CONCRETO EN ESTADO FRESCO_TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

estado del concreto_tecnologia del concreto

1. TECNOLOGIA DEL
CONCRETO Y MATERIALES
Pregrado

2. Pregrado
Concreto en estado fresco

3. Ingeniería CivilPregrado
3
TEMA: CONCRETO EN ESTADO FRESCO
Curso: Tecnología del Concreto y de
Materiales

4. Ingeniería CivilPregrado
4
TEMA: EL CEMENTO
Curso: Tecnología del Concreto y de
Materiales

5. Ingeniería CivilPregrado
ÍNDICE
1. Introducción
2. Propiedades del concreto fresco
3. Ensayo de asentamiento
4. Agua de mezclado
4. Peso unitario del concreto
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Curso: Tecnología del Concreto y de
Materiales

6. Ingeniería CivilPregrado
INTRODUCCIÓN
Esimportantetenerencuentaquelaspropiedadesdelconcretoen
estadoendurecidodependeenmayoromenorgradodesus
característicasenestadofresco(plástico),especialmenteenloquese
refierealosprocesosdemezclado,transporte,colocación,
compactaciónyterminado.
Enestaclasesevaadarunavisióngeneraldelasmásimportantes
propiedadesdelconcretofresco,laformademedirestaspropiedades,
asícomolosfactoresquelasafectan.Tambiénsevaadefiniralgunos
fenómenosrelativosalconcretofrescocomoson:lasegregación,la
exudaciónylatemperatura.
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Curso: Tecnología del Concreto y de
Materiales

7. Ingeniería CivilPregrado
PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO
7
Manejabilidad
Segúnelcomité211deACI,lamanejabilidad,conocidatambiéncomotrabajabilidad,
seconsideracomoaquellapropiedaddelconcretofrescomediantelacualse
determinasucapacidadparasercolocadoyconsolidadoapropiadamenteyparaser
terminadosinsegregacióndañinaalguna.
Consistencia
Otrotérminoutilizadoparacaracterizarelestadoplásticodelconcretoesla
“consistencia”,queaunqueestárelacionadaconelconceptodemanejabilidad,noes
susinónimo.Entérminosgenerales,laconsistenciaserefiereasuestadodefluidez,es
decirquétandura(seca)oblanda(fluida)esunamezcladeconcretocuandose
encuentraenestadoplástico,porlocualsedicequeeselgradodehumedaddela
mezcla.
Plasticidad
Porúltimo,sedenominacomo“plasticidad”aunaconsistenciadelconcretotalque
puedeserfácilmentemoldeado,peroquelepermitaalconcretofrescocambiarde
formalentamentesisesacaelmolde.Portalrazónnopuedeconsiderarsecomo
mezclasdeconsistenciaplásticanilasmuysecasnilasmuyfluidas.
Curso: Tecnología del Concreto y de
Materiales

8. Ingeniería CivilPregrado
Paraaclararunpocoestosconceptosdebentenerseencuentaquedentrodeciertoslímites,las
mezclashúmedassonmásmanejablesquelasmezclassecas,perodosmezclasquetenganla
mismaconsistencianosonigualmentemanejables.Paraqueelloseaasí,debentenerelmismo
gradodeplasticidad.
Medidadelamanejabilidad
Hoyendíanoseconoceningúnmétododirectoparamedirlamanejabilidaddeunamezclade
concreto.Sinembargo,hayalgunosensayosquepermitencorrelacionarestapropiedaddel
concreto,enestadoplástico,conalgunaotracaracterística.Dentrodeestosensayos,sedestacan
lossiguientes:
Ensayodeasentamiento
Elensayomásampliamenteusadoentodoelmundo,porsusimplicidadyrapidez,eselensayode
asentamiento,elcualmidelaconsistenciaofluidezdeunamezclafrescadeconcretocuyotamaño
máximodeagregadogruesopuedeserhastade50,8mm(2”).
PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO
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Figura 1.-Cono de Abrams
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Materiales

