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CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO UNIDAD 1.- GENERALIDADES El concreto es una mezcla de cemento, agregado fino (arena), agregado grueso (grava) y agua. Esta mezcla se mantiene trabajable durante unas dos horas aproximadamente y después empieza a endurecer hasta desarrollar la resistencia que soporta la estabilidad de las estructuras 1 . En la figura 1.1 podemos observar una composición típica de un concreto hidráulico. Fig. 1.1.- Composición típica del concreto en volumen. Fuente: Pórtland Cement Association: “Proyecto y control de mezclas de concreto” Noriega Limusa 1991. El concreto no es tan resistente ni tan tenaz como el acero, ¿Por qué entonces es el material de ingeniería mas extensamente usado? Hay un número de razones. 1 Apuntes en clases: “Construcción de estructuras de concreto 2006” (Instituto tecnológico de Chetumal). 2

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CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

UNIDAD 1.- GENERALIDADES

El concreto es una mezcla de cemento, agregado fino (arena), agregado

grueso (grava) y agua. Esta mezcla se mantiene trabajable durante unas dos

horas aproximadamente y después empieza a endurecer hasta desarrollar la

resistencia que soporta la estabilidad de las estructuras1. En la figura 1.1

podemos observar una composición típica de un concreto hidráulico.

Fig. 1.1.- Composición típica del concreto en volumen.

Fuente: Pórtland Cement Association: “Proyecto y control de mezclas de concreto” Noriega Limusa 1991.

El concreto no es tan resistente ni tan tenaz como el acero, ¿Por qué

entonces es el material de ingeniería mas extensamente usado? Hay un número

de razones.

Primero, el concreto posee una excelente resistencia al agua. A diferencia

de la madera y del acero común, la capacidad del concreto para soportar la

acción del agua sin un serio deterioro, lo hace un material ideal para construir

estructuras destinadas a controlar, almacenar y transportar agua2. De hecho

algunas de sus primeras aplicaciones conocidas consistieron en acueductos, y

muros de contención contra el agua construido por los romanos.

1 Apuntes en clases: “Construcción de estructuras de concreto 2006” (Instituto tecnológico de Chetumal).2 Kumar Mehta, Paulo Monteiro: “Concreto” Estructura, propiedades y materiales. IMCYC 1998.

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CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

La segunda razón para el extenso uso del concreto es la facilidad con que

los elementos de concreto estructural pueden ser moldeados para dar una

variedad de formas y tamaños. Esto se debe a que el concreto fresco tiene una

consistencia plástica, lo que permite al material fluir dentro de la cimbra

prefabricada.

La tercera razón para la popularidad del concreto entre los ingenieros y

arquitectos es que generalmente constituye el material más económico y

rápidamente disponible en las obras. Los principales ingredientes paras producir

el concreto (cemento Pórtland, agregados y agua) son relativamente económicos

y comúnmente disponibles en la mayor parte del mundo.

Por estas características y razones, el concreto se ha posicionado como el

material de construcción mas usado en el mundo.

En este primer capitulo, se abordará el tema de los materiales que

conforman el concreto (cemento, agregado grueso, agregado fino y agua) y sus

propiedades físicas y mecánicas. También se incluye es estudio de los aditivos,

que si bien no son indispensables en la mezcla de concreto, sí se ha popularizado

su uso por las ventajas técnicas que su utilización representa. Y dado que el

acero de refuerzo en forma de varillas es fundamental en la construcción de

elementos de concreto reforzado, también serán estudiadas sus características

físico-mecánicas.

1.1.- PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DE LOS COMPONENTES DEL CONCRETO

1.1.1.- CEMENTO PORTLAND

El cemento es un mineral finamente molido, usualmente de color grisáceo

extraído de rocas calizas, que al triturarse hasta convertirse en polvo y ser

mezclado con agua, tiene la propiedad de endurecer (Holcim Apasco, 2007).

