DETERMINACION DE LAS CANTIDADES DE MATERIAL PARA UNA

MEZCLA DE HORMIGON

SUBTEMA: Relación Agua Cemento

INTRODUCCIÓN:

Si bien el agua es el componente de más bajo costo para la elaboración del hormigón, es un elemento tan importante como el cemento, ya que la variación de su contenido en una mezcla, permite realizar la dosificación del hormigón variando su resistencia, plasticidad, asentamiento, trabajabilidad y permeabilidad. Además, cuando se desconoce la calidad del agua utilizada, su procedencia y composición química, se corre un gran riesgo, porque aunque la relación “a/c” sea la deseada, no se sabe si en el interior del hormigón el agua provocará un beneficio o un inconveniente.

A. Atraer la atención: El agua ocupa las tres cuartas partes de nuestro planeta tierra y en nuestro cuerpo un mismo porcentaje del mismo es agua. El ser humano para la mayoría de las actividades personales requiere un gran porcentaje de agua y para las actividades laboriosas la utilización es muy grande

B. Motivación: En el desarrollo de la Ingeniería Civil y los proyectos realizados por el hombre requiere la utilización del agua, es el caso de las estructuras de concreto, las obras viales etc.

C. Enlace: Para abordar este tema es necesario que el estudiante, haya cursado la asignatura de Resistencia de Materiales.

OBJETIVOS Objetivo General: Dar a conocer al estudiante los materiales fundamentales en la mezcla del Hormigón y dependiendo de estos y sus cantidades afectan la resistencia del mismo.

Objetivos de específicos : Uno de los principales insumos del hormigón es el agua la cual debe conservar ciertas características físicas y químicas apara ser utilizadas en el mezclado. CONDICIÓN: (Hace referencia a los recursos didácticos con los que cuenta el estudiante al momento de abordar la temática planteada) NORMA: (Entendidos como los referentes teóricos que no permiten al estudiante caer en la especulación)

DESARROLLO DEL TEMA:

3.2 Elección de la relación agua/cemento (a/c) Existen dos criterios (por resistencia, y por durabilidad) para la selección de la relación a/c, de los cuales se elegirá el menor de los valores, con lo cual se garantiza el cumplimiento de los requisitos de las especificaciones. Es importante que la relación a/c seleccionada con base en la resistencia satisfaga también los requerimientos de durabilidad. 3.2.1 Por resistencia Para concretos preparados con cemento Pórtland tipo 1 o cementos comunes, puede tomarse la relación a/c de la tabla 3.3

Tabla 3.3. Relación agua/cemento y resistencia a la compresión del concreto.

*Los valores corresponden a resistencias promedio estimadas para concretos que no contengan más del porcentaje de aire mostrado en la tabla 3.1. Para una relación agua/cemento constante, la resistencia del concreto se reduce conforme aumenta el contenido de aire.

3.2.2 Por durabilidad

La Norma Técnica de Edificación E.060 prescribe que si se desea un concreto de baja permeabilidad, o el concreto ha de estar sometido a procesos de congelación y deshielo en condición húmeda. Se deberá cumplir con los requisitos indicados en la tabla 3.4

Tabla 3.4. Máxima relación agua/cemento permisible para concretos sometidos a condiciones especiales de exposición.

(*) La resistencia f’c no deberá ser menor de 245 kg/cm2 por razones de durabilidad.

METODO DE FÜLLER: Este método es general y se aplica cuando los agregados no cumplan con la Norma ASTM C 33. Asimismo se debe usar para dosificaciones con más de 300 kg de cemento por metro cúbico de concreto y para tamaños máximos del agregado grueso comprendido entre 20mm (3/4’’) y 50mm (2’’).

Relación:

Dónde: K1: Factor que depende de la forma del agregado. De 0.0030 a 0.0045 para piedra chancada y de 0.0045 a 0.0070 para piedra redondeada. R m: Resistencia promedio requerida.

3.3 Definición del tipo de ambiente. El tipo de ambiente al que está sometido un elemento estructural viene definido por el conjunto de condiciones físicas y químicas a las que está expuesto, y que puede llegar a provocar su degradación como consecuencia de efectos diferentes a los de las cargas y solicitaciones consideradas en el análisis estructural.

El tipo de ambiente viene definido por la combinación de: - Una de las clases generales de exposición, frente a la corrosión de las

armaduras, de acuerdo con 3.3.1. - Las clases específicas de exposición relativas a los otros procesos de

degradación que procedan para cada caso, de entre las definidas en 3.3.2.

En el caso de que un elemento estructural esté sometido a alguna clase específica de exposición, en la designación del tipo de ambiente se deberán reflejar todas las clases, unidas mediante el signo de adición "+". 3.3.1 Clases generales de exposición ambiental en relación con la corrosión de armaduras. En general, todo elemento estructural está sometido a una única clase o subclase general de exposición. A los efectos de esta Instrucción, se definen como clases generales de exposición las que se refieren exclusivamente a procesos relacionados con la corrosión de armaduras y se incluyen en la tabla 3.3.2. En el caso de estructuras marinas aéreas, el Autor del Proyecto podrá, bajo su responsabilidad, adoptar una clase general de exposición diferente de IIIa siempre que la distancia a la costa sea superior a 500m y disponga de datos experimentales de estructuras próximas ya existentes y ubicadas en condiciones similares a las de la estructura proyectada, que así lo aconsejen.

