Tecnología del concreto y del mortero - Diego Sánchez De Guzmán.pdf

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1. 90 Sa
TECNOLOGI
CONCRETO ¥ E
sronreng ‘Cm te |

BIBLIOTECA DE LA
CONSTRUCCION

2. Contenido

Reconocimientos 5
Prólogo 15
Capitulo 1
EL CONCRETO - GENERALIDADES 19
Introducción 19
Definición 19
Reseña histórica 19
Composición y definición de términos 22
Caracteristicas y funciones de los componentes 2
2

Conceptos básicos

PRIMERA PARTE: MATERIALES

Capítulo 2
CEMENTO PORTLAND 2
Introducción 7
2

Definición.

3. Desarrollo del cemento en Colombia El
Fabricación. e]
Propiedades químicas E
Propiedades fisicas y mecánicas a
Clasificación del cemento portland “
Calidad del cemento portland 2

Capítulo 3

AGUA El
Introducción. El
Definición. El
Agua de mezclado. El
Aqua de curado, 5
Características químicas y fisicas del agua de mezclado. E
Características del agua de curado. 6
Especificaciones y calidad del agua 8

Capitulo 4

LOS AGREGADOS O ARIDOS 6
Introducción 6
Definición. 6
Origen de los agregados naturales ne 6
Petrografia y mineralogía e 08
Clasificación de los agregados TICO El
Propiedades químicas n
Propiedades físicas = E n
Propiedades mecánicas PP... ES
Sustancias perjudiciales - 100
Selección y producción de agregados E 2 102
Especificaciones y calidad del agregado. 2 108

4. NUEVA GRANADA

BIBLIOTECA
2
2 SEGUNDA PARTE: PROPIEDADES DEL CONCRETO
35
a Capítulo 5
48
2 CONCRETO FRESCO m
Intoducción m
Manejablidad. aa m
Consistencia Bu am
= Plasticidad 1
pa Medida dela manejebilided m2
Factores que influyen en lo mancjabildad 15
37 Segregación 123
57 Esudación 123
59 Temperatura 124
60
63 Capítulo 6
8
RESISTENCIA DEL CONCRETO . 12
Introducción 127
e Relación aguacemento, Ñ 127
Hatureleza de la resistencia del concreto = 2. 12
Factores que influyen en la resistencia 130
6
S Medida de a resistencia a le compresión 138
pa Medida de la resistencia flexion y tracción 1a
Comparación de las pruebas. 142
se Pruebas acelerados ps 2 143
Ed Madurez del concreto. ses 15
70
R Capítulo 7
98 DURABILIDAD DEL CONCRETO 19
100
102 Introducción. — . 149
106 Definición ee 149

5. Permeabiidad. i , 19

Humedecimiento secado caco ii 150
‘Congelamiento y deshielo ae 15
Exposición del concreto a sustancias químicas agresivas. 13
Eflorescencias e 156
Corrosión del acero de refuerzo y otros materiales embebidos en el concreto 17
Resistencia a la abrasion 158
Resistencia ala meteorización 161
Resistencia al fuego 161
Reacciones químicos de los agregados msn : 162

Capítulo 8

PESO UNITARIO Y APARIENCIA DEL CONCRETO... 165
Introducción 165
Peso unitario del concreto. 165
Medida del peso unitario en el concreto fresco. 166
Medida del peso unitario en el concreto endurecido. 168
Apariencia del concreto 168

Capítulo 9

CAMBIOS VOLUMETRICOS DEL CONCRETO. m
Introducción. m
Cambios volumétricos en estado plástico m
‘Cambios volumétricos en estado endurecido ım
Deformacion elástica . 1%
Fluencia un is a m

6. ‘TERCERA PARTE: CONTROL, DISEÑO Y PRODUCCION

Capítulo 10
CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETO

Introducción
Organización del control de calidad del concreto en la obra
Ejecución del control de calidad del concreto enla obra
Variaciones en la resistencia

Analisis de los resultados de resistencia

Requisitos del nivel de resistencia

Céeros de evaluación para diseño de mezclas

Ejemplo de aplicación

Formatos y gráficos de control

Pruebas de resistencia del concreto en la obra

Capítulo 11
DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
Introducción
Consideraciones básicas
información requerida de los materiales
Procedimiento de diseño
Método ACL 211.1

Método gráfico
Ejemplo de aplicación.

Capítulo 12
ADITIVOS PARA CONCRETO.

Introducción
Definición

185

185
186
188
190
190
196
199

201

203

204

21
zu
22
224
226
239
242
252

261

251
261

7. Desarrollo del empleo de aditivos. s a °
Filosofia de a utilzación de adios. mg
Clasiticacion de os aditivos 25)

Aditivos inclusores de aire 2
Aditivos reductores de agua 2
Aditivos retardantes m
Aditivos aceeranes a
Aditivos superplastlicantes m
Adiivos minerales mp CO
Oros aditivos 2
Especificaciones y calidad de los adivos. as

Capitulo 13

PRODUCCION Y MANEJO DEL CONCRETO m
Introducción a
Instalaciones par la producción de concreto. E
Proceso de producción de concreto E
Proceso de manejo del concreto al
Protección y curado 2

CUARTA PARTE: MORTEROS Y CONCRETOS ESPECIALES

Capítulo 14

MORTEROS x
Introducción. E
Definición x
Tipos y usos de los morteros E
Propiedades del motero de cemento portland a
Diseño de morteros de cemento portland 3
Ejemplo de aplicación 3

8. Capítulo 15
CONCRETOS POR ESPECIALIDAD - NUEVAS TECNOLOGIAS.
Introducción.
Clasificación general del concreto
Concretos por especialidad
Nuevas tecnologías

REFERENCIAS.

319,

319
319
325
331

sa

9. Prólogo

El hormigón de cemento, o concreto, es la única roca fabricada por el hombre. Hay muchas clases de
hormigón, según el aglutinante o pegante que se use, pero el de cemento portland, que a propósito es el
pegante más barato y más versátil que existe, es el único que adquiere las características de la roca en
resistencia à la compresión, duración, impermenbllidad, peso unitario, dureza y apariencia, entre muchas
atras, El concreto, como comúnmente se le denomina en nuestro país, no es un bien genérico como las
piedras naturales la arena, sino un material de construcción que se diseña y se produce de conformidad
connormas rigurosas, para los fines y aplicaciones que se requieren en un proyecto determinado y con las
características de economia, facilidad de colocación y consolidación, velocidad de fraguado y apariencia
adecuada según su aplicación. Estos hechos no son bien conocidos. frecuentemente olvidados. Otro tanto
acontece con los morteros, su fabricación, usos y aplicaciones.

£lcemento y sus derivados, el concreto, los morteros y todos sus subproductos son resultados de “de.
os”, trabajos reales de Ingenierta, susceptibles de toda acción de ajuste, modificación y, lo que es más
importante, de optimización. Ello no debe implicar que hacer un buen concreto sea dificil La experiencia ha
confirmado que los materiales y procedimientos de un concreto bueno y uno malo pueden ser los mismos
y que la diferencia entre los dos radica en los criterios juiciosos que se aplican durante su diseño, elabora
ción, colocación, curado y protección; lo cual en ningun momento genera un costo adicional como general
ment se cree

Estas elementales consideraciones, que deben ser tenidas en cuenta por quienes tenen en sus manos la
preparación de especificaciones, construcción o superulsión de obras de interés público o privado, ponen
de presente la necesidad de estudiar, conocer e Investigar nuevos materiales y soluciones que permitan

10. mejores formas de hacer as cosas, de disminuir ls costos y en genera, de mejorarla calidad de vida de
metros compatriotas. Porque precisamente los países en vla de desarrollo, los que viven una permanente
Matt económica, donde los recursos son verdaderamente escasos on los países que, paradójicamente
A ueden darse el lujo de despllarrar recursos, de improvisar soluciones, ide acometer obras transllo
rine, pues todas estas acciones se traducen en mayores costos para la comunidad y en demora de ls
Loluciones sociales requeridas. En elo, el concreto compite ampliamente frente a otros materiales de cons

Por otra parte, es menester destacar la necesidad de “adaptar” (itasealpargatizar) las tecnologías frdness
‘alas condiciones técnicas, económicas, financieras y socales del pats o de la región receptora, No es dable
perio menos es un resgo innecesario, pretender trasladar técnicas de un lugar a tro sin antes evaluarla
secuencias de la adopelön y hacer los ajustes necesarios para obtener las ventajas buscadas sin sort

sas o sobresaltos

Dentro de los anteriores órdenes de ideas, el cabal conocimiento de as propiedades y características
materiales como el concreto y el mortero en el ejercicio dela Ingentería, la Arquitectura y la construcció
modernas, permitirs mejorar cada vez más las relaciones beneficio/costo de una estructura de conc
Simple relersado y optimizar estos recursos en la edificación. Esta obra pretende ser un modesto apor

aell.

Para cualquier autor resulta satisfactorio que su obra tenga una amplia difusión a medida que pasa

"han trascurrido, desde la primera aparición de esta abra como documento de sopa
dentro del Programa de Educación Continuada de la Facultad à
rece desde que la Oficina de Publicaciones de La mim
fenes toman el. mismo curso a nivel de pregrado. L
de Ingeniera y de Argultectura del pas
igualmente, como texto guía o Libro

que han adquirido el concra

tiempo. Quince años
del curso de “Tecnología del Concreto
Ingeniera de la Ponticla Universidad Javeriana, y
Universidad lo imprimió formalmente, para quí
(interesante de este proceso es que un gran nümero de Facultades,
ddl extranjero, así como muchos profesionales, lo han adoptado, k
Consulta, Elo puede interpretarse y denotar el creciente interés e importancia q
{Del mortero como materiales de construcción en Colombia y Latinoamérica

bra es la adaptabilidad de estos materales a una amplia variedad de usos
tedio universal de construcción. Pues han demos
1, y tienen la ventaja adicional de que se puede

a investigaci

Lo que se enfatiza en esta
aplicaciones que os han convertido en un verdadero m
do tener una versatilidad ajena a cualquier otro material
Elaborar con componentes que en su mayoría están disponible localmente, Sin embargo, la

ni
re

tp

do
isa

va
pro,
alte
ep

cr

FE

11. yeldesarrll de nuevas tecnologías y aplicaciones es interminable. Los conocimientos avanzan, y por ello
se ha elaborado una nueva edición

En esta oportunidad no sólo se han actualizado los últimos auances y aspectos relativos ala normalize
ción de os componentes del concreto y el mortero, sine que también se han ampliado algunos temas sobre
Propiedades, control de calidad, producción y manejo del concreto.

Del mismo modo, se replanted enteramente el capitulo 11, con base en una nueva adaptación que se
ho dela excelente metodología que sigue el Comité A.C1.2111 para diseñar mezclas de concreto de peso
normal, y que la hacen más adecuada a las condiciones y materiales del medio colombiano. Dentro del
replaneo presentado en este capítulo, cabe destacar lo siguiente:

En primer lugar, una guía más especifica de la consistencia requerida por el concreto para diferentes
tipos de construcción y condiciones de colocación y consolidación.

En segunda Instancia, unas nuevas tablas de estimación del contenido de agua de mezclado, por volu
‘men unitario de concreto, para producir dlerentes asentamientos en mezclas con y sn ale incluido, tenien
doen cuenta, además, la demanda de agua para partículas de agregado de forma redondeada y textura
sa, opara partículas de agregado de forma angular y textura rugosa.

Como ercer aspecto, la inclusión de la determinación de la resistencia de diseño de la mezcla, como un
paso más del proceso.

Encuarto y último lugar, la estimación de las proporciones de agregados por dos vías; una, usando el
valerb/b, que tradicionalmente ha empleado elA.C.-211 para agregados que cumplen lasgranulomeirias
propuesta en la norma A.S.TM. C 33 (ICONTEC 174): y ora, utlizando el método gráfico que puede ser
altemativamente empleado con agregados cuya gradación puede estar dentro o fuera de ls límites de las
espeeicaciones granulometricas, ya que se procede a optimizar su granulometría a través de una curva
‘continua de gradación propuesta por el autor.

Finalmente, se inserté un nuevo y último capitulo sobre concretos por especialidad y sobre nuevas
tecnologia, que contempla un compendio de clasificaciones y tipos de concreto, según sus propledades y
caracteristicas, según el sistema de colocación que se emplee y según los desarrollos y nuevas tecnologías
que ha habido en años recientes.

po

12. eto, en esta segun

‚mas técnicas al Hormigón y no al Cone!
es la más común

‘Aunque el ICONTEC se reflre en sus nor
nominación, que

«atan del loro se sigue utlizando extensamente ésta úlima de

nuestro pats
hacer un aporte actualizado sobre

que con las anteriores, se pretende
la Impresión de lujo adelantada >

Con esta nueva edición, aligual
eo de ate” de la Tecnología del Concreto y del Morero, en un
andar Editores, dentro de su colección Biblioteca dela Construcción

Blast

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13. CAPITULO. 1

El concreto - generalidades

Introducción

Durante el curso del presente siglo, el concreto se

a convertido en el material de construcción más
amplamente uilzado en todo el mundo debido a su
extraordinaria vereatiidad en cuanto a forma (se pue:
de moldesr),funciôn (uso estructural y no estructural)
y economia, ya que la tecnologia desarrollado a su
Arededorhace posiblesu compátencia no sólo contas
«construcciones de pedra y madera, sino también con
las de cero.

Su desarrollo se ha viso estrechamente vinculado
sldel*conereto armado”, debido a queinicalmente se
leconcibló para fines estructurales, pues la asociación
deconereto propiamente dicho y armaduras o varias
‘deoceroformonun sólido único desde el punto de vista
mecánico,

Elconcretoofrece, como as piedras naturals, una
resistencia muy grande os esfuerzos de compresión
y muy escasa a los de tracción (por lo general, su
resistencia ala tracción es del orden de un 10% de su
resistencia ala compresión); porlotanto, es inadecua:
do para formar piezas que han deresstirtracciones o
fines. Pero al disponer varilas de acero en los
zonas de tracción, se suple esta deficiencia teniendo,

entonces una pieza resistente ala exión. De manera
que, el "concreto armado” es una pledra artificial que
puede resistir esfuerzos de Compresión, rección y
Hein, Grewnstancis que no se da en los piero

Portelmotivo.laspropiedades y características del
«concreto se estudian con eli de determinar ei disco
¿e mezclo adecuado (proporcionamiento de sus ingre.
lentes) para las condiciones especificadas en un
proyecto dado,

Definición

En términos generals, el concreto u hormigón
puede definirse como la mezcla de un material agi
ante (Cemento Poriand Hidráulico), un material de
relleno (agregados o áridos), agua y eventualmente
dives que al endurecerse forma un todo compacto
(piedra alicia) y despues de cierto tiempo es capaz
de soponar grandes esfuerzos de compresión

Reseña histórica

Probablemente la historia de los cementantes es
tan antigua como la propia humanidad, Su empleo se

14. remonta alas épocas en que el hombre se vio en Ia
necesidad de constr su propia habitación tlizando
Arcila o una merca de cal y arena para mantener
Juntos Is piedras Idrilos de ésta. No hay forma de
‘veriguer cuéndo se descubrió por primera vez un ma-
terialaglomerante, pero seguramente fue después del
Primer uso inteligente del fuego, Uno puede imaginar-
Ee al hombre primitivo encendiendo su fuego en un
Royo rodeado de piedras de caliza y yeso; el calor
‘escorbonata o deshidrata una parte delas piedras,
que een convertidas en polvo entr las restantes. Una
ligero lluvia por a noche moja este polvo y los trozos
de piedra quedan sólidamente unidos, frméndose lo
Primera mampostería.

Tolvereldatomás exacto de empleo de materiales
cementantesse remonta hacia el2002690.€..cuon-
{do los egipcios construyeron lo pirámide de ich. en
‘donde los bloques de pedra de esta obra de cuarenta
pisos fueron pegados con un montero hecho de yeso
Csicinado impuroy arena; asta obra siguieron as que
‘aun hoy en dia se encuentran alo largo del ro io.

Más tarde en Grecia y Rome se produjeron morte
ros hechos a base de pasta de calza colcinada (el vi.
Va) y agua, ala cual adicionaba arena, para unirlos
2iucturas de piedra y Indl Posteriormente estas
merci e incorporaron piedr nturada, Ljs rotas o
Ind, dendo origen al primer concreto del historia.

Debido a que los morteros de cal vivo no resstan
muy bien a acción del agua durante periodos largos,
se presume que a esta mezcla se incorporaron todo,
ate de agregados en una u otra ¿poco y pronto se
Sescubrié.que la arena proveniente de cienas rocas
volcánicas tenia mayor resistencia y duracióntanto en
‘aguas dulces comosaladas. Igualmente sucedióconla
area quemada que era finomente nlurada e Incorpo-
ada al mortero, Por ejemplo, los griegos emplearon
‘Una tobe volcánico extraida del iia de Santorin y los
romanos usaron un material similar que se encuentra
gran cantidad alrededor dele bahia de Napoles, el
‘ual fue conocido como cemento puzolänico debido a

{que sele encontr por primera vez en as cercanias del
Pueblo de Porzuol, cerca del Vesubio.

De tal manera que de una mezcla de este material
‘con cal y piedras están construidos algunos estructu
ras como a Panteón Romano, e Coliseo, la Baslica de
Constantino, el Puente de Gard, cerca de Nimes, sur
‘Se Francia, otras estructuras que hon legado hasta
‘nuestros dias y han resistido notablemente los emba-
tes del tiempo.

Igualmente, a nivel latinoamericano hoy muestras
de desarrollo de materiales cementantes y estructuras
imponentes como las ciudades construidos por les
mayas y los artccos en México. los construcciones de
Machu Picea en el Pero, ente oras

Por otra pare, la mal calidad de los morteros usa
dos en ls Edad Media parece sr debida a una cocción
incompleta dela cal, descuido en la mano de obra y
Carencia de tobas volcdnicas. Después del siglo X
mejoró la calidad y de nuevo se notó que esto iba
‘2compafado de una perfecta calcnacióndelacaly del
Uso de algún material similar en propiedades a as to
bs volcánicas anteriormente mencionadas. El Trass
de Andernach. junto alRhin,erca de Coblenzo, ero un
‘material de este tipo,

Durante los siglos posteriores, los avances fueron
pocos hasta el punto de que solo llegó producirse un
mortero débil hecho únicamente de cal y arena. Aprin-
pios dela edad moderna se presentó no sólo una ds.
Fiinución general en calidad, sino que la fabricación y
{so del cemento se acabó, Solamente hacia e siglo
Xen el ual se desarrll un desmesurado afán por
la investigación, el ingeniero ingles John Smeaton, a
‘quien se le encomendó constr el foro de Eddyston.
Sha Costa de Cornwall inglaterra) en 1756, decidió
Sdelantor una serie de estudios tendientes a encontrar
mejor mortero para que el fro pudiera soportar el
azote cas continuo del agua y de estos studies dedujo
{Que la cal hidráulica (resistente lo acción del agua)

»

15. 6% podía obtenerse de una caliza que tuviera un alto
ontenido de impurezas de ipo arcloso,

Enlosaios siguientes a este halazgose desarrollo:
ronmmuchos pos de cementos hidrdulcosy a partir de
‘se momento mejor la calidad delos moneros y co-
mienta ldesaroll del concreto, gracia alos adela
tos conseguidos en el conocimiento delos cementos
‘Asien 1824 Joseph Aspdin, un constructor de Leeds
inglaterra), calin en un homo una mezcla de tres
partes de piedra calizo por una de acl, a cual mois
pure obteniendo la patente del cemento Portland,
que debe su nombre unas piedras cas extraidos
dei región de Portland, al sur de Inglaterra (en can
tera de Dorset), ya que al raguar y endurecer tomaba
Unaspecto porécido en color y calidad a estas piedras,

A Aspdin e le reconoce como el actual inventor
de cemento Ponland, aunque su método de fabric.
ción fe conservado con mucho secreto, Su patente
fue esca en formo tan Confuso y oscura, que nadie
fue copar de imitar a pesar delos esfuerzos hechos

Unicamente hasta 1845, el inglés Iseac Johnson
logró con bx perfeccionar y fabricar este producto
quemando una mezea de cola y orcila hasta la for.
rmacôn del clinker, el cual después fue pulverizado ob
teiendo un compuestofuertementecementante. Joh
Sonenconté que la temperatura de calcinaciondebio
elevarse hasta el maximo que pudieralograrse con los
métodos de ese tempo y describió sus experimentos.
más explctamente que Aspdin.

Tomandocomobaselos experimentos de Johnson,
lofobícación de cemento Portland se inició en varias
focos, no sólo en Inglaterra, sino también en toda
Europa. La contidad producido fue muy pequeño
Únicomente hasta el año 1900, aproximadamente,
“empezó el crecimiento notable de la Industria del
smento, debido fundamentalmente a dos factores.

En primer lugar los experimentos realizados por
losquimicosfranceses Vico y Le Chatelery elalemán

Michaël, contos cuales selogró producir cemento de
una calidad uniforme, de modo que pudiera ser usado.
«n/a industria de la contrucción. En segundo lugar,
dos invenciones mecánicas muy importantes se hice:
on al principio del siglo: los homos rotatorios pare lo
<alcinación y el molino tubular para la molienda. Con
stos dos máquinas pudo entonces producirse «1 ce
‘mento Portland en cantidades comerciales. À parti de
ste momento se desarola el pido crecimiento de
st industria que hoy en dia produce un material de
construcción imprescindible dentro del actual items
de vida

Eldesorrliodelconcretopropiamente dicho,como
material de construcción, emperó hacia principios del
Siglo pasado poco después de la oblencion de la
potente del “Cemento Portland" (1824) y posterior.
mente se afions6 conlainvencióndelconcrato armado
{ue se atibuye al Jardinero parsiense Jack Monte,
‘Quien, hacia el ano 1861, fabric un jarrón de montero
decemeno,refarado con un entejado de alambre. Es
te materia e vino a conocer como fertocemento, un
Siglo más tarde. La verdad es que antes de esta fecha
a se habian construido diversos objetos aplicando la
misma idea, pero sin que tuvieran trascendencia e lo
incdustianienta construcción. As porejempo,Lambot
consuuyé en 1850 una borca de cemento reforzada
Son hierro, que pudo verse en la Exposición Universal
¿e Pais di a 1855 y que aún se exhibeen el parque
raval

En el mismo año de 1861, el ingeniero francés
Coignet estableció normas para labicar bóvedas, vi
gas, tubos, ete, con este novedoso material, el cual
presento, asociado con Monier, algunos ejemplores en
La mièma exposición delano 1867. En cstemismoaño,
Monierobtuvo sus primeras patentes para hacerestos
elementos

Posteriormente, en manos delos ingenieros y de
múlliples investigadores, la tecnología del concreto
facto en los albores del presente sal y alcanzó paro
Ielamente al estudio del concreto reforado le impor:

16. tancia trascendental que Uene en la técnica construc:
tiva dela civilzscion industrializada que hoy conece
‘mos, Por tl motivo, e llamado la piedra del siglo XX

Composición y definición de términos

De acuerdo con lo descrito enla definición de con-
«reto, enla figura 1.1 se exquematizan las proporcio-
es, por volumen, de cad uno de los materiales que lo
‘conaituyen, con tl objeto de dar una idea acerca de la
incidencia que tenentas caracteristicas y funciones de
{stos, dentro de la masa, asi como definir algunos
Términos que son de uso común,

Pasta o pegante

Estérmino pasta se refer ala mezcla de cemento,
“gua, aire (naturalmente aropodo o intencionalmente
incluido) y adiivos (cuando Son añadidos),

Mortero.

Este término, que ya ha sido mencionado con
“anterioridad ce rere ata merclade pasta y agregado
fino (arena), lo cual es muy ullizada en la pega de
ladrlos para hacer muros de mamposteña o en el
recubrimiento de éstos úlimos, caso en el cual sele
onoce como pañete,repello o revoque.

Concreto

Fl montero mezclado con agregado grueso (ple
dra), de como resultado el concreto u hormigón
‘Adicionalmente, cuando al concreto se agregan pie-
‘ras de gran tomaño (piedraboa, rain, mediezonga,
16) cuyo diémetro es del orden de 20 crn o más, sele
<onoce con el nombre de concreto de agregado
precolocado, y más comúnmente en nuesto medio
Como conersto ciclápeo.

Figura 1.1 Componentes del concreto (1.8)

CEE ee mn.

Características y funciones de los
componentes

Cemento

Elemento que seutizo,como ase mencionó, es
“cemento potiand hidráulico, elcual ene propiedades
tanto adhesivas comocohesives, quee don capacided
¿e aglutinar los agregados o áridos para conformar el
oncreo. Estas propiedades dependen de su compo.
Sión químico, el grado de lidrataión la finura de las
parles, lo velocidad de fraguedo, el calor de
Fiarotociony lo esatencia mecánico que es capar de
desarolar.

Agua

La razön de que os cementos sean hidráulicos es
que éstos tienen la propiedad de fragua y endurecer
on el agua, en vitud de que experimentan una reac-
‘Sn quimica con el, detal manera que legua como
materaldentro delconcretoeselelemento que hidrata
Tas partículas de cemento y hace que ésta desarollen
sus propiedades aglutinante.

[Aimezclarse el agua con elemento se produce a
pasta, la cual puede sermös o menos diluida, según

17. cantidad de agua que se agregue. Al endurecer la
pasta, como Consecuencia del Irequado, parte del
aqua queda ja (agua de hidratación) en a estructura
ida de la pasta y el resto queda como agua evapo.
‘able

Mire

Cuando el concreto se encuentra en proceso de
merciado, es normal que quede ste incluido dentro de
la masa (aire naturalmente atrapado), el eval poste:
rrmente es liberado porlos procesos de compactación
5 que es sometido el concreto una ver ha sido coloce
49 Sin embargo, como a compactación no es perfec:
ta, queda siempre un are residual dentro de la me
endurecido. Por otra pare, en algunos ocasiones se
incluyen burbujas de aie, por medio de adtives, con
fines especiicos, como se verá más adelante

Funciones de la pasta de cemento.

Cuando a mezcla se encuentra en estado plética,
la pasta actúa como lubricante de los agregados, co:
municando Auldez a la mezcla, lo cual permite que la
colocación y consolidación del concreto sean adecu
das ya que un alto gado de confinamiento conduce a
una mayor resistencia

‘Cuando a mezca se encuentra en estado sido
pasiade cemento obturalos espacios quehay entrelas
Pariculas a aglutnarse reduciendo le permeabilidad
de concreto y evitando el desplazamiento de agua
dentro de la masa endurecido, lo cul es etico en es.
ineturos hidráulicas o en concretos que estén expues-
tos alo acción de aguas agresivas que eventualmente
puede degradar la estructura dela maso haciéndole
Perder resistencia,

Adicionalmente, a past raguaday endurecido en
unión de los agregados contibuye a Suministrar la
resistencia mecónicacoracterísica ala compresión, lo
‘ual depende la Nomad interfase agregado-pasta, o
Sgregedo matte

MUEVA GRANAD

Agregados o áridos

Como agregados o áridos para concreto pueden
tomarse en consideración todos aquellos moterales
‘Que, poseyendo una resistencia propia sulciente (te
SIstencia del grano),no perturbon ni afectanel proceso
e endurecimiento del cemento hidráulico, es decir
que soninertes y garantizan una adherencia suficiente
Conia posta de cemento endurecido. Estos materials
pueden sernaturalos 0 aticale, dependiendo de su
igen,

Funciones de los agregados

La razón principal de I utilización de agregados
dentro de una mezcla de concreto, es que éstos actúen
‘Some material de relleno, haciendo más económica
merci

Los agregados, en combinación con la past fra.
gunda, tombién proporcionan parte dela resistencia
mecánica caracteristca la compresion debido aque,
Como se mencionó anteriormente, éstos tienen una
Fesistencia propia que aportar al concreto como masa
endurecido.

Cuando la mezcla de concreto pasa del estado
plásico al estado endurecido durante el proceso de
Froguodo.los agregados contclonios cambios volume
ticos de la pasta, evitando que se generen age
{omientos Por retracción plastica que puedon afectar
la resistencia del concreto.

Aditivos

Desde mediados del present siglo se ha desarro-
lado toda una tecnología sobre la utiiación de los
adiivos, que son materiales distintos del agua, los
agregados y el cemento hidráulico que se utzon
‘came ingredientes en concretos y morteros y se aña
¿en ala mezcla inmedatomente antes 0 durante su
mezclado. Entérminos de sufunción, ¿stos pueden ser
reductores de oguo, tetardantes o aceerantes. Hay

3

18. algunos otros, como los inclusores de aire, las
Puzolanas, los colorantes, et.

Funciones de los aditivos

Pueden ser utilizados para modificar ls propieda
des del concret de manera quelo hogan más adecua
¿o para las condiciones de trabajo. Pero, también pue:
en ser usados por razones de orden económico, ya
que permiten, en algunos casos, reducir los costos de
Fabricación del concreto.

Conceptos básicos

Como se ha visto, el concreto está compuesto
principalmente de cemento, agregados y agua. Conte.
Reasimismo alguna cantidad de aire atrepado y puede
Contener aire include intencionalmente mediante el
820 de un adiivo o un cemento inclusor de aie.

Las propiedades del concreto y del mortero se
estudian primordialmente con la finalidad de determi
ar el diseño dela merclo, e cual se define como el

procesoporo eleccionario ingredientes adecuados y
Seterminar sus cantidades lavas, con el objeto de
product tan económicamente como sea posible, un
Eoncreto o un mortero con un minimo de ciertas
propiedades. Detalmaneraquelos factors bósicosen
Eldteeno de una mezcla de concreto o de marter son
fos siguientes:

Economia
Faclidad de colocación y consolidación
Velocidad del reguado

Resistencia

= Durabilidad

= Impermeabildad

= Peso unitario

7 Estabilidad de volumen

= Apariencia adecuada

Estos factores o características requeridas están
determinados por el uso al que estara destinado el
<oncreto y por las condiciones esperadas en el mo-
mento deu colocación.

19. Primera parte

Materiales

20. CAPITULO 2

Cemento portland

Introducción

El cemento es una de las materis primas de lo
consucción más populares y hoy en dia més indie.
pensables. Prácticamente no hay obra alguna que se
pueda emprender sin su concurso, Es por excelencia
Sinagante más baralo y más vers. y sus propieda
Sestscasy Mecanicos SON UpFOVechadas en multitud
uso. Además, como yo se ha visto, ese elemento
Acto en una mescla de concreto o de mortero,

El objeto de este capitulo es, entonces, iniciar el
sudo delos materiales que constituyen el concreto,
canelcemento-Para al efecto, se describió proceso
deabricación, se estudiarán sus propiedades qm!
as cas y mecánicos, haciendo énfasis en ts espe
fcaciones que debe cumplir y Analmente se indica
tin algunos procedimientos recomendados para su
cool,

Definición

En el sentido más amplio, la polabra cemento
indica un material aglomerante que ene propiedades
de adherencia y cohesión los cuales le permiten unir
Iregmentos minerales ere sl para formar un todo,

gamoacto con resistencia vadurabilidad adecuados.
Ete dlnRtne ido abarca los cementos propio
‘mente dichos, sino una gran variedad de mater de.
«ementación tales como los cales, los asfalls y los
algutranes.

En el medio dela construcción y más especifica
mente en el del fabricación de concreto porn este
turas, es feconocido que al mencionas la palabra
(Semente, implichamente ésta se reiere 8 cemento
Poland, o cemento a base de porland, el cual iene la
Propiedad de fraguar y endurecer en presencia de
gua ya que con alla experimenta una fencción qui.
£a. Bate proceso se llamo hidratación, por o cual son
tambien amados cementos hidráulicos

Desarrollo del cemento en Colombia

Durantela primera década del presente siglo, enel
año de 1905, se inició la instalación de la primera
planta para fabricar porland en el pas, por parte dela
fentonces naciente factoría de “Cemenin Samper”, en

lnciudadde Boaais. Estaemperó a operar encaño de
TA coms nroduccion dada de Mfranelades,en un

enueho homo, Como es de Imaginar, por aquell
poca Bogotá era todavia una cluded de cales empe-
tadas, las obras ran muy escasas y en ls gsfuct

21. ¿as de alauna_imnonancia se empleaban principal
‘mente elementos metálicos o mampostería de piedra

A medida que se fue desarollando la industria de
La construcción la mencionada fábrica fue aumentan
do su producción, pero sólo hasta los aos de 1933 y,
1934 se montaron los dos primeros hornos rolaatn
de 100 y 150 ton dio, enla Calera (Comme) y
‘gu Apolo (Candia) par parte de Caos
Sompery Canos Diomante. Más tarde, en 1936,
"Cementos Argos ETS Operaciones en la cud

Medelin,con una producción de 50 ton/dia-A pa
1941 la producción en el Val del Cauca la comienza
Cementos del Valle: en 1943 e inci en el Magdalena
Medio con Cementos del Nare, luego en 1949 se
extiende ala Costa Allánico con Cementos Caribe en
Barranquile y más tarde, en 1959, al oriente del pas,
en San Gi (Santander), con Cementos Hércules.

Posteriormente se crearon varias fábricas distribu
das por 5 zonas del pais tl como lo muestra la igure
2.1. legéndose hoy en da a un total de 16 fábricas
isiibuidos en 10 departamentos del pa

Fabricación

Como se ha podido observar, el cemento portland
se fabrica generalmente a parte de materiales minero:
les calcoreon tales camarla Coli, y ancalimips y
slice. que se encuentran com mal enla naturaleza,
En ocasiones es necesario agregar otos productos
para mejorar la composición química de las materias
primas principales; el más común ss oxido e hero.

Las calizas, que afortunadamente se presentan
con recuenci enla naturalezo, están compuestas en
un alto porcentaje (mas del 60%) de carbonato de
¿calcio (CaCO,), impurezas tales como arcas, slice
y dolomita, entre oras. Hoy diferentes tipos de alzas
Y prácticamente todas pueden servir para a produc
ión del cemento, aanda condición de que no angen
contidades muy grandes dE mgnnesip, pues sl el

“cemento contiene más cantidad del límite permitido, l
oncreto producido con l aumenta de volumen con el
tiempo, generando fisuras y por lo tanto perdidas de

La arcilla que se emplea en la fabricación del ce-
‘mento está constituida principalmente por un slicto
hidratado complejo de aluminio, con porcentajes me.
ores de hero y tes elementos. La arcilla aporta al
proceso los óxidos de slice (SO) hierro (PO, y
Aluminio (ALO).

El yeso, sulfto de calcio hidratado (CaSO,2H,0).
es un producto que se agrego al final del procesó de
producción, con lin de controlar el tiempo de ragus,
40 delcemento El proceso de tbricación del cemento
comprende las siguientes etapas principales;

- Explotación de materias primas.
Preperación y dosificación de materias primos

Homogencización

CClinkertsacion

Enfriamiento

‘Adtiones finales y mollenda

Empaque y distibucisn

‚Como la mezcla y pulverización de materias pre
mas puede efectuarse tanto en presencia de agua co-
Mo en seco, existen actualmente dos procesos unver
Salmente usedos para la producción de cemento l
proceso humedo y el proceso seco. La ulzación de
Unouotodepende de muchosfactorestatofsicos (ca
‘ad dele calza, humedad dela area, ee) como eo
n6micos. À continuación se detallarán brevemente las
tapas anteriormente mencionados, que se compren.
‘eran mejor haciendo referencia alas figuras 22) 23.

Explotación de materias primas.

Las materias primas se extraen delas conteros por
procedimientos normales para este Upo de explota.
ción. Las calizas pueden ser de dureza elevado, de tl
modo que exiancluso de gxplosivosy luegotituració,

[o aos ©

20

23. © sufcientemente blandos como para poderse explo-
Larsin luso de explosivo, Las acilos normalmente
Se encuentran en condiciones de poder mezclorse
Gitectamente conla calza y su extracción generalmen:
le es por arrastre, 0 sea a waves de palas mecánicas,
cergedoresy tras

Preparación, dosificación y molienda.

“Una vez explotada lacoiza,éstase transporta dea
<anteraa unatrituradora oa una plana de nluracion)
Para una tuación primaria que la deja con un tama
‘NoméxintowepardetI8Eeaproximadamente 25 mm,
(17), antes de pasaria a molienda con la aril

Tomando en consideración el proceso por via
húmedo. sila arc es bastante húmeda y encia pro.
Piedad de deserse © dereirse en al agua, debs serás”
metida a la acción de mescladores poto former la
Techado; estose fectún.entun moino delavodo,elcual
s un pozo circular con brazos revolvedores radiales
con ratios, los cuales rompen los aglomerados de
moteras sólidas

La mezcla de la colita titureda y la lechada de
arcilla, en proporciones predeterminadas, que depen
den dela pureza de los materiales (su propia corpo
sición química) y de la composición que se debe
bienes del cemento una ver producido, se leva un
moino de cuerpos moledores (bolos o Barras), lame:
¡do molino decrudo, que muele y pulverialos maten.
leshesta untamaño medio de 0.05 mm. Aquíse nica
la mezca íntima delos dos matenalen

¿Como se puede ver, en el proceso por via húmeda
ste molienda se efectúa en presencia de agua y el
Producto que sale del molino ene aproximadamente
nte 35% y 50% de agua y se conoce con nombre de
“pasta”.

En los procesos por vía seca 0 semiseca, las ma-
Les primas setturan y adicionan en las proporcio.
es correctas en el molino de crudo, donde se secan

(conteniendomenos de 1 a 2% de agua) ysereducesu
tamaño a un polvo fino, Este polvo seco que sale se
lama grano molido, crido o "harina".

Homogencización

Las materias rimas debidamente proporcionadas
y molidas a inas particule, como seindicoenel punto
‘anterior, deben homogencizarse enla mejor forma po.
sible ya que en as rencciones químicos que e suce.
den en el proceso, es de importancia definitive el
<ontactoínimo entre los distintos componentes En a
Proceso de fabricación por va húmeda, la "pasta es
Por tanto bombeada a tanques de homogenenación
"lnmedos "balsas", que son grandes tanques lin
£98 con un equipo que gira en tomo a un Se central
‚Son una see de aspos que a su vez gran suspendidas
del soporte principal con el objeto de impedtt la
sedimentación de los sólidos mediante agloción me.
nica y burbujeo de aire comprimido,

La pasta permanece en las balsas durante varias
horas, en tanto que se controla su homogent
Quimicay se hacenlas correcciones que sean!
bosades en muestras periódicos que se toman para
‘nazar en ellaboratono.

Enel proceso por via seco, el grano molido o “har
a” que sale delmelino de crudo se transpor por me.
dios mecánicos oneumáticos a os als de homoge:
neizacon, que son tanques elindrcos de gran ature en
los cuales se hacen los justes ale ya merda scho.
mogeneiz inyectando are presión porlaparteinferor
dio.

De tas balsas o los silos de homogeneización, se.
gún sea e caso, la mezclo pasa a tanques o silos de
almacenamiento, donde queda lista para entrar la
Siguiente etapa del proceso.

Clinkerización

La mezcla de materias primas debidamente dost
ficada, pulverizada, corregido, mezclado y homo.

»

24. 1422 Proceso de fabricacén del cemento porland por vi húmeda.

FABRICA \CION DE CEMENTO PORTLAND

25. EE

Figura 23 Proceso de fabricación

26. enetado, se somet a continuación aun tratamiento
rm en grandes homes rtatoros

Ethomoesun clindro de acero degrantamaño,re-
fabieto de meterialrefractano (foo de lads se.
Incas) para protegeño del calentamiento y cle
mar pérdida declorporradiación,conundiáimoro
bier host de 5 m y una longitud que a veces al
‘ts 150m, el cul ira lentamente alrededor de su
ti. Est hecho con un ligera Inclinación en relacion
‘tna horizontal. para que el material que se ech pot

Tabla2.] Cambios ocuridosenel

|ocrssocarzare |

Por encima de 1.280€
(haste 1500)

Púnero se climina el agua y se ibero el CO;
Prsteormente, el material seco sufre una serie de
feines químicas hasta que, nalmente, ena pate
ir del homo (zona de cocción) un 20 a 30 por

ceso de clnkerzaclin dentro del horn rot

Se inicial formación de liquidos.

Formación delíquidos yde los compuestos
de cement (cinkerización

HUEVA GRANADA
Y BIBLIOTECA.

la, parte superior, baje lentamente hacia la salida
inferior, medida queelhomo gra Enla salda tenor
del homo se encuentran grandes quemedores que.
Proyectan hacia el interior un chono encendido de
ACPM, fuctol gas o carbón pulverizado, donde le
temperatura alcanzo de 1400 à 1 500°.

Enelproceso por via húmeda, la pasta es bombes
de al homo, por donde empieza descender encon.
Wand progresivamente moyores temperatura, Los
cambios ocunidos se muestran enla tabla 21

CC Fe
ECC
A | eos |
Por encima de 900°C Cristalización de los productos minerales |
| Des00c a 12000 Reacción del CaO con los silicoaluminatos. | Exotérmica

Endotérmica

Endotéemica

¡iento del material se vuelve líquido y la al, la ice y
la alumina vuelven a combinarse, Posteiormente o
‘masa se funde en bolos de diámetro que veran cate
3 30 mm conocidas como clinker Eller colents

27. doalrojes pasado delhomo aun enfador, en donde
sutemperatura se boja à 70°C por medio de aire y este,
intensamente calentado, se vuelve a usar como alte de
combustión en el homo,

Enel proceso por via seca, el homo está constitu
do por una parte Ha y una móvil La parte mövi for
‘malls por un cido rotatorio es básicamente iguala
ladelproceso húmedo, mencionado anteriormente. El
precalentador, que consituyela parte fase compone
‘de cuatrogruesos ciclones dispuestos enseriey cone
ados aun potente ventilador extractor.

Los gases calientes originados en la pat rotativa
del homo son extraidos por el ventlador y circulan a
¡ran velocidaden os ciclones. La materia cruda pue.
fuient es inyectada en la parte superior y desciende
por gravedadenlos ciclones sucesivos para, inalmen-
le. penetrar en el homo en un estado de descarbo-
stación parcel, encaminándose luego hacia la tone
¿cocción bajo efecto de rotación delhormo. A pari
¿e este momento, las operaciones posteiore son las
mismas que ene proceso por via humeda, La materia
se calienta a medida que desciende, mientras quelo
gases que solen del homo se enfian subiendo, El
intercambio de calor se efectia gracias a un movimien:
to turbulento en el interior de los clones,

Enfriamiento

Como ya se mencionó, a la salida del homo el
material se presenta en forma de bolos de dimensión
máxima entre y 30 mm que se conoce como clinker,
«cual sale à uno temperatura cercana a 1-200°C 6
1.300°C, ya que enla pare final del homo mismo se
presenta un principio de enfriamiento

El descenso de temperatura del clinker hasta 30.0
70°C debe ocurir en forma brusca y rápida, debido a
que si se enfria lentamente se presenta óxido de
magnesio en forma cristalina (peridasa), el cual se
puede hidrtar en presencia de humedad, on aumen
to de volumen y posiblidad de desintegración del con.

«retohechocontalcemento.Elenfiomientobrusco se
logra haciendo pasar aire fo por el clinker en
enfadores de tipo parila,

Adiciones finales y mollenda

El cinker frio, que es caractristcamente negro,
reluciente y duro, se lleva a un almacenamiento, &
irectamente un molino de cuerpos moledores com
puestos de diversos compartimiento, los cuales e
en bolas de acero cada vez más pequeñas, En dle
Pulveriza con una pequeña adición de yeso (2 0 5%),
leual, como ya se indicó, sirve para evitar lraguado
relámpago del cemento y regular la velocidad de
endurecimiento del mismo. El producto st obtenido,
«slo que se conoce como cemento portland, es deci
Que no recibe adición sun al yeso.

Sin embargo, durante las limas décadas se han
¡desarrollado gran cantidad de cementos a "base de
portland”. los cuales reciben adiciones Importantes.
Por ejemplo, el cemento porland siderirgico se obie-
e de mercar cinker de samento popland con esco"
Hand ahohomoy yoo: tte real ele"
de escnda.aranılada.de alto homo, en peso del tot
‘Sel cemento portland puroanico, quese obtiene de
merclay pulverización del clinker de cemento porland
‘Con puzolanas (material natural o arical que conte
ne slice en forma resciva) tales como ceniza volante,
arcila calinada o puricta, ente otros, y let dosis
de yeso, en el cual el contenido de puzolanas varia
entre el 15 y el 50% del peso ota

En estos cementos, la resistencia. aumenta más
lentamente que la del “cemento portland puro”. pero
la resistencia Anal puede ser un poco supenor ala de
éste. En Colombia a mayoría de cementos son à base.
e portland,

Empaque y distribución

El cemento resultante del molino se transporta en
formamecánicaoneumáica osos de almacenamiento

yuna
trot dr
ache
pe

espec
Suche

porse

(25
en el

Pa
dei ce
tice:
puede
imple
tengat
sbrevi
més fe
scat

28. yunavezhechosloscorrespondientesensayos de con
trol de calidad, es empacado en el momento de des.
Pacharo al consumo (as fábricas no almacenan ce
ento en bultos) 0 distbuido a granel en Camiones
especiales (pipas),

La operación de empacado se hace en máquinas
especiales que lenan los sacos y automáticamente ls
suehancuandotienen un peso de 20 kg (este es el peso
gersaco estandorizad por ns nO Colombianas)
STORE er eos priver het fon de 94 I
{425kg) comoenlos Estados Unidos, ode 8016 como
nel Canada,

Propiedades quimicas

Composición química

Como se ha vist, las moteras primas utilizadas en
Iofabricación de cemento portland consisten principal
mente de ca, alice, aiming Ania dain, Estos
compuestos Ier en el homo sotatoro de pro
dicción, para formar una serie de productos mas
empleos, hasta alconzar un estado de equilibrio.
mico, con la excepción de un pequeño residuo de
no combinado, que no ha tenido Suficiente tempo
pta tescionor

Par efectos prácticos, se entiende como quimica
de cemento, la química de los slicatos y aluminatos
cos anhidios e hidratado». En la química del
cemento las förmulas se expresan » menudo con la
sama de óxidos; al, el sico tcálico (Ca, SiO.)
puedeescrbirseenlalorma 3CAOSIO, Estafocinamo
Ínpica, por supuesto, que los óxidos constituyentes
{engen una existencia independiente dentro de la
intra del compuesto. En general, se emplean
abreiturs para ls fórmulas quimicas de os óxidos
rés frecuentes, como C para CaO y 3 para SiO, El
set ito Ca SO, (3CA0SIÓ, se trnsiima
asien CS Est sistema de usa con fecuenea, justo

mente con a notación quimico ordinaria dentro de una.
Simple ecuación quimica. Por ejemplo:

3Ca0 + 10, CS

Last completa de abreviaturas de uso general se
puede apreciar en la tabla 22.

Tobla22 Abreviaturas par as Córmulas químicas de
Tor xldosmésfrecuentes

‘Nombre del óxido.

Fara Abel
Onido de alo o c
| Déméosesie Sig, E
Ouéodesmino Ald, À
Quant EC ?
| sus 58 h
| Otidodemognesio go m |
Tondo de ante :
Onoéepouns kd x
Shige de sodio tao hi
Sido de ite us |
Qué de stro Po. 5 |
Qué de hero Pi |
Sido de ane To, E

¡Comoseha dicho, el ainkerportandes un mineral
rich formado por sllctos, Sluminatos y ron
minatos de cleo, pro cualsé suelen considerar cue
{to compuestos principales del cemento que se pue:
den observar en la tabla 23.

Composición

ombre
[Slicatoriescico soo, gs |
Sileatodeseico zu cs |
[Aluminio tcseico Sca0Ai, ¢

Ferrooluminatoteraclcico_4CAOFE/OALO, CAF

»

29. Estos compuestos se forman en el interior del
homo cuando la temperatura alcanza el punto en que
la mezcla cruda se ransiorma en un liquido pastoso,
que alenfarse da origen asustancos cristalinos delos.
Primeros compuestos citados, odeados por un mate.
Folintersicial que contiene CAF y aros compuestos.
Secundarios

Estos compuestos, llamados potenciales, no se
presentan aislados sino que más en puede hablarse
de “fases” que los contienen en una gran proporción
Junto con algunas impurezas, por lo cual no son ver
daderos Compuestos en el sentido quimico, pero las
proporciones calculadas de els revelan valiosa infor.
¿nación en cuanto alas propiedades del cemento. De
festa forma se habla de a fase Alt, a base de C,S: de
Ja ase Belto, base de CS; dela fose Alumna, rea
en C À. dela ase ernto;solucion lida que consiste
len feitos y aluminatos de calcio

Para el álculo de esta composición potencial del
«cemento portland se han desorrolado muchos méto-
‘dos, pero el mas reconocido de todos se basa ene ro
bajo de RH. Bogue y otros, y a menudo se denomina
“Composición Bogue”

Las ecuaciones de Bogue la cuales se encuentran
en la norma NTC - 321 (Especiicaciones Químicas
del Cemento Portland), para determinar el porcentaje
‘de compuestos principales en el cemento se indican à
<ontinuación. En ells, os símbolos entre paréntesis
representan el porcentaje de óxido dado respecto al
Peso total delcemento. Estos porcentaje de óxidos se
determinan a par de os procedimientos descritos en
la norma NTC - 184 (Cementos hidraulicos - mé.
odos de ansliis quimicos)

GS = 4,71 (% C20) - 7,600 (% SiO) - 6718
(£ALO) - 1,430 (%6Fe,0,) -2852 (450),

CS = 2867(4SIO, - 0,7344 (% CS)

CA = 2650 (% ALO) - 1,692 (Fe,O)

CAF = 3,083 (40,0)

La "Alta" (a base de C,S) esla fase principal enla
mayoria de los cinkeres portland y de ella dependen
m buena parte ls corocterstics de desarrlio dere
sistencio mecdnica el C,S endurece más rápidomente
y por tato tiene mayer infuencia en el iempo de
Fraguado y en la resistencia ine

La "Belt" es usualmente la segunda fase en im.
porancia en el clinker y su componente principal el
(ES) se hidrata más lentamente y su contribución al
désarol dela resistencia empieza a sentse después
¿de una semana.

