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S.E.I.T T. D.G.I.T T.

     

INSTITUTO TECN NOLÓGICO DE TIJ JUANA          

LABO ORAT TORIO O DE MATER M RIALE ES I TECN NOLOGÍA A DEL CONCRE C ETO

OPCIÓN II ELABORA RACIÓN DE TEXT TOS, PROTOTIIPOS DIDÁCTIC COS O INSTRUCTIVOS PARA PRÁ ÁCTICAS LLER DE LABORATORIO O TAL

qu ue presenta DAVIID PÁEZ RUIIZ para ob btener el título o de INGE ENIERO CIVIIL Tijuana, B..C., Octubre de d 1992

                                                Primera Edición Octubre de 1992 (Versión original)  Segunda Edición Abril de 2012 (Versión Digital) 

 

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Prologo Segunda Edición    Esta edición no pretendió mejorar los temas aquí presentados, si no al contrario, aun y cuando las  mayoría de las normas que se hacen referencia en este manual han cambiado, se procura ser fiel a  su versión original de hace 20 años.  Solo  se  buscó  actualizar  el  formato  y  presentarlo  como  documento  digital,  para  una  rápida  consulta en computadora y poder ponerlo a disposición mediante medios electrónicos.   Sin  embargo,  se  puede  asegurar  que  los  temas  aquí  tratados  son  totalmente  validos  en  la  actualidad,  y  como  en  un  principio,  se  busca  que  sea  de  rápida  consulta  y  de  ayuda,  solo  se  recomienda  buscar  las  actualizaciones  de  la  entonces  normas  oficiales  mexicanas  (NOM),  en  la  actualidad llamadas normas mexicanas (NMX) y las del American Concrete Institute (ACI).  No  se  descarta  realizar  una  tercera  edición  donde  se  integren  las  actualizaciones  que  se  han  realizado.  Cabe aclarar que este trabajo pretendió hace veinte años reunir información y resumir en un texto  ágil y sencillo las primeras bases de la tecnología del concreto, y que sirva como manual solo para  el  comienzo  de  quién  se  interese  en  ello,  aún  y  cuando  podría  ser  demasiado  básico  para  los  expertos  en  el  tema,  es  por  ese  que  se  recopilo  información  de  textos  publicados  de  varios  autores.  Hoy en día, después de veinte años me doy cuenta que hay varias citas de varios textos que en ese  tiempo posiblemente no les di el crédito correspondiente, como es el caso, que aun y cuando se  citan varios párrafos del reglamento del ACI 318, no lo señale en el capítulo de Bibliografía, o de  las revistas publicadas por el Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto que aun y cuando si  las mencione no les di el crédito correspondiente a los autores de los artículos.  Desgraciadamente,  en  la  actualidad  no  tengo  las  referencias  correspondientes,  es  por  esto  que  pido disculpas por lo anterior y si alguien considera que lo expuesto en el presente manual se le  debe  de  dar  el  crédito  correspondiente  me  lo  haga  saber,  para  según  la  petición  lo  elimine,  modifique o haga la referencia correspondiente.  Si crees que este manual te ha sido de ayuda o tienes alguna opinión o comentario no dudes en  escribirlo.    David Páez Ruiz  Tijuana B.C., México  [email protected]   

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  PROLOGO SEGUNDA EDICIÓN ................................................................................................................... 3  I. 

I N T R O D U C C I O N ....................................................................................................................... 7 

II. 

C E M E N T O S ................................................................................................................................ 12  II.1.‐  TIPOS DE CEMENTO PORTLAND .............................................................................................................. 12  II.2.‐  PROPIEDADES FÍSICAS DEL CEMENTO ........................................................................................................ 13  II.2.1.‐  Finura ..................................................................................................................................... 13  II.2.2.‐  Tiempo de fraguado ............................................................................................................... 14  II.2.3.‐  Fraguado falso ....................................................................................................................... 15  II.2.4.‐  Sanidad ................................................................................................................................... 15  II.3.‐  PRUEBAS FÍSICAS DEL CEMENTO EN EL LABORATORIO ................................................................................... 16  II.3.1.‐  Consistencia Normal (NOM C 57 y ASTM C 187) .................................................................... 16  II.3.2.‐  Tiempo de fraguado de cemento hidráulico por medio de la aguja de Vicat (NOM C 59 y  ASTM C 191) ............................................................................................................................................ 17  II.3.3.‐  Densidad del cemento (NOM C 152 y ASTM C 188) ............................................................... 18 

III.  A G U A ........................................................................................................................................... 20  IV. 

A G R E G A D O S ........................................................................................................................ 21 

IV.1.‐  CLASES DE AGREGADOS ......................................................................................................................... 21  IV.1.1.‐  Agregado fino ......................................................................................................................... 21  IV.1.2.‐  Agregado grueso .................................................................................................................... 23  IV.2.‐  MUESTREO DE AGREGADOS .................................................................................................................... 23  IV.3.‐  PROPIEDADES FÍSICAS DE LA ARENA .......................................................................................................... 25  IV.3.1.‐  Análisis granulométrico de la arena ....................................................................................... 25  IV.3.2.‐  Contaminación de sobretamaño ............................................................................................ 27  IV.3.3.‐  Contaminación orgánica en la arena (colorimetría) .............................................................. 27  IV.3.4.‐  Perdida por lavado ................................................................................................................. 28  IV.3.5.‐  Porcentaje de humedad natural ............................................................................................. 29  IV.3.6.‐  Absorción ................................................................................................................................ 30  IV.3.7.‐  Densidad ................................................................................................................................. 31  IV.3.8.‐  Pesos volumétricos ................................................................................................................. 32  IV.4.‐  PROPIEDADES FÍSICAS DE LA GRAVA ......................................................................................................... 34  IV.4.1.‐  Análisis granulométrico de la grava ....................................................................................... 34  IV.4.2.‐  Contaminación de subtamaño ............................................................................................... 34  IV.4.3.‐  Pérdida por lavado ................................................................................................................. 35  IV.4.4.‐  Porcentaje de humedad natural ............................................................................................. 36  IV.4.5.‐  Porcentaje de absorción en la grava. ..................................................................................... 37  IV.4.6.‐  Densidad. ................................................................................................................................ 38  IV.4.7.‐  Peso volumétrico suelto. ........................................................................................................ 39  IV.4.8.‐  Peso volumétrico varillado ..................................................................................................... 40  V. 

A D I T I V O S .................................................................................................................................. 41 

V.1.‐  V.2.‐  V.3.‐  V.4.‐ 

 

ADITIVOS ACELERANTES. ....................................................................................................................... 42  ADITIVOS RETARDANTES ........................................................................................................................ 43  ADITIVOS FLUIDIFICANTES ...................................................................................................................... 44  ADITIVOS INCLUSORES DE AIRE ................................................................................................................ 44 

  V.5.‐  V.6.‐  V.7.‐  V.8.‐  VI. 

ADITIVOS ESTABILIZADORES DE VOLUMEN. ................................................................................................ 45  ADITIVOS EXPANSORES. ........................................................................................................................ 46  ADITIVOS IMPERMEABILIZANTES. ............................................................................................................. 47  PUZOLANAS. ....................................................................................................................................... 47  DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO ............................................................................................ 49 

VI.1.‐  PROPIEDADES DE LA PASTA DE CEMENTO .................................................................................................. 50  VI.2.‐  PROPIEDADES DE LOS AGREGADOS ........................................................................................................... 50  VI.2.1.‐  Tamaño máximo del agregado .............................................................................................. 51  VI.2.2.‐  Granulometría de la arena ..................................................................................................... 51  VI.2.3.‐  Granulometría de la grava ..................................................................................................... 51  VI.2.4.‐  Forma y textura de los agregados .......................................................................................... 52  VI.3.‐  CONSISTENCIA DE LA MEZCLA ................................................................................................................. 52  VI.4.‐  RELACIÓN AGUA/CEMENTO DE LA PASTA .................................................................................................. 53  VI.5.‐  PROCEDIMIENTOS EMPÍRICOS DE DISEÑO .................................................................................................. 53  VI.6.‐  PRACTICA RECOMENDADA PARA EL PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLAS DE CONCRETO ....................................... 54  VI.6.1.‐  Procedimientos para la dosificación de concreto normal ...................................................... 54  Paso 1. Elección del revenimiento .......................................................................................................... 54  Paso 2. Elección del tamaño máximo del agregado .............................................................................. 55  Paso 3. Estimación del agua de mezclado y del contenido de aire ....................................................... 56  Paso 4. Elección de la relación agua/cemento. ...................................................................................... 57  Paso 5. Calculo del contenido del cemento. ........................................................................................... 59  Paso 6. Estimación del contenido de agregado grueso. ........................................................................ 59  Paso 7. Estimación del contenido de agregado fino. ............................................................................. 60  Paso 8. Ajustes por el contenido de humedad del agregado................................................................. 62  Paso 9. Ajustes a la mezcla de prueba. .................................................................................................. 62  VI.6.2.‐  Ejemplo de cálculo para concreto normal .............................................................................. 63  VI.7.‐  CORRECCIONES POR CONTAMINACIÓN DE TAMAÑOS Y POR HUMEDAD EN LOS AGREGADOS ................................. 67  VI.7.1.‐  Corrección por contaminación de tamaños:........................................................................... 67  VI.7.2.‐  Corrección por humedad y absorción del agregado: .............................................................. 71  VII. 

ELABORACIÓN Y MUESTREO DE CONCRETO FRESCO .................................................................... 73 

VII.1.‐  MEZCLADO DE CONCRETO EN EL LABORATORIO ...................................................................................... 73  VII.1.1.‐  Mezclado mecánico ................................................................................................................ 74  VII.1.2.‐  Mezclado manual ................................................................................................................... 75  VII.2.‐  MUESTREO DE CONCRETO FRESCO ...................................................................................................... 75  VII.3.‐  CONSISTENCIA (REVENIMIENTO) ......................................................................................................... 75  VII.4.‐  FLUIDEZ ......................................................................................................................................... 76  VII.5.‐  DETERMINACIÓN DEL PESO VOLUMÉTRICO DEL CONCRETO FRESCO............................................................. 77  VII.6.‐  DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AIRE ............................................................................................ 78  VII.7.‐  ELABORACIÓN DE ESPECÍMENES DE CONCRETO PARA EVALUAR LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN .................... 79  VII.7.1.‐  Fabricación de cilindros .......................................................................................................... 80  VII.7.2.‐  Curado y almacenamiento de cilindros de prueba ................................................................. 81  VII.7.3.‐  Preparación de las bases de los cilindros de prueba .............................................................. 82  VII.7.4.‐  Ruptura de cilindros ............................................................................................................... 83  VIII. 

 

EVALUACIÓN DE RESULTADOS DE ENSAYES A COMPRESIÓN ........................................................ 85 

  VIII.1.‐  VARIACIONES EN LA RESISTENCIA ........................................................................................................ 85  VIII.2.‐  FRECUENCIA DE LAS PRUEBAS ............................................................................................................. 87  VIII.3.‐  ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LOS RESULTADOS DE RESISTENCIA ..................................................................... 88  VIII.3.1.‐  Requisitos de resistencia .................................................................................................... 89  VIII.3.2.‐  Cálculo de desviación estándar, coeficiente de variación y resistencia promedio requerida.   89  VIII.4.‐  VARIACIONES EXCESIVAS O RESULTADOS DE PRUEBAS INSUFICIENTES .......................................................... 97  IX.  C O N C R E T O    E N D U R E C I D O ................................................................................................ 98  IX.1.‐  EXAMEN VISUAL DE LA ESTRUCTURA ......................................................................................................... 98  IX.2.‐  EXAMEN DEL CONCRETO ENDURECIDO ...................................................................................................... 98  IX.2.1.‐  Verificación de las pruebas de resistencia .............................................................................. 99  IX.2.2.‐  Evaluación de los requerimientos estructurales en relación con la resistencia obtenida: ..... 99  IX.2.3.‐  Pruebas no destructivas ......................................................................................................... 99  IX.2.4.‐  Prueba de corazones ............................................................................................................ 100  IX.2.5.‐  Prueba de carga ................................................................................................................... 101  IX.2.6.‐  Medidas correctivas ............................................................................................................. 101  X. 

N O T A   F I N A L........................................................................................................................... 102 

XI.  B I B L I O G R A F I A ...................................................................................................................... 103 

 

 

 

I.

I N TT R O D U U C C I O N N 

El  conccreto  se  ha  calificado  c com mo  un  material  noble  en el  sentido  dee  que  es  fuerte,  duradero o  y  resistente al uso. Se e le ha comparado con la  piedra y se p piensa en él ccomo un matterial inerte. SSin  embargo, el concre eto es un matterial con sen nsibilidad al eempleo que  se haga de éél y al ambien nte  que  lo o  rodea.  Sólo o  conociendo o  íntimamente  la  sensibilidad  del  co oncreto  podrremos  utilizarlo  eficazm mente.  Debem mos  comenzaar  por  estudiiar  la  tecnología  del  con ncreto  y  anaalizar  los  com mponentes  que  q intervienen  en  el  mismo:  m el  cem mento,  los  aggregados,  el agua  y  los  ad ditivos.  Podeemos  manipular  un concreto ccuyas propied dades respondan a nuestraas necesidades.  estos ccomponentess para crear u Así  mismo,  en  loss  componen ntes  del  con ncreto  puedeen  existir  deefectos  que  van  a  afecttar  adversamente el co oncreto que p produzcamos..  Se  disp pone  en  el  mercado  m de  5  tipos  principales  de  ceementos  Porrtland,  mismo os  que  pued den  utilizarrse  para  cum mplir  con  disttintas  condiciones,  tales  como  c el  uso  general,  el  aumento  de   la  resistencia a los sullfatos, la dism minución del  calor de hidratación o el iincremento d de la resistencia  del concreto.   inicial d En  191 18,  Duff  A.  Abrams  estaableció  la  reelación  directta  que  existee  entre  la  resistencia  r a la  compresión  y  la  relación  aguaa/cemento,  lo  cuál  fue  el  e inicio  de  la  tecnologíaa  científica  del  d concreeto. El cemento Portland aa servido a la industria de la construcción a través d de los años ccon  pequeñ ñas variacion nes en su manufactura. Laa finura del cemento aumentó hasta laa década de  los  años  50,  5 desde  en ntonces  se  haa  mantenido o  estable.  A  mayor  finuraa  del  cementto  aumentar la  resistencia  del  con ncreto  en  edades  tempraanas,  demand dar  más  agu ua  para  su  hidratación  h y  el  ón de fraguad do.  concreeto tendrá maayor retracció Existen n, además cementos mezcclados, en loss cuales el cliinker y el yesso se muelen n con escoriass o  materiales  puzolánicos  como  las  cenizas  volantes.  Los  ceementos  mezzclados  requieeren  un  curado  d su  resistenciaa  y  su  duraabilidad,  ya  que  tienden  a  inicial  más  prolongado  para  desarrollar  natarse  más  rápidamente, r ,  lo  que  dism minuye  la  protección  contrra  la  corrosió ón  del  acero  de  carbon refuerzzo. En términ nos generaless, los cementtos mezcladoss tienden a lo ograr concrettos de más aalta  resistencia.  En año os recientes sse ha comenzzado a usar cementos modificados con n polímeros, eentre los cuales  se encuentran las rresinas epóxiccas. Los conccretos hechoss con estos cementos tien nen resistencias  muy alltas, tanto a lla compresión como a la fflexión y a la tensión. Adeemás, tienen  menor fluencia  plásticaa.  Estos  con ncretos  son  relativamente  caros  y  por  p lo  generaal  se  usan  en  e trabajos de  reparaciones de lim mitada extensiión.  Las pro opiedades de los concretos también se pueden mod dificar median nte el uso de aditivos, que se  pueden n  clasificar  como  c aditivoss  químicos  o  o minerales.  La  norma  C 494  de  la  ASTM  A tiene  una  u

David P Páez Ruiz 842 210388                                                                         Instituto Tecnoló ógico de Tijuana                                    Tecnología del Conccreto 2da. edición   Ver 1.0 0             Página 7   

  clasificcación  de  siete  tipos  de  aditivos  a quím micos  que  reducen  el  agu ua  de  fraguaado,  retardan n  o  aceleraan el fraguado o, y combinan ndo estas accciones.  Los adiitivos minerales son las ceenizas volantees que pueden llegar a con nstituir el 40% % de la masa d del  cemen nto más la cen niza volante yy los residuoss de sílice quee pueden lleggar a ser el 10 0% del materrial  cemen ntante.  Las  ce enizas  volanttes  no  sólo  abaratan  el costo  del  co oncreto,  sino o  que  permitten  alcanzaar  altas  resisstencias  a  la  compresión..  Requieren  un  curado  in nicial  más  prrolongado  y  los  concreetos tienden aa carbonatarsse más rápidaamente, con  lo que se pueede afectar laa durabilidad  de  los missmos. Los con ncretos con rresiduos de síílice pueden  alcanzar resisstencias muyy elevadas, peero  sometiidos a fuego ttienen la tend dencia de exp plotar.  En  año os  recientes  hemos  visto  la  aparición  de  los  aditivvos  superfluid dificantes,  qu ue  permiten un  aumen nto apreciable e del asentam miento del co oncreto sin neecesidad de aañadir más aggua a la mezccla.  El uso de superfluid dificantes faciilita la colocación del conccreto, logrand do que éste sea más denso o y  que see eliminen lass oquedades  debidas al aiire atrapado. Hay que ten ner precaució ón al usar esttos  producctos  ya  que  sus  propiedades  beneficciosas  tienen n  una  duración  limitada,  por  lo  que  la  colocacción del conccreto tiene qu ue hacerse en n un tiempo reelativamente corto.  Los agrregados tiene en sus caracteerísticas prop pias que influyen en las prropiedades dee los concreto os,  tales co omo la resiste encia, la retraacción y la reaacción químicca con el cem mento.  La indu ustria del cem mento está exxperimentand do una transfformación ráp pida que perm mite aplicar u una  tecnolo ogía  en  la  preparación  de  concreto os  que  tenggan  las  prop piedades  desseadas  por  los  diseñadores  y  consstructores  de  estructuras.  Fue  un  hech ho  afortunado  que  en  el  siglo  pasado  se  lograraa fabricar el ccemento Porttland, el cual resultó ser u un cemento eeconómico, co on propiedad des  adecuaadas  para  grran  parte  dee  las  estructu uras  de  conccreto  que  erra  necesario  producir,  peero  tenemos que pensaar que éste ess sólo uno de los cementoss que se pued den fabricar. Es de esperarrse  n el siglo próxximo se cuente con mayor variedad de ccementos.  que en La  pro oducción  de  la  mezcla  de  los  componentes  deel  concreto se  logra  ho oy  con  planttas  automatizadas, cuyyos controles  electrónicos permiten ten ner en cuentaa las correccio ones necesarrias  a las prroporciones, tales como laas modificacio ones debidas a la humedad de los agreggados.  Los  méétodos  estadíísticos  permiten  estableceer  el  control  de  la  calidad d  del  concretto,  campo  en  el  que  see  ha  avanzado  más  en  Eu uropa  que  en n  América.  El  reconocimieento  de  la  in nfluencia  de las  variaciones  naturales  de  los  com mponentes  de  la  mezcla  de  d concreto  en  las  propieedades  de  éste,  medidaas  a  través  de  las  prueebas  normalles,  ha  perm mitido  establecer  unos  parámetros  de  aceptaación  del  concreto  que  responden  muccho  mejor  a  su  propia  naaturaleza.  Ya  no  se  habla de  resistencia  mínimaa  a  la  compresión,  sino  de  resistenccia  especificaada  a  la  compresión  y se  e ciertos límittes, resistencias inferioress a la especificcada.  permitten, dentro de Por otrra parte, los p productores d de concreto ssaben hacer u uso del contrrol estadístico o y, mediantee la  determ minación  de  la  desviació ón  estándar  de  su  prod ducción,  pueden  produciir  un  concreeto  económ mico que cum mpla con la reesistencia esp pecificada. 

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  La  colo ocación  del  concreto  c deb be  hacerse  uttilizando  vibrradores  y  siguiendo  reglas  que  la  bueena  prácticca  ha  estable ecido,  aunquee  con  la  aparición  de  los  superfluidifiicantes  se  haa  simplificado o  y  mejoraado la colocacción del concreto.  El conccreto recién ccolocado deb be curarse para mantener un contenido de humedaad satisfactorrio.  La  evaaporación  ráp pida  del  aguaa  provocada  por  los  efectos  combinados  de  la  temperatura  y  la  humed dad  relativa  del  aire,  la  temperaturaa  del  concreeto  y  la  velo ocidad  del  viiento,  causa  el  agrietaamiento por rretracción pláástica.  El  curaado  se  logra  mediante  el  método  tradicional  de  ap plicar  agua  al  concreto  paara  mantenerr  la  humed dad,  o  mediaante  el  uso  de  materialles  para  cub brirlo,  tales  como  c las  lám minas  plásticcas  colocad das  sobre  el  concreto,  o  mediante  laa  aplicación  líquida  de  co ompuestos  dee  curado.  En  la  produccción de elem mentos prefab bricados se ussa también el curado a vap por de alta o baja presión. Al endurecerse el co oncreto nacee la estructuraa. Como mateerial, el concrreto se ha comparado con n la  en él como un n material ineerte. Nada máás alejado de la verdad: el concreto es un  piedra y se piensa e material sensible, que responde a las accionees externas físsicas, químicaas y ambientaales. Para usarlo  o conocer íntiimamente su sensibilidad,, la cual sólo  los  a la pleenitud de suss capacidadess es necesario producctores de suss componentees, los proyecctistas y los cconstructoress pueden lograr mediantee la  investigación en el llaboratorio, eel estudio del comportamiento de las estructuras y eel conocimien nto  de sus propiedades.  ¿A quéé edad se pue ede consideraar adulto el co oncreto? La tradición ha eestablecido 28 8 días, que ess la  edad  de  d la  prueba  estándar  del  concreto  a  la  compresió ón.  Esa  edad responde  a  las  técnicas de  constru ucción prevalecientes en  los inicios de la construcción con concreto y ha lleggado a nuestrros  días.  El conccepto de la m madurez es ap plicable a la niiñez del concreto, ya que ssu adquisición de resistencia  a la compresión es  una función  del curado y  de la temperratura. A 21  °C y con curaado húmedo,, el  os tres días, aproximadameente el 40% d de la resistencia adquiridaa a los 28 díass, y  concreeto tiene, a lo a los 7 días la resiste encia alcanzaa el 70%. Lo ciierto es que eel concreto tieene gran necesidad de agu ua,  especiaalmente duraante su niñez y, si se prolo onga el curado o, la resistenccia a la compresión contin núa  aumen ntando.  Sin  em mbargo,  no  sie empre  la  edaad  de  28  díass  ha  estableccido  el  parám metro  de  com mparación:  en n  la  constru ucción de pre esas, que no sse esforzarán n al máximo aa los 28 días,  la resistenciaa se especificaa a  los 90 días o aún al año. De la misma forma, een edificios de gran altura en los que ell concreto no se  d de  los  l 28  días,  se  pueden  usar  u resistenccias  a  mayorres  esforzaara  a  su  máxximo  hasta  después  edadess.  El  reglame ento  inglés  permite  p usar para  el  diseeño  una  resistencia  24% %  mayor  que  la  resistencia a los 28 días, si los m máximos esfueerzos no ocurrren hasta un año despuéss de colocado o el  A concreeto.  En  el  casso  de  las  pruebas  de  cargga  de  estructuras  de  conccreto,  el  reglaamento  del  ACI  recomiienda que no o se lleven a ccabo dichas p pruebas hastaa que el conccreto no tengga por lo men nos  56 díass de edad. 

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  Al  iguaal  que  un  aumento  en  resistencia  a  laa  compresión n  ocurre  máss  rápidamente  en  esa  etaapa  inicial  de la vida del concreto, en los primero os 28 días tiene lugar cercca del 35% dee la retracción n y  de  la  fluencia  f plásstica  del  conccreto,  lo  cuaal  tiene  gran  importanciaa  en  el  planeeamiento  de la  colocacción del conccreto y en la  secuencia dee construcció ón de las estrructura construidas con esste  material.  La hidrratación del ccemento es una reacción eexotérmica que genera calor en las etaapas iníciales de  la vida del concreto o. Este es un ffenómeno mu uy conocido een la construccción de pressas de concreto,  q también  está  presen nte  en  la  con nstrucción  dee  los  cimienttos  de  equip pos  industriales  pero  que  pesado os  y  en  las  losas  de  cim mentación  dee  edificios  alttos.  El  incremento  de  teemperatura  del  d concreeto  masivo  causa  esfuerzzos  de  tracción  que  pueden  agrietar el  concreto o.  La  finura  del  d cemen nto aumenta  la velocidad  de la generación de calorr, aunque no o necesariameente el  total de  calor  generado.  g Un n  concreto  con  un  conteenido  de  cem mento  de  220 0  Kg/m3  y  una  u relación de  volumeen  a  superficcie  en  metross  de  tres,  collocado  a  unaa  temperaturaa  de  90  °C,  experimenta  e un  increm mento en la te emperatura eq quivalente a 30 °C.  Para reeducir la temperatura del  concreto se recurre a susstituir el aguaa de la mezclaa por hielo, aa la  utilizacción de nitróggeno líquido yy a la instalacción de tuberíías con circulación de agua fría dentro de  la masaa de concreto o.  Al  alcaanzar  la  mayoría  de  edad d  a  los  28  díías,  se  consid dera  que  el  concreto  puede  ejercer  las  funcion nes para las ccuales fue creado, sin em mbargo, este m material es seensible no só ólo a reaccion nes  físicas, tales como  las cargas, sino también aal ambiente yy a las reaccio ones químicaas. Examinem mos  dad a las acciones físicas. primerro la sensibilid Desde  los  inicios  del  d uso  del  concreto  c se  supo  s que  eraa  un  materiaal  con  poca  resistencia  a  la  tensión n.  La  invención  del  concrreto  armado  consiste"  en n  colocar  aceero  de  refuerrzo  en  aquellas  zonas een las que se desarrollaríaan esfuerzos d de tensión. Aún hoy las teo orías de conccreto armado  se  basan  en la suposicción de que eel concreto no tiene resisttencia algunaa a la tensión n. En realidad d la  resistencia a la tenssión del conccreto es del o orden del 10% % de la resisttencia a la compresión, peero  por traatarse de unaa ruptura frággil no se cuen nta con esta rresistencia. Los esfuerzos  de tensión d dan  como  resultado  el  agrietamien nto  del  concreto,  como  son  los  tanq ques  y  los  siilos,  que  esttán  sometiidos principallmente a tenssión, por lo que hay que lim mitar el ancho de las griettas.  El conccreto pres forzado a venid do a contrarrrestar los agriietamientos d debidos a la ttensión, ya q que  median nte  cables  de  alto  límitee  elástico  se  pueden  con nvertir  en  essfuerzos  de  compresión  c los  esfuerzzos  de  tensión  que  las  cargas  c produ ucen  sobre  el  e elemento estructural.  El  concreto  es  sensiblle  al  ambientte  pues  cambia  de  dimen nsión  con  loss  cambios  dee  temperaturra.  La  humed dad  relativaa del ambientte causa cambios en las diimensiones de los elementos de concreeto, ya que si es  menorr  del  100%  ocurre  o el  fen nómeno  de  la  retracción n.  Si  los  elementos  de  concreto  esttán  restringidos,  los  cambios  de  tem mperatura  y la  retracción  pueden  causar  agrietam mientos  y  aún  la  uras, como occurriera en lo os inicios del cconcreto. En los climas frío os las heladas y  falla dee las estructu los desshielos repetidos de los co oncretos húm medos causan  la falla de ésstos. Existen d distintas teorías 

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  sobre  este  mecanissmo  en  el  cu ual  intervienen  en  formaa  distinta  la congelación  de  la  pasta  de  cemen nto  y  de  los  agregados.  a El  aire  atrapado  que  se  puede  añadir  a  la  mezcla  con  un  aditiivo  incluso or de aire es u una solución aa este problema.  Las accciones químiccas afectan ell concreto ad dulto. En los p países fríos esstá recibiendo o gran atenciión  el  prob blema  que  caausan  las  salees  usadas  para  remover  el  e hielo  de  las  calles  que  desintegran las  superfiicies  de  concreto  y  caussan  la  corrossión  del  aceero  de  refuerzo.  El  reglamento  del  ACI  A estableece unos límittes a la conceentración de iones de cloruro del calcio o en el concreeto a los 28 días  que  puedan  prove enir  de  los  ingredientes  tales  como  el  agua,  loss  agregados,  los  materiales  ntantes y los aaditivos.   cemen El  concreto  es  atacado  por  loss  sulfatos  y los  ácidos.  Los  L sulfatos  se  s pueden  encontrar  e en  el  subsueelo, usualmen nte en las regiones áridas o o en las aguas de las torrees de enfriamiento. El uso de  cemen ntos  resistenttes  a  los  sulfaatos  es  la  so olución  a  éstee  problema. Algunos  ácid dos  inorgánico os,  como eel sulfúrico y el nítrico, y o otros orgánico os, como el acético y el lácctico, atacan rápidamentee al  concreeto.  El  concreto  se  pued de  proteger del  ataque  químico  con  membranass  elastomériccas  cubierttas epóxicas,  losetas a pru ueba de ácido os o ladrillos  colocados co on morteros rresistentes a  los  ácidos..  Para esstudiar la sen nsibilidad del  concreto adu ulto tenemoss que referirn nos a sus prop piedades, enttre  las  cuales  se  pued den  mencion nar  la  elasticidad,  resisttencia,  relación  de  Poissson,  porosidaad,  ón  térmica,  fluencia,  f retrracción,  abrassión  y  ductib bilidad.  Se  haan  desarrollado  absorcción,  expansió normas para cuantificar algunas de estas pro opiedades, peero el concretto, como matterial preparaado  o requierre  que  se  conozcan  sus  propiedades  p lo  cual  es  un na  tarea  que  compete  a  los  en  la  obra,  ingenieeros  de  cad da  país.  El  concreto  manifiesta  m su  sensibilidad d  a  los  ageentes  extern nos  agrietáándose.  Para  mantener  las  condiciones  de  servicialidad,  tanto  el  e reglamento o  del  ACI  com mo  regionales  del  otros  reglamentos  r d país  estab blecen  parám metros  para  limitar  l el  agrrietamiento  del  d concreeto. En el caso o de estructuras para conttener líquidoss, hay que lim mitar el esfuerrzo del acero de  refuerzzo  para  minimizar  el  anccho  de  las  grrietas.  El  anccho  de  las  grietas  puedee  constituir  una  u expresión de sobre esfuerzo de u una estructurra de concreto.     

 

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II.

C C E M E N N T O S  

CEMEN NTO  PORTLA AND:  Cementto  Portland  es  el  conglo omerante  hid dráulico  quee  resulta  de  la  pulveriización del clínker frío, a  un grado de finura determinado, al cu ual se le adicciona sulfato  de  calcio  natural.  A  criterio  c del  productor  taambién  pued de  incorporarse,  como  auxiliares  a de  la  nda o para im mpartir determ minadas prop piedades al ccemento, otro os materialess en proporciión  molien tal  quee  no  sean  nocivos  n para  el  comportaamiento  possterior  del  prroducto,  de  acuerdo  en  lo  especifficado en la N Norma de Ad ditivos para P Proceso de Ellaboración dee Cemento Portland DGN  C‐ 133 viggente.  Clínkerr es el materiial sintético ggranular, resu ultante de la ccocción a unaa temperaturra del orden d del  1 400 °°C de materias primas dee naturaleza ccalcárea y arccilla ferrugino osa, previameente trituradas,  proporrcionadas,  mezcladas,  m pulverizadas y  homogeniizadas.  Esencialmente,  el  e clínker  esstá  constittuido por siliccatos, aluminaatos y alumin noferritos de ccalcio.   

I II.1.‐ Tipos de Cemento o Portland  El Cem mento Portland está clasificcado en cinco o tipos princip palmente:   I.  COMÚN.‐  Para  uso  geeneral  en  construcciones  de  concreto o  cuando  no  se  requieran  la  propiedades especiales d de los tipos II, III, IV y V.   II.  MODIFICADO.‐  Desttinado  a  con nstrucciones  de  concreto o  expuestas  a  una  acciión  moderada d de los sulfatos. o cuando se necesite caalor de hidrataación moderaado.   III.  DE  RÁPIDA  RESISTEN NCIA.‐  Para  elaboración  e d concretos  en  los  que  se  de  s requiera  alta  a resistencia aa temprana eedad.   IV DE BAJO O CALOR.‐ cuando se requieera un calor d de hidratación n reducido.   V. DE ALTA A RESISTENCIA A A LOS SULFFATOS.‐ Cuan ndo se requieera una alta rresistencia a  los  sulfatos.  El cemento portland blanco se cconsiderar claasificado en eel tipo I. Por ssu bajo o nullo contenido en  óxido fférrico, se carracteriza úniccamente por sser de color b blanco y no grris.  CEMEN NTO  PORTLAN ND  PUZOLAN NA:  El  cementto  portland  puzolana  p es  el  e conglomerrante  hidráulico  que see obtiene de lla molienda cconjunta del  clínker portlaand, puzolanaa y sulfato dee calcio naturral,  que le  imparten un calor de hidrratación mod derado. Cuand do se requierra una resisteencia moderaada  a la acción de los su ulfatos, el clín nker portland d contendrá u un máximo de 8 por cientto de aluminaato  tricálcico. La cantidaad de puzolan na constituir del 15 al 40 p por ciento en peso del producto.  