9. Ingeniería CivilPregrado
Parahacerestamediciónseusaunmoldehechoenláminametálicaenformade
troncodecono,elcualtieneladimensionesindicadasenlafigura1.Este
procedimientofuedesarrolladoporelinvestigadornorteamericanoDuff
Abrams,razónporlacualseleconoceconelnombredeconodeAbrams.Este
ensayoseencuentraespecíficamenteenlasnormassobreconcretoyse
describenbrevementeacontinuación.
Unavezquelamuestradeconcretofrescohasidocorrectamenteseleccionada
deacuerdoconlosprocedimientosexistentesenlatomademuestrasde
hormigónfresco,buscandoquesearepresentativadetodalamasa,seprocede
delasiguientemanera:
Elmoldesehumedeceysecolocasobreunasuperficieplana,húmedayno
absorbente,conlaaberturamáspequeñahaciaarriba.Lasuperficieidealesuna
placametálicarígida,quehayasidocolocadaenelsueloysenivelaconunnivel
demano.Posteriormenteelmoldesepresionahaciaabajo,cogiendolas
agarraderasconelobjetivodequealcolocarlamezcla,éstanosalgaporlaparte
inferiordemolde.
ENSAYO DE ASENTAMIENTO
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10. Ingeniería CivilPregrado
Elconosellenaentrescapas,cadaunaconaproximadamenteuntercerapartedel
“volumen”totaldelmolde,esdecir,quelaprimeracapatendráunaalturaaproximada
de6.5cm,lasegundallegarahasta15,5cmylaterceracubrirátodoelmolde.
Cadacapaseapisona25vecesconunavarillalisade16mm(5/8pulg.)dediámetroy
másomenos60cmdelongitud,conunodesusextremosredondeado.Laintroducción
delavarillasedebehacerendiferentessitiosdelasuperficieconelfindequela
compactaciónsedistribuyauniformementesobrelaseccióntransversal.
Laprimeracapasecompactaatravésdetodosuespesor,entantoquelasegundayla
tercerasecompactandemaneraquelavarillapenetreligeramente(comomáximo2.5
cm)(1”)enlacapainmediatamenteinferior,verfigura2.
Enalgunasocasionesalcompactarlaterceracapa,elconcretoseasientapordebajodel
bordesuperior,debidoalacomodamientoyconsolidacióndelaspartículas,portal
motivoesnecesariocompletarconmásmezclaparaqueentodomomentohaya
concretosobreelmolde.Altérminodeestaoperacióndebealisarsearasdelasuperficie
conlavarilla,ocualquierotroinstrumentoapropiado.Acontinuaciónsequitalamezcla
quecayóalsueloalrededordelabasedelmolde,dejandolimpialazonaquelorodea.
ENSAYO DE ASENTAMIENTO
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Materiales

11. Ingeniería CivilPregrado
Ladiferenciaentrelaalturadelmoldeylaalturamedidasobreelcentrooriginaldela
basesuperiordelconcretoabatidosellamaasentamientoysemideconuna
aproximaciónde5mm,verfigura2.
Sielconcretosedesmoronaosedesprendehaciaunlado,elensayosedeberechazary
repetirconotraporcióndelamuestra.Siestasegundamuestratambiénsedesplomao
separte,esprobablequeelconcretonotengalaplasticidadolacohesiónadecuada,y
quenoseaaplicableelensayodeasentamiento,yaqueestapruebaessensible
únicamentealasmezclasplásticasytrabajablescuyosvaloresdeasentamientoestán
aproximadamenteentre2.5cm(1”)y17.5cm(7”).Porlotanto,paramezclasmuy
ásperas,comolasquetienenexcesodeagregadosgrueso,oconagregadosmuy
angulares,oconexcesosdelajas,nosedebeemplear.
Inmediatamentedespuésseretiraelmolde,alzándolocuidadosamenteendirección
vertical,figura2,enunlapsode5a10segundos,sinmovimientoscircularesolateralesy
sintocarlamezclaconelmoldecuandoéstesehayaseparadodelconcretofresco.Al
faltarleapoyo,elconcretoseasentará,deahíelnombredelensayo.
Eltiempoesunfactorimportanteenlaprueba.Esteensayodebeiniciarsedentrodelos5
minutossiguientesalmuestreoydebesercompletadoalos2minutosy30segundosde
haberseiniciado.
ENSAYO DE ASENTAMIENTO
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12. Ingeniería CivilPregrado
Figura 2.-Ensayo de asentamiento
ENSAYO DE ASENTAMIENTO
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13. Ingeniería CivilPregrado
13
Ensayo del cono de Abrams.
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14. Ingeniería CivilPregrado
Figura 3.-Ensayo de asentamiento
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Materiales

