

para concreto. Dado que las inferenclas de lndole quf¡¡tca

tlalarán posterlormente, áhora sóIo e6 perttnente referllse a los

aspecros

de ca.ácter ffstco de la roca, pudfendo dLgcelnlr entre log aspectos propianenté dé calidad propledades de

que son

y los quo rePreéentan caraclerlsticaa

lnterég lncidental debldo aI uso específico d6 ¡a

Ee

o

mlBma.

Entre 106 aspectos que deflnen la calldad intafnseca de Ia roca puédé mencl.onarse

y

e] orl.gen geológlco y la

co¡npo€iclón mlneralóglóa

y lttológica,

la estructur¿, dureza, reslgtencla, poroaldad, denstdad¡ santdad,

flacturarniento y

conta¡nlnaciones lndeseables. En cuanto a

laa

caracterígtlcaa y propiedades de Ia roca que suelen lnf,lulr en 6u proceso

de frágmentaclón y en las

calacterístlcaa ffaicaa

del

agregado

manuf,acturádo resultante, Eon lmportantés Ia estructura, Ia textura

guperflclal, la abraslvldad y Ia tendencfa de fractura

dada

por los planos

por donde La loca propende á

PártirBe (planos de Laminact6n, estratlficaclón o foliaclón, según el caso). 5i por el examen petrog!áf,ico ee determina

que

le roca

e6 de b¡¡ena calidad

consiEte en confirma¡lo mediante las

int!Ínseca, el siguiente

pruebas de

laboratorio

correepondientee. ltecha este confir¡naclón, el proceso y los adecuados Dara fraonentar

la roca deben aeleccionarEe

92

paEo

equi.pos

tomando en cuenta sus

caracteristicas y IaE

dinen6iones

de Io3

ágregadoE

que se requiere

producir.

Características deI agregado manufacturado. Lo6 principalee

físicos que son atributo6 de caltdad en los adenás de

agregados ñanufacturados,

Ia calidad lntrínseca de la roca, son Ia forma de partlcula, la

granulometrla y la linpteza, todos los cuales dependen én alguná Las características

fragmentación de

La

a€Pectos

del

proceBo

mealiala de

y de los equipo8 que se utilizan pára la

la roca.

forma de tas partlculas eé

tat vez uno de los aspéctos de r¡avor interé€

cuando ae producen agÍegados ¡nanufacturadoa,

debldo a sus importantea

repercusiones en Ia economfa, ñanejabllidad y comPortarnlento del concreto.

la lnfluencla de 1a6 caracterlBticas de la roca, ¿lel proceso y eqütpos de ftaqmentaclón y del tanaño de laa Partfculaa

En este aBpecto concurre

producldas.

Las rocas de estructura maslva, sin planos de tendencia de

mejor que las est.ratiflcadas, la¡ninadas o folláceag,

fractura,

romPen

pues éetaa guelen

proaluclr fragmentos de formaB tabulares lndeseables. En cuañto a los

equipos hay gue considerat la nanera de actuar de las fuerzas que ptoducen la ruptura ale la roca¡ los que fragnentan la loca por cornpreslón le pe¡rniten fracturarse con ¡nayo! libertad y esto conduce frecuente¡nente fragmentos démasiado irregulares

y angulosos, mieDtras que loe que

operan

por impacto tlenden a Productr fraqnentos de forrnaa ¡nás regulares' lnfluencia del tahaño ate las partículas se relaciona con eI factor

93

a

La de

reducclón. que es la relación entle la dimensión ate Los Jragmentos antes y dé€puéa de pasar

mayor,

por eI equipo de trtturación.

A medtda que esre factor es

Ia forna ale las partlculaÁ r€ducidaa se vuelve más lnconveniente,

por lo que

normalmente se r€comtenda efectua¡ eL proceso de ¡educción en

forma progreBiva

y por etapáE que puéden conslgtir en u¡a trtturacLón

prtmarta, aecundaria, terciaria, e ir¡cluaive cuaternar.la (notienda) si trata ale produclr arena.

se

],a granulometrla y la ltmpteza de los agregados manufacturados son aspectog

!¡re. aunque tañbién

dependen de

equlpoE, pueden ser corregtdos

las carácte.fstlcas de la roca y de 1o6

en cl€rto grado d\¡rante eI proceso

de

frágrnentaclón con medidae conplenentarLas. Entre é6tas se cuenta la

lnstalaclón de slstemas reguladores ale allmentaclón a tos equlpoe

trlturaclón, ]a claslflcaclón de los

de

f¡agmentos en ta¡naños por nedio de

aeparaclón mecántca, hldráuIica o neunáttca,

y la ellmlñaclón de partlculas

lndeaeables, grueaas y flnas, medlante tratatnlentos por lmpacto, abraalón,

flotaclón, centrlfugaclón y/o

Iavado.

Otra caractellstica de la roca que lr¡fluye en Ia aelección del equipo fragmentaclón eB Ia abrasividad, por 6u€ efectos en 1os cogtos de mantenlmiento. En condictones comparablea, Ioe eg¡¡ipog que operan conpreEión auflen rnenoa deegaate que

c)

POr

los que trabajan por lmpacto.

Agteqados ntxtoE

En loB

agregados que se denomiñan

mixtos, Ia fragnentación inicial de ]a

loca es de origen natural y la subsecuente es induclda po!

artificiales.

medios

Es decir, se trata de reducir de tamaño Fo! trituraclón,

94

los

de roca p!€viañente producidos por fuer¿as de Ia

fragmenlos

Exigteñ treE princlpale6 razones por IaE cuÁles eventualmente se realiza

este proceso! 1) eI aplovecha¡niento de fragmentos tamaño, que de

otro

concreto¡ 2)

la

nodo no pueden 3€r

natr¡ra1e6 de gra¡

utlllzados como agregados en €I curva gránulo¡ttétlica, o el

correcclón dé la

ap¡ovechaniento integral deI material dlsponlble, triturando ta¡¡años

defecto, y 3) €l

mayores en exceso pála ploduclr ta¡naños

benefici.o del material dtsponible, ya sea Para eltmtnar partfcul as débtles de inferlor caltdad, o pala obtene! paltfculas Parcialmente trlturadas con f,ormas meno6 redondeadas

ar¡ adherencia con

y superficies

menog

lisas,

con obJeto

dé

meJorar

la pasta de cemento.

para definlr eI ptocego y loa equlpos reque¡idoa para Ia

E). criterlo

trituraclón de fragmentos naturales, no dlfl€ré austanclalmeñte

deI

apllcable a la t¡ituración de roca extraida de una cantela, excePto tal vez por el tafiaño de 106 fragmentoB lniclales que en el ca6o dé ser natr¡rales pueden no aer

eI uso de un equlPo

de

demaeiádo grandes

y Por conalguiente no requerir

trlturaclón Prlmaria.

1.3.3,3 Por el tamaño de las partícu]ag

se ha dicho que

eI concreto hidráultco es 1a aglutlnación

¡nediante

uná

Pasta

de cenento, de un conjunto de particulas de roca cuyas dimenslones comprenden desde mtcras haeta

que

se utilizan

centl¡netros. Para el cago del concleto convenclonafr e¡ ñezclas de conélstencia plá6ttca,

95

I

a experlencia

ha

demoÉtrado 1a conveniencia que dentro de ege

intervalo dinenelonal se hatlen

repreEentados todos los tamaños de partícul.as y que, una vez que se

há

establecido mediante pruebas Ia compos:ci6ñ del concreto con determinados agregadoe, debe mantenerse rázonable¡nente unlforne esta compo8tctón durant.e

la producción, a fin de que la6 caracterfstlcas y propiedades alel

concreto

resulten dentro de un ¡narco de variación Dredeclble.

Para mantener una adecuada uniformidad en ]a granutonetría de lo6

agregados

durante su uttltzactón en Ia elabolación del concrelo, eI procedimi€nto

conslete en dtvtdtrtog en f¡acciones que 6e do8lflcan Pueeto que

lnd ividualnente.

eI grado de unlformidad ageqülble está en función del lntérvalo

abáicado por cada fracclón, Io de€eable es dtvtdtr el conJunto de partfculas €n el nayor número de fracciones qüe séa técnlca, econórnlca y p!áctlca¡nénte

facttble.