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  Puzolana  es  el  maaterial  silíceo o,  o  silíceo  aluminoso,  que  q en  si  posee  p poco  o  o ningún  valor  cemen ntante,  pero  que  q finamentte  molido  y  en  e presencia  de  agua,  reaacciona  con  el  hidróxido de  calcio aa temperaturras ordinariass para formar compuestos cementantess. 

I II.2.‐  Propie edades físicas del ceme ento  Cualesquiera  que  sean  s las  matterias  primass  que  interveengan  en  la fabricación  del  d cemento,,  y  nte,  siempre  se  espera  dee  él  una  conttribución  básica  cualquiera  que  sea  su  composicción  resultan como ccomponente del concreto, a fin de quee una vez en ccontacto con el agua prod duzca una passta  moldeaable  que  permanezca  co on  esta  característica  el  tiempo  neceesario  para  darle  la  form ma  requerrida;  que  la  pasta,  p una  veez  moldeada  y  en  reposo o,  comience  a  fraguar  y  endurecer,  aun  a sumerggida  bajo  aggua;  y  que  al  cabo  de  tieempo  previsto,  adquiera  resistencia  suficiente  paara  permittir  al  concreto o  soportar  laas  condicionees  de  operación  y  servicio o  para  las  quee  fue  diseñad do.  Todo lo o anterior, sin olvidar la adquisición dee otras propieedades y caraacterísticas esspeciales quee si  suelen depender de e la naturalezza y composiición de cadaa cemento en n particular. P Para conocerr el  e éste para d dicho comporrtamiento, see acostumbra determinar  su composiciión  grado  de aptitud de químicca y someterlo o a ensayes fíísicos, cuyos resultados see complementan para obteener el juicio de  calidad d final.  La  com mposición  quíímica  se  deteermina  por  medio  m del  an nálisis  respectivo,  puede  decirse  d que  los  datos  obtenidos  de el  análisis  con nstituyen  eleementos  prim marios  de  juiccio  que  perm miten  detectar  y  explicaar las causas e en el comporttamiento possterior del cem mento.  Los componentes q que más influ uyen en las caaracterísticas del cemento o son los siliccatos dicálcico o y  depende esen ncialmente las característiccas de resisteencia, y puedee afirmarse q que  tricálcico, de ellos d la resisstencia a edad des tempranaas las origina el tricálcico. El  alum minato  tricálccico  es  el  prrincipal  contrribuyente  a  la  elevación  de  temperattura  durante  el  fraguad do.  La  excesiva  generació ón  de  calor  hace  h más  difíícil  su  disipacción,  lo  cual  puede  origin nar  agrietaamientos en la masa del co oncreto.   Las pruebas físicas se destinan aa comprobar el comportam miento del ceemento, es deecir, cuantificcan  los  efeectos  que  prroducen  las  característicaas  físicas  y  químicas  q quee  se  obtuvieron  durante la  elaboraación  del  prroducto,  resu ultando  esta información n  útil  para  estimar  e la  ap plicabilidad  del  d cemen nto, darle su aadecuado empleo, y expliccar efectos po osteriores en el concreto. 

II.2.1.‐ Finura  La finu ura del cemen nto tiene influencia sobree el comportaamiento del cconcreto tantto en su estaado  fresco  como en el e endurecido. U Un aumento  en la finura  puede traer  consigo efecttos deseabless e  indeseables; de ahíí que en la molienda convvenga darle una finura adeecuada dentrro de los límittes  que  du urante  la  práctica  se  hayan  comprob bado  como  apropiados  para  p hacer  compatibles  c los  efectoss en ambos se entidos, y que, además, pu uedan obteneerse a un costo razonable.. 

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  Un  aum mento  en  la  finura  significa  mayor  nú úmero  de  paartículas  en  un  u peso  determinado  y,  por  p tanto,  mayor  sup perficie  de  cemento  diisponible  paara  estar  en n  contacto  con  el  agu ua.  Conseccuentemente e,  mayor  finura  representa,  usualmentte,  más  requerimiento  dee  agua  y  mayyor  rapidezz  de  hidrataación.  Sus  effectos  deseaables  son:  mejor  m manejaabilidad  en  las  l mezclas  de  concreeto,  mayor  poder  p de  reteención  del  agua  a (menor  sangrado)  y  y más  rápidaa  obtención  de  resistencia.  Los  ind deseables:  mayores  m contrracciones,  deesarrollo  máss  rápido  de  calor,  y  mayyor  facilidaad para hidrattarse cuando se almacenaa en ambientee húmedo.  El  ensaaye  de  finuraa  consta  de  dos  d determinaaciones:  la  obtención  del  porcentaje  de  d cemento,  en  peso,  que  q se  retien ne  en  las  malllas  No.  200  y  y No.  325,  y  la  segunda,  la  medición  de  d la  superficie  específfica,  que  corrresponde  a  la  superficie  total  de  lass  partículas  contenidas  c en n  un  gramo  de  cemen nto, suponiéndolas esféricas. La determ minación en m mallas sirve p para conocer  la presencia de  partícu ulas  gruesas  cuya  aportacción  a  la  ressistencia  resu ulta  escasa;  sin  s embargo,,  no  suministtra  inform mación  sobre  la  distribució ón  de  tamaños  en  las  partículas  meno ores.  Tambiéén  es  útil  com mo  medio  de control en la fabricación de cemen ntos compuesstos (puzolan na, escoria, ettc.), en que d dos  materiales  con  disttinta  dureza  se  muelen  conjuntamentte.  Las  especificaciones  del  cemento,  de  acuerd do con su tipo o, también deefinen límites mínimos de ssuperficie esp pecifica. 

II.2.2.‐ Tiempo o de fraguad do  El fraguado de la paasta de cemeento es un prroceso fisicoq químico mediante el cual p pasa del estado  de plassticidad iniciaal a un estado o de cierta riggidez y firmezza. Aunque la pasta en estee último estado  puede  manifestar u una ligera ressistencia, paraa fines prácticos se acostu umbra distingguir la etapa de  fraguad do de la de endurecimientto.    Se  con nsidera  que  la  etapa  de  fraguado  se  inicia  en  el momento  en n  que  el  cem mento  entra  en  contaccto con el agu ua, y termina  cuando la paasta se convieerte en un cu uerpo rígido ccapaz de resisstir  una  prresión  arbitraaria.  También  se  consideera  que  la  etapa  de  hidrratación  del  cemento  o  de  reaccio ones  químicaas  que  condu ucen  a  la  ob btención  de propiedades,,  como  cuerpo  endurecid do,  comien nza una vez q que la pasta h ha fraguado.  No obstante, no existe un na franca delimitación enttre  ambas etapas, puess se presentaa una transición, difícil de definir. De eeste modo, laa determinación  de la duración de laa etapa de fraguado quedaa sujeta a med dios de aprecciación un tan nto arbitrarioss.   Los co ompuestos de el cemento qu ue primero reeaccionan paara producir eel fraguado so on el aluminaato  tricálcico  (C3A)  y  el  silicato  tricáálcico  (C3S).  Como  el  C3A A  tiene  una  reacción  violeenta  que  pueede  conduccir a fraguado o instantáneo o, se añade yeeso a fin de regular su hidratación y fraaguar conform me  a  un  proceso  p gradual.  Así,  med diante  la  adeecuada  dosificación  de  yeeso,  es  posib ble  mantener  el  tiempo o de fraguado o dentro de ccierto límites,, aun variand do considerab blemente la ccomposición d del  cemen nto.   La evo olución del prroceso de fragguado del cem mento se aco ostumbra deteectarla sobre una pasta cu uya  cantidaad  de  agua  se  s ajusta  para  obtener  un na  consistenccia  normalizaada  y,  por  meedios  físicos de 

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  penetrración  o  inde entación,  determinar  el  grado  g de  rigid dez  que  man nifiesta  confo orme  el  tiempo  avanzaa.  Al resp pecto, existen n dos procedimientos principales para  medir el tiem mpo de fraguaado: el de Viccat  y el de Gillmore.  El aparrato de Vicat  utiliza una agguja que pen netra en la paasta y determ mina un grado o de rigidez, p por  lo  cuall  se  obtiene  un  solo  dato  de  tiempo  de  d fraguado  que  correspo onde  al  mom mento  en  quee  la  aguja d deja de penettrar.  El aparrato de Gillmore emplea d dos agujas, cu uya indentación sobre la ssuperficie de  la pasta señaala  el  avan nce  del  fragu uado;  por  estte  medio  se  obtienen  do os  datos,  el  que  q corresponde  al  llamado  tiempo o  de  fraguado  inicial,  quee  ocurre  cuando  la  agujaa  más  gruesaa  y  de  menor  peso  deja  de  produccir huella sob bre la superficie de la pasta, y el que ccorresponde  al fraguado ffinal, cuando o la  aguja d de menor seccción y mayorr peso no dejaa huella.  Durantte la fabricación del concrreto interesa que el fragu uado no ocurra demasiado o rápido, de  tal  suerte  que se tengaa suficiente ttiempo para m mezclarlo, traansportarlo yy acomodarlo en los moldes.  Tampo oco conviene que el fraguaado resulte deemasiado len nto, porque laas operacionees subsecuenttes  de  dessmolde  y  pue esta  en  servicio  de  la  obra  sufren  rettraso.  Por  estas  razones  se  acostumbra,  dentro o  de  las  espe ecificaciones  del  cemento o,  fijar  límitee  mínimo  y  máximo  paraa  el  tiempo  de  fraguad do.  El  procceso  del  fragguado  del  ceemento  es  muy  m susceptib ble  a  cambiaar  con  las  variaciones  de  la  temperatura ambie ente. Con algunas limitacio ones puede ssuponerse qu ue las temperraturas bajass lo  n.  Por  ello  es  e importantee  que  su  detterminación  se  realice  baajo  retardaan  y  las  altas  lo  aceleran condiciones estándar de temperratura. Otro aaspecto que p puede influir ligeramente een el tiempo de  do  del  ceme ento,  corresp ponde  a  su  fiinura.  Los  ceementos  mollidos  más  fin namente  tien nen  fraguad cierta ttendencia a fraguar más p pronto. 

II.2.3.‐ Fraguad do falso  Se  dicee  que  un  ce emento  preseenta  fraguad do  falso,  cuando  a  los  po ocos  minutoss  de  entrar  en  contaccto con el agu ua, la pasta presenta una  rigidez semejjante a la del fraguado fin nal, pero si see le  remezccla  sin  adición  de  agua,  laa  pasta  recob bra  su  consistencia  originaal.  Este  últim mo  aspecto,  y  y la  ausenccia de evoluciión de calor,  es lo que disstingue al fragguado falso d del instantáneeo, que si es  un  fraguad do real. 

II.2.4 4.‐ Sanidad d  La saniidad del ceme ento, es decirr, su condición de ser sano o, se refiere a la estabilidad d dimensionaal y  durabilidad de la paasta endurecida en el cursso del tiempo o, la cual tien nde a experim mentar cambios  de volu umen, por efecto de variaaciones de hu umedad y tem mperatura. Sin n embargo, ssi estos cambios 

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  son red ducidos, y de ebidamente to omados en cuenta en el d diseño de las estructuras,  no modifican n la  durabilidad del conccreto.    

III.3.‐  Prueb bas físicas de el cemento e en el laboraatorio    II.3.1.‐ Consistencia Normal (NOM C 5 57 y ASTM C C 187)    Equipo o necesario:   • • •

Aparato de Vicat  e 1 000 g con 1.0 g mínimo o de aproximaación.  Balanza. De Probetas grraduadas 

eratura y hum medad: La temperatura am mbiente en eel laboratorio y del cementto seco, mold des   Tempe y  placaas  deber  mantenerse  enttre  20  y  27  °C.  ° La  del  aggua  de  mezcllado  no  variaar  de  23  °C. La  humed dad relativa del laboratorio o no ser inferrior al 50%.   Proced dimiento:  1)  Preparación  de  la  pasta  de  cementto.  Se  mezclaan  500  g  de cemento  con  una  cantid dad  medida de aagua limpia (sse recomiend da que la mezzcla se realicee en una batid dora).  2)  Moldeado  del espécimeen de prueba. Con la pastaa de cemento o, preparada  como se indica  mente una bo ola con la manos enguantaadas y se tiraar seis veces  de  en a, se forrmar rápidam una  mano  a  otra,  manteniéndola m as  separadas  entre  si aproximadam mente  15  cm.  c do la bola en  la palma de  una mano, se introducir aa presión porr la boca mayyor  Descansand del anillo có ónico G del aparato de Viccat (ver fig 2.1), el cual se sostendrá co on la otra man no,  llenando co ompletamente el anillo con pasta. El exxceso de esta que permanezca en la bo oca  grande  se  remover  mediante  un  movimiento  simple  de  la  palma  de  d la  mano. A  ón,  se  colocar  el  anillo,  descansando  d continuació en  su  base mayor,  sobree  una  placa  de  vidrio,  y  se e  enrasar  la  boca  superior  con  una pasada  de  cuchara  de  albañil  que  se  mantendrá  formando un n pequeño án ngulo con el b borde superio or del anillo.  Si es necesarrio,  do  unas  levees  pasadas  co on  el  borde  de  la  cuchara.  la  superficie  superior  se  alisar  dand o y alisado, d debe tenerse  cuidado de n no comprimirr la  Durante lass operacioness de enrasado pasta.   3) Determinacción  de  la  consistencia.  Laa  pasta  confinada  en  el  anillo  a que  desscansa  sobree  la  placa, debe e centrarse deebajo de la barra B, cuyo  extremo que forma el ém mbolo se pond drá  en  contacto o  con  la  supeerficie  de  la  pasta,  y  se  apretar  el  torrnillo  sujetado or.  Después,  se  colocar el in ndicador móvvil F en la marrca cero, 0, de la parte sup perior de la eescala, o se haará  una lectura inicial, y se ssoltará la barrra 30 seg desspués de habeer terminado  el mezclado.. El  ninguna vibraación durantee la prueba. Se considerar  que la pasta  es  aparato no  debe sufrir n de consistencia normal ccuando la barrra penetre hasta un punto o situado 10 ++‐ 1 mm debaajo 

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  de la superficie original,, 30 seg desp pués de soltarrse. Deben haacerse pastass tentativas ccon  orcentajes dee agua, hasta  que se obtenga la consistencia normaal. Cada prueeba  distintos po se realizará con cemento o nuevo.     Cálculos: La cantidad de agua reequerida para la consisten ncia normal sse calculará al 0.1 por cien nto  más prróximo y se rreportar redo ondeando al 0 0.5 por ciento o más próxim mo, con respeecto al peso d del  cemen nto seco. 

II.3.2.‐  Tiempo o de fraguad do de cemen nto hidráulicco por mediio de la agujja  de Vicat (NOM C 59 9 y ASTM C 191)    Equipo o necesario:  • • •

e Vicat   Aparato de  Balanza. De e 1 000 g con aproximació ón de 1.0 g míínimo   Probetas graduadas 

Tempe eratura y hum medad. La temperatura del ambiente del laboratorrio, cemento  seco, moldes y  placas  deber  mante enerse  entre  20  y  27  °C.  La  del  agua  de  d mezclado  y  de  la  cámaara  húmeda  no  orio  no  ser  in nferior  a  50  por  p variar  de  23  °C  en  mas  de  +‐  2  °C.  La  humeedad  relativa  del  laborato ciento,, y la de la cám mara húmedaa, no ser inferrior a 90 por ciento.   Preparación  de  la  pasta  de  cem mento.  Se  mezclan  m 500  g  g de  cemento o  con  el  porccentaje  de  aggua  (debe eemplearse aggua recién desstilada) requeerido para ob btener la conssistencia norm mal.    Proced dimiento  1) Moldeado  del  espécimen  de  prueb ba.  Con  la  pasta  p de  cem mento  ya  preeparada,  sígaase  exactamentte el procedim miento de co onsistencia no ormal hasta ttenerlo coloccado en la plaaca  de  vidrio  enrasado  y  alisado.  Inm mediatamente  después  de  d terminar  el  moldead do,  n  de  prueba  en  la  cámaara  húmeda  y  y manténgasse  ahí,  excep pto  colóquese  el  espécimen naciones  del  tiempo  de  frraguado.  El  espécimen  e deebe  cuando  vayyan  a  efectuaarse  determin permanecer dentro del m molde cónico o descansando o sobre la plaaca de vidrio durante todo o el  periodo de prueba.   2) Determinacción del tiempo de fraguaado. Manténggase el espéccimen en la ccámara húmeeda  durante 30  min  despuéss  de moldearrlo, sin produ ucirle ningunaa alteración.  La  penetraciión  de  la  agujaa  de  1  mm  se  determina  cuando  hayaan  transcurriido  los  30  min,  y  de  ahí en  adelante  caada  15  min  (cada  ( 10  min n  para  cemen ntos  tipo  III),  hasta  que  se  s obtenga  una  u penetración n de 25 mm o o menos. Paraa efectuar la prueba de peenetración, bájese la agujaa D  de la barra  B, hasta que descanse sobre la superfficie de la passta de cemento. Apriétesee el  etador  E,  y  colóquese  c el  indicador  F  en  el  extrem mo  superior  de  la  escala,,  o  tornillo  suje tómese unaa lectura inicial. Suéltese la barra rápid damente aflojjando el tornillo sujetadorr E, 

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  y  permítase  que  la  aguja  penetre durante  30 seg;  entoncces  tómese  la  l lectura  paara  determinar la  penetracción.  Si  es  evvidente  que  la  pasta  esttá  muy  suavve  al  tomar  las  primeras  le ecturas,  puede  frenarse  laa  caída  de  la  barra,  a  fin de  evitar  quee  se  flexionee  la  aguja, pero o la barra deb be soltarse so olo mediante el tornillo su ujetador cuan ndo se efectú úen  determinacciones  realess  del  tiemp po  del  fragu uado.  No  deeben  hacersse  ensayes de  penetración n a una distan ncia menor d de 0.6 cm de alguna penettración anterior, ni distanttes  menos de 1 1.0 cm de la  pared interio or del molde.. Los resultad dos de todos  los ensayes de  penetración n  deben  reegistrarse  y, por  interp polación,  dettermínese  el  e tiempo  que  q corresponde a una peneetración de 25 5 mm. Este ess el tiempo dee fraguado.   Precau uciones.  Tod do  el  aparatto  debe  esttar  exento  de  d vibracion nes  durante  el  ensaye  de  penetrración.  Se  ten ndrá  cuidado o  de  manteneer  recta  y  lim mpia  la  aguja,,  ya  que  el  cemento  que  se  adhieraa  en  sus  lad dos  puede  reetardar  la  peenetración,  y  y el  que  se  adhiera  a en  laa  punta  pueede  aceleraarla.  El  tiemp po  de  fraguad do  es  afectad do  no  solo  po or  el  porcenttaje  y  temperratura  del  aggua  empleaada, y cantidad de amasado que haya recibido la p pasta, sino también por laa temperaturaa y  humed dad del aire, d de ahí que su determinació ón es solo aproximada.  

II.3.3.‐ Densidaad del ceme ento (NOM C C 152 y ASTM M C 188)   Este  método  m de  prueba  se  destina  a  la  deeterminación  de  la  densiidad  aparentte  del  cemen nto  hidráulico. Su principal utilidad eestá relacionaada con el pro oporcionamieento y contro ol de mezclas de  concreeto.   Equipo o necesario  • • •

 Frasco de LLe Chatelier   Balanza con aproximación mínima dee 0.1 g  o exento de aggua    Queroseno

dimiento   Proced

1) La densidad d aparente del cemento sse determinar sobre el maaterial tal com mo se reciba, a  menos que se especifiqu ue en otra forrma.  2) Se  llena  el  frasco  con  el  e queroseno  hasta  un  pu unto  situado entre  las  maarcas  cero  y  un  mililitro de  la escala. Deespués de verter el líquido o, si es necessario séquesee el interior d del  ba  del  nivel  del  líquido.  La  primera  lectura  se  registra  después  de  hab ber  frasco  arrib se  sumergido  el  frasco  en n  agua  de  acuerdo  a con el  siguientee  inciso.  A  continuación  c dad  de  cemento  que  see  haya  pesaado  introduce,  en  porcionees  pequeñas,,  una  cantid nto  portland),  y  que  esttá  a  la  mism ma  (aproximadamente  64  g  en  el  casso  de  cemen o. Debe evitarrse que este  salpique y qu ue el cementto se adhieraa al  temperaturra del líquido interior  del  frasco,  arrib ba del  líquido o.  Después  dee  haber  intro oducido  todo  el  cemento,  se  tapa  el  frassco  y se  le  haace rodar en posición incllinada (cuidando de  no go olpear el frassco  con una superficie  dura)  o girar en u un círculo ho orizontal, a fin n de que el  cemento que c ede  h que  yaa  no  suban  burbujas  b a  la  superficie  deel  líquido.  Si  se  libre  de  airre,  es  decir,  hasta  David P Páez Ruiz 842 210388                                                                         Instituto Tecnoló ógico de Tijuana                                    Tecnología del Conccreto 2da. edición   Ver 1.0 0             Página 1 18   

  agregó una cantidad aprropiada de ceemento, la po osición final del nivel del líq quido estará en  algún  punto  de  la  escala  superior.  Después  de  haber  sumerrgido  el  frascco  en  agua, de  acuerdo con n el siguientee inciso, se tom ma la lectura final.  3) Antes  de  to omar  las  lectturas,  se  sum merge  el  frassco  en  un  baaño  de  agua  a  temperatu ura  constante yy más o meno os igual a la  del medio am mbiente del laboratorio, p por un intervaalo  suficiente, aa fin de evitar variaciones mayores de 0.2 °C en la ttemperatura d del líquido. C Con  el objeto de e asegurarse  que el contenido del frascco ha alcanzaado la temperatura del baño  de agua, todas las lecturras deben vigiilarse hasta que se hagan cconstantes.   Cálculo.  La  difere encia  entre  la  l lectura  fin nal  y  la  iniccial  represen nta  el  volum men  del  líquiido  desplazado por el ce emento empleado en la prueba. La den nsidad aparen nte se calculaará: 

Densidad D A Aparente =

peso deel cemento,, en gr   volumen desplazadoo, en ml

  do este méto odo   Precisión. Las determinaciones de la densidaad que se haggan por duplicado siguiend deben concordar en n 0.01 gr/ml o o menos.   

 

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III.

 A G U U A 

Por suss efectos sobre el concreto o, la calidad d del agua interresa bajo dos aspectos difeerentes:  a) Como agua del mezclado o al elaborar concreto fressco.     b) Como agua de contacto  con el concrreto endurecido, ya sea co omo agua de  curado o com mo  elemento que forma parrte del medio o que lo rodeaa.  Como  agua  de  me ezclado,  sus  impurezas  i pu ueden  tener  efectos  prin ncipales  sobree  el  tiempo  de  do, resistencia del concretto y corrosión n del acero de refuerzo. A Al ser aplicadaa como agua  de  fraguad curado o,  sus  posibles  efectos  son  s más  bien n  de  aparien ncia  al  conteener  sales  que  manchen n  o  produzzcan efloresce encias sobre la superficie d del concreto. Finalmente, como agua q que forma parte  del  meedio  que  rod dea  al  concreeto,  cuando  contiene  susstancias  agreesivas,  sus  effectos  son  más  m decisivvos,  pudiendo o  llegar  a  exttremos  en  qu ue  se  produzzca  la  destruccción  del  con ncreto,  si  no  se  toman precauciones convenientes.  Con freecuencia se m menciona quee el agua quee es buena paara ser bebidaa (agua potab ble), es útil paara  hacer  concreto;  pe ero  esto  no  siempre  es  válido.  Algun nas  aguas  co on  pequeñas  cantidades  de  ero  sabor  cítrrico  pueden  ingerirse,  perro  no  sirven  para  p el  concrreto;  y  al  revés,  azúcares  o  con  lige que sin ser po otables pueden ser buenaas para hacer  concreto, según la cantid dad  hay alggunas aguas q y calidaad de las imp purezas que co ontengan.   Hacien ndo  a  un  lado o  el  aspecto  bacteriológicco,  que  en  el  caso  del  co oncreto  no  in nteresa,  el  aggua  puede  ser contamin nada en dos fformas: por m materiales en n suspensión yy por sustanccias en dilució ón.  p pued den  mencionaarse  limo,  arcilla  y  materia  orgánica.  Entre  las  seggundas,  algun nos  En  la  primera  gases, sales solubles y materia orgánica.               

 

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IV. A G R E G A D D O S  La  mayyor  parte  del  concreto  está  constituido  por  agregaados  mineralees,  cuya  participación  en  las  caracteerísticas  y  propiedades  deel  concreto  conviene  c teneer  siempre  presente  p cuan ndo  se  trata de  seleccionar y producir agregadoss para un trab bajo determin nado.  Cuando o se comenzó ó a utilizar el  concreto, loss agregados sse considerab ban como maateriales inerttes  que  see  añadían  a  la  pasta  de  cemento  paara  incremen ntar  el  volum men  y  reduccir  el  costo  del  d produccto.    En  la  actualidad,  el  e concreto  see  trata  como o  un  conjunto o  de  partículaas  aglutinadaas  con  pasta  de  cemen nto,  tomando  los  agregado os  la  categorría  de  materiales  de  consttrucción,  cuyyas  propiedad des  físicas  y químicas normalmente  influyen en eel comportam miento del co oncreto desdee su fabricaciión  hasta eel término de su vida útil. 

I IV.1.‐ Clasess de agregad dos  Los  aggregados  paraa  concreto  generalmente  consisten  en  partículas de  roca  cuyaas  dimension nes  varían desde unas ccuantas micraas hasta el tam maño máximo permitido o o especificado o, el cual pueede  llegar aa ser, en caso os especiales, de hasta 25 o o 30 cm.   Con  objeto  de  con ntrolar  la  proporción  relativa  que  deeben  guardar  los  distinto os  tamaños  de  ulas entre sí,  se acostumb bra dividirlos  en fracciones que se man nejan por sep parado. Esto  da  partícu lugar aa clasificar loss agregados de acuerdo co on su tamaño,, en lo que see llama agregaado fino (aren na)  y agreggado grueso ((grava).   Se con nsidera como arena la fraccción compueesta de partículas que pasaan a través dee la malla No.. 4,  cuya abertura libre es de 4.76 mm, y como grrava el agregaado cuyas parrtículas quedan retenidas en  esta  malla.  m Aunque e  en  ciertos  casos,  convieene  separar  la  grava  en  sub  s fraccionees  y  manejarlas  tambiéén por separaado. 

IV.1.1.‐ Agregad do fino  Podrá  ser arena nattural, triturad da, o una com mbinación dee ambas. Deb be cumplir con los siguienttes  requisiitos físicos:  a) Granulomettría  • Análisis  graanulométrico.  La  granulom metría  del  aggregado  fino,,  excepto  lo  señalado  en  el  punto 2, esttar comprend dida dentro d de los límites d de la tabla 4.1   

 

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  TABLA 4 4.1: Requisito os para la gran nulometría deel agregado fiino (ASTM C‐33).  Malla  Agregad do fino que paasa, en porceentaje  9.51 mm    (3 3/8")  4.76 mm    (N No. 4)  2.38 mm    (N No. 8)  1.19 mm    (N 1 o. 16)  595 micras (N 5 No. 30)  297 micras (N 2 No. 50)  149 micras (No o. 100) 

1 95 a 1 100  80 a 1 100  50 a  85  25 a  60  10 a  30  2 a  1 10 

  •

 Los  porcen ntajes  mínimo os  para  el  maaterial  que  pasa  las  mallaas  No.  50  y  No.  N 100  pued den  reducirse a  5 y 0, respecctivamente, ssi el agregado o se va usar een concreto con aire incluido  50 Kg de cemento por mettro cúbico, o  sin aire inclu uido con más de  que contenga más de 25 o, o bien si see utiliza un ad ditivo minerall que compen nse  310 Kg de ccemento por metro cúbico la  deficienccia  de  porceentajes  que  pasan  estas  mallas.  Cab be  mencionaar  que  aquí se  considera ccomo concretto con aire in ncluido aquel cuyo conten nido de aire ssea mayor dee 3  por  ciento.  El  agregado  fino  no  tend drá  más  del  45  4 por  ciento o  retenido  en ntre  dos  mallas  n el punto 1,  y su módulo  de finura no o será menor  de  consecutivaas de las que  se indican en 2.3 ni mayo or de 3.1.  

b) Módulo  de e  finura.  Es  el  número  que  resultaa  de  sumar los  porcenttajes  retenid dos  acumuladoss en cada unaa de las mallaas Nos. 8, 16, 30, 50 y 100.. Si el módulo o de finura varía  en  más  de  0.20  del  valo or  supuesto  para  p el  propo orcionamiento  del  concreto,  el  agregado  echazarse, a  menos que sse lleven a cabo ajustes en n el proporcio onamiento paara  fino debe re compensar la diferencia de granulom metría.    c) Limitación d de sustanciass deletéreas.  Su cantidad een el agregad do fino no deeber exceder  de  los límites e enumerados een la tabla 4.2 2.   

 

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  TABLA No. 4.2: Límites p para sustanciaas deletéreass en agregado o fino para concreto.  Material  M Máximo, en po orcentaje del peso total dee la  muestra  Partícculas desmen nuzables  1.0      Material q que pasa la m malla No. 200   Concre eto sujeto a laa abrasión  3.0*  Cualquier otro co oncreto  5.0*      Carbón y lignito    Cuand do la aparienccia de la superficie de conccreto sea  0.5  importantee  Cualquier otro co oncreto  1.0  *Cuand do la arena se ea triturada, ssi el material que pasa la m malla No. 200 0 se encuentra libre de  arcilla o lutita, estoss límites pued den incremen ntarse a 5 y 7 por ciento, reespectivamen nte.   

IV.1.2.‐ Agregad do grueso  Debe  ser  s grava  nattural  o  trituraada,  piedra  triturada,  o  una  combinacción  de  ellas.  Existen  cierttos  requisiitos con que  deben cumpllir los agregad dos gruesos,  los cuales deeben comprob barse median nte  los métodos de prueba correspo ondientes.    Las  prrincipales  carracterísticas  que  q deben  reunir  r los  agregados  grueesos,  para  po oder  tener  una  u buena calidad en la fabricación d de concreto, p principalmente son:   1. 2. 3. 4. 5.

Composició ón Granuloméétrica.   Resistencia a la Abrasión n.  Agregados no reactivos ccon los álcaliss del cemento o.  Reducir en lo posible el m material más fino de la maalla No. 200. Buena resisstencia a la accción de la inttemperie (san nidad). 

I IV.2.‐ Muesttreo de agre egados  Debido o  a  la  imp portancia  dee  las  propieedades  físicaas  de  los agregados  (principalmen ( nte  granulo ometría)  en  el  diseño  de  mezclas  de concreto,  se deben  tenerr  ciertas  preccauciones  en  el  muestrreo  de  agreggados;  ya  seaa  en  campo,  en  la  planta  productora  de  concreto  o  en  el  ban nco  producctor de agregados.  Lo imp portante en ell muestreo dee agregados n no estriba en que la muesttra pase o no o la prueba, siino  en obttener una mu uestra que sea representativa. Conocerr lo que en reealidad se está produciendo  es  de  importancia  primordial  para  p la  produ ucción  y  utilizzación  de  agregados.  Esto o  se  determiina  do a cabo pru uebas en mueestras del pro oducto. A meenos que estaas muestras ssean realmen nte  llevand represeentativas del material quee se está pro oduciendo, no o tendrán nin ngún valor au unque se hayyan  tomado con todo cu uidado y preccisión. 