3.3.2 Clases específicas de exposición ambiental en relación con otros procesos de degradación distintos de la corrosión. Además de las clases recogidas en 3.3.1, se establece otra serie de clases específicas de exposición que están relacionadas con otros procesos de deterioro del hormigón distintos de la corrosión de las armaduras (Tabla 3.3.2.a). Un elemento puede estar sometido a ninguna, a una o a varias clases específicas de exposición relativas a otros procesos de degradación del hormigón. Por el contrario, un elemento no podrá estar sometido simultáneamente a más de una de las subclases definidas para cada clase específica de exposición. En el caso de estructuras sometidas a ataque químico (clase Q), la agresividad se clasificará de acuerdo con los criterios recogidos en la Tabla 3.3.2.b.

Tabla 3.3.2.b. Clasificación de la agresividad química

Tabla 3.3.1 Clases generales de exposición relativas a la corrosión de las armaduras

Tabla 3.3.2.a. Clases específicas de exposición relativas a otros procesos de deterioro distintos

de la corrosión

3.3.3 Durabilidad del hormigón y de las armaduras. Generalidades. La durabilidad de una estructura de hormigón es su capacidad para soportar, durante la vida útil para la que ha sido proyectada, las condiciones físicas y químicas a las que está expuesta, y que podrían llegar a provocar su degradación como consecuencia de efectos diferentes a las cargas y solicitaciones consideradas en el análisis estructural. 3.3.3.1 Prescripciones respecto a la calidad del hormigón. Una estrategia enfocada a la durabilidad de una estructura debe conseguir una calidad adecuada del hormigón, en especial en las zonas más superficiales donde se pueden producir los procesos de deterioro. Se entiende por un hormigón de calidad adecuada, aquel que cumpla las siguientes condiciones:

Selección de materias primas acorde con lo indicado en los Artículos 26º al 35º. Dosificación adecuada, según lo indicado en el punto 3.4.1, así como en el punto 3.4.2.

Puesta en obra correcta, Curado del hormigón, Resistencia acorde con el comportamiento estructural esperado y congruente con los requisitos de durabilidad. Comportamiento conforme con los requisitos del punto 3.4.1.

3.4 Durabilidad del hormigón. La durabilidad del hormigón es la capacidad de comportarse satisfactoriamente frente a las acciones físicas o químicas agresivas y proteger adecuadamente las armaduras y demás elementos metálicos embebidos en el hormigón durante la vida de servicio de la estructura. La selección de las materias primas y la dosificación del hormigón deberá de hacerse siempre a la vista de las características particulares de la obra o parte de la misma de que se trate, así como de la naturaleza de las acciones o ataques que sean de prever en cada caso. 3.4.1 Requisitos de dosificación y comportamiento del hormigón. Para conseguir una durabilidad adecuada del hormigón se deben cumplir los requisitos siguientes: a) Requisitos generales:

- Máxima relación agua/cemento, según 3.4.2. – Mínimo contenido de cemento, según 3.4.2.

Tabla 3.4.a Máxima relación agua / cemento y mínimo contenido de cemento

Tabla 3.4.b Resistencias Mínimas recomendadas en función de los requisitos de

durabilidad (*)

3.4.2 Limitaciones a los contenidos de agua y de cemento. En función de las clases de exposición a las que vaya a estar sometido el hormigón, definido de acuerdo con 3.3.1 y 3.3.2.a, se deberán cumplir las especificaciones recogidas en la tabla 3.4.2.a. En el caso de que el tipo de ambiente incluya una o más clases específicas de exposición, se procederá fijando, para cada parámetro, el criterio más exigente de entre los establecidos para las clases en cuestión. En el caso particular de que se utilicen adiciones en la fabricación del hormigón, se podrá tener en cuenta su empleo a los efectos del cálculo del contenido de cemento y de la relación agua/cemento. A tales efectos, se sustituirá para entrar en la tabla 3.4.2.a el contenido de cemento C (kg/m³) por C+KF, así como la relación A/C por A/(C+KF) siendo F(kg/m³) el contenido de adición y K el coeficiente de eficacia de la misma. En el caso de las cenizas volantes, se tomará un valor de K no superior a 0,20 si se emplea un cemento CEM I 32,5, ni superior a 0,40 en el caso de cementos CEM I con otras categorías resistentes superiores. La Dirección Facultativa podrá admitir, bajo su responsabilidad, valores superiores del coeficiente de eficacia pero no mayores de 0,65, siempre que ello se deduzca como una estimación centrada en mediana del valor característico real, definido como el cuantil del 5% de la distribución de valores de K. La estimación referida procederá de un estudio experimental que deberá ser validado previamente por el correspondiente organismo certificador del hormigón y que no sólo tenga en cuenta la resistencia sino también el comportamiento frente a la agresividad específica del ambiente al que va a estar sometida la estructura. En el caso del humo de sílice, se tomará un valor de K no superior a 2, excepto en el caso de en el caso de hormigones con relación agua/cemento mayor que 0,45 que vayan a estar sometidos a clases de exposición H ó F en cuyo caso para K se tomará un valor igual a 1.

EVALUACIÓN. (Vista como la estrategia para evidenciar el nivel de avance logrado por el estudiante en la unidad, esto no implica que cada plan de lección deba ser evaluado)

APUNTES DEL INSTRUCTOR A. Comprobación: B. Crítica: C. Resumen y remotivación: