Conceptos
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Este documento presenta información básica sobre los materiales utilizados para hacer concreto, incluyendo cemento, agregados, agua y aditivos. Explica que el cemento actúa como adhesivo para unir los agregados, y que la cantidad correcta de cada material afecta las propiedades del concreto. También proporciona detalles sobre las normas que rigen estos materiales en México.
Conceptos
- 1. CAPÍTULOUNO1 B Á S I C O S D E L C O N C R E T O C O N C E P T O S CAPÍTULOUNO1 EDITADO POR EL INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO SECCIÓN COLECCIONABLEJunio200401CAPÍTULO Ilustraciones:FelipeHernández “Los conocimientos sobre las proporciones en las mezclas han ayudado al desarrollo del concreto. Posiblemente el hecho más significativo en este aspecto sea el descubrimiento, hacia 1920, de la relación agua- cemento y su influencia en la resistencia del concreto” Juan Manuel de Havllivis Director Ejecutivo del IMCYC, 1967 hacer un buen Para concreto CONTENIDO CB Materiales Cemento Agregados Aditivos Agua Normas Cemento Agregados Aditivos Agua Libros IMCYC Biblioteca Digital IMCYC Cursos IMCYC Buzón
- 2. CONSTRUCCIÓNYTECNOLOGÍA2 l servicio al lector es la prioridad número uno de Construcción yTecnología, por lo que en base a las preguntas y los temas consultados en el IMCYC se diseñó esta nueva sección mensual: Conceptos Básicos del Concreto. Estas páginas se centrarán en proporcionar una explicación clara y concisa de todos los aspectos que influyen en hacer concreto de calidad, desde los materiales y las propiedades involucradas, hasta la preparación, el acabado y el curado. Nuestra intención es que los temas abordados sirvan como auxiliares en la supervisión de la construcción para desarrollar una mejor comprensión de los términos sumamente técnicos, a través de definiciones claras acompañadas de ilustraciones simples. Una comprensión general de estos términos ayudará a facilitar la comunicación en la industria de la construcción, lo que generará un estándar más alto de destreza en la obra y facilitará una mejor comunicación entre los trabajadores de la construcción, constructores, ingenieros, supervisores de construcción, arquitectos y toda persona interesada en entender los procesos involucrados para hacer concreto de calidad. Así las cosas, sólo nos resta recibir sus opiniones, sugerencias y preguntas para brindarles un mejor servicio. Los Editores PRESENTACIÓN E basicos del concreto Conceptos ´ R
- 4. CONSTRUCCIÓNYTECNOLOGÍA4 CAPÍTULO1 n todo el mun- do se recurre al con- creto como un material de construcción segu- ro, resistente y sencillo. Se usa en todo tipo de construcciones, desde vi- vienda hasta conjuntos de edificios para oficinas y complejos comerciales. A pesar del uso común del concreto, pocas personas están conscientes de las consideraciones involucradas en el diseño de un concreto resistente, durable y de alta calidad. El CONCRETO se hace mezclando: CEMENTO AGUA AGREGADOS GRUESO Y FINO ADITIVOS (si se requieren) El objetivo es el de mezclar estos materiales en cantidades medidas para hacer que el concreto sea fácil de: TRANSPORTAR COLOCAR COMPACTAR DAR UN ACABADO y que fragüe y se endurezca, para proporcionar un producto resistente y durable. La cantidad de cada material (es decir, cemento, agua y agregados) afecta las pro- piedades del concreto fresco y/o endurecido. CONSTRUCCIÓNYTECNOLOGÍA4 Materiales E CEMENTO Los Portland son cementos hidráu- licos compuestos principalmente de silicatos de calcio hidráuli- cos. Los cemen- tos hidráulicos fra- guan y