En el uso norñal del concreto convenclonal, el requlslto divldlr Ios

agregados en dos fracclones cuya

mfnimo conslste en

frontera nomlnal es 4.75

nun, que

corresponde a Ia abertura de 1a malla G 4.?5 eegún Noll c-111(42) (No 4

seg(rn

y los lnterváloE nominaleg ate

eBtas

AsTl,f

c 33),(43) stendo la

denomlnaclón

fraccloneE cor¡o Eigue: Denominación de

tntervalo nominal

fracctones Agregado

fino, o

(run)

arena

Agregado grueao, o grava

o.o75 4.

-

(Deslg.AsTü)

FO.0?5 - G4.75

4.75

zs-variable

MalIae co¡reEpoñdiéntes

(Deslg.Nou)

(+ )

G4.

?5 - (+)

(+) El límite superior €n el intervalo nominal deI

No 200

r¡o 4

-

- No 4 (+)

agregado

designación de 1a maIIa correspondj.ente, dependen del tanaño máximo de Ie Be

utilice.

96

Ta¡nbiér¡

es frecuente el requigito de áubdividir la glava en traccioneg, cuyo

nú¡nero depende del ta¡iaño ¡náxlmo, no Eólo con

el fin

de mantener untfor¡nidad

en Las proporctones sino tan¡bián Para evitar la segregación que se produce cuando se manejan juntas la6 partículas de ta¡naño muy difereñte. En la construcción de e6tructuras de concreto para ediftcactones urbanas y otras

obras ordinarlas, 10 ñás común en Ia p!áctlca local e€ Ia ullllzación

de

(1 1/2"). sin enüargo,

€n

grava con

ta.maño ñáxj.mo

de 20 ftn (3/4") o de 40

m¡n

1a construcclón de centrales eléctricas, Y partlcularmente en laa hldroeléctricás, es relatlvamente frecuenle el emPl€o de grava con rnayor tar¡año máxlmo, de acuérdo con Las caracterfEticas de laa estructuraa qüe

Be

construyen. En tales caso6/ suele especiftcarse la aubdlvlgión de Ia grava en f,raccíones como Las lndicadas €n la Tabla X'14.

N(l¡nero

Ta¡¡año máxlmo pu

20 40

lg

314

de fracclones € lntervaloa en

(1)

55-

3

100 5

12l 20 20

20-40 20-40 20-40 20-40

Tabla X.14 EjemPlos de subdtvtsión de

En cuanto a Ia arena, e€t

Ia grava

(3)

m¡n

(4)

- 75 40-65 40 - 15 40

€eg(rn

eI

tarnaño ñáxtmo

poco f¡ecuente esPecificar q¡¡e ee Bubdlvlda en

fracciones para ser dosificadas por separado, debldo prtnciparnente a ]a

dificultaal y el alto costo que repr€señta hacerlo con preclsión en gran escala, por lo lealucldo del tarnaño de 6us pattfculas. Sln e¡nbargo, Para obras donde Ia fuente de sumlnistro aporta ¡¡na alena de granulometria muy vartable, y/o se requlere un control' más eBtrlcto en este aspecto, hay equipos gue permiter¡ subdividir la aréna en fracciones que, aunqüe no

resultan delimitadaa con mucha p¡ecislón, se pueden volvér a leuni! proporclonea ajustadas para reintegtar una sola arena

uniforme, o bien

intégrar

Ee pueden

de granumoletría

en más

alo6 fracciones lndependiéntes de arena

que aL dosificarse por separado, en proporctones adecuadas,

ploduzcan

1a granulometrla requertda.

Exlsten diversoe medioa y procedi¡nientos para subdividtr los

agregados €n

fracciones a escala industrlal, cuyo canpo de aplicación va de acuerdo con

e1

ta¡¡año de las partícu1as que deben someterse a Beparación. En térmlnos genérlcos, hay tres principáIeÉ medioE aplicábles que incluyen procedlmientos

y

alaternas específlcos:

¡ledlos para 1Á separaclón de partlculas

1) ¡recánico crlbado €n mallas, €ri f,orna e6-

tátlcr (por gravedad) o diná¡hlca (por vibración)i por via seca o por vfa hú¡neda (con agua). 2

nurnÉrosos

) Hidráu1ico separaclón de partfculas en un ¡nedio acuoso, por sedlmentación,

cent¡ifugaclón o flotación y

decantaclón.