Boguey Lerch hancomprobadoen extensasinves.
"igaciones que estas dos fases (C Sy CS) determinan
¿decisivamente el desarrollo de la resistencia y que
ieren entre si por sutasa de endurecimiento (vera
24). Ehenten de estas dos suman anronimad
mente ef 75% del cemento

“Figura 24 Resistencia la compresión de cinker
se)

a Ez

Ta fase “Aluminato” está consiida básicamente
por CA, aunque no es un compuesto puro, sino més
bien &s una solución sólida de C,A con algo de impo.
rezas de SiO, y de MgO. Contribuye auna ala esisten-
‘a nici, pero con calor de hidratación relativamente
to; además confiere al concreto propiedades inde

30. seables, como cambios volumétricos y resistencia
pobre los slftos razón por la cual su contenido se
Ita ente 5 y 15% según el tipo de comento,

La ase “Fer” (CAP), lamada también Brown:
ile, es realmente una solución sólido que luck
desde CF hasta CA/F: Est fase, aunque disminuye.
lotempárotura de ¿ikerzoció, debe mantenerse e
un minimo por tratarse de un “relleno”

Fuera delos oses principales citadas anterormen:
te(Tabla2.3) existen algunos "compuestos fases me:
ares" como cal libre (CaO), periciasa (MgO), TIO,
1,0, Oy Na, O. que generalmente no sobrepasa
de un pequeno "porcentaje del peso del cemento,
Iigunos de éstos pueden presentarse en estado puro,
especialmente el C20 y el MgO peroengeneral puede
dise que los fases no tienen una Composición
tact, especialmente las más importantes, pues to
ds sión modicados por solución sido, ya sen de
les dos comunes o de los compuestos menores.

De los compuestos menores revisten interés los
ss de sodio y de potasio, 1,0 y K,O, conocidos
ome leas, ya que se ha encontrado que estos com-
Iparentesresccionan con algunos agregados y quelos
productos de esa reacción ocasionan uno desinte
gui del concret, además de afectar la rapidez con
¿ie elcemento adquiere resistencia

Finalmente los cantidades efectivas delos diferen
testpos de compuestos varion considerablemente de
uncemento a toy realmente es posible obtener dis
tits Upos de cemento agregando en forma propor.
‘ona los moteles Correspondientes, Como se verá
‘nis adelante,

Para obtener una idea general de la composición
el cemento, enla tabla 24 se da los limites aprox
imados de los diferentes óxidos y en la tabla 23 se
"muestran las proporciones en que se encuentran los
fompuestos en las distintas marcas de cemento tam
Bien de manero aproximada.

Tabla 2 4 Limites de composición aproximados en
óxidos para el cemento portaná(22)

En EXT
ao “0-0
so, Bed

| so 03280
ie face
Aa EE

Contenido, portent

En

Para el caso de un cemento Úico colombieno, se
‚jenen los valores de is tabla 26.

Tabl 26, Orito y compuesto deu cemento

TEC
So >
ES E
Fe,O, 35
SS, 2
E EN
Duos 10
Sito 8

>

31. composición en comes

Coninido en parce

De este análisis químico se pueden derivar varas
«osas Enprimerlogar el residuo insoluble, determina
do por el tratamiento con ácido clorhídrico (norma
NTC” 184), es una medida de la adulteración del
cemento, que proviene principalmente del yeso y de
los adiciones finales (purolanas) que se hacen en la
molienda delcinker durante el proceso de fabricación
Esnorma ASTM C-150 Imita el residuo insoluble a un
073 por ciento del peso del cemento y la norma
Icomec321 aun 3porciento, En segundo lugar, la pér
da porignción o pérdida el fuego, muestra lo medida
‘deearbonstacion e hidratación de a cal y el magnesio
libre, debido la exposición del cemento la atmósfe-
ra: pero tambien puede indicar un contenido de adilo-
Inez en el cemento. La máximo párdida por ignición à
1.000°€ del cemento permitido porla norma ASTM C
150 s de 3 porciento, y de la norma Icontec.321 es de
J porciento del peso del cemento

Porúilimo, se observa que aparece eltérmino SO,
«omo Integrante de os óxidos del comento, lo cual sé
debe a que en esta forma se expresa el contenido de
to de calcio (yeso), el cual, como ya se menciono,
fs adicionado para regular el fraguado del cemento,

Hidratación del cemento.

La reacción mediante la cual el cemento portland
se transforma en un agente de enlace, se genera por
los procesos químicos responsables dela tormación
de compuestos durante la hidratación los cuales orig
nan propiedades mecánicas utes ens aplicaciones
estructurales, Los fenómenos que ocurren durant la
Nidratación del cemento son sumamente Complejos:

»

sin embargo, existen algunos aspectos generales que
permite formarse una idea global de los procesos,

Para comprender estos fenómenos, el estudio de
las reacclones de hidrotación del cemento suele hacer
Se sobre la posta de cemento, la cual consiste en st
dos aqua y poros. Los sóldos son en fealdad un con
Junto de partículas que diferen en cuanto su compo-
ción quimica, morológia y calidad cementante. Los
poros difieren principalmente en tamaño y, por lo an
To, controlan à movimiento y el comportamiento de
guonecesara poralos procesos quimicos dehidatación.

Formación de

pasta de cemento

En términos generales, puede decirse que la pas
ta de cemento se forma como consecuencia de
rescciones químicas de cemento con el agua. Depen-
‘iendo de la composición de cemento y delas cond
iones de hidratación temperatura, humedad, et) 0
ual hace que la pasta sea un sistema dinámico que
Cambia con eliempo, se forma un conjunto complejo
de productos de hidratación Los compuestos anhidros
‘el comento portland reaccionan con agua dande
rigen a compuestos de dos categorias: compuestos
erstainos hidratados y gel

En forma resumida, un grano de cemento, que
tiene un diámetro medio cercano a SO micras, después.
de lento tiempo de estar en contacto con el agua,
empieza à dor señales de actividad quimica en su
Superficie, ya que aparecen cristales que van recien
‘olentamentey forma una Sustancia glatnoso que
los envuelve, lomada gel este gel que se forma
Inicialmente se Lama gel inestable por poseer un
Porcemaje may clevodo de agua, tania que ol cabo de
Poco tiempo I totalidad del agua disponible esta
tronsformoda en gel. Los compuestos cristlinosnece-
‘tan agua para desarolarsey porlotantolaretran del
ele cual a medida que va perdiendo agua se trans
Forma en gel stable, que en gran medida es responsa:
be delas propiedades mecánicas delas pastas end.
recidas

Lasre

Lai
pino
Suman.
decoke
de los
Sera
dec
Slhcato
cone
de cake

IAprox.
bre

32. Las reacclones de hidratación

Las reacciones de hidratación del cemento son
pincpalmentels reacciones de hidratacióndelcinier,
sumándose ellos las debidas la presencia del sulloto
de calcio (yeso) elas adiciones activas (ias hay) y
de los edtivos y compuestos menores, Pueden con
Siderarse como principales reacciones de hidrotación
dl nkerias correspondientes aa hidratación de los
Sileatos y oluminatos de calcio. Durante la reacción
onelagualossiictos y oluminatos Ibero hidróxido
de lo Ca(OH),

Los cristales que se forman se presentan larg
dos, prismáticos oenagujas, demonesiieate de cacio
hidratado y de aluminatos Mdratados. Estos cistals
se van envelazando a medida que avanza el proceso
de hidratación, dando lugar a una estructura que va à
(aranlzar resistencia de ls pastas, morteros y con.
retos. Los espacios vacios son ocupados principal.
‘mente por gel hidróxido de calcio y agua. En la abla
27 se ofrece una descripción simplificada de la
hidratación

a dehidrataióndelcemeno portland (2)

Etapa dela

slats y alomilos de 4

ES tormación de engi

foe 10 oras (penodo de
Ian)

Se'ones de Ca, se niin le
loimaciondenicleos de CH
YES lnconcentrciende

apor de 1 30 a ta 122
feta de acceración

Rápida esción quimica de
Los alias de Ca pare for.
mor CSA y CH demi
dec

laupadepostocleación — Formación de CH y CS
| fcctstalacsd de einge
& manosult y polen
clon de posbles lios.

Tercia e as
propiedades mec

Procesos fisicos

ción dela fase liquide pue |
‘den fir en lfagundo.

Lsformaciondecttlescon|
Forms de bars o lacs por
Balance Inndesunge de os
Fonts dealominatoy st
Pude in enciquedo|
Y'a rbajabänd La ra

Fomeción de los primeros
ea

Fraguado ill; cambio de]
Serien pen |

‘So temprana; fraguado 1
mi

La rápida formación de
rot provoco un dsm
Velocidad de evel de
‘slr

feastncia à velocidad de
‘ecient La poroidod y a
‘morflogia del sistema |

e color. Continue dismi:
«indelaporosidnd. Forma
‘ibn de la adherencl entre
parc y enel paty

33. En términos generales, se puede decir que hasta
los das de edad, el desorolo de resistencia se debe
la hidratación del CS y del CA: hasta los 7 dis,
prácticamente porel aumento de hidratación del CS
Resta los 28 das, elincremento se debe principalmen-
teal CS. con pequeña contribución del CS y, final
mente, después delos 28 días el incremento se debe
a hdrotacion del CS.

Calor de hidratación

Etprocesodehidratacténesunprocesoexotérmico,
lo eval hace que los concretos al raguer y endurecer
aumenten de temperatura; este Incremento es impor-
tante en coneretos masivos, debido a que cuando ha
cuido et roguado y se nia el descenso térmico, se
ina contracción del materia, que puede conducira
graves arictamientos

El calor de hidratación es a cantidad de calor, en
colons porgramo de cemento deshidratado, despues
de una Notación completa a una temperatura dado,
El procedimiento para medio se encuentro desert
en a norma ASTI C168.

De hecho, el calor de hidratación depende de la
composición química del cemento, y el calor de
idratación del cemento es aproximadamente iguala
1a suma delos calores de hidratación de Los compues.
tos indviduaes, hiratados por seporado, En Te tabla
28 se dan algunos valores Upicos del calor de hidro
tación de los compuestos puros para varias edades.

Tabla 28 Caorliberado por os distintos compuestos

drs

Zdas 20das - Omeses totalmente
Mo m CE]
es la > e
A ts mm
[EM ES 79100

A partic delo anterior, varios invesigadores, des
pués de estudiar un gran numero de cementos, deso
rolaron formulas para obtener el calor de hidatación
¡de una manera aproximado, Por ejemplo, se tiene que
Woods, Steinoury Starke en los EE.UU desarrollaron
1a siguiente fórmula:

Colo de hidratación de 1 g decemento=
136 045) +62 (C5) «200 4 CA) + 30 (CAN)

Donde los términos entre paréntesis indican el
porcentaje en peso de los compuestos individuales
Presentes en el cemento. En un cemento portland
normale cslor de hidrataciónes elordende80a 100
ag. Finalmente, en lo tabla 29 se puede observar

¿ue l aluminoto tighleco (CA) desarrol el mas ato
en a

Resistencia alos sulfatos

Debido a que los slats atacan el concreto end
recido porque reaccionan con el aluminato trcácico
paraformar el slloalominatode calco, elcualtene un
Volumen moyor que el de os componentes quelo or
Sinan, es conveniente desde este punto de vista con
rolariambien el contenido de CA. Las consecuencias
I este aumento de volumen son la aparición de
estucrzosintemos que pueden desintegrarelconcreto,

Por último, haciendo un resumen de o anterior, en
{a tabla 29 5 indican de manera cualtativa los carac:
teriaticas de los diferentes compuesos del cemento,

Propiedades físicas y mecánicas

Las propiedades físicas y mecánicas del cemento
portland permiten complementar ls propiedades qu
rc y conocer lan os aspects de subendnd

ne

Propia

Resten:

ator

Estas pro
pueden ci
Sobre la +
unies det
Cas del ce

Peso esp:

La der
relación es
Yelvolum:
Pocoy ent
diciones
entre 310
ones
puedo est
Sependien
cemento,

En ren
indica dire
deslsepue
analiza en

34. Ju 29 Caracteristicas detos compuestos
es

[Em cs Gs cn

cour

erotede modo pequeño. grande

Reisen

Estas propiedades dependen del estado en el cual se
encuen y son medidas a raves de ensayos que se
Posen sir en ensayos sobre el cemento puro,
Foie la posta de cemento, y sobre el monero; los
‘isles determinan las caracievsicas fisicas y mecéni
sde cemento antes de ser utilizado, Ellos son:

Peso específico (densidad)

La densidad o peso especifico del cemento esla
uan existente nte la masa de una cantidad dada
Y'évolumen sbsolto decsa masa, Su voor vara muy,
pacoyenun cemento porland normal cuando no hay
ciones distintas al yeso, Suele estar comprendida
te 210 3,5 9/60y. En el oso de cementos con
sones, desde luego es menor, ya que el contenido
“decir portonelada de cemento es menory suvalor
puede estar comprendido entre 300 y 3.10 g/cm
dependiendo del porcentaje de adiciones que tenga el

En realidad el peso especifico del cemento no
ide directamente la calidad del mismo, pero a partir
dedisepuedendeducr tras coractersticas cuando se
aol en conjunto con olas propiedades, Por ejem

plo, una baja densidad y una alt finura indican que el
Cemento, cos! con seguridad, contiene adiciones cuan:
dono se dispone de un andlis quimico.

Pero su utlidad principal está relacionada con el
diseño y contol de mezclas de concreto, debido a que
éstos se diseñan "por peso” para un volumen untario
‘de concreto (generalmente 1m’). De manera que hay.
necesidad de conocerelvolumenque ocupa una masa
‘eterminada de cemento dentro de un eto cúbico de
concreto, Esto se hace aplicando la sencillo ecuación
que establece que la densidad de un material es igual
su peso dividido por su volumen,

Peso
Densidad =
Volumen

Existen muchos métodos para determinar laden
sided del cemento, entre los cuales se encuentran los
de Le Chata, Schumann, Mann, Candioty elmétodo
‘el pienómeto. De éstos, cl más conocido en nuestro
medio es el de Le Chater, que se encuentra espect
Wende en la norma NTC - 221. Este frasco permite
medi el volumen correspondiente a una cleo masa
de cemento, por medio del desplazamiento de unig
do, que no reacciona con el cemento (generalmente
Kerosene), aprovechando el conocido principio de
Arquímedes,

Superficie específica (finura)

Como se vio anteriormente, una de las úlimas
etapas del proceso de fabricación del cemento e la
molienda del clinker con yeso, La iura de molido es
Uno de las propiedades fisicas más importantes del
<emento, ya que está intimamente ligada a su valor
hir,

Puesto que la hidratación de Los gronos de cemen-
to ocurre desde I superficie hacia el interior, el área
‘superficial total de los poticlas de cemento const
Ye material de hidratación. Eltomoño delos granos,

35. 0 seal finura del cemento, tiene una gran influencia
Sobre sus propiedades, especialmente sobre la veloc
‘dad de hidratación, desarollo de calor, retracción y
‘aumento de resistencio con la edad.

As, una molienda muy fina da lugar cementos
que endurecen más rápidamente y por lo tonto tn
Bi nen un Jesolo rapido de reastenee. Sin
embargo ate goo dena represent ur como
‘considerable debido a que aumenta el tiempo de mo
Fondo; además, cuanto más o ses un Cemento, se
deterirarä con mayor rapier por la exposición ala
‘Stmostera (es mas Mgrozcopic),AdiGanalmente, I
Bera mayor Cantidad de calor de hidratacion dando
Une mayorreraccón y porletant es mas susceptible
la suzación. Peroun cementofine exuda menos que
Uno más grueso, debido aque retiene mejor el agus al
tener mayor superficie de hidratación

Por otro lado los cementos con granos muy grue-
sossehidratany endurecen muy lentamente y pueden
produc exudacion de egua por su escasa capacidad
pora retenera, De hecho, a hidratación de lo granos.
e cemento es muy lenta y se estima que la velocidad
de hidatación es del orden de 3.5 micras en 28 das,
fo cual significa que las partculs reltivomente grue.
sas pueden dora varios años en hidratrse e inclusive
no egar a hidratarse nunca en forma total, quedando
fen su interior un nücleo anhídrido, lo cual ris un
rendimiento pequeño del cemento,

De acuerdo con o anterior, se puede observa en-
tonces que la finura es une propiedad vial del cemen-
to, que tiene que someterse a un contol cuidadoso, La
‘medida de a finura, hoy en día, se expresa pore área
Superficial de las poriculs contenidos en un gramo
‘el materia o cun se denomino “Superficie Espec
‘cay se mide en emi/g; La ira se puede medir por
métodos directos o por métodos indirectos.

Dentro de los primeros, están los procedimientos
detamizado que se ullizaban en el pasado y aún hoy
en día se usan pero con menor lecuencia, Un proce.

dimientoquese encuenta descrito enlanorma NTC
220, consiste en tamizar una muestra de 50 9 de
<emento por untamiz de 74 miras (Mo. 200), o porun
{amie de 149 micras (o. 100) y determinar el porcen-
taje que pasa por el amie Eltamizado por la malla de
YA micras aunque no da uno idea muy clara del tam
fo de las partículas, sí permito detectar la presencia
normal de granos muy gruesos, que pueden ser
‘debidos a deficiencia en lo molienda oa principio de
hidratación del cemento almacenado por un tiempo
relativamente largo. Pero no da información sobre el
fsmaño de los granos menores que pasan por este
tamix, siendo las parteulas más finos ls que aportan
la mayor superficie especifica al cemento y las que
juegan el papel más importante en la hidratación
Temprana. Adicionalmente, las normas colombianas
no esüpulan un limite de porcentaje retenido en el
Tamia, aungueen otros países e especifico un retenido
en ls malas de 74 micros no mayor del 15%

Un segundo procedimiento, que se encuentra des.
«sto enla norma NTC - 294, 6s algo similar, aunque
la muestro del cemento es de | gy eltamizado se hace
sobre una malla de 44 miras (No. 325) bajo la acción
eun choro de agua a una presión de 0.7 kg/cm, Sin
embargo, este mélodotampoco de una idea muy cara
de la fura del cemento, a pesar de que la malla de
tamizado es mucho más fins,

Dentro de los métods indirectos, el procedimiento
del turbidimetra de Wagner, que fue desarollado en
fos Estados Unidos y que se encuentra deseo enla
nomma leontec597, consiste en medi, de manera
Sproximoda, a distribución del tamaño delas particu
inv del cemento por sedimentación. Este método se
fundamenta en fo variación de lo tubidez de una
Suspension de cemento en un fido (Kerosene) en
función deltiempo, aprovechando la ly de Stokes que
da la velocidad final de caido, bojo lo accion de la
gravedad,deuna para esférica en un medio ido.
Para determinar lo concentración de pariculas en
suspensión a un nivel dado enel kerosene, se tira un
Fra de luz que puede recorre todo el tanque de sed

eléc
ño del

,

Un
circular
medir
basant
Len Nu
liad:
que se
métode
ca d
tomas
denside
desudi
nor por
pardeul

Ele
paraqu
on dat
perle

36. mentación y que se mide por medio de une cel foto
Seen. Una forma tipica de la distribución del tama:
fede ls paniculs se muestra en la figura 25.

Faura 25Distribución pica dettamaño

Un procedimiento mas reciente consiste en hacer
‘ical ove à waves de una copa de cemento para
ined su permeablidad al are, En este sistema se
sanios métodos del permeabiimetro de Bine y de
Us Nurse. En nuestro medio, el más amplamente
vid es el método del permeablimetro de Blain,
ue se encuentra descrito en la norma NTC - 33. El
todo de Bline para determina la superficie espe-
‘ica del cemento se basa en que la cantdad y el
tamaño de los poros de una muestra de determinada,
densidod son funciones del tamaño de las partículas y
detudatabución granulométrico y se pueden determe
tar por I permeabildad ol ire de un conjunto de
paris de cemento,

El ensayo consiste en medir el tiempo necesario
parque na determinado cantided de sie pueda are
Vesaruno muestra de densidad conocido, calculando.
stentonces la superficie especifica, por comparación
a dates obtenidos para una muestra patrón de su-
ci especifica conocido (ver norme NTC = 33)

En este método setiene una imagen clara dela vo»
slacin relativ enla fnura del cemento y ara efectos
prácticos esto es suñiciete. El método de Wagner es
‘un pocomss informativo puesto que indica la distrib:
«ión portamoño delos partículas. En nuestro medio,
lasupertci especiica delos cementos estácompren:
¿da entre 3400 y 4.500 <mw/ (Blaine). La nomma
NTC = 121 establece que como mínimo debe ser
2.800 cm’/g (line). Sin embargo, une aa finura por
este método, no necesariamente puede indicar una
Buena mollenda de clinker, debido a que puede ser
causada porlas adiciones quese hacenalcemento, ya
Que éstos son de menor tamaño que los particulas de
‘cemento portland propiamente dicho.

Consistencia norm

Como es sabido, el conjunto de cemento, agua y
‘ale se Hama past, Los cementos porland pueden de
{erie entre al en cuanto al requerimiento de agua y la
dferencia es aun mayor en cementos porland con ad
iones, os cuales tenen requerimientos de agua más
los que Los cementos normales, por su mayor super
fie espec,

La cantidad de agua que sele agrega al cemento
le comunica una determinado uid, la cual aumento
Al incrementrse el comenido de agua, Existe una de:
terminada Nuidee par la cual debe agregarse cierta
omidad de agua, Esta fides es lo que se lama con-
Sistencia normal

Originalmente se pensaba que el contenido de
‘agua necesara para obteneruna posta de consistencia
normal representaba no sólo el requerimiento de agua
Para una pasta de cemento determinada sino tambien
Paraunconcreto que estuviera hecho de ese cemento.
Sinemborgo,estono.es os, debido a que por ejemplo
El contenido de agua de una pasta de consistencia
normal es mayor en cemento no, pero, porel conta:
fo, un aumento en I inure del cemento mejorar la
trobojablidad de una mezcla de concreto, La tazón de
sta paradoja es que los resultados de les pruebas de

=

37. consstencia dela pastadecementoy delatrabejbibdad
Enciconcreto establecen propiedades diferentes dein
Das res. Enla primera, se mide viscosidad y enla
Segunde copacideddelubricecion, Adicionalmente, el
aire que se encuentro en forme accidental afecta la
trapped el pasa de cemento y ls comemos
de Seren nua pueden coniener dis cone
desde ave Detalmanere que os valores encontados
EN un ensayo de conics normal no se vallan
para el control decadad del cementoy poresolas nor
fas no indican valores minimos mÉMOS EI conte.
‘ido de agua de una pata normal se expresa como
percents en peso de comen seco y au variar
Ese 29 ancient, dependiendo de ls cr
SRE Hamas, La conscenca normales une
<areteica que se puede considerar complementa.
Tia de ous ensayos quest tenen relación decta con
In caldad dl comento com son le determinación de

los tiempos de fraguado y La esabiidad de volumen,
fos cuales se estudaran más adelante

La consistencia de una pasta de cemento se mide
Por medio del aparato de Vica, representado en la
figura 26 y el procedimiento de ensayo se encuentra
descrito enla horma NTC = 110, El ensayo consiste
‘en agregar un volumen conocido de agua a 500 9 de
‘cemento, que ze amason y colocan en un mode ron
‘cocénico, Enseguida, se pone la aguja de 10 mm de
diametro en contacts con 1a superficie superior de la
posta y se suelta, Porla acción de su propio peso (300
9) la aguja penetra en la pasta yla profundidad de
penetración depende de la consistencia de a pasta, Si
Is penetración es de 10 mm | mm, despues de 30
segundos de haber soltado la agua, se Considera que
is pasto tone consistencia normal

aura 26 Aguja de Vient

Fragt

Es
estado
reden
puese
tina pe

En
merda
E
pee
Tempo
So
Es
quedo
sal
pen
se
Sa
Adria
dirs:
ended
ag

lad
cial fin
bic
dei em
ar, vibe!
rires al

Pares
datación
mento: le
CS Las
yeso ret

38. Fraguado del cemento

Este término se usa para describir el cambio del
estado plastic al estado endurecido de una pasta de
emento. Aunque durante el fraguado la pasts requic-
redeaiguna resistencia, para efectos prácticos es Con.
Verne distinguir el fraguado del endurecimiento,
puesesteúllimose refiere al aumento de resistencia de
to posta de cemento fraguado.

Enaprácico, cuendo una muestra decemento se
meca con cierta cantidad de agua, se forma una
Fassplástica; sta seva perdiendo a medida que pasa
tempo, hasta llegar un momento en que lo pasta
pierde su viscosidad y se eleva su temperatura; el
enpotranscuido desde lo adición del agua se lama
“tempo de raguade inicia”, e indica que el cemento
seencuenra parcialmente hidratado y la pasta semi.
da Pesteiormente, la pasta sigue raguando hasta
qu deja de ser deformable con eargasreativamente
Pequeñas, se vuelve rigida y llega al mémo de
temperature tempo os transcunido desde la mez
can agua se denomina tempo de fraguado final”,
ua india que el cemento se encuentra aún más
ind (aunque no totalmente) y la pasta yo sth
À paire este momento empleza el proceso de
‘exdrecmiento dela pasta yla estructura del cemento
fraguado va adquiriendo resistencia mecánico,

La determinación de los tempos de fraguado in
calyfnalque, como ve puede ver, fueron establecidos
«sblraramente, son importantes por la idea que dan
deltempo disponible para mezclar, transportar, colo.
car vibrar y afinar concretos y morteros en una obra,
como paratranstar sobre ellos y paro mojrlos con.
rs a curado.

Parece se quee fraguado es causado por una hi
tación selective de algunos componentes del ce.
esto: ls dos primeros en reaccionar son el CA y el
CS las propiedades del fraguado relámpago del CA
sé mencionaron anteriormente, pero la adición de
eso erase lo formación de hidro de aluminato de

NUEVA GRANADA
BIBLIO

oleo, debido ala baja solublidad de este hidrto en
luna solución saturada de yesocal,demodoqueelC,S
fragua primero. El CS puro mezclado con agua tite
bien presente un fraguedo inicia, pero el CS se end.
rece en forma más gradual

La medida de estos tiempos de fraguado se hace
de acuerdo con los procedimientos descros en la
norma NTC = 118 mediante la aguja de Vicat, o enla
norma NT - 109 mediante las agujas de Gilmore
En nuestro medio el método más generalizadoes el de
la aguja de Vien el cual consiste en medir la penetra.
«ión producida por una aguj de 1 mm de diametro y
300: e peso, sobre una pasta deconsstencianormal
‘diferentes lempos. Cuando ls penstración dela agu-
Ju es de 25 mm, se considera quese ha presentado el
Fraguadoiniily cuando la agujadejauna ligera huella
sobre la superkcie de le pasto, sin penetra, se
‘considera quese ha presentado el raguado final

Para la determinación exacta del momento del
feoguado inicia, e toman lecturas de penetración on
tes y después de que dicho fenémeno ocuray luego
localiza estos puntos sobre un gráfico, como el de
la figura 27, que tenga en las ordenadas las penetra
cones y en los absciss los tiempos, se dibuja
promedio de los puntos encontrados experimental
Fontes el tempo" pare el fraguado inicial tale del
‘grafico elaborado, para una penetración de 25 mm.

En conclusión los factores que mayor influencia
tienen sobre ls tiempos de fraguado son ls siguientes:

= La composición química del cemento.

- La finura del cemento, ya que mientras más nos
sean los granos, mayor es lo velocidad de hidra

Mientras mayor seal cantidad de agua de amass
do, dentro de ceros lites, mis rapido ese re
‘uado.

39. Figura2.7 Penetración ve empo de fraguado

A menos temperatura ambiente más lentamente
‘curen as reacciones de hidratación, a tempera
turas por debajo de = °C el cemento no fragua.

= Amayor temperatura ambiente más rápidamente
Scunen las reacciones de hidratación, pero sobre
los 32°C se puede observar un electo Inverso,

Falso fraguado

Sedaelnombredefalsofraguado auna figidezpre-
‘maturay anormal del cemento, quese presenta dentro
¿elos primeros minutos después de haberlo mezclado
on agua. Dire de fraguado relámpago en que no
‘espide calor enforma aprecabley,sise vuelve amer
lara pasta de comento sin adición de agua, se tes.
{ablecen su pastcidadyfraguedo normales sin per
de de resistencia,

Este fendmeno se debe a que en algunas ocasio-
pes, cuando las temperaturas en los molinos de las
Fébcas de cemento son superiores a 100°C, se puede

presentar deshidratación total o pario del regulador
ctardador) de fraguado del cemento que ese yeso,
Cuando esto sucede, se puede presentar el fenómeno
de "also fraguado” durante a operación de mezclado
el concreto, ya que hay una rgidización parcial y pa
Sajera enla mezcla como consecuencia del propi
fauado del yeso, dando lugar a grumos o pelotas en
Concrete

Las pruebas de laboratorio que se emplean pare
detectar eje fenómeno se encuentran descrítas enlas
formas NTC -_225 y 297. Cuando el fenómeno se
Presento, se soluciona sencilamente prolongando el
Tempo de mescladoy no como sucede con fiecuench,
dicionando agua, por eantundise este efecto pasaje:
0 igidizante con una Fa dea misma para ur
a mezcla, lo cual altra la felación agua-cemento,
‘obviamente haciendo decrece la resistencia

Estabilidad de volumen

Para que un cemento see estableesnecesario que
ninguno de sus Componentes, une ver hidrtados,
ua una expansión perjudicial o destructiva, Los cu

{ro componentes principales del cemento no pueden
product mestablidad, ye que sus volúmenes después
le hidratados, aunque son mayores que los de los
<ompuestos anhidndos, on inferores a os volüme
es de ésos más el volumen del agua necesara para
Fa hidratación: por lo tanto, en circunstancias normar
les, los morteros y los concretos se contraen al endo:
fecer, fenómeno late que recibo e nombre de retrac
«ón: la cal totalidad de lo retracción ocurre en los
Primeros 20.3 meses de hidetacion del cemento y en
Eoncretos normales llega a ser del orden del 0.015%
fas investigaciones sobre el tema han comprobado,
que el fenómeno está infuido pata composición yl

finura del cemento, a cantidad de agua en la mezcl,
ls proporciones de la melo, as condiciones de cu
rado y el Uempo transcurido,

La posible expansión del cemento proviene entonr
ces de ovas fuentes disintas asus componentes pr.

cpales:ne
staino)
de cal bn

dentro da
aline

Las no
tencial de
clave (nor
cambio de
‘em heehat
la hidrata
ción del pr
kafem? de
tôle se den

sentido de
do de expt
ambiente:

ha adopte:
Chatter (
medrcica
pasta de 3
Enaguo st
ao censay
exceso de

Trey dep

Resistenci

La resis
es propie
asobvine
rales. Porlo
deresistene
ones del «

40. ‘pales: normalmente, es causada por pericasa (MgO
(sin) ormodapor enfriamiento lento del cinkery
de cal bre (C20), que no se haya combinado en el
proceso de ciakerzación por deicente molienda de
losmateasprimas, opor proporcionamientolnadecua.
dede elas, opor temperatura Insufcientemente al,
derodelhomo:tsmbiénel CaSO, queno se preciite
Alincors a hidratación puede producir expansion,

as normas colombianas imitan a expansión po-
lend de un cemento por medio del ensayo de auto.
¿oe (norma, NTC = -107) que consiste en medi el
‘ambi de longitud de unas barras de 2. x 2.5 x 254
mechas de pasta (cemento más aqua) al iniciarse
lobirtación y después de sometidas a uns acelera
(in del proceso (curado por 3 horas a 216°C y 208
kafem de presión) el camblo de longitud en porcen
te se denomina expansion en autoclave.

Aste ensayo se han hecho serios reparos en el
sentido de que lun cemento excede el limite perm
dede expansion no necesariamente es un cemento
[opansvo en condiciones de temperatura y presión
ambiente: por estaraz6n enla moyori de os países se
ha adoptado más bien el ensayo delos aguas de Le
Gite (norma NTC - 1514), las cuales permiten
medi el cambio de dámetro de clindros hechos con
pasta de 3 em de dlameto y 0 em de ato, curados
enagua temperatura ambiente yde ebulición. Cuan
da elensayo se relie en fi, la expansión se debe à
ceso de cal y/o de slfto de calco, y cuando se:
resizaencallente laexpansiónse debe exceso de cal
Bey de pericos.

Resistencia mecánica

La resistencia mecónico del cemento endurecido
sl propiedad del material que posiblemente resul
Intsobviaencuantoalosrequstos para usos estructu
fs Polo tant, no es sorprendente que los pruebas.
dereistencioestón indicados en todas ls especifica
‘nes del cemento,

La manera más lógica de medi Ia resistencia me:
cónica delos cementos es, aparentemente, sobre pro.
betas hechas con pasta, ya que ai se limita la dsper
sion que aparece en loz resultados cuando se usan
probetas de morterooconcreto:sin embargo se ha de.
mostrado en múliples investigaciones que el compor.
tamiento mecánico de distintos cementos voria al e.
sayarlos en probetas con agregados (montero 0 Cop
eto) y por tanto, desde el punto de vista de las
aplicaciones del cemento, la determinación de rese-
tencia mecánica sobre probetas de pasta no tiene ma
yor ude

Estas consideraciones hacen pensar que la resis
tencia mecánica se debería medit sobre probetas de
concreto, ya que es esta a aplicación más importante
Sel cemento, peo eltamaño relativamente grande de
las muestras yla ifiutad de obtener agregados grue.
os normalizados han hecho que prácticamente ni
{in pats del mundo lice ensayos sobre muestras de
Eoncreto con miras a caliicr los cementos. Existe
Entonces en el mundo uns unanimidad casi completa
en el uso de moneros para estos ensayos, como 20.
lución intermedia ente la pasta y el concreto.

En cuanto a la arena normalizada par a prepara:
«ión del mortero, existen dos tendencios una, preconi
ada por ASTM los paises que siguen su ortentacion,
y ota, europea estandarizada pora RILEM: la primera
{una arena de grodación abierto, compuesta por res
fracciones de arena natural de Ottawa (Conadi), cado
una de ellos de granos de tamaño muy uniforme; en
tantoquelaorenoRilemes una arena natural, obtenible
en varls fuentes y de gredación uniforme, lo cua con
duce a mezclas más dóciles y más facimente taba:
bios

En lo proporción en que deben mezclarse el ce
mento y el agua tampoco hay acuerdo, ya que la
mayora delos países exige una mezcla 113 (3 partes
de arena por 1 de cemento en peso) en tanto que de
acuerdo ola ASTM (NTC - 220) debe ser 12,13, an
“embargo, se ha demostrado que la variación de resis

41. nca o compresión variando la proporción entre 1:2
135 cambia muy poco, no más de 7%.

En cuanto ala determinación de la cantidad de
tua que debe agregarse a la mezcla, de gran impor.
ci en resultado final debido a la infuencia nor.
que sobr laresistenca mecánica tiene a relación
jus.<emento hay dos posbildades:la primera consi
en uiliar una relación agua-cemento constant, lo
lalconduce a mezclas a veces muy plásticas ya ve:
muy secas, de acuerdo con elipo de cemento, ello
su ve influye en la dispersión de los resultados por
mmayoromenorlaciidadde compactar adecuadamen
los probetas la otra posiblidad para determinor la
dod de agua es producir siempre morteros de
“alconsistenco,conlocualse evita elinconveniente
anotado; además, las variaciones en relación agua
mento por obtener esta consistencia constante no
"grandes; la tendencia europea fia el factor aque
mento en0.50,entanto que ASTM pide el empleo de
nero de consistencia normal, o un valor de ag
mento de 0.485,

La determinación de la consistencia normal se
ce sobre uno mesa de caida de lujo, sobre cual se
loca una muestra en forma de tronco de cono; por
diode un mecanismo con excéntica, o mesa sube
dedor de 1 cm y baja en caida libre, haciendo que
‘muestra se extienda sobre el plato; €l mortero nor
debe dar un determinado cambio de diámeto al
al del número estandarizado de caidas.

En cuanto al po de soliitación que se someten

probetas, las normas norteamericanas especfcan
“ompresión, en tanto que os europeos hacen eso:
Sa ein y compresión al ensayo sele entice por
dura resultados pocos reales, debido al compo.
Pinto no elástico del mortero, que hace que los es-
*nosmáximos a fexión que se presentan enelenso.
seandisintes aloscalculados aplicando as fórmulas
Sicos dela resistencia de materiales,

Elensayo de raccin, usado profusamente duran-
te més de 40 años, presenta serios inconvenientes
‘cuando se aplica a materiales péreos, como lo es en
ste caso el montero; además ens probetas norma
de corbatn que seusan para este ensayo se presentan
concentraciones de esfuerzos hasta de un 80% por
encima del esfuerzo promedio, lo cual conduce a una
“lsperson muy ata en lo resultados (hota del 35%)
por éstas y tras razones, este tipo de solictación ya
Prácticamente no se usa, sin embargo el ensayo se
Encuentra deseo en la norma Icontec-119.

Elensayo Riemsehacesobreuna probeta prisms
ticade 6x4 4 em sometida flexion (norma leomtec
120) y las dos fracciones resultantes se someten à
compresion sobre unasuperciede4x 4 em elensayo
compresión de acuerdos ASTMy alanorma NTC
220 se hace sobre cubos de 5,08 em de arista.

Valela pena observar quelo ficción que jercenlos
platos de la máquina de ensayo sobre las Caras a
Compresión dela probeta, impiden a expansión ateral
¿ela misma y por tanto aparecen esfueros secunda
fs de relativo importancia en la medida de a resisten.
ia nal Seha demostrado que este efecto desaparece
na parte central de una probeta de altura mayor de
115 veces al ancho dela misma y precisamente bus.
cando estaventja, enel Brasil los ensayos de cemen.
tosehacen sobre clindros de Sem de diámetro por 10
cm de aura, conto cual ademés se Imit la dispersión
en os resultados por una mejor uniformidad del mor
{ero en un molde carente de aístos vivas.

Clasificación del cemento portland
Tipos de cemento portland

En el capitulo anterior se ha mencionado el ce-
mento portland en general; sinembargo, al cambiar su
composiciónquímica y sus propiedades sico mecáni
cas, pueden obtener caracteristicas diferentes cuando
Se hidrata, dando lugar a diferentes tipos de cemento,

Hoyendia
mento portan
respecta no
Icontec sobre
dela ASTM de
30 sede sie

- Cemento
Eseldestt
que no se

Cemento
Etre
gene

Cemento y
ES el dest
expuestas

‘obras en e
Biératación

= Cemento p
Eselqued

- Cemento
Eselqued

- Cemento p
Eselqueo,
suites

42. Hoy ndí existen dierentescosiicaciones del ce
mento porland de acuerdo con el pols de exigen de la
espece normalización. En Colombia, ls normes
one sobre cemento están basados en las normas
dels ASTM de los Estados Unidos y ena norma NTC
Bose da siguiente clasiteacion y nomencletura

© Cemento portand tipo 1
Esdldestnado a obras de hormigón en general l
queno see exigen propiedades especiales

= Cemento ponland tipo 14,
Eseldestnado a obras de hormigón en general, al
que no se le exigen propiedades especiales pero
Jene resistencios supenores alas de tipo 1

=. Cemento poland tipo 2
Esl destinado en general a obras de hormigón
expuesta ala acción moderada de sulfatos y à
ras en donde se requiere moderado calor de
Keinen

=. Cemento portand tipo 3
Es que desarollo alts resistencias iniciales

= Cemento pond tipo 4
sel que desvolla Dojo calor de hidratación.

= Cemento pond tipo 5.
Exel que rec ato resistencia ala acción de los
sso,

- Cemento portland blanco,
Es el que se obtiene con materiales debidamente
seleccionados que le confieren una coloración
Blanca

- Cementos portland con incorporadores de aire
Son aquellos alos quese les adiciona un material
incorporador de aire durante la pulverización

- Cemento porland tipo LA.
Es elcemento portland upo 1 cual sele diciono
un material incorporador de are.

- Cemento porland 144 A,
Es el cemento portland 1-4, a cual se e adiciona
lun material incorporador de aire

- Cemento portland tipo 2A.
Es el cemento portland tipo 2, de moderado calor
de hidratación, al que se le adiciona un material
incorporador de are

= Cemento porlandtipo 3A
Es el cemento portland tipo 3, al cual se e agrega
un material incorporedor de ale

Enla tabla 2.10 e pueden observar slgunos valo:
res ipicos de ls propiedades de estos diferentes pos.
de comento

1 diferentes pos de cemento portland

Resistencia la compresión.

ee Composición quimica en # Fine Blane ea
GS GS CA CAF Ida 28das 90 dios
Tyo! æ 7 2 8 min 2800 100 100 100
Toll % 5 '5 0 min 2800 75 99 100
Tyoll & b 9 ‘a sox 4000 190 10 100
Ton 2 5 5 1 ‘min 2800 Pe 100
TV a» m 4 9 min 2800 6 8 100

43. Puede observarse queen el cemento portland tipo
2 se reboja I contidad de silcatorcseicoy de alum
halo tiesleieo, puesto que son los dos compuestos
‘quetienen ndividualmente mayer calor de hidratación;
además, al reduci el oluminatotclcico, sus evalida
des frente a os sulfatos mejoran notablemente

Enel cemento portandtipo 3 se aumenta aprecia
blemente el slicatotricálcico, puesto que, como se ex
plied en el aparte de fraguado, es el compuesto que
Sontibuyeen mayor proporción adichofenömenoy al
posterior endurecimiento dela pasta; pero debe notarse
demás que la inura es mucho más ata que en los
‘tos pos de cemento, debido a queuna mayor super
ficie especifica proporciona mayor área para la acción
inmediata del agua como agente que propicias reac
Clones químicas que dan lugar al fraguado y sus efec-
tos posteriores

Enelcemento porlandtipo 4 sereducen, ain més,
los porcentajes de alleato teslelco y aluminato Ut
élico, principales responsables del calor de hidrata
Sióndeicomerto.oturalmentelaeduccióndelsiicato
icacico hace que este cemento adquiera en forma
lenta su resistencia mecánico.

EncicementoporiandtpoSsehaceunafuenere.
duction decontenodeaumtnatoticacico parent
informactndesufosismino decalde.cuondaelconcre:
cs aicado portes sstancissquesiformarseenel
Concreto endurecido prodacensudetrcción

Otros cementos portland

"Además de los cementos anteriormente mencio-
nados y especialmente en Colombia, es frecuente el
so de cementos a base de clinker porland y una
proporción de otto material que aunque no tenga
propiedades aglomerantes por mismo las desarrolla
Cuando se mescla con el portland. Estos cementos,
asta ciertos limites en le proporción del material no
portland, resultan en cuanto à calidad similares (pero
‘una iguales) al porland puro, tienen en las especif-

ceciones exigencias similares a ste y se usan sin ree
twceion para concretos estructurales, Dentro de estos
se encuentran ls siguientes:

Cemento portland de escoria de alto horno.

De acuerdo con a norma NTC - 31, es aquel que
seobtienemedontelapulverzacin conjunta de inter
portland y escora granulada finamente molida, con
adición de sulfate de calcio (yeso). El contenido de es
<oña granulada de alto homo debe estar comprendido
entre el 15% y el 85%, en masa dela masa total

Cemento portland puzolánico

Següniamismanomma NTC - 31.estecementocsel
queseoblene mediante pulverización conjunta deci
Kerporandy purolana,odeuno mercaínimay uniforme
de cemento ponlandy puzolana finamente pulverizada.
‘conadicionde sulfatode calcio. Elcontenido de puzolan
‘ebeestarcomprendid entree! 15% el50%senmasa de
lamasatout

Engeneralseconsiderancomopuzolanaslosmateri-
Les eminentemente lic aluminososnoturaleso aie
lesque,carentesdeactividadtidrsulicay de propiedades
“cementicios orsísolos,contienenconsttuyentes ques
temperatures ordnarasyenpresenciadeaguasecomb
nanconclhidióxidodeclcio pora formar compuestosper
Foncntesinsolublesenaguay estables Joscualesse cor
Portancomoconglomerantesidrsuicos-Laspuzolanas, se
ünsuorgen sepueden clsticardelasiguentemaner:

Naturales: son aquellas que mantienen carácter pu
olnico por si mismas y pueden ser de origen m
‘eral euptvo (geotermicoigneovolcanicoohidro-
térmico eisseñano) ode oigensedimentarovege-
tal (como las Uerras formadas por esqueletos de
plantas lamadas tierras diatoméseas) o animal
Kcomo la tera de infusoros formada por caparo
zones animales)

- Articles: son aquellas que resultan detratamien-
165 termicos de activación (entre 600°C y 900°C),

t
yeu
ce
mayo
tens
fermi

P
quer
Sia,
trav
exple
pulve
uals
depa

<
nes
rene
porte

5

44. como ciertas rocas no reactivas en estado natural,
goneroimente de corácteraciloso, o subproductos
Industries como residuos de beunitaswtlzades
enla obtención del aluminio (a to) o cenizas vor
Tones que provienen dela combustión del carbón
ado en los centrales térmicas

= Intermedia: sonaquellas puzolanas naturales que,
como Is articles, se someten à tratamientos
térmicos de "ennoblecimiento" aproximadamente
700 de temperatur, para incrementar su act
Mind 05 veces más

isctvidaddelas putolanas consiste pordefsción
ensucopacidnddecombinaciónconcilidróxid cálcico
eventualmente con os constluyenteshidratados del
mono Lascousnedelaactvidaddelaspuzclanes pore
Erquetenenqueverconsuconsilución estu tr
y ueloacividodserátanto mayor, cuantomás viren
‘Semfay menos cristina sea ea. Lo estructura vire"
‘ara sue serpiea dele putolanasacausodalenfía
Men sübtodeimagma de aslavns volcánicas. Lame.
tentación posterior puede aherariarederisalnaquese
pañolommar.Enlas puzolanasartfcialeseltatamiento
micoenusadeectoseniaredenstalna

Porlogenerltienen una gran superficie especiica
uepundesernaturel, portener un alto grado de subd
Vio producida por molienda. Los magmas ácidos
enenalocontendo de licatos y son muy viscosos.A
ttvese los salenios gases congranpresionyfuertes
feplsanes que disgregan y dispersan finamente el
patel queasise temp alaietormando™serogeles”
vor. Le magmas bösicos son muy Nuidos, no se
Puveran y por enfrömiento lento crstalzan, por lo
fulsonmenos activos, En conclusión, la actividad no
depende de la composición química, pero s de a es
mu, textura y estado físico.

Comosepuede observar los cementos conpuzola-
ras pores características particulares que les cone-
renéss ienen propiedades que lo diferencian elos
rand: Dichas diferencias hacen que los cementos

‘con puzolanastengan campos especificos de aplicación,
¿ento de determinados aspectos, en los cuales pue:
‚Jen sust alos porland incluso con ventajas, siendo
preferiles a ellos. Esos campos especificos y aspec
Foscomoladurablidod. estabilidad, color de idratación,
plosiidad, te son aquellos en ls que los cementos
Portland ordinarios manifestan alguna insuiciencio
Elpresentede estos cementos esbillantey parece er
quelo será aún más en su porvenir, ya que alas ven.
aies técnicas se unen las ventajas económicos del
ahoro de combustible en su fabricación. Dentro de las
Ventajas de todo orden que pueden derivarse del em
leo de estos cementos Se encuentran las siguientes

na economia enel costo del conglomerante, me-
jor trabajbiidad, menor segregación y menor
‘exudacion,

= Menor calo de hidratación, fraguado más lento y
‘una consiguiente mener tendencia ala Fiuración

= Mayor valor dela relación racción/compresión,
sobre todo corto pla,

= Mayor resistencia en general a largo pazo,
= Menor permeabilidad.

= Mayordurablidad en generalaataquesporsulfatos
yrencciones expansivas.

Cemento portland adicionado

De acuerdo con la definición dada por la norma
INTC.- 31. es el producto que se obtiene de la pulve-
riaciôn conjuntadelinker porlandy otros materiales.
arcilosos, celcóreos sico aluminosos, calcinados 9
oque poseen propiedades hidráulicas opuzelnicas

¡Cemento de albañilería

Es el material que se obtiene por la pulverización
conjuntadeclinkerportlandy materiales que carezcan

45. de propiedades hidráulicas o puzolánicas con la adi
ción de Sulato de calcio. El contenido de materiales
adilonables debe estar comprendido entre el 15% y el
50% en masa, de a masa total

Cemento aluminoso

Es el material que se obtiene por la pulverización
'decinkeroluminoso,elcualestá constitudo en sum
yor parte potalluminato de calcio, quese obtiene dela
Eide de wn meet propor.
nada y homogeneizada de materiales selecconados,
Siempre que en el clinker que resuke, la contiad de
¿xido de aluminio ea superior 1 30% y la de óxido de
hero interior al 20%, expresados ambos porcentajes

Calidad del cemento portland

Como se ha viso, la fabricación del cemento re
autre de rigurosos controles; por lo tant, ae pealizan

diversas pruebas en ls laboratorios delas fábricas de
cemento para asegurarse de que éste posee la calidad
‘deseada y está dentro de todos los requisitos que fijan
las normas. Sin embargo, muchos consumidores ha
cen pruebas de aceptación o, lo que es més comin,
‘examinan as propiedades del cemento que va ser at
lizado para alguna aplicación especial, Enestoscasos,
los muestras se deben tomar de acuerdo con lo desc.
to porla norma NTC - -108,

Especificaciones químicas

EnColombia,lanorma NTC, - 321, quehesido ex:
tractada de la noma ASTM C-150, fj las espect
Fieaciones químicas que debe tener el cemento por-
Wand. En a tabla 2.11 e presenta un resumen de eta

[Requis quimicos Te Tho To ne
= ku E
Dióxido deso (50) 210

nine porciento

ido de aluminio eo) 60

Odo frico We) 60 65
Oxido de magnesio (190) 719 m m m 7 m
“Tendo de sure (50) 55 35 45

maximo porciento

Pérdida alluego 50 40 49 35 ao

2

46. Er

pme pe Tipo pe me
PU Mn SD tata) se

Reside insoluble
máximo porciento

Sao esco
| mimo porciento

oso,

Sato desc
raie porciento

Acoso,

ROO

CASIO) + (3020.4,0,)
máximo porciento

Felina ead mb dol de
LR ETES RL) soon

(EEE
no ana pr Geta

49 30 30 30 30

350

400

CRC 79 50

200

Sten cen RAT) = (IAN)

endo GAS CP) Led nes

ICAP CP) = RAID) OTTO)

Lan dd A cases

47. Elsigificado de algunas deestaslimiaciones esel
siguiente

Porcentaje de MgO

El óxido de magnesio (MgO) que se presenta en el
cemento proviene generalmente de ls calas, en for
ma de dolomita y a veces en pequeñas cantidades de
are.