endurecen al reaccionar química- mente con el agua. Durante esta reacción, llamada hidratación, el ce- mento se combina con agua para formar una pasta de aspecto similar a una roca. Cuando la pasta (cemento y agua) se agrega a los agregados (arena y grava, piedra triturada u otro material granular) actúa como adhe- sivo y une a todas las partículas de agre- gado para formar así al concreto, el material de construcción más versátil y de mayor uso en el mundo. NORMAS Determinación de la finura de cementantes NMX- C – 049 -1977- ONNCCE NMX – C – 055––196 NMX – C – 056–– 1997 ONNCCE Tiempo de fraguado MNX- C- 058-1967 NMX- C- 059- 1997 ONNCCE Determinar la resistencia a la tensión NMX–– C – 060–– 1968 NMX – C- 061 – ONNCCE – 2001 Determinacióndelaresistencia alacompresión NMX – C – 061 - ONNCCE Sanidad de cementantes NMX – C – 062–– 1997 ONNCCE Mezclado de pastas y morteros NMX – C – 085–– 1982 Muestreo de cementantes NMX – C – 130––1968 Análisis químico de cementos NMX – C – 131–– 1976 Determinación del fraguado falso NMX – C- 132 – 1997 – ONNCCE Calor de hidtratación de cementantes NMX – C – 151–– ONNCCE – 2001 Especificaciones y métodos de prueba NMX – C – 414 Nota: Existen en total 36 normas NMX de cemento Agua Cemento Agregados 65-80-% de volumen de mezcla CEMENTO (Véase el siguiente número de la revista ConstrucciónyTecnología: PropiedadesdelConcreto) R
- 5. CAPÍTULOUNO5CAPÍTULOUNO5 La norma NMX C 414 establece seis tipos de cemento con cuatro características especiales y cinco clases de resistencia. Tipo CPO Cemento Pórtland Ordinario Tipo CPP Cemento Pórtland Puzolánico Tipo CPEG Cemento Pórtland con Escoria Granulada de alto horno Tipo CPC Cemento Pórtland Compuesto Tipo CPS Cemento Pórtland con Humo de Sílice Tipo CEG Cemento de Escoria Granulada de alto horno RS Resistencia a Sulfatos BRA Baja Reactividad Álcali Agregado BCH Bajo Calor de Hidratación B Blanco Clases resistentes 20, 30, 30R 40 y 40R N/mm2 (200,300 y 400 kg/cm2 ) ALMACENAMIENTO El cemento debe ser almacenado sin contacto con el suelo, en un lugar seco, limpio y con buena ventilación. Al cubrir los sacos de cemento con plástico se obtiene una protección adicional. El cemento a granel normalmente se almacena en silos. AGREGADOS La importancia de utilizar el tipo y la calidad adecuados de agregados, no debe ser subestimada pues los agregados finos y gruesos ocupan comúnmente de 60% a 75% del volumen del concreto (70% a 85% de peso), de influyen notablemente en las pro- piedades del concreto recién mezclado, en estado endurecido, en las proporciones de la mezcla, y en la economía. El agregado influye en las propiedades físicas y mecánicas del concreto. Se considera inerte por no presentar reacciones complejas con el agua o con la pasta de cemento hidráulico. Los agregados son de dos tipos básicos: GRUESO: roca triturada, gra- va o material cribado. FINO: arenas finas y gruesas y piedra fina triturada. La arena debe ser arena para concreto y no arena hecha de re- siduos de tabiques o de pedacería de yeso. Los agregados deben ser: RESISTENTES y DU- ROS. Un agregado resis- tente y duro dará un con- creto final más resistente. Muestreo NMX – C – 030–– 1997 – ONNCCE Partículas ligeras NMX – C – 072–– 1997 – ONNCCE Sanidad por medio del sulfato de sodio NMX – C – 075–– 1997 – ONNCCE Efectos de las impurezas orgánicas NMX–– C- 076 – ONNCCE – 2002 NMX–– C – 088–– 1997 ONNCCE Análisis granulométrico NMX – C – 077- 1997 - ONNCCE Muestras obtenidas en el campo NMX- C – 170–– 1997 – ONNCCE Reactividad potencial NMX – C – 271–– 1984 Cambio de volumen de combinaciones NMX – C – 282–– 1984 Agregados, especificaciones NMX – C – 111–– 1988 Nota: Existen en total 27 normas NMX de agregados NORMAS AGREGADOS R