3) Neuñátlco SeParación de partlculas en se-

co, utilizando los efectoa

una corriente de

atre

de

(tmpulso y succión) combÍnados con centrifugación y/o sedimentación,

Prlnclpales cañpoé de aplicación v naterlaleB procesableE Crlbádo de agregadoa integraleg para dlvldlrlos en árena y grava, y para subvidir ]a grava en fracclone6. Crlbado de a¡ena para Eeparar y ellmlnar el Bobrelámaño o de gráwa para aeparar y

ellmtnar eI subtanaño y/o el Bobre-

Subdlviglón d6 la arena en varias frac* clones, para su reunlflcaclón en una soIa arena de granulometría controlad¿, desechando parcialmente las fracctones en exceso. Separación de Ia arena en dos fracciones, para dosificarlas tndtvidualmente en proporciones adecuadas. separación y elimtnactón de ftnos tndeBeabléE en Ia árena y en la grava, por vfa de lavado. Separación y elinlnaclón de exceso de finos en la arena, por víá seca, Procesamtento de polvoa (cenentos, cenlzag volantea) para separarloa por ta¡nañoa con fines de molienda o de eliminactón de partículas de tamaño inconveniente.

98

Para definir y especificar el número y tímites diñengionaLes de las fracclone6 en que deben clasificarse fos agregados en una obra, es necesario

considerar diversos aspectos tales

comor

1) Iás calacteristicas y requisitos

de laE egtructuras, que dictan las condicio¡eB para eEtablecer el tamaño

de la grava, 2 ) el volu¡nen de concreto que elaborarEe, que e6 un factor deter¡ninante én 1á nagnttud y

máximo conveniente

característicaa operacionalea de l¿s lnstal,aclonés pa¡a la producclón agregadoai

tal

y 3) ]a

compoeiciór¡ granulo¡nétrica de

debe

t¿s

¿le

los

los ágregados dlepontbleÉ,

como se obttenen de Ias fuentes de abastéci¡nlento. Asl¡n16mo

conweniente

toma¡ en cuenta los dlversos tipoa dé concreto que

fabrlcálse, con el fln

eB

deben

d€ procurár qu€ sus correBPondlontea tamaños máxlmog

de glava coincidan con fos lf¡niteg superlores de

]os lñtervaLoa en que

se

planea subdtvidr eI agregado grueso para el concreto de mayor tánaño máxlmo.

Para 6atlsf,acer los requlsltos ordinárloa en 1os agregados pala la const¡ucclón de centrales eléctrtcas, eI procedlmlento de claslflcaclón

uso Ínás f,¡ecuente eÁ el crlbado por vfa co¡¡ple¡nentado con un

h(!¡neda

de

en mallas vlb¡atorlaa.

senclllo equlpo para eI lavado de la a¡ena en el que por

decantaclón se eltninan los finos y otras parlfculas indeseables. Para el

e6trlctos, como

suele

ocurrt! en Ia construcción de grandes centrales hldroeléctricas,

debe

caso de estructuras de concreto

con tequlsltos

¡náB

considerarse Ia conveni.encia de coñplementar IaB instalaclones de cribado

vibratorio en búnedo

con ün eqütpo de

cla€ificaclón hidráulica qüe permrta

ejercer control sobre la granulometria de Ia arena.

99

1.3.4

CARACTERISTICAS DE I,OS AGRESADOS

En eI

segundo

eus caracterfsticas

y

CONCRETO

de1

inflüencia en el comportamiento dé] concreto.

Éu

diferencta fundamental en 1o del

EL

(1.2.3) eobre la base de su dlsponlbitidad en eI nercado

Al trátár ahora un agunto siñt1ar caso

SUS ETECTOS EN

capftulo de esta sección 1 se trató e1 tena de ]a selecctón

cemento apropiado

toca],

Y

rel.aci-onado con

que se

Los agrégados, ocurr€

reflere a dlsponibiridad, ya

Burntnl.stro de agregadoB para determtnadas obras

una

gue en eI

las opclones

pueden

aer f.i.¡nitadaB y a vecea únfcas.

En estas clrcunstancta€, e]

examen

de las caracterfBtlcas de los agregados y

de su tnfluencla en eI comportahlento del concreto, no sólo e€ 6tit

Para

egtablecer criterios de setecctón €ntre dos o más opclones de suministro, atno

tamblén para definl! y especlflca! Ioa tratárniento€ de beneflcio y acondicionarniento a

que pueden someterse los agregados que

presentan

deficiencias, cüando por ser opciones única8 o por otra razón

deben

utiliza!6e.