Es un hecho reconocido que el MgO no se combi
na en el proceso de fabricación del Cemento y que
‘cuando se presente en forms cristalina o perilase. al
idratarse en concretos en contacto frecuente con el
“agua, aumento de volumen en forma sumamente len:
ta, con posiblidad de desintegración del concreto,
‘Aunque es muy discutible la ación de un limite al
ontenido de MgO. las normas más reconocidas espe-
‘ican un máximo, de 5% a 6% aproximadamente

Anhidrido sulfúrico SO,

Supresencia en el cemento se debe exchisvamen-
tela adición deyeso para control de fraguado, ya que
tlyero se combina con el CA forma un precipitado.
insoluble, evitando la reacción cos instantánea del
CA Sin embargo, una cantidad excesiva de yeso pue
dé daelugar a la formación de sulfoaluminates [cal de
Candiot) que por su naturaleza expansiva pueden dar
lugar a desintegración del concreto

La limitación en el contenido de SO, en vez del ye
s0,sedebe a que este dlimo contiene uña cantidad vo
fable de impurezas, lo cual no permite un control
directo sobre el

Pérdida al fuego

Este ensayo se hace por diferencia de peso de una
muestra de comento llevada auna temperatura de 900

2 1.000°C en recipiente de platino; la diferencia de pe-
Zoe debe:

= Pérdida de agua de cristalización. lo cuales unn
ilo dela eventual iniciación de hidratación delce-

= PérdidadeCO, debidaainiciacióndecarbonatación
(rcaccin del ire) o la existencia en el cemento
de CaCO, pulverizado.

Comose ve, este ensayo, de ci ejecución, puede
ser de gran idad pora determinar si un cemento ha
Sido lmacenadolargotiempo,o.encondicionesinade-
<uadas,o sha sido adulterado con adición de caia
demás estas condiciones semuestrontambiénentos
ensayos mecánicos

Residue insoluble

El ensayo se hace disolviendo una muestra de ce
mento en cido corhidrico (HCD); como os sileatosy
“luminstos dl clinker son todos solubles en este fc
do, el insoluble proviene de otra fuente, normalmente
Sie aportado por elyeso.

Especificaciones físicas y mecánicas

Las especificaciones fisicas y mecánicas que de
ben cumplr los cementos colombianos, están jodas
por la norma NTC. -121 que también ha sido
xtractada dela norma ASTM C-150. En la tabla 2.12
Se presenta un resumen de esta norma.

Como se vio anteriormente, los ensoyos que se
practican al cemento se pueden claiicar según l for
Ma y estado en que se encuente. À manera de re

7

2

48. Tabla 2.12 Requllto íicos y mecánicos del cemento portland

guisos Jessy mecanicos Mo | Too | To | mo | me
ts ra | nage eon [ee |
Fu, superficie especifica en m'/kg
| - ensayo por medio de permeabilidad al
sio, minimo, 200 | 200 | 200 | - | 200 | 20
rem
Expansion en auoclave,mäsimo, % os | os | os | oe | os | os |
Tempo de fraguado (métodos altemativos) |
Tiempo ica, en minuto, no debe ser | |
mener de a as las las | as | os
|
Tempo final, en horas, no debe ser mayor de sels |s|ele
Resistencia a la compresion en MPa
(aprox kaljem) |
| Lresstencia ala compresión de cubos de morte- |
| réhechos con uns pare de cementoÿ 2.75 partes
“e reno redada normalzada para este ensayo, |
preparados y probados de acuerdo con la norma. |
Fonte 220, no debe ser menor que los valores |
Ingeados abajo, para cado edad,
tan - | - | [ro
| (109)
Jan | 80 | 125 | 15 | 210 | - | es
(0) | 12) | (105) | e210) (65
Ts 150 | 195 | 175 zo | 155
(30) | as) | 175) co | (135)
Er mo] - | - | - Ims| ao |
240) | a) | @io)

ey »

49. Ensayos sobre el cemento puro -
Densidad

Finura (superficie especifica)

Ensayos sobre la pasta de cemento
Consistencia normal

Tiempos de fraguado

Expansiôn en el autoclave

(Calor de hidratación

Ensayos sobre el mortero
Ensayo de compresión
Ensayo de tensión

Ensayo de flexión

Adicionalmente, la misma norma tiene algunos

requisitos fisicos opcionales que se muestran en la
tabla 2.13.

28 dios, máximo kufkg (aprox. col/9) -

Resistencia ala compresión
28 das, MPa (aprox kaffer) -

Expansión als sulfatos
14 ins, máximo % a

Tiempo de fraguado (métodos atemativos)
| Ensayos por agujas de Gilmore:
| Tempo inicial, en minutos, no debe ser
menor de 60
| riempo ina, en horas, no debe ser mayor de 10
Folsofreguado, penetración final minimo % E
Calor de hidratación
7 dias, máximo kk (aprox.ca/g) =

me mg
© © © @ ©
Er Eur ur ee)
- m © æ -
co &
m. m |
o, my

CR

2e 2 2 0

Introd

Debi
te en es
plastica,
de un eo
que deb
Sesde et

Defini:

Dec
‘coal e
que le di
formara
asia,

Aguac

Elag
dad de à
equiere
rio para

50. carrruLo 3

Agua

Introducción

Debidoa queelagua ocupa un papelpreponderan-
en es sescciones del cemento durante el estado.
ic el proceso de fraguado y el estado endurecido.
an concreto o mortero, este Capitulo pretende dar
maven generalizada acerca de los corecterisicos
que debe tener este val elemento de la naturaleza
desde punto de vista de la tecnologia del concreto,

Defini

Deacuerdo conto anterior elagua se puede definir
omo aquel componente del conereto en vinud del
a el cemento experimenta reacciones químicas
Au don la propiedad de fraguar y endurecer para
fomerunsóldo único con os agregados, Para el, se
sico en aque de mezclado y agua de curado.

Agua de mezclado

[a de aqua por volumen unitario de concreto que

reel cemento, contenido en ese volumen uta
para producir una posta eficientemente hidratada
nana fuer tal, que permita una lubricación ade"

(ie (de mezelado está definida como la cant

cuado delos agregados cuando a mezcla seencuentra
‘en estado plie

La pasta de cemento, Inmedistamete se mezclan
los materiales, es uno merca plastica de cemento y
gue que ve adquitendo nueva estructura conforme
2 produce la hiratacion del cemento. Esta nueva es
tructura es a formación delllamado gel de cemento y
la redisibución de agua dentro de I past. En una
porción de pasta hidratada, el agua se encuentro en
Bos formas biens, a saber: agua de Mérotaclôn (no
vaporable) y agua evaporable.

Agua de hidratación

El agua de hidratación es aquella parte del agua
original demerclado que reaccione químicamente con
cemento pora pasar formar pate dela fase solida
cl gal Es también llamada no evaporable porque en
{ina porción de pasta hidratado se conserva a 0% de
humedad del ambiente y 110-C de temperatura,

Agua evaporable

Elogua restante que existe enla posto, es agua que
puede evaporarse » 0% de humedad relsiva del am
Bientey 110°C de temperatura, pero no se encuentra

>

51. Figura 3.1 Esquema de a ubicación del

AGUANO EVAPORABLE, | _ AGUA EVAPORABLE

HIDRATACIÓN:
(Formando pote
Gelée cemento)

lbreensutotalidad, El gel de cemento cuya caractere.
tica sobresaliente es un enorme desarrollo superficial
interno, ejerce atracción molecular sobre una parte del
agua evaporable yla mantiene ataida En figura 3.1
Se puede observar que el agua evaporable puede estar
entres condiciones distintas, de acuerdo con su prox
ridad ala superficie del ge

5

AGUA DE ADSORCION (copa molecla ar

reg de peice

0030)

30010 À —

ja en la pasta de cemento hidratado 0.0)

(Orden de distancias 1a superficie del gel)

Agua de adsorción

Es una capa

molecular de agua que se hall

fuertemente adherida a las supericis del gel por
fuerzas intermoleculares de atracción. El agua
adsorbid, cuyas distancias con respecto ala super

ie del gel están

en el intervalo de 0.0 30 À (on

Angstio
“agua à
del con

Agua

Ese
te, a dí
interval
sujet (e
nas des

Agua

Esta
fuerzas e
movida

Con
evapora!
‘ida dee
teelproe
seprodu
arate es
‘da granc
hidrata
porosca
fe del a,
Suminist
toque di

Elag
hidrata
mado, ut

4

‘Aung

52. úAngutrom À = 0,0000001 mm), es llamada también
‘gus acia” por su influencia en el comportamiento
déeancreto bajo carga.

Agua capilar

Eselogun que ocupalos poros caplares dela pos.
tua distancias que suelen estar comprendidas en el
ilenalode 308 10'A.de manera que pare della sta
‘ea (ounque débilmente) la influencia de ls fuer
Be superficie del ge.

Agua libre

Esla quese encuentra fuera del infuenci delas
kenne de supere, de tal modo que tiene completa
mord y puede evaporarse con foclldad

on cierta aproximecién, la porción de agua no
(seperble que exite en la pasta puedo ser una me.
dde gado de hidratación que ha alcanzado, Duran
tee proceso de hidratación delos granos de cemento,
eprodice una especie de desplazamiento de qua del
or alinenor de éstos. Ya que o primero que set
ni slo superficie, se forma ast ena periferia de ca
dr grano una estructura hidratada O gel. Pare quelo
hérución continúe hecia el núcleo delos granos es
recrea la aportación de agua que se obtiene de los
poroscopiares y que osu vez es repuesta por una par
[Peel gun be, Mientras permanece vigente este
“minis de agua, la hidratación del grano puede
(oninusr hasta el final, auspendiendose en el momen
que dicho Suminisr se interrumpe.

Elagua que elcemento necesita para su completa
[Nöotsin representa, como término medio aprox:
mado, un 23% de su peso; es decir

Agua de hidratación en kg
02:
Cemento en kg ió

Aunque las relaciones aguo/cemento que suelen
‘englerseenlas mencias de Concreto excedencste vo:

on
NUEVA GRAKA
lorpormucho, esta situación no representa porsimis-
‘mar una garanti de suministro permanente de agua
pata atta hidratación de cemento, sin tener que re
Eur a una fuente de suministro adicional del exterior
Esto es lo que se conoce como agua de curado

Agua de curado

Elcurado puede definirse como e conjunto de con
diciones necesarias para quel hidratación dela pasta
evolucione sin interrupción hasta que todo el cemento
Se hldrate y el concreto aleance sus propiedades po.
{encales, Estas condiciones se refieren básicamente
la humedady o temperature

Porto tanto, el agua de curado constituye el sum
nistro adicionalde agua para hidratarecientementeel
Cemento. En primer lugar, este suministro adicional
depende dela humedad del ambiente, ya que la evo:
oración del agua ire del past eue con tanta ma:
Yor rapidez cuanto menor es la humedad relativa del
ambiente.

Ensegundo lugar, legua y el cemento al mezclar
seocupenunespacioinicialquepermanececonstante
Y que Bende a ser llenado graduolmente por
uctosdehidrataiôn (gel). Comodsiosdesarrllanun
Volumen que es dos veces mayor que el del cemento
‘orginal resta que conrelciones agua <ementodema.

do bajas puede no haber espacio suficente en la
pasta para acomodar todo el gel potencialmente desa
Trolle y lo completa hidratación del cemento no.
llega a producirse por est imitación.

Entercerlugor, el agua químicamente combinada
con el cemento (agua no evaporable) iene una dense
ed mayor que el agua capilar. Esto significa que, en
un momento dado, puede ser mayor el espacio que ha
dejado libre en los poros caplares, que aquel con el
ue ha contrbuide a formar e gel. Sino existe aporto:
¿ón de aqua exterior paro suple este défi, la
hidrataciön se vuelve más lento, «incluso se detiene,

PS

53. En resumen, al mezclarse el agua con el cemento
se produce una pasta que puede ser más 0 menos fur.
da, según la cantidadde agua que seadicione.Alendo:
recerse la pasta, como consecuencia del fraguado,
parte del agua queda ja en lo estructura igida dela
Pasta y el resto queda como agua bre. Sila cantidad!
e agua de mercado se aumento, la parte que de ell
‘queda fa esla mismo y por consiguiente el agua libre
umenta,conlocualaumental poresidad,yaquecon.
el iempo esta agua libre se evapora y queda en el in
terior del concreto endurecido un conjunto de peque:
os conductos que se lenon de aire. Conesteauimento
‘dela porosidad, la pasta pierde resistencia y el concte.
losehacemás permeable, Deahielhecho de que debo
hacerse un estricto control sobre elagua de mercado,
en el momento de dosificar

Características qui
del agua de mezclado

as y físicas

Porto general se recomienda quee equ que seo
potable y que no tenga on pronunciado Sor © saber
Puede bare params de concreto mon st
Embargo, sono e ngurosrmante certo, debido e que
nu dl ague potable e pueden encon sucks
Sn as concentraciones sales chacos o scores en.
‘Toate, que pueden ser perdices para lconcico
vo monto. De ova porte, ogua ques buena pata
Concreto ho necesanamante es bucne pata bebe,

Para verificar la calidad del agua, se acostumbra
hacer un ensayo de relación de revstencias sobre cu
bos de mortero a 7, 28 y 90 dias de edad, de manera
quese considera que elagua es apta para el concrete,
Sila resistencia delos cubos hechos con el agua cues
\onada no es inferir al 90% de la resistencia de los
cubostestigo confeccionados con agua destlada Los
cubos de mortero deben serhechos deacuerdo contes.
especificaciones de la norma NIC + 220,

Adicionalmente, el ensayo de la aguja de Viet
descrito enla norme NTC - -118 puede der indicios de

impurezas en el agua que eventualmente afecten de
manera adversa os tempos de fraguado del cemento.
nexcesode impurezas en el agua de mezclado puede
causa además manchas corescencios), o corrosión
en elacero de refuerzo de un concreto. Por elo e de
en especifica ciertos Imites de coruros, sulfetos a
¡els y sólidos dentro del agua de mezclado.

Puesto queno es deseable introducir grandes can
¡dades de sedimentos en elconcreo, se ha comprobo
loque las aguas que contengan menos de-2090 pr
tespormilón (ppm) de sólidos duelos, gencialmeme
sonsatisfectonas paro hacerconcreto, Aguas que con.
tengan más de 2.000 ppm de sólidos disueltos deben.
ser ensayadas para determinar sus efectos obre late.
sistenciay el raguedo.de un concreto. Un resumen de
los efectos de ceras impurezas en el agua de merca
do sobre la calidad del concreto se explica 8 cont

Sarbonatos y bicarbonatos.

Los carbonatos y bicarbonatos de sodio y potasio
tenendierentes electos sobre los tiempos detragueds
delos dstintos cementos, Elcarbonato de sodio puede
‘causar muy rápidos fraguado», los iesrbonetoe pue.
¡den también acelerar o retarder el fraguado. En as
‘concentraciones estas sales puedenteducir resisten.
‘ia del conereto, Cuando la sume de ests soles su
Las excedande 1.000 ppm, los ensayos sobre sus efec
toseniostiemposdeffaguado y relación de resistencias
2 28 das de edad deben ser efectuados.

Cloruros y sulfatos

{nat contenidode cloruros en elagua de mezclo
‘do puede generar corrosión en el acero de un concreto
reforzado 0 en los cables detensionsmiento de un com
reto preesforzado, debido o que el fn cloro ataco la
Pelicula de óxido que se forma en el acero. Como los
“loruros se pueden inroduciral concreto dentro de ca
4a uno de sus componentes por separado (Cemento,
agregados, agua de menciado o adilvos), 0 por expe:

sición

acept
end

a
guay
deso
ppm à
prese
500p
alum
expuc
loro,

A
haste
sate
So.

Otra:

u
solu
ent
del ce
tas fo

u
puedi
dedo
250
‘line

54. ssn algunas soles o agua de mar, los limites de
aceptación de cloruros en el agua de mezclado depen
den dela permeabildad y nivel de exposición del con
‘toy dl nivel de contibución del agua de mercado
en el contenido total de cloruros.

Un ako contenido de sólido disuitos dentro del
sgugereroimente présenta aloscontenidos de cloruro.
desdioosulato de sodio. Concentraciones de 20.000
pm de cloruro de sodi son generalmente toerables
Enconeetosque estarán secos y con bajo potenciolde
resciones conos vas durante su vida tl, Por el con
tao laquausada en concreto preeforzado no debe
presenter concentraciones del ón coro supenores a
B0ppmy paraelcnso de concretos con elementos de
aluminio embebidos ogalvanizadosu otros concretos
"puestos a humedad ambiente, el agua no debe pre
Sentarconcenraciones superiores 1.000 ppm delion

Finalmente, el agua de mezclado que contengo
basta 10.000 ppm de sulfato de sodio pure ser usada.
Sutfectoiamente. Silos sulatos se presentan como
SD, su cantidad está limitada a 3.000 ppm.

tras sales comunes

Las carbonatos de calco y magnesio no son muy
robes eneguay éstos rara vez se encuentran en corr
ceraciones tales que puedan afecto lo resistencia
de cancreo Sin embargo, concentraciones supero:
18 400 ppm delión bicarbonato en cualquiera dee
tos formas es considerado dana,

Lossuftosdemagnesioyloscloruros de magnesio
puede str presentes en altas concentraciones sin
Causa efectos dañinos en a resistencia, Buenas esis
lenis han sido obtenido con concentraciones hasta
40.000 ppm declorurode megnesio. Las concentra
(ones deslatos de magnesio deben ser menores de
2000 ppm. El cloruro de calcio es algunas veces
ld en concreto que no es preestorzado en cont

dades hasta del 2% del peso de cemento para acelerar
«endurecimiento ylaresistencatempranadelconereto,

Sales de hierro

Las aguas naturales rar vez contienen más de 20
230 ppmmdehierrosinemborgo, algunas aguas ácidas
pueden tener grandes cantidades. Las ales de hierro
en concentraciones hasta de 40.000 ppm usualmente
no presentan efectos adversos en la esiiencia de Un
concreto o un mortero.

Sales inorgánicas

Los sales de manganeso, estaño, zine, cobre y plo:
no en el agua de mezclado pueden causar reducclo.
[es significativas en la resistencia y grandes Vasco.
hes en los tiempos de fraguado, De éstas lo sales de
Zinc, cobre y plomo son muy actives, Otras ales que
son bastante activas como retardadoras del faguad
incluyen los yodatos,oslaos,orsenatos y Boretos de
odio. Todas pueden retarda los tiempos de fraguado.
Yyafecar el desarrollo de resistencia cuando se presen.
tan en concentraciones por encima del 10% del peso
del cemento, Generalmente, concentraciones de stos
sales de hasta 500 ppm pueden ser toleradas en el
‘agua de mexciado.

¡Otra sal que puede deteriorar el concreto es el
Sul de sodio, el cual se limita 8100 ppm.

Aguas ácidas

La aceptaciôn delagua de mezclado ácida debeser
basada en la concentracion (ppm) de ácidos en el
gue. Ocasionalmente su aceptación es basada en el
Ph, ei cual es una medida dela concentración del ¡ón
hidrógeno, El vapor dl pH es índice de una intensidad
(por debajo de 7.0 indica acidez y por encima de 7.0
alcalinidad) peronoesuna buena medido delpotencial
ácido o básico de reacción del agua. Sin embargo, ak
‘gunas normas como la del Cuerpo de Ingenieros delos
EE.UU. estipula un valor de pH entre 60 y 80,

55. cid sufürico, ácido clorhídrico y tros acidos Norge
10.000 ppm no tienen efectos adversos en la resister
cia del concreto. Las aguas ácidas con valores de pi
por debajo de 30 pueden crear problemas de manejo
Y deben ser evtadas en lo posible

E Generalmente, aguas de mezclado que contienen

Aguas

‘Aguas con concentraciones de hidróxido de sodio
del 0.3% por peso de cemento (6.000 a 10.000 ppm)
ho afectan laresstencia olos raquados. Sin embargo,
más alas concentraciones pueden reducirla reisten
ia del concreto o del montero.

Elhidróxido de potasio en concentraciones por en
‘ima del 1,2% por peso de cemento (18.000 24.000
ptm) tiene pequeños efectos sobre el desarrolla dere
Sistencia de algunos cementos, y en otros la puede
Feducir sustancialmente.

Agua con azúcar

El azúcar en pequeñas contidades como 0.03% a
0.15% por peso de cemento, generalmente retarda el
fraguado dela pasta de cemento; de acuerdo con el
tipo de cemento la resistencia los 7 días de edad se
puede reducir mientras que la de 28 dias puede mejo.
Far. Cuando la cantidad de azücar se incrementa o un
020% por peso de cemento, el fraguado generalmente
se acelera: ia cantidad es de 0,23% más por peso
de cemento, puede causar un fraguado rápido y una
Sustancia reducción de resistencia alos 28 dis de edad

Menos de 500 ppm de anücar en el agua de mex:
«lado generalmente no afecta la resistencia del concre.
to, pero sila concentración excede este limite, deben
ser efectuados los ensayos de tiempos de fraguado y
Felación de resistencias

Partículas en suspensión

Cerca de 2.000 ppm de partículas de areila olimos
suspendidos enelaguade mezciado se pueden oer,
Cantidades más alas pueden no afectar a resistencia
perosiinfuiren otras propiedades de algunas mercas
‘de concrete,

‘Agua con aceite

Varias clases de aceite están ocasionalmente pre
sentes enel agua de mezclado, El aceite mineral (pe
lisis) porsisolotiene menos efectos sobre el desaro.
lo de resistencia del concreto que los aceites animales
vegetales Sin embargo, el ace mineral en concer
tsaciones superiores al 2% por peso de cemento, pus.
de reduci la resistencia del concreto tanto como un
20% omas.

El agua que contiene algas no es recomendable
pparahacer concreto debido a quelo presencia de estos
Produce inclusion de aire con una consecuente pede
fa deresistenciay además puede alectorla hidratación
delcemento

Aguas negras

Unagua negratpica contiene cerca de 400 ppm de
materia orgánica, Después de que esto agua ha sido
eficientemente tatada, su concentración se puede re
ucira cercade 20 ppm o menos. Esta cantidades an
pequeña que no ene un efecto significativo sobre Is
Fesistenciadelconcreto. De ira manera, enningúnce
50 se debe emplear agua con un contenido de mater
Orgänica mayer.

Agua de mar

El agua de mar, que tiene una sainided total hasta
del 3 5% (35.000 ppm), es generalmente recomende
depara concretonotelortado. Sinembargo, elconcre

to he
temp

E
egua
rode
Bec
espe
clue
fect

Cari

E
vistos
ao.

Ca
Ge
Qe
Se

su
Su
Ca
do
Sul
ES

56. a hecho con agua de mar produce una resistencia
temprana ligeramente moyorpero unamenorressten-
arg plazo usualmente la pérdida de resistencia
Ines mayor del 15%

En caso de conereto reforzado, se cree que el
qua marincrementaeliesgo de corrosión delace-
rode eftero, especialmente en países woplcales co.
otuestio por lo eval no se considera recomend
Beelusode agua demarenelmezclado, a menos que
sen nestble En tal caso se deben hacer los pruebas
especias En concrets preesforzados nose permite
née agua de mar debido a que la pequeña sección
answers de los cables de preesfuerzo hace que los
tfecos dela corrosion sean relativamente más graves.

Caracteristicas del agua de curado

Con spect al agua de curado, el ague que esse
nr pra el mezclado también os para el cura
da Sn embargo, lo mater orgánica o ferrosa puede
‘aor manchas,potcularente sl agua fluye len
ame sobre el Concreto y se evapora rapidamente

Taba 3.1 Ta

Especificaciones y calidad de agua

De acuerdo con lo anterior, en la tabla 3.1 e pre-
senta un resumen de los tolerancias máximas de con
<entraciones de impurezas en el agun de mercado de

"Algunos de los ensayos normalmente especifica
dos para el andisis del agua son los siguientes:

Calcio y magnesio en el agua - Norma ASTM D-511
Cioruros, como ión Cloro - Norma ASTM D-512
Sulftos, como SO, - Norma ASTM D-516

PH del agua ASTM D-1293

Acidez y olcaliidad del agua ASTM D-1067
Definición de términos relativos al agua ASTM D-1 129
Particulas y materia disuelto en el agua ASTM D-1888

De otra parte, los crtros de aceptación del agua

respestodelostiempos de fraguado iaresistencia del
concreto se dan en I abla 32.

parer

nas de sodio y potasio
Joe de socio
| corse. come Cl (concreto presforzado)

Taxis concenración

Censo, como Cl concreto húmedo © con elementos de aluminio, metales

“ries o glvonzados)
Sault de sodio
Saf, como SO,

Cateratos de ca y magnesio, como ión bicarbonato

‘Gao de magnesio
Sal de magnesio

(Gen de calco (por peso de cemento en el concreto)

1.000
20000
500
1000 ppm
10000 ppm
3000 ppm
400 ppm
4000 ppm
25000 ppm
2

57. SE > EEE
£ ne |
Sols enero ES
Vedas iodo, esenato y boro de solo fe
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Mbit de solo (par peso d cemento en once)
Hatta de poe pc ca mel) |
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depa on vo To ecomende
Tabla 22 eros de cp d un agu cutre ar concreto mortero

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Desviación de Is úempos de rgundo can "amis temprano de 100. lon NE
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Resttenc mini 0107 as de end sox once 20
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Intro

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tes, del
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‘ido co

58. CAPITULO. 4

Los agregados o áridos

Introducción

Debidoa queelconcreto ests constituidoen su mo
Jer parte por agregados (70-80% en volumen), éstos
esenmenosimportantes quel pasta de cemento em
sec, agua bre, elaie naturalmente atrapado o
ls sthes Pre contrario, gran parte delas caracte.
fas del concreto, tanto en estado pléstico comoen.
tadvendreldo,dependen de las corataíicas y pro.
dades delos agregados, las cuales deben ser estu
Goins pare obtener concretos de calido y económicos

Echo de este capitulo es iniciar el studio elos
“gados naturales, repasendo algunos conceptos
ssoñgeny cssiicaciôn para posteriormente entrar
en esto de sus propiedades, selecciôn, produc-
(Gay conte, de acuerdo con Ins normas y los pro.
rémienos adecuados establecidos por tl in.

Definición

Enel sentido general dela palabra, os agregados,
tanbinlemados nidos, son aquellos moteraiesiner
te deforma granular naturales articles, que aglo-
mendosporelcemento porlanden presencia de agua
Conforman un todo compacto (pledra artificial) cono-
como concreto u hormigón.

‘Como agregados para concreto se pueden conside-
rartodos aquelos materials que teniendo una resisten-
‘i propi Suficiente (resistencia del gano), no pertur
Bon mi afectan les propiedades y caractristicas del
ancre y garantizan uno adherencia suficiente conta
pasta endurecido de cemento portand. En general, la
frayoriason materiales ines, es decir queno desarro.
lin ningún Upo de tescciones con los demás consti
yente del concreto, especialmente con el cement;
Zin embargo, hoy algunos cuya fracción más fina pre-
Senta activided en vitud de sus propiedades hidrul:
as, colaborandoconel desarrollo dela resistencia me-
Cánicacoratersica del concreto, nlescomolasesco-
figs de at homo delas siderugica, los materiales de
rigen volcánico en que hay slice activ, y el oda
kiturado, entre tts, Pero hay algunos otros que pre-
Sentan eiementos nocivos o eventualmente inconve-
lentes que eacclonan afectando a estructura interna
‘el conctet ÿ su durablidad, como por ejemplo los que
presentoncompuestossufturados los que contenen par
culos pulvenstentas más finas o aquelos que se encuen:
an en descomposición latente como algunas pira.

Origen de los agregados naturales

Como el objetivo principal de este coplul se re
fire alos agregados naturales, conviene estudiar su

59. origenynaturoleza ya que todas sus partículas provie-
en de una masa mayor que puede haberse fragmen-
{ado porprocesos maturalestales comoelintemporiemo
yla abrasión o mediante latituración mecánica porel
ombre, porto cual la gran mayoría de sus propleds
des ycaracteristicas dependen dela roca madre, Esto e
{eflre a sus propiedades mineralógicas o susbtonciles,
Petrograf, pureza, densidad, dureza, porosidad, propio.
‘odes hisicomecánicos,composiciónquimicoy estructu:
fo, ente muchas otas que se estudiarán más adelante

Reseña histórica

De acuerdo con la geología histórica, se sabe que
por fenómenos geológicos intemos dela era, al Sol
flicarse y consolidarse elmagmo (mesclahaterogénes
de diversos silicato), se formaron ls rocas originales
Signens y que posteriormente, por fenómenos geol6-
flcos extermos, tales como la meteorización, con el
Vempo se formaron los rocas sedimentarios. Adicio
alent las rocas igneas yla sedimentarias, al sufi
inacción de procesos depresión temperatura form:
roncltercergrupo derocas denominadas metamórficas
Esto se conoce como el cielo geológico de las rocas,
quese puede visualizar [ácimente enla figura 4.1. Este
¿lo esta permanentemente en actividad.

Figura 4.1 Clio geológico de

Rocas lgneas
e,
Qs.
sedimentarias metamódicas
MeT«D+C

ms

Metcoritación
Transporte
Depósito
Consolidación
Calor
Solución
Presión

Soanonz

La mayor pate delacontezaterresre ests formade
por rocasigneas y de elas se derivan los otrs res,
Fazón porla cal zon llamadas rocas originales. Seles
llamotambiénendógenas porgueseoriginanen proce
203 Internos y "magmáticos” porque provienen de
magmo.Segünlavelocidaddesoldiicacen delmagms
(mezcla heterogenen de diversos iicatos) y del lugo
ento de lo era donde ocurr esta consolidación se
Clasiican como aparece en la tabla 4.1.

Denominación Velocidad de
sotlcación
Jntnsivos pltnicos Lento Consoiades a
lesinsivascfusias Répide Consodadas cece
{por eropisn

beng

De acuerdo con la velocided de enfiamiento de
‘magma, se obtiene une textura dada, cual ene gran
Incidencia ena capacidad de adherencia del materia,
‘como se vers. més adelante. Cuando la velocidad de
“enfamiento‘es aja, la particulas son grandes; cuan.
do ez ata Ins partículas son pequeñas, ysis instan

cape
table

Es
dolos

60. ties (rupcién de un volcán) quedan hechas granos.
(Ge me).

Rocas sedimentarias

Son as más abundantes enla superficie terrestre
(05%) Están constuidas por fragmentos o granos.
ge provienen e rocasigneas, metamórficas u tros.
mas sedimentarias. Su proceso de formación se pue
Ae signa de dos mantras, à sober

Par descomposición y desintegración de lo 1ocos
Ienconadas siendo un proceso deetosion, anspor
te ceposacin y consolidación: opor preciptacion 0
deportación quimica (carbonatos), Las agentes que
ren oltransporte y depósito de este tipo de ro.
cas permten hacer la clslicación que se indica en o
wea,

Taba 42 Cluficoión de rocas sedimentario

ee

Es agentes arrastran Jos materiales redonda
or y dándoles una forma y tamaño caracersticos

que son factores de gran incidence en a calidad del
‘material como agregado para conereto. Porta parte,
e acuerdo coneltamaño,los depósitos se pueden cle
Sear según a tabla 4.3

(Depa
lnconsoidado

ño de
las parteulas

(contes Conglomerado |
muy grueso |
[Gravas CE Conglomerado |
lArenas 5-0078 Arenisca |
lumos 0.074-0,002 Limoltos
lacias <0002 Arcitoas tas

Sorgits (según

compactación)

Rocas metamórficas

‘Como ya se mencionó, éstas provienen de las ro
‘cas igneos yla rocas sedimentarias, las cuales expe.
fimentan modifcaciones en solido originadas por es
factores, a saber grandes presiones que sufren los es
tratos profundos, temperatures elevadas que hay ene!
interon y emanaciones delos gases del magma. Se-
‘gunlaineidencia de cada uno de stos factores, se pue-
den tener dos clases de metamorfisme, que son:

= Metamorfisme de contacto: Debido a a intrusion
del magma y al calor aportado por éste, la forma.
«ión de la toca es originada por transformación
Fónicay porque presentauna ue que permite
modilicar ain ragmentr los cristales quese alar.
gan y adelgozon.

61. Metamorismo regional o dinámico: Se denomina
regional porque generalmente ocupa grandes exten
Slones y se presenta gran profundidad en cond:
Clones dealtas presiones de confinamiento, combi
hadas con reacciones químicas que originan una
resgrupeción molecular para conformar una roca
más densa en su estrctura,

Según el grado de metamorfismo, se obtienen es
tructurasfoliados (esquistados) o masivas, las cuales
también, inciden notablemente en la forma, tamaño y
textura delas parículas de un agregado.

Petrografía y mineralogía

De acuerdo con expuesto, desde el punto de vis
1a petrográfico los egregados naturales se pueden

lasfiar mediante exámenes visuales y análisis tol:
icos que permiten evaluar la calidad de los mismos
Porcomparaciónconotrosyaconocidos.Parata efec
Vo. la clasificación más conocida esa dada por a nor
‘mo BS-612 que agrupa los agregados según el ipo de
oca (Tabla 44) sin que ello implique que todos sean
“adecuados para hacer concreto Las técnicas para ele
ular el andlss petrográfico se encuentran descrtas
en la norma ASTM C-295. Por otra parte, el carácter
mineralógicodelosagtegados está dado por as carac-
tersticos mineralógicas de la roca madre de donde
provengan y pueden ayudar a conocer mejor la cal
‘Seddelmatenlen una stuecion determinado, En este
aso, la norma ASTM C-294 describe los minerales
máscomunesdelos agregados ylostresposderocas
Yo mencionados.

Tabla 44 Canin delos agregados naturales según el po de oca Según BS-12-5 45)
Farm © Grip pedemaino © Grupo gebico
deste Horner Dora base
Besato Pm nai básico lasific
Porfiritas básicas Gabro [Cao
Diese Homebendaroca Enge
Boletas de todos Nena clase
‘hoses nero Peo principal
| tera y tesquenta Paste fo, pre
Epidorta Serpentna
Lampe Clasificac
odie |
pie Latom
3 | caen
D- Grupo grntieo E Gnpo arenisca F- Gmpohemsttico || de mime
oes cosa o | fone
Seen ra Benne devadas || lescstoqur
Granodorts Are Sue | Le fach
Gene Arena Er tenen un
Pegmatto Fe 0074 mm
Canon tena y la
Sento que tienen
ch me
mente grat

62. © Grupo colo HE Grupo portico E
Deloria Apio
Cas Dacia
Meat Felsta
Sandro,
Querstöhro
| Mierogroito
| Porto
|

‘Gora recitalzada|

Cuamopodita
Reolta
Troquita

J Grupo esquistoso
te
‘Todos ls piedras severamente
"actuados

Clasificación de los agregados

En general, os agregados para concreto se han
sacado devarins manerasa través deltiempo, pero
incpemente desde fos puntos de vista de su tame
ba procedencia y densidad

úCinificación según su tamaño

Laformamds generalizada de clasificarlos agrega
dsessegün sutamaño,elcualvarío desde fracciones.
de mlimetros haste varios centimetros en sección
toners Esta distribución deltamaño delas panic
Isterloqueseconoceconelnombre de granulometri.
Là facdón fino de este material, cuyas particules
‘nen un démeur inferior a 476 mm y no menor de
01 mm (74 um). es lo que comünmente se llama,
es y la ración gruesa, sea aquellas particules
tien un diámetro superior o 4,16 mm, es lo que
amainente se denomina agregado grueso o simple.
mee grave. Una clasifeacion mae expectica esla

que se muestra en la tabla 45, donde se indican los
fombres más usuales dels fracciones y suapttudco-
mo agregados para concreto según su tomoño.

Clasificación según su procedencia

De acuerdo con el origen de ls agregados, según
provengan de fuentes naturales 0 sean fabricados a
Part de productos industriales se pueden clasiicar de
fa siguiente manera

Agregados naturales

Son todos aquellos que provienen de a explota
ción de fuentes naturales tales como depósitos de
“arrstresfuviales(renas y gravas de io) ode glaciares.
{contes rodados) yde canteras de diversas rocasy ple-
dras naturales, Se pueden aprovechar en su granule
‘Sénnatualotiturandolos mecánicamente, segúnsenel
aso, de acuerdo con las especificaciones requeridas

63. a a ES Esa
po | mm ner | sonommanı |
oo | 7
agar Fr Tante
AO Per
a pure
ue mé
mesos. 1524 ris Es
ce |
ao 1524 na ie tacón
za
— | oo
remis aio Propledades químicas nn
Estos agregados se obtienen a partir de productos. Talcomo seexpresó enla definicién,lamayoriade | ue Puedes
éas,escoriasdealtohomo,clinker,limadurasdehierto_quimicamenteconlosdemicconsttiventecdeicenere, SUN 10%
densidad, la cual depende de la cantidad de masa por né Volumen ar
A A | eter

64. Taba 46 Clasiencn dl agregado según su densa
A BEL TER TE Dee ETS
Go | de | Gagne ado

som | Rar a
400800 60400 Concrt pre aamientos Fiera poms
| overt pra rellenos y
vee | sois | ee | Pesta
|r | una —
| Covert cria
RSS | = = canto rodado |
[sema | 20002500 | 13001500 | Concito ests! y no Agregados
Sue ie
| Concreto par porción
25005600 | 54002500 | Com adacin gamma o Pin bart
| Eneas
Roc sgregado dent cement que es om escción lcsiscarbonsto.y

Essen oro pos de reacciones que por lo gene
rloinan expansiones dentro dela masa endurecida
Glconreto las cuales inducen esfuerzos de tension
que pueden hacer falar la integridad estructural, ya
{fieesstencia ala tension de conerei es delorden
run 10% de su resistencia ala compresión.

La rescción más común se produce entre los
(tos de sci (SIO en sus formas inestables y los
áridos alcalinos de La pasta de cemento (Ma,0 y
KO) Ena rescció, que es de tipo soldoliuido,
predice un gel de tipo hinchable que aumenta de
foumen o medida que absorbe agua, con lo cual ops
recen presiones interas en el concreto que conducen
sepansôn agrietamiento y ruptura de a pasta de ce
iento Esto lo que se conoce como reacción deal
She yaque también exite ora reacción srr entre
digas tipos de colza dolomilic y los slcais del

ue aunque es menos Irecuente, de todas maneras
Vale a pena menciona.

Dadas las circunstancias anteriomente expues-
tas, convene tener en cuenta que los agregados pue.
den tesccionar con os dels de cemento, locual debe.
examinarse cuando se presuma que los agregados.
<ontengan slice inestable estado vireo, ciplocrstals
o, microcistaino y amorfo).

Las rocas que por lo general contienen slice en
estas dos formas son: rocas slceas, como pedemal
{conépaloy/o cacedonia).calzasy dolomitassiieas.
Rocas volcánicas ácidos € intermedias (con vidio
volcánico) como las rotas, aia, dacitas, andesitas
Y sus respectives tobas. Algunas formas de cuarzo
“rptocistaline, microctstalmo o cristalino intenso:
mente deformado.

65. Para detecta la presencia de alice activo en los
agregados, hoy necesidad de efectuar ensayos de
rescividad potencial por el método químico desento
enla norma ASTM C-289, lo prueba de expansión en
montero por el método de borras desert enla norma
ASTM C.227 ola prueba de reactividad potencial alos
Seals de rocas calzas que aparece ena norms ASTM,
C586, as eusles deben Ir acompañadas de un detal.

do andlsis petrogrfico de acuerdo con la norme
ASTM 295.

Propiedades fisicas
Granulometria

La granulometra está definida como la distribu
ción de los tamaños de as partículas que constituyen
tuna masa de agregados. Se determina mediante el
análisis granulometico que Consiste en dividir una
muestra de agregado en facciones de igual tamaño.
La medida dell cuanta de cado una de estas raccie-
nes es lo que se conoce como granulometi,

Análisis granulométrico

La operación de separar una masa deagregado en
fracciones de igual tamaño, Consiste en hacer pasar

éste através de una serie de tamices que tienen aber
turas cuadradas y cuyas caracterisics deben ajustar
seta norma NTC > 32

La denominación de ls tamices anteriomente se
hecia teniendo en cuenta el tamaño de la aberture en
Pulgadas poralostamaños grandes y porel número de
abertures por pulgada lineal para tamices menores de
1/8 de pulgada. De tal manera que, por ejemplo, el
tamiz No, 200 tiene 200 x 200 huecos dent de una
pulgada cuadrada con abertura de 0.078 mm codo
uno. Hoy en dia, la designación de tamices se hace de
cuerdo con a abertura dela mala, medida en mim
{tos 0 en micras

La sere general de tamices se baso teóricomente
en quel oberturadeuntamir están relación 112con
respecto a siguiente tamiz, Sin embargo, hoy en da
Serle completa ests dodo por lo serie R 40/3 dela ISO
(International Standards Organization),

LanormaNTC - 32incluye algungstamicesinte:
medios que no cumplen la relación 1:12 pero que se
‘emplean con alguna frecuencia pra evitar intervalos
muy grandes entre dos tamices consecutivos Esta se
fie se indica en la tabla 47.

Tabla 47 Denominación y abertura de tamices

[Denain

Designación Designación “Antigua designación
dome Bo RON: NC AS
Eaualente Egialente
et

150 mm . - =
125 mm a = 2
106 mm 7 107.6 mm 420
: E 101.5 mm 4
- 905 mm a
= 6.1 mm 3
SERIE 2x

66. ns = ae ai]
Dessen “nti designación
dime o KONEC-Nre PAS.
union Eguiatene
Format Alamo
Sm = 538 mm 212 212
E a 50.8 mm 2 2
‘mm I 433mm he be
35mm a 38.1 mm ve 14
Anm a 320 mm ve 13
265mm E 259 mm Los: 106
> 5 25.4 mm iy b
Zamm 224mm 226mm hr Ie
20mm 7 190 mm x de
180mm 160 mm 160 mm le e
12mm 3 135 mm 033 os
° I 127 mm fr |
Hamm Nam 112 mm he ne |
mm a 951 mm * %
80mm 8.0mm 800mm we, ee
62mm E 673mm 0265 oder |
g = 535 mm w
56mm 56mm 5.56 mm LE n3w |
mn A 476 mm Ho. mos |
‘00mm 400 mm 400mm Res ms |
335mm = 336 mm No.6 No.6
260 mm à 233 mm No.7 No.7
| 28mm a 238mm No.8 N08
[com 200mm 200 mm No. 10 No. 10
| 10mm E 1.68 mm No. 12 No. 12
140mm 1.40 mm Vat mm no. 1a Re. ia
18m 4 119mm No. 16 No. 16
100 mm 1.00 mm 1:00 mm Ho. 18 Fe. 18
Boum El sam 8.20 0.20
Tom TS worm dE 0.25
gum © Sum Ne. 30 Fo. 30
um 500 pm 500mm Re 35 10.35
Sun E 200m Mo. 80 ño. 40
35pm 3m Sum Noa Noa

67. Denomnackn Dec
la ES
| mat
300 nm = 297 um
Zum 20m om
\ 2zım E 210m
| fou 180 nm 177 pm
Boum 149 pm
snm um TE
106m 5 105 4 m
Sum som sum
| zum E 7m
Bim Sum Sum
Sum > Sum
Sum sum “um
_ um le Sum

Pare fines prácticos, la serio de tamices que se
emplea en agregados par concreo ae ha estolecdo
de mancra quels abertura de cunlquiertamir es aprons
‘medament le mitad de o abertura del tamis imedo
tamente superior. Esto es una relación 12. la cual fue
«stoblecio por primer vez por Abrams, enel juego de
tamices americano Tyler Esta serie e indica enla te
bla: y deiguol manera queenta anterior seincluyen
algunos tamices que no cumplen I lación 12 pero
fue son de uso hecuente paro delerminar mejor la
‘ronblometie de un agregado en su pate ruca

La operación detamizado debe ejecutarse de acuer
do conla norma NTC. -77, en la cual se descnben el
tamaño dela muestro a ensayoras y os procedimien
tos adecuados para realizar el análisis Los resultados
de este andlsis generalmente se expresan en forma
tabuledo, como se muestra en 1 abla 49.

[

Designación Antigua designación |
CORTE Ne ‘ASN
Equtoionte Equtoalete
‘Alterna
No. 50 No. 50
Ho. 60 No. 60
No. 70 Fo. 70
No. 80 me |
No. 100 Ne. 100
Ne. 120 No. 120
No. 140 ‘No. 140
No. 170 Ne. 170
Fo. 200 o. 200
0.230 0.230
0.270 0.270
0.325 No. 325
o. 400 o. 400

Tabla 4.8 Sete de tamices más usuales en agregados

Designación

‘si

HE CRE |
mm - $
ie mm = 5 |
[sm ai |
Fe mn wie E
EA e
Bo om Mm E
Bm z
EM Emm e
nm Bann iy
ison

L

194 mm “|

ti

Em
254
190.
951

Total

coh
de tami
tabla se

cok
el peso:

68. * un
Sum Sum
um E
Sum Sum
Sun E
gun Sun

emplenen agregados par conteiose estas as
manero quelo obert cualqier temic er apron
mademente la mt de Sera lo ae. |
{iments super Esto es na oc 12. cal fue
sabi po primeres por Alam enehingede
ums americano Tyer Eta sei se ico ent
Sy den quanto so 1500
algunos tonces que no Sample modo E paro 1120
ue son de uso ecuente pars deerminar mejoria 11120
Saone oun sgrguaoensupanegnen, [OO
La operaciôn de tamizado debe ejecutarse de acuer- Kr
doconianama NTC 77, enlacuolsedeserben el |* 308
tironodelsmueais asrcayaeeyiosprocedmien |. 373
Los adecuados para ear el ania Ls rematados |" 283
ibid como Se mues eis ala)

[Donominacisy — Designación Antigua da

etiam” KCOMEC-MIC

69. [mac

Designación _ Antigua designacién|

dim ROME Mic “sm
Eine —_ farniente |

13200 127 mm “|
85 me 951 mm “|
[ammm 476 mm Bo |
236mm 238 mm Fos |
118mm 119 mm Ro. 16
@ın 595 um No. 30 |
Sum rum fo. 50
opm 149 um Fo. 100
Bam Tam No. 200

(ati oe Cr
arms x, Y BG

Bar x, a À =

mn % Y B04

as Y 2 8

x a za #

X A 2 à

Fa À % ww |
fes 100%

Colunna (1): En esta columne se indica a serie
tamices deseada, en orden descendente. (En la
tbls seíndican algunos a manera de ejemplo)

Columna (2): En esta columna aparece indicado.
peso retenido en cada tami X,

Columna (3): Enestacolumna cada volorX dela
columna (2) se expresa como un porcentaje del peso.
total de la muestra X, de acuerdo con la siguente
expresión:

y= 2 x10 an

Columna (4): Esta columna va indicando el acu
mulado delos porcentajes retenidos en cada tam de
cuerdo con la siguiente expresión

[2277 (a2)

Detal manera que, por ejemploZ, = Y, 2, V + Y..
Z,= Y, * Y, + Y y ast sucesivamente hasta llegar a
Ze 100

Columna (5): Con base en el porcentaje retenido
acumulado en cada tamiz se puede determinar el por
<entaje acumulado que pase también por cada tamis
Como el porcentaje retenido acumulado e el comple.
mento para llegar al 100% del porcentaje que pasa,
Este uhimo láclmente se determina segan a siguen

4m 100-2, a

El porcentaje acumulado que pasa es el que se
valiza para representar gráficamente las Curvas de
sranulometa

Curvas de granulometría

Para mayor facilidad de comprensión los resi
os delandlisis granulométrico comúnmente se repre.
Sentan de maneta gráfica mediante la curva degranulo
metia o Unes de cribado.

Generalmente en una gráfica de granulometría
sobre el eje delas ordenadas se representa el porcen:
oje acumulado que pasa a través delos tamices en

70. escola ortmática y sobre el eje de las absciaas se nasvecessegtinunaescala mixta. Estosellustraen ls
indican las aberturos de los tamices, unas veces en figuras 4.2.4.3 44, que representan la granulometts
scale aimética otas en escala logortmico yalgu dada ena tabla 4.10.