15. Ingeniería CivilPregrado
Contenido de agua de mezclado
Elprincipalfactorqueafectalamanejabilidadeselcontenidodeaguadela
mezcla,elcualseexpresaenkilogramosolitros(debidoaqueladensidaddel
aguaesiguala1.0T/m
3
)pormetrocúbicodeconcreto.
Sonmuchoslosinvestigadoresquesehanocupadodeladeterminacióndel
requerimientodeaguanecesariaparaobtenerunaconsistenciaespecíficaenun
concretooenunmortero.Sinembargo,hoyendíanoexisteunaformulalo
suficientementesofisticadacomoparacontenertodoslosfactoresqueafectan
esterequerimiento,perolasúltimasinvestigacioneshanestablecidoqueel
contenidodeaguadeunamezcla,principalmenteesfuncióndelrequerimiento
deaguadelcemento(siesportland,conadiciones,opuzolánico);dela
granulometríadelagregado,tamañomáximo,formaytexturadelaspartículas,
delcontenidodeaire,asícomodelaconsistenciaespecificada.Desdeluego,
estaaguanoincluyelacantidadqueesabsorbidaporlosagregados.
CONTENIDO DE AGUA DE MEZCLADO
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Curso: Tecnología del Concreto y de
Materiales

16. Ingeniería CivilPregrado
16
Larazónprincipaldequenosehayadesarrolladounaformulao
procedimientoexactoparacalcularopredecirelrequerimientode
agua,estribaenquesedebenconsiderarmuchasvariables,algunas
delascualestodavíanosepuedenmedirenformacorrecta,como
sonlacapacidaddelubricacióndelapastadecementoylaformade
laspartículasdelagregado.
Portalmotivo,elmétodomáscomúnparadeterminarel
requerimientodelaguaenunconcretoomorteroesun
procedimientodepruebayerror,queconsisteenlapreparacióny
evaluacióndemezclasdepruebaconlosmaterialesquesevana
utilizarenlaconstrucción.Estemétodoesconfiable,perodifícilde
manejarparaquiennotieneexperienciaeneldiseñodemezclas.
CONTENIDO DE AGUA DE MEZCLADO
Curso: Tecnología del Concreto y de
Materiales

17. Ingeniería CivilPregrado
Unmétodomássencilloyrápidodemanejareslautilizacióndetablaso
ábacosquehansidopreparadosenformaempíricaydeloscuales
existengranvariedad,peroconlalimitantedequesoloproporcionan
cálculosaproximados.Lagranmayoríadeestastablascorrelacionanel
tamañomáximodelagregadoconlaconsistencia(medidaenelcono
deAbrams)delconcreto.Uncasotípicoeslatablapreparadaporel
comitéACI-211,lacualsuponequelosagregadosseencuentranbien
gradadosytieneformaangular.
CONTENIDO DE AGUA DE MEZCLADO
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Curso: Tecnología del Concreto y de
Materiales

18. Ingeniería CivilPregrado
18
MATERIALES POR m
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DE CONCRETO
Curso: Tecnología del Concreto y de
Materiales

19. Ingeniería CivilPregrado
19
MATERIALES POR m
3
DE MORTERO
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Materiales

20. Ingeniería CivilPregrado
Fluidezdelapasta
Comosesabe,elaguademezclatienedosfunciones,asaber:unaeshidratarel
cemento(aguadehidratación)yotraproducirlapasta(aguaevaporable)lubricante
delosagregados,lacualcomunicafluidezalamezcla,permitiéndolemovilidaden
estadoplástico.
PROPIEDADES DEL CONCRETO
FRESCO
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Curso: Tecnología del Concreto y de
Materiales

21. Ingeniería CivilPregrado
Deacuerdoconloanterior,lafluidezdelapastainfluyenotablementeenla
manejabilidaddelamezcladeconcreto,debidoaqueparaunacantidad
determinadadepastaydeagregados,laplasticidaddelamezcladependeráde
lasproporcionesdecementoyaguaenlapasta.
Porejemplo,unapastaconpocaaguaymuchocementoserámuyrígidapor
faltadeaguaevaporable,locualhaceinmanejablelamezclaalnopoder
lubricarlosagregados.Porelcontrario,sielcontenidodeaguaesaltoyeldel
cementoesbajo,lapastapuedellegarasertanfluida,porexcesodeagua
evaporable,quenoescapazdeimpedirlasegregacióndelosagregados
(especialmentelosgruesos).
Bajoestasconsideracionessedebeaclararentoncesquelapastafrescaesuna
suspensiónynounasolucióndecementoenaguayqueentremásdiluidasea,
mayorseráelespacioentrelaspartículasdecemento,porlocualserámás
débillaestructuradelapasta,sinimportarelestadodehidratacióndel
cemento.Estaseslarazóndequeenmezclasplásticas,laresistenciadel
cementovariécomounafuncióninversadelarelaciónagua-cemento,lacual,
entreotrascosas,esunamaneradeexpresarelgradodedilucióndelapasta.
PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO
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Curso: Tecnología del Concreto y de
Materiales