- 6. CONSTRUCCIÓNYTECNOLOGÍA6 NORMAS Para concreto curado NMX – C – 081–– 1981 Expansores del concreto NMX – C – 140–– 1978 NMX – C – 140–– 1978 Adherencia de los sistemas de resinas epóxicas NMX – C – 237–– 1985 Reflectancia de membranas de color blanco para el curado NMX – C – 309–– 1980 Cloruro de calcio NMX–– C – 356–– 1988 Nota: Existen en total 16 normas NMX de aditivos ADITIVOS BUZÓN Nunca utilice escom- bros, ni sobrantes, ni residuos de otros materiales. DURABLES para soportar el desgaste, rompimientos e intem- perismo. QUÍMICAMENTE INACTIVO de mo- do que los agregados no reaccionen con el cemento. LIMPIO. La mugre o la arcilla que se pega a los agregados debilitan la adherencia entre la pasta y los agregados. GRADUADOS. Los agre- gados deben de variar en tamaño de modo que se aco- moden bien todos juntos. Esto da un concreto más resistente y más denso. Los agregados redondos dan una mezcla más trabajable. Los agregados angulosos hacen un concreto más difícil de co- locar, de trabajar y de compactar, pero pueden hacer un concreto más resistente. ALMACENAMIENTO. Los agregados deben ser almacenados en donde per- manezcan limpios, separados de otros ma- teriales y estén secos. Si los agregados están muy mojados, utilice menos agua en la mezcla. AGUA Casi cualquier agua natural que sea potable y que no tenga un sabor u olor pronunciado, se puede utilizar para producir concreto. Sin embargo, algunas aguas no potables pueden ser adecuadas para el concreto. La importancia de estudiar el agua en el cemento radica en que puede presentar impurezas, como azúcar, ácidos, materia vegetal y aceites que impidan o retardan la hidratación. CONSTRUCCIÓNYTECNOLOGÍA6 Si puedes beber el agua, ésta se puede usar 1 ¿Qué es la trabajabilidad? La facilidad de colocar, consolidar y acabar el concreto recién mezclado. El concreto debe ser trabajable, pero no debe segregarse excesivamente. 2 ¿Cuándo sangra un concreto? Cuando el agua migra hacia la superficie superior del concreto recién mezclado, provocada por el asentamiento de los materiales sólidos: cemento, arena y piedra dentro de la masa. El asentamiento es consecuencia del efecto combinado de la vibración y de la gravedad. 3 ¿Cuándo se considera a un agregado grueso o fino? Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que pueden llegar hasta 10 mm; los agregados gruesos son aquéllos cuyas partículas se retienen en la malla no. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamaño máximo de agregado empleado comúnmente es el de 19 mm o el de 25 mm. 4 ¿Qué es la pasta? Cemento Pórtland, agua y aire atrapado, o aire incluido intencionalmente. La pasta constituye de 25 al 40% del volumen total del concreto. El volumen absoluto del cemento está comprendido usualmente entre 7 y 15 % y el agua entre 14 y el 21%. El contenido de aire y concreto CAPÍTULO1 MATERIALES R
- 7. CAPÍTULOUNO7 La norma oficial NMX C 122 establece las cantidades de impurezas máximas que son tolerables en el agua de mezclado en la elaboración del concreto. El agua debe ser limpia, potable y estar libre de cualquier basura, de sustancias quí- micas indeseables o de residuos que puedan afectar el concreto. Verifique siempre el agua de la tubería antes de usarla. No utilice agua de mar, ya que puede corroer el acero en el concreto. ADITIVOS Los aditivos se mezclan en el concreto para cambiar o me- jorar las propiedades, es decir, el tiempo que el concreto re- quiere para fraguar y endurecer, o su trabajabilidad, o la