Por otro lado lo definen como un cementante hidráulico producido por

pulverización del clinker y sulfatos de calcio en alguna de sus formas (CEMEX,

2000).

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CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

El cemento Pórtland, uno de los componentes básicos para la elaboración

del concreto, debe su nombre a Joseph Aspdin, un albañil inglés quien en 1824

obtuvo la patente para este producto. Debido a su semejanza con una caliza

natural que se explotaba en la isla de Pórtland, Inglaterra, lo denomino cemento

Pórtland3.

Fig. 1.2.- Clinker

1.1.1.1.- TIPOS DE CEMENTO

A continuación se presentan unas tablas con la clasificación de los tipos de

cemento y sus características especiales.

Tabla 1.1 Tipos de cemento (clasificación) Tipo DenominaciónCPO Cemento Pórtland ordinarioCPP Cemento Pórtland puzolánicoCPEG Cemento Pórtland con escoria granulada de alto horno

CPC Cemento Pórtland compuestoCPS Cemento Pórtland con humo de Sílice CEG Cemento con escoria granulada de alto horno

(Fuente: Manual del constructor CEMEX)

Los tipos de cemento definidos en la tabla 1.1, pueden presentar adicionalmente

una o más características especiales, mismas que se clasifican de acuerdo con la

siguiente tabla.

3 “Guía del usuario de concreto profesional” CEMEX 2000.

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CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

Tabla 1.2 Cementos con características especiales. Nomenclatura Características especiales de los cementos RS Resistencia a los sulfatosBRA Baja reactividad Alcali-agregado

BCH Bajo calor de hidratación

B Blanco(Fuente: Manual del constructor CEMEX)

1.1.1.2.- PROPIEDADES FISICAS DEL CEMENTO

Finura del cemento.- Debe recordarse el hecho de que una de las últimas

etapas en la fabricación del cemento es la molienda del clinker y el mezclado con

el yeso. Puesto que la hidratación comienza sobre la superficie de las partículas

de cemento; el área superficial total del cemento constituye el material de

hidratación. De este modo, la rapidez de hidratación depende de la finura de las

partículas de cemento; por lo tanto para un desarrollo rápido de la resistencia se

precisa un alto grado de finura (ver figura 1.3); la resistencia de largo plazo no se

ve afectada. Una rapidez de hidratación temprana más alta quiere decir, por su

puesto, también una rapidez más alta de evolución temprana de calor4.

Fig. 1.3.- relación que existe entre la resistencia del concreto a diferentes edades

y la finura del cemento.

4 Adam M. Neville: “Tecnología del concreto” IMCYC 1999.

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CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

Hidratación del cemento.- Es la reacción mediante la cual el cemento

Pórtland se transforma en un agente de enlace, se produce una pasta de cemento

y agua. En otras palabras, en presencia de agua los elementos que conforman el

cemento (silicatos y aluminatos), forman productos de hidratación, que con el

paso del tiempo, producen una masa firme y dura que se conoce como pasta de

cemento hidratada.

Fraguado.- Es el término utilizado para describir la rigidez de la pasta del

cemento, aun cuando la definición de rigidez de la pasta puede considerarse un

poco arbitraria. En términos generales, el fraguado se refiere a un cambio del

estado fluido al estado rígido. Aunque durante el fraguado la pasta adquiere

cierta resistencia, para términos prácticos es conveniente distinguir el fraguado

del endurecimiento, pues este último término se refiere al incremento de

resistencia de una pasta de cemento fraguada. En la práctica, se utilizan los

términos de fraguado inicial y fraguado final para describir etapas de fraguado

elegidas arbitrariamente. El tiempo de fraguado del cemento decrece con la

elevación de la temperatura, pero arriba de 30 ºC se puede observar un efecto

inverso. A temperaturas bajas, el fraguado se retarda.