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  El  prod ductor  necessita  muestrass  representaativas  para  prueba  p en  su u  programa  de  d garantía  de  calidad d. También  puede utilizar  los resultado os de las pru uebas proyecttados en gráfficas de control  para reevisar su prod ducción. Esto le permite haacer ajustes d de operación en su planta antes de quee el  material se salga de e los límites preestablecido os.  Los com mpradores de e agregados,  necesitan mu uestras repreesentativas paara determinar si el materrial  cumplee con las espe ecificaciones bajo las que esta comprán ndose. Estos compradoress buscan cierttas  caracteerísticas,  tale es  como  calidad  y  compossición  granulo ométrica,  quee  se  relacionan  con  que  tan  t bien see comportará el agregado en servicio. Cuando o los compraadores son faabricantes de  productos de asfalto o d de concreto, d definitivamen nte  necesittan muestrass representatiivas del agreggado. En el caaso del produ uctor de conccreto hidráulicco,  necesitta  él  un  agre egado  uniform me  para  su  trabajo  t y  mu uestras  que  representen  r e producto.  La  el  compo osición  granu ulométrica  del  agregado afecta  la  resistencia,  r laas  cavidadess  de  aire  y  la  trabajaabilidad de la mezcla de co oncreto.   Son  vaarios  los  lugaares  donde  pueden  tomarrse  las  muesttras  de  los  aggregados.  Los  métodos  más  m comun nes son muestreo en band da transportadora, en depósitos, en cam mión, sobre lla superficie d del  terreno o  y  muestreo o  en  pilas  dee  almacenamiento.  El  muestreo  en  baanda  trasporttadora  produ ucir  una  muestra  de  aggregado  muyy  representativa.  Es  también  la  más  difícil  d de  obteener,  ya  que  la  p dos,  no  estaarían  dispuestos  a  deteener  la  ban nda  mayoríía  de  los  productores  de  agregad transpo ortadora  solo  para  mueestrear,  ya  que  q poner  laa  banda  en  movimiento  de  nuevo, es  sumam mente difícil ccuando esta eestá cargada.. La clave esttá en obtenerr toda la seccción transverrsal  del  material  que  se  está  desscargando.  Un  U mínimo  de  tres  incrrementos  deebe  tomarse  y  narse.   combin  Es  realmente  mu uy  difícil  obtener  una  muestra  m rep presentativa  de  depósito os  grandes de  Cuando  el mu uestreo de esstos depósitos sea necesario, deberán  tomarse  series  almaceenamiento. C de  incrementos  de e  muestra  a  intervalos  aleatorios  y  deben  combin narse  para  fo ormar  una  so ola  muestrra.   No  se  recomienda  el  muestreo  directo  de  camiones,  c sieempre  es  mejjor  tomar  la  muestra  ya  sea  s o después de e que el mateerial ha sido eentregado. Du urante la tran nsportación,  el material m más  antes o fino  tieende  a  conce entrarse  en  el  fondo  del  recipiente  y  y dificulta  la obtención  de  d una  muesttra  represeentativa.  Cuaando  el  muesstreo  sea  neccesario,  debeer  hacerse  escarbando  cieerto  número  de  agujero os  en  sitios  escogidos  e al  azar.  Un  meejor  método  de  muestreo o  de  un  camión,  es  abrir  la  puerta  posterior  del  d mismo  sin  levantar  la  plataformaa,  lo  cual  haará  que  partte  del  materrial  adyaceente  a  la  pue erta  caiga  al  suelo.  s Esto  deja  d expuesto o  una  sección n  transversal  inclinada  dee  la  carga  del  d camión,  de  la  cual  pu ueden  tomarrse  varios  inccrementos.  Lo os  incrementtos  de  muesttra  deben  tomarse  de  varias  cargass  diferentes  de  camión;  dichos  d increm mentos  deben n  combinarsee  y  ués  dividirse  al  tamaño  de  muestra  deseado.  Las muestras  tom madas  sobre  la  mezclaarse,  y  despu superfiicie del terreno deben esttar compuesttas al menos  de tres increementos con  las ubicacion nes  seleccionadas al azaar. 

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  Según  la  ASTM  de ebe  evitarse  tomar  muestras  de  pilass  de  almacen namiento,  sieempre  que  sea  s posiblee,  particularm mente  cuando o  el  muestreeo  se  hace  co on  el  fin  de  determinar  d p propiedades  d del  agregaado que puedan depender  de la granulo ometría de la muestra. En realidad, la ggran mayoría de  las muestras de agregados se tom man de apilam mientos.   La mayyoría de los aapilamientos  se forman al descargar ell material de  la banda transportadora.. El  material  se  segregaa  conforme  se  s mueve  sob bre  la  banda  transportadora,  la  vibracción  durante  el  transpo orte causa qu ue los finos sse asienten en el fondo dee la banda. C Conforme el m material cae d del  extrem mo  de  la  ban nda,  pueden  ocurrir  variaas  cosas  quee  determinan n  el  sitio  don nde  finalmen nte  quedan n  los  diferen ntes  tamañoss  de  agregad do  en  el  apilaamiento.  La distancia  de  caída  entre el  extrem mo  de  la  band da  y  la  partee  superior  deel  apilamiento o  afecta  la  caantidad  de  seegregación  que  q ocurre. El material h húmedo (quee causa que lo os finos se ad dhieran a la banda durantee más tiempo o) y  las con ndiciones del viento tambiéén pueden affectar el grado de segregación.  A  vecees  se  utilizan  camiones  paara  transportaar  el  materiaal  de  los  depó ósitos  de  alm macenamiento o  y  formarr  apilamiento os.  Los  apilam mientos  adyaacentes  entree  sí,  formado os  por  las  deescargas  de  los  agregaados de camio ones de volteo, tienen bajo o grado de seegregación deentro de la cargas vaciadass.   Es algo o más fácil ob btener una m muestra repressentativa del agregado fin no de un apilaamiento, ya q que  el mateerial tiene me enos tendenccia a segregarrse.  

I IV.3.‐ Propie edades físicaas de la aren na  1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

 Análisis graanulométrico y Módulo dee finura.   Contaminación de sobreetamaño.   Contaminación orgánicaa (colorimetríía).   Perdida por lavado.   Porcentaje de humedad d natural.   Absorción.   Densidad (peso específico).   Peso volum métrico suelto o.   Peso volum métrico varillaado. 

  

IV.3.1.‐ Análisiss granulomé étrico de la aarena  La gran nulometría de e un material, consiste en separar y con nocer los porccentajes de cada tamaño. Equipo o necesario: 

• Balanza con n capacidad p para 1 Kg y 0.1 1 g de aprox. • Juego de mallas de 8 pullgadas de diámetro, númeeros 4, 8, 16, 3 30, 50, 100, ccharola y tapaa.  • Tamizador e eléctrico o mecánico.  • Cepillo o brrochuelo de cerda.  David P Páez Ruiz 842 210388                                                                         Instituto Tecnoló ógico de Tijuana                                    Tecnología del Conccreto 2da. edición   Ver 1.0 0             Página 2 25   

   Proced dimiento:  1) Se  cuartea  la  muestra  total  de  arenaa,  previamen nte  secada,  haasta  obtener  500  g  con  una  u aproximació ón de 0.1 g.    2) La cantidad de muestra pesada se cerrnir en las maallas superpueestas de mayyor a menor.   muestra sobree la malla sup perior (No. 8), se colocarán n las mallas een el tamizador,  3) Vertida la m cerniéndose e en un tiempo no menorr de 20 minuttos. En caso d de no contar  con tamizador,  la  operació ón  de  cribad do  se  hará  soportando  la  serie  de  mallas  sobrre  los  dedoss  e  inclinándolaa de un lado  a otro, a la vvez que golpeeando sus cosstados con las palmas de  las  manos.    mprobado qu ue cada mallaa ha dado paso a todo el  material men nor  4) Una vez que se haya com ertura,  las  po orciones  se  colocarán  c en  recipientes  por  separado o  para  despu ués  que  su  abe pesarlos.    deberán qued dar siempre llimpias despu ués de vaciar su contenido o y para esto  se  5) Las mallas d utilizará el ccepillo o el brrochuelo.    da una de las porciones ob btenidas en el cribado, con n aproximació ón de 0.1 g en n el  6) Se pesa cad orden de taamaños correespondiente, haciendo su  registro en eel formato de  granulometrría.  La  suma  de e  los  pesos  deber  coinciidir  con  el  peso  p total  dee  la  muestra  empleada  con  c aproximació ón  menor  dee  1  g.  Por  essta  razón  se conservarán n  por  separad do  las  distinttas  porciones d después de peesadas, para een caso necessario compro obar los pesoss obtenidos.   os  necesarioss  para  obten ner  los  porceentajes  reten nidos  por  cada  malla  y  los  7) Los  cálculo porcentajess  acumulado os  son  fáciles  de  reallizar  dentro  del  mismo o  formato  de  granulomettría. 

IV.3 3.1.1.‐ Módu ulo de finuraa  dulo  de  finu ura  (M.F.)  dee  una  arena  se  obtiene  mediante  laa  suma  de  los  l porcentajjes  El  mód acumu ulados  retenid dos  en  las  cin nco  mallas  ussadas,  desde  la  No.8  hastta  la  No.  100,  dividida  enttre  100.   Clasificcación de la arena por su m modulo de finura  Clase  M.FF.  Arena grueesa  2.50 ── ─ 3.50  Arena fin na  1.50 ── ─ 2.50  Arena muy fina  0.50 ── ─ 1.50     

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IV.3.2.‐ Contam minación de sobretamañ ño   Equipo o necesario:  • •

ón de 1.0 g   Balanza con una precisió  Malla No. 4 4 

 Proced dimiento:  1) Se  cuarteaa  la  muesstra  total  de  d arena,  previamentee  secada,  hasta  h obten ner  aproximadaamente  unos  5  Kg  (Wt),  no  n se  recomienda  obteneer  pesos  cerrrados,  sino  una  u cantidad ap proximada pro oducto de loss cuarteos.  dad por la malla No. 4.  2) La cantidad de muestra pesada (Wt) sse hará pasarr en su totalid 3) Se pesa el m material reten nido en la malla No. 4 (Wr4 4).  ntes.  4) Se realizan los cálculos ccorrespondien

% de Soobretamaño =

peso reetenido en malla No.. 4 (Wr4) × 100    peeso total dee muestra (Wt) (

 

IV.3.3.‐ Contam minación orggánica en la arena (colorrimetría)  t se  deb ber  conocer su   La  maateria  orgánicca  es  una  dee  las  impurezas  de  la  areena,  por  lo  tanto,  conten nido. La deterrminación ap proximada del contenido d de materia orgánica, está  basada en u una  pruebaa visual de colorimetría.  Equipo o necesario:  • • • • • •

e vidrio incolo oro de 250 a 3 300 ml con tapón de hule ((biberones).   Botellas de  Solución de e sosa cáusticca al 3%.*   Parrilla elécctrica.   Vidrio paraa colorimetríaa (ASTM C‐40))    Balanza de 1 Kg con unaa aproximació ón de 0.1 g   Charola pequeña para secado de la aarena. 

* La sollución de sosa,, se prepara dissolviendo 30 gg de hidróxido d de sodio comeercial (NaOH) een agua destilada,  hasta co ompletar un littro de solución n.  

  Proced dimiento:  1) Se toma un na muestra reepresentativaa de la arena  que se va a probar, que  pese alreded dor  de 500 g. 

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  2) Se seca la aarena a una ttemperatura  que no pase  de 110 °C. C Cuando se hacce el secado  en  una  parrillaa  eléctrica,  es  e necesario  remover  con nstantementee  el  material,,  mientras  esstá  sujeto a la aacción del calor.  3) Se pone en la botella hassta la marca d de 125 ml la aarena seca y ffría.  de la arena yy el líquido, u una  4) Se agrega la solución dee sosa cáusticca hasta que  el volumen d vez agitados, lleguen a laa marca de 20 00 ml.  5) Se tapa la b botella, se agita vigorosam mente durantte dos minuto os y se deja rreposar duran nte  24 horas.   6) Trascurrido  este  tiemp po,  se  compaara  por  tran nsparencia  el  color  del  líquido  que  se  encuentra ssobre la arenaa, con el vidriio de comparación.  Si el co olor del líquido arriba de laa arena, por ssu claridad esta dentro de los dos primeeros, indica q que  el conttenido de maateria orgánicca es inferior  al límite fijad do; por lo tan nto, la arena ees aceptable.. Si  al  contrario,  el  color  del  líquid do  es  más  obscuro  o que los  dos  últimos  cristaless  del  vidrio  de  ntenido de m materia orgánica puede ser superior al  límite aceptaable, por lo q que  compaaración, el con la  aren na  debe  ser  estudiada  e máás  detenidam mente.  En  estte  caso,  convviene  lavar  laa  arena  y  haccer  nuevam mente la prueba coloriméétrica. Si con  esto se obtieene un color  más claro qu ue en la prim mer  pruebaa, e inferior al límite, esto indicar que síí existía mateeria orgánica, en cuyo caso o la arena pod drá  ser usaada en la elab boración de cconcretos, prrevio lavado.  En cambio, ssi se obtiene  nuevamentee el  mismo o color obscuro superior aal límite a pessar de sucesivos y enérgiccos lavados,  esto indica q que  posibleemente  dicho  color  no  sea  motivado  por  la  presencia  de  materia  orgáánica,  sino  por  p pequeñ ños  contenid dos  de  carbón  mineral,  minerales  m de  fierro,  o  manganeso;  loss  cuales  no  son  s perjudiciales para e el concreto, en n cuyo caso, lla arena podrrá ser usada ssin previo lavaado.  Aproveechamiento  de  la  prueba  de  colorim metría  para  conocer  la cantidad  de  arcilla  y  lim mo  conten nidos en la arrena.‐ Cuando o se hace la prueba de co olorimetría para conocer  la presencia de  compu uestos orgánico, se puede aprovechar  también paraa conocer dee una maneraa aproximadaa la  cantidaad de arcilla yy limo conten nidos en la areena.  La pressencia de 15  ml de limo o  arcilla sobre la capa de arena, corresp ponden aproxximadamentee al  3% en peso, que es lo que se aceepta como mááximo de con ntenido de dicchos materiales. 

IV.3.4 4.‐ Perdidaa por lavado o  maño menor d de 0.074 mm (malla No. 200) en una arrena, puede sser   La preesencia de maaterial de tam considerada como impureza y, p por lo tanto, ees necesario cconocer su cantidad.  Equipo o necesario:  • •

ón de 0.1 g.   Balanza de 1 Kg con unaa aproximació  Charola o rrecipiente dee tamaño sufiiciente para ccontener la m muestra cubieerta con aguaa y  permitir agiitaciones vigo orosas sin pérrdida de muestra o agua. 200 (0.074 mm).  •  Malla No. 2 •  Parrilla.  David P Páez Ruiz 842 210388                                                                         Instituto Tecnoló ógico de Tijuana                                    Tecnología del Conccreto 2da. edición   Ver 1.0 0             Página 2 28   

  •

 Piceta. 

Proced dimiento:  1) Se toma una muestra representativa de arena obttenida por cuaarteo.  mperatura  no o  mayor  de 110  °C  hastaa  obtener  peeso  2) Se  seca  la  muestra  en  estufa  a  tem constante.  00 g y se regisstra dicho pesso (Wt).  3) De la muesttra seca y fríaa se pesan alrededor de 50 bre  la  malla  No.  200  y  see  lava  la  mueestra  sobre  laa  presión  de un  4) Se  vierte  laa  muestra  sob chorro de aagua, agitando o vigorosameente con las yyemas de los  dedos, teniendo cuidado de  no  dañar  laa  malla,  perd der  agua  o  muestra,  m esta  operación  de  d lavado  se  continúa  hassta  obtener unaa agua de lavvado completaamente limpiia.  do retenido een la malla a lla charola, teniendo cuidado  5) Se regresa ttodo el material que qued de que  no  quede  materrial en la mallla, aquí será necesario em mplear la picceta  para vertter  agua por la parte inferior de la malla y que dicha aagua con material caiga sobre la charolaa.  l parrilla  hasta  obtener peso  constan nte,  o  si  se  prefiere  p se  deeja  6) Se  seca  el  material  en  la  orno  por  espaacio  de  24  hrs.  h a  una  tem mperatura  de  105  °C  con n  una  variaciión  secar  al  ho máxima de 5 grados.  material ya seeco y se registtra su peso (W Ws).  7) Se pesa el m o:  Cálculo   % Perrdida

por lavado l =

Wt - Ws W × 100   Wt

  Donde:  Wt = peso original d de la muestraa   Ws = p peso seco del material lavaado   

IV.3.5.‐ Porcenttaje de hum medad naturaal  La  hum medad  de  la  arena  está  co ompuesta  po or  dos  valores:  humedad  de  absorción n  más  humed dad  superfiicial.   Equipo o necesario:  • • • •

mación de 0.1 1 g.   Balanza con una aproxim  Charola.   Brocha.   Horno o esstufa.  

Proced dimiento:  1) Se toma una muestra representativa del material mediante cuaarteo. 

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  2) Se toma del material de 150 a 200 g, se pesa y se aanota.  3) Se seca en e estufa a una ttemperatura de 100 a 110 0 °C hasta su p peso constan nte (o se deja en  el horno po or 24 hrs. apro ox.).  4) Se pesa en la balanza el material ya seco y frio, y sse registra el p peso.  Cálculo o:  

% de d Humedaad =

Ww - Ws × 100   W Ws

Donde:  Ww = p peso húmedo o de la muestra   Ws = p peso seco    

IV.3.6.‐ Absorciión  ntidad de agu ua retenida p por un materiial (ya sea areena o grava)  en estado seeco   Absorcción es la can superfiicialmente saturado (sss), y se expresa como porcen ntaje del peso o seco del maaterial.   Equipo o necesario:  • • • • • • •

mación de 0.1 1 g.   Balanza con una aproxim  Charola.  ono  truncado o,  de  láminaa  galvanizadaa  de  88.9  mm m  de  diámettro   Molde  en  forma  de  co 8.1 mm de diáámetro superrior por 73.0 mm de alturaa.  inferior y 38  Pisón metáálico con peso o de 336 g., de 25.4 mm dee diámetro en n su cara de aapisonar.   Placa de vid drio o cualquier otro mateerial no absorrbente.   Estufa o paarrilla.   Papel absorbente (se pu uede utilizar p periódico). 

 Proced dimiento:  1) Se  obtiene e  por  medio  de  cuarteos  una  muestra  m rep presentativa  de  arena  de  aproximadaamente 1 000 0 g.  2) Se  pone  el  material  en  la  charola,  se  llena  de  aggua  hasta  cubrir  el  materrial  y  se  le  deeja  saturando p por espacio de 24 hrs.  3) Se  toma  el  material  quee  se  dejó"  su umergido  en  agua  por  24 horas,  y  se  escurre  e el  aggua  sobrante.  4) Se extiende e sobre la placca de vidrio. 5) Se remueve e frecuentemente, hasta considerar que sólo haya p perdido el agu ua superficial (si  es  necesariio,  para  acelerar  la  perdida  de  agua,,  se  puede  secar  s un  poco  con  el  pap pel  absorbente e).  molde.  6) Se llena el m 7) Se compactta suavementte con el pisón, dando 25 ggolpes ligeross. 

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  8) La arena se deja al ras deel borde del m molde.  9) Se levanta e el molde, y see observa el ccomportamien nto de la aren na moldeada.  Si al quitar el molde, la aarena moldeaada muestra  una superficie plana en su u base superior,  mprendidas  en  los  númeeros  del  5  al  9  hasta  que  al  repítase  la  prueba  en  laas  partes  com m la  arenaa  se  deslice  inmediatameente,  formand do  un  cono  no  n truncado,  lo  quitar  el  molde  que indicaraa que se encu uentra en estado saturadaa superficialm mente seca.  10) Se  pesan  de  150  a  200  g  de  arena  seca  s superficialmente  satu urada,  y  se  anota  a este  peeso  (Psss)  11) Se seca en  la estufa o paarrilla el mateerial, hasta peso constante, se pesa el  material seco o y  ota este peso o (Ps).   frio y se ano Cálculo o: 

% abs =

Psss - Ps × 100    Ps

Donde:  % abs == porcentaje de absorción n   Psss = peso seco su uperficialmente saturado  Ps = peeso seco   

IV.3.7.‐ Densidaad  ma densidad rrelativa (tamb bién se le con noce como peeso específico o), a la relació ón entre el peeso  Se llam de un vvolumen dado de material saturado y ssuperficialmente seco (areena o grava) d dividido entree el  volumeen que desalo oja dicho matterial al ser su umergido en agua destilad da a 4 'c de teemperatura*. * Para lla determinación de la densid dad de un agreegado, puede h hacerse con aggua potable y aa la temperaturra  ambien nte.  

   Equipo o necesario:  • •

 Frasco de ""Le Chatelier"".   Todo el equ uipo necesariio para la pru ueba de absorrción. 

dimiento:   Proced 1) Se  realizan  los  pasos  del  1  al  9  de  la  prueba  de  d absorción,,  hasta  tenerr  la  arena  seeca  superficialm mente saturad da (se recomiienda realizarr las pruebas en forma con njunta).  2) Se  afora  co on  agua  el  fraasco  de  Le  Chatelier  C haciiendo  coincid dir  el  menisco o  inferior  en  la  marca 0, secándose el in nterior del cueello del frasco o en caso de sser necesario o.   3) Se pesan 50 0 g del materiial.  4) Se vierte en n el frasco los 50 g de la muestra (Psss).. 

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  5) Se  toma  el  frasco  de  Le  L Chatelier  en  e forma  incclinada,  y  se agita  mediante  giros  hassta  o por el mateerial.  expulsar tottalmente el aaire arrastrado 6) Se  pone  el  frasco  de  Lee  Chatelier  en  e posición  vertical,  v y  se hace  la  lectu ura  al  nivel  del  d menisco  inferior.  Esta  lectura  se  anota  y  da  directamente  el  volumen  de  la  muesttra  introducidaa (V).   Calculo: 

Denssidad =

Pssss   V

Donde:  P = pesso del materiaal sss (50 g)   V = vo olumen desalo ojado en el frasco de "Le C Chatelier"(cm³)   

IV.3.8 8.‐ Pesos vvolumétricoss  o  volumétrico  es  la  relacción  entre  el peso  de  un  material  y  el  e volumen  ocupado  o por  el  El  peso mismo o,  expresado  en  kilogram mos  por  meetro  cúbico.  Hay  dos  valores  v para  esta  relació ón,  depend diendo del sisstema de aco omodamiento o que se hayaa dado al matterial inmediaatamente anttes  de la p prueba; la den nominación q que se le dar a cada una d de ellas será: "peso volumétrico suelto" y  "peso  volumétrico  varillado". Laa utilidad de  uno y otro depender de las condicionees de manejo o a  materiales en el trabajo.   que se sujeten los m  Equipo o necesario:  • • • • • • •

 Báscula.   Cucharón.   Pala.   Charola.   Varilla de 1 16 mm (5/8") con punta dee bala y 60 cm m de longitud.  Enrasador m metálico.   Medidas de e volumen co on su peso y vvolumen cono ocido*, con exxtensión movvible. 

* Los m moldes de volum men pueden seer de madera d de forma cubicca, pero de preeferencia deberán ser  metáliccos y cilíndricoss, con su peso y volumen pro opio conocido.  

  IV.3 3.8.1.‐ Peso vvolumétrico suelto  mente para la conversión d de peso a volumen; es deccir, para cono ocer el consum mo   Se usaar invariablem de agreegados por m metro cúbico d de concreto.  Proced dimiento: 

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  1) En un molde con peso y volumen con nocido (de un nos 2.5 lt., no o se recomien nda moldes m más  ola  caer  con un  pequeños,  porque  se  teendría  poca exactitud)  see  vierte  la  arrena  dejándo deslizamien nto continuo desde una alttura de más o o menos 5 cm m del borde del molde, hassta  que el mate erial forme un cono naturral, cuyos talu udes lleguen  hasta la partee superior dee la  extensión d del molde. El m molde no deb berá moversee durante la o operación.  2) Terminado  el  llenado  an nterior,  se  qu uita  la  extenssión.  3)  A  con ntinuación  see  recorre  con  el  des del molde, tantas vecees como sea necesario, paara obtener u una  enrasador ssobre los bord superficie p precisamente plana, procu urando no origginar movimiientos o vibraaciones duran nte  la operación n.  molde con su contenido dee arena, y se aanota el peso o obtenido.  3) Se pesa el m Cálculo o: 

S. =   P.V.S

Wt - Wm W   V

Donde:   P.V.S. = Peso volum métrico suelto o   Wt = Peso del mate erial más mold de   Wm = Peso del molde   V = Volumen conocido del moldee    IV.3 3.8.2.‐ Peso vvolumétrico vvarillado  Este vaalor se usar para el conocimiento de vo olúmenes de materiales ap pilados y que están sujetos a  acomo odamiento o aasentamiento o provocados por el tránsitto sobre elloss, o por la accción del tiemp po.   Proced dimiento:   1) En  este  casso,  la  única  diferencia  d con n  el  peso  vollumétrico  sueelto,  consistee  en  sustituirr  el  paso 1 por  lo que se ind dica a continu uación y conssisten en llenaar la medida  con tres capas,  varillando  cada  c una  de  ellas  con  25  golpes  consecutivos,  ten niendo  cuidad do  de  no  haccer  penetrar la  varilla mas d del espesor de la capa quee se trabaja.  Las operacion nes de enrasee y  para el peso vvolumétrico ssuelto.  pesado paraa este caso, sson iguales a llas descritas p  Calculo: 

P.V.V V. =

Wt - Wm W   V

Donde:  métrico varillaado    P.V.V. = Peso volum Wt = Peso del mate erial más mold de   Wm = Peso del molde   V = Volumen conocido del moldee   

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I IV.4.‐ Propie edades físicaas de la gravva  1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Análisis granulométrico y Módulo de finura.   Contaminacción de subtaamaño.  Perdida porr lavado.  Porcentaje de humedad natural.  Absorción.  Densidad.  métrico suelto.  Peso volum Peso volum métrico varillad do.  

IV.4.1.‐ Análisiss granulomé étrico de la ggrava  o necesario:   Equipo • • • •

n aproximació ón de 1.0 g.  Balanza con  Juego de m mallas grandess, 3", 2", 1 1/2",1", 3/4", 3 3/8" y No. 4  (la aberturaa de las mallas dependerá del tamaño m máximo del aggregado).   Brocha de cerda y cepillo de alambree.  manual.   Tamizador eléctrico o m

dimiento:   Proced 1) Por  medio  de  cuarteo  se  obtiene  una  muestraa  representattiva  de  gravaa,  previamen nte  secada al aiire.  2) Se pesa unaa cantidad m mínima de 5 kkilos y se ano ota (una cantidad menor d de material n nos  arrojará ressultados no m muy precisos)..  3) Hacer el cribado integral del material en el tamizador eléctrico y/o a mano.  4) Pesar lo rettenido en cada malla y vaciar la informaación en la forma correspo ondiente.  5) Los  cálculo os  necesarioss  para  obten ner  los  porceentajes  reten nidos  por  cada  malla  y  los  porcentajess  acumulado os  son  fáciles  de  reallizar  dentro  del  mismo o  formato  de  granulomettría.  IV.4 4.1.1.‐ MODU ULO DE FINUR RA DE LA GRA AVA   El mód dulo de finuraa de una gravva se obtiene por la suma de los porcen ntajes acumulados retenid dos  en las m mallas usadass, dividida entre 100, más cinco unidad des (número d de mallas parra la arena). 

IV.4.2.‐ Contam minación de subtamaño Al  porrcentaje  de  partículas  que  pasen  laa  malla  No.  4  en  las  gravas,  se  le  conoce  com mo  contam minación  de  subtamaño  s (iinfratamaño),  esta  se  pueede  conocer  al  realizar  la  granulometrría,  que sería el porcenttaje que pasaa la malla No. 4 o el retenid do en la charo ola. 

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  Es  neccesario  conoccer  esta  conttaminación  para  p poder  reealizar  las  co orrecciones  necesarias  en  la  dosificación de mezzclas de concrreto.  Equipo o necesario:   • • • •

n aproximació ón de 1.0 g.  Balanza con  Malla No. 4 4 y Charola dee mallas.   Brocha de cerda y cepillo de alambree.   Tamizador eléctrico o m manual. 

 Proced dimiento:  1) Por  medio  de  cuarteo  se  obtiene  una  muestraa  representattiva  de  gravaa,  previamen nte  secada al aiire.  2) Se pesa unaa cantidad míínima de 5 kilos y se anotaa (Wt).  3) Hacer el criibado integraal del materiaal sobre la maalla No. 4 en  el tamizadorr eléctrico y/o o a  mano.   4) Pesar lo que e pasa la malla No. 4 (reteenido en la charola) y anotar este peso (Wp4).   Cálculo:  

% de Subtamaño S =

peso quue pasa la malla m No. 4 (Wp4) × 100 1    pesso total de muestra (W Wt)

 

IV.4.3.‐ Pérdidaa por lavado o   Equipo o necesario:  • • • • •

mación de 1.0 0 g.   Balanza con una aproxim muestra cubieerta con aguaa y   Charola o rrecipiente dee tamaño sufiiciente para ccontener la m permitir agiitaciones vigo orosas sin pérrdida de muestra o agua.  Malla No. 4 4 y No. 200 (0 0.074 mm).   Estufa o Paarrilla.   Piceta. 

dimiento:   Proced 1) Se toma una muestra representativa de grava obtenida por cuaarteo.  mperatura  no o  mayor  de 110  °C  hastaa  obtener  peeso  2) Se  seca  la  muestra  en  estufa  a  tem constante.  nima de acueerdo a la tablaa siguiente, y se  3) De la muesttra seca y fríaa se pesa unaa muestra mín registra dich ho peso (Wt).   

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  Tam maño máximo o nominal  3/8"  3/4  1 1/2  3 

Peso míínimo  1,100 0 g  2,70 00   5,20 00   5,20 00  

          Peso mínimo reccomendado p para determin nar la perdidaa por lavado een gravas de aacuerdo a su  tamaño máximo nom minal.    4) Colocar la m muestra en un n recipiente ee inundarlo co on agua.  5) Agitar el maaterial para p provocar la seeparación de partículas. A A veces será n necesario frottar  los agregados con los deedos.  6) Pasar el agu ua con el material por lass mallas No. 4 4 y No. 200 (lla malla No. 4 4 solo se utiliza  para no dañ ñar la No. 200 con las gravas, pudiendo no ser neceesaria si se tiene precauciión  de no sobre ecargar la malla No. 200 co on partículas gruesas).  7) Repetir  los  pasos  4,  5  y  y 6;  hasta  qu ue  se  observve  que  el  agu ua  con  la  qu ue  se  inunda  el  material, al agitarse estaa clara.  8) Recuperar e el material retenido en lass mallas y el q que está en el recipiente.  9) Secar en la estufa el matterial hasta peeso constantee, dejarlo enffriar y pesarlo o (Ws).  Calculo o:  

% Perrdida por lavado =

Wt - Ws W × 1000   Wt

    Donde:   Wt = p peso original de la muestraa   Ws = p peso seco del material lavaado   

IV.4.4 4.‐ Porcenttaje de hum medad naturaal   Equipo o necesario:  • • • •

mación de 0.1 1 g.   Balanza con una aproxim  Charola   Brocha   Horno o esstufa 

     

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  Proced dimiento:  1) Se toma una muestra representativa del material mediante cuaarteo.  el  material  ell  peso  necesaario,  de  acueerdo  con  la  siguiente  tabla,  se  pesa  y  se  2) Se  toma  de anota (Ww)).    Taamaño del agregado  Menor de 3//16"  3/16 a 3//4  3/4 a 1 1//2  Mayor de 1 1/2 

Peso míínimo  200 g  500 g  1,000 0 g  Peso sufiiciente 

  Peso mínimo recom mendado parra determinarr su contenido de humedaad    estufa a una ttemperatura de 100 a 110 0 °C hasta su p peso constan nte (o se deja en  3) Se seca en e el horno po or 24 hrs. apro ox.).  peso (Ws).  4) Se pesa en la balanza el material ya seco y frio, y sse registra el p   Calculo o: 

d Humeddad   % de

=

Ww - Ws × 100   W Ws

Donde:  Ww = p peso húmedo o de la muestra   Ws = p peso seco   

IV.4.5.‐ Porcenttaje de abso orción en la grava.  o necesario:   Equipo • • • •

oximación.   Balanza de 0.1 g de apro  Estufa o paarrilla.   Charola.  pel.   Franela o toallas de pap

dimiento:    Proced 1) Se  obtiene e  por  medio  de  cuarrteos  una  muestra  m rep presentativa  de  grava de  aproximadaamente 3 000 0 g (cantidad suficiente paara realizar al mismo tiemp po la prueba  de  densidad). 

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  2) Se  pone  el  material  en  la  charola,  se  llena  de  aggua  hasta  cubrir  el  materrial  y  se  le  deeja  por espacio de 24 hrs.  saturando p 3) Se  toma  el  e material  que  se  dejó ó"  sumergido  en  agua por  24  horras,  y  se  seeca  superficialm mente , con laas franelas o ccon unas toalllas de papel, hasta que la superficie dee la  grava pierda brillo y se vvea opaca.  4) Se pesa aprroximadamen nte 1 Kg. y se anota este peeso (Psss).   5) Se seca en lla estufa o paarrilla hasta peso constantee.  material seco,, y se anota eel valor obtenido (Ps).  6) Se pesa el m  Calculo:  

% abs =

Psss - Ps × 100    Ps

Donde:  n  % abs == porcentaje de absorción  Psss = peso seco su uperficialmente saturado  Ps = peeso seco   

IV.4.6.‐ Densidaad.  o necesario:  Equipo • • • • •

oximación.   Balanza de 0.1 g de apro  Estufa o paarrilla.   Charola.   Franela o toallas de pap pel.   Una  canastta  de  alambrre  de  ancho  y  y alto  aproximadamente iguales,  con  capacidad  dee  4  000 a 7 000 0 cm3. Dispossitivo adecuaado para colggar la canastaa del centro d del platillo dee la  balanza, esttando está su umergida en aagua. 