Tabla 4.10 Ejemplo de un análisis granulomätrico

Tan Ferre raie FREE
lg game | E amado |
sm -% o o o 1000
17 nod so 25 25 23
28 tee 10 3 100 Pr
119 Lol 40 23 23 as
| 0385 : Ro:30 $00 Bo 313 23
| 327 meso 50 23 200 20
O49 | No. 100 ito Ed ee
Fondo eo 1008 °
Ta io |
peo
wo [|
»
io
E »
[me hesoss us 22 a A)

71. ‘Figura 43 Curva de granalometia- Absclen en ecala logarítmica

[razo Too 50 E 6 5 Ei Ei

T ita T Lans 1

72. Factores que se derivan del análisis
‘granulometrico

Además de determinara distribución de tamaños
'dentrodeuna masa de agregados y de visualizarla por
‘medio de un gräico que permite conocer qué tan grue.
00 fino es, asi como detect deficiencias o excesos
deuntamafoen particular delandlsisgranulometico
se derivan algunos factores queconstiuyen una carac:
terzacion más de la dstibucion de tamaños, que
posteriormente se ullizan como parámetros de diseño
Se una mercla de concreto. A continuación se desc.
ben estar

Módulo de finura

El módulo de inura es un factor empiico que per
mite estimar qué tan fino o grueso es un material. Este
‘dfinido como la suma de los porcentajes retenidos
‘Scumulados en los tamices de a sede “estandar” que
‘Cumplen la relación 112, desde el tamiz de 149 (No.
100) en adelante, hasta el máximo tamaño que se en
cuente, dividido por 100,

El módulo de inura es un promedio logartmico de
lacástibución de tamaños de portculas, ya quela serie
de tamices se encuentra en una relación 1:2. En
términos reales, un mismo volor de módulo de finura
puede representarunnúmero infinito de distribuciones
Eranulométicos, por lo cual no se puede interpretar
mo una descripción dela granulometia de un agre-
ado dado, sino, más bien, como un factor que indica
Se manera práctica el predominio de particulas finas o
paticulas gruesas dentro dela distribución granulo-
Fratrica, En general, este valor puede variar entre O y
100 más (dependiendo del tamaño maximo presente),

En la medida en que se acerca a cero indica un
agregado fino y en la medida que aumenta su valor
indice que el agregado es más grueso. Suuso general.
mente se ha centrado en la evaluación de "grados de
finura" del agregado fino o arena,

Tamaño máximo

Eltamaño máximo del agregedo es tro factor que
se derva del anis ranulométic y está definido co
mola abertura del menor tamiz de a serie que permite
¿paso del 100% del materia

Enla práctico, lo que indica el tamaño méximo de
un agregado es eltamaño dele paricula más grande
‘que hay dent dela masa de ogtegados, el cual debe
Sescompatbleconlas dimensionesy especiicacones
‘dela estructura,

Tamaño máximo nomin:

El tercer factor que se derive del análisis granulo.
met es eltamaño máximo nominal que está dei
{do como la abertura del tamiz inmediatamente supe
flora aquelcuyo porcentaje retenido acumulado sen
1336 0 más

En la práctico, lo que indica el tamaño máximo
nominal € el tamaño promedio de parículas més
Grandes que hay dentro de la masa de agregado. La
Mayor lidad de este actor respecto al anterior está
ba en que eltamaño máximo nominal define mejor l
tamano de las parículos mas grandes de la masa de
gregados ensufracclôngnucsa, mientras que eltam-
Ae máximo sólo indico el tamaño dela partcula més
Grande que hay en a masa, la cuol en algunos casos
Puede serúnica

Por esta razón generalmente al hacer un análisis
granulométrico os valores del tamaño máximo y el
amaño nominal no coinciden, pero además la mayo-
fia de les especificaciones gronulométicas se den en
Función del tamaño máximo nominal, el cual puede
definir de manera más real y generalizada una espec
ficación granulométrica determinada.

Deigual manera que se ha generalizado costum
bre de ulizr el módulo de finura para caracteriza al

grease

gado gt
Teoriat

Muc
lado ae
agregas
gacione
y comp
trode
dady o
poco tra
Presents

Princip,

Port
rolle e
bejo put
Proponi

73. aggadofmo, eluso deltamaño máximo yeltameno
rmbimo nominal se aplican para caracerzar al agro.

seo grueso,
Teorías sobre granulometrias continuas ideales

Muchassonlas investigaciones quese handesarro-
Ido acerca de lo que es una buena granulometa de
Agregados para concreto. La mayorla de estas invest
{cones se boson en capacidad de acomodamiento
Yeompactaion de las particulas (compacidad) dem
trade un volumen dado, pora lograr la máxima dens
dey con esto la maxima resistencia, Sin embargo,
como se verá más adelante, esto conduce a mezclas
pocoubujblesenestado plásico. A continuación se
presentan ls principales teorías sobre el tema:

Pinciplo de gra

clôn de Fuller y Thompson

Porogenealelpuntode parida detodoslos desa-
los teóricos de curvas de granulometa, es el ro
Boj publicado por Fuller y Thompson (The Laws of
Frpotioning concrete) en los Estados Unidos de

‘América, hacia el ao de 1907, en el cual se concluye
que las curvas de gradación ideal de toda la mass
{inetuyendo el aglomerante) presentan un comporta:
mientelipicoen su facción fina,elcual converge con
una neo recta tangente à lo clips (ig. 45), en las
siguentes fracciones, La ecuación general pars la par
te euica de esta curva, está dada por

wor, we,

1 ay

Donde

y es el porcentaje de material que pasa el tamiz de
aberira x

2 y b son constantes que representan los ejes de In
ipse y su valor depende del tamaño máximo (D) del
Agregado y dela forma delas pariculs; estos valores
Se muestran en la tabla 411. Estas constantes fueron
presets detal forma que a medid que los partículas
on más angulosas es más amplio el porcentaje de
‘material no representado por la parte clipe.

I gradación Faller Thompson (Incluyendo el cemento) (42)

74. Tabla 4.11 Valores de Ins constantes que representan
la parte chics dela ecuación
Fullesthompeon (412)

[Clase de mateñal TT a >
Agregados de canto rodado 01MD 286
“Aena nturl y grave titurads 0,150 304
‘Arena y grave turadas 308

01470

En esta curva ideal, Fuller y Thompson encontre
ron que para un valor de “y”iguelal 7% elvalorde “x=
a de LOT mm, ex dci, que el 7% delo masa eta
<onstiuido por pariculos de diámeto inferior a 0.074
‘imo sala rocción que peso «tamiz No. 200, més
«cemento. Posteriormente, a curva continúa con su
formaclipico.hostaunvelorde x" aproximademente
igualal 10 porciento deltamaño máximo, y a parti de
este punto sigue como una linea recta en que "4" es

igualal100 porciento y “e”esigualoltamaño máximo
presente,

Tabla 4.12 Gradaciones ideales FullerThompson de agregados ps

Según algunos autores, cuando se desea obtener
Incurva paro lagregadosolo,deberestarsela porción
de cemento prevista en cada caso y tomar elresto co.
mo 100%, Alhaceresto se obiene una curva de foma
aproximademente parabólico, la cual se ha amado
uva o parábola de Fuller Thompson y está expresa
a de la siguiente manera

vn JZ 0 [2]
E

En donde:

145)

P= porcentaje de material que pasa por el tamiz
de abertura .

D= tamaño máximo del agregado,

Los valores numéricos correspondientes alas die

rentes curvas de cada tamaño máximo (ecuación 43)

se presentan enla abla 4.12,

TAME TAMARO MAXIMO mm (pul)

mm pug | zu 58 1 ta os
tc) G ae 0 e ©)

71. > 1000 |
sos) > 816 100 |
gar] mw 707 866 1000
aa [or 578 707 816 1000
00: Ww 300 612707 866 100
AS 409 500 578 707 818 1009
95% 354 433 m 612 707 72 1000
476 : Nos | 250 306 30 433 500 612 706
238 Nos | 177 26 24 06 354 433 200
10 Note | 125 153 177 216 20 306 354
0595 No | 68 108 125 153 177 26 250
027: no | 62 77 86 108 125 153 178
019! No 10 | aa 54 62 71 Be 108 126

En
ferenct
entac:
clas de
interes
bajabil
tomado
mange
seco de
figura

75. Sn embargo se ha observado que los agregados
E dados según ecuación (45 pora produce món:
Es des den lugar a merelas ásperas y poco
[mocos enestado plástico debido ala falta de nos
Eepeclnente para concretos con bajo contenido de
no Es eslrarôn de que Fullery Thompsonen
Jun (44) hubieran asumido un 7% de material
Kennet interior à 0.074 mm,

Toi de Weymouth

En 1933 se public 1a obra “Efecto partici inter
Terxeinmorarsandeonerete” de € A.G, Weymouth,
Alta lauiorexpenc una teoria acerca de le mer.
Ks de concret as como el efecto de la parteulo de
Ilo en los requerimientos de aque y tro
bd incluyendo la tendencia de los dientes
ana delas pariculas a segregarse durante ci
Fre. El usr au concepto en términos de mercla
sad gregados usando el modelo mostrado en la
Car

La figura 46 (a) representa, en dos dimensiones,
¡una mezela de dostamaños de partículas. Las partie.
los más grandes son pocas yestanmuy separadas por
las particulas más pequeños; la distancia promedio
entre ellas. es considerablemente más grande que el
¿lámetr de las particules mas pequeños (Da) En el
diograma (D). número relativo elas particules m

grandes es más amplio y la distancia promedio ent

las es justo igual a dametro delos porículos más
Pequeñas. De acuerdo con Weymouth, parala compo
Siciôn representada por (a) 0 (b).la mezclo puede set
removida sin cambios en a uniformidad de los dep.
sitos vacios” definidos por las pariculos más peque.
fes. En a figura 4. (la concentración de particules
més grandes esta que elespacio promedio entre allas
{sms reducido que el diómero dela particules mas
Pequeñas, haciéndose imposible que los espacios
intersiciales de las partculas más grandes sean lena
4s unformemente con os más pequeñas. Weymouth
sostuvo que cuando una mezcla es electuade en uno
batea, ay una tendencia delos dos tomaños a produ:

partículas de Interferencia (4.13)

76. sir segregación. Para aplicar esta observación a una
masa de mayor volumen, visualize como un grupo
de paículas de tamaño dado conformaban un espe
io de estructura de rjile través de a cual los par
culs más pequeñas se mueven en sentido vertical y
hottotaltanibrement como ll pueden durante.
manipulación de la mezcla y la masa permanece
homogénea. Perosilas particulas más grandes inter.
ren el movimiento de las més pequeñas, entonces.
cure segregación, y los grandes depóslos de vacio
on desarollados con una gran pérdida de resistencia
1 trabaabiidad.

Después de extensos y arduos experimentos Wey-
moutheoneluy6 que para obtenerla adecuada vabaja
lidad con una máxima economia, hay une ley de
Jyadacién dels agregados detolformaquelos granos
Jeunsolotamaño deben tener espacio sufcente para
‘noverse dentro del espacio dejado poros granos del
“ameno subsiguiente mayor, evitando de esta manera
à intsferencia de las portculs. Esta interferencia
parce cuando hay mucha contidad de agregados de
2nsolotamano, Cuando esto ocur, el espacio medio

entre las paticulases menor queel dismeto delas par.
ticulassubsigulentes menores, En caso contrario los
granos pueden moverse ibremente etrelos más gran.
des, dstibuyendose mejoren elconcretoy haciendolo
‘en extremo rabsjable.

Estaley degradación, Weymouth la pudo expresar
en una ecuación de forme similar ala deFuler. La ex
presión generals:

ley
pi [5 us)
En donde:

P= Porcentaje que pasa por el amie (4)

D = Temaño máximo del agregado

n = Exponente que gobiema lo distribución de las
porículas y es función del agregado grueso.

En una investigación adelantada por Juan F. Gar
cla Baladol!%. e dan os valores de n como una fun.
‘lon del tamaño, los cuales se presentan en la tabla
a3

Tabla 413 Valores den para ta ecuación de Weymouth en función del tamaño (414)

Tamanod

De acuerdo con lo anterior se obtienen las gra
twlometias ideales mostradas en la tabla 4.14. Sn
*mbargo,seha observado que estas gradaciones dan
gara mercas con exceso de nos (pastosas) poro
ol requieren de un ato contenido de agua y por lo
{nto de cemento para uno misma resistencia,

tras teorías de gradación

nt nde obtener una mayor usraión sobre

realizados con base en las teorias descritas anterior

En primer lugar, cabe señalor que la gradación
parabóllca de Fuller Thompson que requiere que la
Fracción más fina deuntamano dado se igual ala at:
cuadrada dearelacióndetamaños d/D, essolemente
tuna, de muchas fallos de porábolas de varios grados
quese podrian expresar de la siguiente manera,

P= (D) = (on us

Donde
(9) puede t
también pat

En 1925
Anderson d
agregados <
presentes de
Pendiente d
Entre más p
‘contenido de
la misma m
agregado te
ta forma el
hechura de.

77. Tamaño maxino mim pila)

m

Donde= 1/9. Tales gradaciones, para las cuales
(0 pur tener iros valores iferentes de 05, son.
lamen parabólicas,

En1029los investigadores A. H.M. Andreasen y J
Anderson demostraron que cuando los tamaños de
gregados descienden a Cero, el contenido de vacios
¡rentes depende solamente del valor de , y esinde-
Finden del tamaño máximo D. De tal manera que
Le más pequeño el valor de q es más pequeño el
end de vacios, asique iq e aproxima acero, de
Ismams manera hace el contenido de vacios. En el
o extemo, cuando q se aproxima a Ínfato, el
ess end a un tamaño Único, creciendo de es:
lem el contenido de vacios, Esto significa que la
Heu de una masa densa de un material gral es

simplemente asunto de adaptar una gradación para
Bolio asignando un pequeño valor de q

Sin embargo, en a práctica esto no necesoriamen
tee=cieno, debido ala inhabilded que presentan as par
ticlas más pequeños Par formar una masa densa,

En un estudi adelantado por ete autor y tros in
vestigadores (4.15), se determinaron experimentalmen-
delos densidades de “empaquetado” (masas unitarios)
‘de agregados de composición granulomética bien des
‘ida, tanto para mateñal en estado suelto, como com.
Pactado a base de una energia de vibrado siempre gua
Para ste estudio, las curvas de cribado responden ala
eue

P=100 (4/07 us)

78. En la que para el exponente n se emplearon
sucesivamente los valores 0.1, 02, 03,04, 05,06,
07.08.09 y 1.0. Los ensayos se levaron cabo con
“arena y grava de conto rodado niurades. La figura 47
muestra los resultados obtenidos con mezclas com-
Puestas únicamente de agregados, cuyolarmaño máxi

Figura 4.7 Curvas de mi

mo es de 254 mm (1°), enla cual se aprecia quelaps- |
rábola de Fuller-Thompson {n 0.5) no es la que pro. |
porcionais densidad pla de empaquetado En cl cas
¿elo masa unitaria sel, la máxima densidad de em |
paquetadocorresponde aunvalordelexponenten=0.35
Jrenel caso de la masa untara compacta a n= 04,

unitarias del agregado en función den (4.15)

05.0403 a2 On

VALOR DER

En la parte iequierda de estas curvas se observa
que e medido que aumenta el valor den, se disminuye
otablement el contenido de finos y se incrementa el
Valor de las masas untarias hasta un máximo.

El punto de máxima compacidad se presenta
cuendo hay un “equilibrio” entre todas las particulas
Este equilibrio se obtiene cuando elespacio dejado por
las pariculas de mayor tamano es ocupado por otras
más pequeñas y asi sucesivamente, de talmenera que

la canidado porcentaje de cada tamano sea el óptimo
para que no haya exceso ni defecto de un tamaño
Seterminado y que cade grano cumpla la función de
llenar un vacio obteniéndose así un conjunto lo más
‘compacta posible conlamayor densidad quese puede
fograr con un determinado materia

Amedida que n aumenta parir delpunto máximo
se ene el fenomeno inverso, esto es, que lo fracción
‘gruesa aumenta y la fracción ina disminuye lejéndo:

aquel
tomar
finosy
parer
By, of

De
invols
enc
meals
Werf

cidad
dems

1173

Peso Unt dl at af)
fai

79. secta vez ms del punto de equilibrio. Esto se debe
Aquelosespacios dejados por las particules de mayor
taostone alcanzan a serlenados por los granos más
Foosyaquecuando n ende a infintoeltamaño dels
peiuslohacea untamaño único (tamaño máximo
Dj otenndose asi un máximo de vacios y por lo
lobe valores de masa unitario.

Dect parte, dentro de eta misma investigación, al

“mento ala mezcl se observa lo mama ten
is aumentar el peso unitario del concreto confor
eslcomporamiento granulomético de os agregados
(Rue 48)

¡Como se puede ver, el punto de máxima compa:
ntdolconcrtoendurecidonocolncideconslpumo
bi compacidad delos agregados; esto se pue:

de explicar tomando como base el análisis de la masa
unitaria compacta del agregado en la cual se dijo que a
medida que n aumenta a partir del punto máximo
(n= 040) 1 ración gruesa aumenta y la fracción fina
aminuye; en forma inverso, cuando n disminuye del
punto de equltbrio. Ahora bien, en el caso del masa de
Concreto I posta de cemento necesño ocupar un lagar
y par elo requiere de una granulemetria que errata
que ésta obre ls espacios dejados por los agregadas
formar asi una masa más densa. Esto se logra cuando
Zetiene una ganulomer en que los espacios ene sus
granos sean llenados por la pasa, obteniéndose al el
inimo de vacios posibles y por lo tanto el mejor
comodamiento de pasta y agregados. Es por esto que
la mime densidad el concreto endurecido se desplaza
pora una granulometia corespondiente a n = 049
(ator practcamenteiguataln de Fullery Thompson).

‘Figura 48 Curva de peso unitaro del concreto endurecido en función den 4.15)

»

80. De acuerdo con lo anterior, se puede ver que el
pesountarioes una medidaindirecta dela compociad
de una mezcla de concreto en estado endurccid, tal
‘como lo plantearon Fuller y Thompson

Sin embargo, la práctica ha demostrado que alto-
‘mar un valor de =0 se requiere de una mayor ener
gia de compactación para ograr un alto peso nitano
Yuna alta resistencia. Es porelloque se deben emplear
Valores sustancialmente menores de n para logro la
más ata resistencia, con menor energía de compoc.
tación. En la figura 49 se puede apreciar que la mas
alta resistencia de un concreto en función de su ran.
lometia se bene paraun valor den =0.45,empleendo
métodos tradicionales de compactación.

Portales motivos, este autor sugiere la siguiente
expresión como curva ideal de gradación de agrega
‘dos, en función de elíminar los asperezas, mejorar la
manejabildad y obtener más ata resistencias en uns
mercia de concreto,

P= 100 (4/0 (4:10
Donde

P = Porcentaje que pasa por el tamiz d
D= Tamaño máximo del agregado

La cual da un valor intermedio en n =0.45 entre
máxima compacidad de los agregados solos (n™= 04)

05 08 a7 0B

ylas
dos
dase

Teor

sony
basto
ción:
aünh
entre
la teo
aspen
dade

76.
EN
38,
3.
19%
123
95
are
23
118
059
029
014

81. adelos gregados con cemento(n=0.5) con méto-
testadicionses de compactación. De acuerdo conto
sto secbenen as granulometiasidestes mostra
diseno tabla 4.1.

Ter de Bolomey

Desdela publicación deateoradeFultery Thomp-
sonylaposteorteria de Weymouth, son muchas ls
uvas als de gredación que se han desarrollado
basa uesrs das. Sin embargo, tl vez la modifica
sin queen su momento (1947) fue más aceptada y
tiny endatiene vigenci es a propuesta por Bolo
ey le cal contempla un mayor contenido de fins
hat dela masa del ogregado (sin excesos como en
laters de Weymouth) con el objeto de elminar la

Pas+(100-f)x (d/o) (am
onde [es una constante empírica que indica el grado
4e rabajabilided de una mezcla de concreto para una
Consistenca y una forma determinada de las parc.
les. Estos valores de [se presentan enla tabla 4.15.
Tabla 4.15 Valores de [según a formula de Botomey
GE)

Consistencia del concreto

Forma de las partículas nl de
en estado plastico

del gregado,

spa y mejorar la manejoblidad dela mezcla de

corro en estado plástico. Esta modificación está

ded enn expresión (4.7).

12-14 14-16]

le que paso, según el autor

anse

508
@

127
cy

Em
i)

254
0)

190
1)

No.8
No. 16
No. 30
0.50,
No. 100,

536
47
392
287
210
154
n3

82

60

1000
879
732
643
556
a
345
252
185
135
99
73

82. Especificaciones de las curvas de granulometría

Como se vio anteriormente, a resistencia ala com
presión del concreto totalmente compactado con una
determinada felación aguacemento no es indepen
¿ente dela granulometria del agregado; para lograr
luna buena compactación cuando se encuentra en est
o plástico, serequiere una adecuada manejabiidad sin
segregación, que sôlo se obtiene conuna granulometia
{al que permito compactar a mezcla ala maxima den.
sidad con un uso moderado de energía

En este punto, es conveniente anotar que las gra-
nulometis ideales solo existen nivel eorco, dll
mente se pueden reproducir en la práctico, de tal
manera que una buena granulometría 0 más bien una

Figura 4.10 Limites de gradación continua completa (in

x gruesos) para agrega

especificación granulomética, se reñierealaprovecha-
miento eiiente de condiciones técnicas y económi
Cas para obtener el resultado deseado.

Para este efecto, casi todas Is especificaciones
granulomötrcas contemplan dos curvas a primers
eine el limite superior a segunda inferior. detre
¿de as cuales cualquier granulometría es buena, En a
360 europeo, éstas contemplan a gradación comple
ta del agregado, desde los partículas que pasan elo
miz de 0.149 mm hasta el tamaño maximo deseada,
Some aparece en 1a ur 4.10, que muera la espe
<ifcación alemana DIN 1045 para agregado de tame
ho máximo D = 30 mm (1.27 y enla figura 4.11 donde
Se indica la especificación brtänica paa agregado de
{amano máximo D = 19.1 mm (99)

(1.25) según Dincto4s (4.13),

Gar] = ie 3 A ME ET:
of
ios
|E e
= |
|
- 1
, I
mm [ous om om 1m 2% 4% on wo x:

NT
u
par
on
Bia
lt
ten
de

83. Enlos Estados Unidos de América la especifica —— Tabla 4.17 Requstos de

Gén ASTM C33, dela cual se ha extractado la norma fine para concreto según ASTM C33, y NIC 174
NTC. 174, determina un par de curvas mites para OO FATE NA
regado Ino que deben ullizarse para concreto (no Tame Porcentaje que pasa
para morteros) y 13 pares de curvas para agregados mm" pus. x

esos según su tamaño máximo nominal En as ta ue =
Br y 18 se indican estas expecticaciones yen 951 % 100
laura 4.12, 8 manera de ejemplo, se muestran as 476 mos 95-100
us mies de gradación del agregado grueso cuyo 238 m8 80: 100
mato máximo nominal es de 19 mm (43, La gro 119 Mol 50-85

cn del agregado ino que se ullzo en morteros de 0395 10.30 25-60
ampostero esta especificada enla norma ASTM G 0297 | o. 50 10-30

Td es más fina que la de le rena vilzede en con 0149 No 100 2.10

st por aaones obvias. Esta gradación se muestra - =
aida 19,

pus 41 Limites degradación continua completa (nos y gruesos) para agregado de tamaño máximo = 19 mm.

sazón Ba (an

¿

sm où9 0m 0m 15 2% 46 on wo

84. En el caso colombiano, existe la norma NTC- tabla420.Laespecifcaciónde granulometria de agre
174 que especiica 1Opares decurvasde granulometía.— gado fino para Concreto es le misma dela tabla 417,
para agregado grueso, las cuales se muestran enla

Figura 4.12 Limites de gradación para agregado grueso cuyo TAN 19 mm(3/4")regän ASTM C33 (46)

TAMIZ 100 EJ E 16 O ‘ %
» - | m /
ï T
pá 5
é lf

m sel
Cr 02970398 11 2% 4 951 150
Tabla 4.18 Requistos de granulometría pars agregade grueso según ASTA C33
Fe nn 9 ON O7 en 6 M 0 OT 0 CD M0 @0 =

» ToL on. CORERET VOL MATEO |

600
300
150
750

Form:

Co
natural
neos,

85. 7.

ous On le en er ur

fine pare mortero ségán ASTM CIA (LO)
pen que paña

E rat manacacido
[as nos | 100 100 |
2% mob | 9-10 55-100
dis crois] 7m 7-10 |
o | 02 80.9
Mom. nom | 10-35 20-00
Him No 2215 10.28

Tom No. 200” = 0-10

Ferme

Como se mencionó anteriormente, los agregados.
sus provienen de tres Upos de foco, 0 saber
Hs sedimentarias y metamörfcas que, dependien

do de su procedencia, tienen unos características mi
neralögics y petrográfias determinadas. Adicional
mente estas caracteistcas, hay algunas propieda
des que coresponden al agregado en al pero que in
“irectamente dependen de tpo de roca. Una de éstas
‘esa forma de las partículas del agregado.

En términos generals, se puede deci que los agre-
ados procedentes de piedras naturales sometidas a un
proceso de tturaciony lsiicacón Venen formas geo:
Fnéticos que varian desdelasaproximadamentecubicas
‘Spoliedicas, les de esquitosalorgodos o astilados, o
‘fos laminates aplanadas, o à las de forma de cascos.
[Mientras que los agregados de 1.0 de depöstos (aras.
{ues Nuvies o glacors) Venen formas de conos redo.
<deados (canos rodados) o planadas (medallón)

Tal vez la clasificacin más utilizada hasta el mo
mento, par definirla forma delas partículas del agre-

86. gado, es a desert en la norma británica E.5.812 que
Se muestro en ia tabla 4.21

En térninos prácticos, I forma de os paticulas det
agregado Juega un papel muy importante en la fabrico
‘inde conreto,debidoa quele opttuddecompactacién
‘dela mezcla no sólo depende de la granulometa del
agregado sino también el grado de acomodamiento de

Piedras de os y cantos rodados ya cúbica para un
des (i, 4.13). En la medida en que o forma de asp
culs del agregado se lee de estas geometis, nen
serála contidadde poriculasqueseacomoden ento
un volumen determinado y por lo tanto quedarán epa
«losentrepariculay paru quedeben serlenndeseen
pasta de cemento, lo cual encarece el costo una}
‘umenta el riesgo de agretamiento el concreto pora

Bin
D ee Rares cate en re
onen es pr q ne ne es nee
ee need
en ess lex
Taba 420 tos rm par ger ea AT
Tamaño nominal Tamices MATERIAL QUEPASA CADA UNO DE LOS SIGUIENTES TAMICES ConTEG Fare) |) \D-E*
ee = ce) ji
am u Ga mol ee
© soma On m De aeons D |
| E |
la 64,00 men a 38,10 mm. 100 900 350 0a Oo [re
Bees rs
2 set0mme476 om |
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100 7 » 5 | Foi
mB
© setbm 840mm mom 0
mars 0

87. Tabo 421 Casación eas particulas según u Poor pare Joformaidaleslaredondendo debido
e forma, Norma S02 4) 3 que el grado de ocomodamiento de la pats de
E En ein = forma redondeadas mejor que ide parts defomma
x Be ‘Deen tice En efecto se ha demestado que en un meo
8 — A | ico de maten! de Irma redondeada puede haber
E Id | Teatre desgastado porelaguno | asa un 2% más de malen que en ul volumen de
- | O mate de forma ibs,
|
Eos | remuer oporcimentel]— Encuontoalasparicalos deforma ja” large
i ‘Moda por otomiento) on Coro te das plans} opt de tener por general une ese
© pet tura liar (en copas) con paca esencias en
> ‘dena colors en posición ouoraldeno dela asa
[Ganges | Posee caras bin dci que se for] Compte de concret fo cua ype sido del gus
| | man enla interscecon de eaves mis) HreGelomeecn dried procerodetogun ygeree
| etree pires | buts de ae que debitaniaeastencs del cence

| Gerfigur 4:14) Por esta raz deben evtarse,
DEscamosa. | Matrten el cul e espesores peque |
- (amina). | toemaacónconstnsdesámenst |

aura à 14 Barba de sun arpa

Etongeda | Mateñl normalmente angular, en el |
cual fa orgia es consderalemente|
| | mayor que oes dos dimensiones

|rescamosay| Materiel cuya longitudes considerable
slngids | mentemayorqueelanchoy este cons |
<erablemente mayor que el espesor

sua 13 Partículas de forma redondenda y cúbica Con el objeto deimpedi eta tuación y de asegu-
y "ean rar una forme de parties que se asemejo a ls or

"mos dene (redondeado y bic) norme TC
174 especifica quel porcentaje de particulas deforma
Indeseable plana. alargada) no debe excederde150%
de la masa total del agregado, sobre la base de los
Siguientes definiciones

= Panicula larga: Aquello cuya relación entre longi
ud y anchura es mayor de 1,5.

L
loge = > 15 am
»

88. Donde = Longitud de la partícula
5 = Ancho de a paricula

= Paricula plana: Aquélla cuya relación ente el
espesor y el ancho es menor de 03.

Plana < 05 (4.12)
>
Donde d= Espesor dela particule
D = Ancho de a partcula
Textura

Otra propiedad que corresponde inrinsecamente al
agregado, pero que se dea indireciomente dela roca
madre, es texture superficial, que también incide nota
Biemente en os propiedades del concreto, especalmen,
tenia adherencia ente ls portculas del agregado y la
pasta de cemento reguado, y gobiema las condiciones
eher micrrasiamencaseeneueriaenesiado psico.

Lacasifcacin delatexura superficial sebasaenlas
caracteracas de la supericte de una partcula en tr.
ninos de ies pul, mate, suave o spero, o cual esta
ligado ala dureza, tamaño, forma y estructura de a roca
‘orginal Enterminos generals, se puede deciequeesisa
(sgregados redondeados) o áspera (agregados tura.
os) pero la conicación más ¿izado est dada pora
nomma británica B.S812 que aparece enla tabla 4.22

Superficie específica

La superficie especifica del agregado se define
“como a relación que hay entr la superficie exterior de
tina partícula y el volumen que ocupa esa partícula. Si
se supone una forma esférica con un diámetro d, esta

Area superficial Ane 3
= pere, +

an

volumen ORE

perf de lor agregados
Forma 8.8812 (6

Coasters

Fractura concoidl
Lisa Desgastada por el agua, osa de

bdo aa fractura de oca laminada |
de grano no

3 Granular

Fractura que muestra granos más

‘omenos unllormementetedos |

Senden

4 Aspera Fractura áspera de roca con gr
nos fos o medianos que conte

nen parículs estaines no fac

mente visibles

5 Cristalmo Contiene particuls cristalinos 4

Apanalada Con poros y cavidades visibles.

Se observa que el área superficil resulta inver
samente proporcional al tamaño dela particule. Por
ira parte se define le superficie de pega o “superficie
specific total como la suma del área supeticial de
todas los particulas que constituyen la masa de agte.
gado. Esta superici de pega depende de la granulo.
‘eta, la forma y la textura de las particulas

El concepto de superficie fue introducido dentro
del campo dela Tecnología del Concreto en e año de
1918 por LE. Edwards y reviste importancia ya que
part de la superficie de pega Se calculan ls requert
Falentos de agua (pasta de cemento) para mojar y uni
todas las particulos del agregado. La figura 4.15
‘cequemalza este concepto,

C

la
depiec
porlar
Fequiet
to) que
procee
Ga aur
Queso
Unico

Ar
aida gt
agrege
Se req

Denst

De
que de
densid
alpes

Sie
eretor

89. ‘Piura 415 Esquema del res superf

Lexplcacióneslasiguient:sisesuponeun cubo
pire de 1m de rit (igura 4.150) elcual se pare
por mad (fgura 4.159), para unilo nuevamente se
feqerede una cantidad de pegante (posta decemen
jo) que cubra un área de Y m'en cads cor; sl se pont
nuevamente (fgura 4.5), la superficie de pega au
entr en uo m por cado care: de continuar este
procedimiento (Rgura 4.134), el rca supericiolde po.
$ aumentará en progresión geometric, de manera
Que seque cado Ve més pasta de comento pora

(Apart e este concepto, se entiende cómo a me-
tique es mayor el tamaño máximo de una masa de
Asregado.es menor susupericieespecficay portanto
rue menos posta y por ende menos agua y

Densidad o Peso Específico

Deno delas propiedades fisicas delos agregados
que dependen directamente de las propiedodes dela
rca original de donde provienen, se encuentra la
sided. la cual está definida como I relación entre
"peso y el volumen de una masa determinado,

Snemborgo,enelcasodelos agregados paracon
to ay necesidad de defini cuidadosamente el ter.

mino densidad, puesto que generalmente entre aus
Particulas hay covidedes o poros que pueden estar
Yacios, parcialmente saturados llenos de agua, de
pendiendo de su permeabilidad interna, Para ato, es
Mecesario examinar la figura 4.16, à parir de la cual
resultan las siguientes definiciones

Figura 4.16 Partcula de agregas

Densidad absoluta

La densidad absoluta se define como a relación que
existe etre el peso de lo masa del mately el volume
queocupa única y exclusivamente la maso 449,0 sea
Gueseexchyentodoslosporos saturablesynosatuables.

»
Densidad absoluto = —P

4.14
a (4.14)
Donde: P, = Peso seco dela maso m

Y, =. Volumen ocupado por la masa m

Y] = Volumen de los poros (satuables y no

saturables)
Densidad nominal

La densidad nominal se define como relación que
existe entre el peso de a masa del material elvolumen

90. que ocupan|as particulas dese material nclidos os
Paros no saturabes

Densidad nominal =

(4.15)

=p,

Donde: P, = Peso seco dela masa m
V = Volumen ocupado por la masa m
VB, = Volumen de los poros saturables

Densidad aparente

Por ólimo, la densidad aparente está definida
comolarelaciónque existe entree peso dela masa del
‘material y el volumen que ocupan las particulas de ese
‘mater incluidos todos los poros, saturables y no

e

Densidad aparente = (4.16)

Donde: P, = Peso seco dela maso m
V, = Volumen ocupado por ls masa m

Esconveniente anotar quel densidodoporentese
puede determinar en estado seco oen estado húmedo,
dependiendo del grado de saturación de sus poros.

En el campo de la Tecnología del Concreto, la
densidad que interesa esla densidad aparente, debido
3 que lógicamente con ell es que se determina la
Cantidad {en peso) de agregado requerida para un
Volumen nitro de concreto, porque los porosintere-
res de las paniculas de agregados van 9 ocupar un
volumen dentro dela masa de concreto y porque el
agua que se alja dentro de los poros saturables no
hace parte del agua de mezclador entendiéndose por
agua de mezclado tanto el agua de hidratación del
cemento como el agua libre que en combinación con
«cemento produce la pasta lubricante de los agrega"
¿os cuando la mezcla se encuentra en estado plástico.

La densidad aparente del agregado depende dels
constitución mineralögica dela roca mode y pora
tanto desu densidad, asi como también dela cans
de huecos o poros que contenga. De al forma quel
‘densidadaparente esinversamenie proporcional lv
lumen de poros. Por lo general, el volor de esta dens
dad en los agregados pétreos oscila entre 2.30 afer
y 28 g/cm’ segunlatoca de origen. Enla tabla 4.23
‘an algunos valores picos.

Tabla 423 Densidad aparente seca de algunas rocas 4)

Tir de densidad Fe)

Bosálico 26-30
Pedemalino 24.26
Cabrio 27:34
Graniico 26.30
Arenisco 26.20
Homofeico 27:30
Calo 25.28
Porto 26.29
Cuarzos0 26.27
Esquistoso 24.26

Porosidad y absorción

La porosidad delas partículas del agregado, como
se mencionó en el aparte anterior, es muy Importante
fn el comportamiento de los agregados dentro de
onereto porque una particule porosa es mucho me
os dure que une particula compacta o maciza, locus
Afecta no sólo las propiedades mecánicas como i
adherencia y la resistencia compresión y Nexión ino
también propiedades de durabilidad como la reisten.
cia al congelamiento y deshielo, establidad quimica y
fesistencia ala abrasion.

La porosidad esta relacionada conla capacidad de
absorción de agua u oro liquido dentro delos agrega.
‘os según eltamaño delos poros, su continuidad (per
‘meabildad) y su volumen oral En le práctica loque

dent
que

a
bee
wa

o

lo

port
tepo
Pete
Porcı

Done

A

91. eme para cuanifiar la influencia de la porosidad
rod egregado es su capacidad de absorción, yo
fe o priculs del agregado pueden pasar por
to tados, a saber: seco, parcialmente saturado,
sudo y superficialmente seco, o húmedo, lo cual se
gal en a figura 4.17 y depende del grado de
Ahern delas particules que vara aproximadamen
eur D 3h par agregados pros de pero

F417 Drets sado de turn

le

Saginlo anterior, a capacidad de absorción delas

arcas de agregado se puede determinar fácimen-
leporáfeenco de pesos, entre e peso saturado y su
pacalmenteseco yelpeso seco, expresadocomo un
Frese del peso seco,

Psss - Ps
Habsoribn = «m

rode:

Pass = Peso de la muestra saturada y
superficialmente seca
Ps = Peso seco dela muestro

Peso volumétrico

El peso volumétrico de un agregado, más común
mente conocido como masa unitaria está definido co.
mo l relación existente entre el peso de une muestra
de agregado compuesta de varias particulas y el vou
men que ocupan esas partícula agrupadas dentro de
An recipiente de volumen conocido, Detalmanera que
al coloca el agregado dentro del recipiente (figura
4.18) setendrá un acomodamiento delas pariculasen
{ue el menor volumen de espacios entre parícula y
articula se logra cuando se coloca la mayor cantidad
Posible de piedrs, lo cual depende del tamaño, la
Srenulometi, la forma y la textura del agregado.

Figur 4.18 Esquematizaión del peso volumétrico

observarla figura .18,1o quese percibe en re.
lidad como masa unltara es un densidad del material
como conjunto, ya que según la expresión 4.18,

Ps
Mosa unitario = — (4.18)
ve

Pa = Peso seco del materi
Ve = Volumen del recipiente

Donde:

El denominador es el volumen del recipiente, el
cualincluyeelvalumendelas porícuas,elvolurnen de

92. los poros delas particules (saturables y no satuables)
yelvolumen delos espacios entre partícula y particule,
El numerador de la expresión es el peso del material
quedepende de qué tan compactas y densas (poco po-
rosas) scan las particulas

Enconsecuencia la masa unitaria de un agregado,
indica de manera generallacolidad de éste y su apttud
pare serutlizado enla abricación deconcreto, Existen
os Upos de masas unitarias quese describes a or
nuxciôn. cuyo valor suele osclar entre 1.100 kg/m? y
1.600 kg/m' para agregados naturals, según su gra
do de compactación

Masa unitaria compacta

Se entiende por masa unitaria compacta el grado
de acomodamiento de las particules del agregado,
‘cuando se ha sometido a vibración ya que ésto mejor,
“d'acomodamient y aumenta la mass unta,

La importancia de este factor radica en que con él
se determinan os volúmenes absolutos de agregados
nel diseno de mezclas por cuanto las particules del
agregado van a quedar continades dentro de la masa
de concreto,

Masa unitaria suelta

Se denomina masa unitaria such la del metería
que se encuentra en estado normal de reposo porque
Sl volumen que ocupa es mayor y por tamos mass

En este caso, el valor de a masa unitaria suela es
de vital importancia cuando se van a manejar ls agre
‘gados, ya que por ejemplo ltransportese hace por vo.
lumen yenestado sueto,etalmonera quel volumen
de agregado a transportar y consumir será mayor que
‘el volumen de agregados dentro del concreto a produ.
colocar y compactar.

|
|
|
Abultamiento de a arena |
|
Conocidos los conceptos de humedad y mass |
unis hay unfenómeno que aectaalaarena, cone |

‘ido como abultamiento expansión. |

Este fenómeno consiste en un aumento de vo: |
‘men para un determinado peso de arena, causado pe |
la presión del agua entre particulay partícula de aren |
cuando se encuentra húmedo, o seo con agua libres |
la super, |

Experimentalmente se ha observado que al a
mentar el agua bre de un cinco a un ocho por cena
«labritamiento puede legar a ser del 2031 30 por cen
to. Sinembargo, cuando l arena est totalmente nun.
dada, el volumen disminaye y no exe expansion
alguna,

Por otra pate, la expansión en arenas gruesas
puede ser hasta del 20% y en orenas muy finas hast
oun 40%

Por o expuesto, es conveniente recordar que ete
fenómeno cure, con el objeto de prevenir que &
transpone yelalmacenamiento dela arena se pueden
ver afectados al subestimar las contidades reales de
materia.

Propiedades mecánicas

Resistence

de las partículas del agregado.

La fall de un concreto está regida por as resisten
cias relativas del agregado, la pasta y de loque seco
noce como la intease de adherencia, Po o general
{los agregados naturales de peso normal baja poro.
sidad) sucede que ls partculasenen una resisenca
superior ala dela pasta de cemento endurecido, por o
‘ual a resistencia ala compresión del concreto mo se
ve muy afectada por la resistencia del agregado a la
compresión

se

pora
rape
opo
pant
paler
Secu
da
past

8
rests
lores
pers
fora
Sala
fase

F
last
doe.

Im
sare,

93. SSnembaigo laresstencia del agregado cobra im-
tan cuando este fall antes que la posta de ce.
Beni enducia, bien sea porque tiene una estructu
fnporeeelosgranos que constituyen as panteulas
parque preiamente sele han inducido allas a sus
aca crane el proceso de explotación (pine
irene condo se hace con voladura) o por un na
sai proceso de tmuración cuando se tata de
ss una granulometia dada. Adicionalmente,
se umental adherencia por la geometria ola
ns serial del agregado al buscar una ala
nc enel concrete, también aumenta e riesgo
quels pariculas dl agregado fallen antes que la
fade cemento endurecido.

Foral moto, se han desarrollado pruebas de
nc ala tuación en muestras de roc y vo
se de tuación del agregado a granel, los cuales
mien der una idea acerca del comportamiento de
Tesogegacos en el concreto. La primera prueba tiene
tlocooreiente de que enteslidodse esta midiendo a.
fail dela roca madre y nola calidad del agregado;
Ibeas quese lama prueba del valor detrturación,
theca enla norma B.8812.

Porc pate, seh demostrado que el médulo de
esse agregado grueso, más que su resiste
Eaosswalorde tración, sta clararente relaciona.
Vocals resistencia del concreto, debido a que gene
nene lmóculo de elasticidad del concreto es más
Io media que aumenta el módulo de ensicida del
gato Enlatbla 4 24 e dan algunos valores picos,

Tabla 124 Valores ipicos de resistencia a compresión
‘belo de elasticidad de sigun

Resistencia

Er

Mado

em

514080
450840,
189.720

res

Canto 1399
Gus ass
EAS 486

Tenacldad

Otra dela propiedades mecánics del agregado
que conviene mencionar, e a enacidado resistencia
{Tafel por impacto. cusl ene mucho que ver con
Amand delos agregados, ya que iestos son debs
nes egos de impaci e puede aherr su gran
fameuse aparte de Indicar uns baja calidad par ser
Ullandos en concret. La manera de medio temblén
Se encusnta especificada en norme B S812, Desde
luego, esta tenacidad depende del po de roca,

Adherencia

Durantelos procesos de fraguado y endurecimien
to del concreto, los agregados se encuentran ag:
{insdos por la pasta de cemento (cuya resistencia y
rigidez varia con eliempo y las condiciones ambient
les) y se genera una interacción en zona de contacto
gregado pasta conocida conelnombrede adherencia,

Estaadherencinsedebenfuerzs deorigenfisico quí
mico que igan ns pariculas del agregado con la past

La adherenciajuega un papel muy importante den
o dela mesa de concrete, debido a que cuando eta
interacción es lograda a taves de una buena traba
ntrelosagregados la posto. laresstenciadel concre-
toes mayor

La adherencia depende dela calidad dela posta de
cemento y, en gran medida, del aman, forma, igidez
Yenuredelas particulas delagregodo, especialmente
uando se trata de resistencia‘ a enon.

Hoy endianoseconaceninginmétodo pora medir
la buena o mala adherencia de un agregado, pero es
¡aro que ésto aumenta conta rugosidad superficial de
tas particules.

Dureza

Cuando el concretova a estar sometido desgaste
porabrasion (pisos y carreteras), los agregados que se

94. utlicen en sufabricacion deben serduros. Ladureza es
‘Una propiedad que depende dela constitución minera.
lógica, estructura y la procedencia delos agregados.

La forma más usual de determinar esta propiedad,
de una manera indirecta es el conocido ensayo de re
sístencio al desgaste en la máquina de los Angels, el
<ual se encuentra desento enlas normas. NTC 90y
98 para agregados gruesos.

Sustancias perjudiciales

Contenido de arcilla y material con diámetro.
Inferior a 0.074 mm (74pm)

Dentro de los materiales que presentan efectos
perjudiciales enel concreto, porque impiden os enla
es entre la pasta de cemento y los agregados, se en.
uentran a aril el limo y los polvos procedentes de
in tnturaciön. El electo perjudicial de estas particules
‘con diámetro inferior 74 micras estriba en que gene
falmente son de menor dismetro que ls parus de
cemento y al encontarse en forma de recubrimiento

superficial de los agregados, interfiere la adherens
entre el agregado yla pasta de cemento, o rodean als
Partculs de cemento y ls aisan haciéndoles perde
Eu capacidad aglutinadora, lo cual rae como conse
Send disminución en a resistencia del concreto.

Por otra parte, size trata de una oca, y ésta es
panava se puede generarun problema adicenalcuanda
“concreto se humedece y las partículas de relax
hinchan de agua, pues se generan esfuezos de tensa
‘entro dela masa de concreto endurecido, que puedes
‘conducirafllas según el contenido de estas pau |

En el caso delimos y polvos procedentes de ut
ración, sl estos se encuentran en alto proporción, de
Goa su alta fra y ala superficie pectin, el eque |
Fimiento de agua se aumenta y porlotantoelcontenio |
{de cemento pora una misma relación agua-cemente

“Acausadeloonteiores necesario controlar leon
tenido de estas pariculas indeseables, para lo cual
norma NTC. 174 establece los limites dados enla
bla 425.

Tabla 425 Contenido máximo de partículas de dldmetro Interior a 74 miras para diversos ipos

Porcentaje máximo de la masa total de la muestra

NTC -174 (424)

Agregado fro
Datura

Conereto de
desgaste 5

Concrete normal ES

Manufacturado

Agregado grueso
trat Manuscurado |

a emi eo ne pe uud pe pro del proceso de tuación ys cu

dem
tran

95. Los proceimientos para determinar el porcentaje
Menotera que pas el toms de 74 micros se encuen-
dec enla norma NTC - 78.

atera orgánica

en dels sstancios que pueden perudicar not
Benastelconcet,especioimenteenlasreacciones
(Amis de ration durante el fraguado, esla ma
ls gi que generalmente proviene dela des
orpeó de motel vegetal, como hojas, als y
sy e manifesta en formo de humus

Esthumus,encierta cantidad, puede impedir par
a tsalmente el reguado del cemento, por o cual
fay urcontolasu presencia enlos agregados, espe-
neue nls arenas cual, debido al tamaño de sus
fortes sulertenerla matri orgänica inomente
(dd y quese encuentra en proceso de descompo-
i,

Daido aloonteis lanorma NTC - 174estipula
cond mnimo de materia orgánica enelagrego
gén ensayo dela prusba colorimetica, la cual
mens desert en la norma NTC = 12) y que
ie en someter una muestra de arena ale acción
ns clucen de soda caustic (NaOH) al 3% quele
is cloracion caracteristica alas 24 horas, según
[contenido de materia orgánica.

Parle evluación del resultado se tien la tabla
4125 en donde se considera que el contenido de mate-
can no es perjudicial sel ensayo de un valor
3 nor en e número de reference.

Snembugo,este es un ensayo relative, ya que sel
denümer de referencia orgánico se encuentro por
ina de 3, no necesariamente quiere deci quela colo.
sise deb o mater orgánica, porlocualse procede
Atdcuarunensayo aero queesldescrtoenlanorna
ITC- 5?9queconsisteenhacercubosdemorteropara
ternal resistencia de Estos alos 28 dos de eda,
essen sin rlar con soda cáutico, y arena lavado,

Car Fine dal oir) Noms dela
Normal Gardner referencia orgánica

Armor claro
‘Amari oscuro
Ambar

‘Ambar oscuro
Negro

Contaminación salina

Cuando el agregado, especialmente 1 arena, pro-
cede de depositos marinos ode playas lugares cer:
os al mar, puede contener sl, que posteriormente
puede causarmenches (eflorescencios) en elconcret
eventualmente corrosion en el acero de tefuerzo, al
absorber humedod de aire Sin embargo, no est toa
mente probodo quel salnidadejerze un electo dañino
y <omprometalaestablidad de una estructura, pero de
odas maneras es conveniente hacer un lavado con
gun dolce al material con el objeto de disminuriapro-
babildad de que se presente alguno delos fenómenos
anteriormente descritos

Partículas deleznables

Oo factor que puede afectar de manera perud
al al concreto, y que depende delos agregados, esla
presencia de materiales inestables o dleznables, tales
‘Como particulas blandos, terrone de ario, mader
Serben, ignite o mic, los cuales pueden minor lote
Sistenci del concreto 0 su durablidad, en el caso de
estar expuestos a la abrasión

Paratalefectalanorma NTC - 174 establecelmi-
tes en el contenido de este material [os cuales apare
en en la tabla 4.27 y Se determinan según la norma
NTC" 589,

96. Tabla 4.27 Límites para partculasinestables enel
agregado según NTC 174.424)

Poreenijemärime dei peso
total de la muestra

Material
‘Grumos de arcs

|
Particles land

Carbon y lalo
(cuando es impor
Super del

nero) ox

Carbon yigito
(otros casos) m

Sanidad de los agregados

La sanidad de os agregados se refiere su capact
dad para soportar cambios excesivos en volumen,
‘ebidos a cambios en las condiciones ambientales co:
‘mocongeiamientodeshielo,calentemientoenfaamien
{o,humedecimiento-secade, os cuales afecta a dura
biidad del coneretoy pueden comprometer no sólo su
‘spectosuperfical (descascaramientos) sino tambien
la esablidad de una estructura (ogictamientos inter
nos), con un fenómeno similar al de la reacción agre-
délai

Lacapacidaddelos agregados para soportar estos
cambios desde luego depende de a procedencia, gf
hulometia, forma, textura, porosidad y propiedades
mecánicos de sus poiculas

Para tales casos, le norma ASTM C-88 ha estando:
izado un proceso de secado alhorno, mediante varios
‘clos, en el cual el agregado que previamente se ha

sumergido en una solución saturada de sulfeto de
Sodio de magnesio, es sometido ala acción deste
tore del sulato que le induce esfuerzos intemos à

Selección y producción de agregados

Conocidoslos aspectos básicos elorigen,luncio
nes, propiedades y características de los agtegados
pora concretoquesehan estudiado hasta el momento,
Le puede visualizer écimente lo que es un agregado
de calidad. Esto, sinembargo, noimplic que entodos
los casos se deba obtener un agregado ideal, ya que
ado coso en particular requiere Ciertas y delermino.
das condiciones de acuerdo con elnivel especificado,

Portal motivo, a selección de un agregado debe
covientarse hacia determinar cuslesacalidadeconóms.
<omente mös adecuada de acuerdo con las posibles
Fuentes disponibles

Estudios preliminares

Enlaselección eunagregadohay algunos equis:
tos indispensables que este debe cumple y algunas
Propiedades y características relativas a su uso en un
Proyecto especifico. Para que éstos se cumplan dela
nanera mas económica posible elasuntose debera
minar lol elo Tecnologia delConereto,lacualpro-
te todos las herramientos necesarias para hacerla
<voluación correspondiente sin desviar la investiga.
Sión otros compas y teniendo en cuento todos los s
pectos relatives alas especificaciones y etablidad de
Fe ob.