A manera de síntesie, en la Tabla 1,15 ae lelacionan

Las princlpale6

caracteristicas de Io€ agregados y loa corregpor¡alienteE aEpectos del coÍnportamiento caso

del concreto en

del concreto recién

que eJercen nayor

tnfluencia, tanto para el

mezclado como va en estado endurecido.

100

CARACTERISTICAS DE ¡,OS AGRECA!OS

G!anulomet¡la

ASPECTOS INFLUIDOS EN CONCRETO FRESCO

¡lanejabilrdad

Requeriñiento de

aguá

EL

CONCRETO

CONCR¡TO ENDURECIDO

Resistencia mecánica carnb!os volumétricos

Sangrado

EconomÍa

Requérimiento de agua contracción p1áEtica

Durabtlidad Resistencia ¡nécánica Canblos volumétricos

Sanidaal

Requariniento de agua

Durabilldad

Ab6clrción y porostdad

Pérdida de revenlrnientc Durabilidad contracciór¡ pIástica Permeabtl idad

I,funpieza (materta orgántca. Limo, arcilla y otro€ finoa indeseables) Densidad (gravedad eBpecíf ica)

de partfculas

Textura superflclal

Manejabilidad Requertmiento de agua

ResiBtencia mecánica cambios volumétricos

San9rado

Economfa

ManeJabiltdad Requerimiento de agua

Durabtltdad Reglstencia aI desgaste

Requerirnlento de agua

Reelstencla mecánica Ca¡¡bios volumétricos Permeabtltdad Economfa

Reactividad con loa álcalis

Durabilidad

¡.íódulo ale elasticidad

¡,1ódulo de

Resistencla a la abra6i6n

Reaigtencia a la abraeión Durabitldad

Re6istencia mecánlca (por

Resi6!encia mecánica

elasticidad CaÍüios volumét.lco€

aplaeta|n.iento)

Par!ícuLas friables y terrone8 dé a.ci]la

contracción plástica

Reslstencia necánica Durabiltdad Reventones superf

coeflciente de expanslón

icta-

Propiedades térr¡icaE

Tabla 1.15 Principales aspectoe de] concreto influidoe por los aqreqados

r01

1.3,4. 1 composición granulonét¡ica

Confolme se ner¡cionó prevlamente (1,3.3.3) Los agregadog Be diviaten, por et

partfculas, en agleqado ftno y agregado grueso. Et agregaato flno, o arena, abárca no¡¡inafmente partículas antre O.O?5 y 4.75 nun, an tanto

tamaño dé Eue

que

el lntervalo nominal de]

haeta Ia

agregado grueso, o grava, complende atesde ¡¡,75

¡¡m

dirnenEión de IoB fraqmentos más grandes que conttene, cuya magnttuat

deftne eI ta¡¡año

máxl¡no

del

Ág.egado en cada

cago.

para Las mezcla6 de conslstencia p]ástlca

Tanütén

se rnenctonó

que,

que normalment€ 6e emplean en el

concrelo convenclonal, ea deseable que dentro ale esos lntetvalos dimenslonáles

s6 hallen

repregentados todos tos tarnaño8 ate partfcuLas, es

coñtinui.alad en

declr,

qua exlsta

la dtBtrtbuctón granulométrlca.

ÉI eñpleo de agregados con granulornetria contlnua en Las ¡hezclas de concreto de conglstencla plástlca. es convenlente por econoñla y con el ftn d€ lograr en tales mezclaa una adecuadá ¡naneJábl1idád acotde

con Los proceatiúlentoE

y

equlpoa uau¿les de tr¿baJo, pues Ia experleñcla ha demostrado que a tgualdad de consumos de pasta de cemento,

con gtanulonetrfae continuas se

obtlenen

mezclaa dé concreto ¡náE ¡nanejables que cuando extste disconttnutataat en ta granulometrfa de IoE agregados.