Proced dimiento:   1) Se  obtiene e  por  medio  de  cuarrteos  una  muestra  m rep presentativa  de  grava de  aproximadaamente 3 000 0 g (cantidad suficiente paara realizar al mismo tiemp po la prueba  de  absorción), rechazando eel material qu ue pase por laa malla No. 4.  2) Se  pone  el  material  en  la  charola,  se  llena  de  aggua  hasta  cubrir  el  materrial  y  se  le  deeja  por espacio de 24 hrs.  saturando p 3) Se  toma  el  e material  que  se  dejó ó"  sumergido  en  agua por  24  horras,  y  se  seeca  superficialm mente, hasta que la superfficie de la gravva pierda brillo y se vea op paca.  4) Se pesa aprroximadamen nte 1 Kg. y se anota este peeso (Psss).  5) Inmediatam mente  despu ués  del  pessado,  se  debe  colocarr  la  muestrra  saturada  y  superficialm mente seca en n la canasta d de alambre y determinar ssu peso sumergido en aguaa a  23 + ‐ 2 °C.. Resulta necesario removver todo el m material atrap pado antes dee determinarr el 

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  peso, agitan ndo la canastta conforme  se sumerja. EEl recipiente deber sumerrgirse hasta u una  profundidad d  suficiente  para  que  jun nto  con  la  muestra  de  en nsaye  queden n  cubiertos  por  p agua durante la determinación del peeso.   Calculo: 

V=

Psss - Pmcc   Da  

Denssidad =

Pssss   V

Donde:  Psss = Peso del material sss    Pmc = Peso del matterial sumerggido en la canasta   Da = Densidad (peso o específico) del agua   V = Vo olumen    El paso o número 5 e es para poder conocer el  volumen del  material quee se sumergee en el agua,  de  acuerd do  a  la  pérdid da  de  peso  por  p el  empuje  que  recibee  del  agua,  en  caso  de  no o  contar  con  la  canasta y el dispositivo para sumergirla, se  podría utilizaar otro métod do para cono ocer el volum men  del maaterial saturad do y superficialmente seco o.   En unaa probeta graaduada, transsparente de 1 1 000 ml de caapacidad, llén nela con aguaa hasta la marrca  de 500 0 ml, introduzzca de 500 a  1000 g (Psss)) de grava (reealizar los passos del 1 al 4)), agite un po oco  la  prob beta  para  de ejar  escapar  el  e aire  atrapaado,  enseguid da  se  toma  la  lectura  de  volumen  en  la  probetta. El volumen n desalojado  seria la restaa de la segunda lectura menos la primeera (500 ml). La  densidad se calcularía como se vvio anteriormente.   

IV.4.7.‐ Peso vo olumétrico ssuelto.   Equipo o necesario:  • • • • • • •

 Báscula.   Cucharón.   Pala.   Charola.   Varilla de 1 16 mm (5/8") con punta dee bala y 60 cm m de longitud.   Enrasador metálico.   Medidas de e volumen co on su peso y vvolumen cono ocido, con exttensión movible. 

 Proced dimiento: 

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  1) En un molde con peso y  volumen con nocido (se reccomienda utiilizar moldes  grandes paraa la  ola  caer  de  una  manerra  uniforme  hasta  llenarla  grava),  se  vierte  la  grrava  dejándo totalmente.   2) El enrase se e hará con el rasero, corriééndolo sobre los bordes de la medida, y sacando to odo  el  material  que  se  opo onga  a  su  lib bre  movimiento  en  caso  de  ser  gravva  de  diámettro  pequeño. Si la grava tiene mayor diáámetro, el enrase se hará a mano, trattando de quee el  material no o sobresalga d de los bordes del molde.  os vacíos dejaados en la operación de enrase, se llen narán acomod dando grava  en  3) Los espacio ellos, manu ualmente, perro sin ejercer ninguna pressión.  molde con su contenido dee grava, y se aanota el peso o obtenido.  4) Se pesa el m Cálculo o: 

P.V.S. =

Wt - Wm W   V

Donde:   P.V.S. = Peso volum métrico suelto o   Wt = Peso del mate erial más mold de   Wm = Peso del molde   V = Volumen conocido del moldee   

IV.4.8 8.‐ Peso vo olumétrico vvarillado   Proced dimiento:   1) En  este  casso,  la  única  diferencia  d con n  el  peso  vollumétrico  sueelto,  consistee  en  sustituirr  el  paso marcaado con el numero 1 por lo o que se indicca a continuaación y consissten en llenarr la  medida con n tres capas, vvarillando cad da una de ellaas con 25 golpes, teniendo o cuidado de no  hacer  pene etrar  la  varillaa  mas  del  espesor  de  la  capa  c que  se trabaja.  Las  operaciones  de  enrase  y  pe esado  para  el  e peso  volum métrico  varillaado  serán  igu uales  a  las  deescritas  para  el  peso volum métrico suelto.    Cálculo: 

P.V.V V. =

Wt - Wm W   V

Donde:   P.V.V. = Peso volum métrico varillaado   Wt = Peso del mate erial más mold de   Wm = Peso del molde   V = Volumen conocido del moldee     

 

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V.

A D I T I V V O S 

En ocasiones, el com mportamiento que se requ uiere del conccreto en sus eestados fresco y endurecid do,  no se p puede consegguir solamentte con los com mponentes deel mismo (cemento, agua y agregados)), o  bien  se  consigue,  pero  a  un  costo  c muy  elevado.  e Estaas  situaciones  se  presenttan  cuando  los  bles  presentaan  deficienciaas  en  cuanto a  propiedades  o  no  son  los  adecuado os,  materiales  disponib o  las  condiciones  del  am mbiente  duran nte  la  constrrucción  o  lass  condicioness  de  exposiciión  cuando durantte el servicio  son demasiad do rigurosas, o cuando loss requisitos cconstructivos  y de operación  ofrecen exigencias ffuera de lo co omún.   La  solu ución  práctica  en  muchoss  de  estos  casos  consistee  en  adicionaar  al  concretto  un  produccto  químicco  o  mineral  que  demuesstre  ser  convveniente  paraa  inducir  el  comportamie c ento  requerid do.  Tales  productos  p qu ue  se  adicionaan  al  concretto  inmediatamente  antes de  su  mezcllado,  reciben  el  nombrre de aditivos para concretto.  Existen n en el mercaado un gran n número de prroductos reco omendados como aditivoss para concreto.  Alguno os aditivos producen efecttos más o meenos proporcionales a las  cantidades que se empleaan,  pero  otros  o no.  Ade emás,  un  adiitivo  puede  manifestar  m effectos  secundarios  que  no  n siempre  son  s deseab bles. De aquí,, surge la con nveniencia dee recomendarr el ensaye de cualquier aaditivo antes  de  su apliccación en obrra.   Los ad ditivos incluye en todos los m materiales que no son cem mento, agua yy agregados que se añaden n al  concreeto.  El conccreto debe se er manejablee, capaz de dársele acabad dos, durable,, impermeable, resistentee al  desgasste  y  a  las  caargas  a  que  va  v a  estar  so ometido.  Estaas  cualidadess  pueden  obttenerse  en  una  u forma  económica  diseñando  correctamentee  la  mezcla  y  con  una selección  ad decuada  de  los  er que recurrir a los aditivvos. Sin embaargo, pueden  presentarse  casos donde  se  materiales, sin tene de fraguado,  rapidez en laa adquisición de  requieran propiedaades especialees, como mayyor tiempo d educción  del  calor  de  hid dratación.  Aunque  con  freecuencia  pueeden  obtenerrse  resistencia,  o  la  re propiedades e especiales eliigiendo el tip po adecuado  de cemento  portland, a vveces no resu ulta  estas p prácticco.  En  estos  casos  c puede  ser  convenieente  considerrar  el  uso  de algunos  adittivos,  ya  que  su  uso en el concreto p puede produccir los efectoss especiales q que se desean n.  La eficaacia de un ad ditivo depende de factoress como el tipo o de cemento o, proporción de agua, form ma  del agrregado, granu ulometría y p proporciones,, tiempo de m mezclado, revvenimiento y  la temperatu ura  del con ncreto y del aaire.  Aunque  los  aditivo os  pueden  prroducir  concrretos  con  lass  propiedadees  deseadas,  con  frecuencia  n  obtenerse  los  mismoss  resultados  económicam mente,  varian ndo  las  prop porciones  de  la  pueden mezclaa o eligiendo o otros ingredieentes para el concreto. Ess convenientee hacer comparaciones enttre  el  costto  que  resultta  cambiar  lo os  materialess  (siempre  qu ue  sea  posiblle)  de  la  mezzcla  básica  y  el  aumen nto de costo p por usar aditivvos. 

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  En general, los aditiivos pueden cclasificarse co omo sigue:  1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Acelerantess.  Retardantes.  Fluidificante es.  Inclusores d de aire.  Estabilizado ores de volum men.  Expansores.  bilizantes.  Impermeab Puzolanas. 

V V.1.‐ Aditivos Acelerantes.  En  detterminadas  ocasiones  o es  convenientee,  y  aun  neccesario,  prom mover  un  inccremento  en  la  velocid dad normal de fraguado o o en la adquissición de resiistencia del cconcreto, o laas dos al mism mo  tiempo o.  La  aceleración  del  tiem mpo  de  fragu uado  es  una  condición  que  q se  requieere  con  men nos  frecuencia,  solo  en n  casos  especiales,  como  por  ejemplo o  en  los  preefabricados  que  se  requieere  es  o  cimbras  a  la  mayor  brevedad  b para  aumentar  la  l producción n  o  cuando  hay  h reutilizzar  los  molde que tapar filtracione es de agua baajo presión.  La necesidad de ace elerar la adquisición norm mal de resisteencia del conccreto puede  requerirse paara  varios  fines:  protegger  al  concreeto  recién  colado  contra  temperaturas t s  de  congelación,  acortarr  el  o  de  espera  necesario  paara  que  el  material  alcance  cierta  ressistencia  que  le  permita  ser  s tiempo puesto o en servicio, descimbrado o en losas de eentrepiso, etcc.  La  adq quisición  de  resistencia  en  e el  concreeto  puede  taambién  aceleerarse  (1)  ussando  cemen nto  portlan nd  Tipo  III  o  de  Rápido  En ndurecimientto,  (2)  dismin nuyendo  la  reelación  agua‐‐cemento,  o (3)  haciendo el curado a temperaturas más elevaadas.  Los  ad ditivos  que  normalmente  se  utilizan  como  c aceleraantes  de  la  resistencia  so on  sales  que  se  adicion nan al agua d de mezclado  del concreto. La mayoría  de estas salees manifiestan efectos tan nto  sobre lla adquisición n de resistenccia como sob bre el tiempo  de fraguado,, de modo qu ue para obten ner  un  fragguado  normaal,  muchas  veeces  es  necesario  combin narlas  con  otrras  sustancias  químicas  que  q contrarresten en cie erto grado su us efectos sob bre el fraguad do.  El aditiivo acelerado or más común nmente usado o es el cloruro o de calcio, ad ditivo que deber añadirse en  forma  de  solución  como  parte  del  agua  dee  mezclado,  se  s recomiend da  en  dosis  de  hasta  2  por  p ciento,, como máxim mo, del peso d del cemento. En esta form ma pueden ob btenerse en solo 2 o 3 díass la  resistencia normal d de 7 días y en n solo 7 la quee corresponde normalmen nte a 28.  Ademáás  de  los  efe ectos  sobre  laa  hidratación n  del  cemento,  el  cloruro o  de  calcio  prresenta  efecttos  secund darios en el co oncreto, algunos benéficos y otros perjjudiciales:  •

Aumenta liggeramente la plasticidad d de las mezclass. 

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  • • • •

Acelera la e evolución dell  calor de hid dratación del  cemento  (po or eso no se  recomienda  en  concreto en n masa).  Aumenta liggeramente la contracción del concreto y la reacción álcali‐agregaado.  Reduce la re esistencia del concreto al ataque químico de sulfato os y otras salees.  Incrementaa el riesgo de corrosión en el acero de refuerzo.  

El uso  del cloruro d de calcio o dee aditivos quee contengan cloruros solu ubles no se reecomienda baajo  ciertass condiciones::  1. En el concre eto pres forzaado debido a los posibles rriesgos de corrrosión.  o donde esta  ahogado alu uminio porque puede prod ducirse una fuerte corrosiión  2. En concreto en este mettal, especialm mente si éste está en contaacto con acerro incrustado y si el concreeto  esta en amb biente húmed do.   ero galvanizad do va a quedaar en contacto permanentte con el conccreto.  3. Cuando ace o  sometido aa reacciones  entre álcalis e y agregados  o expuesto aa suelos o aggua  4. En  concreto que contengan sulfatos.  5. En concreto o en masa.   

V V.2.‐ Aditivos retardantes  A diferrencia del casso anterior, ccuando se usa un aditivo  retardante en el concreto o, solo se bussca  hacer  más  lento  el  e tiempo  dee  fraguado,  sin  s modificar  la  velocidad d  del  processo  posterior de  adquisición de resisstencia.  Este  effecto  es  necesario,  por  ejemplo,  e cuando  se  requiere  disponer  de  más  tieempo  antes  del  d fraguad do  del  concrreto  para  permitir  su  colocación  sin  perder  p homo ogeneidad  y  continuidad en  colado os  efectuadoss  por  capas  sucesivas,  s o  bien  cuando  hay  que  evitar  un  fraguaado  demasiaado  rápido del concreto o bajo condiciones del colaado en que prrevalecen altaas temperaturas.  Los  compuestos  qu ue  más  se  utilizan  en  la  fabricación  f co omercial  de  aditivos  a retarrdantes  son  los  Ácidos  lignosulfónicos  (producttos  de  la  cellulosa)  y  los  Ácidos  hidroxilcarboxíliccos,  pero  com mo  uidificantes  sobre  el  conccreto  fresco, con  frecuenccia  se  les  llam ma  tambiéén  manifiestaan  efectos  flu tambiéén  retardadores  reductores  de  agua. También  loss  retardadorees  pueden  incluir  aire  en  el  concreeto.  Al uso  de retardado ores, en geneeral, acompañ ña alguna red ducción en laa resistencia een los primerros  días  (d de  1  a  3),  mientras  m que  los  efectos de  estos  maateriales  en  las  demás  propiedades  p d del  concreeto, como la ccontracción, p pueden no ser previsibles.    

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V V.3.‐ Aditivos fluidificantes  Existen n sustancia químicas que,  al ser adicionadas a una mezcla de co oncreto frescco, incrementtan  su  fluid dez  de  un  modo  comparaable  al  efecto o  que  se  obtendría  si  se  aumentara  su  contenido de  agua.  Por  ello,  co omo  permiteen  incrementtar  la  fluidez  sin  aumen ntar  el  aguaa,  se  les  llam ma  bién  se  les  no ombra  fluidizantes).  Correesponden  a  lo os  mismos  co ompuestos  que  q fluidificcantes  (tamb tambiéén  son  llamados  agentes  reductores  de  agua,  porr  considerar que  permiteen  obtener  una  u fluidezz dada con menor cantidaad de agua. D De tal modo,  el efecto quee producen eestas sustancias  sobre llas mezclas de e concreto, suelen canalizarse hacia trees finalidadess principales:  1. Incrementaar la fluidez de la mezcla,  sin aumentarr el agua, es d decir, dejand do constantess la  cantidad  de e  pasta  de  cemento  y  su u  relación  agu ua‐cemento, con  lo  cual  no  debe  hab ber  cambio sign nificativo en eel consumo dee cemento y en la resisten ncia a la comp presión.  2. Conservar  la  misma  flu uidez,  reduciendo  el  agu ua  sin  variarr  el  consumo  de  cemen nto  o la relación A A/C), en cuyo o caso debe aaumentar la rresistencia a  compresión  sin  (reduciendo incrementar el consumo o de cemento.  3. Conservar la misma fluid dez, reducien ndo el agua yy el cemento,, de modo qu ue se manten nga  igual la relación A/C, parra conservar aaproximadam mente la mism ma resistenciaa, con un men nor  e cemento.  consumo de Las principales susttancias que see utilizan en  la fabricación n de aditivos fluidificantess son los ácid dos  lignosu ulfónicos o su us sales y ácid dos hidroxilcaarboxílicos o  sus sales (al  igual que loss retardadorees).  Estos  compuestos  también  sueelen  ser  com mbinados  com mercialmentee  con  otras  sustancias  que  q inhiban n parcial o tottalmente sus efectos retarrdantes para satisfacer divversos requerrimientos.  La mayyoría de estoss compuestoss derivan su aacción de unaa combinació ón de efectos  físico‐químiccos  sobre llas partículas del cemento o, entre los qu ue destacan los efectos hu umectantes, lubricantes y de  disperssión,  median nte  los  cualees  las  partícculas  adquieren  más  mo ovilidad  y  see  expone  a  la  hidrataación de mayor área superrficial de cem mento.   

V V.4.‐ Aditivos inclusore es de aire  El  aire  que  se  inclu uye  intencion nalmente  en las  mezclas de  concreto  fresco  repreesenta  la  mejjor  defenssa del concretto endurecido contra los eefectos de co ongelación deel agua que sse encuentra en  su  inteerior  y  contra  los  efectoss  secundarios  de  las  salees  descongelaantes  que  see  aplican  en  su  superfiicie.  Ademáss,  el  aire  inclluido  intencionalmente  in nfluye  de  maanera  favorable  en  algun nas  propiedades  y  carracterísticas  del  concretto  fresco,  taales  como  su  s cohesión,,  plasticidad  y  uce su propen nsión a la seggregación y lim mita la tendeencia del aguaa de mezclado o a  manejaabilidad; redu fluir  so obre  la  superrficie  del  con ncreto  (sangrado).  Como  efecto  secun ndario  indeseeable,  reduce  la  resistencia mecánicca del concretto a medida q que aumenta su contenido o. 

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  Cualqu uier concreto recién mezclado contienee una cierta cantidad de aiire, que norm malmente es d del  orden  del 1 por ciento de su vollumen, y quee se componee básicamentee de burbujass relativamen nte  grandees  (macroburbujas  mayorees  de  2  mm  de  diámetro)  mal  distribu uidas  en  toda  la  masa.  Esste  aire, qu ue se conoce e como aire natural atrapado, no desem mpeña ningún n papel de im mportancia en n el  compo ortamiento de el concreto.  Por  el  contrario,  el  aire  incluido  intenccionalmente consiste  en n  burbujas  muy  m pequeñ ñas  (microburbujas  de  0.01  a 2  mm m  de  diámetro o),  distribuidaas  uniformem mente  en  tod da  la  masa  paara  de vacíos cap paz de proporcionar al con ncreto fresco o y endurecido o los beneficios  formarr un sistema d ya  señ ñalados.  El  volumen  de  este  e aire  se acostumbra limitar  a  un n  máximo  dee  6  por  cien nto  (depen ndiendo del taamaño máxim mo del agregaado), con objeto de reducir su efecto aadverso sobree la  resistencia.  En  algunas  regione es  donde  lass  temperaturras  invernalees  no  resultaan  muy  extreemosas,  el  aire  incluido se uso pocco para contrarrestar la accción destrucctiva de las teemperaturas  de congelaciión  sobre eel concreto e endurecido, el concreto se protege con el empleo de mezclas mu uy secas y bajjas  relacio ones  agua/cemento,  con  lo  cual  resulltan  concreto os  densos  y compactos,  que  aunque se  encuen ntren a la inttemperie y exxpuestos a co ontacto con aagua ( un pavvimento por  ejemplo) no  se  saturan n  fácilmente.  En  México  el  aire  incluiido  se  utilizaa  principalmeente,  por  los  beneficios  que  q impartte al concreto o fresco: inhib bición al sanggrado y mejoría de la plasticidad. Sus eefectos sobree el  agua d de sangrado sse originan en la obstruccción que las b burbujas producen  en loss conductos p por  donde el agua de m mezclado tiend de a fluir haciia la superficie.   A  cambio  de  las  ve entajas  del  aire  a incluido,  la  resistenciia  a  la  comp presión  puedee  experimenttar  cierto  descenso que e debe comp pensarse med diante un correspondientee incremento  en el consum mo  del cem mento.   

V V.5.‐ Aditivos estabilizaadores de vo olumen.  Uno  de  los  compo ortamientos  indeseables  de  d la  pasta  de  d cemento  consiste  en  los  cambios  de  volumeen que experrimenta, prim mero, durantee la etapa de fraguado y, d después, duraante el proceeso  de end durecimiento..  Cuando o  el  cemento o  entra  en  contacto  c con el  agua  y  see  constituye en  pasta,  el  agua  tiendee  a  envolvver  los  granoss  de  cemento o,  iniciándosee  así  las  reaccciones  entree  ambos.  El  movimiento  m d del  agua,  desde  d los  con nductos  capillares  hacia  el  interior  de las  partículass  de  cemento o,  favorecen  un  acercamiento de esstas que se traaduce a una d disminución d del volumen aparente de la pasta, que se  conocee con el nom mbre de  contrracción plástica, porque o ocurre  mientrras la pasta se encuentra  en  estado o plástico.  Posteriormente, si lla pasta, morrtero o concreeto permaneccen saturados, pueden experimentar u una  urante  el  pro oceso  de  adq quisición  de resistencia;  pero  p si  se  en ncuentra  en un  ligera  expansión  du

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  ambien nte que perm mita la evaporación del aggua, experimeentan una co ontracción adicional gradu ual,  que  see  conoce  com mo  contracción  por  secaado,  ya  que  se  manifiestta  simultáneamente  con  la  deshidratación.  Los aditivos estabiliizadores de vvolumen, en ssu mayoría co onsisten en limadura o po olvo de fierro o al  que  see  añaden  susttancia  químiccas  para  provvocar  su  oxid dación  una  veez  en  contacto  con  el  agu ua.  Conforrme  el  fierro  se  conviertee  en  óxido  dee  fierro,  ocurrre  un  aumento  de  volum men  que  pueede  controlarse mediante la proporcción del agentte catalizadorr de oxidación n. El control cconsiste no so olo  nitud  de  la  exxpansión,  sino  también  el  tiempo  quee  conviene  qu ue  ocurra.  Paara  en  reggular  la  magn colado os con expansión no restrin ngida, es convveniente que la expansión n ocurra cuand do el mortero o o  concreeto hayan adq quirido suficieente resisten ncia a tensión n para soporttar esfuerzos  de esta índo ole.  Para co olados con exxpansión resttringida es co onveniente qu ue la expansiión ocurra cu uando la mezcla  tenga ssuficiente ressistencia a com mpresión.   

V V.6.‐ Aditivos Expansorres.  Ademáás  de  los  esstabilizadoress  de  volumeen,  existen  otras  o sustancias  que  pueden  provoccar  expanssión en la pasta de cemen nto, mortero o concreto, pero median nte un processo distinto, q que  usualm mente consistte en una reacción química que conducce a la formaación de un gas; razón porr la  cual  see  les  denomina  también  aditivos  gassificadores,  En  este  caso,  el  efecto  dee  expansión se  manifieesta  cuando  el  gas  se  pro oduce  en  el  interior  i de  laa  mezcla,  porr  ser  más  ligeero  que  el  aire,  tiende  a  escapar  en  forma  de  burbujas  diminutas,  d p lo  que  se  por  s crean  peq queñas  fuerzzas  dentes que en n conjunto provocan la exp pansión de la mezcla antess que ocurra el fraguado. ascend Entre las sustanciass que actúan d de este modo o, se encuenttran el alumin nio, zinc, maggnesio, fierro en  forma de polvo muyy fino, y el carburo de calccio.  Las principales apliccaciones de lo os aditivos exxpansores están relacionad das con el colado de rellen nos  en espacios confinaados, o con la fabricación d de concreto d de bajo peso vvolumétrico. Para la primeera  aplicacción, que es lla más común, se emplean casi siempre aditivos a base de polvvo de alumin nio.  Para laa segunda, ad demás del po olvo de alumiinio, también n se han llegaado a aplicar  eventualmen nte  otras ssustancias.     En el ccolado de rellenos de espaacios confinad dos, como la expansión ess restringida,  las burbujas  se  produccen limitadam mente, o no se producen, lla mezcla ejerce presión sobre las pareedes del espaccio  cerrado  en  que  se  aloja  y  su  resistencia  r m mecánica  no  se  afecta  seriamente,  así  se  asegura  el  que del relleno dentro del espacio requerido, sin pérrdida apreciable de su resiistencia.  empaq

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  Como la cantidad de polvo de aluminio que sse emplea es sumamente reducida (enttre 0.005 y 0..02  por  cieento  del  peso o  del  cementto),  se  acostu umbra  sumin nistrarlo  comb binado  con  otras  o sustancias  que faccilitan su dosificación y disstribución en la mezcla, reduciendo su ttendencia a fflotar.  Los efeectos expansivos de una co oncentración dada de polvvo de aluminio pueden ressultar alterad dos  por facctores como ttemperatura  y presión atm mosférica dell lugar; tiemp po de revoltura, transportee y  colocacción de la me ezcla; compossición químicaa y finura del cemento.   

V V.7.‐ Aditivos imperme eabilizantes..  En  muchas  de  sus  aplicaciones,,  es  importan nte  que  el  co oncreto  sea  tan  t impermeeable  como  sea  s ente  cuando o  está  en  co ontacto  con  agua  presión.  La  impermeabilidad  del  d posiblee,  especialme concreeto depende d de la cantidad del cementto y del aguaa usada en la  mezcla y de  la duración d del  curado o húmedo. El  concreto heecho con una  relación agu ua cemento m menor de aprroximadamen nte  0.49 en n peso ser impermeable sii tiene un bajo o revenimien nto y si se cueela, compacta y cura bien. Los  ad ditivos  contraa  la  humedad d  usualmente  son  aditivo os  que  repellen  el  agua,  y  que  se  ussan  algunas  veces  paraa  reducir  el  flujo  f capilar  de  la  humedad  a  travéss  del  concretto  que  está en  húmeda.  contaccto con el agua o la tierra h Para  reducir  r la  permeabilidad d  del  concreeto,  algunas  veces  se  utilizan  u otross  aditivos  que  q indirecctamente la rreducen, teniendo un bueen control en  la dosificació ón, colocació ón y vibrado d del  concreeto.  Como  ejemplo  podríaamos  citar  lo os  aditivos  flluidificantes o  reductoress  de  agua,  que  q funcion narían  como o  reductores  de  la  perm meabilidad  si el  concreto  se  dosifica  con  el  mism mo  consum mo de cemen nto y se redu uce el agua de mezclado ssin alterar la  fluidez de la  mezcla, lo q que  provoccaría una relación agua/cemento meno or, reduciendo o así la permeeabilidad.   

V V.8.‐ Puzolaanas.   Las  Pu uzolanas,  son n  materiales  naturales  o  artificiales  qu ue  por  su  co omposición  química,  q rica  en  sílice yy alúmina, ressultan capaces de reaccion nar con el hidróxido de calcio para form mar compuesttos  que ap porten resiste encia mecánicca y de baja so olubilidad en agua.  con  cal,  se  elevan   El  uso o  original  de  las  Puzolanass  en  simple  combinación c e a  cateegoría  industrrial  median nte  la  elaborración  de  ceementos  porttland‐puzolan na,  encontrán ndole  posterriormente  otrras  aplicacciones en caso os en que pro ocede considerarlas como o aditivos paraa concreto. EEn la actualidaad,  cuando o se incluye u una puzolanaa como aditivvo en una meezcla de morttero o concreeto de cemen nto  portlan nd, se persigu ue alguna de llas siguientess finalidades: 1. Convertir en compuestos estables la cal que se libera durante la hidratación n del cemento o.  dquisición dee resistencia sse difiere.  2. Reducir el ccalor de hidratación, en meezclas cuya ad

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  3. Inhibir  una  posible  exp pansión  delettérea  por  reeacción  entree  los  álcalis  del  cemento o  y  que contienen sílice activaa.  agregados q 4. Influir en laas propiedadees reológicas y de retenciión de agua d de las mezclaas en su estado  fresco.  En las eestructuras d de gran masa como las preesas, pueden ocurrir altas temperaturas debidas a u una  lenta  pérdida  p del  calor  c generad do  durante  laa  hidratación n.  Con  frecueencia  estas  teemperaturas se  pueden n disminuir al mínimo, usaando cementto tipo II, IV, V V; bajando laa temperaturaa del agua dee la  mezclaa y del agregaado; o usando o aditivos puzzolánicos. Freecuentemente se usan com mbinaciones  de  estos ttres métodos..  El  uso  de  Puzolanas  puede  reeducir  mucho o  la  resistencia  del  conccreto  en  los  primeros  díías,  especiaalmente  en  los  primeros  28.  Debido  a  a lo  lento  de  la  acción  puzolánica,  porr  lo  que  debeerá  prolongarse  el  curado  húmedo o  y  el  tiemp po  de  puestaa  en  servicio o  en  caso  dee  ser  necesario  estructturalmente.     

 

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VI. DISEÑO DE M MEZCLAS D DE CONCRETO  Diseñaar una mezclaa de concreto consiste en d determinar laa cantidad dee materiales (cemento, agu ua,  agregaados y en caso o necesario aaditivos) que  debe empleaarse para fabrricar un volum men unitario de  concreeto  fresco,  cuya  c calidad  sea  tal  qu ue  satisfaga  los  requisittos  especificcados  para  un  determ minado uso (p permeabilidad d, resistencia a la compressión, resistenccia a la flexión n, etc.).  Al efecctuar el diseño de una mezzcla, normalm mente convien ne tomar en ccuenta los sigguientes punttos  básicoss:  1. Procurar em mplear el tam maño más grande de grava que sea com mpatible con las dimension nes  de  la  estructura,  la  separación  del  acero  a de  refu uerzo,  las  condiciones  de  colocación  del  d ncia que se prretende obtener.  concreto, y la magnitud de la resisten   2. Dar a la mezcla la consisstencia más seeca posible que permita co olocarla y aco omodarla en las  condicioness  particularees  de  la  estructura  porr  colar.  Estaa  consistenccia  se  expreesa  normalmen nte en términos del revenimiento.    e  el  concreto o,  una  vez  endurecido,  e a alcance  las  propiedades  p adecuadas  que  q 3. Prever  que permitan  a  la  estructuraa  cumplir  la  función  f para  la  que  fue  construida.  c Ell  logro  de  esttas  es e consigue,, generalmen nte, mediantee la adecuadaa selección dee los materiales  propiedade y sus propo orciones.    btener el con ncreto de la ccalidad especcificada al cossto más bajo  posible. Com mo,  4. Procurar ob entre los co omponentes  normales del concreto, el cemento ess el más caro,, se presentaa la  tendencia  a  a emplearlo  en  e la  menor cantidad  posible,  pero  siin  afectar  lass  característiccas  requeridas.  Esta  prácticca  resulta  acconsejable  po orque  produ uce  concretoss  con  menorres  cambios  volumétricos, v ,  dado  que  la  pastaa  de  cemeento  es  menos  m estab ble,  volumétricaamente,  que  los  agregado os.  El  medio  más  accesible  para  reduccir  al  mínimo o  el  consumo de e la pasta con nsiste en limittar la proporcción de agreggado fino a su valor óptimo o.  f es  que  se  ap plican  al  diseñ ño  de  mezclaas  de  concreto,  Para  establecer  loss  conceptos  fundamentale o  fresco  integgrado  por  do os  componen ntes  principalles:  la  pasta de  conviene  consideraar  al  concreto nto  y  los  agrregados  mineerales.  En  mezclas  m comu unes  y  corrieentes,  sin  airre  incluido,  los  cemen agregaados  pueden  representar  hasta  el  80 por  ciento  del  d volumen,  y  la  pasta  el  20  por  cien nto  restantte.       

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   Los  prrincipales  asp pectos  de  la  pasta  p y  de  lo os  agregados que  influyen n  en  el  comp portamiento  del  d concreeto son:    o:  Pastaa de cemento

• • • •

Com mposición quím mica y finura del cemento Calid dad del agua Relaación agua/ceemento Conttenido de vaccíos

Agregados:  A

• • •

Tam maño máximo Com mposición gran nulométrica Form ma y textura d de partículas

 

V VI.1.‐ Propie edades de laa pasta de ce emento  Las  propiedades  de  una  passta  de  cem mento  depen nden,  princip palmente,  de  d su  relaciión  d su  conten nido  de  vacííos.  La  propo orción  relativva  entre  loss  dos  primerros  agua/ccemento  y  de  elemen ntos  determina  la  viscosidad  de  la  paasta  fresca,  e  e influye  en las  propiedades  mecánicas,  estabilidad  dimensional  y  durab bilidad  de  la  pasta  endurrecida.  El  contenido  de  aire,  a cuando  es  intenciionalmente  incluido,  inflluye  en  las  propiedadess  mecánicas  y  en  la  reesistencia  a la  congelación y deshiielo.  Ha  sido  costumbre e  tradicional  definir  la  caalidad  de  un  concreto  en n  función  dee  su  resistencia  mecánica,  específiccamente  de  la  que  se  manifiesta  cuando  se  le  l somete  a  a esfuerzos  de  compresión simple hasta llegar aa la ruptura. En la práctica actual, el concepto o alternativo de la resisten ncia para definir la calidad del concreto es  el  que  se  refiere  a  a su  durabilid dad,  es  decirr,  su  capacidaad  para  resisstir  los  efecto os  adversos de  distinto os agentes y  acciones cuaando está som metido a condiciones rígid das de exposición y serviccio.  Tambiéén en este se entido es costtumbre aplicaar el valor dee la relación aagua/cemento o como mediida  de calidad probable e, es decir, see limita esta rrelación para determinadaas condicionees de exposiciión  y serviccio.   