Paratalfin,demeneramuy general, a continuación
sedefinen algunos citeriosbasicos que e debentener
fen cuenta antes de iniciar cualquier acción.

= Independientemente del uso al cual se vaya a des
tina, el agregado debe cumpli algún requisto ra
ronabe de granulometsa que debe conservar tr.

Explora

Ent
más del
‘algunas
fieren a

ae logt

ploracis
Sipaes.

97. is el desarrollo dela obra, sino es posible que
“ample con especificaciones normales de grada
‘in En caso Contrario, el control de calidad del
meteo o se puede ejercer de manera eficiente.

= Los agregados cuya forma de partículas sea dest
vor, ose deben desechar cambio de agrego.
descon mejor forma, en los casos en que no se vea
comprometida la estabilidad dela estructura y que
‘Feabrecosto en el consumo de cemento sea me-
torque el sobrecosto por ullizr mejores agrega:
des. porte de que el Incremento de cemento no
use perjuicios

= uso de agregados que allen primero que la pas-
tae cemento, generalmente es antieconómico
pu elexcesivo consumo de cemento para produ:
‘runs resistencia dado,

+ Sedebentenermuy en cventale durex, porosidad
absorción del agregado, encaso dequeel concre-
tovay a quedar expuesto a condicione severas
came el congelamiento deshielo, ya que la dura.
dt el concreto se puede ver comprometida de
manera perjudicial,

= cundo elconcreto queda expuesto ala humedad
fedebe estudiar cuidadosementeelfenómeno pro-
do por la rescción agregado sical

Esploración

Entodos ls trabajos de exploración existen, ade-
sde os aspectos puramente centificos y técnicos,
thins recomendaciones de orden prácticoque sere:
Irena o orgnizacion dela comisión exploradora, y
gén y adminisiració, que deben ser tenidas
fever. En erminos generales, una comisión de ex
Fran de campo cubre las siguientes tapas pri.
és

Recopilación de datos geotécnicos
y geológicos sobre la zona de trabajo

{ne vez definido el objeto dela exploración (bis
queda de agregados) se procede à reunir la informa.
ón básico, que puede ser lo siguiente:

= Cartografia topográfica de la zone

Fotografias aéreas en pares estreocópicos.

= Mapas y contes geológicos.

=> Información del subsuelo (obtenido de perforacio-
nes, poros, etc.

= Informe esto de geología de a zona:

= Datos y resultados de tabojos geoiécnicos o
‘eofisicosrealzados enla zona 0 sus alrededores.

= Vins de acceso, clim, ete

Selección del sistema de exploración

De acuerdo con los datos recopilados conforme al
"numeral anterior, se ige el sitema o sistemas de ex-
Ploracion más adecuados según las necesidades y po-
lidades que se tengan. Para tal efecto hay varios
Elstemas básicos a sober

= Métodos directos Tales como perforaciones, ap
ques, sondeos, que permiten conocer de manera
‘al cuales ia estratigrafa del subsuelo y elipo de
‘material que o constiuye.

= Métodosindiectos:Son algunas cnica de"pros-
pección” quese aplican enla exploración del sub-
Suelo con el in de conocer su estructura De éstas
Se pueden destacar las siguientes:

= Métodos grovimétricos
= Métodos magnéticos.

= Métodos elevicos
Métodos sísmicos

= Mátodos radiactivos

= Métodos termoeléctricos

103

98. De éstos, algunos aprovechan campos naturales
qucenistenentaierra,alescomo;lastécnicss gravé.
Vicas olas magnéticas; y oros compos articles co-
mo los métodos sísmicos o algunas técnicas elias,

Entrelos factores pora decidirel método a emplear
figuran les siguientes

= Eltamaño,la forma y profundidad que se esperan
del objetivo buscado (agregados).

= Flpoderderesolución,elcostoy la rapidez de apt
cación de cada método.

- Losensbiidaddelmétodo alos accidentestopográ
ficos asi como sus posibles causas de petubción.

= Paralosmétodos inditetos,elcontraste delas pro-
Pledadesfsicas del objetivo respect del medio ci
Sonda.

Programación detallada del trabajo de campo

Una vez elegido el método o métodos de explore
ción, se debe plancor la práctica de compo de acuerdo
«on los siguientes parámetros:

- Selección y prueba de equipos de acuerdo conlos.
métodos escogidos, y sus accesories,

= Determinación de la densidad de las mediciones,
es decir distanclas de acuerdo atopogralia estruc
ura geológica y el objetivo,

= Elección de orientaciones y azimuts que deben
seguirse.

- Recopilación de formatos de registros y bolsas o
recipientes pora toma de muestras.

- Coordinación de alojamientos, medios de trans
por y suministros

= Selección del personal adecuado.

Ejecución del trabajo de campo

Estedebellevarse acabo de acuerdo conlo previs
Lo en el numeral anterior, teniendo en cuenta el ran
poste yla operación adecuado delos equipos, es o>
mo erapezaruna fase de reconocimiento para detects

i ss ee ead q pin |

como agregado,

Recopilación y estudio de los datos y muestras
obtenidos.

La correcta anotación de las observaciones de |
campo y la toma adecuada de muestras on los fe
tores que más infuyen enla caldad de ls resultados
finales: Detalformo que sobre los datos obtenidos en
esta fase, se tomarán las decisiones del caso,

Interpretación

Estactapaesla más importante durante elproceso
de exploración, ya que en el se determina la estrue
tura y composición del subsuelo dela zona estudias.

Conclusiones y recomendaciones.

Por último, en esta fase se prepara el informe final
que comprende todas las etapas que se han seguido
Utavés dela investigación y presenta ls resultados de
la misma, para poder concluir y recomendar La vb
(dad de explotación y calidad de un yacimiento pote
cial de agregados para concreto.

Explotación

La explotación de los agregados desde luego de
pende de las coracterísicos del yacimiento y ipo de
material que se han encontrado durante la «tapo de
exploración. Sin embargo, de manera generalcedo,
estas caractrsics se pueden casier de dos for
mas, según e Upo de yacimiento, que pueden ser

fe

pr
a

Fi

99. = Depéstos de arastes Nuviale, lacustres o mar
‘to (come por ejemplo arenas y gravas de a), 0
Gr ines (cantos rodados) en Cuyo caso la ex
Polen se hace por arrastre.

+ Caner de diversas rocas y piedras naturales, en
yo caso la exploración se realiza por voladura
(con inamit) y barrenación.

Explotación por arrastre

Std por plc per eos Into:
dx mete por medios mecánicos, lo cul gene.
fast se hace à delo abiero, según a localización
nie super (echo de un 1) o profundo (por
pio canos rodados en una mati de area) del
¡meno y que comúnmente comprende ls siguien
operaciones

Descapote

Lacperacióndedescopote consiste en remover el
ae caps vegetal (en caso de que exista) con
co de dar al descubierto los primeros esraos
primer. Estalabor poro general se ejecuta con
Indo bulóer montados sobre oruga o neumat
ils culs stn equipados con una hoja de acero
Foradeslazble para remover el material y. contrat
Fase motorails que algunas veces son empujadas
potbldser paracargarel material En el caso de que
alo es muy duro, el bulldézer puede ser equipado
supone posterior con una o varas uñas escarfica
das que le permitan arrancar el material durante el
trees, pra luego empujar.

Exevacén y carga

lnmedotamentesetiene el material descubiero,se
proce a su exacción o excavación propiamente dr
ni cua se leva a cabo con plas mecánicas, exca-
Vado iras retroexcavadorashidraulcas dar
¡es agi sen ecos, para posterionmente hacer el or

‘gue de manera direct a los equipos de transporte, o
idectamente por medio de cargadores frontales

Transporte

Eltransporte del material hacia la plata de proce
samiento de agregados donde se ejecutan las labores
de turaciôn, almentación, bado (amd). lavo
‘40, manejo, almacenamiento y recuperación del mate-
ral, se teslzo mediante equipos selecionados de
“cuerdo con os siguientes factores:

= La copacidad de carga necesaria para recibirlos
fragmentos de toca del tomaño maximo admitido.
porln trituradora primala de a planta de proceso

= Lacepacidad de transporte en toneladas por hora
Bara segurr ue ame equa ala planta

Estos equipos adicionalmente se pueden clasificar
como camiones de fuera de carretero". cuyas capact
dados actualmente pueden ser de 22,32, 49,53, 68,
‘77,109, 194 y 227 toneladas métricas segun las ds
Kiss casas fabricantes, y en comiones de “dentro de
‘carretera, cuyas capecidades son menores

Explotación por voladura y barrenado

Cuando el yacimiento es una contera de roca
masiva, se siguen los mismos pasos dela explotación
por arasre, sólo que en este aso se utiliza dinamita
fe una manera controlada (para no inducir ellas inter.
nes almeria) y peroradoras que generalmente son
fccionadas por compresores de are, ante de iniciar
las labores de excavación y coque.

Proceso de producción

El procesamiento del material obtenido después
dela explotación y transporte, consiste en una sere de

100. ‘operaciones que se detallan continuación, con mias
a cbtenerlas propiedades deseables de agregado, de
pendiendo de ls factores económicos y desde luego.
Sinalteralas propiedades y características físicos, me-
ónicosy quimicas básicos del material Par al ec
to, estas operaciones se llevan a cabo en un conjunto
de máquinas adecuadamente balanceados, que cons.
tiuyen lasllamados “plantas detrturacion” os cuales
‘pueden ser estacionarias o portátiles. En la figura 4.19
aparece un esquema de una planta ica que incluye
todaslas operaciones quese descrbirán continuación

Figura 4.19 Esquema de una

Procesamiento básico

Independientemente de sisetratade una plantes
tacionara o port el procesamiento delos gres
‘dos se puede dvidren dos categorias, a saber:
‘cesamiento básico”, para lograr principalmente a!
“ación y impieza adecuados yl “beneficio”, para]
rar elementos perjudiciales. Entre los procesos ica
para obtener las caracteristicas básicas de grand
metro y limpieza de los agregados, se destacan la
Siguientes |

GR ey oe.

=

Truman

Gavia |

101. in se emplea en algunas ocasiones pa
een dstibucin de tamaños de partículas de
Ios gaulometría especificada), para derforma,
Fine lo pariculs, en cuyo caso es indispensa.
cour dl contenido final de fracciones finas,
nb es posible uz a molienda, para producir
e, en meinos de bolas 0 de barra,

Oibadootamizado.

Esaoperacón consisten hacerla distribución de
pls deseados, dentro delos intervalos de tom
Joscorespondintes al especificación delagregado
{gus pr lo cual e disponen en los equipos de er
mal adecuadas y sistemas de recirculación del
tetas obtener la granulometría requerida. Las
nes topos de recrculacion se denominan st
Iain prima, secundario, terciaria, etc, ena opera
Ge cesetaanteriormente

Lando

Fado del materialse hace con elfin de remover
me ac y el exceso de nos que, como ya se
Et, son perjudiciales para el concreto, Usualmen.
le eto operación se inicia durante el tamitado y se
mp con a clasicación

Enlos casos en que el motel contenga arcilla
bis olas de barro o impurezas orgönicas en exceso
Jimenente adheridas, se emplean tombores desen
leeres diseñados para cumplir eficientemente esta
nc

Cuslcación con agua

La closfcacin Anal por tamaño, asi como el con
side la granulometia obtenida en los agregados fi
tas se jeta generalmente con agua, para lo cuelse
tn os tanques closiicadover que se basan en los

principios del veocidad de sedimentación delas par.
Aiculas según su tamaño.

Beneficio

Como ya se mencionó, la segunda categoria del
procesamiento delos agregados eselbenelco,elcual
fine el mejoramiento de un material por la emoción
de partículas indeseables, En estos casos, y segun lo
mete el proyecto, se verifican las caracteristicas in
deseables que presente el agregado, como pueden ser
“algunas propiedades fisicas o mecänlcas relativas osu
utero, densidad y elasticidad, Para lograr esto se han
Valizado, con grades variables de éxito, algunos proce-
50s que se describen continuación

Separación por trituración

En algunas oportunidades, a rituración se puede
usar para reduci a cantidad de partículas blandos y
{eleznables que se encuentren en e agregado; parao
val se emplean cietas Ultuadoras de impacto que
ejecuten esta labor. En estos casos el material degra
¿ado se elimina por el tamizado o por clasificación

Separación por densidad

Enotrasocasiones las particule perjudiciales que
seencuentronen el depésito de materalpresentan una
‘densidad más baja que el material de mejor calidad,
Para ello hay varios procesos de beneico como agua
y air a alta velocidad, que remueven los materiales
‘as ivianos, como tambien clasficadoras hidráulicas
que separan por diferencia de densidad sin requerir
Agua a ala velocidad.

Fraccionamiento elástico

Esteesun proceso aúnnototalmentedesarrllado
que consiste en dejar caer las partículas de agregado,
Sobre una placa de acero enla cual reboten menos las
‘que tienen un mödul de elasticidad más bajo, pore

or

102. ‘cual son las menos deseables. En esto, desde luego
infuyen la forme, textura y densidad del material, por
lo cual no se puede aplicar de manera generalzado,

Especificaciones y calidad del
agregado

Enest último aparte, srecopilanlos ensayos que
"normalmente se efectian alos agregados para poder
especificar y analzar sus caracteristicas alu de nor
mas mínimas al como algunos ensayos que se real
Zan en casos especificos para poder eveluereflente-
‘mente la calidad de los mismos.

La gran mayoria delas propiedades y caracterís
cas delos agregados que han sido estudiadas se pue.
den medirenforma directa olndiectaenellaboratorio

De manera generalizada, hay ensayos rutinarios
que se utlizan para hacerlas especilicaciones y, ens
Vos que únicamente se requieren en casos particule
res. La especificación mas comunmente utlizada en
nuestro medio, como ya se ha mencionado, ela nor
ma NTC 174 0 en su delete la norma ASTMC33,

Ensayos frecuentemente especificados

=. Granulometra o tamitado de materiales granulo:
dos. norma NIC 77.

= Determinaciön del parcentje de materilquepasa
el tamiz Ieontee-74 (No. 200) por el método de
lavado, norma. NTC - 78

- Determinación de a densidad y absorción de agre-
gados gruesos, norma NTC 176

- Determinación dela densidad y absorción de agre-
¡dos Inos, norma NTC - 237.

- Determinación de la humedad de los agregados,
norma NTC 1776.

108

= Determinación de la masa unitaía delos agrega.
dos, norma NTC - 92

= Determinación de la resistencia al desgaste de
agregados gruesos enla maquina de Los Angele,
normes NTC 93y 98,

- Dureza Ensayo de rayado, norma NTC - 183.

= Determinación de la reactividad potencial de los
agregados, norma NTC" 173,

- Determinación de porcentaje de grumos de aria
en agregados, norma NTC 17%

- Determinación del contenido aproximado de mate:
Fi organica en arenas, normes NTC > 127 y 379

~ Método para determina la cantidad de particulas
livianas en los agregados, norma NTC * 130.

= Determinacióndelporcentojedoterrones de arca
y pariculas delemobles, norma NTC 989,

= Determinación de la sanidad de los agregados,
para laque con sulfate de sodio o slat de mag
Pesio, norma NTC 126.

Ensayos particularmente especificados

- Observación visual y análisis petrográico, norma
STC 295,

- Determinación de relaciones dimensionales por
medio de caibradores (forma de las paiculas)
norma CRD.C-11,

- Determinación dela porosidad apartirdelos pesos
especificos real y aparente de los partículas, nor
mas AST Clary C12,

- Determinación del tenacidad a parti de cilindros
de roca, norma ASTM DS.

~ Calorespeciico.métododemecias noma CRDC 124

103. Segunda parte

Propiedades del concreto

104. CAPITULO 5

Concreto fresco

Introducción

Debio a que todas las propiedades del concreto
neo endurecido dependen en mayor o menor
Ido desu caracteristicas en estado iresce (plat
o) especialmente en lo que se rfi alos procesos
Geontido, vonsporte, colocación, compactación y
amis presente capitulo pretende doruna visión
foal de os más importantes propiedades del con-
notes informe de medir estas propiedades y los
Ie que las fecton Finalmente, definir algunos.
feimencerelaivosal concretofresco como son se.
(icin la exudación y la temperatura

Nanejabilidad

Sin el comité 211 de ACI, la manejablidad,co-
tesslemsiéncomotrabojablidad,seconsideracomo
ga propiedad del concreto mediante la cual se de.
Erin ucapacidadpara ser colocado y consolidado
Igopaderentey para serterminado sin segregación
ie guna.

Snembargo,
er que la manejoblidad determina

gunos autores sostienen que esto
acid de

«colocación y la resistencia a segregación es dar une
desición muy vage de esto Imporante propiedad

Por ejemplo, el Road Research Laboratory, dela
(Gran Bretaña, define la manejbiidad en términos de
capacidad de compactación, ya que al consolida la
‘mezea dentro de una formate, hay que vencerla fc.
ln interna que se presenta entre los dstinas pares:
las de los materiales que lo componen y una ficción
fextema superficial entre el concret la superficie de
Is cimbra o de refuerzo, con fin de extraer arena.
turalmente atrapado y logor la mayor densidad pos.
ble. De esta manero, la manejablidad queda definida
como la cantidad de trabajo Interne dtl y necesario
para producir una compactación completa, debido a
‘gue lo ficción Interna es una propiedad intínseca de
1 mezcl y no depende de un ipo. sistema particular
de construcción

Consistencia

Otro término utlzado para coracteiar el estado
plstica del concreto esla «consstencia”, que eunque
st relacionada con el concepto de mancjabiidad,no
essusinónimo. Entérminos generales, la consistencia

105. serefere a su estado de Nudes, es decir, qué tan dura
seca) o blanda (fuida) es una merca de concreto
‘cuando se encuentra en estado pltico, por lo cul se
dice que ese grado de humedad dela merca.

Plasticidad

Por último, se denomina como "plasticidad" a una
«consistencia del concret ta que pueda ser écimente
moldeado, pero quee permita ol concretofresco cam.
lar de forma lentamente s se saco el molde. Por al
razón. no pueden considerarse como mezclas de or
sistencia plástica ni las muy secas niles muy Nudes

Para aclarar un poco estos conceptos, debe tener
seen cuenta que dentro de ciertos limites, as mezclas
húmedas son más monejables que las mezelas secos,

pero des mezclas que tenganla misma consstencians
Son igualmente manejables Para que elo ses où
{eben tener el mismo grado de plasticidad.

Medida de la manejabilidad

Hoy en dia no se conoce ningún método directs
para medir la manejablidad de una mezcla de conti.
16. Sin embargo, hay algunos ensayos que permiten
«correlacionar esta propiedad del concreto, en estado
plásico, con alguno ola caracterstic, Dentro de es
tos ensayos, se destacan los siguientes:

Ensayo de asentamiento.

El ensayo més ampliamente usado en todo el
‘mundo, por su simplicidad y ropide, es el ensayo de

Figura 5.1 Cono de Abrams

HA, |

Saas

asentar
‘degree

Para
entémin
tiene ls
desarrol
encuenu
describe

Una
‘imiente
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molde, es
aproxime
<myen!
Cade cap
16 mm €
longitu,

troducció
ios dela

aby

La pi
espesor

106. setamieto, el cual mide la consistenciaofudes de
us meri fresca de concreto cuyo tamaño máximo.
aregodo grueso puede ser hasta de 50.8 mm (2)

Para hacer esta medición se usa un molde hecho
calimina retain en forma de tronco de cono,e cual
lena dimensiones indicados en I igura 5.1 y fue
desarolado por Abrams, razón por la cual se le cono:
econ lnombre de cono de Abrams. Este ensayo se
‘cuenta especificado en lo norma NTC 300, se
deci brevemente a continuación.

never que la muestra de concreto fresco ha sido
conectamente seleccionada de acuerdo conlos proce:
niente descrtos en la norma NTC 454 form
gl reco - Toma de muestras), de manera que seo
Feresenaiva de toda la masa, se procede dela st.
ene manera

El molde se humedece y se coloca sobre una su
perc plan, humeday no absorbent, con a aber
fais pequeha hacia ariba, La superficie ideales una
Pac mea rigid, que haya sido colocada en el
doy nivelado con un vel de mano, Posteriormente
melde se presiona haci abajo, Cogiendo les agarro
as con objet de quealcolocar la mezcla, éstano.
sa porla porte inferior de molde.

Eicono selena entres copos, cada una con apro-
Jinndemente unatercera parte del "volumen" tota del
male, e dect, que lo primera capa tendrá una aura
‘poximada de 6.5 em, la segundo llegará hasta 15,3
ny na tercera se aplaré concreto sobre el molde.
Cadscopa se apisona 25 veces con una voila isa de
6mm (5/8) de dämero y más o menos 60 cm de
Jt, con uno de sus extremos redondeado. La in.
nd de la vila se debe hacer en diferentes st
sde superficie con ein de que la compactación se
saya uniformemente sobre la sección transversal,

la píimera capa se compacta a través de todo su
peso, en tanto que la Segunda yla tercera se com.

pactan de manera que la varla penetre ligeramente
(como máximo 23 cm) (1°) enla capa inmediotamen-
te inferior, gura 5.2.0

En algunas ocasiones al compactar la tercera ca-
pa, el concret se asienta por debajo del borde supe-
io, debido al acomodamiento y consolidación delas
Particulas, porta motivo es necesario completar con
más mezcla para que entodo momento haya concreto
sobre el molde. Al término de esta operación debe ale
Sarse aros dell superficie con a vari, un palustre o
‘cualquier oto instrument apropiado. A coninuación
sequitala mezcla que cayó al suelo alrededor de labo
e del molde, dejando Impia la zona que lo rodes.

Inmediatamente después se retira el molde, alzán-
dolocuidadosamenteendirección vertical hgura 52,
enunlapsode a 10 segundos, sin movimientos crew:
Iaresolaterales y sintocarla mezclaconelmolde cuan:
do éstesehaya separado del concreto fresco. Al falar.
le apoyo, elconcret se asentar, de ah el nombre dl
ensayo.

FEltiempoes unfactor importante ena prueba, Es.
te ensayo debe inicirse dentro de os 3 minutos st
‘uientes al muesteo y debe ser completado alos 2mi
‘nutes y 30 segundos de haberse iniciado,

La diferencia entre la altura del molde y la altura
medida sobre el centro original de la base superior del
concreto abatido se lama asentamientoy se mide con
‘una aproximación de 5 mm, figure 52.

Siel concreto se desmorona ose desprende hacla
un ado, el ensayo se debe rechazar y repetir con otra
porción dela muestra, Siesta segunda muestra ter
bién se desploma o se parte, es probable que el
concreto no tenga la plasicidad ola cohesión adecua
da, y queno sea aplicable el ensayo de asentamiento

m

107. ya que esta prueba es sensible Gnicamente alas mer:
las plástico y tabajables cuyos valores de asento-
miento están aproximadamente entre 25 cm (1°) y
175 cm (7). Por lo tanto, para mezclas muy ásperas,
como as que tienen exceso de agregado grueso, ocon
agregados muy angulares, o con excesos de jas, no
se debe emplear.

Figura 52 Ensayo de asentamiento.

En realidad, el ensayo de asentamiento debe con
siderarse como un medio para determinar siestánbien
proporcionadas las cantidades de agua y de otros ma:
{erisles empleados en la merlo, debido a que este
‘ensayo puede reljar cambios en a granulometría de
los agregados, enlas propiedades del cemento o delos
aditivos, enla cantidad de ale incluido y enla tempe:
rotura, Asi pues, el resultado del ensayo es un Índico.
tivo delas variaciones que puede sufi la mezcla du:
rante el tiempo de su producción

Finalmente la consistencia o capacidad de Mute
de una mexcla fresca de concreto, medida o raves
asentamiento, esta relacionada con la manejabid!|
«es decir, con a facilidad para colocar, consolida y te
minar dentro de una estructura, pero se debe tener
‘Cuenta que no es una medida directo de ésto.

Otros procedimientos

Entre los procedimientos que amplian la informs
«ión que proporciona el cono de Abrams o que us |
tuyen a éste, setienentos penetrómetros, con distinta
geomelris de penetración, entre los cuales se es
an lo “Esfera de Key" (igura 5.3), cuyo frente de
penetración es esférico y con un diámetro de 152 ma
leual, con un peso fo de 13.6 kg se hunde más om
hosenclconcrto,segúnla consistencia de éste, yc
resultados se expresan comola profundidad que ale
La. Esteensoyo es fundomentalmentenorteamericare
Ye encuenta especiicado en a norma ASTM CHI

Lo

Hay otros procedimientos en los cuales se confins
el concret y se mide la energia requerida para quel
mezcla rellene un molde de confinamiento Entre éstos
Se destaca el "ensayo de remoldeo” 0 ensayo de Power,
en honor a su autor enelcualse emplea un molde in
¿tico de 305 mm de diámetro, con doble pared y un
‘cono de Abrams como formador de la ila de concrete
¿ento delciladro,talcomose muestra enla figura 54.

EN
equer

Où
métode
dal

En
tiempo
dio se
ubiera
cuentre
ombre

108. Figura 54 Aparato para el ensayo de rem:

a eri

Exe conjnto está montado rgidamente sobre
en mesa de Nujo y el número de sacudidas que se
tan par remoldear la muestra india a energía
eun para la compactación.

Ova prueba afin al ensayo de remoldeo es el
adobe desarrollado por. Bahmeren Suecio,en
Aaa se empleo un molde de pared sencilla y una
esa vitoria, como se indica enla figura 53.

Eseensayo midela energa, dada en segundos de
empodeibración, necesaria para que un disco dev
‘dove sente totalmente sobre a mezch, quedando
lo de concreto, El procedimiento a seguir se en.
(en especiicado por las normas británicas bajo el
mère de "Ensayo de Consistometro VB" en la

norma BS-1881 y es aplicable especialmente en as
mezclas secos.

Por úlimo, se tiene el “ensayo del factor de com:
pactación” desarcallado en el Road Research Labora
tory dela Gran Bretaña, en el cual se determina el gra
do decompactaciónalconzadoporuna contidad están
ar de trabajo, en un aparato como el que se esque-
imatizaenlofigura5 6, Este ensayotambiénseencuen
tra descrito en las normas británicas BS-1881.

Factores que influyen en la manejabilidad

Son muchos y muy diversos los factores que
afectan la manejablidad de una mezcla deconcretoen
estado plástico, Entre ells, se destacan los siguientes

109. Figura 35 Aparato Vebe

Figura 56 Aparato para medir el actor de

“Contenido de agua de mezclado

El principal fctor que afecta a manejablidades.l
‘contenido de agua dela merca, el cual se expresa en
Hlogramos los (debido a que la densidad del agua
es igual a 1.0 T/nv) por metro cúbico de concreto,

Son muchos os investigadores que se han ocur
do dela determinación del tequerimiento de agua he:
Cesar para obtener una consistencia especifica en un
<onereo .en un mortero, Sin embargo, hoy en ia no
Sxisteunstémulalo suficientemente sofisticada como
para contener todos los factores que sfectan este re
Querimiento,perolas ülimasinvesigacioneshanesa-
Blecido que el contenido de agua de una mezcla. pin.
cipalmente es función del requerimiento de agua del
<emento (ses portland, con adiciones, o puzolánico):
de la granulometría de agregado, tamaño méximo,
formo y texture de las pariculas, del contenido de are.
asicomola de consistencia especificado. Desde luego.
esta agua no incluye la cantidad que es absorbida por
tos agregados.

La razón principal de que no se haya desarrollado
una fórmula 6 procedimiento exacto para calcular à
predecirelrequerimiento de agua, estrbaen que sede.
Ben considerar muchas variables, algunas delas cus

les todavia no se pueden medir en forma correcta
como soniacapacidad de lubricación e la posta dece
ment y la forma de as pariculas del agregado.

Portalmotivo,elmmétodo más comin para deters
nar elrequerimiento de agua en un concreto o mortero
sun procedimiento de prueba yeror, que consists en
la preparación y eoluación de mezclas de prueba on
los moteles que se van a ur en la construcción
Este método es confiable, pero dife de manejar para
quien no tene experiencia en el diseño de mezclas.

Un método más sencll y rápido de manejar esla
uulizacion detablas o ¿bacos que han sido preparados
en forma emplica y de los cuales existen gran vate
‘dad, pero con la limitante de que sólo proporcionan
ólculos aproximados. La gran mayoría de estas abla
<orrelacionan el tamaño máximo del agregado con a
‘consistencia (medida en el cono de Abrams) del con.
«reto. Uncasotipico es tabla preparada porel com
(ACI21 1, la cual supone que los agregados se encuen
an bien gradados (deacuerdo con la norma NTC
174) y tenen forma ongular.

En una investigación adelantada por este autory
‘otros investigadores (5.16) pera determinar e reques
miento de agua de un concreto, secorrelacioné el com

tenia
dea,
dead

ales
‘én
Son

ASENTAMENTO EN ch

110. E

25785

RER

y

teidodeaguaconelasentamiento (medido en elcono Estecomportamientoindicactaramentelslimites

Abrams) para diversas granulomeliias con disün- devaliderdelensayode asentamientoque,comoyase
tetimahosmximosy parapariculasdeformaredon- habla mencionado, estan entre 2. cm (1) y 17.5 em
ead (extra lisa) y forma Cúbica textura rugosa). (7")-Detal manera que al hacerlos ajustes correspon

¿lentes se obtienen ns curvas mostradas en as figuras
Lsresutados de esta investigación indicaron que 5.8339.

dcampartamiento de valor de asentamiento en ree
incanelrequerimientode agua se jusiaaunaecue: Fluldez de la pasta
potencia de la forma:

Como se recordará, el agua de mezclado tiene dos.
Y Yo nb 0° (51) funciones,aseberunseshidrtarel cement (agunde

rataion) y ota producirla posta (agua eveporabe)

Dile xo y Yo senta coorenade de puto ane seres cua soma idee
por A la mezclo, permiiendole movitdad en estado plástico.

Figura 37 Requerimiento de agua en función de asentamiento

zo

111. ttt ttt |

113. Deacuerdo con lo anterior lauder dea posta
fuyenotablemente enla mancjoblidad dela mezcla de
concreto, debido a que para une cantidad determinada
de pasta y de agregados, la plasticidad de la mezcia
“dependerá de las proporciones de cemento y agua en
la pasa

Porejemplo,una pasta con poca guay mucho ce:
mento será muy rigida por falta de agua evaporable.lo
ual hace inmanejble a mezclo al no poder lubricar
losagregados. Por elcontrao, s el contenido de agua
al y el de cemento es bajo, la pasto puede llegar
asertan fluid, por exceso de agua evaporable, que no
«es capaz de impedir la segregación de los egregados
(especialmente los gruesos),

Bajo estas consideraciones se debe clara enton
ces que pasta fresca e una suspensión y no una 50.
lucióndecementoen agua y que entre más divido se,
mayorsetá el espacio ente las partículas de cemento,
porto cual será más debil estructura dela past, sin
Imporarelestado de hidratación del cemento. Esta es
larazón de que en mezclas pláticas, la resistencia del
cemento varie como una función inversa dela relación
quacemento,lacual, entre otras cosas, es une mane
Fa de expresar el grado de dilución de la pasta.

Contenido de

Comosemencionó.nel capítulo primero, durante
las operaciones de dosiicación y mesciadodelconcre.
to.esintroducido unvolumende are que es variableen
entidad, forma y tamaño de as burbujas, denomino.
‘do comünmente “aire naturalmente atrapado”, el cual
posteriormente es liberado por los procesos de com:
Pactació, para evitar algeramiento enla maso end
Feciday poro tanto descensos en la resistencia,

Por otra parte, también se mencionó que en algu:
nas ocasiones se introduce intencionalmente are en ei
concretolresco, forma de pequeñas burbujas (aprox
madamente de 1 mm de diámetro o más pequeñas)
quese dstrbuyen unformementeysislodas para me:

rar la durabilidad del concreto, o para aumentarl
manejablidad. En este caso es denominado aire nc
do 0 incorporado.

Elaumento dela manejablidad cuando elconcrs
se encuentra en estado plásuco, es debido a que un
parte de ls burbujas de are oumenton el volumen
Ta pastay porotraactian como "bolineras” de es gr.
gados, permitiendo una mejor movilidad

Esto quiere decir que para una misma consistencia
es fat redire contenido de agua de manera qe
se disminuya la relación agua cemento y se recupere
Parte dela resistencia que se pierdo porla presenciade
Vaclos dentro del concret. La experiencia ha indicado
queesposiblereducirelcontenido de aqua hastaenun
Bi por coda 1% de aie incluido.

Por lo general el contenido de aire dentro de una
merci de conereto aumentará cuando se presente
Una varias de las siguientes situaciones

= Mezclas pobres en cemento,

7 Agregados con tamaño méximo menor

= Mayor cantidad de arena

= Consistencias més húmedas

= Operaciones de mezclado más fuertes o proton
‘gadas

- Inclusión de adiivos incorporadores de aire

De acuerdo con lo anterior, en la tabla 51 e pre
sentan ls cantidades de aire naturalmente atrapado
que ha indicado la experiencia, ai como las contido
des recomendables de air total que establece el có
digo A.C1-211 (5.1) segúneltamaño máximo normal
del agregado grueso,

Gradacién de los agregados

Lodistibucióngranulométic delosagregadoses
tr factor que incide en la manejablidad de una mer.
la de concret, debido aque un agregado malgradado

presen
Pasta ¢
dei age
bleyn

EN
ésta ne
dos m
detam
lapres
tenido,
cidad

bro, o
sila
parier
6-0:

Pe
muy f
reque
sera
‘sper

114. abla 5.1. Contenido de are en mezclas de concrete para varios tamaños de gres

Io grueso (5)

era delagregado

nier de
naturalmente arapado
(promedio) 4

= Comlanide desire
total recomendable
wwapade + Incorporado) Y |

25
Fa
e

pet exceso de vacios que deben serlenados con
sen con9 de lo arena y con mortero en el caso
sega grueso, para que la mezcia sea maneja
Bey ro quede poroso,

aso dela arena es el más crtico debido a que
bno det retener más de un 45% de material entre
ls malas conseculvas, considerando lo sere Tyler
uni (No. 4,8, 16, 30,50, 100). Adicionalmente,
Isprancadefmosindicada porlanormeleontec-174
mes impotamte en mezclas pobres y húmedas que
marne cn y secos, debido a que un mayor con
Teo de cemento permite mayor cohesion y plas.
ddeniamexcl, Estos especielmente importante
mec que se van colocar porel sistema de bor
ls conel ust la práctico ha demostrado que la ma
A brian dela tuberia debe estar constituida por
patadas cuyos diámetos estén comprendidos entre
0-02 (cemento más arena menor de 0,2 mm) y
tuna cantidad de 350 400 kg por m de concreto,

Porta parte, debe evitarse la uthzaciön de arenas
iy nas o muy gruesas ya que con los primeras el
Iepermiente de agua es muy ato y facmente se
tereginyconlossegundas se obtienen mezclas muy
as y poco cohesivas

Por lo general, para que las arenas proporcionen
una adecuado mencjblidad, el valor del módulo de
finura debe tener un limite inferior de 2.2 en arenas fr
mas y un limite superior de 30 en arenas gruesas y,
‘cumplircon la granulometia dela norma Icontec-174
‘Sinembargo,estono implica que no se puedan diseñar
mescla de concreto conarenas quese salgan de estos
limites ya que es posible determinados casos hacer
una Combinación óptima de los agregados dispon-
bles, como se vers en el capitulo 11

Forma y textura superficial de los agregados

‘Otros factores adicionales delos agregados que
intuyenentamonejablided deunamercla deconereto
son au forma y texture superficial

obvioquelos agregados gruesos con partículas
alargadas, aplanadas o deforma cúbica y textura rugo-
Sa exigen una mayor contidad de arena, agua y pasta
enunamezco, para mantener una manejablidadcom:
Potable. que los compuestos por partículas tedondes,
Bes y cas, debido al ncción generada por a "rabe-
on” que existe entr las parículs.

Portal motivo, desde el punto de vista de la mane-
jabllidad, son más adecuados los agregados naturales

115. {cantos rodados y arenas de ro) quelos obtenidos por
los procesos de uturacion. En caso de ulizarse agre
¡gadostuiturados, éstos deben tener forma aproximada.
mente cúbica y con un porcentaje máximo de pate
los aplanadas o alargadas de 15% para que su efecto
sobre la manejablidad no sea importante

Relación pasta-agregados

Ovofactorqueafectalamanejabiidaddeuna mez-
«la de concreto ela relación que hay entre lncantidad
de pasta y eláres supericil de os agregados que éste
‘debe cubrir y lubricar. Esto es lo que se conoce como
Felación pasta agregados,

En la medida que esta relación tenga un valor ato,
Los agregados se podrán moverlibremente dentro dela
‘masa, Perosilacantidad de pasta se reduce ata! punto
{Que no sea suficiente para llenar los espacios vacios
entre las paticulas de los agregados y permi que
éstos Moten",lammezcia e volverá ranulosay áspera

Relación arena-agregados

al como se mencionó en el punto relativo la gre
nulometia delos agregados, una mezcla que tengan
bajo contenido de arena es dic de manejar, colocar
y terminar. con elinconveniente adicional de tener ten
lencia al segregación y exudación por ser una me.
‘la poco cohesiva, en cuyo caso el concreto tene una
apariencia piedruda (exceso de agregado grueso)

Por el contra, cuando el porcentaje de arena es
elevado, hay necesidad de añadir agua o pasta en 6x.
‘eso para que la mezcla sea monejable, presentándose
también tendencia a la segregación © exudación. En
estos casos, la mezcla presenta una aparencia pasto:
Sa (exceso de arena).

En general, el porcentaje de arena que requiere
una mezcla preparada con una cantidad de past dada
(relación agua cemento ja) es menor sila arena es

a, y mayorsiesgruesa pora obteneruna manejada
Selerminado,

Por otra pate, para agregados bien gradados (qu
cumplen la norma NTC - 174) la experiencia ha de
mostrado que el valor de la relación arenaragregaén
puede oscilar entre 0,38 (arenas finas) y 0.42 (arent
‘aruesos) para mezclas de consistencia plástico or
mol, y para mezclas de consistencia himeda o my
húmeda (bombeo, remie) este valor puede estar et
042ÿ 048,

Aditivos

Dentro delas funciones que se mencionaron ela
aditivos est a de mejorar las condiciones de tab
de una mezcla de concreto en estado plástico, &
manera que se pueda mejorar su manejablidad, esp
ialmente cuando los agregados son deficientes
Tinosy elcementotienetendenciaa producir orudscin.

Enlaclasficación quehacelanorme NTC 12%)
(ASTH.C494) seencuentrontos divas reductoresde
“guay los reductores de agua de atorongo (superar
úlicontes), que permiten aumentar la plastciónd de
una mezcla,sin necesidadde aumentar el content
gue, bien educirel contenido de agus porauna cor
Sistenciadado, manteniendo una mismarclaciónogas
Cemento (ver capitulo 12).

Condiciones de clima

Entre los factores externos que pueden afectar
imanejablidad de une mezcla se encuentran los age
tes atmosféricos (sol uva, viento, ic.) lo tempera |
a y el Uempo transcurrido entre el mezclado ÿ à
<olocación

Los agentes atmosféricos pueden cambiar la car
sistenci de la mezcla debido a que sihay evaporación
por causa del sol delviento, la mescla se puede endo |
Fecer rápidamente y por consiguiente perder men

bile
ten
has
las
fin

ales
del

oi

En
pre
Er

116. au Perel contrario, si hay via, aparte de un au
en rlciôn agua-cementoy pérdida de resis:
fe ahumedad de ln mezcia se puede incrementar
sa punto de causar segregación. Por tal motivo
Ib ondeiones en que se va a producir y colocar el

"odeben serestudindas con onteroridad, con el
Ind pores ls protecciones del caso.

D ca part, la manejablidad de una mezcla se
aabt por la temperatura ambiente, aunque
insel estricolo que importo ee a temperatura
lcocrao mismo, Sin embargo resulta lógico per
qu el üempo de vida Ut de una merci de con.
eto, cn estado plástico, para su colocación es más
tae ima cóldo que en cme fo.

[Gnationes de producción y colocación

aiment, hoy algunos otros factores estemos
fabien en lgrado de monejubiidad de una mer
Gen cuales se cuentantos siguientes teniendo,
Foie que los condiciones de producción, coloco
Jay to de bra no son Iguales en todos los casos:

ass de dosificación (manual, semiautomático,
semi por peso, volumen y precisión)
todos de mezclado (manual, mecánico)

Sistema de ransporte (camión mezclador, cart
la. sogonctas, bandas, tuberias, et).

items de colocación (baldes con grün, bombeo,
beso, máquinas pavimentadoras, ee).

Tpodecompactación (manual, con vibradoras de
ia de formaleta, reglas vibradoras, ec).

po descabado (textur iso rugoso, con moldes,
ES

To de obra (según las dimensiones y caracteris.
és delos elementos estructurales).

Segregación

Este término, que quedó implícito en a primera
defnicion de manejabitdady quese ha venidorepitien-
fo alolargo del capitulo, se deine comola separación
de los materiales que consituyen una mescla hetero:
génea (como es el concreto), de manera que su is.
tnbucion deje de ser uniforme por fala de cohesion,

Entre Is causas, inherentes al concreto, que pue-
den producir segregación, se encuentran l diferencia
fen tamaño de las particulas y su distribución granulo
métrico, as como la densidad de los constituyentes y
su proporción dentro de I mezcla, Otas causes que
dependen del manejo yl colocación pueden ser elmal
mezclado, transpone lrgo y sometido a vibración, co.
Iocación inadecuada y sobrevibración al consolidao.

En genera, la segregación se puede presentar de
dosmanerasuna,enla cuales porículas gruesas e
(den separorse por desplazamiento sobre los taludes
¿ela mercla amontoneda o porque se asientan más.
que las paticuas fines por acción dela gravedad; ésto
Seneralmente ocurre en mezclas secas y poco cchest
Vas. La otra forma de segregación es la separación de
In posta (cemento y agua) dela mezca, lo cual ocure
tenmezcas húmedos y con pasta muy did.

Para eur presencia de segregación en la mer
‘la se deben proporcionar adecuadamente los mate
Sales y revisar elaspecto dela mezela cuando se prue:
Ban los diseños. De ota pate, con unos adecundos
procedimentos de mercado, transporte, colocación y
Consolidación del concreto, como los descros en el
Código ACE304, I probobided de segregación sere
duce consderabemente

Exudación
(Oxo término que también se ha mencionado pero

‘aan no se ha estudiado es la exudación o sangrado,
Que consiste en qué parte del aqua de merclado tiende

117. actearse ala superficie del concretoreciéncolocado
durante el proceso de fraguado. Portalrazón, se dice
quecsunaformaespecialde segregaciónodesedimen"
ción de las particules, las cuales no pueden retener
toda el agua cuando se asientan.

Tanto la cantidad de agua de exudación como la
velocidad ala cual ésta llega ala superfiie delconere"
to, enen mucho que ver con a evaporación, debido à
¡ue sila velocidad de evaporaciôn es menor que la ve
locidad de exudeciôn, se forma una pelicula de aque
que aumenta la relación aguacemento en la superf
«le. que posteriormente queda porosa y con baja resis
tencia aldesgaste Por tro led, silo velocidad de eva
poración es mayor que la velocidad de exudacion se
pueden producir grietas de contracción plástica (ver
capitulo)

Deotra parte, en algunas ocasioneselagua al subir
queda atapada bajo las particulas más gruesas del
Agregado delacero de refuerzo lo cual genero zonas
de baja adherencia. Adicionalmente al subl dei po.
queños caminos capilares que aumentan la permea
Blidaddelconereto. Sin emborgo, In xudación puede
sercontoloda por medio del uso deadiivosinclusores
de ie, cementos más fino y control del contenido de
arena en su fracción más fina. La forma de meda la
exudación de un concreto se encuentra desciha en le
nomma NTC 1294 (ASTM C232),

‘Temperatura

Como se ha visto ao largo del capitulo, la tempe-
ratura del concretofresco afectatodas ls propiedades.
delconcreio en estado plösico, especialmente el aserr
tamientoy lcontenido de aire. Por lo, es conveniente
veiicarla,aunguehoy en dia no existe ningún método
notmalizado para medio. Sin embargo, el empleo de
un tesmómelso de bolslo (con precisión de £ 20) es
Suite

Las temperaturas elevadas en el concreto dan por
resultado que se requiera mayor Contidad de agua de

mezclado para mantenerun determinado sentais
y mayor cantidad de algún advo nclusor dear pat
producirel contenido de ae requerido.

La temperatura del concreto fesco depende dé
aporte caloric de cada uno de sus componentes a
ue influencia de cada material depende de su cla
especifico, de su masa, y de su temperatura, además
el calor liberado por la hidratación del cemento,
energla añadida durante el mezclado y el calor bio.
bido 9 entregado al medio ambient, Las normas es
pulanuna temperatura media dela mezcla de contras
Fresco comprendida entre 10y 29°C en cles cidos
sin embargo, la máximo establecida es de 32°C, pa
razones de velocidad de hidratación y endurecimiento
del cemento, ya que a una mayor temperatura se pro
‘duce una hidstación más rapido, pero menos elcen
te. y poro tanto un fraguado acelerado, dando lugare
una Estructura sica menos uniforme y pobre.

Para establece el balance térmico de una merca
esnecesariorecordaralgunos conceptos básicos coma
l'alor espectico (C) que esta definido como la con.
‘dade calorias necesarias para quel unidad de moss
(de un cuerpo eleve su temperatura en 1°C. El valor
aproximado del calor especifico de los ingrediemes
(cemento y agregados) secos, es de 0,2 kcal/kg/C;a
delaguaes de I Keal/kg/"C-Es decir, que 1 kg de agus
“aporta ala merca 3 veces más colors que 1 kg de

La capacidad calorífica (CM) de un cuerpo de
masa M, será entonces el producto de su calor espec
ficoy sumasa; yla cantidad de calor(Q)eselproduct
dela capacidad calorfica y la temperatura (7) de ese
‘cuerpo. De modo que

a=cmr 62

Despejando de esta formula la temperatura, se
puede hallar la temperatura media de una mezcla de
«onereto fácilmente, conociendo elcalor especifico, la

masa y
nente oe

Hock
siguiente

Ta

‘en donde
Ta Temp

118. asa y lo temperatura individuales de cado compo.

zamn
r- 6.
zam er
Hiendoloseemplazosnecesriossellegrisale
sr expresión

02 (TaWa + TewWe) + Too

02 (Wa We) + Wo oe.

ende

T= Temperatura de concreto fresco en C.

= Temperatura de los agregados, ce-
mento y agua (añadida yla del agre-
ado), respectivamente en °C

Ta, Te Tw

Wa, We, Ww = Peso de los agregados, cemento y
agua (añadida y la del agregado), por
Unidad de volumen de concreto, res
pectivamente en kg/m

Al aplicar esta fórmula se puede afmar que para
levar en 1°C la temperatura de la mezclo, se require
de un aumento de aproximadamente 9C en la tempe.
ratura delcemento, ode 3,5 enla delagus,ode 18€
enla delos agregados,

119. CAPITULO. 6

Resistencia del concreto

Introducción

Hasahay endiano se ha encontrado unaley gene-
lassen valida para dercnbirelcomportamieno del
ao bajo todos los estados de esfuerzo a que es
Simao en un estructura, Sin embargo, como late.
Seni le compresión simple es su característica
Is mporane, port de ela se estudian otras pro-
idas como au resistencia la racción, módulo de
(htc y resistencia ol corte, entre otras.

Relación agua-cemento

Entéminos generales, la resistencia del concreto
sedetemina porlacantidadneta de aqua wilzada por
nidad unitaria de cemento, para un conjunto dado
de materals y de condiciones. Esto es lo que se
ferecehoy en dis comolarelacién“agu-cemento” Io
cales dade en peso

AA per de lo anterior fue que Duff Abrams, en el
to de 1918, formuló su conocida ley, según la cual,
elos mismos materiales y condiciones de ensayo,
Treten de un concreto completamente compac
to una edad dado, es inversamente proporcional

2 la relación ogua<emento (la cual originalmente se
expresaba en volumen), Para cuontifear esto, Abrams
propuso lo siguiente expresión de ipo exponencial

A
®

R en

donde:

Res a resistencia median lo compresión en kg/em?.
‘Ay Bron constantes empiices que dependen dela ca
{idedy tipo de cemento, os propiedades de os ogrega
(dos, los aditivos, y las condiciones de ensayo. esla
relación aguaccemento en peso. En la figura 6.1 se
muestra una representación grfic de esta expresion,

‘tra forma de expresarlaecuacion6.1estomando
logaritmos, con lo cual quedaría de a siguiente manera

Log R= tog À - a log B (62)
‘corespondiendo entonces, le ecuación de una recta
‘cayas variables son ellog Ry 0. Esta nueva expresión
Se representa gráficamente en la igure 62.