Fraguado falso.- Se de al nombre de fraguado falso a una rigidez

prematura y anormal del cemento, que se presenta dentro de los primeros

minutos después de haberlo mezclado con el agua. Difiere del fraguado

relámpago en que no despide calor en forma apreciable y, si se vuelve a mezclar

la pasta de cemento sin añadirle agua, se restablece su plasticidad y fragua

normalmente sin perder su resistencia4.

1.1.1.3.- PROPIEDADES MECANICAS DEL CEMENTO

La resistencia mecánica del cemento endurecido es la propiedad del

material que posiblemente resulta mas obvia en cuanto a los requisitos para usos

estructurales.

La resistencia de un mortero o concreto depende de la cohesión de la

pasta de cemento, de su adhesión a las partículas de los agregados y, en cierto

grado, de la resistencia del agregado mismo.

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CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

No se efectúan pruebas de resistencia en pastas de cemento puro, debido

a las dificultades experimentales de moldeo, que originarían una gran variación en

los resultados. Para determinar la resistencia del cemento se utilizan morteros de

cemento-arena y, en algunos casos concretos de proporciones determinadas

hechos con materiales específicos bajo estricto control4.

1.1.2.- AGREGADOS

El agregado es un material granular, el cual puede ser arena, grava, piedra

triturada o escoria, usado con un medio cementante para formar mortero o

concreto hidráulico.

Los agregados son muy importantes por ser el material mas económico

que el cemento y por su facilidad de obtención, pero también por ser el elemento

que da cuerpo (forma la estructura interna) al concreto, teniendo que estar muy

bien cuidadas las especificaciones y las proporciones de grava y arena, su

tamaño requerido, limpieza, tipo de cantera (o lugar donde se explote) y en

general de la calidad de los agregados y por sus características físicas, químicas

y mecánicas dependerán directamente de los resultados buscados. [5]

Es reconocido que más del 60% del cada metro cúbico de concreto

fabricado está constituido por los agregados, condición que destaca la

importancia que tienen estos materiales en la elaboración del mismo. [4]

Los agregados se clasifican en finos y gruesos.

Agregado fino (arena)

Es la porción de un agregado que pasa la malla No. 4 (4.75mm) y es

retenido en la malla No. 200 (0.075mm). [4]

____________________

5.- Materiales y procedimientos de construcción Tomo 1- Escuela Mexicana de Arquitectura

4.- Obra citada

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CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

Fig. 1.4.- Agregado fino.

Agregado grueso (grava)

Es la porción de un agregado retenido en la malla No. 4 (4.75mm). [4]

Fig. 1.5.- Agregado grueso.

1.1.2.1.- PROPIEDADES FISICAS DE LOS AGREGADOS

Algunas de las propiedades físicas de los agregados son:

Sanidad.- Se define como la condición de un solidó que se halla libre de

grietas, defectos y fisuras. Esta propiedad tiene mucha importancia porque es un

buen índice del desempeño predecible del agregado al ser usado en el concreto.

____________________

4.- Obra citada

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CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

Absorción y porosidad.- No hay una especificación sobre el limite de de

aceptación de esta característica, dado que esta depende de muy diversos

factores, tales como contenido de finos, forma y textura superficial de las

partículas, porosidad de la roca y distribución granulométrica. Cuando se tienen

rocas de buena calidad física y los agregados cumplen las otras especificaciones

que se le solicitan, el agregado grueso no rebasa el 3% de la absorción, así como

el agregado fino no supera el 5% máximo.

Forma de la partícula.- En términos generales, no existe una

especificación estricta para esta característica que evalúe la redondez y

esfericidad de los agregados, ya que es demostrable que en condiciones idénticas

son mas adecuados los agregados de formas redondeadas para la producción de

concretos que no excedan los valores de 250 kg/cm2, y que para concretos que

requieran desarrollar mayores resistencias a las de referencia, se haga uso de

partículas mas angulosas.