V VI.2.‐ Propie edades de lo os agregadoss  Aun  cu uando,  generalmente  la  pasta  de  ceemento  es  el  componentte  activo  del  concreto  que  q determ mina  la  obten nción  de  las  propiedades requeridas  en  e el  produccto  endurecid do,  también  es,  como sse ha mencio onado, el máss costoso, el d de menor estaabilidad dimeensional, y el que contribu uye  a  elevaar  la  temperratura  del  concreto  duran nte  el  processo  de  adquisición  de  prop piedades.  Esttas  limitacciones  hacen  ver  la  conveeniencia  de  reeducir  el  con ntenido  de  la  pasta  de  ceemento  (de  una  u

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  calidad d  determinad da) al valor m mínimo  compaatible  con la consistencia  y manejabiliidad requerid das  en la m mezcla de con ncreto.  Esta  teendencia  conduce  a  la  seggunda  premisa  en  el  plan nteamiento  propuesto  p para  el  diseño  de  mezclaas,  la  cual  puede  resumiirse  diciendo o  que,  una  vez  v definidas  la  calidad  de  d la  pasta de  cemen nto, clase, granulometría y tamaño máxximo del agreggado, la combinación óptima entre areena  y gravaa es la que co onduce al mín nimo requerim miento de passta para prod ducir una mezzcla de concreeto  de la m manejabilidad d requerida. 

VI.2.1.‐ Tamaño o máximo del agregado o  A medida de que au umenta el tam maño máximo o del agregad do grueso, dissminuye la cantidad de passta  requerrida por volum men unitario  de concreto fresco de unaa consistencia determinad da. No obstan nte  lo  anteerior,  el  tam maño  máximo o  del  agregad do  para  un  trabajo  t determinado,  tod davía  se  defiine  considerando  las  dimensiones  d mínimas  de la  estructuraa  y  la  separaación  mínimaa  del  acero  de  refuerzzo.  

VI.2.2.‐ Granulo ometría de lla arena  A medida de que laa arena es máás fina, se inccrementa su  requerimientto de pasta;  sin embargo,, el  nido  de  mortero  en  una  mezcla  m de  concreto  es  meenor  a  medid da  que  el  pro opio  mortero se  conten elaboraa con arena m más fina. Amb bas tendenciaas producen efectos contrrarios sobre q qué cantidad de  pasta d de cemento n necesita una  mezcla de co oncreto, aunq que en la com mpensación fiinal, predomiina  la del aaumento de p pasta con el in ncremento dee finura de la arena.   El efeccto que produ ucen los cambios de granu ulometría de la arena sobrre el requerim miento de passta  de cem mento en mezclas de conccreto, se ha eempleado en  diversos méétodos de diseeño de mezclas  para esstimar el consumo necesaario de pasta  o la proporciión óptima dee arena, a paartir del dato  de  su com mposición granulométrica, casi siempre expresada en n términos dee módulo de ffinura. 

VI.2.3.‐ Granulo ometría de lla grava  Su  co omposición  granulométric g ca  es  meno os  determin nante  del  requerimiento o  de  pasta y  caracteerísticas  del  concreto  fressco  que  de  la  arena.  Estee  hecho  hacee  preferible,  muchas  veces,  apegarrse a la distribución  origin nal que ofrecce el banco de aprovisionaamiento de ggrava en vez  de  intentaar el empleo  de una supuesta granulom metría ideal,  es decir, emplear la grava tal y como  se  presen nta  en  los  depósitos  d natturales,  a  menos  m que  laa  experienciaa  o  las  inveestigaciones  de  laborattorio demuesstren que sea ventajoso algún cambio een la granulom metría.   Para ju uzgar y selecccionar la gran nulometría m más convenien nte de la gravva, existen lím mites empíriccos  para diistintos tamaños máximoss; pueden preesentarse doss situaciones p principales:   

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  1. Si  la  grava  procede  dee  un  depósito  natural,  y su  curva  grranulométricaa,  determinaada  s resu ulta  dentro  de  d los  límitess  aplicables,  es  recomend dable  tratar  de  mediante  sondeos,  apegarse  a  ella  en  su  empleo.  Si  la  curva  sale  de  los  límites,,  es  convenieente  un  estud dio  osto de correggir la curva ggranulométricca y las ventaajas que de eello  comparativo entre el co n.  se obtienen   2. Si  la  grava  debe  obtenerse  por  tritturación,  es  conveniente  c apegarse,  deentro  de  cierta  da granulomeetría dentro de la producción.  tolerancia, a determinad De  lo  anterior  se  deduce  d que  el  concepto de  granulom metría  ideal  continua  en  los  agregado os,  muchaas veces deja de tener senttido de aplicaación ante el aaspecto económico. 

VI.2.4 4.‐ Forma yy textura de e los agregad dos  Los  agregados  de  formas  f angulo osas  y  superfficies  ásperass,  usualmentee  requieren  mayor  m cantid dad  de pasta de cementto en su comb binación óptima que los de formas redondeadas y ssuperficies lisas.  Cabe  señalar  s que,  con  c el  empleeo  de  pastas  con  igual  relación  agua/ccemento,  algu unos  agregad dos  angulo osos (no lajead dos) pueden producir mayyor resistencia en el concreto.  Dicho ccomportamie ento señala un importantee aspecto: el  empleo de una misma pasta de cemen nto  (con  iggual  relación n  agua/cemento,  e  igual tipo  de  cem mento)  puede  conducir  a  a concretos de  resistencias diferentes por el sim mple hecho dee cambiar suss agregados.  

V VI.3.‐ Consisstencia de laa mezcla   Para m mezclas de concreto de co onsistencia seeca, la combin nación óptima de grava y  arena requieere  menorr contenido unitario de paasta de cemen nto que la co onsiderada co omo óptima p para mezclas de  consisttencia fluida,  es decir, quee a medida qu ue las mezclaas son de con nsistencia más seca, admitten  mayor proporción d de grava.   Evidentemente, lo  anterior es u un aspecto dee carácter apreciativo e ín ntimamente rrelacionado ccon  las con ndiciones de  trabajo que o ofrecen las eestructuras en n las que se p pueden empllear mezclas de  consisttencia seca, yy con equipos adecuados p para transportte, colocación n y acomodo de estas.  A fin de dejar más cclaro esta tendencia, pued de suponerse,, por ejemplo o, el colado dee dos miembrros  estructturales  de  co ondiciones  op puestas,  en  que  q los  mateeriales  y  la  reesistencia  de  proyecto  seean  igualess. Tómense co omo tales unaa columna y u un pavimento o. En el pavim mento podrán n emplearse, sin  grandees dificultades, mezclas dee concreto cu uyo revenimieento sea de 2 2 a 3 cm, apro oximadamente;  en cam mbio, para el colado de la  columna solaamente podráán colocarse  y acomodarse con eficiencia  mezclaas cuyo revenimiento tal veez deba ser d de 10 a 12 cm. 

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  Consid derando  que  la  resistenciaa  requerida  sea  s igual,  pu uede  suponerrse  que  en  ambos  a casos  se  empleee la misma caalidad de pastta. Lo primerro que salta aa la visita es q que, para cierrto volumen ffijo  de pastta, la mezcla más seca adm mitir mayor cantidad de aggregados quee la más fluidaa.   

V VI.4.‐ Relación agua/cem mento de laa pasta  Con un na pasta de b baja relación  agua/cementto, su conten nido unitario  para obtenerr una mezcla de  concreeto con determinada consistencia es m mayor que el n necesario parra una pasta  de alta relaciión  agua/ccemento; es d decir, que a m medida de qu ue la pasta ees más viscosaa (más seca),, admite men nor  cantidaad de agregad dos para segu uir comportán ndose en la m mezcla como u un fluido plásstico.   Este asspecto condu uce, necesariaamente, a inccrementar aú ún más el consumo unitario de cemen nto  en  las  mezclas  de  concreto  co on  baja  relacción  agua/cemento.  Con  objeto  de  compensar  c essta  ncia al aumen nto de pasta yy cemento, ees práctica freecuente reducir el conteniido de arena  en  tenden razón d directa de la relación aguaa/cemento, ees decir, se modifica la pro oporción entrre grava y areena  sin exisstir otra razón n que el camb bio de viscosidad de la passta.  Normaalmente,  la  reducción  r de  arena  se  lleeva  al  límite  más  bajo  que  permita  a  la  mezcla  de  concreeto conservarr la manejabillidad requerid da para las condiciones esspecíficas de  trabajo en q que  debe aaplicarse.   

V VI.5.‐ Proced dimientos empíricos de e diseño  Entre los numeroso os procedimieentos empíriccos de diseño o de mezclas d de concreto,  uno de los m más  q correspo onde  a  la  Práctica  recom mendada  paraa  el  proporccionamiento  de  empleaados  es  el  que  mezclaas de concreto o, según el Co omité ACI 211 1.  Un resumen de su ttexto se incluye en las pagginas siguientes, para su ap plicación solo o se requiere de  uientes datoss:  los sigu • • • • •

Peso especíífico del cemeento  Peso especíífico y absorción de los agrregados  Peso volum métrico de la ggrava, compacctada con varrilla  Composició ón granuloméétrica de la areena  Tamaño mááximo del agregado  

Se entiiende por pesso específico a la densidad d tanto del cemento como de los agregaados.     

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V VI.6.‐  Practiica recomen ndada para e el proporcio onamiento d de mezclas d de concreto (ACI 211.1.74)  En  estaa  práctica  recomienda  se  presenta  el proporcionam miento  del  concreto  inclu uyendo  mezclas  con  aire  incluido.  Se  dan  tablas  que  sum ministran  rápiidamente  infformación  paara  obtener el  proporrcionamiento  de  concreto o,  con  la  ayuda  de  pruebas  de  laboratorio  sobre  las  propiedad des  físicas  de  los  agreggados  gruesos  y  finos.  Se  incluye  un  ejemplo  e del  diseño  de  mezclas  m con  aire  ustra la correección al prop porcionamien nto  incluido y sin aire incluido con eel uso de las  tablas. Se ilu debido o al contenido o de humedad d en los agreggados.    

VI.6.1.‐ Procediimientos para la dosificación de con ncreto norm mal  os pesos requ ueridos para las mezclas de concreto co omprende un na secuencia  de  La estimación de lo c co on  las  caractterísticas  de  los  materiales  pasos  lógicos  y  directos  que,  en  efecto,  concuerda  btener  una m mezcla apropiada para la o obra. Frecuen ntemente el  problema dee la  disponibles para ob e le deja al ind dividuo que sselecciona lass proporcionees. Las especificaciones dee la  adaptaabilidad no se obra pueden conten ner todos o algunos de loss siguientes puntos:  • • • • • •

Relación aggua/cemento máxima  Contenido m mínimo de ceemento  Contenido d de aire  Revenimien nto  Tamaño mááximo del agregado  Resistencia 

Otros  requerimienttos que  se reelacionen con n temas como o tales como  resistencia d de sobrediseñ ño,  aditivo os y tipos espe eciales de cem mento o agreegado.  Indepeendientementte de que las característicaas del concreto se señalen n en las especcificaciones o se  dejen  al  a individuo  que  q seleccion ne  las  proporrciones,  el  esstablecimiento  de  los  peso os  de  la  mezcla  por meetro cúbico de e concreto pu uede obtenerrse mediante la siguiente ssecuencia:  Paso 1. Elección n del revenim miento  Si  el  revenimiento  no  está  esp pecificado,  see  puede  eleggir  un  valor  apropiado  para  la  obra de  acuerd do a la tabla # # 1. Los valorres del revenimiento mosttrados son ap plicables cuan ndo se utilizaa la  vibración  para  com mpactar  el  con ncreto.  Deben  de  usarse  mezclas  de  consistencia  c m rígida,  que  muy  q puedan n colocarse m muy eficientem mente.     

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  Tabla No. 1.‐ Revenimiientos recomendados paraa diverso Tipo os de Constru ucción  Reven nimiento, cm m  Tipos d de Construccción  Máxim mo*  Mínim mo  Muross y zapatas de e cimentación n de concreto o reforzado  Zapataas simples, caajones y muro os de subestrructura  Vigas yy muros de co oncreto reforrzado  Columnas  Pavime entos y losas  Concre eto masivo 

8  8  10  10  8  5 

2  2  2  2  2  2 

*Puede au umentar 2 cm cu uando se utilicen n métodos de co ompactación difeerentes al de vib brado 

  Paso 2. Elección n del tamaño o máximo del agregado  Los  aggregados  bien n  graduados  de  tamaño  máximo  tien nen  menos  vacíos  v que  lo os  de  tamañ ños  menorres. De aquí q que los concreetos con agreegado de mayyor tamaño requieran de  menos morteero  por un nidad de volumen de conccreto. Generaalmente, el taamaño máxim mo del agregaado debe serr el  mayor  que  se  enccuentre  disp ponible  económicamente  y  el  que  resulte  r comp patible  con las  estructura. Bajo ninguna  circunstanciaa el tamaño m máximo de un na quinta parte  dimenssiones de la e de la m menor dimenssión entre loss lados de las cimbras, de u una tercera p parte del peraalte de las losas,  ni de tres cuartas partes del espaciamiento m mínimo libre eentre las varilllas individuales de refuerzzo,  paquettes de varilla o cables prettensados. En algunas ocasiones estas limitaciones see descartan si la  trabajaabilidad  y  loss  métodos  dee  compactació ón  son  tales que  el  concrreto  puede  ser  colocado  sin  que  see  formen  caviidades  o  vacííos.  Para  logrrar  los  mejorres  resultadoss  cuando  se  desea  tener  un  concreeto de alta ressistencia, deb ben reducirsee los tamañoss máximos dee los agregado os, ya que ésttos  produccen mayores resistencias ccon una relación agua/cem mento dada.   Tablla No. 2.‐ Tam maños máximos de agregad do recomend dados para vaarios tipos de construcción n  Taamaño máximo o del agregado o, mm  Dimensión mínima  de la ssección, cm 

6.5 ‐ 12.5  15.0 ‐ 28.0  30.0 ‐ 74.0  76..0 o mas 

Muros reforrzados Vigas y Colu umnas 

Muros sin  refuerzo 

Losas m muy  reforzaadas 

LLosas con poco o  o sin refuerzo

12.7 ‐ 19 9.0  19.0 ‐ 38 8.0  38.0 ‐ 76 6.0  38.0 ‐ 76 6.0 

19.0  38.0  76.0  152.0 

19.0 ‐ 25.4  38.0  38.0 ‐ 76.0  38.0 ‐ 76.0 

19.0 ‐ 38.0 38.0 ‐ 76.0 76.0  76.0 ‐ 152.0

*Basados en tamices de aberturaas cuadradas 

     

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  Paso 3. Estimacción del agua de mezclado o y del conten nido de aire La canttidad de aguaa por unidad  de volumen  de concreto rrequerida para producir un revenimien nto  dado  depende  d del  tamaño  máximo,  de  la  forma  de  la  partícula  y  de  la  granulometría  de  los  agregaados, así como o de la cantid dad de aire incluido. La can ntidad de cem mento no le aafecta en mayyor  grado.  En  la  tabla  t #  3,  se  proporcionan  estimacion nes  con  respeecto  a  la  can ntidad  de  agu ua  de  mezclado  requerrida  para  con ncretos  elabo orados  para  varios  v tamaño os  máximos de  agregado,  con  y  sin  aire  incluido.  Dependiendo de la textura y forma del agreggado, los requ uerimientos d de agua de meezclado pued den  estar u un tanto enciima o por deebajo de los vvalores tabulaados, pero so on suficientemente precissos  para  una  u primera  estimación.  Tales  diferen ncias  en  los requerimienttos  de  agua  no  se  reflejjan  necesaariamente en  la resistenciaa, ya que exissten otros facctores compeensatorios qu ue pueden esttar  incluidos.  Por  ejeemplo,  con  agregado  grueeso  redondo y  otro  angullar,  ambos  grraduados  sim milarmente  y de  buena  calidad, puede producirsee concreto dee aproximadaamente igual resistencia aa la compresiión  ndo la mismaa cantidad dee cemento, a pesar de las  diferencias een la relación n agua/cemen nto  utilizan resultaante de los diistintos requeerimientos dee agua de meezclado. La fo orma de la paartícula en si no  constittuye  un  indiccio  de  que  un  u agregado  está  por  enccima  o  por  debajo  d del  promedio  p en  su  capacid dad de produ ucción de resistencia.  La  tablla  #  3  indica  la  cantidad  aproximada  a d aire  que  puede  de  p esperaarse  en  un  co oncreto  sin  aire  incluido  y  también n  muestra  lo os  niveles  recomendabless  de  conteniido  de  aire  promedio  paara  concreeto en el que sse ha incluido o aire para efectos de duraabilidad.  El  conccreto  con  airre  incluido  debe  d usarse  siempre  s en  estructuras  e q estarán  expuestas  que  e a  los  fenómenos de conggelación y desshielo y generralmente en eestructuras expuestas al agua de mar o o al  efecto  de los sulfato os. Cuando no se prevé un na exposición n severa del cconcreto, la in nclusión de aire  puede acarrear efecctos benéfico os en la trabajjabilidad y en n la cohesión del concreto, con niveles de  nido de aire d de aproximad damente la m mitad de aquééllos indicado os para el concreto con aire  conten incluido.  Cuando o  se  usan  mezclas  de  pru ueba  para  esstablecer  relaaciones  de  reesistencia  o  para  p verificarr  la  capacid dad  de  prod ducción  de  resistencia  r dee  una  mezclla,  debe  usaarse  la  comb binación  men nos  favorable de agua d de mezclado yy contenido d de aire.   Esto ess, el contenid do de aire deber ser el mááximo permittido o el que probablemente ocurra, yy el  concreeto  deberá  caalcularse  hastta  el  revenim miento  más  alto  permisible.  Lo  anterio or  evitar  que se  haga  una  u estimaciión  demasiad do  optimistaa  de  la  resisstencia,  bajo o  la  suposició ón  de  que  las  condiciones promed dio más que llas extremas serán las quee prevalezcan en el campo. 

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Tabla No o. 3.‐ Requerimientos apro oximados de aagua de mezcclado y contenido  de aire e para diferen ntes revenimiientos y tamaaños máximos de agregado o* 

Revenimiento  cm 

Agua en Kg/m³ d A de concreto parra los tamaños  máximos del agregado in ndicado  10 0  mm m 

12.5  mm 

20  mm 

25  mm  m

40 mm** 

50  mm** 

70  mm** 

150 0  mm*** 

160 

155 

145 

125 5 

Concretto sin aire incluido  3 a 5 

20 05 

200 

185 

1 180 

8 a 10 

225 

215 

200 

1 195 

175 

170 

160 

140 0 

15 a 18 

24 40 

230 

210 

2 205 

185 

180 

170 

‐

Can ntidad aproximaada  de aire e atrapado en co oncreto   sin aire e incluido, en po orciento 

3 

2.5 

2 

1.5 

1 

0.5 

0.3 

0.2 2 

Concretto con aire incluiido  3 a 5 

18 80 

175 

165 

1 160 

145 

140 

135 

120 0 

8 a 10 

20 00 

190 

180 

1 175 

160 

155 

150 

135 5 

15 a 18 

215 

205 

190 

1 185 

170 

165 

160 

‐

Prome edio recomendaable de  conttenido total de aire,  en porciento 

8 8 

7 

6 

5 

4.5 

4 

3.5 

3

*Estas  cantidades  c de  aggua  de  mezclad do  deben  utilizarse  en  los  cálcu ulos  de  los  facto ores  de  cementto  para  mezclas  de  prueba.  Son  las  máximaas  para  agregad dos  gruesos  anggulares  razonabllemente  bien  fo ormados,  graduaados  dentro  de  las  especificcaciones aceptadas.  **Los vaalores de revenimiento para un concreto que co ontenga un agreegado mayor dee 40 mm están b basados en pruebas  de reven nimiento efectuaadas después dee remover las paartículas mayorees de 40 mm porr medio de cribado húmedo. 

Paso 4. Elección n de la relació ón agua/cem mento.  Los req querimientos de la relació ón agua/cemeento se determinan no sóllo por los req querimientos  de  resistencia sino tam mbién por facctores tales co omo la durab bilidad y las p propiedades d del acabado. Ya  os  diferentes  agregados  y  y cementos  generalmente g e  producen  resistencias  r d distintas  con la  que  lo misma  relación  agua/cement a to,  es  altamente  reco omendable  conocer  c o  desarrollar  la  corresp pondencia en ntre la resisteencia y la relaación agua/cemento paraa los materialles a usarse. En  ausenccia de tal info ormación, pueden usarse los aproximaados y relativamente consservadores paara  concreeto  contenien ndo  cemento  portland  Tip po  I  que  se  in ndican  en  la  tabla  t #  4(a).  Con  materiales  típicos,  las  relacion nes  agua/cem mento  tabulaadas  deben  producir  p las  resistencias  r m mostradas,  q que  os  28  días  de  d muestras curadas  bajjo  condicionees  estándar  de  están  basadas  en  pruebas  a  lo laborattorio.  La  resistencia  prom medio  seleccionada  debee,  desde  lueggo,  exceder  a  a la  resistencia  especifficada por un n margen suficiente, para  mantener el  número de p pruebas de reesistencias bajjas  dentro o de los límite es especificados. 

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  Tabla No. 4(a).‐ Co orrespondenccia entre la relación agua/ccemento y la resistencia a la compresió ón  deel concreto  Re esistencia a laa  Relación agu ua/cemento, por peso  c compresión  Co oncreto sin aiire incluido  Con ncreto con aire incluido  a los 2 28 días, Kg/cm m²*  450  0.38 8  ‐  400  0.43 3  ‐  350  0.48 8  0.40  300  0.55 5  0.46  250  0.62 2  0.53  200  0.70 0  0.61  150  0.80 0  0.71  *Los valores indican las resistencias pro omedio estimadaas para concreto o conteniendo un porcentaje dee aire no mayor q que  el indicaado en la tabla N No. 3. Para una rrelación agua/ceemento constante, la resistenciaa del concreto see reduce conforrme  el contenido de aire aum menta. La resisteencia esta basad da en cilindros de 15 x 30 cm, cu urados en húmedo por 28 días aa 23  proximadamentee  20%  mas  alta,  la  °C  de  accuerdo  a  la  norma  ASTM  C  31  (NOM  C‐160),  la  resistencia  de  cubos  será  ap correspo ondencia indicad da asume un tam maño máximo del agregado de aaproximadamen nte 20 a 30 mm, para agregadoss de  una procedencia determ minada, la resisttencia producida para una relación agua/cemeento dada aumeentara conformee el  tamaño máximo del agrregado disminuyya. 

  Para  condiciones  de  exposición  severas,  la relación  aguaa/  cemento  debe  d manten nerse  baja,  aun  a cuando o los requerim mientos de reesistencia pueedan cumplirrse con un valor mayor. En n la tabla # 4(b)  se prop porcionan loss valores límitte.  Taabla No. 4(b)..‐ Relaciones agua/cementto máximas p permisibles paara concreto expuesto a  condicciones severaas* 

Tipo de e Estructura 

Estructuraa continua o frecuenteme ente húmedaa y  expuesta aa congelación n  y desshielo** 

Estrucctura expuestta al aagua de mar o a los sulfatos

Secciones d delgadas (riele es,  bordillos, du urmientes, ob bras   ornamentales) y seccion nes   con meno os de 3 cm de e   recubrimientto sobre el accero 

0 0.45 

0.40*** 

Todas las de emás estructu uras 

0 0.50 

0.45*** 

*Basada en el reporte del Com mité ACI 201, "Durabilidad del co oncreto en serviicio", citado prevviamente.  **El con ncreto también d debe de ser del ttipo de aire inclu uido  ***Si se utilizaa cemento resisttente a los sulfattos (Tipo II o Tip po V del la normaa ASTM C 150), lla relación  agua/cemento podrá aumentarrse en 0.05. 

 

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    Paso 5. Calculo del contenid do del cemento.   La  cantidad  de  cem mento  por  un nidad  de  volu umen  de  conccreto  se  obtiene  de  las  determinacion nes  efectuaadas  en  los  Pasos  P 3  y  4.  El  cemento  requerido  r es igual  al  conttenido  estimaado  de  agua de  mezclaado  (Paso  3),  dividido  entre  e la  relaación  agua/ccemento  (Paso  4).  Si,  no  obstante, la  especifficación inclu uye por separrado un límitee mínimo de cemento además de los  requerimienttos  de  resistencia  y  du urabilidad,  la  mezcla  debee  basarse  en  aquel  criterio  que  condu uzca  a  la  mayyor  cantidaad de cementto.  El uso de puzolanass o aditivos qu uímicos afectar las propied dades tanto d del concreto ffresco como d del  endureecido.  Paso 6. Estimacción del conte enido de agre egado grueso o.  Los  aggregados  esencialmente  similares  s en  granulometríía  y  en  tamaaño  máximo  producirán un  concreeto de trabajaabilidad satisffactoria cuan ndo se emplee un volumen determinad do de agregado  grueso o  y  seco,  com mpactado  con n  varilla,  porr  volumen  un nitario  de  co oncreto.  En  la  tabla  #  5,  se  proporrcionan los vaalores adecuaados para estte volumen dee agregado. SSe puede obsservar que, paara  obteneer  una  trabajabilidad  similar,  el  volumen  de  agregaado  grueso  para  p un  volum men  unitario de  concreeto  sólo  depe ende  de  su  tamaño  t máximo  y  del  módulo  m de  fin nura  del  agreegado  fino.  Las  L diferen ncias  en  la  cantidad  de  mortero  m neceesaria  para  obtener  o la  trrabajabilidad  con  agregad dos  distinto os,  debidas  a  la  forma  y  granulom metría  de  lass  partículas, quedan  automáticamen nte  compeensadas con laas diferenciass en el conten nido de vacío os en el agreggado seco y compactado ccon  varilla.   El  volu umen  del  aggregado,  seco o  y  compactado  con  varrilla,  por  mettro  cúbico  de  d concreto,  se  muestrra en la tabla # 5. Este volumen se convvierte al peso o seco del agrregado grueso o requerido p por  metro  cúbico  de  co oncreto  multtiplicándolo  por  p el  peso  volumétrico  v d agregado  grueso,  seco del  o  y  compaactado con varilla.  Para obtener un co oncreto más m manejable, como el que sse requiere aalgunas vecess cuando se u usa  omba para la  colocación o o cuando se ccoloca el conccreto en zonaas congestion nadas con aceero  una bo de  refu uerzo,  sería  recomendable  reducir  haasta  en  un  10%  el  conten nido  estimad do  de  agregado  grueso o que se habíaa determinad do en la tabla # 5. Sin emb bargo, se debe tener cuidaado en asegurar  que  el  revenimientto  resultantee,  la  relación  agua/cemen nto  y  las  propiedades  de  resistencia  del  d mpatibles  con n  las  recomeendaciones  proporcionas  p os  1  y  4  y  que  q concreeto  sean  com en  los  Paso satisfaggan los reque erimientos ap plicables de laas especificaciones de proyyecto.       

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    Tabla No o. 5.‐ Volumen de agregado grueso por volumen unitario de conccreto  Volu umen de agreggado grueso, seco y compacttado  con varilla*, porr volumen unittario de concre eto  parra diferentes m módulos de finura de la arena** 

TTamaño máxim mo  del agregado o  mm 

10  12.5  20  25  40  50  70  150 

2.40 

2.60

2.80 

3.00 

0.50  0.59  0.66  0.71  0.76  0.78  0.81  0.87 

0.48 0.57 0.64 0.69 0.74 0.76 0.79 0.85

0.46  0.55  0.62  0.67  0.72  0.74  0.77  0.83 

0.44  0.53  0.60  0.65  0.70  0.72  0.75  0.81 

*Los volúmenes están b basados en agreggados secos y co ompactados con n varilla, como see describe en la norma ASTM C 29,  "Peso  unitario  de  los  Agregados".  A Esttos  volúmenes  se  han  seleccio onado  en  relaciiones  empíricas  para  producir  un  concreto o  con  un  grado  de  trabajabilidad  para  la  consstrucción  reforzada  usual.  Paraa  obtener  un  co oncreto  con  menos  trabajab bilidad como el q que se utiliza en n la construcción n de pavimentos de concreto, eestos valores pu ueden aumentarr en  un 10%. Para un concreto con mas trab bajabilidad como o el que algunas veces se requieere cuando la colocación se efecctúa  por bom mbeo, estos valores se pueden reeducir hasta en un 10%  ** El mo odulo de finura de d la arena es igual i a la suma de la relacioness acumulativas retenidas en tam mices de malla con c abertura as de 0.149, 0.29 97, 0.595, 1.19 y 4.76 mm.

  Paso 7. Estimacción del conte enido de agre egado fino.  Al  concluir  el  Paso  6,  se  habrán n  calculado  todos  t los  inggredientes  deel  concreto,  a  a excepción  del  d agregaado  fino.  Su  cantidad  see  determina  por  medio  de  las  diferrencias.  Se  puede  p empleear  cualquiera  de  esto os  dos  proceedimientos:  el  método  "por  " peso"  o  o el  método o  de  "volum men  absoluto".   a)  Mé étodo  por  peso.‐  Si  el  peso  p del  volu umen  unitario  de  concreeto  se  presu upone  o  pueede  estimarse por experiencia, el peeso requerido o de agregado o fino es simp plemente la d diferencia enttre  o  del  concretto  fresco  y  el  peso  total  de  d los  otros ingredientes.  Por  lo  geneeral,  en  basess  a  el  peso experieencias  anteriiores  con  loss  materiales,,  se  conoce el  peso  unittario  del  con ncreto  con  una  u precisión razonable e. Si no se cueenta con esta información,, se puede uttilizar la tabla # 6, para haccer  de concreto sea aproximad do,  una primera estimaación. Aunquee el peso estimado por meetro cúbico d oporciones  de e  la  mezcla  serán  s lo  suficcientemente exactas  paraa  permitir  loss  ajustes  fáciles  las  pro basado os en las mezclas de prueb ba, como se m mostrará en lo os ejemplos siguientes.      

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   Si  se  desea  obtener  un  cálculo  teóricamen nte  exacto  del  d peso  del  concreto  freesco  por  mettro  cúbico, se puede uttilizar la siguieente fórmula:: 

⎛ Ga ⎞ PVm = 10 Ga (1000 - A ) + Cm C ⎜1 G - 1) ⎟ - Wm (Ga Gc ⎝ ⎠          Ec (1)  En don nde:   PVm == peso volumé étrico del con ncreto fresco,, Kg/m3   Ga = p promedio obtenido de los pesos específficos del los aagregados fino os y gruesos ccombinados, a  granel SSS   Gc = p peso específicco del cementto (por lo gen neral 3.15)   A = contenido de aire, por ciento o  Kg/m3   Wm = requerimiento de agua dee mezclado, K  Cm = rrequerimiento de cemento o, Kg/m3     Primera estim Tabla No. 6.‐  T mación del peeso del concreeto fresco  Prime era estimació ón del peso del concreto, K Kg/m³  T Tamaño máxi imo  del agregad do  mm 

Concreto siin aire incluid do 

Co oncreto con aaire incluido

10  12.5  20  25  40  50  70  150 

2,285  2 2 2,315  2 2,355  2 2,375  2 2,420  2 2,445  2 2,465  2 2,505 

2,190  2,235  2,280  2,315  2,355  2,375  2,400  2,435 

*Valores calculados en la ec. (1) para co oncretos median namente ricos (3 330 Kg de cemen nto por m³) y revvenimiento med dio,  on un agregado ccuyo peso especcifico es de 2.7. Los requerimien ntos de agua están basados en lo os valores de  co revenim miento de 8 a 10 0 cm de la tabla N No. 3. Si se deseea, se puede preccisar mas la estimación del peso o, como se indicaa a  continu uación, siempre que se posea la información neecesaria: Por cad da 5 Kg de diferencia en el agua de mezclado de la  tabla 3, para valores de e 8 a 10 cm de reevenimiento, se corregirá el peso o por m³ en 8 Kgg en la dirección opuesta. Por caada  20 Kg de diferencia en n el contenido dee cemento de 33 30 Kg, se corregirá el peso por m m³ en 3 Kg en la misma dirección n.  2.7 en el peso especifico (densidad) del agregado, se corregirá een 70 Kg el peso del concreto en n la  Por 0.1 de desviación 2 missma dirección. 

  b)  Mé étodo  de  volumen  absolluto.‐  Un  prrocedimiento  más  exacto o  para  calcular  la  cantid dad  requerrida de agregaado fino se baasa en el uso de los volúm menes de los ingredientes. En este caso,, el  volumeen total de lo os ingredientees conocidos  (agua, aire, ccemento y aggregado grueeso) se resta d del  volumeen  unitario  de  d concreto  para  p obtener el  volumen requerido  dee  agregado  fino.  El  volum men  que cu ualquier ingrediente ocupaa en el concreeto es igual a su peso divid dido entre el peso específiico  de  este  material  (ssiendo  este  último  ú el  pro oducto  del  peeso  unitario  del  agua  y  la  densidad  del  d material). 