obten- ción de alta resistencia temprana, entre otras. Las razones para el uso de aditivos están perfiladas en las si- guientes funciones que pueden desarrollar: • Incrementan la tra- bajabilidad sin aumentar el contenido de agua o dismi- nuir el contenido de agua a la mis- ma trabajabilidad. • Retardan o aceleran el tiempo de fra- guado inicial. • Modifican la rapidez o la capacidad de sangrado. • Reducen la segregación. • Mejoran la bombeabilidad. • Reducen la proporción de la pérdida de revenimiento. • Modifican las propiedades del concreto endurecido, el mortero, y la lechada para: • Retardar o reducir la evolución de calor Arena Grava Agregados Grueso Fino NMX – C – 122–– 1982 NMX – C – 227–– 1979 NMX – C – 283 - 1982 Nota: Existen en total 3 normas NMX de agua NORMAS AGUA CAPÍTULOUNO7 con aire incluido puede llegar hasta 8% del volumen del concreto, dependiendo del tamaño máximo del agregado grueso. La pasta, de cemento Pórtland y agua, une a los agregados para formar una masa semejante a una roca, pues la pasta endurece debido a la reacción química entre el cemento y el agua. 5 ¿Cómo se conoce un concreto bien mezclado? El revenimiento se utiliza como una medida de la consistencia del concreto. Un concreto de bajo revenimiento tiene una consistencia dura. En la práctica de la construcción, los elementos delgados de concreto y los elementos del concreto densamente reforzados requieren de mezclas trabajables, pero jamás de mezclas similares a una sopa, para conseguir la facilidad en su colocación. Se necesita una mezcla plástica para tener consistencia y mantener su homogeneidad durante el manejo y la colocación. Una mezcla plástica es adecuada para la mayoría de los trabajos con concreto. Además, se pueden utilizar aditivos superfluidificantes para adicionar fluidez al concreto. Esta sección es para usted. Cualquier duda sobre el tema de concreto, envíe su pregunta a “Construcción y Tecnología”, Ave. Insurgentes Sur núm. 1846, Col Florida, CP 01030, México DF o por correo electrónico a rhuerta@mail.imcyc.com o mperez@mail.imcyc.com R
- 8. CONSTRUCCIÓNYTECNOLOGÍA8 CAPÍTULO1 MATERIALES LIBROS IMCYC 1 Guía para Obtener un Concreto Durable ACI 201.12 2 Manual de Identificación Práctica de Minerales y Rocas para su Uso como Agregados en Concreto Ing. Roberto Uribe Afif 3 Aditivos Químicos e Inclusores de Aire para el Concreto 4 Tecnología del Concreto Adam M. Neville 5 Guía para el Uso de Aditivos Reductores de Agua de Alto Rango en el Concreto Superfluidificadores ACI 212-4R-93 6 Cartilla del Concreto F.R. Mc Millan y Lewis H. Tuthill CURSOS IMCYC Tecnología del Concreto Técnicos para Pruebas al Concreto en Obra Supervisores en Obras de Concreto BIBLIOTECA DIGITAL • Agua utilizada para el lavado de plantas para concreto • Concreto de alta resistencia • Concreto premezclado • Diseño de mezclas • Juntas de pavimentos • Reglamentación y normatividad • Tolerancias en el concreto • Acelerar la rapidez de desarrollo de resistencia • Disminuir la permeabilidad del concreto • Incrementar la adherencia entre concreto viejo y nuevo, entre otras. CÓMO FUNCIONA EL PROCESO Las cantidades medidas de los agregados grueso y fino se mezclan juntos. Se agrega y se mezcla una cantidad medida de cemento. Se agrega el agua a la mezcla (cuidar no usar exceso de agua, el exceso de agua perjudica al concreto). Luego, todos los materiales se mezclan muy bien. El polvo de cemento y el agua forman una pasta que mantiene adheridos los agregados. Existen más de 9,000 títulos para consultar 5 1 6 2 4 3 CONSTRUCCIÓNYTECNOLOGÍA8 www.imcyc.com Existen más de 66 títulos IMCYC R