12

120. ‘Figura 6.1 Curva tipica de corespondencia entre a resistencia media

yla relación agua-cemento del concreto a diferentes edades. 4
400 q
28 dag ©
8
300 - A
€ k
E 6
¿om EE 1

100 | PAYA]

| ol

03 0 os CT q

Relación A/C

Figura 62 Correspondencia ente «logaritmo de 1 resistencia media la compresión

a
a ]
= pr |

250] _. |

200|— - m+

Rekg/em’)

03 04 05 vs 07 08
Rascón JC

120 TeonoLDan De CONORETO vou none

121. Enlepéctica es econocida y aceptada a relación
gacementocomo elfatorindviduslmás impor"
Ieclaesitencie delconeretototolmentecompactado.
Snemberge en la realidad es imposible obtener un
ro completamente compactado, apesar de los
feces de consolidación, debido 9 que durante la
sc de mezclado queda are naturalmente ara
palodeto dela merca. Portal motivo, sedice que la
Ie de Abrams es un caso especial de a sega general
mid por Fert en 1896, la cual incluye el vou
fer dela porosidad del material endurecido y tiene la
pente forme:

Kee?

Ro

63)

ent:

Res la resistencia media: K es una constante que
pete delcemento y los agregados: cu y somos
Valens absolutos de cemento, agua y are respec
ame

Per lo, en a pröctic dela ingeniera se supone

Jatarwiseni del concreto endurecido auna deter

lata edad, con un curado y una temperatur espe:
depende principalmente de des factores: la
quscemento y el grado de compactación.

eza de la resistencia
concreto

[Camoseha visto, el concreto es una masa endure:
qe porsupropia naturaleza es discontinua y het
E cemento hidratado (ge), es en sí mismo
ias senicistaina discontinua, con un elevado
preside, que contiene agua bre y aque no
le Adicionalmente, esta agua br al exudar
puse dejamieroporos y canales coplbres con.
enel gl de cemento ls cuales se conviertan
te en medios para el intercambio de

ete iconereto y el ambiente que lo rodea

Porotra porte, lo presencia deagregadosincideno-
tablemente en I heterogeneidad, debido ala diversi
deddetamoños textura superficie y geométrica delas
pascuas: Todo eto es lo que hace posible lograr
tina adherenci perfecto entr la pasta (matic) de ce.
mento y cada una delas partículas de agregado, out
quese disponga de condiciones ideales de merclado,
Sin embargo, sta heterogeneidad del concreto y su
naturaleza discontinuo son ventajosas, debido a que
proporcionan la "cunsiductldad” y los mecanismos
ediipaciön de energiaesencialesparaunmateial de
construcción bajo cargas estáticas (por ejemplo peso
muero) y dinámicas (sismos y viento)

Los propiedades resistencia de cualquier sistema
heterogéneo dependen de las corectersicas fisicas y
quimicas de sus constituyentes y de as interacciones.
nue elos mismos, En el caso del concreto, los ogre
gados que sonreativamenterigidos y cuyas proplede
es están bien eñnidos y son independientes del tem
po, se encuentran incrustados en una mas (pasta de
Eemento) continua viscoso-clástica cuya resistencia y
Tiger varia con el tiempo y que ests sujeta a as i
fluencios ambientales. Adicionalmente, la interción
entre ambas podrl no variar únicamente con ein
po, sino tambien con la composición mineral de los.
materiales en contacto y exhibir fenómenos tanto fi
Cos come químicos Esta zona de contacto lamada in
terfase “agregado matin ela fase más significative
¿el sistema concreto que establece el enlace rico y
Frecuentemente más debi del sistema heterogéneo.

Para ampliar este concepto, durante el proceso de
fraguado y endurecimiento dela pasta de cemento se
establecen adherenciasdesdlido a uns sôido entre el
agregado la ina y estrechamente entrelazado estruc
tura de los productos de hidratación. Las fuerzas que
ligan as poftículs de agregado ala matriz pueden ser
solamente fisicos debido a enlaces mecánicos y de
adherencias, o puramente químicos debido a nuevos
productos de reacción superficial y de interdesrrllo
uimico En o pröcie, estos fuerzas muestran un ca

122. râcter combinado fisico y químico. En la figura 6.3 se
hace una representación esquembica de esta interac

Entesumen,la resistencia delconcretoserigeprin-
«ipalmente por a resistencia interacción de sus ases
constituyentes.

= La rsistencis de
(nati)

la pasta hidratada y endurecido

- La resistencia delas pariculas del agregado,

= La resistencia de I interfase matriz agregado.

Figura 63 Representación esquemática de

interacción entr la matriz y
del concreto (64)

Desde luego, son muchos los factores que
terrelacionan la resistencia del material compues
conlaresistenci dels fases individuales y ares
‘inde Ia interfase de adherencia.

Factores que influyen en la resisten
del concreto

Entre los innumerables factores que afectn 1
resistencia del concreto en estado endurecido, né
pendientemente dela calidad y tipo de materials qu
lo constituyen, para unas propiedades dadas des
‘Componentes en una mezcla vabojable y bien coke
a se destacan los siguientes:

Interacción ic dei
topografia Imegular del agregado

os neces nos

Adherencia de Inescciónfsicoquimi-
serra rante creen elas!
Sos

130

123. Contenido de cemento

Eslgicopensorquelos coractrísicas del cemen
Ibempleado tienen una enorme infuenca en la resi.
ea del concreto cusiquier edad, debido a que es
Ansel más “activo” de la merce, Pero desde lue.
impor ain más su contenido (proporción) dentro
nar, debido que pora un determinado Ipo.de
rento, medida que aumenta el contenido de éste
‘net la resistencia. Sin embargo, ls mezcas con
ina lación agun.cemento muy baja y un contenido
dcimento extremadamente alto (superior a 470 kay
Imjenisenuntetroceso deresistenco, paricularmen
uso se usa agregado de gran tamano. Ete cm.
Fatamiento puede deberse los esfuerzos inducidos
Frlsconvaccion de le posta de cemento al pasar del

1 conerto contra relación agua cemento

estado plástico estado endurecido, que al ser obstrik
da porlspariculns de agregado causan agrictamiento
ela pasta o una pérdida de adherencia enla interfase
motiragregado.

Por otra porte, las mexclos con relación agua-ce-
mento muy ata y bajo contenido de cemento (pasta
‘muy divida) conducen a resistencias extremadsinen-
Le bajas debido 8 que la estructura dela Pasta es muy
bil en cualquier estado de hidratación del cemento,

Relación aguacemento y contenido de aire
Como ya se menciond, la relación agua cemento,

eselfactormésimporonteenla resistencia del concte:
{con un adecuado grado de compectacion. (Ver igu.

iterentes grados de compactación (61)

>

Concreto inuientemente compacado

¿Concreto otsimentecompactado

Retcón ague/cemento

124. £2644). Pero debido a que ls diferentes agregados y
cementos producen generalmente resistencias dist
Las con la misma relación agua cemento, es necesario
‘desarollarla corespondencia entre la resistencia yla
relación agua-cement delos materiales quese usarán
realmente en un proyecto especifico, para obtener una
gráfica como la mostrada en la figura 6.5 que tiene
aproximadamente la forma de una hipérbola, Adicio:
nalmente, se debe tener en cuentas el concreto va a
evar aire incluido (naturalmente atrapado más incor.
Porado). debido a que el contenido de aire reduce la
resistencia del concreto, por lo cual, para una misma
resistencia, el concreto con aire incluido debe tener
Una relación ague-cemento mas baja, Esto se puede
observar en la misma figure.

Figura 65 Correspondencia entre Ia resistencia,

Influencia de los agregados

Dentro delas propiedades más importantes dels
agregados que influyen en la resistencia del concreto,
Se encuentran ls siguientes

=. Lagronulometrio que al er continua permitela ms
ima compacidad del concreto en ex
por lo tanto la máxima densidad en estado end
Fecido con la consecuente móxima resistencia,

= La forma y textura delos agregados también inf
yen, debido a que los agregados de forma cbs
Y núgosos permiten una mejor adherencia dela
Interfase mai agregado, qumentando la rester

la relación agua-cemento

50

= oy as

05 a >

Tam

125. respecto a los agregados redondeados y isos
panunamisma relación ogue-cemento. Sinembar
para qual contenido de cemento, los primeros.
‘igen mis agua para no vararla mansjablidad y
porlotanoclefectoneto es que as resistencias no.
Yalan apreciobiemente

Fer timo, la resistencia y rigidez de ls parúculos
élagregado también inciden en a resistencia dei
conato, ya que es muy diferente la resistencia y
Ino de elasticidad de un ogregado de baja den.
sad y poroso, a la de un agregado de baja poro-
Sn ÿ muy demo,

Mimato máximo del agregado grueso

‚Orofctr delos agregados que iene mucha rele
ec enls resistencia del concreto es sutamaño me:

ximo, debido a que la cantidad de cemento requerida
Para produci una resistencia ala compresión máx

à una edad dado, con un determinado agregedo,
vata sein sea tamaño máximo del apregado gru:
50 de la mezclo.

En términos generales, a utilizar tamaños mayo-
res se reduce el tea supetiily ls vacios en elagre-
¡gado grueso, De manera que se requiere menos mor
{ero ( por o tanto menos cemento en une pasta de
relación aquaccemento fia), para obtener una maneja
blidad dade. Esto es válido poro resistencias hast del
orden de 250ka/em® ya que investigaciones recientes
han indicado que el menor consumo de cemento para
una resistencia dada se obtiene con agregados de me-
nor tamaño, Algunos de las Conclusiones de estas ir
vestigaciones son las siguientes

Figura 66 Eficiencia del cemento en kg/m? contra kg/em (6:7)

TAMAÑO MAXIMO DEL AGREGADO GRUESO VS. RESISTENCIA

m 29

7

5000

E
3
:

RESISTENCIA A LA COMPRESION Kalen?

KILOGRAMOS DE CEMENTO POR m DE CONCRETO

126. ~Sisedividela resistencia deun concretoporsu con
tenidode cemento, se obtiene una medida dela.
ciencia del cemento en kg/cm? de resistencia ala
<compresion por cada kg de cemento por m? de
concreto, Como ejemplo, se puede observar la
Figura 6.6.

= En concretos de ata resistencia, mientras mayor
sea la resistencia requerido, menor deberá ser el
tamaño para que la eficiencia sea maxima. Para
«cada resistencia existe un margen estrecho para el
tamaño máximo, por encima o por debajo del cual
Será necesario aumentar el contenido de comento,
En concretos de baja resistencia, mientra mayor
sea eltamano máximo, mayor es Ia eficiencia. En

Figura 6.7 Resstenca at compresión del concreto, pare varios tamaños máximos de os agre

«concretos de resistencia intermedia, existe un an
90 amplio en los tamaños que puedenusarse pars
una misma resistencia, esencialmente con ¡ul
contenido de cemento. Únicamente se requetet
más cemento s se lion agregados de tamaños
máximos más pequeños

= Paraunamismarelación agua.cemento, concretos
preparados con los tamaños máximos menors
tienen mayores resistencias que aquellos que te
nen os tamaños máximos mayores, La drencs
fs que la resistencia entre tamaños máximos me
yores y menores es más pronuncinda pars las
felaciones aguo-cemento mas bajas Este fenome
0 se puede visualzar en Ia figura 6.7.

Iscemento (67)

FENCIA Alem?

RESIS

06 57 8 >

Relación Arc

Fre

aw
del

de
(ore

gue
sa
dani
den

dod
más

Resistend ala penetración kg/er

127. Fraguado del concreto

Otofetorque aectala resistencia del concretos
lardocidnade endurecimiento, que present al pacar
(desado plsico al estado endurecido bojo cenas y
éteminadas condiciones de tempo y temperatura
(reo de fraguado).

Portal motivo, la determinación de tiempo de ro
tes importante para saber ies necesaro llar
nes que controlen la velocidad del fraguado (retar
reso acelerantes) con elfn de regular los tiempos
demercado y transporte, de manera que no se vaya
Arerafetado na monejablidad nil resistencia dela
pr.

Fltempo de fraguado es un valor arbitrario toma
rot el proceso de endurecimiento, El método
Iisultade (ASTM C-403) consiste en med resi
Inciso penetración queofrece uno muestra de mor.

Figura 68 Ejemplo del efecto dela temperatura sobre el tiempo de frag

{ero (concreto tamizado por la mala No. 4) colocada
nun recipient, al hacer presión con una aguja crew:
lar de extremo plano, hasta que ésta se haya hundido
Y pulgada. Se ulizan unas seis egujos, con areas
vorlablesente 1 y 1/40 pulgadas cuadradas. Se dibuja
Uunacurva, dele cuslestomedo el tempo de “fraguado
Ini” a una resistencia ala penetración de 35kg/cm*
(500 psi) y tiempo de Traguado ina” a una resisten
cia a la penetración de 280 kg/em* (4.000 psi) La
temperatura, desde luego afectanotablemente eter
po de reguado, dependiendo de sla mezcla pierde o
no calor de hidratación, por lo cual el proceso de
Adquisición de resistencia será más lento o no. En la
figura 68 se presenta un ejemplo tipico.

Edad del concreto.
Entre os factores externos que afectan la resisten

cia de un concreto se encuentro, en primer lugar, In
‘edad, debido quelo eleción que hoy entr relación

[Femoral

5

[=

raquo inca

LA

s

Tiempo (ars)

128. ‘aqua-cemento yla resistencia del concreto se aplica
únicamente a un tipo de cemento y a una sola edad

En términos generals, se puede decir que a partir
<del momento en que se presenta raquadotinaluna
resistencia a a penetración de 200 kg/cm Comienza
ciproceso de dquisición de resistencia (comespondien
tea una resistencia ala compresión de aproximado.
‘mente 7 kg/cm o 100 lb/pulg, la cual va aumentan.
do con el ranscurso del tempo.

‘Como a resistencia es variable, es necesario esco-
‚ger una edad definida para que la resistencia en ese
momento caracterice sus propiedades mecánicas. Ar
Drariamente, esta edad se ha tomado en 28 das.

Las mezclas con una relación agua cemento boja
“aumentan en resistencia, expresada Como porcentaje
de a resistencia a largo plato, más rpidamente que
las mezclas con una felación agun-cemento mayor
Estose debe a que enel primer caso, los gronos dece-
mento están más cerca unos de ottosy te establece
más rápidorente un sistema continuo de gel. Por esto
razón. no es fac hacer una extapolación delo resis.
tencia alos 7 dios para obtener valores 10528 das,
‘aunque se trate de un solo tipo de cemento,

Sin embargo, tomando como base la resistencia a
la compresión a os 28 das, el aumento promedio de

laresistenciaconeltiempo se puede asumir de manes
aproximada, como se indica e lo abla 6.1, para con
retos preparados con relaciones aque cemento cai
valentes y istintos cementos tipo I del pals, perote
niendo en cuenta que la resistencia loo 28 das &
edad no esla misma para todos los cemento,

En esta tabla, el mit inferior corresponde a es
ciones agua-cemento altas (07) y el ime supers
relaciones agua cemento bajos (0,4)

Porotra parte, respecto ala relación que hay nte
las resistencias a los 7 y 26 días, se puede utr
siguiente formula, teniendo en cuenta que es una e
ción aproximada, ya que a edades tempranas influyen
notablemente las coractrsicos del cemento, la ás.
«ión agua cemento, la humedad y el uso de ados

R,

C+KR, 64

onde:

Ry” Resistencia a lg compresión o los 28 días de
edad enkg/em

FR,» Resistencia ala compresión alos 7 dis de edad
enkg/em®

C.K Constantes que dependen del tipo de cements.
Ena tabla 62 aparecen estos valores,

compresión del concreto, con el tempo, para varios cementos

Porcentaje de resistencia rspeco la de 28 dae ]
E as) HER BE 2 5 o |
Argos 347 ee
oros M4 Bm u 2 ea
coto 227 M4 Gé M 10 she
Cas 1019 2646 6066 woes 1 17120
Conve ise 4435 6m Ge 1 enr

ion
are
Pare
Sem
Sem

Table

PG |

129. Moreno

uma öymange
Dance Tomo
ine

sano
Sener St Rose
ner Sen

Diamante B/manga
Damante Cucuta
Diamante Tolima
Mare

Paral Rio

Samper Sta. Rosa
Samper Siri

Curado del concreto

Laexposición al aire del concreto, debido la p£r-
lade humeded duranteel proceso de raguado, pos.
temente impide lahidstación completa del cemen:
joy pr l tanto la resistencia fina e disminuir, La
ose e intensidad del secamiento depende dela

om new.
208) mas
203 ar
a nens
mes nen?
su meno

12010
125133
128131
12720
Ra

‘masa de concreto elaiva área de superficie expues-
ta, asi como tambien de la humedad del ambiente.

Portal motivo, el curado es el nombre que see da
alosprocesos para promoverlahidrataciondelcemen-
toy consiste en controlar la temperatura y los mark
mientos de humedad dentro fuera del concreto, Pero
más especificamente, lobjetodelcurado es mantener
«concreto saturado otan saturado como sea posible
pora terminar de hidrata e cemento. En la figura 69
Sereptesentan en forma gráfico e efecto de las condi
ones de humedad durante el curado y dela humedad
Sel concreto en el instante de lo fall sobre la reisten
ia ola compresión. En esto gráfica puede observarse
<ómo al reiniciar el curad al are durante un tempo
determinado, se reinicia también el proceso de N
dratación.

Temperatura

Finalmente, tro delos factores externos que afec-
toto resistenci del concreto esla temperatura durante
los procesos de fraguado y de curado, debido a que
una elevación en la temperatura de curado acelera ls
Feaceiones químicas de la hidratación y esto afecta
benércamente la resistencia temprano del concreto,
fin efectos contrarios enla resistencia posterior

130. Figura 69 Electo de as condiciones de humeds

¡durante el curado(6.1)

Im =>
A 200 EXT =|
3 210] PA

ig

Sin embargo, una temperatura más ot durante la
colocación y el reguado, aunque incremento la esi
tencia a muy temprana edad, puede afectar adversa
mente l resistencia partir de aproximadamente los
7 dias de edad, La explicación es que una rápida hidra.
tacióniniial de fos granos de cementos superficial y
parece formar productos de une estructura isicamen-
Le más pobre y probablemente más poroso,

Medida de la resistencia a
la compresión

Como ya se menciono, la resistencia la compre-
sión simple esla caracerislica mecánica principal del
concreo, dada la importancia que reviste eta propie
dad, dentro de una estructura convencional de concre.
toreforzado.Laforma de expresara es, entérminos de
esfuerzo, generalmente en ka/cm? y con alguna fre
‘cuencia en libras por pulgada cuadrada (p's). La
equivalencia que hay entre los dos es que 1 pi. es
igual 0.07 kg/em. Aunque hoy en diese ha acogido
expresarlo en Mega Pascales (MPa), de acuerdo con el
Sistema Internacional de Unidades.

Eden das

La forma de evaluarla resistencia del concretos
mediante pruebas mecánicas que pueden ser de
tructvas, para lo cual se toman muestras y se hoc
especimenes par falla, o no destructvos. ls culs
permiten probar repetidamente la muestra de mane
que se pueda estudiar la varlacion de la resistencia
tras propiedades con el paso del tiempo, Para lt
Primeras, se ulllzan res tipos de muestras lindos
Cubos y prismas. Para las segundos hoy ciferene
Sistemas, como se verá más adelante

Ensayo de cilindros

El ensayo más universalmente reconocido pora
ejecutar pruebas de resistencia mecónico aa compre
sión simple es el ensayo de probetas clindrcas, os
‘cuales se funden en moldes especiales (figura 6.10) de
acero ohiero fundido que Lienen 150 mm de diámetro
por 300 mm de altura (relación diámetro: altura 12)
Los procedimientos rlaivos oeste ensayo se encuen.
tran especificados en las normas NTC 350 y 673
que hacen referencia a la confección dels cilindros y
ensayo deresistenciaa compresión, respectvamen-
te. A continuación se describen brevemente

ve

mie
ont
pres
Form

‘lent
preg
isa

em)
don
er
Seid
er
‘ure
Tene
fice

ole

131. a vee que a muestra de concreto fresco ha sido
moments seleccionada de acuerdo conlos proce.
dmientos descros en la norma NTC 454 (hor
¡énfesco toma de muestras), de manera que sea te.
ea della masas procede delosiguiente

Antes de colocar el concreto enel mode, es nece-
uso car el interior del clindro poro eviar que el
serio se adhiera al metal; para hacer esto, es uf
cinc unarlas paredes ye fondo con una brocha im.
pugna de aceite minera; lo copo de aceite debe ser
{day en el fondo no debe acumular acekte

Eciindro selena en es copas de igual altura (10
ey cada copa se apisona con una varilla sa de 16
fm 178) de diômeto, con uno de sus extremos re-
(indes la cual se niroduce 25 veces por copa en
rentes sos dela superfiie del concreto, tenlendo.
do de que la vara sólo atraviese la copa que se
as compaciando, sin pasarala capa siguiente (ver
106.1), Alfinal dela compactación se completa el
finado del molde con más mezcla y se ala la super-
Iiecon a ayuda de un palustre de una reg.

Us vez que se ha lenado cado capa, sedan unos.
pes con vrila o con un mari de caucho las

poredes de éste, hasta que la superficie del concreto
<smbiede mate abrilanie, conelobjetode eliminarlas
Burbujas de air que se hayan podido adherir al molde
ayan quedado embebidas en el concreto.

Losciindosrecién confeccionados debenquedaren
reposo, en sio cubieño y protegidos de cualquier golpe
© brain y al di siguiente (20:24 horas después de
laborados) se les quia el molde cuidadosemente

Inmediatamente después de remover el mold, los
cilindros deben ser someldos a un proceso de curado
En tenques de agua con cel, o en Guano de curado a
S5C TEC con fin de evtarl evaporación del agua
‘que contiche el elindro, por la acción del are o el so,
en Condiciones estables de temperatura pora que el
Uesnrrolio de resistencia se leve acabo en condiciones
constantes a raves del tiempo, En estas condiciones,
loselindros deben permanecer hasta la delensoyo,

La resistencia ala compresión del concreto se mi
de con una prensa que aplica corgo sobr la superficie
Superior de clindro (Norma NTC. 673). General.
mente esta superficie es áspero y no plana, lo cual
Puede conduct a concentraciones de esfuerzo que re
Bucen considerblemente la resistencia real del con.
reto. na falta de planicie de 0.25 mm puede reducir

nu tecio la resistencia, ora remediar esta situ
ión normalmente se hace un reftetado ocabecesdo
¿elas topos del elindro con materiales como yeso o
‘mezcas compuestas de azufe, tal como se especifica
enla norma. NTC 504. La resistencia a la compre-
Sin, como ya se mencionó, se acostumbra a dar en
féminos de esfuerzo, o seo fuerza por unidad de área,
fen kg/m, con aproximación de Y kg/cm.

Ensayo de cubos

El ensayo de cubos es menos generalizado que el
de elindros, pero muy ullizado en Europa, principal
mente en Gran Bretaña Alemania. En nuestro medio
o son utlizados, pero o continuación se describe bre-
Vementelanormo BS- 1881, 0 manera de informació.

1

132. Las muestras cúbicos se elaboran de manera simi
lara los cilindros, en moldes de 150 mm de arista, en
{tes capas que se compacton con no menos de 39991
pes y con una barra cuadrada de acero, de 26 mm de
arista. Después de dar acabado ala superficie superior
del cubo por medio de lana, el cubo se almacena y se
deja en reposo durante 24 horas, auna temperature de
18. 22°C y con una humedad relativa del 20% al final
de este periodo se retira el molde y se procede al
curado en agua 0 una temperatura de 19 2 21%.

En la prueba de compresión, a posición del cubo
esperpendicular ala que tiene durante su preparación.
«onlocualse evita elcabeceo del espécimen debido
{ue la cara de aplicación de carga si es plana por la
pared del molde. En este caso, el nivel de precisión es
de 5 ka/em.

Ensayo de prismas.

Elotro tipo de espécimen que se utliza pare dee
minar la resistencia a compresión del concreto, an
{que con mucha menor regularidad que los clin
los cubos, e el prisma rectangular con sección ta
versal cuadrado. Uno de los países que lo ul
Franca,

Esta muestra de prueba tiene aproximadamente
misma relacion de diámetro: altura (12) que los cs
dros, con I diferencia de que no presenta problem
para obtener buenas superficies de prueba por o us
o hay que tefrentar Las dimensiones más ative
son 70 x 70 x 350 mm y 100 x 100 x 500 mm. La
Prismas se preparan con ellado más largo en posi
horizontal, de modo que, como los cubos, se pub
en posición perpendicular a la de preparación.

Influencia de la forma y dimensiones
de las probetas

En el medio colombiano, tonto en os cálculos o
mo enles ensayos de contol, la esistenciadelconer |
Toestáreferida alas muestrascilindricas de 15x306n |
Sin embargo, diversas causas pueden obiger a hoc
ensayos.en probetas clínicas de dimensiones din
tas 0 en probetas de geometria diferente, como i
mencionadas anteriormente

Ladiferenciaen!oresistenciacbtenidoporprobeta
de diferent forma, se puede relacionar por medio de
cocñcientes de corrección K entre la resistencia de
<lindro Re y la de probetas de otro tipo R, como se
india enla siguiente ecuación

Re=KR (65

En la tabla 63 se indican algunos valores apron
mados de K, aunque en la realidad se deben hacer en.
sayos comparaivos debido a que el valor de K depen
de de muchos factores.

m

cm
Ku
Pat
Pre

dis
pre:
pes

yt

de
sé
ver

Sin

133. Valor de®
13x30 100
(as 15x18%15 080
Pens 15x 15445 105
(Pins 20 x 20 x 60 105

En lens de probetas clíndricas de dimensiones
[sas laica de 15 x 30 cm, la norma ASTM CA
Iescbe factores de corrección en lunción de la
bet: (ature diámetro), En la tabla 64 se indican.

64 Factores de corrección por aturadiámetro
[ión sa times Factor de concen

1.00
098
096
12 08
100 087

Ova dela caracteristias mecánicas de concreto
sado endurecido, que reviste importancia, es dy
feitenc al Nexión, especialmente en estucturas
concret simple, ales como pavimentos, en donde

Porora part, elconcreto posee muy baja resisten

tracción y portanto esta propiedad no se tene
uen en eldiseño de estructuras convencionales
embargo, ls tracción tene importancia ene ar:

tamiento del concreto debido a ln restriccion deta con

tracción inducida por secado o por disminución dela
temperatura

Ensayo de flexión

Lo resistencia flexión del concreto se determina
ensayando vigas de sección cundrada de 500 mr de
Iongitud por 150 mm delado, elaboradas y uradan de
acuerdo con las normas ASTA.C198 y Cl

Elensayo descrto en a notma ASTM C-78 consis:
teenopoyarlasvigasa2.5cmcomo minime de sus ex.
tremos,conuna luz de 45m y corgarosendos puntos
situados en los tercios medios delalue, Elesfucio ma
ximo de fexión se denomina médulo de ature (MR) y
2 caleula según la formula 66 cuando a fll ocur
dentro del tercio medio de la luz Ibre dela vig

PL

MAA (66)
be

onde:

MR. = Médulo de rotura dl concreto, en kg/m

P = Carga maxima aplicado en kg

L = Luz lbre ente payes en co

b= Ancho dela vige eh cot

d = Altea de vige en om

Si fella ocurre por fuera del tercio medio de la
vigo, pero no está separada de por más de una an
giud equivalente al 3% de lane el módulo deso"
tura debe ser calculado de acuerdo con la siguleto
ecuación:

3Pa
be

MR= en

donde a = distancia entre laine de rotura y el apoyo
és próximo, medida ao logo de ej longitudinal de
la cara inferior delo viga, en em.

134. Sila fala ocurre por fuera del tercio medio dela
vias y a una distancia de él mayor del 5% de laluzlibre.
dela viga, el ensayo se debe descartar. El módulo de
rotura debe ser calculado con una precisión de 0.35
Kg/em (5 pau)

Por otra parte, el ensayo descrito por la noma
{ASTM C:293 consiste en apoyar las vigas de igual for
ma que en la norma ASTM C78, pero con aplicación
de carga enel centro de luz En este caso, el módulo
de rotura se calcula según la siguente expresión:

3PL
Me ss
2b

Es de anotar que el valor obtenido por medio de
estas fórmulas no coincide con la resistencia real alo
Ueaccion del concreto, prncipalmente porque ol ap
Carla se supone un comportamiento elástico del com.
eto hasta la fala por racción, lo cual no es cine

A pesar delo anterior, el módulo de rotura delcon-
reto es uno medida di par e diseño de pavimentos
‘de concreto, puesto que los placas del pavimento o.
bojon principalmente a fiexión; de ahí que en estos ca
503, lacalidaddel concreto se especifique indicando
módulo de rotar,

Ensayo de tracción Indirecta

La resistencia ala tracción es dificil de medir por
medio de ensayos diectos, debido a las diicultades
Para montar las muestras y los incertidumbres que
existen sobre los esfuerzos secundarios inducidos por
los elementos que sujetan las muestras

Paracvitoresteproblemo,L Cameiroy A Bercelos
<desarrollaron en el rasilun método indirecto llamado
“Tension ndirecta" oensayobrasleroenhonor alos,
“aunque independientemente también se desarroló en
«el Japón. En este método, la resistencia le racción
(Des determinado cargando a compresión lclindro

convencional de 15 x 30 cm alo largo de dos Ines
dametralmente opuestas (acostado).Ellcontechaes
tandarizado este ensayo en su norma 722 (ASTING
496) ylaresitencialatacciónindircta se calcule
cuerdo con la siguiente fórmula.

2
m 9)
Pr]
onde:
T= Resistencia ala racción indirecta en kg/em?
P = Carga máximo aplicada en kg

Longitud de eindro en em

d+ Diámetro del lindro en em

Sin embargo. esta resistencia, oparentementede
‘acuerdo con algunas investigaciones, es aproximads.
‘mente un 15% mös alta quelo determinado por ens
Vos de tracción direct

Comparación de las pruebas

Esunhechoquea medido que aumenta resisten
in la compresión del concreto, tambien oumenta |
resistencia ata flexion. Sin emborgo a colación que
existe ente la resistencia compresión del coneresoy
su módulo derotura no es nes! sino más ben de po
Parabölice, como se indica enla figura 6.12. es dees,
3 medida que aumenta a resistencia compresión le
resistencia a flexion tambien aumento, pero en menor
proporción

Adicionalmente, el Módulo de Rotura present ve
lores que varianentreun 10% yun 20% de laresstend
aa compresión. ina relación aproximada que puede
¡lzarsecuandonose disponga de ensayosdefexion,
la cual es recomendada por el Comite Europeo del
Concreto, es I siguiente:

MR = K VTE (610)

Modo de our kg/cm?

don

MR
re

En
Ke

tipo

135. y

Ta

Figura 6.12 Corelación entre la es

DEE 00 400 300 600
Resistencia» compresión hg/em

ete

NR Mödulo de rotura del concreto en kafcm?
fe Resistencia a la compresión del conereto en
kafem?
= Valor que veía entre 20 y 27 (el Comité
Europeo recomienda 25 y el ACI 2.0)
Enlaprctica lo que se recomienda para establecer
encia precisión la correlación existente entre MR
ts: Pees tealzarensayos previos de clindros y vigas.
Encolombi, el autor ho encontrado que el valor de
K es de aproximadamente de 2,39
Por a pate, se ha demostrado que existe una
tsccente corelación entre el Módulo de ratura yla r=
tencia atracción indirecta, como se puede obser
arena figura 6.13.
Esta corelaciôn es independiente dela edad y del
po de agregado empleado y, por lo tanto válida para

‘Figura 6.13 Correlación entre resirtencia a I tración

10 -

»

Resistencia acción indirect kgm?
‘cualquier mezclo.Paraempleata en elcontolrutinaio

‘el concreto de pavimentos, bastaia entonces confie
‘mar dicho correlación con unos pocos puntos.

Pruebas aceleradas

Comoscha vist,laroturade probetas la edadde
28 di, es el sistema generaizado para obtenerla re
sistencia ala compresión del concreto, Sin embargo,
desarrolo creciente de la construcción hace que este
lapso de tiempo ses motivo de preocupación para po.
der evalua lo calidad de un concreto, a pesar de que
Setenganheramientas aproximados comola ecuación
(6.4 con la cual se puede predecir, con cierto grado.
de precision, la resistencia del concreto a 28 dias con
base en o resistencia de 7 días. Es por ello que se han
desarrolado métodos de prucbos acelerados de re.
Sistench,

10

136. En estos métodos, el porcentaje acelerado de ga
nancia de resistencia de una muestra de concreto pare
prueba, se ogra mediante dversastecnicas,uilzando
alor extemo o interno, Mediante estos métodos se
cora eltiempo de ejecución de ensayos y la resister
¿iaa 28 das puede predecirse, dentro de ciertos Im!
tes, al dia siguente de haber sido producido el concreto,

Los métodos más generalizados para hacer este
po de ensayos se encuentran descitos en la norma
AST C684, en la cual hay tres procedimientos dife-
rentes: método del agua tibia, método del agua hivien
oy método autógeno. De éstos, el más ublzado ese
Gel agua hiviendo, En este método, los muestras de
onereto se toman en clindros normales, de acuerdo,
con la norma NTC 550, que son almacenados ade-
<uadamente en un lugar donde la temperatura se
mantenga a 21 6°C. Adicionalmente para var per.
das de humedad deben estar provistos de una tapo.
metálica, Alas 23 horas + 15 minutos, después de ho
ber sido confeccionados los cilindros, ¿sos se sumer:
‘Sen completamente sin qutor el molde con apa, nun
Tanque de agua que este en ebullición. Al sumer,
Intemperatura del agua disminuye, porlo cual = debe
garantizar que dentro de los siguientes 15 minutos
Vuelvo al punto de ebulición, Las muestras se curan
asi durante 3.5horas +5 minutos, al cabo delas cuales
on extridas del tanque y dejadas en reposo durante
TThora con elobjeto de que se enfin. Después de este
perodo se les remueve el molde, serelrentan con asu
fey se someten a pruebo ala edad de 28.5 horas 15

Estos resultados deben ser correlacionados con
valores de resistencia obtenidos de clindres ensaya:
‘dos a 7 y 28 das. Para hacer esto, se debe disponer de
por lo menos 10 puntos para defini I recta de regte-
‘ion, que puede tener l siguiente expresión:

veax+8 (611)
donde:

Y = Resistencia proyectada a7028 das, enka/em?

= Pendiente dela recta de regresión, que depen

del ipo de concreto y us ingredientes,
Resistencia acelerada a 28.5 horas, en ka
Intercección de la Inea con e je Y, valor qu
depende tambien del Upo de Concreto y $
ingredientes

ax >

Enlafigura6.14semuestra una gráfica tipica de
sistencio acelerada ala compresión en función ei
fesistencia à la Compresión los 28 días de cus
normal

Figura 614 Curva pic de correlación 6

42008 ————

À

23

HH

É m6

i

i

I me .
oss EME

Resin seta de u ind cundo Kon

Desde luego, esta correlación debe ser efectuada

en cada caso particular, ya que los cementos, agrega

‘dos, agua y eñtivos varian de un lugar a oro. Por le

‘en algunas ocasiones I linea de regresión puede ase

mejarse más a una hipebola, en Cuyo caso se expre
x

E 12
rer (6.2)

Ap
proyec

Made

ca
luarios
elec
‘mene
desire
flexion
erat

La
quem
porel

dear

ron

137. Apart de estas correlaciones, entonces se puede
foyer I resistencia del concreto rápidamente y
Enea precision

Madurez del concreto

Como se ha visto, existen rentes formas de eve
ris carcterotcos del concreto despues de haberse
cuado la merlo ente los más vllzados pueden
Ieconarse: el asentamiento, peso unitario, contenido
ae tempos de fraguado y resistencia a compresión,
lin y tensión. En todas estas pruebas influyen de
er imponanielas condiciones atmosférieas, ater
peu intema del concreto, sueca y eltpo de curado,

La temperatura de curado es uno de los actores
ends nfuyen en grado de resistencia adquiido
Pedconcreioa deteminada edad, por lo que ha sido
ema deinvestigación desde lato de 1904, poricula.
ete enos Estados Unidos de América, donde apa
fron ss primeros publicaciones acerca del efecto
emperatraenlaresisenci del concreto; poste
lamen, par de 1940 un gran número de estudis
a publicados especislmente en Inglaterra y Euro.
ay hacia la década delos 50 surgi a ide de rel

producto de la edad (1) del concreto, medida
Spree empo niialde mezclado y latemperatura
[pr na tempera de lencia (o) con
Len 1951 en Londres como madurez

La madurez se puede defni, entonees, como la
rois del produto de emp y la temperature,
[prrósunatemperotura datumy se puede expresarast

Me fi cme (613)

ote

Di = madurez del concreto en *Ch, en un momento
paiulor

T = Temperatura del concreto en ese momento en
particular, en "€

To= Temperatura datum o de referencia, en °C

di = incremento del lempo, en horas

La temperatura de referencia, es aquella en a cual
la resistencia del concreto permanece constante en el
tiempo. La velocidad de esaroll de una eaccion quí.
mica aumenta conforme se incrementa temperatura
y os se manifiesta en el aso dela hidratación del ce
mento. Esto significa, dentro de ciertos limites, que al
ser mayor la temperatura dela pasta, ésta se hidrata
más rápidamente y alcanza en menor iempo un deter
minado grado de madurez y una determinada resisten-
la. Pero por otra parte, igualmente una disminución
¿cia temperatura ocasiona un decremento en lo veo:
idad de hidratación, lo cual se muestra en la figura
6.15, en donde se aprecia cómo, al descender la tem
peralura de curado a aproximademente “10°C, la he
‘ratacion pröcicamente se suspende.

3

y

138. Estecomportamiento delfenómenodehidatación
del cemento hace necesario que la temperatura de
tum para el clculo de la madurez se considere igual
10%, a pesar de que muchas investigaciones sugie-
ren valores que van desde -18°C a+ 19°C. dependien
‘dodelrango.esperado enlatemperatua de curado, De
tolforma que a ecuación (6.13). aplicada ala madurez
del concret (M) en un instante de tempo determine
do. se expresara de la siguiente manera,

M= (T+ 10% (6.14)

A partir de esta ecuación, entonces, se puede pre
decirlo resistencia del concreto con base en su historia
térmica, ya que Saul planteó que varias muestras deun
mismo concreto pueden tener resistencias aproxima:
damente iguales, siempre que sus valores de madurez
Sean dénticos, independientemente de su historia ral
de temperatura dempo. Graficamente (figura 6.16) es
ta ecuación se puede representar como el área com
prendida bajo lo curva que deine la evolución de la
temperatura (7) respecto del tiempo (D.

‘Figura 6.16 Temperatura w.
de curado an

Tempera

Para ampliar este concepto, sisetoman dos pasa
on igual relación aguacemento y de coractenscs
Similaresy se curan a dferentes temperaturas, espa
bleobtenerigualresstencay madurez alcabo dete
pos diferentes (fig 6.17; es decir que alguna pat
{ord6 mayor Uempo en hidraarse por causa del
temperatura ala cual fue sometid.

Figura 6.17 Obtención de una misma madarers
“lerente edad (217)

a es ies

=m

Pero, por otra parte, si se toma una pasta de ce
mento con una determinada relación aguecemento)
cle extraen dos muestras que se curan a diferente
Temperaturas, el efecto conseguido después de cer
tiempo es quelaquehatenido una mayortemperatun
presenta un mayor grado de hidratación y por loan
na mayor resistencia y madurez, Esto se puede
observar en la figura 6.18, en donde las reas bajo ls
Curvas de las dos muestras son diferentes para un
mismo tiempo

«consecuencia, si se conoce el tiempo que un
cierto concreto curado en condiciones normalizados
(T= 25°C) tequiere para alcanzar una determinada
resistencia (madurez), es posible deducir el tempo que

el mi
Sister
res a
ment
sept

est
Se
ee
de
pr
E

139. Enso concreto debe requerir para obtener esa re+
sec, atemperaturas de curado mayores omen
te gut le normalizada de 23°C, determinando el mo.
Teoenquese acumule dichamadurez. Estotombicn
pond apreciar en la figura 6.17

pura 118 Obtención de diferente madurez ala
misma edad (6.7)

="

Desaorunadamente, debe tenerse en cuenta que
‘teprocedimientono.es adecuado paratemperatures
de ado demasiado bajos 0 demasiado ala, Por
tpl, seha demostrado que atemperaturasinfrio.
sal de congelación del oguo, el valor e a madurez
sabesima considerablemente la resistencia potencial
écncteto: y por ota parte, ls temperaturas de cu
ado muy alas causan una hidratación más rápido al
ice pero con una fuerte concentración de pro-
cs de hidratación alrededor de los granos de ce.
eno, quebloquean einhiben a hidratación posterior

del núcleo, con la consiguiente pérdida de resistencia
potencial

De acuerdo con anterior, entonces el "Método de
madurez” se puede emplear para predeci l resisten.
la delconcreto con boe en suhistena térmica. En un
studio adelantado por este autor y otros investigado.
tes(6.16).enelcualse emplearon materiales y cemen:
tosnacionales, se estableció que la ecuación depre.
ción de a resistencia toma la siguente expresión:

R=A+BlogM (615)

En donde R es la resistencia la compresión del
«concreto, y À y B son constantes de regresión, Esta
ecuación coincide con la de muchos investigadores à
vel mundial, indica que la función entre la reisten
«lay ellogartmo de la madurez es una relación lineal
De esta manera, las constantes A y B se conocen.
para un concrets conunarelaciôn agua-cementoespe-
ico, lo resistencia de éste alos 28 das y a cuslquer
‘tra edad, para un voler dado de madurez, puede
obtenerse mediante la ecuación (6.15). in embargo,
Para a aplicación del concepto de madurez on concte-
tos con iferene relación agua-cemento se requiere
establecerlas constantes Ay Bpara cada una de ellos,
Beise rate de la misma marca de cemento, En a figura
6.19 se puede apreciar esta corelación pore un ce.
mentotpicocolombianoencondiionesnormalizadas
de humedad y temperatura,

Finalmente loutlidad de este concepto de predic:
ción de la resistencia del concreto a part de su
modurer,estibaenque se puedeestablecerel momen
to oportuno par remover los formaletas en una cbr,
«el valor de a resistencia Ia cual es permitido mover
y cargar elementos prefabricados, ol resistencia que
tiene un concreto para poder efectuar postensado de
elementos, entre oros

140. ‘Figura 6.19 Resistencia vs. madurez para un cemento colombiano (6.16)

= | m | '
io |
© al
= = = - Lat
i in
se i 7
= il lige oe
wo LUT ea | ae
=
A ail Ml Ea
02 03 04 06081 2 34 6610 2 ms
er =

141. caprruLo 1

Durabilidad del concreto

Introducción

quel resistencia a compresión el concreto
cssuearecteristica más importante en estado endure
lo existen otros aspectos que en un momento dado
poedensermasimportantes Entre elos el principales
Fe ámbnidnd, que ests estrechomeno relecioneda
contas condiciones de exposición al medio ambiente,
cual puede generar deterioro por causas fics
(micos o mecánicas. De otra porte, puede haber
asas intemas,tles como su permesbildad, mate.
Vales consttuyentes o cambios de volumen debidos a
ci en propiedades térmicas. A continuación
‘eesudaran estos aspectos

Definición

Según el comité ACI - 201, la durablidad del
(once de cemento porland hidróvico se define
omo su resistencia e la acción del clima (meteor
als taques químicos, ala abrasión cualquier
to proceso de deterioro.

Detal manera que un concreto durable debe man-
leer su forma original, su calidad y sus propiedades
Asencio al estar expuesto à su medio ambiente

Permeabilidad

La permeablidad del concreto, como la de cual
Quer material, consiste en que éste pueda ser atrave-
ado por un fido (agua, aire, vapor de agua) a causa
¿e uma diferencia de presón ente los dos superficies
puestas del material La permeabilidad ests determi
nada por el caudal tado de acuerdo con la ley
‘experimental de Darcy, en la cual ujo es laminar y
permanente.

La permeabildad del concret depende dela por
sidad e la pasta de cemento y de la porosidad delos
“gregados, así como de los vacios causados por una
<ompactación deficiente o por los caplares dejados
por aqua de exudación En general se ha menciona
o que este porcentaje de vacios en un concreto ade-
usdamente consolidado puede ser de aproximado
mente 1% (are naturalmente atrapado). Sn embargo
tenia practicn se ha determinado quelo permeabildad
del concreto depende principalmente dela permeabi
Had de pasta de cemento, probablemente debido à
que en un concreto adecuadamente compectado los
Pariculas del agregado quedon enwuchas por a pasta
Se cemento, De otra pate Iapermenbildad dela pasta
¿e cemento depende de la porosidad de ésa y de la

1

142. Aistibucion de sus poros. En el caso de relaciones
ague-cemento bajos y con un grado Creciente de
hidratacion del cemento, el volumen de poros grandes
se reduce y causa, por lo tanto, una reducción enla
Permeabilidad de lo pasta de cemento endurecido,

Desde luego, hay otis factores que afectan lo
permeablided de la pasta endurecido, como son, la
Viscosidad del fuido la diferencia de presión, el espe-
Sor del material la naturaleza del ul, el temp, y la
presencia de aire tanto en la pasta como en el ido,

De acuerdo con lo anterior, la permeabilidad del
concretoesth asociada asu vulneralidadalataque de

Figura 7.1 Deterioro de una estructura de concrete por acción del humedecimientosecs

muchos sustancias que lo pueden deteriorar, Dent
de ls principales actores que efecto la durbiint
‘del concreto se encuentran los siguentes

Humedecimiento - secado

Uns delos causos de deterioro del concreto, ep
«ialmente de estructuras hidráulicas, son los nivel
del aguo, por mareos, crecientes, operaciones deem
base, u tra causas, ya que el agua tende a concen
ttarse en diferentes partes dela estructura. Segúnest
na estructura sometido acicos de humedeeimientoy
Secado puede dise en res on, como se lust
ena figura 7.

as

esses

tos
que

143. Laparte superior, que se encuentra ariba del nivel
éemares lay de oleaje, no esta directamente expues-
lag: sin embargo, está expuesto al aie stmosfe-
ea entos que levan sales y polvo, o alo acción de
sas Porlo tanto, los fenómenos nocivos predomi
as esta zona son: agrictamiento debido a corr
sn dl acero de refuerzo o congelación y descon.
raión del concreto

La parte dela estructura que se encuentra en la
'ndemaress, entre ls niveles máximo y mínimo, es
Sscepble no solamente al ogrictamiento y al deseo
ramiento debidos al mojado y secado yla acción
delas hadas ya la corrosion del acero de refuerzo,
Shotambitn lo pérdido de material por descomposi:
Gin quimica de los productos de Hidratación del ce.
iento y al impacto dels olas que transportan trozos
fonts de hilo, arena y grava. La parte inferior dela
sutura que siempre está sumergida en el agua, es.
‘uscepuble de permeablidad y eventualmente de des
composición por reaccion química con algún ácido
'gecomenga el agua,

Por ello, las Normas Colombianas de Diseño y
¡Construcción Sismoresistentes (NSR-98), estipulan
losvalores máximos permisibles de relación agua

cemento indicados en la table 7.1, para concretos
que von a estar expuestos a la acción del agua.

Congelamiento y deshielo

La exposición del concreto húmedo a ciclos de
congelamiento deshielo (pases en donde hay esta
ones) es une prueba severa para el materia, espe-
‘ialmentecuandosemantieneenestado desaturación
asi completa,

Esbien sabido que el agua esl nico elemento de
la naturaleza que al llegar al punto de congelación
aumenta de volumen; sel elemento estructural ests
húmedo y el agua de esta humedad se congela, au
mentará el volumen y con ell induciró esfuerzos
internos de tensión a la mesa de concreto que lo
pueden conducir ala fall, debido a que, como ya se
Estudio, la resistencia tensión del concreto es muy,
Boj

Muchos han sido los investigadores que se han
ocupado de etefenómeno, entre os cuales se destaca
Powers, quien llevó a cabo extensas investigaciones
sobre la acción del ro en el concreto, desde 1933
fests 1961. Hasta lecho, existe un Consenso general
sabre eltema enel sentido de que la pasta de cemento.
endurecido y los agregados se comportan de manera
“erent cuando son sometidos a congelamiento ic

ide humedecimientosecado (13)

Condiciones de explosión

‘ia relación agua mar —
onen de pedo normal

Resistencia minima al
Compresión, en MPa

|

‘Geert de baa permeabilidad para

repuesto logue Eo

T

protein cono o corn
oros, sel, agua selina O que
puede ser slicado por agua salina |

040

144. ‘co. Demodoquea continuación setratarán algunas de
Sees que explican los mecanismos que ner
Venen en el proceso.

Congelamiento de la pasta

Dentro de sus investigaciones, Powers y Helmuth
ron que el agua en una pasta de cemento se
oe en forma de solución alcalina ligera y cuan.
e Meratura del concreto cae por debajo del
Boo de congulción, se product de inmediato un
o de superenflamieno en el que se forman
pete de helo en los capilares de mayor tamaño de
e Como consecuencia el contenido de Seas
la past ola porción dela solución aún no congelada,
a ben ioenloscaplares mencionados ceso
que enciotosmöucoqueoblignalasmolteulasde
do wn ec halan en los poros cercanos, 2 difundias
Se ción de ls cavidades congeladas.