22. Ingeniería CivilPregrado
ConcretoSinAditivo
Concreto
con Aditivo
Plastificante
Concreto
con Aditivo
Súper Plastificante
PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO
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23. Ingeniería CivilPregrado
Contenido de aire
Durantelasoperacionesdedosificaciónymezcladelconcreto,seintroduceunvolumendeaire
queesvariableencantidad,formaytamañodelasburbujas,denominadocomúnmente“aire
naturalmenteatrapado“,elcualposteriormenteesliberadoporlosprocesodecompactación.
Porotraparte,tambiénsemencionóqueenalgunasocasionesseintroducenintencionalmente
aireenelconcretofresco,enformadepequeñasburbujas(aproximadamentede1mmde
diámetroomáspequeñas)quesedistribuyenyaisladasparamejorarladurabilidaddelconcreto,
oparaaumentarlamanejabilidad.Enestecasoesdenominadoaireincorporado.
Elaumentodelamanejabilidadcuandoelconcretoseencuentraenestadoplástico,esdebidoa
queunapartedelasburbujasdeaireaumentanelvolumendelapastayporotraparte,actúan
sobreladistribucióndelosagregados,permitiendounamejormovilidad.
Estoquieredecirqueparaunamismaconsistencia,esfactiblereducirelcontenidodeaguade
maneraquesedisminuyalarelaciónagua-cementoyserecuperepartedelaresistenciaquese
pierdeporlapresenciadevacíosdentrodelconcreto.Laexperienciaindicaqueesposiblereducir
elcontenidodeaguahastaenun3%porcada1%deaireincluido.
PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO
23

24. Ingeniería CivilPregrado
Porlogeneral,elcontenidodeairedentrodeunamezcladeconcretoaumentará
cuandosepresenteunaovariasdelassiguientessituaciones:
✔Mezclaspobresencemento
✔Agregadoscontamañomáximo
✔Mayorcantidaddearena
✔Consistenciasmáshúmedas
✔Operacionesdemezcladomásfuertesoprolongadas
✔Inclusióndeaditivosincorporadoresdeaire
Deacuerdoconloanterior,enlatablasiguientesepresentanlascantidadesdeaire
naturalmenteatrapadoquehaindicadolaexperiencia,asícomolascantidades
recomendablesdeairetotalqueestableceelcódigoACI-211segúneltamañomáximo
nominaldelagregadogrueso.
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25. Ingeniería CivilPregrado
Tamaño máximo nominal
del agregado grueso
Contenido de aire
naturalmente atrapado
(promedio) %
Contenido de aire total
recomendable (atrapado +
incorporado) %
9.51 3/8 3 4.5 –7.5
12.5 ½ 2.5 4.0 –7.0
19.1 ¾ 2 3.5 –6.0
25.4 1 1.5 3.0 –6.0
38.1 11/2 1 2.5 –5.5
50.8 2 0.5 2.0 –5.0
76.1 3 0.3 1.5 –4.5
152.0 6 0.2 1.0 –4.0
Tabla 1. Contenido de aire en mezcla de concreto para varios tamaños
de agregado grueso.
PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO
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26. Ingeniería CivilPregrado
Medición del peso unitario:
Aunqueelconcretosedosifiqueporpeso,sesuministraporvolumen.Detalmanera,que
elensayodepesounitarioseempleaparacalcularelvolumenoelrendimiento
volumétricoproducidoporlospesosconocidosdecadaunodelosmaterialesquelo
constituyenyparadeterminarelcontenidodecementopormetrocúbicodeconcreto.En
lasnormasdeconcreto,sedetallanlosprocedimientosaseguir.
Enpocaspalabras,elpesounitariosedeterminamidiendoelpesodelconcretoquese
requiereparallenarunmoldedevolumenconocido.Alllenarelmolde,elconcretose
compactaconlamismavarilladelensayodeasentamientoyentrescapasdeigualaltura,
teniendocuidadodegolpearligeramenteloscostadosdelmoldedespuésdecada
compactación,paracerrarlosvacíosdejadosporlavarilla.Comoalternativa,puede
emplearselavibración.Despuésdelacompactaciónseenrasalasuperficiemedianteuna
placaplana,teniendocuidadodequelamedidaquedellenajustamentealniveldelos
bordesdelrecipiente.Esesencialelempleodeunaplacametálicaodevidrioynouna
varillaounallanaparaelenrasado,delocontrario,elapilamientodelconcretopuede
causarqueseseñaleunpesounitariomásaltoyporlotanto,quesesubestimeel
rendimiento.Antesdepesarelmolde,debenremoversetodoelconcretoqueseadhiera
enlaparteexterior.
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31. Ingeniería CivilPregrado
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32. Ingeniería Civil