Textura superficial.- Al igual que para la forma, existe una especificación

rigurosa para la textura superficial, ya que los diferentes tipos que existen

producen efectos diversos en la fabricación de concreto.

Densidad.- No hay una especificación sobre los límites de aceptación para

esta característica, principalmente porque no tiene correlación con el grado de

sanidad de los materiales que se analizan. [4]

Además, depende del peso unitario del concreto que se va a producir,

dividiéndose para ello en ligero, normal o pesado. [4]

____________________

4.- Obra citada

1.1.3.- AGUA DE MEZCLADO PARA EL CONCRETO

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CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

La cantidad y calidad del de agua de mezclado tiene una influencia

determinante en las propiedades del concreto. Casi cualquier agua potable que no

tenga un pronunciado olor o sabor, es adecuada para hacer concreto y para

curarlo. [1]

Cuando el agua funciona como un ingrediente en la fabricación del

concreto, es decir como agua de mezclado, se puede estimar que el agua ocupa

entre 10 y 25% de cada metro cúbico de concreto que se fabrica. [4]

El agua de mezclado que contenga impurezas excesivas, de acuerdo a las

características de las mismas, afecta al concreto en:

El tiempo de fraguado

Resistencia de concreto

Contracción por secado

Corrosión del acero de refuerzo

Durabilidad

Eflorescencia

Manchado

A continuación se enlistan algunas clases de aguas y sus efectos en su uso para producir concreto según la norma NMX C-122. [4]

Aguas puras.- Acción disolvente e hidrolizante de compuestos cálcicos del concreto.

Aguas acidas naturales.- Disolución rápida de los compuestos del cemento.

Aguas fuertemente salinas.- Interrumpe las reacciones del fraguado del concreto. En el curado, disolución de los componentes cálcicos del concreto.

Aguas alcalinas.- Produce acciones nocivas para cementos diferentes al aluminoso.

Aguas sulfatadas.- Son agresivas para concretos producidos con cemento Pórtland.

____________________

1.- Obra citada

4.- Obra citada

Aguas cloruradas.- Produce una alta solubilidad de la cal. Produce disolución de los componentes del concreto.

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CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

Aguas magnesianas.- Tienden a fijar la cal, formando hidróxido de magnesio y yeso insoluble. En la mezcla inhibe el proceso de fraguado de cemento.

Agua de mar.- Produce eflorescencias. Incrementa la posibilidad de generar corrosión del acero de refuerzo.

Aguas recicladas.- El concreto puede acusar los defectos propios del exceso de finos.

Aguas industriales.- Por su contenido de iones sulfato, ataca cualquier tipo de cemento.

Aguas negras.- Efectos imprevisibles.

1.2.- PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DEL

CONCRETO

Anteriormente se definió el término “concreto” el cual está compuesto por

un conjunto de elementos que también han sido definidos.

El concreto tanto en estado semilíquido (recién mezclado) como en estado

solidó, presenta diversas propiedades.

1.2.1.- PROPIEDADES FISICAS DEL CONCRETO

Suele llamársele concreto en estado fresco, a la etapa del concreto que

abarca, desde que todos los materiales, incluyendo el agua, del concreto han sido

mezclados hasta que el concreto ha sido colocado en su posición final y se ha

dado el acabado superficial y el curado inicial. [1]

El concreto en estado fresco posee las siguientes propiedades:

Trabajabilidad.- Es la propiedad del concreto recién mezclado que

determina la facilidad con que puede manejarse, compactarse y recibir un buen

acabado. [6]

____________________

1.- Obra citada

6.- “Compactación del concreto” IMCYC.

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CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

La trabajabilidad se ve afectada por la granulometría, la forma de la

partícula y las proporciones del agregado, el contenido de cemento, los aditivos

(cuando se emplean), así como por consistencia de la mezcla.

Consistencia.- Es la capacidad del concreto recién mezclado para fluir.