Como resultado, la solución que está en contacto
con se days permiliendo que el corpüsculo de
en sánmás Enclmomentoenquela cavidad.
ua lena de hielo y solución, cualquier cect
duce una presión de datación provocando,

ue la pasta falle

Powers sostiene que cuando a pasta contiene size
nc ae 1 istancia promedio entre ls burbujas de
inde) or grande: as burbujas action como veh
gene Men Düares de lo pasta y atraen el gue sin
e e oy en di hay consenso al respect y se
come Que la pasta de cemento puede hacerse
en lamenta inmune. los doños causados POr
Sommes de congelamiento por medio de as
o excepto cuando la paste se expone a condi
u apeciles que hacen que los vacios de are se
clones largo, el are incluido por si sol no
er posiblidad de que el concreto sea dañado
congelación, ya que los fenómenos de congela
es paniculas de los agregados también
‘eben tomarse en cuenta.

Congelamiente de los agregados

La mayoría delas

rocas tienen poros mis

que ia pasta de cemento endureció (co a
que uascemento), y Powers encon a

fenogua durante

Tncongelacin, En este cas.

rer 290 se debe ala presión hidráulico que °F
co poros debido al movimiento del agua

Si en une estructura se uson ogregades a

grado de absorción y

él eoncret est

ed ambiente continuamente húmedo; e

probablemente
Finny ciclos de conge

flmiento y desc Lap

ADO dszarola cuando las parles exe
QUE ai congelamiento las rompe, as ul
o endurcciós. En algunos casos se ai
Pa pareules cerca de la superficie

wel den desarollrse estallemienos

Agentes descongelantes

Con el objeto de eliminar ls fenömenos
mente deserts, hace algunos años se ho
cio superficial de los es)
remove sales descongelantes, como coros

Delorure de calcio, pero:

Bane aceleraban lo

se descubrió que ea
cintegracièn de as su

bares mduciendo picaduras o descascame
Ya ser do corrosión en el acero detefueo.

<tgunas invesigaciones han conchid e
agentes descongelantes causan un ako godos
enel coneretoy eta esto principal rt?
(sa qenen efectos dfinos, ya que se desa

ones osmético e

idraulico destructorss &

stones arento, Igualmente, se ha confirme
Songe auimenta bastante a resstenc sl

Congelantesy que:

uso en realidad es nds

Cn condiciones severas

145. Factores que disminuyen el deterioro

Camelobjetodeevtar que elconcreto se encuentre
uso a une combinación de humedad y conge-
Lieto dico, es conveniente tener en cuenta al
Gals estrucura,que esta tenga una geomet tal
¡qaseredurc al mínimo la captación de agua por el
nao y que adicionalmente disponga de un buen
Ste de drenaje

Para parte, como se ha visto, la resistencia,
red eimpermeabilided del concreto están de.
lémindes pineipalmente por la felación agua<e-
fn soponiendo que el concret sea debidamente
(ie, Para que el Concreto de peso normal sen 16
Stews ol congelamiento, debe tener una felación
cemento queno excedalos valores mostradosen
ie 72.os cuales sontecomendados porelcódigo
ACL318 y por la NSR » 98.

Adicionalmente, uno cantidad demasiado pequeña
deste cuido no proteger la pasta de cemento contra
cngsimient io el exceo de ae har dsminut
ieldament la resistencia. Por ello, el mismo código
IKCL:318 y la NSR - 98 recomiendan los valores de
incluido en el concreto ndicados en la tabla 7.3.

Tabla 7.3 Contenido de:

tota recomendado pa
in congeinclon a)

La tolerancia aceptable para estos contenidos de
aire es de # 1.5%, El término exposición severa se
Feñere a exposición exterior en un lima fo en que el
Concreto puede estar en contacto casi continuo con la
Bomedadontes del congelamiento, oencaso de quese
Ullicen sales descongelantes. La exposición modera
da se refieren exposición ocosionaldehumedad antes
¿el congelamiento y nose usurán sles descongelan-
tes. La exposición igera, no afecta la durablidad,

Finalmente, otros factores que disminuyen eldete-
oro del conercio por acción de ls cilos de hielo-des-
fico son, lógicamente el uso de materiales adecua.
dos, procedimientos de curado que garanticen la
‘Completa hidratación del cemento y los buenas prácti

Exposición del concreto a sustancias
químicas agresivas

Generalmente el concreto es capaz de cumpli sus
funciones ojo diversas condiciones atmosféricas, bajo
la scción de las sustancios químicas contenidas en
aguas y sucio y bejo la exposición de muchas otras
Sustancias quimicas. Sin embargo, en cienos ambien
tes quimico agresios se puede deteriorar con el paso
de tempo

146. Por lo común, el concreto no es atacado por
sustancias químicas secas y sólidas; para detenorao,
éstas se deben encontrar en solución y sobrepasar un
determinado minimo de concentración. El concret es
‘ns vulnerable cuando se encuentra bajo ataque de
Sustancias químicas en Solución ejerciendo presión
sobre alguna de sus superficies, yo que la presión
tiende aforzarla solución agresiva dentro delconcreto.

Elataque de sustancias química sobre el concreto
es. por o genera, el resultado de la exposición à
Sufatoso ácidos, Este ipo de ataques, se presentan à
continuación.

Ataque por ácidos

Es un hecho bien conocido que en a pasta de ce-
‘mento portland endurecida, el elemento que mantiene
Adherido el concreto es un material calcdreo y, como,
tal. muy susceptible alataque de éidos.Lareafdad,en
elcaso del conereto,es que no existe defensa convo
ataque de ácidos, por lo que estrictamente y sn excep-
«ión alguna, tos deben ser eliminados del proceso o
material que se maneja en una estructura de Concreto,
9 ever que entren en contacto con el concreto, me.
lante algún tipo de barera impermenbie y resiente
Al cido que protej al concreto,

Los productos dela combustión de un gran núme-
rode combustibles contienen gases sulerosos que se
‘combinen con a humedady forman acido sue. El
‘agua de algunas minas, algunos aguas industriales y
las aguas residuales o negras pueden contener 0 for
mar ácidos que atacan. concreto, Asimismo los aus.
Los que contengan turbas pueden tener sulfuro de ie.
"20 (pita) que aloxidars produce ácido sulaico, con
el agravante de que alguna reacción posterior puede
producirsalessulotadas, que a su vez production ata
que por sulfatos. Adicionalmente, los comentes de
agua de regiones montañosas, como es elcasocolom
biono, son a veces ligeramente ácidas debido a que
contienen bióxido de carbono ibe disuelto, o algunos.
Ácidos orgánicos (ácidos húmicos),

Igualmente, os ácidos orgánicos de ls ens
agricolas, industrias manufactureras © de proces.
miento ales como fermentadoras, deseas prod
tos de pulpa de madera o caña de azucar, puede
roduc datos superciles especialmente en paa
le almacenamiento,

El mecanismo de deterioro del concreto causado
por ácidos generalmente es el resultado de una reso
ción entre estas sustancias y el hidróxido de cleo dé
‘cemento portland hidrtado, En el coso de ataque pa
cido sulrico, el deteior es més rápido o maya.
debido a que el sullato de calcio formado como conse
«cuencia de la rescción afecta también al conce.
Adicionalmente, si las soluciones ácidas © sal

ueden alcanzar el acero de refuerzo pasando par
poros o fisuras del concreto, puede presentarse
fenómeno de corrosión del acero que a su vz cous
‘agrietemiento y deteñoro del concreto. Por tles at.
es. bajo ningún motivo se debe permitir el contacto
del concreto con ácidos,

Como resultado de lo expuesto, en a tabla 74 se
resumentos efectos dañinos de algunos ácidos org
(5 e inorgánicos sobre el concreto,

Ataque por sulfatos

“Algunos suifatos de sodio, potasio, calcio y mag.
nesio que estánnaturalmente nel suelo disuetosen
«el agua feática subterránea pueden llegar a encon.
rase junto o alrededor de estructuras de conciato,
especialmente cimentaciones,uscepubles asu efecto
perjudicial Enotros casos, lasuperficiedelconcretose
puede ver expuesta a evaporaciones (brica, indus.
tras, ete), que tienen sulfates (sales) duels, los
cuales pueden acumularse sobre dicha superficie
incrementando su concentración y por lo tanto sus
posibilidades de deteriora. Los mecanismos que ner
tienen nel ataque del concret or slats paren
temente son dos reacciones químicas, a saber,

el

147. Tabla 7.4 Efecto de sutanc

comunes ene conereto 7.1)

empatar Acidos Acidos | Soluciones
bent inorgánicos "| orgánicos | "alalnas
Comidrco | Acéico Cloruro de
Fluoridico sluminio
Rapido Fólico
Nico
Láctico
Sulírico | | er,
Vivato de
amonio
| Sulfate de
amonio Bromo
Maroxdo | Gas)
Moderado Fosfórco | Tónico | desodio | Sulftode
| 2% | codo Suto guido
| Sulfate de
| Suite de
| | alco
[corro de
Hidroxido | amonio Cloro
de od (os)
10:20% | Cloruro de
Lenta Carbónico magnesio Agua de mar
Hipocorto
| 'ésodo | Ciomure de ‘Agua dulce
| | sodio
NAAA] | Chorus de
| Hidexido | calco
| seso
<10% | Ciomrode
Oxálco soo Amoniaco
Despreciable Tonárico. | Hipocorto | liquido.
desde | iva
Hiacoxido | Cromato
desmonio | desodo

155

148. - Combinación de los sulfatos con hidróxido de
calcio (cal hidratada), iberada durante el proceso
de hidratación del cemento, Esta combinación
forma sulfate de calcio (yeso)

- Combinación de yeso y aluminato hidratado de
calcio para formar sulloalaminato de calcio
(etringio)

Estas dos reacciones tienen como resultado un
‘aumento del volumen söhdo. Ala segunda se atbuye
la mayoria de las expansiones y ruptures del concreto
causadas por soluciones de sulfates, Algunos autores
en sus trabajos presentan pruebas de que además de
las reacciones quimicas puede ocurm una acción pu

concreto expuesto soluciones que contienen sulfato 1.3)

ramentefisica (enla que nintervieneel cementok ge
fesunaeristalzacin delas soles de sito ents po
del concret y que es responsable de daños corses
bles. En la tabla 74 tambien se resumen los elect
dahinos de algunos sullatos y otras sustancias qu
cas agresivas

Por esta razones, el concreto que quedo expuesto
a la acción de sulfatos, debe cumplir con bt
requerimientos de telacion aqua-cemento mins
estipuladas por Las Normas Colombionas de Diet
Construcción Simo Resistente (NSR-98) que se nde
nl bla 7.5, Sdemas es deseable que tenga Incas
¿e aire lo cual Aminuye su permesblidad y portas
el acceso de suit ala masa endurecido de conca

ess | =
E [ESS | mess ae. | Ee
=| eas == —

i Ret ue NEE,

‘Como el comportamiento del concreto expuesto a
sullatos depende del contenido de C/A del cemento
este contenido no debe exceder del 8 sila exposición
sulfatos es moderada y del 5%, ies severa

Eflorescencias

El término efflorescencia se empleo para describir
depósitos que se forman algunas veces sobre la super:

fie de productos agltinanes, concreto o muros e
‘mampostera. Los depósitos eflorescentes estan com
puestos de metales alcalinos (sodio o potasio) 0
Sales de calcio (principalmente carbonatos ys
Ode ambos est sustancias producenen el ce
Lo. Los iones de sodioy potasio se encuentran pese
tes aunque en cantidades menores, combinados ct
«compuestos de escoria de cemento, así como tambi
norme de sulfatos, ls lcalisy el sulfato se such
en agua durante el mezclado y fraguado del conc

ya

te
ble

par

pe
ter
tor
de
per
eal

má
pre
ar

bue
Sis
poc

mal
ent
sol
exp

149. sulfate de alco, aligual que elyeso, se añaden
cemento durante su fabricación para regular el
legua; sn embargo, l fuente principal dels sles
(ii orescentes es el hidróxido de calcio que se
loma durante el reguado del concreto, como produc
[secundario ela reacción del agua yelcemento, Los
ais os carbonotos de calcio son el resultado de la
enccón entre bióxido de carbono atmosfrico, el
rta acaino y los hiróxidos de calcio.

Los depósitos eflorescentes pueden ser clasica
«deacuerdo conta solubildad de as sustancias quí
as en el agua. La sales metálicas alcalinas son
o más solubles que las sales de calcio y consta
un probleme menor, ya que, o no permenecen
te mucho tiempo, o pueden removerse con rela
acid, El Sulfat de calcio es igeromente solo.
“aqua, pero, puesto que reacciona especielmente
mat compuestos insolubles que normalmente
mecenen el concreto, rara vezes un componen
pal de los depósitos elorescentes El carbons
ea Vene una solubilidad en el agua, extremo.
te baj,y cuando se deposita es probable que
anezca, La eflorescencla debida ol carbonato de
Insalble está considerada como el decolorante
se del concreto, y tanto su formación como su
ción han sido temas de estudio importantes
cls limos años,

riesgo de eforescencia se reduce por medio del
pen aire húmedo y se incrementa por e curado
fte seco, Varios ensayos han demostrado que un
de uno dos días de 60 295% de humedodrela

y temperatura de 20°C, son suficientes poro dor
proteción contra a formación de eNorescencios
eta menos del 69% de humedad relativa, lem
varado necesarosertdelordende varios semanas.

Fralmente, una vez que elconcretohasidodesfor
edo, las condiciones de exposición pueden ser
xs, yo que la radiación de calor producida por el

pde incrementar el resgo de eorescencia y la
ón a viento puede producir un secado rapido

que da por resultado una severa eforescencia, De tal
manera que las condiciones de curado durante las
primeras horas despues de descimbrado y algunos.
ls después, denen mucha infuenca sobre eltono o
tl color del concreto,

Corrosión del acero de refuerzo y otros
materiales embebidos en el concreto

Por o genera, el concreto proporciona alos mate
‚les embabidos en € una protección adecuada com
tua la corrosión, Sin embargo, es un hecho aceptado.
que la corrosión del acero es un fenómeno electro
químico y para que éste ocurra debe haber presencia
de oxgeno conjuntamente con soluciones acuoses de
Sales, Bases o ácidos

Elacero de refuerzo no se oxida en el concreto debi.
doalaataalcanided del pastadecemento (p= 125)
Yyasuresistencaeléctricaespecica queesrelavamen-
de alta en condiciones de exposición atmosférica, Pero
si por alguna rozón se reduce alealnidad dela pasta
de cemento aproximadamente aun ph 10, es proba
ble que se present a corosion.

ausas de la corrosión

Entre las causas de corrosión més frecuentes se
encuentranlasfugas decorrenteolécticaylacorrosión
‘ofiginada dentro del concreto mismo.

Enla primero, elpaso de corriente eléctrica directa
através del concreto delrefuerzoutllzado enélpuede
rginas una rápida y seria corrosión. Este po de
Corriente es producida frecuentemente por fugas de
Sistemas lécticos o porno haber dispuesto de un me:
¿lo poslivo y permanente pare conectar ls sistemas
tlectices a tera

En el segundo caso, l forma más común de co-
rrosión delos metales que se encuentran en el interior

150. ‘del concreto es causada por el jo de una corriente
lécica generada dentro el mismo concreto, debido,
à que se pueden provocar diferencias de potencial
eléctrico en diversos puntos, ocasionados por as die-
rencias en el contenido de humedad, concentración de
oxigeno, concentración de elecroitos o por contenido,
de metales diferentes. En estos cosos, dentro del
concreto y alolargo.de una vorila de refuerzo ode tro
metal contenido, se crea una celda de corrosion, Este
fenómenose presenta alformarse un ánodo (en onde
‘existe corrosión) y un cátodo (que no se corroe) La
“distancia entre estos dos componentes de lo celda
puede variar aproximadamente de 6 a 10 mm o más.

Desde luego, hay factores atenuantes que pueden
incidir en el deteriora del concreto reload por corre-
sión, como son a ata permeabilidad, a presencia de
agrctamientos, el ataque químico ola arbonatación

Engenera.losconcretos permeables oconfisuras
que se extienden hacla dento desde la superficie del
oncreto, contibuyen aa corrosion, ya que se puede.
proporcionar entrada ala humedad. al al 0 diversos.
gentes contaminantes Igualmente eue concret
ha sido deteorado porla acción del umedecimiento.
secado, congelamiento y deshielo, la accion de ácidos
‘sulfates, crbonatación, o cualquier otra causo que
lo haya agrietado y debiltade. En el aso de la cor
bonatacién, adicionalmente aa contracción por seca
do también puede reducirse la alcalinidad del concre.
toy por lo tanto reducir su efcacia como medio pro-
tector del acero de refuerzo, u otros metales embebr
doren

Factores que disminuyen el deterioro

Entre los factores que disminuyen el deterioro del
concreto por las causas mencionadas enteriormente
sl, en primerlugar, labajapermeabiided que permi.
te menor paso y retención del agua, y enconsecuencia
menor conductidadeléctca, Adicionalmente la baja
Permeabilidad se opone ala absorción de sales y der

mm

dos y proporciona una barrera contra la entrada de
oxigeno, Esto se puede lograr empleando relacion
‘aqua-cementoinferiores 0.4, tal como se indica ene
{abla 7-1, y con el uso de adtvos inclusores de sre.

De otra parte, la protección que puede ofrecer
‘concreto conta la penetración de sles hasta el cee
de refuerzo esta determinada por el espesro de
recubrimiento del concreto sobre las barras de
Fefuerzo, Los Normas Colombianas de Diseño y
Construcción Sismo- Resistente (NSR-08) estipulan
los valores indicados en la tabla 7.6

En cuanto aos cloruros, se debe eliminar su contenido
total en la mezclo (incluidos todos los ingredients,
haste un valor inferior al necesario pata provoca
corrosión. Algunas investigaciones han determinsds
que este valor limite puede ser tan bajo como 0.15%
el peso del cemento, Por lo Las Normas Colombianas
fe Diseño y Construcción Ssmo-Resstete (NSR-2)
estipulan los valores limites indicados enla tala 7

Finalmente la estructuras en donde se desee di

minuirelcsgo de daños porcorrosióndeben disponer

de buenos drenajes y métodos de protección adecus

dos, aparte de prácticas constructivos y métodos de

‘curado aceptables. Cuando haya elementos embed

(dos sobresalentesy ambiente corosivo, se debe pres.
y espacial atención al meteria de estos elementos)
clase de ambiente

Resistencia a la abrasión

La resistencia del concreto lo abrasión se define
como la habilidad de a superficie para resistir el des
¡gaste producido porfrcción,frotamiento,rospaduras
S percusiones.

La resistencia el concreto la abrasiónes dicide
valorar, ya que la acción perjudicial varía según seal
causa exacta del daño y no hay ningün método de
prueba que sea saifacloio pora evaluar todas los

151. CONCRETO VACIADO ENS Recubrimient

ee AU

ELEMENTOS PREFABRICADOS

LE TT im

CONCRETO PREESFORZADO, DUCTOS O ANCLAJES

Es sei

152. Tabla Mo. 7.7 Máximo contenido del lon cloruro en agus,

Tipo de elemento

| concreto preesorzado
Concreto relrzado expuesto a loros

Concreto reforzado que estará seco o
Protegido dela humedad en servicio

Ouros tipos de construcción en concreto
reforzado.

«condiciones a pesar de que existen métodos como los
delas normas ASTIN C344, C7 78y CAVE, entes cue
les se emplean diversos procedimientos. Porellocime.
jor criterio para la selección de un concreta resistente
“la abrasión consiste en tomor l resistencia ala com.
presión del concreto como factor principal de su resi
lencia lo abrasion

Tipos de abrasión

Debido a que existen diferentes condiciones de
servicio de una estructura, algunos autores han cons.
Gerade cuatro Upos de abrasion, Sober.

= Desgaste de pisos de concreto debido altráico de
peatones y vehiculos ligeros, patínazos raspado:
fas 0 deslizamiento de objetos sobre lo superficie
(irotamieno)

= Desgaste dele superficie de caminos y carreteras.
de concreto debido o camiones pesados y automo
viles con llantas que tienen tachones o cadenas
(rozamiento, raspado, percusión)

- Erosión de estructuras hidráulicas tales como pre-
sas, túneles y estribos de puentes que están sujetos

protección contra ta corrosión (2.3)

"Máximo contenido dei ión cloruro (O
en eleonerta, expresado como percent
el peso del cemento

0.06

015
100

030

1a acción de materiales abrasivos llevados pore
“gua coriene. En algunos casos por el viento

- Desgaste de presas de concreto, verederos, ine
les y oros sistemas de conducción de agua enlst
que se presenten altas velocidades y presiones
Mega. Este tipo se conoce generaimene, co

En el caso de los pavimentos de concreto, sure
sistenca el patinamiento depende dela textura supe
ficial. En este enómeno intervienen dos tipos de tex
ro: la macrotexturo, que es el resultado de ls ie
gulaidades que se forman en el concreto en el me
ento desu construcción, y la microtetura, que ere
resultado de la aspereza y el Upo de agregado ino
empleado. De los dos, la microtexura e la más tp
portante, especialmente a velocidades menores del
Km

La resistencia al derrapamiento en os pavimentos
de concreto, depende inicolmente dele textura quese
forme enla capa Superficial del concreto; con el tem
po, elttfico de vehiculos desgasta la capa super!
ucestáencontactocontos lanas, emuevelamaco

vel
sot
pa
ye

lar
pue
dee
ale
del

slic
dele
las
pes

cos}
muy
Ene
fos
‘ular
mejo
elpre
fictes
agua
por

153. tetuayse pone aldescubiertoelagregadogrueso.La
vecitad ala que esto ocurre y las consecuencias
sabre reitencio al patinamiento en el pavimento de.
[den dl espesor dela calidad dela copa superficial
Ye bs pon de roca empleados como agregados
soy ine

Porctra parte, a velocidades mayores de 80 km/h,
le macriexura es de primera importancia, porque
poste evar el “hidroplaneo™. Esta textura se logra
Fisendo pequeños surcos en la superficie ya sen dur
fuel cado plásico del concreto o aserrando pos.
eomente Los pequeños canales sven pora que se
nee agua que de otra manera quedara atrapada
feuellonta y el pavimento, Esto, desde luego, mejo:
nl adherenca lanta-concreo y disminuye la acción
dd derapamiento.

En cuanto a la erosion cousada por partículas
sides tansportadas por agua o viento, esta depende
dlacantidad, forma tamaño y dureza de ls particu
ls vonsporados, asi como lo velocidad de su movi.
piero yla aparición de remolinos. Por lo genera el
nro con agregados grandes se desgasta menos
¡eel montero dela misma resistencia y desde luego.
Esogregadoscluros mejoranlaesistenciaalaabrasión

Falmente, la erosión por cavitaciôn genero hu
«ey cavidades enel concret debidos a formación
(&Burbjos de vapor cuando la velocidad del agua es
uy aay está acompañada de presiones negativas
Eneste caso, la cavtacion ocasiona rápidamente da
fos sever yla superficie del concreto aparece re.
iv melde y picado. Desafortunadamente, ni el
ect de los contretos es capar de resis durante
emp indefinido ls fuerzas de cavitación,porlo cual
'pablema estriba en reducirla aviación con super.
ces as y suaves, asi como reducirla velocidad del
gu. De otra parte, es conveniente usar tamarios md
aos de agregado grueso de hasta 19.1 mm (Y)
forge la covitción tiende a remover las partículas
andes

Resistencia a la meteorización

La desintegración del concreto por meteorización
es producida por las diataciones y contracciones que
Fésultan al presentarse variaciones de temperatura y
‘combios de humedad, por la acción del sl, el vento,
fa lua, el cma, ee

Para que la acción de la meteorización sea menos.
efectiva, el concreto debe serimpermeabley presentar
bajos cambios de volumen, para lo cua e requiere lo
siguiente

= Una relación aguacemento baja y un minimo
contenido de agua (agregados bien gradados, por
entaje mínimo de arena, consistencia plastica en
Is merci y buena vibración)

{un concreto homogéneo (mezclado eficiente, ade-
vada colocación y vibración),

Un curado adecuado (temperatura favorable, per
‘ida minima de humedad).

Resistencia al fuego

En general, el concreto tiene buenas propiedades
de resistencia al fuego es dect, el periodo de tiempo
bojo fuego durante el cual el concreto mantiene un
comportamiento satifactoio, es relativamente ato y
no hay emisión de humos tóxicos, Los criterios impor
tantes de su comportamiento so:

= La capacidad de sostener cargo.
- La resistencia ala penetración dela lama,
= La resistencia ala transmisión de calor.

Cuondo el concreto que protege el refuerzo de un
elemento estructural queda expuesto a la acción del
fuego, éste introduce altos gradientes de temperatura
y. en consecuenci, los copas superficiales calientes

154. enden a separarse y descascararse desde la parte
Interior dela maso, que ests mos fa, Esto es altamen.
te infido pore grado de humedad: Una excesivo.
medadenelmomento del fuego esta primer causa de
descascaramiento. Si el concreto est en equilbo hr
gromético con el ire no hay descascaramiento,

De otra parte, el fuego fomenta la formación de
gritas en ls juntas, en sitios mal compactados y en
los planos de las varllas de refuero. Al quedar el
refuerzo al descubierto,ésteconduce elcelory acelera
la acción del fuego. Por lo tanto, los recubrimientos
deben ser adecuados y en lo posible el concreto debe
ser impermeable con el objeto de que no presente
humedad en el momento de un incendio,

Reacciones químicas de los agregados

Lasreacciones químicas delos agregados content:
dosenelconcreto pueden aectar su comporamiento,
Algunas de éstas pueden ser benáficas, pero ovas lo
pesudicon ya que cousan expansiones anormales con.
los consiguientes agictamientos y pérdidas de ross.
tencia. Ente estas expansiones se encuentran ls sf
unten

Reacción álcalkslice

La reaccion más estuco, y a primera en ident
fase cs una rencclôn dos lcale(Na. OY KO) mo"
cedentes del cemento o de ons fuentes con enero.
xido y diversos conauyentes ices que pueden
estarenclagregado Originalmente se designaba eme
fenomeno como rencciôn cal ogregado Los nin,
rales. mineralcdes y rocos que en lao de 1958 se
<lasiicaron como renctivos en os Estados Unidos, se
estan en atada 78.

Le reacción slealistce ocasiona expansión y
agrctamiento severo de las estructuras y pavimentos
de concreto, El fenómeno es complejo y se han pro"

puesto varias teorías para explicar ls resultados ns
ps
fen campo como en laboratorio.

Aparentemente, el material reactivo cuando x
«encuentran presencia de hidróxido de potasio te
y calcio derivados del cemento, reacciona y pede
‘mar ya sea ut complejo sólido y sin copscided |
‘expansion formade por eal, sala yalice ounces
plejo también sólido) que puede expandirse alaba
ber agua. La formación de uno o del oro depende d
la concentración relativa de sels y de Hdronido fe

Calcio, asi como dela superficie disponible del mates

Reacción cemento agregado

Recientes investigaciones indican que la rec
cemento gregado es princpalmenteunaresccóne.
Velo scale del cemento que producen un pH oy
Abundanies xi ls components liceos dela
Agregados Los daños que sfr el concreto son prove
‘os prune penn nos mara aga
rencciones delle una contraccion super
5% nad por condiciones omblenales lides

Reacción expansiva lcall<arbonato
El problema de explicar la reactividad expansive

Scalicarbonato no esta resueño y se han propueno
Varios mecanismos que podran explico a teren

Lo que est cloro es que sucede un proceso de
<edolomizacion que leva ala ommación de bruta
Bla regeneracióndelcol Esto pere siguien
dclorescción ácaro ent que ica entente à
Pénal es consumido conforme se desartarese
Son. La presencia de minerales arcos prece sr
Signetvay aumento de volumen cuendo quedo
puestos 2 lo humedad mediante à proceso se
dedolomiizscin esla bose de una delos poste
explicaciones de la esccón, Est reaccion genera
mente cure con los agregados cas, parc
mente los dolomiicos. +"

Op
ca

Ag

Cri
Ti

cu
de
pre
de

162

155. cas int

Tabla 7.8 Rocas, minerales y a jue pueden causar rescciones danas (71)

oe 50,010 7

Iminment Rosa.

Ans formas de

cane so, I) Desde microclima hasta cpocstalno
B) Cristina pero intensamente fracture

| da, ensonagay7ocon gran número deh

Gisobalta | so, (cristaina
Tidomita | so!
¡Cristales o materiales crptocistainos tales como |

‘isles rolicos, Silceos con pequeñas cant [matices deroasvacinasolgmentosvacón |
actos, lattes, dades de ALO, Fe,0, — |coso fragmentos de tufas
vandesicos, 0 "rra alcalinos y less.
Productos pt |
| isoinos dea |
descistalzación |
isles siiceos Siiceos con pequeñas [Cristal
sitios canidades de seals

aluminio y/o oras sustancias.

156. CAPITULO. 8

Peso unitario y apariencia del concreto

Introducción

"peso propio del concreto y su apariencin en una.
cure son otras de los propiedades que deben
nee encuenta al diseñar uno mezcla de Concreto
Iäcoralmente, en muchos ocasiones el peso una
da concreto convencional, al igual que su aspecto
or, se puede aprovechar para multitude usos,
lbgando ventajas técnicas y económicas, El estudio
¡deste breve capitulo contempla estos aspectos

Peso unitario del concreto

E peso unitario del concreto, al iguol que el de
cos materiales, esta definido como la cantidad de
ssporunidad de volumen generalmente se expre.
en kg/m

Porlo general, el concreto convencional tiene u
IEnalodepesosunitaosque vadesde2.24032.4

Iain o cual depende dela densidad de los agrega:
ds, la cal de air atrapado 0 intencionalmente
cido y de la cantidad de agua y cemento content
ds que a su vez se encuentran influenciadas por el
tamaño máximo del agregado, En el diseño de estruc
ua, ol contemplar la combinación de concreto con

vencional y acero de refuerzo, comúnmente se osume
valor de 2.400 kg/m"

Deacuerdoconlo anterior entonces el peso unita-
rio del concret ser a sumo de os pesos individuales
8 cada uno de sus componentes por metro cbico:

Pes Pfr Pg + H=Pu en
Pe PL Pa
Ge" Gf * Gg

En donde:
Pe, Pr, Pg =Peso del cemento, agregado fino y agre-
gado grueso por m de concreto.
= Peso especifico del cemento en g/cm.
= Densidadaparentesecadelagregadofino
y del agregado grueso en g/em.
= Peso o volumen del agua (añadida y del
agregado) en kg/m.
= Contenido de ave (naturalmente atrapa:
oe intencionalmente incluido) en K/M*.
= Peso unitario del concreto en kg/m

“We Arno (82)

Para ciertas aplicaciones, el concreto puede usar
se, en principio, en función de sus coractersiens de

157. peso. Ejemplos de este tipo de aplicaciones son los
«ontrapesos.en puentes clevadios, en puentescolgan"
{es (figura 8.1), pesas pora hundir tubería de oleoduc-
tos bajo el agua y cubiertas de protección contra la
radiaciôn y para ailamiento de sono,

Para obtener un cslclo teóricamente exacto del
peso unitario delconeretoresco,elA.CI-21 sugiere
Ta siguiente formule

Pu=10Ga(100-A)+C(1-Ga/Ge)-W(Ga-1) (03)

En donde:

Pu = Peso unitaio del concreto fresco, en kg/m?

Figura A Contrapesos de concreto en un puente col:

Ga = Promedio de densidad aparente saturada y
perfcalmente seca del agregado total, engl?

Ge = Peso especifico del cemento, en g/t?

A, = Contenido de sie, en porcentaje

W = Requerimiento de agua de merclado, en js!

© Contenido de cemento en haji”

Sin embargo, existen procedimientos que pam
ten determinar este valor con cierta precisión come
que se verá continuación

Medida del peso unitario en el
concreto fresco

Aunque l concreto se dosique por peso, sesun
Distr por volumen. De tal manero, que el ensayo de

DETENTE

17

A Er

T
y

acte

fran
eos
pera
eier
aa

Er
midlet
Menor
molde
del en
Shure
para

Sheen
lacor
placa
Tena}
ques
que:
mold

E
dela

peso
ES
CS

E
topo
mate
‘ter

158. psountao se emplea para calcular el volumen o el
Jesánientovolomético producido porlos pesos cono-
sde ends uno delos materiales quelo constituyen
pas detrminar el contenido de cemento por metro
{ico de concreto. En la norma NTC > 1926 se.
dean los procedimientos a Seguí

En pocas palabras, el peso unitario se determina
item el peso del contreto que se requiere para
nr un mode de volumen conocido. Al lenar el
ole concreto se compacta con la misma vil
dd esyo de asentamiento y entres capas de igual
ira, teniendo cuidado de golpear ligeramente los
stades del molde después de coda compactación
paa car los vacios dejados por la var. Como
ena, puede emplearse la vibración. Después de
lacempaciación se enres la superficie mediante un
pica plano, teniendo cuidado de que la medida quede
fesjstamentealiveldelos bordes delrecpiente Es
socle empleo de una placa metálica o de video y
o na vaila o una llana para el envasado, De 10
su, el apllamiento del concreto puede causar
(ese señale un peso unitario más ao y, or lotanto,
{pee subestime el rendimiento. Antes de pesar el
ole debe removerse todo el concreto que se adhie-
Beni pare exterior

[peso neto del concreto se determina por medio
“ia dlerencia que hay entre el peso bruto (concreto
Inereopiene) ÿ el peso del recipente. Al dividir este
Jeronel po el volumen del reciente (debidamente
rado), se obtiene el peso unitario real del concre
oi,

Eendimiento (Y)ovolumen producido de concre-
topormelo, se calcula dividiendo el peso total delos
males mezciados (W,) por la masa unitaria (1)
eminade anteriormente

Donde:

Y = Volumen producido por m?
W = Peso total de materiales mezclados en kg
W © Peso unitario realen kg/m

En este punto es convenient aclrar que el peso
total delos materiales mezciedos incluye elpeso de ce-
‘mento, elpeso de os agregados (en as condiciones de
Humedad con que se emplearon), el peso del aqua
añadida y de cualquier otro material sólido o liquido
lizado.

De esta manera el rendimiento relativo delconcre-
tosecalculecomola relación que hay entre el volumen
producido (1) y el volumen de diseño de la mezch.

Y
Ry= es
wa

Donde:

Ru = Rendimiento relativo en tanto por uno
Y” = Volumen producido en m’
Ya = Volumen de diseño de la mezclo en m’

Un valor de Ry mayor de 1.0 indica que se ha
producido un exceso de concreto; por tanto, un valor
Mmenor indie que el volumen ha quedado coro.

De acuerdo con lo anterio, entonces el contenido
(de cemento real dela melo ser

m

ne es)
Y

donde:

IN = Contenido de cemento ea, en kg/m de concreto
ÍNt= Peso delcemento empleado enla mezcla, en kg
Y = Volumen producido en m?

159. Finalmente, el volumen de vacios del concreto,
‘excluyendolos poros de les partcules del agregodo (y
expresados como un porcentaje del volumen total del
oncreto), se obtiene de la siguiente manera:
(P-W x 100
1m

A

en
onde:

(A = Contenido del ire (porcentaje de vacios) en el

P = Peso teórico del concreto calculado con a supo-
sición de que est Ibre de aire en kg/m?

We Peso unitario real en kg/m

La utilidad de este ensayo estriba en que debe
«comprenderse que el volumen de un concreto fraguo
do quiza sea, o parezca, menor que el esperado, a
‘causa del desperdicio, regularidades en terreno,
Separaciones, deformaciones en las dimensiones de
Ins Tormolets, pérdido de ave incluido, asentamiento
¿elas mezcas hrescas o accidentes. Portales motivos,
5 conveniente calcular con precisión el volumen de
<oncretomecesario (cubicación de la ormaleto) y de
cuerdo con las condiciones de colocación y tipo de
‘bra, asumir un desperdicio que por lo general oscila
mr un 4 y un 10%.

Medida del peso unitario en el
concreto endurecido

Debido a que durante el proceso de fraguedo y
posteriormente durante el proceso de adquisición de
fesistencia el concreto pierde el agua evaporable dela

mexcla, resulta lógico pensar que el peso unitario del
‘conereto endurecido es Igeramente menor que el del
‘conereto fresco,

De tal manera que en os casos en que e requiere
¡conocer con exactitud el valor del peso unitano del
‘conereto.en estado endurecido, se puede recuni ala
toma de cilindros convencionales (15x30 em) iguales

a ls que se ulizan para determinar a resistencia
<ompresión. Una vez moldeadas estos probetas,
‘dejan tapadas para evitar la evaporación del aque y
las 24 horas se desmoldan, se posan (P) y se sume
gen en agus, al cabo de 24 horas se pezan dente
gue (P,)y fuera de ell (P,) con o superfiie seca a
primera’ pesado a 24 horas (>) indice el peso del
Probeta yla diferencia entre las dos úlimas (P, =.)
Volumen en relación con el agua. De modó die à
Cociente entre lpeso dela probeta y su volumen ds
peso unitario del concreto endurecido en ls cond
fea de ensayo,

»
(es

Apariencia del concreto

'naspecto generalmente olvidado del concrtohs
sido su apariencia; sin embargo, durante ls última,
Años se ha investigado esta importante caracter
tanto en concrets fundidos en so como enla nd
tia de prefabricados, dadas las limitadas vent
técnicas funcionales, constructivos y económicas que
presenta como mateial de construcción, Negándoses
Sesortllr los llamados concretos arquitectónicos.

El concreto arquitectónico, de acuerdo con I
terminología del ACL, es el concreto que permanente
mente eta expuesto [concreto l vist) y que, pa
consiguiente, require de un cuidado espacial en a
Selección delos materiales (textura y colores), foma.
ets (formo, estilo, tomoño, texture y sistemas de
«colocación, iécnicas de moldeo, procedimientos de
Sompactaciön y acabado), afin de obtenerla apaier
‘in arquitectonica deseada. Para él se debenteneren
‘cuenta ls siguientes factores que afectan la apa
Sa del concreto.

Uniformidad

La bel natural propia de los materiales que
consituyen el conereto, como los agregados, eslaque

más
dela
tee

io:
mod
Tes 5
toda

cox

tes
cad
tos
hoy

Blan
pao
ión
Sia
bine
are
E

tn
dec
que
Los
les

160. is fecuentemente se expresa en el concreto a la
va Demodo quela gradación forma, entra y color
des pariculas deben conservarse constantes duran
led proceso de producción y colocación delconcreo,
Aigulqueel mismotipoy marca de cemento, De otro
polo sino existe un esticto control sobre os materia
sy los procesos de producción y colocation, con
loo seguridad se pueden product diterencias en el
«bry textura del concreto.

Caer

Enticoncreto,elcolor del cemento es eldominan-
le Silo superici del concreto es progresivamente
anda medante diferentes métodos, el calor depende
calavermás delos agregados. Ademés delos Com,
les pond grises convencionales, comercialmente
oyen da es facıbie colorenios a base de cemento
ino y pigmentos. Los colores de los agregados
raies ala considerablemente según su laico
Gingeoloicay aun entre rocas de un mismo tipo hy
decias Mientras que el cemento gris puede cor
rs de manera muy eco con gran número de
agegados especialmente cuando su acabado sen con
ezndocspuesto, luso decementoblancoconosin
menos amp la gama de posibles combinaciones
pana

Acabado.

Detido aque porlogenerallos concretos arquiec
ticos de textura lisa son bastante fuidos, requieren
cimbras más hermética y mejor fabricados que as
¡generalmente seutilzonenelconcretoestuctual
Ls consideraciones básicos par alegra cimbra (y
Bios para la misma) son! ses 0 no absorbente y
sil absorción seró uniforme.

Adicionalmente, en algunos ocasiones se utlizan
foros ens cimbras que producen una gran variedad
de buenos acabados aparentes en el Concreto. Los
ferosque més seusancon frecuencia estónhechos de
fsicoreforzadoconfiorade vidrio cloruro de polvo
hule. Estos no son de naturaleza absorbente y pro-

ducen acabados arquitectónicos uniformes en el con
‘rete (Por ejemplo, concreto estampado)

Textura

Como ya se habia mencionado, el acabado con
agregados alo vista es elas común, debido ala gion
diversidad detposy tamañosdelagregado, durobildad
y belleza arquitecónica del concreto. En este tipo de
Zoneretos, el agregado grueso de la mezcla se deja
expuesto; bien sea rerando el mortero de la superficie
9 colocando cuidadosamente el agregado grueso en
cha superficie

Para lograr eto, se pueden aplicar diversas téc
cas, como el empleo de un agente retrdador de fra
guado en a superficie del concreto, de mantra queen
fs parte exter la pasto de cemento no endurezea y
luego del fraguado de la masa de concreto pueda ser
removida polavado con agua En osos casos, cuando
«concreto ya está duro, se emplean Acidos para temo.
Vera capa exter de pasta de cemento endurecido
‘mediante ación qunic; sin embargo, este método es
pao recomendable, ya que se puede deteriorar la du
Fabiidad del concreta. Oro sistema de remover esta
apa superfciates conelusodeunchorrode materials.
Abrasivos o reno eta presion en algunos casos este
método puede combiar el aspacto de los materiales.

Finalmente el picado y el descascaramiento me:
cénicos de una superficie de concreto endurecido
“aplicado para produeiruna textura acturado delagre:
ado expuesto, pueden lograrse ullizando una gran
Variedad de hetromienta, tonto eléctricas como ma,
rules. Esto es lo que e conoce como concreto abu
Sordado.

Bésicamente todos los métodos para abusardarel
«concreto arquitectónico consisten en remover el mor
tero, o capa suave exterior del concreto endurecido,
mientos se fractura el agregado grueso que aparece
enla superficie.

161. CAPITULO. 9

Cambios volumétricos del concreto

Introducción

El concreto presenta leves cambios de volumen
porvaasrazonesy la comprensión de lo naturaleza de
es cambios es tl para la planeación y el análisis de
Isesrcturas de concreto; grandes esfueros y rot
mepuedenser prevenidos o minimizadosporeleontrol
{ls variables que afectan los cambios de volumen,
Furelo, enel presente capitulo e hace una disinción
ces cambios voluméticos que curren en estado
psico y los que ocurren en estado endurecido,

De hecho, el concreto reforzado es un “método de
construcción con gritas”, debido a que al diseñar una
sructura con este material se prevén los tonas de
tpietamiento por esfuerzos de tensión que deben ser
tinsmlidosalacero de refuerzo, dado que elconcreto
par solo es particularmente débil a este tipo de es

Por otra parte, cuando se rta el tema de os cam:
tio volumtics, usualmente se incluyen conceptos
omo las deformacioneselssicn € Inelsticas en de
‘ensign o forma que ocurre al concreto de manera
Instantánea cuando sele aplica carga yl fluencia que
«corebojocarga constante, Estos conceptos setrtan
‘Tina dl capitulo

Finalmente, por conveniencia, la magnitud delos
«cambios de volumen de concreto generalmente son
medidos en unidades de longitud y no de volumen. Por
‘lo, los cambios se expresan como un coeficiente de
longitud en partes por milôn, o simplemente en milo-
Inesimas. En algunos otros casos, estos combios de
longitud se expresan como un porcentaje.

Cambios volumétricos en estado
plástico

En el periodo previo al endurecimiento, cuando el
«concreto Se encuentra en estado plastica, durante un
lapso de tiempo que suele vararentre 1a 2horos, de:
pendiendo dela temperatura yla humedad del concre-
{oy del efecto producido por algun acelerante © re
tardante que se agregue à la merca, se presentan
‘combios voluméticos que son por lo general el esu-
{ado de un asentomientodierencia dentro de a mass.
de conereto 0 dela contracción de la superficie causa.
¿6 porta pérdida de agua, los cuales generan fisuras o
‘grietamientos. Del mismo modo, también se pueden
Presenter gicas por una combinación del endurech
iento de la superficie y el asentamiento interior Por
apart una mma menos frecuente de agretomiento
plástico es el que ocurre bajo condiciones húmedas,
Inclusive bojo una pelicula de agua y que probable.

162. mente est relacionado con las propiedades de hide
tación y ftaguado del cemento que fueron planteadas
en el capitulo segundo y que puede estar influido por
luso de aditivos,

Asentamiento plástico

(Una ve que elconcretotesco ha sido colocado en
Inobra.los sólidos dela mezclatienden asentars por
efecto de la gravedad, desplazando los elementos me.
nos densos como el agua y el are atrapado; el agua
‘parece en I superficie como agua de exudación el
asentamiento continúa hasta que el concret se endur
rece. Cuando hay obstáculos tales como partculas de
agregado grandes, acero de refuerzo o elementos
embebidos dentro del concreto, éstos pueden obsta
«llibre acomodamiento de la mercla, provocando,
“asentamientos diferenciales yla formación de gets.
en el oncreto plástico, como se puede observar enla
figure 9.1

Figura 9.1 Greta causada por asentamiento obstruido

AN
: On
: es
CENTER

ser?
ö

0

De otra parte, en algunas ocasiones I presiónque
ejerce el concreto fresco sobre la formoleta oe soe
hace que éstos se deformen y causen asentamient
Plésicos adicionales con la consecuente aporiciónde
fisuras. Igualmente ocurre cuando se funde con
sobre un igero declve, en cuyo caso la mezea tee
tendencia escurirse

Desde luego, una mezcla de consistencia húmede
seasentaré durante más tiempo y en mayor grado que
ua de consistencia seca, ya que la primera cone:
más agua por volumen unitario de concreto; por ei
Ssrecomendable quedurantelvaciadotodoetconce
topresenteuna humedad unformeconelfinde red
«el asentomiento diferencial causado pordietencasen
la consstenca. Delmismo modo, cuando se fandeci.
reto directamente sobre una base granular o sob

na superice absorbent, Eto debo humedeces:
previamente y de manera unilorme, ya que las zonas
Secas absorberán más agua del concreto que la on
húmedas y, en esta últimas, el concret permanecen
Plásicodurante más tiempo, causando asentamienos
Y Waguados dferenciales

La forma de prevenir este tipo de cambios sob
métricos y de suramiento por asentamiento pánico
5 proporcionar adecuadamente y con la menor co
Sistenca (humedad) permisible la mezc de concrets
‘ligual que someterla a una buena compactación (sa
segrega),

Contraceiön plástica

Los cambios voluméticos que generalmente se
presentan en superficies horizontales mientas el con
¿reto aún está fresco, reciben el nombre de contr.
ción plastic y por lo común generan gicas que pe
recen brevemente después de que el bil del agus
¿desaparece dela superficie del concreto y una vez que
comienzan se extienden tápidamente, Este tipo de
¿cta es más probable que ocura en cima caliente
Seco que en clima húmedo y fo, pues la principal o

261
ties
oo
Toe
del
gh
cé
Est
sur

de
ent
tev

ción
par
pre
fine
EN
Tom
ape
ten
apr
wae

sigu

163. po:
jus
que
‘de
tey
Tra

tia de que se presenten grietas por contracción plés.
fe, es la evaporacion extremadamente rápida del
tg dea superficie del concreto, En otras palabras,
Ibaueocutreesun desecamiento dele cape superical
ddconereto que a su vez genera una humedad y una
‘ger dferenealenre la superficie y el interior de la
asa roboblemente porque la velocidad de evapora
nde agua superficiales mayor que lo velocidad de
din de agua desde enteriorhacla a superficie.
Este fenómeno hace que ocurr la contracción en la
paie aparezcan las fisuras,

la rata de evaporación depende dela temperatura
dai, dela humedad relativo, de la temperature que
tenga la superficie del concreto yde la velocidad del
vito sobre la misma Superficie tl como se observa
‘alofigure 9.2. De estos actores, el más importante es
Ieweoekdad del viento,

Elgráco de a figura 9.2, que es una recomendo.
Giatomada del A.C 1305, piovee un método sencillo
par estimar la pérdida de humedad superficial del
Ser para varias condiciones atmostéricas. Para
Sur elgtfico, implemente se entra conintempera
adulto y se suba hasta la curva de humedad relative
Frsente, de este punto se desplaza horizontalmente
cn a derecho hasta encontrar la temperatura pre.
senda porel concreto ÿ de al en forma vericalhosta
Scans la velocidad del are; finalmente, de ese
limo punto horizontalmente hacia la derecho, detal
foma que en el eje de las ordenadas se lea el valor
sproximado dele tasa de evaporación. Según Wiliam
Loca, de la PCA, si la toca de evaporación se
roma a 1.0 kg/m (02 I/pie’/r), deben to.
"ote precauciones conta el etictamiento por con
tinción plétco.

Las grietas de contracción plastica generalmente
tenenprofundidad considerable y enlosasde entrepiso
rss, algunas veces pasan de lado a lado. Por lo
común, son grietas en forma de linea recta que no
Sguen un mismo patrón y no presentan ninguna
ea, aunque ocasionalmente se han observado

Figura 92 Efecto de ia temperatura del aire, humedad

lent sobr a tasa e evaporación dela humedad.

siguiendo a forma de una pata de gal; esto eso que
Tas distingue delas gicas superficiales (cuarteaduras)
que se presentan siguiendo formas hexagonales

De acuerdo con lo anteriormente expuesto, aun-
que se vtlicen os mismos materiale, proporciones y
‘hétodos de mezclado, manejo, acabado y curado del
Concreto, pueden aparecer gets en un dia determi
‘nado pero no en el siguiente, o que con toda probabi-
lidad es el resultado del combio en las condiciones

164. ambientales, que afectan a velocidad de evaporación
ares del concreto. Portal motivo, los precatr
dead debentomarse para imitarelagrietamiento.
clones uracción plástica se pueden resumir de la
Puente manera:

= Uulzar un contenido de agua tan bao como sea por
Ua acuerdo con la consistencia especificado,
Po es recomendable el empleo de adios 1
es de agua que cumplancon a norma NTC,
1298 y nanos inlusores de are (ASTM C260)

= Disminuir Io temperatura del concreto en clima,
Diente enfiando el agua de mezclado oreemple
Sn pare de esta por hielo picado; igualmente
Fate rer a la sombra y rociar ls agregados con
rasa hurvedocerlas formales anes del vaciado,
ae sor pose protegeros de la acción de los
osos del sk finaimente, colocar el concreto des
{Be el period más fio del dia.