La conposición granulométrlca de la ¿rena se acoBtumbra anallzar medlante

Eepalación en slete fraccioneE, crlbán¿lota s través de Í¡allas nornarizadae como 'serte suceslv¿r¡nent€

estánday", cuyas aberturas se

a partir de Ia

¡náe reduclda que

to2

dupltcan

ee igual a 0.150

¡lun

(NO¡,f

¡{ O.I5O/ASTI{

No. 100). De eata mane¡¡, para asegurar una

razonable

continutdad 6r¡ la granulometría de la alena, tas especlflcaciones aglega¿los para concreto (Nou c-11l/AsrI,t

flacción exlsta

una propolción de

c 33¡(42r 43) t"qr.i.r.n

qr¡e €n c¿da

partfculad co¡nprendid¡ dentro de c!€rtos

1íñite6 eEtablecidos empfrlcamenté. Dlchos lí¡¡Ites, que ateftnen €t granr¡lométrlco que ae muestra en

Lfnlteg de tolerancla rt en peso)

Abertura Destgnaclón Deaignación en ¡i¡n NO¡{ C-111 ASlt{ C 33 2.36 1.18 o.600 o.300 o.150

G 9.5 G 4.75 M 2.36 r{ 1.18 r'r 0.600 ü 0.300 ü 0.150

t

3/8" No. 4 No. I No. 16 No.30 No.50 No. loo

0a

95 á 10O 80 a I0O

5

20

50a 25a 10a 2a

15a50 40.75 70a90 90a98

M0.150 Mo.300 r\40.600 M1.r8

M2.36

G4.75

G9.5

o

40e

ts¿o

*L--+,100

No.l6 No.8 No.4 3/8

No.loo

Mollos, designocio'n ASTIV

Frg 1.12 Lfmites glanulométlicog eBpectftcados Para la arena

103

qu€ pasa 100

0

0a

luollos, designocido NOM

ch

huso

Ia Fig 1.12, son los siguientea:

Serle estándar de nallas para arena

9.5

de

85 60 30 10

El análisi6 granulométrico de la árena se coñplementa calculabdo su nódulo de flnura, que es igual a la centéeima párte de Ia suma de tos porcentaJes retenldos acumülados en cada una de las mallag de 1a serte e6tándar.

De

ordtnario se constdera que 1á aréna présenta un móduló de finura adecuado para

la fabrlcáción de concreto convencionaL, si

no es ñenor de

2.3O ni mayor

de

3.10. (42,43)

I,as arenaE cuyo módulo de finura es de¡nagiado

tnferror a 2,30, normálmente se

constderan

flnaa e inconvenlenteE para esta apllcáción, porque suelen reqfuertr

nayorea consumos de pasta de cemento, Io cual repércute ca¡nblos volumétrlcos

y en el costo del concr€to.

En

adveaaamente en los

el éxtremo opuésto, Ias

árenas con ¡nódulo de finura mayor de 3.10 rasultan demaslado gruésas y tambi.é¡

se les Juzga tnadecuadas porque tlenden a produclr nezcla6 de concreto ásperas, segregables y plocl.lveg al sangrado.

Sln efiüargo. hay obra6 en que eatas restrlcciones granulométricas

no pueden

aer reepetadas ctegamente, debldo a Ia falta de dlsponlbllldad de arenaa blen graduadas á distanclas económlcamente convenleñtes. En tales casos, st Ia

calldad lntrfneeca de sus partlculaB ea aceptable, existe la posiblLidad

utllizar

arenas con deftctente compoBici6n granulométrica coüiqier¡do

de

aua

efectoa adversos en eI concreto mediante un apropiado diseño de fa mezcla y eI

uso de aalitivos mtnerales, incluaore6 de alle o reductoreE de agua,

cuyag

aplicaciones y efectos ae deacliben más adelante.

Etr

prevlslón de eela contingencla, no resulta prudente eepecificar

r

04

con

criterto rtgido Ia aceptación de

La arena con base en esta característica,

sino de p¡eferenci¡ dejar ablerta Ia postbtlidad de que Puedan €mPlea¡se arenas con

cieltas def,iciencla€ granulométricas,

allernativa dé una arena méjor graduada, y se

sie¡nPre

demueEtre

y

cuando no

exista la

mediante pruebas

que

La arena en cuestlón permi.te obtener concreto de laa caracteríaticas

y

proptedadea reqüeridas a coEto razonable.

b)

Agregado grueso

De igual ñodo que en

el

caso de

1a

arena,

es deseable que el

agrÉgado

grueso en conJunto Posea contlnuldad de ta¡naños en su composlciór¡ granulonétrlca, El bi6n los efectos que ]a granulometrfa de la grava produce 6obre la nanejabllldad d€ las í¡ezclas de conc!€to no son tan notabl€s co¡no Ios quo Ploduce Ia arena.