En gran parte también determina la facilidad con que el concreto puede

compactarse. La consistencia del concreto podemos medirla por medio de una

prueba de revenimiento. [6]

Sangrado.- Es la migración del agua hacia la superficie superior del

concreto en estado fresco, provocada por el asentamiento de los materiales

sólidos; este asentamiento es consecuencia del efecto combinado de la vibración

(durante la compactación) y la gravedad. [1]

Por otra parte el sangrado es definido como una forma de segregación en

la cual algo del agua de la mezcla tiende a subir a la superficie del concreto

acabado de colar. Esto es causado por la incapacidad de los constituyentes

sólidos para retener toda el agua de mezclado cuando se sedimenta en el fondo

al tener el agua el peso especifico menor de todos los ingredientes de la mezcla. [5]

Fig. 1.6.- Sangrado del concreto

Cohesión.- Propiedad del concreto que describe la facilidad o dificultad

que tiene la pasta de cemento y la mezcla con los agregados, de

atraerse para mantenerse como suspensión en el concreto, evitando así la

disgregación de los materiales. [1]

____________________

1.- Obra citada

5.- Obra citada

6.- Obra citada

12

Page 12: Unidad 1 Cec

CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

Fig. 1.7.- Cohesión del concreto

Segregación.- Separación de los materiales del concreto, provocada por

falta de cohesión de la pasta de cemento y/o de la suspensión. [1]

Fig. 1.8.- Segregación del concreto

En estado endurecido, una de las propiedades más importantes es la

permeabilidad

Permeabilidad del concreto

Facilidad con que un material puede ser penetrado por un fluido, ya sea

líquido o gaseoso, bajo determinadas condiciones de aplicación.

En el caso del concreto interesa principalmente su permeabilidad al agua y

al aire, dado que son los fluidos con que tiene contacto.

13

Page 13: Unidad 1 Cec

CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO 1.2.2.- PROPIEDADES MECANICAS DEL CONCRETO

Tipos de concreto

Basados en su resistencia a la compresión

Resistencia baja (hasta 200 kg/cm2)

Resistencia media (> 200 a 400 kg/cm2)

Resistencia alta (mayor de 400 kg/cm2)

La resistencia mecánica del concreto, depende de los siguientes aspectos:

Resistencia de los agregados

Calidad de la pasta de cemento

Adherencia pasta-agregado

La resistencia del concreto es la propiedad más valorada por los ingenieros

estructuristas y de control de calidad.

La resistencia de un material se define como la habilidad para resistir

esfuerzos sin llegar a la falla. [1]

1.2.2.1.-RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

La resistencia a compresión del concreto, se puede definir como la máxima

resistencia medida en un espécimen de concreto a carga axial.

Generalmente se expresa en kilogramos por centímetro cuadrado (kg/cm2)

a la edad de 28 días y se le designa con el símbolo f’c. [1]

____________________

1.- Obra citada

14

Page 14: Unidad 1 Cec

CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

Fig. 1.9.- Prueba de resistencia a compresión

Fig. 1.10.- Espécimen empleado para la prueba a compresión

1.2.2.2.- RESISTENCIA A LA FLEXIÓN

La capacidad del concreto para resistir esfuerzos a tensión indirecta

(flexión) es considerablemente menor que a compresión (10 a 15 %).[1]

____________________

1.- Obra citada

15

Page 15: Unidad 1 Cec

CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

Fig. 1.11.- Prueba de resistencia a la flexión

1.2.2.3.- ACCIONES DETRIMENTALES SOBRE EL CONCRETO EN SERVICIO

Físicas

Mecánicas

Fenomenológicas

Químicas

Internas

Externas

Biológicas

Microorganismos

Descomposición orgánica.[1]

Son 3 las causas de la falla mecánica del concreto:

Calidad de los agregados,

Calidad de la pasta o

Calidad de interfase pasta-agregado. [1]

____________________

1.- Obra citada

16

Page 16: Unidad 1 Cec

CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

1.3.- PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DEL ACERO

DE REFUERZO

El acero de refuerzo forma parte fundamental del concreto armado y es

empleado para la construcción de columnas, trabes, zapatas etc.