= Reducirla velocidad del viento ena superficie del
o qedionte la consrucción provisional de
a ode ser posible vaciaros pisos dela ed
rs despues que los muros han sio lever
tados

= incrementar lo humedad en lo superficie del con
Ma pormedio de cubiertas provisionales durante
Tre por ony clecabado, o preservrlaconclerm:
Pico del aque superficial

Grietas capilares o cuarteaduras.

Durante el proceso de fraguado, e inclusive poste
forment las gretascapilares o cuarteaduras que oh
fot veces aparecen sobr superficie del concreto
guns sbucion hexagonal, se deben principalmente à
memos incorrectas de consolidación acaba:
fo y curado.

Las causes más comunes de este tipo de grietas
son le sebrevibrecion (segregación del concreto du

‘otra práctico muy común que también causa et |
tipo de gets esalriego de cemento que se hace sabe
Pope ide del concreto para secano antes del cala
od genero una inusitada riqueza dela pasta
de fell induce las cuorteaduras al secarse.

Cambios volumétricos en estado
endurecido

Después de colocado, el concreto cambia deunes
tod falda al de masa rigida pasando por el estad
tada o. Durante as primeras etapas, los combis de
pico Don ecomodados por fio pléstico, per à
er 1a datación, clconcreto adquiere los pro
pra un did rigido y responde consecuenlemer
cambios de volumen, Enlos primeros dos 2,
aoe arate gi, ene comparativamente br
pares sencn, especialmente atemsióny porlotanoss
Huscepuble de agietarse

Enesteestado.loscambios de volumen estin det
ene por incrementos o decrementos car
idos. por dotaciones y contracciones debidas 5
sao por perauray humedad. Dentro de ellos ser
Slot 1b contracción por secado, las contracch
ciones por temperatura la contracción por
natación ya reacción expansiva öcahagregs
Se esiudieda en el capitulo séptimo.

Contracciön por secado.

Comoya se ha visto, después delfraguadofine| dé
cone ts unc el proceso de endurecimiento, qu

165. trd, en general, varios años. En uno y otto caso, el
conteo experimenta importantes variaciones de vo-
onen Sel concreto se expone ala acción del aie, la
mayo! parte del agua evaporable de la mezcla se I
ber, dependiendo la velocidad y perfección del seca
da dela temperatura y condiciones de humedad am.
ne. Al secarse el concreto, su volumen se reduce

tracción sea reducir el contenido de agua de mezclado
al mínimo compatible con la consistencia y maneja
land necesarias.

Figura 94 Efecto del contenido de agua de mezclado
“enla contracción por secado (2.7)

o O
Lo capis que e carole en legs que que
Bacon. Po corno, de endacómeno
Gceatenclagarcceneniccedinaecpear 21 |
fin pane dan pira de volamen asi ala |
MR ancora 3. Como miso en ce.
fencer cone an mer oslo coacción o
Baal opin dene a
gua 93 Contrat nt demande 2
nd pa 2
- on +
ren i
ee Almacenamieno at ake E
Fl | go
1 | À
| 2
tien 04 _
N A 02!
Poh] nn
ri y Los olores de contracción nl para concretos

Tempo

Como se puede observar, el principal factor que
determine la cuenta de la contracción final es el
contenido de agua de mezclado por volumen unitario
deconcret, tal como se lustra en a figure 94. De ahí
«hecho de que el principal medio pora reducirla con

normales suelen ser de orden de 0,2 à 0.7 mmporme-
Ko neo, según a contenido nil de agua, latempe-
ratura ambiente, las condiciones de humedad:

Foleza delos agregados, Como se recordará, la com
traccién dela pastaes resistido porlos agregados com.
pactos, rugosos y duros que se adhieren bien y gene.
Fan la Interfase pasto agregado; sin embargo, cuando
fos agregados son muy absorbentes, como algunas

1

166. areniscas y pizaras, producen rtracciones dos y tes
veces mayores que las obtenidas con materiales me.
os absorbentes como granitos y algunas calizas,

La contracción por secado puede permanecer du-
rante muchos meses aunque a ritmo decreciente, de
pendiendo delaforma delelemento yes una propiedad
perjudicialde concret ino se controla adecuadamen:
te. Esto es especialmente importante en elcaso de mis
tos, losas de isos y pavimentos, ya que hay una gran
rca expuesta ala atmosfera en relación con el vole.
men total dela masa de concreto. Con una contreccion
‘de10.05% el conereto se acorta aproximadamente 1.3
mm en 30 m lineales y, aise restinge este fenomeno,
invariablemente se agretard.

Por eo, el agritamiento debido a contracciones

por secado puede y debe controlarse en gran medida
Eon ayuda del acero de refuerzo. Como 6 logico, las

vals de diámetro pequeño conespaciamientocen
do (mallas electosoldadas) son más cfectas pa
‘controlar el agietamiento que las varllas de men
grande con espaciamiento mayor, aunque se lcs
los mismos porcentajes de acero. De otra port à
‘agrietamiento también puede controlarse por meda
del preesfueno o del pretensado del concreto pe
mantenero en compresión de menera que no Sep
senten esfuerzos de tensión. Enel caso de concret
refuerzo, como son los pavimentos, lo que se haces
‘controlar la disposición delos grietas; de ah el hecho
‘de que se prevean juntas de contracción y se undoes
losas cuyos dimensiones entre junto y junta variant.
46m a 61 mlncales

pi

tación ~ contracción por temperatura

El concret, como la mayoría de los materile de
‘construccién, se dilata con los aumentos de temps

| =>
=

|

een

~ Re
ia bhi

tales
cidos
ción
age
libre

beo
dee
loss
Inet
‘iat

dd

fue
pre
eh

‘oro

yu

os
lo

167. rua y se contrae cuando ésta bojo. Los efectos de
ls cambios de volumen son semejantes alos produ
‘tes pora contracción por secado, esto es, la reduc.
cin el aumento de temperatura pueden producir un
amiento indebido, particularmente cuendo este
Bemovimientoestsrestingidoporalguna causa ose
conbina con le contracción por secado.

Otro efecto importante de la temperatura es lalo
opor gradiente térmico que depende dela cantidad
deenerglaradiate absorbida por la superiio del com
ro Uncaso ipicode esta situación nvevamente son
la pavimentos de concreto, en donde, durante el die,
lncara superior de as losas se encuentra a una tempe:
‘aura mayor que la inferior, con lo cua a primera se
aa más que la segundo, Esta diferencia de alarga
"eto produce un alabeo en ls placas con concavi
xd haci abojo, como se muestra en l figura 95,

Sn embargo, el peso propio del concreto y loses
eros deltráic tenden a impedir esta deformación,
produciendo esfuerzos de Nexo, locual se traduce en
sueros de tracción en la cara inferior dela lose y de
compresión en su caro superior. Durante la noche. el
adíene de temperatura se invierte (Cara superior
Iisa queloinfeñir) dando agora unestado deter
Sones contrario ol del dio, Extastuncionesespeciaimen
leimporante en regiones, como nuestro pal, en don.
shay bruscos descensos de temperatura entre el dia
ylanoche, e inclusive dentro del mismo di,

El coeficiente de dilatación térmica del concreto
vain según el po de agregados la iqueza dela mes,
ls. Generalmente esta dento del margen de 0.007 a
0911 mm por metro por C. Los fenómenos de age.
miento por temperatura, ol iguol que los de contrac:
cénporsecado, se contolon conta ayudadelacero de
ueno, y para ello, el valor del cociente de dat
Géntérmicamäs comunmente aceptado paraelcalcu
Iodelas tensiones y deformaciones es de 0,010 mm}
ay,

Contracción por carbonatación

(Como sevio enel capitulo segundo, la pasta de ce
mento contiene hidróxido de cai bre que se produ.
Ce durant la hidratación delas fases alta y belt, En

encia de agua elhidróxido de cacioreacciona.con
xido de carbono atmosfrico para productrcarbo.
ato de caio y agua. Este fenómeno genera una die
minación en el volumen del asta de cemento, oc
sionandolo que se conoce como "contracción por car.
bonatación”, la cual alcanza un máximo apronimado
mente a un 50% de humedad relative, como se puede
precia en Io figura 96.

La profundidad dela carbonatacén depende de a
porosidad dela pasta, pero usualmente no excede de
nos pocos milimetros. En ovas palabras, a carbone
tación es esencilmente un efect de superficie y pue.
decausardescascaramienio,tlcomosevioenelcapt

qua 96 Efecto de In carbonataciin sobre

168. tulo séptimo. Sin embargo, en concretos porosos y
agrctados, la carbonatacion puede legar alcanze à
Acero de refuerzo y la reducción de la olcolmidad que
deestoresulaharáqueelacerosea susceptible lace.
rosión, especialmente en ambientes humedos.

Deformación elástica

El comportamiento de una estructura bajo carga
depende en gran medida de a relación reluerz.defor
mación del material de que se compone y del tipo de
esfuerzos a que el material está sometido en estruc
tura. El concreto, como muchos otros materiales es
tructurales tiene algún grado de clasicided. Como el
«concreto se utiliza principalmente en compresión su
curva derefuerzo deformación acompresiones de fur
‘damental interés para la deducción de las ecuaciones
que se usan para calcul los elementos de concreto
reforzado de una estructura, Esta Curva se obtiene me.

Figura 9.7 Curvas tiple de estuersodeformación para

«ante medciones adecuadas de as deformacionse
los ensayos de probetas cíndicas, en os cusls dam
{eel proceso de carga se vansegisiando las caga
Islogramos las deformaciones encentimeropare
Ueto. De ls congas totales se btenenlos cea
unitarios normale (orgo/áres) y puede os jae
lacurve,Lafigura 7 represento unjuegotpicodeos.
vas de est Upo, obtenidas a velocidades modern.
normales enelenseyo,deconcreto de 2 das deeds
pare probetas clindricas de ditimasressencs

En esta figure, todas as curvos de esfuenodet
mación tienen un aspecto similar y se componen de
tres ases distintas: una fase o porción eds it.
mente recta, enla que elfuerzoy la deformaciónss
‘casi exactamente proporcionales la fase Intermec
fen la cual hay un aumento de curvature hoc Is he
rizontal, hasta alcanzarel punto de máximo esfuena!.
para una deformación de aproximadamente el0.2pa

20
50 =
20 200

Compresión en el concreto, Fe, kg/cm"

000%

002

Go 04

cien
non
er

obs:
dele

169. (et; y lose final, en la cual a deformación cont
rx aumentando al tiempo que a capacidad de carga
dsminaye. En esto misma figura se observa que los
sos de menor resistencia son menos quebradr
te es decir que se rompen paraunadeformacion mé.
is maÿof que os concretos de más ata resistendi

Tomando una curva de éstas, en la Agura 9. se
sean ciets propiedades de la relación esfuerzo.
(demacin, En primer lugar, se puede ver que el tr

min “módulo de elasicidad” definido por Young.
puede plicrse sólo estrictamente enla parte recta de
Fa cuve de estuezo deformación unitara, bien, sino
hy parte recta, en la tangente ala curva en e origen
encuyocaso esiatangentese denomina módulo inicial
tangente de elastiidad, Ec, medido en Kafer. En la
práctica, este módulo reviste poca importancia, pero
Ee observo la figura 9.7, e puede apreciar que es ma
yorcuantomayoresla resistencia del concreto, ya que
fa pendiente es mayor

Figura 98 Curva iles de esfuerzo delormación del concreto

1
1
1
1
1
1
1
i
1]

En segundo lugar, debido a que el concreto no es
va material completamente else y a que ls defor
icones unitoas dependen también dela velocidad
de cargo el incremento en la deformación unitaria,
ries actún lo carga completa 9 una parte de ells
ant el ensayo, se debe en parte a lgo de dstich
fay en pare ia fuencia del concreto, pero la de.
terminación de una deformación uniara instantánea
respecto dela velocidad e carga, es ic de hallarpa-
rndsinguites.Por ell, en a práctica se hace una dis

"tinción abitrri en a cual la deformación que ocurre
durant carga se considera elástico e subsecuente
incremento en lo deformación untara se considera
sencia. Elmodulo de castidad que satisace este te.
quiso es el módulo seconte Ec, mostrado enla Agura
‘1B: Aunque no hay un métod normalizado para de-
terminar su valor, en general, este módulo seconte de
clastcidod se toma como la secante trazada desde el
‘rigen hasta un punto de le curva en lo cu hay una
resistencia fe = 0.45 Pe

170. Para concretos de baja resistencia, Ec, y Ec, dite
ren ampliamente, pero para concretos de alta reisten

la, prácticamente no hay diferencia entre los dos
Valores.

Módulo de elasticidad del concreto

Deuna manera general, enla prácticos emplea el
valor del modulo secante de closicidady sele nom
na simplemente con el simbolo Ee. Se han propuesto
numerosas ecuaciones, todas elas experimentales,
poraobenersu valor Una delas ecuaciones empiicas
más empleada y adoptada por la NSR + 98 es la
Siguiente

Ec= 0.034 WT en
donde:

Ec = Módulo de elasicdad del concretoen MPa
W. = Peso unitrio del concreto en kg/m
LÉ = Resistencia del concreto en MPa

Esta ecuación es válida paro concretos cuyo We
está comprendido entre 1.450 y 2.450 Kg/m3, Sin em
bargo la misma norma estipula que para concreto de
peso normal, Ec, puede tomarse

Pera agregado grueso de origen igneo:

E -5500/í
Para agregado gueso de origen metamérhico:
E=4700f
Para agregado grueso de rigen sedimentario
E «3600 €

«valor medio de toda la información experimental
"nacional, in distinguir por üpo de agregado, es

3 900 fr

donde:

Ec = Módulo de elasticidad delconcretoen MPa
Fe = Resistencia del concreto en MPa

Relación de Poisson

Cuando se comprime en una dirección unicas
{concret éste se data en disección transversal ais
la fuerza aplicada (aligual que otros materiales) Lar
lacióndela deformacióntransversala longitud
conoce como "relación o modulo de Poisson" y depa
de de la composición y otros factores. Para eu
interiores a aproximadamente 0.7 Fe, la relación
Poisson del concreto ests comprendida entre 0151
0,20, cuando se determina apart de mediciones dex
¿deformación unitaria, siendo 0,17 su valor ms ep

La información existente sobre la variación de es
fall es poca, prose re, generalmente, que

Fluencia

Cuando el concreto es cargado, la deformacie
causada pos la cargo se puede dividir en dos pares
tina deformación que ocurre inmediatamente (dee
mación eléstica) y una deformación dependiente dé
tiempo que comienza inmediatamente pero contin
una asa decreciente bajo carga sostenida, Esta última
«es considerada un aumento dela deformación untara
elósticayesllamada uenciaoMujobojo carga (cree)

Como se recordará, después del endurecimieno
del concreto hay una contracción por secado. Det
‘manera que si ina muestra se seco bajo cargo, se se
pone que la contracción y la Nuenci se suman: poro
tanto, se calcula la fuencia como la diferencia enel
¿deformación total dela muestra cargada yla suma de
la contracción de una muestra similar sin carga (am
cenada en las mismos condiciones durante el mismo

180

per

fue
hee
fa
ha:
ca
de
fig)

E

171. 1

Peide) més la deformación elástica. Esto se puede
Fésaaren la figura 9,

‘Sn embargo, siendo esticos, a contracción yla
terca no son fenómenos independiente, ya que de
bectoelefecto dela cotrección sobre fluencia con
“teen aumentar su magpitud, Es decir que hay una
encia básica del concreto en condiciones tales que
ray contracción ni expansión por movimientos de
hamedad desde oheciael medio ambiente y una fuen
adicional causada por el secado (fuencio de seco
da, Est stuacion también se puede observar en la
gun 0,

Por ou parte, lo naturaeza delproceso de fluencia
indicada esquematicamente en la figura 9.10,
qi se observa que la uencia tene un carácter die:
ree lujo placo delos metales pues mientrs en
fs los esfuesos producen una deformación dela
anna cristalina, a cual puede volvera su config
ación original por medio dela aplicación de calor en
lsfueni del Concreto se rompen enlaces entre ls
Prices de cemento hidratado y entre éstas y las
Prius del agregado; esta circunstancia hace que
fo se posible recupera toda la deformación lenta
dati de supine arg picado 1a structura

amor un poco este concepto, se ett una,
rende dome en oso dismi
medatamente en una cantidad igual à la deformaciôn
tro elástico à lo edad dodo, que por o general es
‘enor quela deformación unitaria elástica alopkcaria
(ar. Esta recuperación instantánea vo seguido por
tea dsminucion Gradual en la deformación unitaria
limadarecuperaciónporfluencia.L eversbildad de
Isfueneiano.s totaly por ello queda una deformación
inevrsbie

Lamagnitud dela uencia depende delamagnitud
de esfueto, de la edad y resistencia del concreto
(und la carga es aplicada y del tempo durante el
cuslelconcreto esté cargado, Desdeluego,tambiénes.
cad por tros factores relacionados con calidad

Figura 29 Deformaelones unitarias que dependen
Wege sosteniaa (99)

Y pe

+) Cure dune mnie decade

ee |

172. Figura 910 Curva de fuenclacaracterstica de un concrete através deltlempo (9117

"| CHERE

: pat ttt al ze

En Bere Sanna

j — HS + pe

ie | 1 om e DS

“AA concis ETES
PEL

del conereto y las condiciones de exposición tales
como ele cantidodytamato máximo delagregador
tipo de cemento y colidaddeposto;tamaño forma del
elemento estructural, contidnd de acero defeluerzo: y
condiciones de curado.

Dentro de rangos de resistencia normales las de
Formaciones por fluencia para un concreto determina:
do son prácticamente proporcionales a la magnitud
del esfuerzo aplicado; a un esfuerzo dado, los concre-
tos dealtaresitencia muestran menos fluencia ques.

192

«concretos de resistencia inferior. Observando us
9.10, se puede apreciar que al pasar el tempo e
uencio continúa produciéndose à mo decrecens
(ines punteado), cesendo después de Za 5 años e
cuÿo momento ha alcanzado un volor final que, dep.
fiendo de a resistencia del concret y otros factors,
sde 1.50 3veceseldela deformación unitaria este
instantanea inicial, De todos formas, la determinación
dela fluencia del concreto se debe ejecutor de acuerda
‘con la norme ASTM C512 en la cual se describen kr
procedimientos adecuados.

173. Tercera parte

Control, diseño y producción

174. eno LO

Control de calidad del concreto

Introducción

ome see visto, el concreto es una masa endure-
isd materiales heterogeneos que está sujeto la
león de muchas variables, las cuales dependen de
Ismateiles quelo constituyen y delos procesion
lsseguidos durante los procesos de diseño, dona.
cl mercado, transporte, colocación consolidación,
do. raguado y curado,

Sn embargo, los propiedades y caractersticas del
¡reto anto en estado plástico Como en estado er
rede son predecibles y regulable, à pease de su
Ietsogeneided, mediante una adecuada selección y
Konbinacion de sus componentes y de un acertado
inde contol de calidad

Estudio de as tolerancias permisibles yl distin
{in entre causas fortults (aleatorias) o Causas espe
less de estas variaciones sehacealimentey
forme racionaly sistemática, por medio del control
iso de calidad,

Detal manera que la calidad del concretose puede
nr como la aptitud de éste para sisacir uma
ecsidd (especiicaciones) definida, ol menor coso.
Eto se logra en el momento en que al producto y

Solocaro, el concreto reproduzca Nielment el diseño.
que ha sido optimizado (cnica y econdmieomenis)
porelingeniro,y se sigan las recomendaciones de és.

Una calidad deficiente en el concreto que se utilizo
represente un riesgo que con frecuencia absorbe el
propietat dela oa. Por el contra una cad en
exceso constluye un desperdicio que no Benin >
odie y quetambién Suele ser porcuentadelpropiiado.

Por lo tant, el ciclo de producción y manejo del
conereto debe ser un proceso organizado tendiente à
Ulizario racionalmente enla obra desortollendo laser
Quientes actividades en orden sucesivo:

1. Elaboración del proyecto y definición def catego-
ri correspondiente al concreto.

Redacción de as especificaciones de calidad pora
el concrete,

Selección y habitación delos componentes del
‘oncret, con la calidad especificada,

Diseño dela mezcla de concreto requerido, conlos
materiales seleccionados y dispuestos.

175. 5. Producción de a mezcla de concreto, a escala de
obra (mezelas de prueba).

6. Comprobación delas coractrísicas previstas en
«concreto recién elaborado.

7. Verificación delas propiedades especificadas enel
«concreto en estado endurecido,

8. Ajuste dela mezcla de concreto (en caso necesa:
ro). para buscar concordancia con los requis.
especiicados.

Organización del control de calidad
del concreto en la obra

Entérminos generals, puede decirse que en toda
‘obra ensten dos medios fundamentales para ejercerel
contol del concreto, cuyos abjetivos se complema
tan. Estos son el control Interna y la supervisión ex
El control inter, o autocontrol, que forma pate
dela organización responsable de producirelconereto
Y que involuera aspectos tales como:
- Control de nuevos diseños

- Control de materias primas (cemento, agua, ogre
gados, aves).

= Control de calidad de producción
= Estudios especiales del proceso de producción
= Control del product.

- Metodologia del control de calidad.

La supervisión externa (interventora) que aunque
puede seguir diferentes modalidades, normalmente

conattuye una fiscalización que procede dvectameat
el propletao dela bra y cuya finalidad no neces
Fiarvente consiste en comprobar directomente laca
‘ad del concreto sino aspects tales como:

= Revisarlos medios de que dispone el product
concreto para evaluar la calidad,

= Juegarlos procedimientos y criterios queaplea
productor de concreto para cortege Y ajustar
Calidad alos límites previstos.

Enlafiguro 10.1 e presenta un modelo de ors
zación que ez frecuentemente ulizado durant h
‘Consttuccin de las obras, en donde se observan kı
Principales factores que deben concurre para que à
Concreto alcance la calidad especicado, de aces
on lo anteriormente expuesto.

Por otra porte, conviene observar que el ejerció
del contol debe ser simutaneo nel desarollo dales
eso, por lo cual las actividades del contro inte
deban ser permanentes y rutinarios en cieurso de cod
‘tape, Por su parte la supervisión extema, siendo un
acthidad alternativo, debe esperar sus mayores opa
Tunidades de éxto en la impredecbiidad de sus ee

De este manera, como consecuencia directa del
actividades del contro se obllenensesulados que de
ben confrontarse con los correspondientes valores s
peciiendos para tomar ls acciones correctivas aq
aya lugar: Esta acción de confronter y corregi es
que se conoce como el proceso de retroalimentacin
¿elos resultados. En la guta 10.2 se esquemalia de
‘manera generale proceso de producción y colocación
Gel concreto,ubicando tanto alcontralintemo comos
‘control exemo.

Enciertomodo,laretroalimentaciónesun proce
que opera en sentido opuesto al controly que debe
Oportuno y eficaz, para evtar demoras enla toma de
decisiones. Detalforma, que a realización de prucbs

yde

176. Figura 10.1 Esquema de organización de obra para obtener

I

=

a |

rs]
|

1
1
1
1
1
1
1
Ü

Consración
Es)

[rección de aba |

+

(tentes)

Liane)

|
Ces] C7

1]
u

Cold Especiicado

nee

y determinación de resultados deben ser inmediatos o
coro plo.

Ejecución del control de calidad
del concreto en la obra

Elcontrol de calidad de cualquier producto manu-
scturado normalmente se apoya en tes actividades
pinipales

- Control de les materias primas.
- Supervision del proceso completo de fabricación
2 Vesficación total dei producto terminado,

‘Aunque en el coso del control del concreto subas
tanestas actividades fundamentales, existe sin embar
‘gounaspecta propio quelo distingue delcontroldelas
manufacturas comunes,elcual ereferealempoque
necesia transcuri, después de concluido el proceso
de producción, para que el producto pueda consider

se verdaderamente terminado, Es obvio que esta

Factriica del concreto Constituye un inconveniente
para el control, porque en es lapso de esper, que co-
Fresponde al periodo de endurecimiento y adquisición
¿e propiedades, la construcción dela bra continúa y
los datos que se obtienen de la veicación Ina del
oncreto pueden ser totalmente extemporänces para

177. de supervisin,

(Ez

Load Ad do + d+ de

I

FIT
rl
FH
LE
T

su oporuna aplicación en la mismo, con el objeto de
prevenir posibles falls, o cual es erlic en una obra
ejecutada a plazo y precios os,

Poreste motvo,elcontrolde calidad debe ser “pre
vventivo"y no "curalivo” Con el objeto de atenuar esta

desventaja, se han desarrolado pruebas rápidas pa
analizarla composición del concreto conforme salede
la ala de mezclado, Con elas se pretende mejores
uniformidad del concreto en su elaboración, venia
do y ojustando las proporciones de sus componentes
y anticipar las propiedades del concreto endures
splcando uno de los principios fundamentales dd
“control de calidad total que establece que: el uso de
moteras primas de buena calidad, mezcladas cores
tamente y en proporciones justas, debe conduc aus
producto que finalmente alcance sus cualidadespotr
Eales. Dentro de estas pruebas rápidos, las mas >
münmente utlzadas para controlar as caracteristicas
del concreto en estado fresco son los ensayos &
Asentamiento, peso unitario, contenido de aire y med
da dela temperatura que ya fueron estudiados.

Para complementar los resultados de estas pue.
bas rápidas, en que se analiza la composición decos.
«reto recién elaborado, también se deben preporares
pecimenes(elindos) en los que se determina a es.
{eneia del concrete endurecido diversas edades oc
mma contee 454) Estos especimenes pueden labora
Se en diferentes partes dela obra y recibir distin,
loses de curado, segn o opicación quese intentes
3 sus resultados, poro cual deben distinguirse west;
pos de especimenes

- Cilindros de control de calidad de producción
Estos clindros son tomados y ensayados pot
‘quien produce el concreto, bajo condiciones nor
males (humedad y temperatura) de laborato,
‘on el fin de determinar la “resistencia potencia
del concreto. para controlar las condiciones de
producción, ttralimentar su sistema de contl
Se calidad y rediseñar las mezcls de concreto,

= Cllindros decontrol decalidad deinterventoris.
Cuando el concreto no es producido por la misma
persona que lo utiliza, es costumbre tomar lin
sos ala descarga de la mezcladora con el in de
evitar discrepancias que puedan ser motivo de de
Sacuerdoen cuanto la responsabilidad porlacal

‘quer
ino
dele

rev
Fade,
‘duds

Var

lasn
dele
dee
yde
su

178. dsddefinitivadelconcreto, Estos clindros también
son elaborados, curados y ensayados bajo cond
‘Sones normales de lboratonoy sven para dejar
‘onstancia dela resistencia potencial del concret.

Clindros para el control de resistencia en la
estructura, Puesto que a resistencia potencial del
concreto al como sale de la mercladora no nece:
Stomente coincide con la del mismo concreto ya
‘alocado en a estructura, debido los desiguales
condiciones en que se le manejo, coloca, compac.
ls protege y cura, al igual que las condiciones de
‘posicon (aol. lu, viento, temperatura) no son.
lasmismas, es conveniente tomar clindros que se
den a pie de obra (bajo ls mismos condiciones de
lo estructura) con el finde que alensayarlos à dis.
Anis edades se enga un conocimiento real el de.
aol de resistencia delconcreto enla estructura.

Con li de visualizar mejor cada una de Las fur
canes de estos especimenes, en la tabla 10. sees.
gematranlos diferentes objelvos y condiciones para
Hchenciôn y ensayo de especimenes representativos
dsconcreto en la obra

Sitodos estas actividades se realizan satisfactoria
ene y sl el ensayo de los especimenes a la edad
revista confirma la obtención de la resistencia reque
fs entonces no deben exist motivos pare poner en
és calidad ina del concreto en la estructura

Variaciones en la resistencia

Lamagnitud delas variaciones enla resistencia de
lssmuestrasde prueba de concreto depende de o ade:
do del contol de los materials, de la fabricación
concreo y dela realización de las pruebas. Se pue:
Seencontrar el origen de las diferencias en la reisten
en dos fuentes fundamentalmente distintos: lasvo:
nes en ls propiedades de lo mezcla de concreto
Jesus ingredientes; y ls diferencios aparentes enla
Testnci ocasionedas por ls voiaciones inherentes
apr

Se ha determinado que existen hasta 60 variables
que infuyen en a resistencia de un clindro de conere-
1, stos se Índican enla tabla 102.

Análisis de los resultados de
resistencia

Como se mencionó anteriormente, los procedi
mientos estaísicos nos proporcionan medios vallo-
zos para la evaluación de os resultados de as pruebas
de resistencia y I información derivada de estos pro.
«edimientos tombiénsirve par teoirmarcterios yes:
pecifiaciones de diseño como se vera más adelante

Para que estos procedimientos sean válidos, os
datos deben derivarse de muestras obtenidas er el eur.
0 del desarollo de un plan de muestreo al azar, dise
ado para reducirla escogencia de las muestra por
Parte de quien ls toma,

Para obtener el méximo de información debe efec
tuorse une cantidad sficiente deprucbas, Los estad
ticoshan designado 30 prucbos como alinea divisoria
entre los muestras grandes y ls pequeñas. Portal mo-
tivo, muchos códigos coinciden en que el número de
‘muestra debe ser como minimo 30, pore que el and
Isis estadístico sea representativo.

Adicionalmente este análisis e aplica al número
total de pruebas, efectuadas a un mismo tipo de mer
cla, que se han producido de manera consecutiva yen
Condiciones similares durante todo el tiempo.

En cuanto ala frecuencia delos ensayos, Las Normas
Colombianas de Diseño y Construcción Sismo:
Resistente (NSR-98) estipulan que las muestras para
pruebo de resistencia corespondientes a cada clase
‘Se concreto deben tomarse no menos de una vez por
‘ia, nimenos de una vez por ceda 120 m de concreto
‘ovina por cada 450 m' de área de placas o muros,
Adicionalmente, si en una determinada obra el vol:
men totale concreto es tal que a frecuencia delos en

179. Tabla 10.1 Diferentes objetivos y condiciones para
‘el concteto en una abra (205)

tenlon y ensayo de especímenes representativos

Lugar de muestreo

Edad de prueba

lación de resultados

mereiadorn

Acelerado

Aladescarga de | Normal delaboraterio 3,70 14 lès Evolucióndelaresistencioinicildelcon|
la mescindora to en curado normal y exrapolación pa
star layesstencia a edades porter
(28030 das) |
‘Ain descarga de | Normal detaboratorio 28y/090 dis Confrontacon dela resistencia del once)
famexciadora | o en curado norma, contra a rsistenda
| de proyecto especiicada (normalmene|
28 dias y eventualmente 90 din cuando e
lis purlona) Verificación del cup
Fent de especificaciones de resisten.
En a sito de Normal de lboratoio —— 28y/090dias — Controntacióndelaresistenciádelconcre|
to muestreadoenlos candiclonesinmeds |

colado

colado

Igual que a estructura

Entre 6 y 48 horas
prox-segúnmétado
de prueba tira.

Predicción y juicio del resistencia probe,
ble del concreto à la edad del proyec
(normalmente 2 das,

tas antenores su colocación, contra
mismo conerelomuestrendo ala descorga
ela mercadoraIndagación de causes
ist dlerencias objtabes |

Observación dela evolución inicial de |
fesistncia del concreto, curado como |
‘structure, paro defnieluempoenque
ta pueda descimbrarse

sayos da lugar a menos de 5 ensoyos de resistencia
para una misma clase de concreto, los ensayos deben.
Races, por lo menos, en 5 mezclas tomadas al zar
‘Sen cada merci st se usan menos de. De ota pate,
‘cuando la cantidad total de una lose de concreto sea
menor de 401m’, pueden suprimitse las pruebas dere
Sistenco, si Julio del ingeniero, exite suficiente ev
“encia de que la resistencia que se vaa obtener essa
tsfectoria, Finalmente, una prueba se define como la

resistenciapromediodetodoslosciindros (minimo2).
dela misma edad, elaborados de una muestra tomade
¿e una única meca de concreto.

Está plenamente demostrado que al disponer de
una sere de resultados de procbas de resistencia que
Se colocan en un grafico de frecuencias, como el ind:
<adoentafigura 103, se conforma unacurva muy de
‘ida, cuya forma varia muy poco cuando ler de

190

180. Causa básica | Causa de a variación “Electo en la resistencia

MATERIALS
Comento Tipo y composición Considerable variación
Comsoientaloricación | Una sla marca Puedo se considerate

IS sc deste postes Gerrimente peguen

Asregado imo | Reocividod quimica Comúnmente no ocre Puede se considerable
Panico vases Formes Re genen,

Propiedadesnountormes | Poco kecunie Ne Sereasado

Grein, Sempre presenta Aus d lo maneabided

Agregado queso. | Reatnided quico Poco coma pe
Fropledades no uitormes | Con aera prose No general,
pia Sempre es posi Pete se connerie

Temperatura. | Cemento Cemento conte io aprecabe
regados las extremes No generando

| Cement Error en paie Inrecuente Nose cta cir

pa ited sneer oreo “ cont .
Ages que | Cambios operación | Concenotinnado Éeneniment posto

181. ite [Gaon Bea CT | Poda | Wo ala reece)
EZCLADO

a vende came Dende perde | Gnwaimmeneinparun

3 Fes Sonteeneapans [roms

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ES Tempo de mercado Les Venton puede nc
ENSAYO u | |

36 [Handy museo |Segreacó Tranponey mano | nos de te

3 ee | Conse es components | Cum ay een | ipods

E Een rr | Genres pero

|%0* | compecacinde | Compaction manus! | meres se Sr cc 950%

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re on pores | mance sete ric pas 0%

22" |remotoytoms | Forse omese Conc mao ‘ments on one

PS Ron stwocsomers | scr pomaliaos [Den ce menos a

a regar ais normandos | Caparo out

ES Temperatura. Curado en invierno. Variación considerable

5 Eur Comparten mana ind | semen cono

ER Canne demo | Eameipeinenr secon | Son dae

55% | retntndo de | Tas pions Foto moy comin once 30% comer son

36: [oran | hererctenado | one onde sec

El Ed ein Peston ice Gerra pate

50+ | mine de eye] Conte de cage Dependent dirt | Putesercnsinse |

EN mn Dependent ini | Pte scrapie |

E oad e ca Dependent delist | mens pogo

prue
Eno
Prop
art
cad

Pron

cad
indie

182. ‘you correspondiente

i

i i i
168 182196210224 250 232 205 280 23% 308 32
compres, haem?
pos anotado es relativamente alto (más de 30). medio de todos os clindros, de la misma edad, labo
Etscurvacsumeunpatronsimilraldeladistibucién fades de una muestra tommada de una nica mezcla de
oma de frecuencias o compana de Gauss, cuyos concret.
propiedades pueden dense matemáticamente y a
parks de elas sieur cles funciones delaresisien xx + Ex

al concreto. ie

(oy

Promedio general X

Como is caracterstica principal de esta curva es
Esls sume asiática delos resultados deressten: _queppeventasimetia en‘elacion con al promedioX, se
ca de todas las pruebas individuales, ividida por el — tendré: que Ta mitad de los datos son menores yla
mero total de pruebas efectuadas. Como ya se ited mayores que el promedio X. De ota parte es
Indes, une prueba se deine como la resistencia pro. necesario sober qué tan agrupados o dispersos están

183. los datos individuales de las pruebas respecto de este
Promedio, por lo cual se define In siguiente función
stoic,

Desviación estándar o

Es la medida de dispersión más conocida y está
definida como la rlz cuadrada del promedio dela su
made los cuadrados de las desviaciones de las rest
tencias, respecto a la resistencia promedio, dividió
entre el número de pruebas (N) menos uno, La razón
de dividir por N 1 es que el número de datos es lim,
tado (por lo general 30 0 más)

9 U0, + OG 22

REN (102)

(103)

Como se puede observar, mientras mayor ses la
diferencia entre cada X y X (en valor absoluto, moyor
{esa dispersión y moyor el valor deo, lo cual prueba
‘que efectivamente la desviación estándares una med
‘da de la dispersión de ls resultados

tra caracteristica importante de anotar de a cur
va de distribución normal, es que dentro del rango de
X40, está comprendido c168,27% de los datos, Sea
queel 15.87% delos datosesinferoraX oy 15.87%
de elos es superior aX 0 (Ngura 10.3),

En la práctica, donde exite un buen control los.
valores de a resistencia estarán agrupados cerca del
promedio X yla curva será ata y estrecha. Conforme
Aumentan as variaciones de resistencia, ls valores se
‘partarénylacurvase vuelve jay alargado, talcormo
Se muestra en la igure 10.4

Coeficiente de variación Y

Los valores del promedio general yla desviacia
estándar deinentotalmente Curva, es decir questa
‘conocen puede tratarse la correspondiente dis.
«ión. Sin embargo, para comparo el grado de comba
¿e varias clases de concreto es prefeble darla dispo
sióncomo un porcentaje del promedio general pane
ual se define el coeficiente de variación V como

v= 100 (2) 194)

En este punto, vale la pena indicar que, como st
gunas normas hacen referencia alas condiciones qu
be cumplir el conjunto de valores obtenido al po
‘mediar as pruebas de 3en3, ode 5 en 5 (Conjunto
promedio den pruebas consecutivas), es bueno tee
fn cuenta que si un conjunto de datos sigue una ds.
tubución normal el conjunto de promedios de n pus
bas consecutivas también sigue una distribución pr
mal, con el mismo valor promed y con um coeficiane
¿de variación Va menor que el de los ensayos indivi
les, indicado con la siguiente relación:

v
van os)

Ir

Intervalo R

Elintervalo esla función estadistica que se obtiene
restando el menor, de un conjunto de números, da
más ato del grupo, El intervalo dentro dela prueba e
úbtienedeigualmanerarestandola menor delsress
Lencias del conjunto de clindros queconformanta pie
ba, dela más ota del grupo. EI Itervalo es du en à
cbiculodetadesviacionestandarinherentea la procs,

Variación en la prueba

La variación en I resistencia del concreto dentro
ddeuna prueba única se obtiene calculando la variación

deu
e
finde

y
Crus

184. oras

*

AED

»

Figura 104 Curvas normales de frecuencia par diferentes desviaciones estándar (10.1)

9-25 kg/em?

0-40 kg/cm

NU Karen:

NS

MOTS IN 2% 27 20

E Sor E]

Resistencia aa compresión, kg/em'

deungrapodeclidros elaborados de una muestra de
concrtotomada de una mezcla determinado, Es raz0-
fable suponer que una mezcla de prueba de Concreto
homogenen y que cualquier variación entre dos ch
Indroscomponeros,claborados de una muestra deter
fined esocasionada porlasvaiacionesenlafabrica
ón, elcurado yla prueba.

No obstante, una única mezcla de prueba de con
re no proporciona ls datos suficientes para el an:
Bis estadístico y se requieren clindros compañeros

de, por lo menos, dier muestras de concreto a fin de
establecer valores contables para R. La desviación
SSlöndar dentro de la prueba y el coeficiente de ari
Sión pueden calcularse como sigue

(10.6)

con

185. Desviación estándar dentro dela pruebo,

“Constante que depende dela cantidad de clin.

4, dros para producir una prueba (Tabla 10.3)
Intervalo promedio dentro de los grupos de

clindros compañeros

Y, = Coeficiente de variación dentro dela prueba.
Resistencia promedio

Tabla 10.3 Factores para calcular a desviación

Normas de control

La decisión relativ de sila desviación estándar
«el coeficiente de variación esla medida adec
aspersión que debe utlzarse en determinado sus.
«ión, depende de cud delas dos medidas esla consta
temas cercano alos corectoristics de resistencias
través de un intervalo de resultados, de esa situación
en Porticlr. Sin embargo, porlo general ladesvac
estándar permanece como una Constante más ara
mado, en especial en sesstencas superiores ales 2
kg/cm: y se considera más aplicable el coeficiente
variación para las variaciones dentro de la prueba

ener Paratalefecto, elcomité ACH-704 ha preparadouns |
FRE tabla que muestra 1a viabilidad que puede esperant
a mE delas procbes de reden a Is Compresión cops
| 3 BE sector sujets diferentes grados de contol. Eos

a IS lors seinican en e abe 10: y no se aplean act

3 = pricbos de resistencia,

5 2a

; os Requisitos del nivel de resistencia

8 Ba

3 290 ‘Cuando se cise produce una meni deconce

1 Sore to, las muesrs tomas del material tenido m

a contra del concrete (10)
PRODUCCION GENERAL = VARIAGON TOTAL
Cie de operación Desolación estándar para dferentes grades de control en ka/am:
(Coeficiente de variation para diferentes grados de controlen 3)
Elia My o mats EEE]

| Prebos de contr | Menor de 25 2-5 Mayor de 50
en compo (menor de 10) oO (10:15) (5-20) (mayorde 20)
| Merci de prueba | Menor de 15 15.17 17-20 20-25 Mayor de 25
| etaborstoro | (marées © on DO aio

de

186. PRODUCCION DE UNA SOLA MEZCLA - VARIACION EN LAS PRUEBAS
[Case de operación

“Coeficiente de variación para diferentes grados de control en %

| ee as ‘Muy bueno Bueno Aceptable Pobre
| usb de contol
name Menorde3 34 45 45 Mayor de 6
f Pecos de prueba

ent Menor de2 23 3-4 45 Mayor de 5

‘Figura 105 Divisón del área baj 1a curva de distribución normal de frecuencia
: ‘cn desvaclones de Xen mütlples de@ (0.1)

nicas 19

187. siempre danla misma resistencia, dadas las causas de
variación que ya han ido expuestas; en unos casos se
bienen valores superiores al de diseño yen oros se
úobalenen valores inferiores, En la práctica y en cond
iones normales de obra, resulta andeconémico ind.
car una resistencia mínima, igual ala resistencia de de
seño especiicada por el calcita, puesto que por
las cardcteristicas dela distribución normal defrecuere
cia estadistico, siempre se presentarän algunos valo.
res bajos; esta situación se puede observar enla figura
105, en donde, como ya se habia mencionado, el
15,87% delos datos Uenen un volor inferior a X = 6, 0
«el 2.28% de los datos tienen un valor inferior a À 20
y as sucesivomente,

En {a tabla 10.5 se muestra esta misma situación,
indicando el porcentaje de pruebos de resistencia del
concreto que quedan por debajo de desviaciones es.
tandararblarasrespocto de X Aquí la resistencias.
pecifcada/, es constante y Xaumenta enincrementos
820,10,

Tabla 105 Porcentajes Inertres a ce

Esta tabla se emplea par establece el promeda
de resistencia requendo y también para determinara
Probabllided de pruebas Inferiores à la resistence
Peciicada que pueden aparecer en un proyecto dea
‘cuando se conoce el valor de la desviación estnde

Por ello, Las Normas Colombianas de Disetoy
Construcción Sismo-Resistente. (NSR 90)
establecen que para evaluarlos defectos de a reiten
cl ina del conereto alos 28 días de edad y consider!
Salsfactoro el nivel de resistencia de cada clase de
«oncretosedebencumplrsimultancamentelos se

= Que los promedios de todos los conjuntos dre
pruebas consecutivas (promedio móvi) de en
Jos de resistencia, igual o exceda el valor eses.
ficado def,

= Que ninginresutado individual de ls pruebes de
resistencia (promedio de dos cilindros), sen nie
tora = 39 kale

Porcenajede 7
promedie X resultados bajos __promedio® resultados bajos
1.0100 460 55
£40200 41 5
+0300 382 36
F+0408 35 29
+0500 309 23
F+0600 za 18
0700 242 va
T.+030 212 oi |
14090 184 08
Etoo 159 08
Kelle 136 045
Rize n3 035

| Kiss 97 025 |
lige 81 019
Lo ass 67 013

Crit
den

Sim
de
‘haf
pruel
res

tame
deco
disen
‘cant
fea
eer
prod

clone
sobre

Ente
expre

donde

188. Criterios de evaluación para diseño
de mezclas

Las Normas Colombianas de Diseño y Construcción
‘Ssmo-Reslstente (NSR-98), establecen también que
conteo debe dosiiars y producirse para asegurar
ina resistencia a la compresión lo suficientemente
ts poro minimiza la Frecuencia de resultados de
pruebas de resistencia por debajo del valor de la
Fssencia ala compresión epecifcada del concreto

Como es imposible producir un concreto comple:
tamente homogéneo dadas las diferentes causas de
vañaciónen sus propiedades, para diseñar una merca
deconcetoserequltede una resistencia promedio de
diseño [superior ala resistencia [, especificada. La
aid en la cual la restenci prömecio de diseño
fpr de una mescla de concreto, debo exceder de f
pende de los criterios que se utilicen en las especif-
ane y del grado de control que se tenga sobre la
producción.

Detal manero, que entre més clevado sen a des
inestindar Go icoefcentedevaracin Y efector de
‘obrediseno será más alo y porto tanto más costoso,

(108)

Enttminos dele desviación estándar esta formula se
pre as

Pu = [+ factor de sobrediseno

Partie 109)
Entrminos del coeficiente de vación, ei
ne 000)
“3
100

donde:

[= Resistencia promedio requerida en ka/em?
= Resistencia especificado de diseño en kg/cm"

1 = Constante que depende de la proporción de
Pruebas que puede caer por debajo de, abla
6

V = Valor preestimado del coeficiente de variación
ens
© = Valor preestimado de a desviación estándar en
kaye?
Como se recordará de la ecuación 105, siempre
que el promedio de un cierto número de pruebas esté

involucrado en I especificación, las ecuaciones 109 y
10.10 se modiican de la siguiente manera

(10.11)

(10.12)

Porcentaje de

pruebas que que clgan por
nen dni de debajo dell
doses Eto inferior {
40 3en1o 052
30 25en 10 087
E 20010 084
6827 Ten63 190
70 15 en 10 108
a Ten 10 128
E Ven 20 165
95 Tendo 196
9545 Venas 200
98 Ten 100 23
E 1 en 200 238

189. La figura 10.6 indica claramente que conforme au
‘mental variabilidad, también debe aumentar, Con

Figura 106 Curvas normales de frecuencia para coeficientes de variación de 10,15 y 20% (103)

ll se demuestra a importancia, desde e paña
"económico de un buen conto

20 ¿ 10

Eo E \-

¿ ELErE
5 22 2

3 Slsl 3

MOTS 6 Zn 32 20 à S35 Je

Resistencia la compresión, kg/cm

Para efectos prácticos, la norma contec-2000 def
ne como porcentaje razonable de resultados que pue.
da estar por debajo de, la probabildad de l'en 100
De tal modo que los requises estipulados y ya men
cionados de lo NSR = 98, quedan dela Siguiente

= Laprobabildad de queelpromediodetres pruebas
‘consecutvas sea inferir a, debe ser de l'en 100.

- La probobiidad de obtener resultados infeiores a
1235 kg/cm", debe ser menor de 1 en 10.

De tal manera, que aplicando estas condiciones
las fórmulas planteadas anteriormente, la NSR |

especifica lo siguiente: “la resistencia promeds

requerida en Keen que se ule pora diseñar wn
mezca de concreto debe se a mayor de las obten |
on las siguientes de las ecuaciones, utlizando li
desviación estándar”

2330

Part ere (10:3)
v3

Poof. -35+2330 (10.14)

mod

190. Apicando la primera condición a la ecuación
(1011) y tomando el valor de de la tabla 10.5, se
bene la ecuación (10.13). De igual modo, al apicor
Insegunda condición ala ecuación (10.9), se obtiene
écueciôn (10.14), con el mismo valor de €

Sisequisieranexpresarentérminosdelcoeiiente
devarición, se tend

[2 E
7 (10.15)
2330 ] 1-134v
CNE 100
re LS (10.16)
Jas
100
Las cuales se obtienen a parir de Ins ecuaciones

(1012) (10.10) respectivamente,

Adicionalmente Ih NSR - 98 establece que cuando
selenen más de 15 regios pero mengs de 30, la des
cn esténdor debe sera desviaciôn eständarcaleu
lads delos datos, muliplienda por el coeficiente de
‘eatieacion dado enla tabla 107.

Tabla 10.7 Coeticiete de medicación para
ta desición estándar cuando hay dlsponbles
‘menos de 30 ensayos (103)

TS Toten de modificación |
Menos de15 Usetatabla 108 |
5 116
2 108
3 103
300 más 100

aS pode plore immer de majo

Por lime, cuando no se tenen registros de enso-
yos para calcular la desviación eständar I resistencia
promedio requerde enka/em, se debe determinar
ke acuerdo con la tabla 108,

Resistencia especificada
“la compreión fe
eno

Menos de 210 Kajem? £, 70 kg/cm?
de 210 0 350 kg/cm? 185 kom
| ms de 350 ka/em? 7+ 100 kgjem*

Ejemplo de aplicación

Pera aclorartodoloanterior conun cjemplonumé-
rico, se dispone delos datos indicados ele table 109,
que corresponden a lo producción de un concrets
isenado para un de 245 kgjer

Con estos datos, yaplicando ls fórmulas respect
vas, ge obliene

Promedio X = 309,57 = 310 kg/em?
Desviación estándar = A481 = 45 kg/cm?
Coeficiente de variación = 1452 = 15%

‘Comose puede ver, pora evolusrun conjuntodere-
sutados no es suficiente conocer ci valor promedio
únicamente, así éste cumpla y exceda el requisto de
resistencia, como ocurre en este caso, ya quel is.
persion de 13 resultados delas pruebas (promedio de
os Glndros) medida atrovés de ladesviociónestánda

tes bastante ata Ello quere decir que, de acuerdo con
la tabla 104, el grado de control an a producción del
concreto es aceptable pero que es susceptible de me-

EN