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  Paso 8. Ajustes por el contenido de humedad del agregado.  Debe cconsiderarse  la humedad  de los agregaados para pesarlos correcctamente. Porr lo general,  los  agregaados  están  hú úmedos  y  a  su  s peso  en  seeco  habrá  dee  aumentarlee  el  porcentajje  de  agua  que  q conten ngan, tanto laa absorbida como la superrficial. El aguaa de mezclad do que se agrega a la mezcla  debe rreducirse en u una cantidad igual a la dee la humedad d libre que co ontiene el agregado, esto es  humed dad total men nos absorción n.  Paso 9. Ajustes a la mezcla d de prueba.  Se  deb ben  verificar  las  proporciones  calculadas  de  la  mezcla  por  meedio  de  mezclas  de  prueeba  preparradas y probaadas de acuerrdo a la Norm ma ASTM C 19 92, "Fabricaciión y curado  de muestras de  concreeto  para  prue ebas  a  presión  y  a  compreesión  en  el  laaboratorio",  o  o con  mezclaas  de  campo de  tamaño completo. SSólo debe utilizarse el agu ua suficiente  para produciir el revenimiiento requerido  sin  con nsiderar  la  caantidad  supueesta  en  las  proporciones p de  prueba.  Se  S debe  de  verificar  v el  peeso  unitario y el rendim miento del con ncreto (ASTM M C 138) así co omo el conteenido de aire (ASTM C 138 8, C  173 O C 231). Tamb bién debe obsservarse cuidadosamente que el concreeto posea la trabajabilidad d y  las  pro opiedades  de e  acabado  ad decuadas  y  que  q esté  libree  de  segregaación.  Se  deb berán  hacer  los  ajustess pertinentes  con las prop porciones de  las mezclas ssubsecuentes siguiendo el procedimien nto  indicad do a continuaación.  Se  estiima  de  nuevo o  la  cantidad d  de  agua  dee  mezclado  necesaria  n por  metro  cúbicco  de  concreto,  dividiendo el conten nido neto de agua de mezzclado de la m mezcla de prueba entre el rendimiento de  ba  en  metros  cúbicos.  Si  el  revenimieento  de  la  mezcla  m de  prueba  no  fue  el  la  mezzcla  de  prueb correctto, se aumenta o se disminuye la cantidad re estimaada de agua een 2 Kg por ccada centímettro  de aum mento o disminución del reevenimiento requerido.  Si  no  se  obtuvo  el  e contenido  deseado  dee  aire  (para  concreto  con  aire  incluiido),  se  estim ma  nuevam mente el contenido de aditivo requerid do para el co ontenido adeccuado de airee, y se reducee o  aumen nta el contenido de agua  de mezclado indicado en  el inciso a) een 3 Kg/m3 p por cada 1%  de  conten nido de aire que deba aum mentarse o red ducirse de la mezcla previaa.  Si  la  base  b para  la  dosificación  d e el  peso  estimado  por metro  cúbicco  de  concretto  fresco,  la  re  es  estimación de ese p peso se obtieene reduciéndole o aumentándole el p porcentaje deeterminado p por  pado de aume ento o dismin nución del contenido de aire de la mezzcla, ajustado con respecto o a  anticip la prim mera mezcla d de prueba.  Se  calcculan  los  nue evos  pesos  de  d la  mezcla  partiendo  del  d Paso  4,  modificando  m el  volumen  de  agregaado  grueso  que  aparece  en  e la  tabla  #  # 5,  si  es  neccesario,  para obtener  unaa  trabajabilid dad  adecuaada.      

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VI.6.2.‐ Ejemplo o de cálculo para concre eto normal   Para  ilustrar  la  aplicación  de  lo os  procedimientos  de  dossificación  se  utilizara  un  problema  p com mo  ejempllo. Se supond drán las siguieentes condicio ones:   Se usarra cemento TTipo I, sin inclu usor de aire, y se le supondrá un peso eespecífico de 3.15.  En cada caso, los aggregados fino o y grueso seerán de calidaad satisfactorria y tendrán  granulometrías  ptadas (ASTM M C  que see encuentren  dentro de los límites de las especificacciones generalmente acep 33).   El agreegado grueso tendrá un peeso específico o de 2.68 y un na absorción d de 0.5%.  El agreegado fino ten ndrá un peso específico dee 2.64, una ab bsorción de 0 0.7 y un módu ulo de finura de  2.8.  Ejempllo. Se requierre concreto p para una partte de una estructura que vva a quedar d debajo del nivvel  del terrreno en un sitio donde no o estar expueesta a interpeerismo severo o o al ataque  de sulfatos. LLas  consideraciones esttructurales reequieren que tenga una reesistencia a laa compresión de 250 Kg/cm m2  2 días.  Con  base  b a  la  info ormación  de  la  tabla  #  1,  así  como  en n  experienciass  previas,  se  ha  a  los  28  determ minado que dadas las cond diciones de colocación, el  revenimiento deberá ser  de 8 a 10 cm m y  que el agregado gru ueso disponib ble, que es dee 4.75 mm (No. 4 ASTM) a 40 mm resullta el adecuad do.  determinado que el peso  del agregado o grueso, com mpactado con varilla y seco, es de 1 6 600  Se ha d Kg/m3.  Empleando o  la  secuencia  de  paso os  descritos  anteriormen nte,  las  canttidades  de  los  ingrediientes por me etro cúbico de concreto see calcularán ccomo sigue:  Paso 1. Como se ind dicó anteriorm mente, el revenimiento deeseado es de 8 a 10 cm.   Paso  2.  2 También  ya  y se  ha  men ncionado  que  el  agregad do  que  se  disspone  en  la  localidad  es  el  adecuaado.   Paso 3 3. Puesto que e la estructurra no estará  expuesta a in nterperismo ssevero, se utilizará concreeto  sin airee incluido. La cantidad aproximada de agua de mezzclado que see empleará paara producir un  revenim miento  de  8  a  10  cm  en  un  concreto sin  aire  inclu uido  con  agreegado  de  40  mm  es  de  175  1 Kg/m3, de acuerdo a la tabla # 3. El aire atrap pado se estim ma en 1%.   Paso 4 4. De acuerdo o a la tabla ## 4(a), la relación agua/ ceemento para  producir unaa resistencia  de  250 Kgg/m2 en un co oncreto sin aire incluido see estima en aproximadameente 0.62.  Paso  5.  5 De  acuerd do  a  la  inform mación  obtenida  en  los  paso  3  y  4,  el  contenido o  requerido  de  cemen nto ser de:  

 

175 = 282 Kg/m m3 0.62  

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  Paso 6 6. La cantidad de agregado o grueso se esstima de acueerdo a la tabla # 5. Para un n agregado fiino  con  2.8 8  de  módulo o  de  finura  y  un  agregado o  grueso  con  tamaño  máxximo  de  40  mm,  m dicha  tab bla  recomiienda  el  uso  de  0.72  m3  de  agregado o  grueso,  compactado  co on  varilla  y  seeco,  por  mettro  cúbico de concreto.. Por lo tanto,, el peso seco o del agregado grueso seráá de: 

0.72 x 16600 = 1,152 Kg  

 

7. Una vez detterminadas laas cantidadess de agua, cemento y agreegado grueso o, los materiales  Paso 7 restanttes  para  com mpletar  un  meetro  cúbico  de  d concreto  consistirán  c en n  arena  y  el  aire  que  pueeda  quedarr atrapado. LLa cantidad de arena requ uerida se puede determinaar con base een el peso o en  volumeen absoluto, ccomo se mueestra a continuación:  Con baase en el peso o. De acuerdo con la tablaa # 6, el peso o de un metro o cúbico de co oncreto sin aire  incluido, elaborado o con agregad do de tamaño o máximo de 40 mm, se eestima en 2 4 420 Kg. (Paraa la  os de este vallor, debido a  las diferenciaas usuales en n el  primerra mezcla de  prueba, los aajustes exacto revenim miento, el facctor de cemento y el peso específico dee los agregados, no son críítico). Los pessos  conocidos son los siiguientes:   Agua (de m mezclado netaa)  Cemento    Agregado ggrueso     Total 

=   =   =     =  

175  282  1 152  ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 1 609  

Kg    (seco)     Kg 

  Por lo ttanto, el peso o de la arena se estima en:   2 420 ‐ 1 609 = 811 1 Kg (seco)     Con  baase  en  el  vollumen  absolu uto.  Con  las cantidades  de  d cemento, agua  y  agreggado  grueso  ya  determ minadas y tom mando de la  tabla # 3, el  contenido ap proximado dee aire atrapad do (diferentee al  aire inccluido intenciionalmente), se puede calcular el conteenido de aren na como siguee: 

umen de aggua   Volu

=

170 = 0.175 m 3   1,0000

 

Volu umen absolluto de cem mento =

282 = 0.090 m 3   3.15 x 1,000

 

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Volumen n absoluto de agregaddo grueso =

1,1522 = 0.4330 m 3   2.68 x 1,000

 

Volumen V dee aire atrappado = 0.0001 x 1.0 = 0.010 0 m3     Volumen total de to odos los ingreedientes, con excepción dee la arena: 

0.175 ++ 0.090 + 0.430 + 0.010 = 0.705 5 m3    

 

de arena requ uerido  Volumen absoluto d

 = 1.000 ‐ 0 0.705 = 0.2 295 m3     Peso reequerido de aarena seca 

=0 0.295 X 2.6 64 X 1 000 = 779 Kg   Al  com mparar  los  pesos requeridos  de  arena  obtenidos  po or  los  dos  méétodos  observamos  que  hay  h una  diferencia,  perro  hay  que  reecordar  que estos  pesos  son  de  una  primera  estim mación,  que  se  o a las mezclas de prueba een laboratorio o.   tendrán que corregir de acuerdo Paso  8.  8 Las  pruebas  indican  unaa  humedad  total  t del  2%  y  y una  absorcción  de  0.5%  en  el  agregado  grueso o;  y  del  6%  de  humedad d  y  0.7%  dee  absorción  en  el  agregaado  fino.  Si  se  utilizan  las  proporrciones de la  mezcla de prrueba basadaas en el volum men absoluto o, los ajustes  en los pesos  de  los agregados son:    Materiaal 

Pesso(sss) 

Humedad 

Absorcción 

Peso  corregido 

Cementto  Gravaa   Arenaa   Agua   Suma pe esos 

282  2 1 1152  7 779  1 175  2 2388 

   ( (2.0%) +23  ( (6.0%) +47  2 23+47 =‐70    

  (0.5%)) ‐6  (0.7%)) ‐5  6 + 5 =+11   

282  1169  821  116  2388 

   Cabe  mencionar  que  q los  pesoss  de  la  propo orción  base  tendrán  t que corregirse  cada  c vez  que  la  humed dad en los agrregados varíee. 

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  Paso  9.  9 Para  las  mezclas  de  pru ueba  de  labo oratorio,  es  necesario  reducir  a  escala  los  pesos  paara  produccir un volume en más pequeeño (0.020 m3 3).  Cemento o 

2 282 X 0.02 m3 3 

5.6 64 Kg 

Grava 

1152 X 0.02

23.04     

 Arena  

779 X 0.02 

15.58 

Agua 

175 X 0.02 

3.5 

 Suma pessos 

  

47..76 Kg 

  Corrigiéndolos por h humedad:   Material 

Pesso(sss) 

Humedad 

Absorcción 

Peso  corregido 

Cementto  Gravaa   Arenaa   Agua   Suma pe esos 

5.64  5 23.04  15.58  3 3.50  47.76 

   (2 2.0%) +0.46  (6 6.0%) +0.96  ‐1.39    

  (0.5%) ‐‐0.12  (0.7%) ‐‐0.11  +0.23   

5.64  2 23.38  1 16.40  2.34  4 47.76 

  Al realizar la mezclaa de prueba een laboratorio o, para verificcar el revenim miento y la traabajabilidad d del  concreeto hecho con n la primera  proporción eestimada, se p puede dar el  caso, de neccesitarse mayyor  cantidaad de agua que la indicada en la tabla  # 3. En estos casos debe ser aumentaado el consum mo  de cem mento para m mantener la m misma relació ón agua/cemeento. Este aju uste se ilustraara suponiendo  que en n el ejemplo sse requiere p para elaborarr la mezcla a  escala en el  laboratorio u una cantidad  de  agua de 2.90 Kg en lugar de los 2 2.34 calculados. Agregand do también el agua proporrcionada por los  dad  agregaados. Es decir, el agua netaa empleada sseria, la calculada antes dee la corrección por humed (3.50 K Kg)  mas el aggua que se so obre añadió p para dar con  el revenimieento  (2.60 ‐ 2 2.34 = 0.26 K Kg).  Luego entonces, el agua de mezcclado fue de 3 3.76 Kg.  En  con nsecuencia,  el  e consumo  de  cemento o  aumentará  de  5.64  a  3.76/0.62  =  6.06  Kg,  y  las  cantidaades de la revvoltura serán n recalculadass con estos daatos, tomand do en cuenta que el volum men  realizado aumentarra. El volumen n de la mezclaa realizada seerá de:   Cemento   Grava   Arena    Agua     

6.06 Kgg / (3.15 X 100 00)  23.04 Kgg / (2.68 X 10 000)  15.58 Kgg / (2.64 X 10 000)  3.76 Kgg / (1.00 X 100 00)  Total 

= 0 0.0019 m3   = = 0.0086  = = 0.0059  = = 0.0038   = 0 0.0202 m3 

No ota.‐ Los pesos d de los agregadoss son saturados superficialmente secos (sss).  

 

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  Puesto o que el rendimiento de laa mezcla de p prueba fue dee 0.0202 m3.  Los pesos dee los materiales  por meetro cúbico se erán:   Cemento   Gravva   Aren na    Agu ua   

6.06 / 0.0202 6 23 3.04 / 0.0202   15 5.58 / 0.0202   3 3.76 / 0.0202 TOTAL  

= 300 Kg / 3.15  = 114 41 / 2.68  = 77 71 / 2.64  = 18 86 / 1.00   23 398 Kg  

= 95.2 ltts  = 425.7 7  = 292.2 2  = 186.0 0  999.1 lts  

  Esta prroporción serrá la segunda estimación, la cual se deb be de verificarr de nuevo.  Se  maantendrá  la  misma  m propo orción  de  grava/arena  en n  caso  de  que  q la  trabajabilidad  sea  la  adecuaada,  de  no  se erlo  así,  será  necesario  au umentar  o  disminuir  la  caantidad  de  grava  por  mettro  cúbico.   Una veez realizado los ajustes dee la proporció ón base y esttos se consid deran satisfacctorios desdee el  punto de vista de su u trabajabilid dad y de sus p propiedades een estado fresco. Será neccesario elaborar  cilindro os  de  pruebaa  para  ensayyes  a  compresión  axial,  para  poder  verificar  v su  resistencia  r a  la  compresión,  para  así  a determinaar  si  la  relación  agua/cem mento  obtenida  de  la  tab bla  #  4(a)  es  la  adecuaada.    

V VI.7.‐ Correccciones por contaminacción de tamaaños y por h humedad en los  agregaados  Una  veez  que  se  tiene  la  proporrción  base  paara  una  deterrminada  clasee  de  concreto,  es  necesario  hacer cciertas correccciones de acuerdo a la hu umedad naturral de los agregados y a la contaminaciión  de tam maños de los  mismos. Es d decir, en el diseño de las  mezclas se utilizan las densidades de  los  materiales saturadaas superficialm mente secas;; y se suponee que no tieneen contaminaación alguna de  n la realidad.  Por lo tanto  se hace neceesario de estas correccion nes  tamaños, cosa que  no ocurre en para po oder fabricar un concreto..  Para po oder ilustrar el procedimieento a utilizarr para las corrrecciones, se da el siguiente ejemplo:  

VI.7.1.‐ Correccción por con ntaminación de tamañoss:   d hacerse  tantas  vecess  como  sea  necesario  y  depender  d de  la  Esta  operación  de  corrección  debe  midad que prresenten los m materiales que vayan a usaarse:  uniform

 Supón ngase un conccreto con tam maño máximo o de 1 1/2" p por lo tanto dividido en do os fracciones  de  gravas,, con una pro oporción basee de 350 Kg (1 1 en proporciión unitaria) de cemento, 210 Kg (.60)  de  agua, 4 469 Kg (1.34) de arena, 567 Kg (1.62) dee grava 1 de 3 3/4" y 700 Kgg (2.00) de graava 2 de 1 1/2 2".   David P Páez Ruiz 842 210388                                                                         Instituto Tecnoló ógico de Tijuana                                    Tecnología del Conccreto 2da. edición   Ver 1.0 0             Página 6 67   

  Contam minaciones:   Arena:   

  

Grava 1:  

    

 

    

 

Grava 2:      

mm (No.4).   6.4% Maayor de 4.76 m Contenid do de arena 9 93.6%    2.5% Meenor de 4.76 m mm (No.4).  7.2% Maayor de 19.1 m mm (3/4").  Contenid do de grava 1 1 90.3%   7.6% Meenor de 19.1 m mm (3/4").  Contenid do de grava 2 2 92.4% 

Siendo o  el  objeto  obtener  o los  pesos  p correcttos  que  a  peesar  de  las  contaminacio c ones  den  com mo  resultaados los equivvalentes a la m mezcla base, los valores báásicos deberáán ser alterad dos como sigu ue:  La opeeración generral necesaria  para obtenerr el valor de ccada uno de  los materialees ya corregid dos  queda expresada po or la siguientee fórmula:  Peso co orrecto de caada fracción == C   C =

Pb −m d

de don nde:    ón básica.   C = Vallor ya correctto en peso dee la fracción para satisfacerr la proporció Pb = Peeso básico de e la fracción correspondien nte.  d = Porr ciento en pe eso del tamañ ño que realmente correspo onde a la classificación normal.   

m=

Pbs P d

ó

Pbi d

  o  la  suma  de  am mbos  corresp pondientes  a d  d    otras  fracciones  f de  la 

grava  total  t o  arenaa,  las  cuales  contienen  c deeterminadas  cantidades  c de  contaminacción  del  mism mo  tamaño nominal al de la fracción n que se está corrigiendo, de donde:    Pb  =  Peso  P básico  de  d la  fracción  que  contieene  contamin nación  de  los  tamaños  nominales  de  la  fracció ón que se corrrige.     s = Porrciento de co ontaminación  superior al tamaño nominal, correspo ondiente al vaalor de Pb dee la  literal m m, expresado o en decimal.     i = Porrciento de contaminación  inferior al taamaño nomin nal, correspondiente al vaalor de Pb dee la  literal m m, expresado o en decimal.    d  =  Po or  ciento  en n  peso  del  tamaño  t que  realmente  corresponde c a  la  clasificcación  nomin nal,  expresada en decim mal correspon ndiente a la litteral m.   

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  Ejempllo  de  correccción  de  la  meezcla  básica expresada  an nteriormentee  y  con  las  co ontaminacion nes  indicad das.   Peso co orrecto de arrena = Ca   Aplican ndo la formulla:      Ca

=

Pb(a) - m …………… ……………… (1) d(a)  

m=   Valores:      

   

  

 

 

Pb(a)   d(a)   Pb(1)   i(1)   d(1)  

==   = =   = =   = =   = =  

Pb(1) i(1))   d(1)

1.34 0.936 6  1.62 0.025 5   0.903 3 

Sustitu uyendo:   

Ca =

1.334 1.62 x 0.025 = 1.43 - 0.04 = 1.39   0.9336 0.9903

 

C Ca = 1.39  

  Peso co orrecto gravaa No. 1 = C1  Aplican ndo la formulla:   

Caa =

Pb(1) - m ………………………… (2) d(1)

 

m=   Valores:  

 

  

 

 

  

 

 

Pb(1)   d(1)   Pb(a)    s(a)   d(a)   Pb(2)   i(2)   d(2)  

==   = =   = =   = =   = =   = =   = =   = =  

Pb(a)) i(a) Pb((2) i(2) +   d(aa) d d(2) 1.62 0.903 3   1.34 0.064 4   0.936 6  2.00 0.076 6  0.924 4 

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  Sustitu uyendo:    

C1 =

1.62 ⎡1.344 x 0.064 2.00 x 0..076 ⎤ + 0   = 1.779 - 0.09 - 0.16 0..903 ⎢⎣ 0.936 0.9244 ⎥⎦

 

C Ca = 1.54  

Peso co orrecto de grrava No.2 = C C2   Aplicando la formula: 

Caa =

Pb(2) - m ………………………… (3) d(2)

 

m=   Valores:       

   

Pb(2)   d(2)   Pb(1)   s(1)   d(1)  

==   = =   = =   = =   = =  

Pb(1) i(1))   d(1)

2.00 0.924 4  1.62 0.072 2  0.903 3 

  Sustitu uyendo:    

Ca =

2.000 1.62 x 0.072 = 2.16 2 - 0.13 = 2.03   0.9224 0.9903

 

C Ca = 2.03  

    Materiaal 

Prroporción  Base 

Proporción  Correggida 

Cemento   Arena   Grava 1 1  Grava 2 2  Agua 

1.00  1.34  1.62  2.00  0.60 

1.00 0  1.39 9  1.54 4  2.03 3  0.60 0 

    Estas ccorrecciones sse pueden sim mplificar con el uso de formatos, como o en la hoja aanexa se pueede  ver. 

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VI.7.2.‐ Correccción por hum medad y abssorción del aagregado:  La  pro oporción  "co orregida  por  contaminacción"  deber corregirse  por  p humedad d  y  absorció ón.  Supónggase que en e el ejemplo an nterior se tien nen unas hum medades de 6 6.0, 2.3 y 2.1% % y absorcion nes  de 0.9,, 0.7 y 0.7% de la arena, grrava 1 y gravaa 2 respectivaamente.   Si el co onsumo de cemento por  metro cúbico o es de 350 K Kg, entonces de acuerdo  a la proporciión  corregida por contaaminación tendremos un  consumo de  arena por metro cúbico d de 1.39 X 350 0 =  487 Kgg/m3, grava 1 de 487 Kg/m m3, grava 2 dee 710 Kg/m3 yy agua de 210 0 Kg/m3.   •

•   •

0%  Absorción 0.9%   Corrección de la Arena:  Humedad 6.0 orregido = Co onsumo X (1 ++ Humedad ‐ Absorción)  Consumo co 487 X (1.000 + 0.060 ‐ 0.009) = 512 Kgg/m3    Corrección de la Grava 1 1:  Humedad 2 2.3%  Absorciión 0.7%  539 X (1.000 + 0.023 ‐ 0.007) = 548 Kgg/m3  2:  Humedad 2 2.1%  Absorciión 0.7%  Corrección de la Grava 2 710 X (1.000 + 0.021 ‐ 0.007) = 720 Kgg/m3 

   Debido o a que los agregados tam mbién proporrcionan agua  para el mezcclado, es neccesario tambiién  reducirr la cantidad  de esta, estaa corrección ees igual al agua de la prop porción base, menos el aggua  aportada por la hum medad de los agregados, m mas el agua absorbida de los agregadoss:  • • •

Por humedaad = 487(0.06 60) + 539(0.02 23) + 710(0.0 021) = 56.53  Por absorción = 487(0.00 09) + 539(0.007) + 710(0.0 007) = 13.12 e agua correggida = 210 ‐ 56 6.53 + 13.12 == 167 Kg/m3 Cantidad de

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VII. ELA ABORACIÓN Y MU UESTREO O DE CONC CRETO FR RESCO   La  elaaboración  de e  concreto  en  e el  laboraatorio,  sirve  para  evaluaar  las  propieedades  de  una  u dosificación realizad da en base a  un diseño ap poyado en tablas y gráficaas, con esto p podremos sab ber  que dicchas propiedaades cumplan n con los requ uerimientos d de calidad de las especificaaciones bajo las  cuales se diseñó un determinado o tipo de concreto, en caso o contrario reealizar los aju ustes necesarios  porcionamien nto de la mezccla.  al prop (revenimientto),  Las  priincipales  prue ebas  que  se  realizan  al  co oncreto  frescco  son  la  de  consistencia  c fluidezz,  manejabilid dad,  aire  incluido,  y  la  elaboración  e d cilindros  de  de  d prueba  para  p verificar  la  resistencia a la com mpresión una vvez endurecid do a una edad d determinad da (generalmeente 28 días). 

V VII.1.‐

Me ezclado de co oncreto en e el laboratoriio 

El conccreto debe de e mezclarse een una revolveedora apropiada, o a mano, en revolturas de volum men  tal quee después de colar los especímenes queede un exceso de 10 por cciento, aproxiimadamente.. El  mezclaado  manual  no  es  apliccable  a  conccreto  con  aire  incluido  o  concreto  que  no  ten nga  revenim miento que n no pueda med dirse; se limita a revolturass de 7 lt de vo olumen o menos.  La  tem mperatura  de  los  materialees  que  comp pongan  al  con ncreto,  debe  mantenerse  uniforme,  y  de  prefereencia en un valor compren ndido entre 20 y 25 °C.  El  cem mento  debe  almacenarsee  en  un  luggar  seco  dentro  de  recipientes  imp permeables,  de  prefereencia metáliccos.  Antes  de  hacer  ell  concreto,  los  agregado os  deben  traatarse  para  asegurar  a unaa  condición  de  humed dad  definida  y  uniforme,  debe  determ minarse  el  contenido  de  humedad  h del  agregado  paara  permittir  el  cálculo  de  las  corrrecciones  parra  obtener  laas  cantidadees  apropiadass  del  agregado  húmed do.  La  humed dad  superficial  presente  se  consideraará  como  paarte  del  aguaa  de  mezclad do,  restánd dole la cantid dad necesariaa para la abso orción de los agregados. D Debe tenerse cuidado de q que  no se ssequen duran nte el pesado y empleo.   Los adiitivos en polvvo que sean m muy o totalmeente insolubles, que no co ontengan salees higroscópiccas  y que vvayan a usarse en cantidaades pequeñaas, deben dee mezclarse con una porción de cemen nto  antes d de introducirr los materiales a la revolvvedora, a fin  de asegurar  una combinación compleeta  con  toda  la  masa  del  d concreto.  Materiales  esencialment e n  en  cantidad des  e  insolubles,  que  se  usen mayorees de 10% de el peso del cemento, tales como puzolaanas, deben m manejarse y adicionarse a los  otros m materiales paara la revolturra en la mism ma forma quee el cemento.. Aditivos en  polvo que seean  muy  in nsolubles  perro  que  conteengan  sales  higroscópicas h s,  pueden  haacer  que  el  cemento  c form me  grumos, por lo que e deben mezcclarse con la  arena. Aditivvos solubles yy aditivos líqu uidos deben  de  ucirse en la re evolvedora diisueltos en ell agua de mezzclado. El tiem mpo y el méto odo para incluir  introdu alguno os  aditivos  a  la  revolvedo ora  de  concreeto  pueden  tener  t efectoss  importantees  sobre  cierttas  propiedades de este, como tiem mpo de fraguaado y contenido de aire. EEl método qu ue se seleccio one  de revoltura aa revoltura, yy simular una práctica de campo adecuaada.  debe ser uniforme d

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  Equipo o necesario:  •

• • • • •

ecipiente  de  lámina  galvvanizada  gruesa,  de  fond do  plano,  co on  profundid dad  Charola.  Re adecuada  y  y capacidad  suficiente  s para  permitir  el  e fácil  mezclaado  con  palaa  o  cuchara  del  d total de la rrevoltura porr ensayar o sii el mezclado o se hace con revolvedora, para recibirr la  descarga co ompleta y perrmitir el remeezclado con pala o cucharaa.  Báscula y baalanza con exxactitud dentrro del 0.3 porr ciento   del material que se pesee.  Revolvedora para concreeto.  Pala y cuchaara de albañil.  Guantes de hule. 

VII.1.1.‐ Mezclado mecánico o  Proced dimiento:  1) Se  realizan  las  correcciones  en  los  pesos  de  lo os  materialess  de  acuerdo o  al  volumen n  a  mezclar y al contenido d de humedad d de los agregad dos.   2) Antes  de  poner  en  marrcha  la  revolvvedora  se  inttroduce  el  aggregado  grueso,  un  poco  de  agua de me ezclado y la so olución de ad ditivo, cuando o este se requ uiera. Cuando o sea posible,, el  aditivo se dispersa en el agua de mezzclado antes d de adicionarlo o.  mento y el agu ua.  3) Se pone en movimiento la revolvedora y se añadeen el agregado fino, el cem Si para una revolvedora o un ensaye en particularr o un ensayee en particular, es impráctico  miento,  dich hos  adicionar  estos  materriales  mientrras  la  revolvedora  estaa  en  movim cuando  no  se  encuentrre  en  march componenttes  pueden  incorporarse  i ha,  después  de  permitir que de algunas revolucioness con el agregado grueso yy parte del agu ua.  4) Con  todos  los  ingredien ntes  en  la  revvolvedora,  el  concreto  se  mezcla  duraante  3  min  y  se  deja en rep poso otros 3  min, para revvolver finalm mente 2 min.  Debe cubrirsse la  boca dee la  revolvedoraa, a fin de evitar la evaporaación durantee el periodo d de reposo.  5) Con objeto de evitar la ssegregación, sse deposita een la charola llimpia y húmeda el concreeto  mecánicamente y se remezzcla con pala o cuchara hasta que preseente un aspeccto  mezclado m uniforme.  Se deb ben tomar pre ecauciones p para compenssar el mortero o que quede  retenido en  la revolvedora,  de mod do que, al usaarse, la revolttura que se descargue estéé correctameente proporcionada. Es diffícil  recupeerar  todo  el  mortero  de  las  revolvedo oras.  Para  co ompensar  estta  dificultad  se  recomien nda  realizar un mezclad do previo, jusstamente antes de mezclaar la revolturaa para el enssaye que vayaa a  realizarse,  la  revolvedora  se  unta  u por  meedio  del  meezclado  de  una  u revolturaa  que  se  haaya  proporrcionado paraa simular aproximadamen nte la del ensaaye. La idea ees de que el  mortero que  se  adhieraa a la revolve edora a la primera revoltu ura, compense la pérdida  de mortero q que se tenga  en  el ensaaye.   

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VII.1.2.‐ Mezclado manual Proced dimiento:  1) Se  realizan  las  correcciones  en  los  pesos  de  lo os  materialess  de  acuerdo o  al  volumen n  a  mezclar y al contenido d de humedad d de los agregad dos.   2) En  la  charo ola  limpia  y  húmeda  se  revuelven,  siin  agregar  aggua,  el  cemeento,  el  aditiivo  insoluble en n polvo (en caso de usarsee) y el agregaado fino hasta que estén ccompletamen nte  combinados.  n si agregar aagua, se adiciona el agregaado grueso yy se mezclan  los  3) A continuacción, también materiales d de una revolttura completaa, hasta que la grava esté d distribuida un niformemente.  olución (en caaso de usarsee), y se mezclaa la masa hassta  4) Se adiciona el agua y el  aditivo en so n aspecto hom mogéneo y laa consistenciaa deseada.  que el conccreto tenga un 5) Si se hace n necesario un  mezclado pro olongado, deb bido a la adicción de agua een incrementtos  para ajustar la consisten ncia, debe desscartarse la reevoltura y haccerse una nueeva en la quee el  mpa para ajustar la consistencia.  mezclado no se interrum

V VII.2.‐

Mu uestreo de co oncreto fressco 

Las  po orciones  de  laa  revoltura  ya  y mezclada  que  vayan  a  a usarse  en  las  pruebas  o  o para  moldeear  especím menes,  se  seleccionan  s presentativass  del  proporrcionamiento  y  de  modo  que  sean  rep condiciones reales  del proporcio onamiento y  condiciones  reales del co oncreto. Cuan ndo el concreeto  no se eeste remezclaando o muesttreando se deebe cubrir, a ffin de evitar laa evaporación n.  El tiem mpo que transscurra entre  la obtención  de la primerra y de la última porción d de las muestrras  deberáá ser tan corto o como sea p posible, pero een ningún casso excederá d de 15 min.  Las pru uebas de reve enimiento, de contenido  de aire, o am mbas, deberán comenzarse dentro de  los  primerros 5 min desspués de com mpletar el mueestreo. El mo oldeado de esspecímenes p para pruebas  de  resistencia tendrá q que comenzarse dentro dee los primero os 15 min. La  muestra deb berá protegerrse  nación.  del sol,, del viento y de otras causas de evaporación rápidaa, así como dee la contamin Los pro ocedimientoss del muestreeo deberán incluir el empleeo de todas las precaucion nes que ayud den  a  obteener  muestras  verdaderam mente  repressentativas  dee  la  naturalezza  y  condició ón  del  concreeto  muestrreado. 