El acero posee ciertas propiedades las cuales son de interés para esta

unidad. Existen diversos diámetros de varillas de acero las cuales se usan según

el diseño estructural.

1.3.1.- LAS PROPIEDADES MECANICAS DEL ACERO SEGÚN LA

A.S.T.M.

Limite de proporcionalidad.- Es el mayor esfuerzo que puede soportar un

material sin apartarse del la ley de hooke (proporcionamiento ente esfuerzos y

deformaciones). [8]

Limite elástico.- Es el mayor esfuerzo que puede soportar un material sin

sufrir deformaciones permanentes una vez que se ha liberado de las cargas. (Este

esfuerzo suele ser menor que el correspondiente al limite de proporcionalidad).

Modulo de elasticidad.- Es el cociente entre el esfuerzo y la deformación

unitaria correspondiente, dentro de los límites de proporcionalidad.

Limite de fluencia.- Es el primer esfuerzo en un material (menor que el

máximo que pueda soportar) para el cual ocurre un incremento en la deformación

para el valor constante del esfuerzo.

Limite plástico.- Es el esfuerzo bajo el cual un material sufre una

deformación definida del a ley de proporcionalidad entre los esfuerzos y las

deformaciones. [8]

____________________

8.- Ing. Marco Aurelio Torres H. “Concreto” Diseño plástico.

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Page 17: Unidad 1 Cec

CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO 1.3.2.- VARILLAS CORRUGADAS

Las varillas estándar de refuerzo son laminadas con topes o deformaciones

que sobresalen. Estas deformaciones pueden servir para aumentar la adherencia

y eliminar el resbalamiento entre las varillas y el concreto.

Fig. 1.12.- Diámetros de varilla por número

Los tamaños de varilla corrugada estándar para refuerzo, se designan por

medio de números. [9]

El número de la varilla se basa en el número de octavos de pulgadas en el

diámetro nominal de la propia varilla. El diámetro nominal de la varilla, si es

corrugada, es el diámetro de una varilla redonda lisa que tenga el mismo peso por

pie de la corrugada. El diámetro máximo real siempre es mayor que el nominal.

En el diseño siempre se desprecia este incremento, excepto para los casos

de manguitos y acoplamientos que deben ajustarse sobre la varilla cuando por su

puesto, se debe usar el diámetro máximo real.

La identificación de la varilla de refuerzo esta determinada por números y

símbolos que se encuentran colocados en la superficie de dicho material. Estos

números y símbolos, describen la empresa laminadora, diámetro de varilla, tipo de

acero y designación del punto mínimo de fluencia. [9]

____________________

9.- Joseph j. Waddell, Joseph A. Dobrowolski “Manual de la construcción con concreto” Tomo 1. Mc Graw Gill.

18

Page 18: Unidad 1 Cec

CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

A continuación, se muestra una figura, con los símbolos y letras que

identifican una varilla de acero de refuerzo.

Fig. 1.13.- Identificación de la varilla

La siguiente tabla muestra las características que poseen las varillas

comunes en el mercado. (www.deacero.com).

NORMA MEXICANA NMX-C-407

No. VARILLADIAMETRO AREA

(mm)

PESO

(kg/m)pulg mm

3 3/8 9.5 71 0.560

4 1/2 12.7 127 0.994

5 5/8 15.9 198 1.552

6 3/4 19.0 285 2.235

8 1 25.4 507 3.973

10 1 1/4 31.8 794 6.225

12 1/2 38.1 1140 8.938

Tabla 1.3.- Dimensiones nominales

1.4.- ADITIVOS PARA EL CONCRETO

Aditivo es un material diferente al agua, agregados, cemento hidráulico y

fibras de refuerzo que se utiliza como un ingrediente del concreto o mortero y que

se añade a la mezcla inmediatamente antes o durante su mezclado” (ASTM C

125). [1]