Para anallzar

la

composlclón granulométrl-ca de

la grava en conjunto, se Ie

crtba por mallas cuyás aberturas sé selecclonan de acuerdo con el lñtervalo allmenBional alado

po¡ su tamaño náxlmo, buscando dlvldir este lntervalo

en

Br¡ficlentes fracclone6 que Pernltan Juzgar gu dlEtribución de tamaños a fln de compararla con los lfm:tes granulonétrLcos qr¡e Ie sean aPllcables'

Por otra parte, eegún se indicó en 1.3.3.3, para

Ia utillzación de Ia

en la elabo¡aclón del concreto,

subdlvldirla en fracctones

que 6e nanejan

ée acostu¡¡bra

gráva

y do€lfican Indtvldualmente en proporciones adecuadas

lntegrar Ia curv¿ granulonétrica requerida en Ia grava total'

I05

para

De acuerdo con 1o antertor,

cuando se

vertfica la granutomet¡¡a de una

rnueÉtra de grava, pueden p¡esentarse do6 casoE que

afnerttan la apltcación

criterlos de Juicto di.felentes. El primer caso es cuando se analtra u¡e muestra de grawa integ¡al procedente de una det€rmtnada fuent€ ate gum¡nistro propuesta y É€ requtere Ju¿gar si contj.ene todos los tamaño6 en de

para tntegrar Ia granulo¡netrfa lequerlata en el concr€to, o si e3 poslble conslderat la tfiruración dé tamaños mayor€s €n

proporclones adecuadag

excéÁo para producir tamaños menore6

faltantes, o bien st lesulta necegarro buscar otra fuente de sumlnletro para substitulr o complemente¡ las deficlenciaE de Ia fuente en estudto.

El

reflers a la verificaclón granulo¡n6t¡lca de fracclones lñdlvlduales de grava, p¡evlamente crlbadas a eEcála d6 obra, a fln de Eegundo ca€ro €e

comprobar prlnclpalnent€ a1

eI proceso de separaclón !¡or crtbado se

real.Lza

con ]a pleclslón especlficada dentro de sus correspondient€s lnterveloE nomlnales. En tal caao, debe pregtarse at€nclón especlál a h cuantl-f-lcación de f,os Ilamadog defectog ds clasiflcación repres€ntados por

Ia€ partfculas cuyas dlr¡ensiones resultan fuera del lntelvalo nomlnal de l¡ fraccLón, y para los cuaLes hay llmltaclones especlfices. A las partfcutaE menoles que

eI lfmlte inferior del lnlervalo se les denomlna

nominal y a las mayores que eI lfmite superior det tntervalo,

subtarnaño

eobret¿maño

nominal.

La6 designacloneg

y aberturas de

1ás

¡natlas que sueLen enpl.earBe en

análieis granulonétrico de la g¡ava. se iñdlcan a contlnr¡ació¡:

eL

ggels!es-!é! !9U

Degionación de malla lasTl¡ E 111 Alternat-iva Estándar

t25

lOO 90 75 63

¡n¡n

mm

Í¡n

2 rl2"

nm

1 7/2"

50

37.5 25.0 19.0 12.5 9.5

4.75 2.36

e too

Í'¡n ¡n¡n

r/2"

mÍ

3/8" No, 4 No. I

rn¡n

íun ¡run

101.6 84.9 15.2

e90 G75 c63 G50 c38 c25 c19 G L2.S c 9.5 G 4.?5 c 2.36

3 rl2"

nm

Abertura nomina] en milímetros

34.1 25,4 1.9.1

4.7

5

Haclendo referencla a Iá6 gravas con dlverso ta¡naño máx1no y a su seParación

er fracciones

como

es f,lecu€nte en la conEtrucclón' en Las centrale€ aléctrlcaB

(labla 1.14)r en lad Flgs 1.13 a

1..16 s€ lndican

los husos granuloñétrlcos

en cada ca6o, tañto para la grava total como para las corlespondi€ntes fraccloneE en que convLéne dlvl'dtrIe. recomendables

Mollos, designocidn N0M G4.75

Gtg G25

G9.5

G38

G50

G75

o

illi'dJfi*'\',

E

ñ g

," ,ff ,/ ,St ,' A¡{)

e

Límihs froccion (20- 40 mm )