V VII.3.‐

Con nsistencia (rrevenimiento o) 

La consistencia es u una de las fo ormas de califficar la maneejabilidad de  un concreto  y se determiina  nte la pruebaa llamada reveenimiento.  median Equipo o necesario:  • •

Cono truncaado para reveenimiento  Cucharón 

David P Páez Ruiz 842 210388                                                                         Instituto Tecnoló ógico de Tijuana                                    Tecnología del Conccreto 2da. edición   Ver 1.0 0             Página 7 75   

  • • • •

Charolas  Varilla lisa d de 5/8" de diáámetro con p punta redondeeada.  Guantes de hule  Cinta métricca, graduada en mm. 

Proced dimiento:  1) La muestra  de concreto  fresco, que vva a servir paara la prueba, se uniformiza mezclándo ola  con el cucharón.  2) Se coloca el molde sobree una superfiicie plana, ríggida y no abso orbente, sujeetándola con  los  pies.  3) Con  el  cuch harón  se  vierrte  el  concretto  fresco  en  el  interior  del  molde,  hasta  ocupar  una  u tercera partte de su volum men.  4) Enseguida, se apisona 25 5 veces en toda la superficcie.  5) El cono deb berá llenarse  en tres capaas, las cuales  se trabajan ccada una com mo se indica  en  los encisos  3 y 4, solamente que al p picar con la vvarilla, la segu unda y tercerra capa, debeerá  precaución dee que aquéllaa no penetre m más de 25.4 m mm (1") en laa capa colocaada  tenerse la p anteriormente.  6) Terminado  el llenado, se enrasa con n la misma vaarilla y se retira toda la m mezcla que haaya  caído exteriiormente.  7) Inmediatam mente  despuéés  se  quita  el  molde,  paraa  lo  cual  deb be  sujetarse  por  p sus  asas,  se  tira hacia arriba verticalm mente y de u una manera continua. Estaa operación d debe hacerse  en  de 5 segundo os con una tolerancia de 2 (de 3 a 7 segu undos).  un tiempo d La operació ón completa, desde el mom mento de llen nado hasta qu ue se levante el molde, deebe  hacerse sin  interrupción n y en un tiem mpo no mayo or de 2.5 minu utos (NOM C‐156 y ASTM C‐ 143).  8) Se coloca e el molde aun  lado de la m muestra de co oncreto y med diante la variilla y la cinta  se  toma  la  differencia  de  altura.  Si  la  superficie  es  e muy  irregu ular,  deberán n  tomarse  trres  lecturas sob bre uno de su us diámetros yy promediar. Si  dos  muestras  co onsecutivas  hechas  h de  laa  misma  mueestra  presenttan  fallas  al  caer  parte  del  d concreeto a un lado,, probablemeente el concrreto carece de la necesaria plasticidad y cohesión,  en  este caaso no es aplicable la prueba de revenim miento.  En estaa prueba se o obtienen valores confiabless de revenimiento en el intervalo de 2 aa 20 cm. 

V VII.4.‐

Fluiidez 

La fluid dez es otra de e las características que sirrven para calificar la maneejabilidad de un concreto. La  pruebaa de fluidez, cconoce en con nocer la dificu ultad o facilid dad que preseenta una mezzcla de concreeto  dada, aal deslizamien nto sobre unaa superficie, o originada porr movimiento os iguales y co onsecutivos,  los  cuales obligan al concreto a exteenderse. 

Equipo o necesario:  David P Páez Ruiz 842 210388                                                                         Instituto Tecnoló ógico de Tijuana                                    Tecnología del Conccreto 2da. edición   Ver 1.0 0             Página 7 76   

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Molde, cono truncado con diámetro  interior en laa base inferio or de 254 mm m (10"), 171 m mm  m (5") de altu ura  (6 3/4") de diámetro en la base superrior, y 127 mm nda, lisa, se 15 5.8 mm (5/8"") de diámetrro y 61 cm (24 4")   Pisón, varillla de maderaa dura, redon de largo con n punta redondeada  Mesa de flu uidez de 76.2 cm (30") de d diámetro y co on excéntrico   para caídas de 12.7 mm (1/2") o más Cinta métricca graduada een milímetros  Cucharón  Charolas  Guantes de hule  Cronómetro o 

Proced dimiento:  1) La muestra de concreto fresco se unifformiza utilizando el cuchaarón.  2) Se centra cu uidadosamen nte el molde ccónico sobre el plato de la mesa de fluidez.  3) Se llena la  primera mitaad del molde,, cuidando dee que al haceerlo el concreeto se depossite  ogra  haciendo o  girar  suaveemente  la  meesa  uniformemente  y  sin  seegregaciones,  lo  cual  se  lo mientras se e vierte el con ncreto.  5 veces conseecutivas al co oncreto depossitado en el m molde.  4) Se golpea con el pisón 25 5) Se llena la ssegunda partee del molde ccon más concreto, haciend do la operació ón tal y como se  indica en (3 3) y (4), cuidando que el pisón no peneetre más del eespesor de éssta última cap pa,  y se enrasa.  6) Se limpia la superficie deel disco alredeedor del mold de y se quita..  2") se golpea uniformemeente el disco  15 veces en  15  7) Con una alttura de caídaa de 12.7 (1/2 segundos.  os  diámetross  en  ángulo recto  sobree  la  superficiie  de  concreeto  8) Enseguida  se  miden  do e trabajado. EEl aumento de diámetro o obtenido por  el concreto aasí trabajado  es  después de el  valor  de  la  fluidez  y  se  expresa  como  porcen ntaje  del  diáámetro  (origin nal)  de  la  baase  inferior del cono de prueeba.  Cálculo o: 

⎞ ⎛d Porcenntaje de fluuidez = ⎜ X 100 ⎟ - 100 1   D ⎠ ⎝   Donde:    d = Proomedio en mm de 6 diámetroos sobre la superficie del  conncreto despuéss de la prueba (enciso 8).  D = Diáámetro origin nal en mm de la base inferiior del moldee cónico.   

V VII.5.‐

Detterminación n del peso vo olumétrico d del concreto o fresco 

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  Los  resultados  obttenidos  en  laa  prueba  del  peso  volum métrico,  pued den  ser  lo  suficientemen s nte  preciso os para determinar adecuaadamente la cantidad de cconcreto prod ducido por un na revoltura. Se  debe  de  d tener  cuidado  de  co ompactar  la  muestra  corrrectamente  y  de  usar  un  u rasero  paara  emparejar su superficie.  Cap pacidad del re ecipiente 

Diámetro

Altura

Tamaño máximo d del agregado

14.2 Ltss  28.4 

25 cm  35 

27.8 cm  28.4 

Hasta 2"  Más de 2 2" 

  Proced dimiento:  • •

•

Se realiza el muestreo deel concreto frresco de acueerdo a lo establecido en VII.2.  El  recipientte  se  llena  en  tres  capass  aproximadaamente  igualees,  la  masa  de  concreto  se  apisona  25 5  veces  por  capa  con  una  varilla  lissa  de  5/8"  de  diámetro o  con  la  pun nta  redondeadaa,  distribuido os  uniformem mente  sobre  toda  la  seccción,  si  el  reecipiente  es  del  d tamaño máximo de 2"; 5 50 golpes, si ees del tamaño o máximo mayor de 2".  Después de e la compactaación, la supeerficie superior se enrasa  y se alisa co on una placa  de  cubierta plaana. 

  Cálculo o:  Para  el  e cálculo  del  peso  volum métrico  se  pro ocede  de  la  siguiente  maanera.  Se  ressta  el  peso  del  d recipieente del peso del concreto mas el recipiiente, y se divvide entre el vvolumen del recipiente.  El prod ducto resultan nte se compaara con la sum ma acumuladaa de los materiales de concreto. 

V VII.6.‐

Detterminación n del contenido de aire

Para  laa  determinación  del  conteenido  de  airee,  se  utiliza  un  medidor  de  presión,  qu ue  consisten  en  una  ollla  de  presió ón,  la  operacción  principal  de  este  medidor  consiste  en  igualaar  un  volum men  conocido  de  aire  a  a una  presió ón  conocida  en  una  cám mara  sellada  con  el  volumen  de  vacios  nido en la mu uestra de con ncreto, el indicador del manómetro haa sido calibrado en términ nos  conten de por ciento de airre cuando la igualación tom ma lugar.  Su capacidad mínim ma es de 0.20 ft3 y tiene un n diámetro igual a 0.75 a 1 1.25 veces la aaltura.  Proced dimiento:  •

o  en  tres  cap pas  Se  llena  la  olla  de  pressión  con  unaa  muestra  representativa  de  concreto o 25 golpes de varilla por  capa distribu uidas en todaa la  aproximadaamente igualees, aplicando sección, lue ego de la com mpactación dee cada capa sse aplican 10  o 15 golpes  alrededor dee la  olla de med dición con un martillo de h hule para expu ulsar el aire aatrapado en eel concreto. 

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Se limpian llas cejas de laa olla y de la ttapa para con nseguir un bu uen sello entrre ambas, lueego  del  ensamb ble  se  abren  las  dos  válvu ulas  y  se  inyeecta  agua  po or  una  de  ellaas  mediante  un  bombillo, hasta que el aggua sea expulsada gentilm mente por la vválvula contraaria.  c hastaa  alcanzar  la  presión  de  calibración,  luego  de  un nos  Se  bombeaa  aire  a  la  cámara  segundos  se  s abre  la  co ompuerta  que  comunica  el  aire  a  la  olla  de  medición  y  es  aq quí  cuando  la  igualación  to oma  lugar  y  en  virtud  qu ue  el  único  elemento  e com mpresible  en  el  concreto ess el aire, el m manómetro in ndicará el porrcentaje de aire con respeecto el volum men  unitario dell concreto. 

VII.7.‐ Elab V boración de e especímenes de concre eto para evaaluar la resisstencia a la  comprresión  La  resiistencia  a  la  compresión  directa  en  un  u concreto,  es  un  índicee  de  su  calidaad,  pudiéndo ose  derivarrse de ella todos los valores de los disttintos esfuerzzos que se neecesitan conocer para prevver  su com mportamiento o estructural.  Para deeterminar estte valor se requieren espeecímenes de d dimensiones d definidas quee guarden cierta  relació ón con el tam maño de los aagregados que estén form mando el conccreto que se  desee ensayyar.  Generaalmente,  cuando  se  partee  de  concreto os  frescos,  el  molde que  dará  d forma  al  espécimen de  pruebaa es cilíndrico o y su tamaño o dependerá  de las dimen nsiones de lo os agregados  que integren n el  concreeto, según la ttabla siguientte:     Relación de eesbeltez  h/d = 2 2.0 

Tamaño máximo  del agregaado 

h h  mm  6.4 o m menos  6.4 a 19.1  19.1 aa 38.1  38.1 aa 76.2   76.2 a 152.4 

pulg  1/4 o menos   1/4 a 3/4   3/4 a 1 1/2  1 1/2 a 3   3 a 6 

mm  102  203  305  610  914 

D  pulg  4  8  12  24  36 

mm  51  102  152  305  457 

pu ulg  2  4  6  1 12  1 18 

  Cuando o  la  relación  de  altura  a  diámetro  no o  es  igual  a  2.0,  la  resistencia  obten nida  deberá  ser  s corregida de acuerd do con la gráffica anexa.       

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Grafica para corrrección n por Esb beltez ASSTM C ‐ 42

Factor de Corrección

0.90 y = ‐0.043x3 + 0.14 44x2 ‐ 0.035x ++ 0.844 R² == 0.999

0.92

0.94

0.96

0.98

1.00 1.0

1.1

1.2 2

1.3

1.4

1.5

1.6

1 1.7

1.8

1.9

2.0 0

Relaciión de Esbeltez h//D   A continuación se d describen los  procedimien ntos necesario os para la fab bricación, currado, cabeceo o y  rupturaa de especímenes de conccreto.  

VII.7.1.‐ Fabricación de cilin ndros  Equipo o necesario:  •

• • • •

do  de  que  laas  paredes  del  molde  y  sus  s Moldes  cilíndricos  (debe  tenerse  esspecial  cuidad juntas  estén  perfectameente  cerradass  para  evitar  la  fuga  de  agua  al  moldeear  el  concreto.  n estar siemp pre engrasadaas).  Las paredess del molde y la placa adiciional deberán Vibrador de e concreto o vvarilla punta d de bala de 5//8" de diam. Charolas.  Cucharón.  Cuchara de albañil. 

Proced dimiento:  1) Se coloca en una charolaa la muestra rrepresentativva del concretto recién mezzclado.  2) Se uniformiiza con el cuccharón (si el ttamaño máximo del agreggado que inteegra el concreeto  es mayor que el indicad do para las diimensiones d del molde, la  malla deberáá cribarse en n la  malla correspondiente). 

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  3) Se  coloca  el  e molde  sobre  su  base  previamente  engrasado  e y  en  un  sitio  en  e el  que  no  se  produzcan vvibraciones y pueda permanecer sin seer movido durrante 24 horaas.  Existen n  dos  formass  de  compacctar  los  especcímenes  de  concreto:  Co ompactación  con  vibradorr  y  Compaactación con vvarilla.  VII.7.1.1.‐ C Compactación n con vibrado or  4) Una vez tam mizada o no  y uniformizad da la mezcla,, se vierte el  concreto en  el molde hassta  que  llene  laa  mitad  de  su  s volumen.  Cada  cucharada  de  concreto  deberá  depositarse  en  distinta dire ección.  ope su extrem mo con el fond do del molde,, el  5) Se introducce el vibrador en acción cuidando no to periodo de  vibración dependerá del  revenimiento o que presentte el concreto o. Tres o cuattro  dor,  de  tress  o  cuatro  segundos  de  d tiempo  cada  c una,  son  s inmersiones  del  vibrad generalmen nte  suficientees  para  cualq quier  caso.  Una  U condición n  que  puedee  determinar  el  tiempo y nú úmero de inm mersiones del vibrador es  la presencia  del mortero  en la superficie  de la capa vvibrada.  d molde  op perando  el  cucharón  en  igual  i forma  que  q la  indicaada  6) Se  llena  la  otra  mitad  del  anteriormente y procuraando que al vvibrar el concreto, la superrficie de éste llegue a unos 3  mm abajo d del borde del molde.  nes  del  vibraador  será  igual  al  empleado  al  compactar  la  primeera  7) El  número  de  inmersion urando  que  el  e extremo  de  d éste  no  penetre  p más de  25  mm  (1")  ( en  la  caapa  capa,  procu anteriormente compactaada.  e  compactar  la  segunda  capa,  c se  adiciiona  una  peq queña  cantidad  de  concreeto  8) Después  de con la cuchaara y se enrassa al borde deel molde, alissando la superficie.  VII.7.1.2.‐ C Compactación n con varilla n igual forma las operacion nes marcadass en (1) a (3). 4)   Se hacen en o, el molde see llenará en tres capas, llenando con caada una de ellas un tercio de  5)   En este caso olde.  la aaltura del mo 6)  Cada  capa  se  golpeará  con  la  varilla  25  veces  consecutivass  en  toda  laa  superficie  del  d concreto, cuidaando que al ggolpear la seggunda y terceera capas no  penetre la vaarilla más de  25  m, en la anterriormente compactada.  mm 7)  Se enrasa en n la forma quee se indica en n (8) en Comp pactación con n vibrador.  n su contenid do deberá en ambos casoss permanecerr inmóvil duraante 24 horass, y  8)  El molde con on un lienzo  o papel húm medo, cuando o haya desaparecido el aggua  se  protegerá  la superficie  co perficial del cconcreto.  sup

VII.7.2.‐ Curado y almacenaamiento de ccilindros de prueba  1) A  todos  loss  especímenees  se  les  quitará  el  mold de  a  las  24  horas  h despuéés  de  su  colado  (permitiénd dose un marggen de entre 2 20 a 48 horass, NOM C‐160 0); para ello yy cualquiera q que 

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  sea el tipo d de molde, se tendrá cuidaado suficientee para no lastimar el espéccimen, evitando  golpearlo en la operación.  2) Una  vez  de escimbrado  el  e espécimen n,  se  marcarrá  tanto  una  de  sus  bases  como  en  la  superficie ccilíndrica, con la identificacción que le co orresponda; aal mismo tiem mpo se anotarrán  estos datoss en los registros adicionaales de que se disponga, ccompletándolos con la ed dad  de prueba yy fecha de ejeecución.  3) Acto  contin nuo  el  cilindrro  se  protegeerá  de  la  pérrdida  de  la  humedad  h colocándolo  en  el  cuarto de curado a una ttemperatura de 21 a 25 °C C (23 °C +‐ 2),, humedad reelativa de 100 0%,  inmersión e en agua o entterrándolo en n arena, la cu ual estará perrfectamente  húmeda. En  los  dos últimoss casos deberá llevarse un registro de laas temperaturas.  4) El  cilindro  deberá  d perm manecer  en  cu ualquiera  de  las  condicion nes  señaladaas  en  el  párraafo  anterior, haasta el momento de prueb ba. 

VII.7.3.‐ Preparaación de las bases de los cilindros d de prueba  Las basses de los esp pecímenes, en lo general, no presentan n superficies vverdaderameente planas, p por  lo que  siempre hay  la necesidad d de emparejaarlas con algú ún material lo o suficientem mente resisten nte  quen  durantee  la  prueba.  La  y  capaaz  de  transmitir  antes  dee  deteriorarsee,  las  cargas  que  se  apliq mezclaa más satisfacctoria en uso  es la del azu ufre con algún n material inerte finamen nte molido; esste  último  material pue ede ser arcillaa cribada. Al  proceso de eemparejar lass bases de los cilindros see lo  conocee comúnmentte como cabeeceo.  Equipo o necesario:  • • • • • • • • •

beceo.  Base de cab Martillo de cabeza de hu ule.  Espátula  n dos tipos dee recipientes p para el fundid do del azufre:  Recipiente para fundir azufre. Existen Recipiente e equipado con n dispositivo q que controlan n automáticamente la tem mperatura.  Recipiente ssometido a caalor externo. Azufre y arccilla fina cribaada.  Cepillo de aalambre.  Bascula, cin nta métrica y compas para pesar y medir las dimensiiones del cilin ndro. 

Proced dimiento:  Preparración de la m mezcla para  cabeceo.‐ Trees partes en  peso de azuffre para una  parte de arcilla  que paasa la malla N No. 48 (0.297 mm) constittuyen los elem mentos para  la elaboració ón de la mezccla.  Esta  es  calentada  entre  175  y  200  °C,  parra  fundirla,  la  cual  despu ués  de  lograado  tendrá  una  u ncia  viscosa  y  espumosaa;  para  el  caabeceo  debeerá  dejarse  enfriar  e un  poco  hasta  que  q aparien disminuya  su  viscossidad  quedan ndo  más  fluid da,  y  desaparrezca  la  espuma.  El  punto o  correcto  dee  la  consisttencia debe d determinarlo  la experienciia propia. El ccalentamientto y enfriamieento alternad dos  de  la  mezcla  m despu ués  de  una  serie  s de  ciclo os  proveen  a  a ésta  de  cieerta  elasticidaad  que  la  haace 

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  improp pia  para  usarrse,  por  lo  taanto,  aun  cuaando  la  mezccla  pueda  aprovecharse  repetidas  veces,  esto tieene un límite.  1) Al  ser  tomaados  los  cilindros  del  sitio o  que  ocupab ban  durante  su  curado,  deberán  secarrse  superficialm mente.  2) A continuacción se cepillaan las bases ccon un cepillo de alambree para eliminaar todo polvo o o  partículas sueltas.  3) Una vez lim mpio el cilindro o se miden vaarios diámetrros y alturas, se promedian n y se registraan.  También se e pesara el ciliindro.  4) El plato de  la base de caabeceo debe  ser precalenttado ligeramente antes dee ser empleado  para dismin nuir la velocid dad de endurrecimiento y  permitir la fo ormación de ccapas delgadas.  Las capas d de cabeceo deeben tener alrededor de  3 mm de esp pesor y ningu una parte de  las  mismas deb be tener un espesor mayor de 5 mm (N NOM C‐109). 5) Se  vierte  en  e la  base  dee  cabeceo  debidamente  nivelada  y  engrasada,  e un na  cantidad  de  mezcla de aazufre suficien nte para una cabeza del cilindro.  6) Inmediatam mente y antess de que se crristalice la meezcla, se colocca el cilindro manteniéndo olo  apoyado en n toda su longgitud sobre laas guías de laa base de cabeceo para haacer coincidir  su  eje con la vvertical, se desliza el cilindro hacia abajo presionánd dolo contra laa placa y se deeja  enfriar la m mezcla.  7) Se golpea ligeramente co on el martillo o la placa paraa despegar dee ella la mezcla de azufre. 8) Hay que cerciorarse si laa lámina de la mezcla es ccompacta y eestá íntimamente ligada aa la  base del cilindro; para eello basta con n golpear ligeeramente con n los nudillos  de los dedoss la  de la mezcla  y  apreciar su u sonido. Si h hay algún pun nto hueco o  fallo de liga,  se  superficie d quitará la láámina de mezzcla colocando una nueva.  9) Las operaciones para el  cabeceo de  la base opueesta del cilind dro se harán  de  igual form ma  puntos del (5 5) al (8). Las b bases así preparadas estarán terminad das  que la señaalada en los p para servir de apoyo a laa carga que see le aplique al cilindro.  dros  se  van  a  probar  deespués  de  algunas  a horass  de  preparaadas  sus  basses  10) Si  los  cilind (cabeceado os), deberán sser protegidoss de la pérdid da de humedaad. 

VII.7.4 4.‐ Rupturaa de cilindro os  pecímenes de e  concreto deberán  romp perse probarsse a la compresión tan prronto  como ssea  Los esp posiblee después de haberlos retiirado del cuarrto de curado o.  Equipo o necesario:  •

Máquina de e compresión n 

Proced dimiento:  1) El  espécime en  se  deberáá  colocar  en  la  base  inferrior  de  la  máquina,  la  cuaal  presenta  una  u serie  de  círculos  concééntricos  de  distintos  d diám metros  (geneeralmente  loss  que  son  más  m usuales en los cilindros d de prueba), co on el objeto d de que el cilin ndro quede bien centrado.. 

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  2) En la máqu uina de comp presión hay que cerciorarsse  de que la  aguja marque  cero sobree la  carátula.  3) Se  hace  fu uncionar  la  máquina  m de  modo  de  que  el  cilindrro  de  prueba  se  aproxim me  lentamente e  a  la  cabezaa  de  carga  hasta  h que  en ncuentre  apoyo  completo o,  sin  ocasion nar  choque.  La máquinaa de prueba p puede ser de  cualquier tip po, con capaccidad suficiente y que pueede  funcionar  a  a la  velocidad d  de  aplicaciión  requeridaa,  sin  produccir  impactos  ni  pérdidas  de  carga. El op perador de la máquina deb be estar familliarizado con ésta para poder operarla de  acuerdo a lo os requerimieentos del ensaye de cilindrros a compresión.   4) Se va aplicaando carga un niformementte a razón de una velocidaad de carga q que este denttro  del intervalo de 84 a 210 0 Kg/cm2/min n, hasta la falla del espécim men.  5) La  carga  to otal  necesariia  para  ocasionar  la  fallaa  del  espécim men  debe  seer  registradaa  y  expresarse como resistencia unitaria en Kg/cm2. Cálculo o: 

f 'c =

P   A

Donde:     f'c = Reesistencia últiima a la comp presión en Kgg/cm².  P = Carrga total regisstrada en Kg.  A = Áreea del espécim men de prueb ba en cm².     

 

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VIII.. EVALUA ACIÓN DE RESULTTADOS DEE ENSAYEES A  COMPREESIÓN  La  función  principaal  de  los  enssayes  a  compresión  del concreto  es  asegurar  la  producción  de  concreeto  uniforme e  y  de  la  reesistencia  y  calidad  c deseadas.  Como el  concreto o  es  una  maasa  endureecida  de  matteriales  heterrogéneos  está  sujeto  a  laa  influencia  de  d numerosas  variables.  Las  L caracteerísticas  de  cada  c uno  de  los  ingredieentes  del  con ncreto  puedeen  producir  variaciones  v q que  depend den de su uniformidad. Laas variacioness también pueeden debersee a las prácticcas utilizadas en  el prop porcionamien nto, mezclado o, transporte,, colocación yy curado.. Además de las vvariaciones q que  existen n  en  el  conccreto  mismo,  también  see  introducen n  variacioness  de  resisten ncia  durante la  fabricaación, ensaye y cuidado dee los especím menes de enssaye. Las variaaciones en laa resistencia d del  concreeto  deben  acceptarse;  perro  puede  pro oducirse  un concreto  dee  la  calidad  adecuada  a si  se  mantieene un contro ol correcto, ssi se interpretan adecuadaamente los resultados de ensaye, y si se  consideran las limitaciones.    La  resistencia  a  la  compresión  no  n es  necesaariamente  el factor  más  crítico  c al  diseñar  mezclas  de  concreeto, ya que ottros factores  tales como  la durabilidad d, pueden fijar relacioness agua/cemen nto  menorres  que  las  que  se  requieren  para  alcaanzar  los  req quisitos  de  reesistencia.  En n  tales  casos,  la  resistencia necesariamente ser  mayor de la  que se requiere por diseñ ño estructuraal. Sin embarggo,  nsayes  de  re esistencia  también  son  valiosos  en  tales  circun nstancias,  yaa  que  con  los  los  en proporrcionamientos  fijados,  las  variacion nes  de  resistencia  indican  variacio ones  en  otrras  propiedades.   Los  esspecímenes  de  d ensaye  in ndican  la  resistencia  pottencial  de  una  estructurra  más  que su  resistencia  real;  un na  mano  de  obra  deficieente  al  coloccar  y  curar  el  e concreto  puede  p produ ucir  reduccciones  en  la  resistencia  que  q no  se  reflejan  en  loss  ensayes.  Sieempre  que  sea  s práctico las  conclusiones sobre  la resistenciaa del concreto o deben derivarse de un cconjunto de eensayes a parrtir  del cuaal se puede e estimar en forma más preecisa las caraccterísticas y u uniformidad d del concreto.. Si  se confía demasiado en los resu ultados de unos cuantos ensayes, las co onclusiones q que se alcanccen  n ser erróneaas.  pueden Los  méétodos  estadíísticos  no  se  han  usado  mucho  m en  el  diseño  y  con nstrucción  de  estructuras  de  concreeto.  Sin  emb bargo,  estoss  métodos  proporcionan n  una  herraamienta  muyy  valiosa  paara  interprretar  los  resu ultados  de  loss  ensayes  dee  resistencia,  tal  información  es  también  valiosa  paara  refinarr los criterios de diseño y laas especificacciones. 

V VIII.1.‐ Varriaciones en la resistenccia  La maggnitud en las  variaciones een la resisten ncia de cilindrros de concreeto depende  del control q que  se  llevve  sobre  los  materiales,  la  fabricació ón  del  concreto  y  los  ensayes.  e Las  diferencias en 

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  resistencias  puede en  deberse  a  a dos  causaas  fundamen ntales  diferentes,  como  se  muestra  a  continu uación:  1.‐ Variacio ones esenciale es del concre eto:    

 

a) V Variaciones en n la relación aagua/cemento debidas a: ‐Control deficiente en n la dosificación del agua. ‐Variacio ones excesivas en la humedad de los aggregados.    b) V Variaciones en n el consumo o de agua deb bidas a:   ‐Variacio ones en la graanulometría d de los agregados.   ‐Falta dee uniformidad d en los mateeriales.    c)  Variaciones  en  las  características  y  proporcio ones  de  los  componenttes  na y aditivos)).  (agrregados, cemento, puzolan d) V Variaciones po or efecto de ttransporte, co olocación y co ompactación.  e) V Variaciones en n la temperattura y en el cu urado. 

2.‐ Variacio ones en los prrocedimiento os de ensaye: a) P Procedimiento os de muestreeo inconsisteentes.  b) TTécnicas de faabricación no uniformes:  ‐Compacctación variab ble.  ‐Manejo excesivo de las muestras..  ‐Cuidado o deficiente d de los especím menes frescoss.    c) D Deficiencias en n el curado: ‐Variació ón en la temp peratura.  ‐Variació ón en la humeedad.    d) P Procedimiento os de ensaye inadecuadoss:  ‐Cabeceo o incorrecto d de los especím menes.  ‐Ensaye deficiente     

 

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V VIII.2.‐ Frecuencia de llas pruebas Para  obtener  o la  máxima  inform mación,  debeerán  hacerse  ensayes  de compresión  en  un  númeero  suficiente para reprresentar al co oncreto producido, y debeerán emplearrse los métod dos estadísticcos  n la mejor baase  apropiados para intterpretar los  resultados. LLos métodos estadísticos proporcionan d de  tales  t resultad dos,  la  calid dad  y  resisteencia  potenciales  del  concreto  en  una  u para  deducir  estructtura y para exxpresar los reesultados en la forma máss útil. La teoríía estadística supone que las  caracteerísticas de laa muestra rep presentan el cálculo mejor y más eficaz de las caraccterísticas dee la  poblacción.  Conform me  se  incrementa  el  númeero  de  muesstras,  el  estim mado  mejora  y  disminuye  el  error d del mismo.   En  la  construcción  c o  sí  es  posible,  pero  defiinitivamente  nada  prácticco,  efectuar un  de  concreto muestrreo del 100% %; si se llevaraa a cabo, no q quedaría conccreto para la estructura peero los registrros  de control de calidaad serían perffectos.   El  reglamento  del  ACI  en  su  sección  s 4.3.1.  nos  dice  que  q "Las  mueestras  para  las  pruebas  de  resistencia deben to omarse no m menos de una vez por día n ni menos de u una vez por ccada 120 m3  de  a 450 m2 de la a superficie q que se coloca el concreto. C Cada resultad do de prueba de  concreto o por cada resistencia debe serr el promedio o de dos cilind dros de la miisma muestra a probados a  los 28 días, o o a  dad menor esp pecificada".  una ed La  NO OM  C‐155  no os  dice  que  el  muestreo  para  cada tipo  de  concreto  debe  hacerse  con la  frecuencia indicada en la tabla ssiguiente, porr día de colad do y con el míínimo de muestras señalado  para caada caso con el fin de que resulte efecttivo.  T Tabla No. 1 Fr recuencia de muestreo  Númeero de Muestrras 

Num. De Entre N egas  (Unidad Mezclaadora) 

R Recomendado o 

Mínimo o Obligatorio 

1  2 a 4  5 a 9  10 a 25  26 a 49  50 en adelan nte 

1  2  3  5  7  9 

1  1  2  3  4  5 

  Las mu uestras para las pruebas dee resistencia deben tomarrse en una forrma estrictam mente aleatorria,  si  se  pretende  med dir  correctam mente  la  acep ptabilidad  del  concreto.  Laa  elección  dee  las  horas  paara  o de las mezcclas de concreeto que se vaan a muestreaar debe hacerse únicamen nte  hacer eel muestreo o al azarr dentro del p periodo de co olocación del  concreto, co on el objeto d de que sean rrepresentativas.  Si  las  mezclas  de  prueba  se  eligen  e por  el  aspecto,  la  convenienciia  o  cualquieer  otro  criterio  eptos estadístticos pierden validez.  imparccial, los conce

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V VIII.3.‐ Anáálisis estadísstico de los rresultados d de resistencia  La teorría estadísticaa define a la p población com mo a un grupo de entes co on algunas caaracterísticas de  interéss. En este estudio definimos a la población como a  una colección de datos reelacionados ccon  el conttrol de calidad del concretto. Por ejemp plo, haremos referencia a  una població ón que consisste  en un aarchivo de daatos de resisteencia a la com mpresión de 2 28 días para u una clase dada de concreto o.  La estaadística con laa que se está familiarizadaa es la media aaritmética, a la que común nmente se haace  referen ncia  como  promedio.  p Sin  embargo, existe  el  peeligro  de  intterpretarla  de  una  maneera  simplissta, lo cual pu uede opacar  información  más importante necesariaa para una mejor evaluación  de un cconcreto. Una medida de  tendencia ceentral más útil es la desviaación estándaar, la cual indica  que  taanto  los  valo ores  individu uales  de  unaa  serie  de  datos  d particu ulares  varían  alrededor  del  d promedio. Por ejem mplo, todos lo os ejemplos d de registros d de la resistencia de comprresión a 28 días  del  co oncreto  en  la  tabla  No o.  2  tienen n  el  mismo promedio, pero  representan  niveles  compleetamente dife erentes de co ontrol de calid dad, como lo indican sus d desviaciones eestándar.   Tabla No o. 2 resistencia a la compreesión a los 28 8 días.    Eje emplo A   Ejemplo B B  Ejemp plo C      257*  212  408    252   283   274    261  253   253    252  243  190    259  290  156  Promedio  P 256   256  256  Desviaación estándaar  4   32   97 7   * Valores exxpresados en Kg/cm2    En el caso del ejemplo A, la desvviación estándar es muy b baja; en el ejeemplo B es más elevada y  en  el  ejem mplo  C  es  la  más  elevadaa  de  todas  porque  p los  vaalores  están dispersados  o  esparcidoss  a  distanccias  más  lejanas  del  prromedio.  Aun nque  el  empleo  de  la desviación  estándar  e com mo  herram mienta  del  co ontrol  de  calid dad  se  ha  reconocido  am mpliamente  y  ha  sido  publicada  en  varios  reglam mentos,  desafortunadameente  sigue  sin  s ser  utilizzada  por  la  mayoría  dee  las  person nas  relacio onadas con el diseño y la co onstrucción d de concreto. Los esttadísticos han n designado 3 30 pruebas co omo la línea d divisoria entrre las muestraas grandes y  las  pequeñ ñas.  El  emplleo  de  muesstras  pequeñ ñas  en  los  análisis  estadíísticos  introd duce  incógnittas  indeseables.  Se  con nsidera  que  30  3 pruebas  son  suficientees  para  constituir  una  muestra  adecuaada  do.   del maaterial que se está proband  

 

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VIII.3.1.‐ Requisiitos de resisttencia   El  ACII  en  su  seccción  4.2.2.1.  del  reglamento  dice  quee  "Cuando  se  tenga  un  registro  de  las  instala aciones para lla producción n de concreto, o, con base en n, por lo men nos, 30 pruebas consecutivvas  de  resiistencia,  que  representen  materiales  y  y condiciones similares  a  los  l esperadoss,  la  resistenccia  emplea ada como basse para la sellección de las proporcioness deber exced der de la f'c reequerida, porr lo  menos en:   30 0 Kg/cm2 si la a desviación eestándar es m menor de 20 K Kg/cm2   40 0 Kg/cm2 si la a desviación eestándar está entre 20 y 30 0 Kg/cm2   50 0 Kg/cm2 si la a desviación eestándar está entre 30 y 35 5 Kg/cm2   65 5 Kg/cm2 si la a desviación eestándar está entre 35 y 40 0 Kg/cm2" 

VIII.3.2.‐ Cálculo o de desviaciión estándarr, coeficientte de variación y  resisten ncia promed dio requerida.  Para  liimitar  la  pro obabilidad  dee  que  haya  valores  v de  resistencia  menores  m a  f'cc,  la  resistencia  promedio  del  con ncreto  debe  ser  obviam mente  mayorr  que  la  ressistencia  de  proyecto,  f'c,  f depend diendo  de  la  uniformidad d  esperada  en n  la  producciión  de  concreeto  y  del  porrcentaje  que  se  permitte de resultad dos de ensayes inferiores  a la resistencia de proyeccto. La resisteencia promed dio  requerrida, fcr, pued de obtenerse de la formulaas siguientes::   

fcr = f ' c + tσ

 

(1) 

 

fcr =

f 'c   (1 - tV V)

(2) 

  Donde e:   fcr = reesistencia pro omedio requeerida   f'c = reesistencia de proyecto esp pecificada   t = con nstante que d depende de laa proporción del porcentajje de resultad dos inferioress a f'c (ver  graficaa 1)   σ= Deesviación estáándar   V = coeficiente de vvariación expresado en fraacción.   A  la  desviación  d esstándar  expreesada  como porcentaje  de  d la  resisten ncia  promedio  se  denomiina  coeficiente de variaación. 