____________________

1.- Obra citada

19

Page 19: Unidad 1 Cec

CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

Los aditivos permiten modificar propiedades en forma prevista y controlada

ante factores relacionados con:

Condiciones ambientales

Condiciones de exposición

Componentes del concreto[1]

1.4.1.- BENEFICIOS DE LOS ADITIVOS

La razón para el gran incremento del uso de los aditivos es que son

capaces de impartir beneficios físicos y económicos considerables con respecto al

concreto. Estos beneficios incluyen el uso del concreto en circunstancias en las

que previamente existían dificultades considerables, o hasta insuperables.

Los aditivos, aunque no son siempre baratos, no representan

necesariamente gasto adicional pues su empleo puede dar resultados

concomitantes, por ejemplo, en el costo de la mano de obra requerida para llevar

acabo la compactación, en el contenido de cemento que de otra manera seria

necesario, o en mejorar durabilidad sin el uso de medidas adicionales.

Se deberá recalcar que aunque los aditivos propiamente usados son

benéficos para el concreto, no son ningún remedio para ingredientes de mala

calidad de la mezcla, para uso de proporciones de mezclas incorrectas o para mal

manejo en la transportación, colocación y compactación. [5]

1.4.2.- TIPOS DE ADITIVOS

Es sumamente importante saber que un aditivo debe usarse únicamente

cuando hay una razón valida. [10]

A continuación se enlistan algunas propiedades que un aditivo puede

modificar en el concreto fresco y endurecido.

En el concreto fresco:

____________________

1.- Obra citada

5.- Obra Citada

10.- “El concreto en la obra” IMCYC 1992.

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Page 20: Unidad 1 Cec

CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

Aumenta la trabajabilidad sin incrementar la relación Agua/Cemento

En el concreto en la obra:

Mejorar la cohesión

Reducir la segregación

Reduce el sangrado

Retardar el proceso de fraguado

Acelerar el proceso de fraguado

En el concreto endurecido:

Aumentar la resistencia a las heladas

Aumentar la velocidad de desarrollo de resistencia temprana

Aumentar la resistencia

Reducir la permeabilidad.

Como los aditivos se añaden a las mezclas de concreto en cantidades

pequeñas, se deben usar solamente cuando se pueda ejercer un alto grado de

control en el procedimiento de mezcla. Una dosis incorrecta, es decir, poco o

demasiado aditivo puede afectar la resistencia y otras propiedades del concreto. [10]

Los aditivos comunes son:

Acelerantes

Retardantes

Reductores de agua, normales

Reductores de agua, acelerantes

Reductores de agua, retardantes

____________________

10.- Obra citada

21

Page 21: Unidad 1 Cec

CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

Según la ASTM C 494 y la NMX C 225 los aditivos se clasifican de la

siguiente manera:

Tabla 1.4.- clasificación de los aditivos. [1]

1.4.2.1.- PLASTIFICANTES REDUCTORES DE AGUA (ASTM C 494;

TIPO A Y D)

Plastifica la mezcla (mejora la trabajabilidad del concreto para una

determinada relación agua / cemento).

También tiene como efecto la modificación de la cantidad de agua para

una trabajabilidad dada. [1]

Aplicaciones:

Incrementar la resistencia del concreto sin aumentar el contenido del

cemento

Reducir el contenido de cemento conservando la resistencia

Aumentar la trabajabilidad de la misma

Reducir el calor de la masa de concreto

Reducir la contracción

Reducir la permeabilidad. [1]

1.4.2.2.- ADITIVO RETARDANTE DE FRAGUADO (ASTM C 494; TIPO B)

____________________

1.- Obra citada

22

Page 22: Unidad 1 Cec

CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

Su principal efecto es hacer lento el endurecimiento del concreto

manteniéndolo plástico por más tiempo.