N;;----Ñ"4

3/4" 1" t1/2"

3/d

2"

{.100

t

Mollos, desiqnocidn ASTIü

r,lg 1.13 I,fñttes g¡anulomét¡lcos Para grava con

107

ta¡¡raño máximo

40

¡ün

l\4olios, designocjo'n N0ful

to0 E

Grg G25

G4.75

--\iáó:iili

80

G38

orootto-

o,oo

I

)¡

E

"^=

6t\

40

3/4" \" 11/2" 2"

No,4

z

1/2

,,3"

.9¿

4"

Mollos, designocidn ASTM ¡'19 1.14 Llmttes granuloÍétrlcos pará grava con tanaño máximo 75 Itlollos, desig¡ocidn NOM

G9.5

G475

ro0

5-20

G25

Gtg

G38

G63

650

G90

G75

GlOo

ti'k

mm

oo E .E

40

iüsW,i

*-s$

,l--" f.-'

No.4

40E

3/A"

3/4"

1"

11/¿'

.9

80

z" ..3' 4:' s' too z1/2 31/2 6

Mollos, designocidn ASTM

Fig 1.15 líftites granulométrlcos para gráva con tar¡año máxtmo 100 mm

IOB

l\,|ollos, designacidn N0M

Grg

G9.5

too E

,

G25

G38

G63

G50

l,i*,*,,]'7^on

/ffoccron z / lfroccton j I i 4A-75nn l2O-40ñn --\--{-'

"/ -

/

Yir

I,, o.e

¿,. 0 \"

-!-zz ¿ \"

f>i *rt

lxoxe -!e

.'\wz

É====--\

185% cemenro ripo

ll5%

I

cenizo votonte iino

200 NOIAS: Consuno de ceme¡rlonte. 300 kglm3

too

.

Cenizo volonte cqmpos By C de Río Escondido Agregodos ondesílicos del Dislr¡lo Federol

o

90

56

2A

Edod del concreto,

d r'os

FIg 1..27 Aportacl6n de Ia cenlza volante flna de Rfo EEcondldo, Coah., a la reslstencla a compreeión del eoncreto(30)

Esta

forma de conportamlento natural de las puzotanas,

justiftca lo

seña-

Iado en 1.2.3.3 e, donde Be m€nclonó que al utillzar un cer¡énto portlandpuzolana

lo

recomendable ea que

del concreto

la obtenclón de Ia reBistencia de Proyecto

Ee especifique a una edád nayor de

2a dfas, con objeto

de

aprovechar eI beneftcto de Ia reststencia que aporte la puzolana. Esta miema recoñendación es como

válida para el caso de que la puzolana se utilice

aditivo en el concreto, tomando en cue¡tá paaa definir dlcha edad, Ia

evoluclón de la resistencia en función del tiempo y las neceEidades de proyecto tiqadas a la pueEta en servlcio de las estructulas. 221

- Contracción po!

Becado

Entte los factores que lnfluyen en la contracción por

secaato

del concrero,

tiene un efecto importante eI contenido unitario de agua ¿le mezclaato. De_ bido a elto, las puzolanas narulates que incrementan e1 requertmiento de agua de mezcla, propenden

.reto(92), ta]

a incrementar Ia contracctó¡ por

cono se hizo nención en 1.2.3.3

y asf,

h.

seca¿lo

del

La tenalencla

con_

opuesra

los benefictos que suéLen atrtbuirse a mucnas centzaa volantes es que per¡ntten réducir la dcn,ánda de agua atél concre_ tambtén opera,

uño de

¿s(21); con to cual

puede esperarse que conrribuyan a attsmtnuir

tracclón por secado sI Ia cenlza en cuestlón

alemuestra

Ia

con-

tener esa aptltud

de reduclr el agua. Esta previ6i6n se conflrmó al enBayar la centza volan_

te flna de Rfo

Esconctiato con agregados

del Dtsrrtt.o Federal, pues con

su

empleo se redujo ]a denanda de agua de mezcl.ado y ta contracción por secaato

del concreto(l2)' (30),

E

se indica en Ia Flq x.28.

Conctelos:

\3

E

como

I 100% Cemento portlond tipo I - fB5% Cemento por ond tipo I ¿