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PO ORCENTAJE P PREVISTO DE PRUEBA C CON RESISTEENCIA POR DEEBAJO DEL N NIVEL DE RESSISTENCIA 3.00

Valores para t

2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 0%

5%

10%

15% %

20%

25%

30%

3 35%

40% %

Porrcentaje previsto de prueb ba con resiste encia por o del nivel de e resistencia debajo  

VIII.3 3.2.1.‐ Ejem mplo 1.    Existen n  varios  méttodos  para  calcular  c la  deesviación  esttándar,  el  co oeficiente  de   variación  y  la  resistencia promedio requerida (fcr) de una sserie de paress de resistenccias de cilindrros. El siguien nte  es un m método sencillo para calcularlos, el ejeemplo numérrico en el form mato anexo,  es de una seerie  de pares de cilindro os de una con ncretera ficticcia, de un con ncreto de unaa resistencia ff'c=250 Kg/cm m2,  se  dan n  los  pasos  necesarios  hasta  llegar  a  a obtener  la  desviación  estándar,  el  coeficiente  de  variación tanto del  concreto fab bricado, así co omo de el pro oceso de ensaye de los cillindros mismo os.  Tambiéén se calcula la resistenciaa promedio reequerida (fcr) real.    Proced dimiento:   1) Se llenan laas primeras cu uatro column nas del formato para el análisis estadísttico del registtro  de  resistencias  (en  estee  caso  de  unaa  concretera ficticia),  los  datos  deben n  de  ser  de  una  u uebas conseccutivas de un n mismo tipo  de  concreto o y de una misma edad. H Hay  serie de pru que  record dar  que  un  muestreo  paara  determin nar  la  resisteencia  de  un  concreto  a  la  compresión n a una cierta edad especifficada, se com mpone de un par de cilindrros.    2) Se llena la q quinta column na promedian ndo los resulttados de la teercera y cuartta columnas, en  el primer re englón sería: 

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(250 + 260) / 2 = 255    3) Una  vez  obtenidos  tod dos  los  prom medios  en  laa  quinta  columna  se  su uman  los  esttos  resultados. En nuestro eejemplo seria:: 

8,100    4) Se calcula e el promedio d de los 30 dato os de resistencias: 

8,100 / 3 30 = 270 Kgg/cm²    5) La sexta columna es la rresta del valo or del dato dee la quinta co olumna meno os el promed dio,  ón obtenemo os:  todo esto elevado al cuaadrado. En el primer rengló

(255 ‐ 270 0)² = (‐15)²² = 225    6) Ya calculado os todos los d datos se sumaan. En el ejem mplo se obtiene: 

20,240    7) La séptima columna es eel intervalo R,, y se obtienee restando alggebraicamentte las column nas  de cilindros d de la resistencia  tres y cuatrro. Es decir see resta la resiistencia más  baja del par d más alta. En n el primer reenglón sería laa cuarta columna menos la tercera ( 26 60 ‐ 250 = 10 0 );  en el segundo, la terceraa menos la cu uarta columnaa ( 260 ‐ 256 = 4).    uma de la sexxta  8) Entonces laa desviación eestándar seríaa la raíz cuadrada de la divvisión de la su columna en ntre el valor d de datos meno os uno, siguieendo el ejemp plo: 

20,2400 = 26.4 Kgg/cm 2   29   d estándar  entree  el  9) El  porcentaaje  de  variación  se  calculaa  como  la  divvisión  de  la  desviación  promedio, m multiplicada p por cien: 

(26.4 / 27 70) X 100 == 9.8 %        r p promedio  (co olumna  5)  see  observa  cu uantas  prueb bas  10) De  la  lista  de  las  30  resistencias  úmero dividid do entre el to otal de pares de  cayeron por debajo de ff'c (en este caaso 4), éste nú muestras (3 30) nos arrojaa el porcentaje de pruebass por debajo d de f'c (13.3 %). 

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    11) De  la  grafiica  #  1  se  obtiene  o el  valor  v de  la  constante  c t, en  nuestro  ejemplo  seería  aproximadaamente 1.12.    promedio req querida real (fcr), de acuerrdo a la ecuacción (1).   12) Se calcula laa resistencia p

fcr = 250 + (1.12)(26.4) = 280 Kg/cm m²    Es  convenie ente  suponerr  que  una  muestra  de  co oncreto  es  un niforme  y  que  por  lo  tanto,  cualquier  variación  v entrre  cilindros  compañeros c fabricados  de  dicha  mueestra  se  debee  a  discrepancias  en  la  fabricación,  en  el  curado  o  en  el  ensayee,  por  lo  tanto  los  cilindrros  compañero os  pueden  usaarse  para  evaaluar  la  eficieencia  del  laboratorista  en n  el  ensaye.  Los  L siguientes p pasos son para obtener laa desviación eestándar y el coeficiente  de variación  en  sus resultad dos.    el intervalo promedio en llos ensayes, ccon la suma d de la column na siete entree el  13) Se calcula e número de muestras (30 0).  

170 / 30 0 = 5.67 Kgg/cm²    14) La  desviación  estándar  en  los  ensaayes  es  el  producto  de  la  constante  0.8865  por  el  del intervalo R R, luego entonces:  promedio d

0.8865 X 5.6 67 = 5.0235 5 Kg/cm²   e coeficientee  de  variació ón  de  los  enssayes,  para  así  completar  el  15) Por  último  calculamos  el  formato  de e  análisis  estaadístico,  el  cu uál  sería  la  división  d de  la  desviación  estándar  e de  los  ensayes enttre el promed dio de resistencia de las muestras. 

 ((5.0235 / 2 270) X 100 0 = 1.9 %                     

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Analissis Estadistico de Resistenc R ias f'c = ___250_____ _ __Kg/cm²

a/c = _________ _________

Cemen nto marca: __ ____________ ____ Edad _________ _ díías

Tipo:: __________ ____

Aditivo: _______ _________

Conssumo: ______ ____ Kg/m³

Consumo: __________ _____ lts/m³

Periodo del ______ ____________ __________ al _________ ___________ __________ 1

2

Prue eba  No 

Fe echa 

1  1 2 2  3 3  4 4  5 5  6 6  7 7  8 8  9 9  10 0  11  12 2  13 3  14 4  15 5  16 6  17 7  18 8  19 9  20 0  21  22 2  23 3  24 4  25 5  26 6  27 7  28 8  29 9  30 0 

                                                                                         

3

4

Cilindro os  1  250  260  273  290  310  294  220  213  258  263  276  300  295  276  255  267  280  215  253  287  269  287  280  287  299  289  210  270  285  255 

2 260  256  277  302  298  292  224  207  256  273  274  306  287  278  261  263  282  219  261  311  271  287  286  283  291  289  212  272  295  261  Su uma

5

6

7

X1 

(X1 ‐  )² 

R 

255  258  275  296  304  293  222  210  257  268  275  303  291  277  258  265  281  217  257  299  270  287  283  285  295  289  211  271  290  258  8100 

225  144  25  676  1156  529  2304  3600  169  4  25  1089  441  49  144  25  121  2809  169  841  0  289  169  225  625  361  3481  1  400  144  20240 

10  4  4  12  12  2  4  6  2  10  2  6  8  2  6  4  2  4  8  24  2  0  6  4  8  0  2  2  10  6  172 

   

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    Cálculo os Globales:  1) Pro omedio:   

X=

4) fccr real obtenida:     

∑ X1 = 8,100   30

Valores menoores a f ' c : 4   4 % < f 'c = x 100 = 133.3%   30 4 % < f 'c = x 100 = 133.3%   30

30 3

 

X = 270 2 Kg/cm m2    2) Dessviación están ndar:   

∑ (X1 - X )

  Ento onces de gráfiica:   

2

σ=

(n − 1)

 

t = 1 1.12    fcr = f ' c + tσ

 

20,240 = 26.4 Kg/ccm²   29

σ=

 

 

fcr = 250 + (1.12 )(26.4 )

3) Porrcentaje de Variación:   

 

 

σ

fcr = 280 Kg//cm 2

26.4 V = x 100 = x 1000 X 270  

 

   

 

V = 9.8 9 % 

    Cálculo os inherentess a los ensaye es: 

∑ R = 1722   R= 30

) 5.73) = 5.083 Kg/cm σ 1 = (0.8865)( m2

30 0

 

R = 5.73 5 Kg/cm m

2

   

σ 1 = 0.8865 x R

     

 

 

 

 

     

V1 =

σ1 X

x 1000 =

5.083 x 100 270  

 

V1 = 1.88 %

 

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  Una  veez  calculadoss  los  dos  coeeficientes  de  variación,  tenemos  datoss  para  evaluaar  el  control  de  calidad d que se lleva tanto en la ffabricación deel concreto, como en los p procedimiento os de ensaye en  el mueestreo del con ncreto. La tab bla # 3 muestra los coeficieentes de variación que pueden esperarrse  en pro oyectos controlados, la cual nos sirve ccomo una guía general paara la evaluacción del control  del con ncreto.  T Tabla # 3.‐ Coe eficientes de variación.   Coeficientte de variación para diferentees grados de co ontrol    

Excelente 

Buen no 

Reegular 

Malo 

Con nstrucción gene eral 

Inferior a 10 

10 a 15 

15 5 a 20 

Superior a 20 

Con ntrol de laboratorio 

Inferior a 5 5 

5 a 7 7 

7 7 a 10 

Superior a 10 

Con ntrol de campo o 

Inferior a 4 4 

4 a 5 5 

5 5 a 6 

S Superior a 6 

Con ntrol de laboratorio 

Inferior a 3 3 

3 a 4 4 

4 4 a 5 

S Superior a 5 

Varriaciones globales: 

Varriaciones en loss ensayes: 

Analizaando  los  dattos  del  ejemplo  tenemoss  un  coeficiente  de  variaación  global  de  9.8  %  y  un  coeficiente  de  variación  en  loss  ensayes  de  1.9  %,  obseervando  la  taabla  #  3  pod demos  ver  que  q tenemos un control de calidad eexcelente tanto en la prod ducción de co oncreto como o en los ensayyes  de labo oratorio.   

III.3.2 2.2.‐ Ejemp plo 2  Determ minar la probabilidad de que existan prruebas por deebajo de f'c, q que pudieran n aparecer en n el  proyeccto siguiente:    Supon ngamos  que  la  resistenciaa  de  proyecto  es  de  250  Kg/cm2,  la planta  mezclladora  que  nos  n surtirá el concreto  en sus datos estadísticos  ha obtenido  resistencias  promedio reequeridas reales  1 Kg/cm2 y tie ene una desviiación estándar de 35 Kg/ccm2.  de 311  Datos:   f'c = 250 Kg/cm2   fcr = 3 311  σ=  35    Despejjando de la eccuación (1) teenemos: 

t=

fcr - f ' c

σ

=

311 - 2550 = 1.74   35

 

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  Por la  gráfica # 1, p para el valor d de t=1.74 ten nemos una prrobabilidad d de pruebas po or debajo de  f'c  igual a 4.1 %. Es decir existe la p probabilidad d de que el 4.1 1% de las prueebas nos arro oje un valor p por  debajo o de 250 Kg/cm2.   Tambiién si despejaamos de la ecuación (2) el coeficiente de variación, o obtenemos que: 

1 2500 1 f 'c = = 11.33 %   V= t t fcr 1.774 (1.74 )((311)   Y finalm mente, de la  tabla # 3 noss arroja que la planta mezzcladora tienee un buen con ntrol de calid dad  con el coeficiente de variación de 11.3%.   

VIII.3 3.2.3.‐ Ejem mplo 3.     Suponggamos  que  a  a un  proyecctista  de  esp pecificacioness  le  gustaría  limitar  al  5  5 por  ciento  la  probab bilidad  de  prruebas  inferiores  a  250  Kg/cm2  y  ob btener  un  vaalor  de  30  Kg/cm2  K para la  desviacción estándarr esperada dee los valores d de las pruebas de resistencia del concreeto.   ¿Qué resistencia prromedio requ uerida debe p proyectarse el concreto?  De la ggrafica # 1, paara una probaabilidad del 5% % de valores por debajo de f'c, tenemo os un valor dee: 

t = 1.67  De la eecuación (1) te enemos que: 

 fcr = 25 50 + (1.67))(30)     fcr = 300 Kg/cm m²    En los  requisitos de e resistencia d del ACI, visto os paginas arrriba, nos señaale que para  una desviaciión  dar entre 30 yy 35 Kg/cm2, la resistencia empleada p para la seleccción de las prroporciones d del  estánd concreeto  debe  excceder  del  f'c    en  50  Kg//cm2.  Entoncces  tenemos  para  una  resistencia  paara  proyeccto del concre eto de 300 Kgg/cm².     

 

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V VIII.4.‐  Variaciones exxcesivas o re esultados de e pruebas insuficientes  Cuando o la desviació ón estándar eexcede de 40 Kg/cm2, exissten bases para que se dud de de la calid dad  del  con ncreto. Como o precaución  adicional, el  reglamento  del ACI  precisa aumentarr las resistencia  promedio a 80 Kg/ccm2 sobre f'c..   En  casso  de  no  dissponer  de  30 0  pruebas  paara  hacer  loss  cálculos  dee  la  desviació ón  estándar,  el  requisiito de un exceso de resistencia de 80 K Kg/cm2 tamb bién se empleea, hasta no ttener la certeeza  de quee la verdaderaa desviación  estándar no  excede de los 40 Kg/cm2.. Tan pronto  se obtenga u una  desviacción estándar confiable, laa resistencia promedio neecesaria pued de disminuir d de acuerdo aa lo  anterio ormente visto o.     

 

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IX.

C O O N C R EE T O    E N N D U R EE C I D O 

I IX.1.‐ Exame en visual de la estructurra  Una  veez  que  se  ha  colocado  concreto  en  un na  estructura,  es  convenieente  realizar  una  inspección  visual,  para así pod der detectar d defectos de ccolado y en lo os colados su ubsecuentes  poder limitarr al  mo dichos defe ectos, y tenerr una mejor apariencia en el concreto.  máxim Cuando o el concreto o ya ha endurecido y se haan retirado lass cimbras (si sse utilizaron), los principales  defecto os que se pue eden observaar serían:   1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Superficie ccacariza.  Choreado d del mortero.  Botadora de e cimbra.  Juntas frías.  Grietas y fissuras.  Superficie p parchada.  Burbujas.  or pernos.  Agujeros po Superficie textura arenada.  Panal de ab beja. 

Es convveniente llevar una carta  de control do onde se regisstren estos deefectos, para  así poder esttar  al  pendiente  de  qu ue  se  repareen;  como  parra  poder  evaaluar  la  calid dad  con  que  se  realizan  los  os de colocación y compacctación del co oncreto fresco o, realizando así los ajustees necesarios en  trabajo cuanto o a personal yy equipo se reequieran. 

I IX.2.‐ Exame en del concrreto endureccido  En cierrtas ocasiones, cuando exiisten motivoss para dudar  de la calidad del concreto o colocado en n la  estructtura, es necessario efectuar pruebas al cconcreto end durecido, cuyo os resultadoss puedan definir  las pro opiedades que e motivaron ssu ejecución.  Cuand do las resisten ncias son con nsiderablemente bajas, see puede suponer que una  resistencia q que  cae  po or  debajo  del  85%  de  la  especificada,  representa una  deficien ncia,  ya  sea  en  el  concreeto  produccido o en la re ealización de las pruebas.  Se reccomienda, que las pruebass de resistenccia a compressión bajas se iinvestiguen ccon la secuencia  siguien nte:  1. 2. 3. 4. 5.

Verificar la precisión de las pruebas d de resistencia.  Evaluar los requerimienttos estructuraales en relació ón con la resiistencia obten nida.   Realizar pru uebas no desttructivas.  Pruebas de corazones.  Pruebas de carga. 

David P Páez Ruiz 842 210388                                                                         Instituto Tecnoló ógico de Tijuana                                    Tecnología del Conccreto 2da. edición   Ver 1.0 0             Página 9 98   

 

IX.2.1.‐ Verificaación de las pruebas de resistencia En  mu uchas  ocasion nes  el  person nal  de  laboraatorio  no  esttá  lo  suficien ntemente  capacitado  o  por  p negligeencia,  no  realiza  los  muesstreos  de  con ncreto  de  acuerdo  con  laas  normas  y  procedimienttos  estableecidos,  es  de ecir,  se  elabo oran  los  cilin ndros  de  pru ueba,  se  curan  y  se  ensayan  en  form ma  inadecuada. Estos p procedimienttos erróneos, causan impo ortantes decrrementos en  las medidas  de  resistencia.   Si se eencuentran faallas en los m métodos de en nsaye, se pod drá dar por teerminada la iinvestigación,, si  por el  contrario loss muestreos sse han realizaado satisfacto oriamente, seerá necesario o continuar ccon  uientes pasoss.  los sigu  

IX.2.2.‐ Evaluacción de los requerimientos estructu urales en relación con laa  resisten ncia obtenid da:  f no  es  neecesaria  paraa  el  total  de la  Muchaas  veces  la  resistencia  esspecificada  de  proyecto  f'c,  estructtura,  esto  es  porque  una  sola  clase  dee  concreto  haa  sido  aplicad da  para  un  amplio  rango  de  uso o p porque el nive el especificad do fue estableecido para un na localización n crítica.    Entonces se debe d de limitar qu ue porción dee estructura ees la que presenta resistencias bajas, yy a  juicio d del Ingeniero estructuristaa se debe deccidir cuándo  sí o cuándo n no, los resultaados realmen nte  bajos rrepresentan u una posible reeducción en la capacidad d de carga de laa estructura.   

IX.2.3.‐ Pruebas no destrucctivas  Existen n varios dispo ositivos para  una obtenció ón estimativaa de resistenccia del  concreto en sitio. En  forma  general, esto os dispositivo os en manos  de un buen o operador, pu uede rendir u una informaciión  c meediante  la  comparación  de  d lecturas  to omadas  de  una  u porción de  útil  deel  concreto  colocado,  estructtura de resistencias bajas, con otras po orciones similaares considerradas como aceptables.  IX..2.3.1.‐  Martillo  Schmid dt:  También se  le  con noce  como Esclerómetro,  su  uso  es  práácticamente  universal,  co on  este  aparaato  se  generaa  el  impacto  de  una  piezza  en  forma  de  ém mbolo, accionada por un rresorte, cuyo  rebote se reelacionan direectamente co on la resistencia  del  concreto.  Con  C una  juicio osa  aplicación,  es  posiblee,  más  que  determinar  la  resistencia  del  d concreto,  tratar  de  estableccer  comparacciones  entre diferentes  zonas  de  una  estructura. De  estte  modo,  con n  su  empleo  puede  obteenerse  inform mación  confiaable  de  caráccter  cualitativvo,  pero con las debidas reservaas que imponeen las siguien ntes limitacion nes sobre la u uniformidad d del  vallor de rebote: 

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  1. La  posición n  del  martillo o  durante  su u  aplicación  al  a concreto  influye  notab blemente.  Paara  tomar  en  cuenta  c este  aspecto,  a el  aparato  a se  accompaña  de una  serie  de  gráficas  paara  distintas po osiciones de p prueba.  2. El  grado  de e  humedad  de  la  superficie  influye  de modo  que  conforme  c esta  disminuye,  el  valor de reb bote aumentaa.  3. La  calidad  y  tamaño  máximo  del  aggregado  se  manifiesta  m así:  con  agregaados  ligeros, el  minuye, lo missmo que con agregados dee tamaño menor.  rebote dism 4. La presencia de acero dee refuerzo cerrcano a la sup perficie aumeenta el valor d de rebote.  5. El  grado  de  aspereza  de  d la  superfficie  también n  puede  influ uir  en  el  valor  del  rebote:  conforme aaumenta la asspereza, el reebote disminuye. Para eliminar esta posible causa de  variación,  se  s recomiend da  pulir  el  lugar  l de  pru ueba  con  un n  material  ab brasivo  que se  suministra jjunto con el eequipo.    Para reducir al  mínimo posib ble estos mottivos de error, generalmente se recom mienda delimittar  áreeas reducidass, de unos 30 X 30 cm , y eefectuar en cada una de eellas de 15 a 3 30 impactos,  en  puntos  distante es  no  menos  de  3  cm  enttre  sí.  Debe  juzgarse  j la  dispersión  de  los  rebotes  así  dio,  obtenidos, con  objeto de deescartar aqueellos que, porr ser demasiado apartadoss del promed erarse influidos por factorres ajenos a lla calidad reaal del concretto. El promed dio  puedan conside que permanezzcan es representativo de la dureza de la superficie del concreto en  de los valores q ondiente.  el áárea correspo   IX..2.3.2.‐ Pistola de Windsor: Es una prueba de penettración, se baasa en la profundidad en q que  una pistola de p precisión pueeda hacer pen netrar en el concreto un p perno de acerro por medio de  una  carga  de  pólvora  p medida  con  precisión,  la  peneetración  med dida  con  un  micrómetro  m d del  perno, se puede convertir een una estimaación de la reesistencia a laa compresión n. Aquí tambiién  ner las consid deraciones ten nidas con la p prueba del esclerómetro.  se deben de ten Existen n  otros  métodos  para  esttimar  la  resistencia  a  la  compresión,  por  p mencionaar  algunos:  pull  p out, pu ulso ultrasónico, por resonancia, rayoss X o rayos gaama(los segu undos son máás económico os),  rayos infrarrojos.  Si  con  las  evaluacio ones  realizadas  con  uno  o  o más  de  estos  métodos, aún  existen  dudas  sobree  la  capacid dad estructurral del concreeto, será neceesario la mediida directa dee la resistenciia del concretto. 

IX.2.4 4.‐ Prueba de corazones  Si  se  confirma  que  el  concreto  es  de  baja  reesistencia,  y  los  cálculos  indican  i que  la  capacidad de  de la estructu ura se ha redu ucido significaativamente, sse puede requ uerir la prueb ba de corazon nes  carga d extraíd dos de la zonaa de duda. 

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  La  extrracción  de  co orazones  se  realiza  utilizaando  un  talaadro  fijado  peerpendicularm mente  sobre  la  superfiicie del concrreto en dudaa, el taladro d debe contar ccon una brocca con inserto os de diaman nte  industrrial sobre aleaaciones especciales de acerro.  Los corazones extraaídos se reco ortan en sus eextremos, paara dejarles u una longitud llo más próxim ma  d su  diámettro;  se  prepaaran  y  ensayyan  a  comprresión  en  la  forma  que se  posiblee  al  doble  de  acostumbra para los especímenees cilíndricos normales.   En la ssección 4.3.5 5. del reglameento del ACI dice que se  "deben toma arse tres cora azones por ca ada  resulta ado de prueba as de cilindross que está po or debajo de ff'c en más de 35 Kg/cm2. SSi el concreto de  la estru uctura va a eestar seco durrante las cond diciones de seervicio, los co orazones debeen de secarsee al  aire  (teemperatura  entre  e 15  y  30 0  °C;  humeda ad  relativa  menor  m del  60  por  ciento),  durante  7  días  dí antes  de  d la  prueba a,  y  deben  prrobarse  secoss.  Si  el  concreeto  de  la  esttructura  va  a  estar  más  que  q superfiicialmente  hú úmedo  duran nte  las  condicciones  de  servvicio,  los  cora azones  deben n  sumergirse  en  agua p por lo menos d durante 48 ho oras y probarrse húmedos."  El hech ho de que loss corazones n no puedan igu ualar la resisttencia de los  especímeness moldeados  no  deber  ser causa de  preocupación. Si los resultados de loss corazones de concreto dan el promed dio  % o más de laa resistencia eespecificada, conservadoramente se pu uede considerar aceptablee el  del 85% concreeto. La sección n 4.3.5.1. dell reglamento del ACI dice  que "si el pro omedio de loss tres corazon nes  es por  lo menos igu ual al 85 por  ciento de f'c, y ningún corrazón tiene u una resistenciia menor del  75  o  de  la  zon na  representtada  por  loss  corazones  se  considerrar  por  ciiento  de  f'c,,  el  concreto estructturalmente ad decuado”. 

IX.2.5.‐ Prueba de carga  Cuando o  las  pruebass  de  los  coraazones  no  pro oducen  segurridad  sobre  la  bondad  esttructural,  com mo  último  recurso,  se  puede  recurrrir  a  las  pru uebas  de  cargga  para  com mprobar  la  caapacidad  de  los  ntos  estructu urales  que  esstán  en  dudaa.  Generalmeente  tales  prruebas  son  adecuadas  a paara  elemen miemb bros a flexión,, como pisos y vigas.  La  realización  de  esta  e prueba  es  tan  deliccada,  que  requiere  ser  realizada  r solaamente  por un  Ingenieero que tengaa amplia expeeriencia en esste tipo de pruebas. 

IX.2.6.‐ Medidaas correctivaas  En  los  casos  donde  el  elemen nto  estructural  falla  en  laa  prueba  dee  carga  o  do onde  el  análiisis  estructtural, de los e elementos qu ue no se pued dan probar in ndican una deeficiencia, se  deberán tom mar  medidaas correctivass apropiadas tales como: • • •

Reducir  la  capacidad  de  d carga  a  un  u nivel  adecuado,  con la  resistenciaa  obtenida  del  d concreto.  peraba origin nalmente a través de nuevvos  Incrementaar la capacidad de carga a  lo que se esp elementos e estructuraless o del aumen nto del tamañ ño de los elem mentos deficieentes.  Demoler y ssustituir los elementos defficientes. 

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X.

N O T A   FF I N A L 

Este trabajo es resu umen de las p principales prruebas de lab boratorio que se realizan een el concreto o y  en  suss  componenttes,  así  como o  el  método de  diseño  de  d mezclas  más  m utilizado o  y  un  méto odo  estadísstico que por su sencillez ees de fácil uso o.   De prin ncipio a fin haay una profunda seriedad ante la responsabilidad q que implica un trabajo com mo  éste  y  no  hay  nadaa  escrito  aqu uí  cuya  proceedencia  no  see  pueda  ubiccar.  Me  baséé  en  libros  y en  revistaas. Yo mismo he realizado casi en su tottalidad las disstintas pruebaas de laborattorio que se vven  en  éstte  trabajo,  he  utilizado  los  métodos  estadísticcos  y  en  allgunas  ocasiones  realizado  investigaciones sob bre concretos de resistenccia dudosa, po or lo que no dudé en utiliizar mis propias  observvaciones, aunque siempre con el apoyo de materialees publicados.    Procurré eludir term minologías mu uy técnicas, ccifras excesivaas, comprobaaciones de forrmulas, notass al  pie de página; para poder tener la posibilidad d de una lectu ura ágil, fluida y de fácil co omprensión. En  realidaad,  este  trabaajo  se  ha  realizado  a  través  del  uso  esstratégico  de  diversas  fueentes,  cuya  lissta  aparecce en la biblio ografía generaal. Es, por lo ttanto, claro q que este trabaajo no añade gran cosa a los  especiaalistas,  aunque  pudiera  interesarles, pero  el  quee  recién  se  inicia  en  la  tecnología  del  d concreeto lo hallar útil por lo senccillo.    Este  trabajo  está  dividido  d en  teemas  y  en  caada  uno  de  ellos  procuré anotar  lo  máás  relevante,  ya  que  la  naturaleza  de  d este  trabajo  que  prettende  ser  un n  manual  de  consulta,  im mpidió  tratar de  abarcaar  demasiado o,  ya  que  de  lo  contrario  se  perdería  el  sentido  del  d mismo.  Po or  lo  tanto,  las  omisio ones  pueden  ser  incontaables,  y  porr  esta  razón n  es  posiblee  la  existenccia  de  algun nas  inexacttitudes meno ores; éstas, po or supuesto, sson involuntaarias y están aabiertas a la rrectificación. Sinceraamente  creo  que  este  traabajo  puede  ser  de  interrés,  y  por  eso o  en  esta  no ota,  expreso  mi  gratitud  a  todas  lass  personas  qu ue  me  ayudaaron,  en  espeecial  al  Ing.  Jo orge  A.  Muños  E.  asesor de  este trrabajo; y a los ingenieros  Eduardo Cotaa Z. y Emilio  Zamudio C. d de la Gerenciia de Ingenieería  Experim mental  y  Con ntrol  de  la  Comisión  C Fedeeral  de  Electtricidad,  lugar  en  donde  me  inicié  en  el  mundo o del concreto o.     DAVID D PÁEZ RUIZ 8 84210388   Tijuana Baja Califorrnia, a Octubrre de 1992         

 

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XI.

B I B L I O G R A F I A

   1.‐  Prráctica  Recom mendable  paara  Dosificarr  Concreto  Normal  N y  Co oncreto  Pesaado  (ACI  21 11).  Traduccido por IMCYYC.   2.‐ Con ntrol de Calid dad del Concrreto (ACI 704)). Traducido p por IMCYC.   3.‐ Durabilidad del Concreto (AC CI 201). Tradu ucido por IMC CYC.   4.‐  Co olocación  del  Concreto  baajo  Temperaturas  Extrem mas  (ACI  305  Y  ACI  306)..  traducido  por  p IMCYC.   5.‐ Guía para el Empleo de Aditivos de Concreto (ACI 212)).   6.‐ Instructivo para Concreto. Seecretaria de R Recursos Hidrráulicos 1967..   7.‐ Maanual de Conccreto, Parte 1 1, 2 y 3. Secretaria de Recu ursos Hidráulicos 1970.   8.‐ Pro oyecto y Conttrol de Mezclaas de Concretto. Portland C Cement Assocciation.   9.‐ Guía del Consum midor de Concreto Premezzclado. Grupo o Tolteca.   10.‐ Reevistas del Instituto Mexiccano del Cemento y del Co oncreto.       

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