Los retardadores de fraguado forman una película alrededor del cemento;

ello reduce el área superficial disponible para la hidratación y en

consecuencia se retrasa el fraguado.

Aplicaciones:

Traslado de concreto en distancias largas

Colados en clima cálido

Evitar juntas frías

Colados de bajo rendimiento de colocación o con equipo pequeño. [1]

1.4.2.3.- ACELERANTES DE FRAGUADO (ASTM C 494; TIPO C)

Aumentan la velocidad de hidratación del cemento hidráulico

Fraguado más rápido o corto

Resistencia inicial más alta. [1]

Aplicaciones:

Pronto servicio de la estructura (a edad más temprana)

Descimbrados más rápidos

Realización de colados a bajas temperaturas

Aplicación de concreto lanzado. [1]

1.4.2.4.- REDUCTORES DE AGUA DE ALTO

RANGO/SUPERFLUIDIZANTES (ASTM C 494 TIPOS F Y G Y 1017 TIPOS I Y II)

La obtención de altas resistencias es uno de sus principales efectos

____________________

1.- Obra citada

23

Page 23: Unidad 1 Cec

CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

Facilitan la colocación del concreto en elementos o estructuras sumamente

estrechas y/o reforzadas

En la elaboración de concreto con microsílica. [1]

Aplicaciones:

Altas resistencias a cualquier edad

Incremento drástico de la trabajabilidad

Reducción/eliminación de la compactación del concreto

Reducción sustancial del contenido de cemento de las mezclas

Colocación de concreto bajo el agua (sistema Tremie)

Reducción de los tiempos de cimbrado en la fabricación de prefabricados

Protección del equipo de colocación (menor desgaste)

Colocación del concreto en secciones muy delgadas o densamente

armadas

Incremento en la distancia de bombeo

Mayor durabilidad del concreto. [1]

1.4.2.5.- INCLUSORES DE AIRE (ASTM C 260)

Su principal efecto es el de proveer al concreto de mayor durabilidad en

condiciones de congelamiento y deshielo

Otro es el de mejorar la trabajabilidad del concreto. [1]

Aplicaciones:

En la elaboración de concreto que estará sujeto a congelamiento y deshielo

Para tal fin, el contenido de aire en el concreto debe ser del 5 al 7%.

Para mejorar la trabajabilidad de mezclas ásperas (bajo contenido de

cemento o elaboradas con agregados triturados.

____________________

1.- Obra citada

24

Page 24: Unidad 1 Cec

CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

Para reducir el sangrado de las mezclas.

Para reducción de la permeabilidad. [1]

____________________

1.- Obra citada

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CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO BIBLIOGRAFÍA

1.- Apuntes en clases: “Construcción de estructuras de concreto 2006” (Instituto

tecnológico de Chetumal).

2.- Pórtland Cement Association: “proyecto y control de mezclas de concreto”

Noriega Limusa 1991.

3.- Kumar Mehta, Paulo Monteiro: “Concreto” Estructura, propiedades y

materiales. IMCYC 1998.

4.- “Guía del usuario de concreto profesional” CEMEX 2000.

5.- Adam M. Neville: “Tecnología del concreto” IMCYC 1999.

6.- “Compactación del concreto” IMCYC.

7.- Materiales y procedimientos de construcción Tomo 1- Escuela Mexicana de Arquitectura

8.- Ing. Marco Aurelio Torres H. “Concreto” Diseño plástico.

9. - Joseph j. Waddell, Joseph A. Dobrowolski “Manual de la construcción con

concreto” Tomo 1. Mc Graw Gill.

10.- “El concreto en la obra” IMCYC 1992.

11.- “Construcción de losas y pisos de concreto ACI - 302” IMCYC 2002

12.- “Guía practica para la colocación del concreto” ACI 304 1993

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