Concreto hidráulico
Concreto
El concreto hidráulico es una mezcla de agregados pétreos naturales, procesados o artificiales, cementante y agua, a la que además se le puede agregar algunos aditivos. Generalmente, esta mezcla es dosificada en unidades de masa en plantas de concreto premezclado y, en masa y/o en volumen en las obras. Los aditivos se dosifican en volumen o en masa según su presentación: en polvo, en masa y líquidos en volumen.
El concreto tiene las siguientes propiedades:
Trabajabilidad.
Consistencia.
Durabilidad.
Impermeabilidad.
Cambio de volumen.
Resistencia.
• Proporcionamiento y dosificación.
Es la determinación de la cantidad de los materiales que intervienen en la mezcla para fabricar concreto partiendo de la relación agua/cemento y la resistencia deseada.
° La dosificación del cemento se mide en kilogramos (kg) de masa, ya sea por peso directo de la cantidad requerida o por medio del uso de sacos enteros. Se acepta una tolerancia de +/-1% con respecto a la cantidad requerida.
° La dosificación del agregado fino y grueso puede hacerse en kilogramos (kg) pesando el material requerido o, también, por volumen utilizando recipientes rígidos, herméticos y de capacidad verificable. En obra se utilizan, convencionalmente, botes de 19 litros de capacidad nominal y si están muy deformados se verificará su capacidad real antesde utilizarlos. Es aceptable una tolerancia de variación de +/-2% con respecto a la cantidad requerida.
Fabricación del concreto:
° Por medios manuales:
Sólo cuando las condiciones o las carácterísticas particulares de la obra lo determinen se elaborará el concreto por este medio y se tomarán los siguientes cuidados:
– La mezcla se deberá hacer sobre una artesa o entarimado perfectamente sellado.
– Primero se extenderá la arena y sobre ésta, el cemento de manera uniforme. Ambos materiales se mezclarán hasta que su color se torne igual; posteriormente, esta mezcla se extenderá para agregar la grava y luego, por partes, la cantidad de agua especificada; procediendo nuevamente al mezclado hasta formar una pasta homogénea.
Por medios mecánicos:
Este procedimiento es el más adecuado para elaborar concreto en obra. Con él se obtiene una mezcla más uniforme en un tiempo razonablemente corto. El equipo o maquinaria usual es la revolvedora común y su capacidad de producción está en función de la cantidad de metros cúbicos (m3 ) que se fabrican con determinado número de sacos o bultos de cemento. Estos rendimientos de producción se presentan en la tabla 35.
– Es conveniente operar la revolvedora fabricando volúMenes equivalentes entre el 50 y el 85% de su capacidad nominal ya que la eficiencia se reduce si trabaja con poca o con excesiva carga.
– La revolvedora debe girar con una velocidad tangencial de 18 a 24 rpm, durante 3 minutos mínimo y máximo 5.
Transporte
Una vez fabricado el concreto debe trasladarse hasta el lugar del colado y para tal efecto el medio de transporte debe ser:
° Lo suficientemente rápido para evitar pérdida del revenimiento antes de su colocación.
° Lo suficientemente eficaz para evitar la segregación y la pérdida del mortero o lechada. Factores importantes para elegir el modo de transportar concreto dentro de la obra.
° Factores importante para elegir el modo de transportar concreto dentro de la obra:
– Volumen a transportar.
– Distancia mínima y máxima.
– Consistencia del concreto (revenimiento).
– Tamaño máximo del agregado grueso en la mezcla.
– Accesibilidad para vaciar el concreto en la cimbra.
– Tiempo disponible para el colado.
Medios de transportación más utilizados:
– Carretillas manuales o motorizadas. Son adecuadas para mover pequeños volúMenes a distancias cortas.
Bandas transportadoras:
Son recomendables para mezclas plásticas (de 6 a 8 cm de revenimiento) y grandes volúMenes.
– Bombas estacionarias neumáticas o pistones.
Son recomendables para mezclas fluidas (de 9 a 15 cm de revenimiento) y para volúMenes medios o grandes ya que el costo de utilización es alto.
Colocación del concreto
El colado o vaciado es el proceso de colocación del concreto dentro del molde o cimbra.
° La colocación del concreto es determinante, ya que con esta actividad se concluye la fabricación de elementos estructurales o arquitectónicos, importantes, definitivos y perdurables de una obra. Además de cumplir con las exigencias de un funcionamiento estructural eficiente y seguro. Aunque las actividades de vibrado y curado son sumamente importantes, con la colocación se determina el volumen y la posición de los elementos.
En esta inspección se debe revisar, entre otros, aspectos tales como:
• Que la cimbra y el acero cumplan con los requisitos comentados anteriormente en el capítulo respectivo.
• Que dentro de la cimbra, en la revolvedora y en el equipo de transporte no haya elementos perjudiciales y ajenos al funcionamiento y manejo eficiente del concreto.
• Considerar las condiciones climáticas, si éstas no son adecuadas, llevar a cabo los cuidados necesarios para realizar el colado y tomar en cuenta la posibilidad de interrumpirlo.
• Evitar colar debajo de los 5°C a menos que se utilice un aditivo para eliminar los efectos de la congelación.
• Revisar los trabajos previos complementarios tales como la colocación y posición de las instalaciones inmersas en el concreto.
• Curado
El curado es la forma de controlar la humedad y la temperatura del concreto recién vaciado que permite, durante el fraguado inicial, la adquisición de las propiedades deseadas (resistencia, rigidez, durabilidad, impermeabilidad, entre otras). El método adecuado de curado está en función de las circunstancias y del tipo de la obra además de las carácterísticas de los elementos de concreto que se someterán a este proceso. Se tienen los siguientes métodos de curado:
Método tradicional
Consiste en proteger el concreto contra la pérdida de agua por evaporación durante el período inicial de endurecimiento. Es aceptable mantener la humedad colocando sobre la superficie del concreto:
– El papel de los bultos de cemento vacíos saturados de agua.
– Aserrín o arena saturados de agua.
– Rociar agua constantemente.
Método químico
Evita la pérdida de humedad sellando la superficie del concreto, lo cual puede lograrse aplicando un producto o compuesto directamente sobre la superficie visible del concreto para que forme una membrana. En elementos verticales que se pueden descimbrar al día siguiente, el producto o compuesto químico se aplicará inmediatamente después del descimbrado.
-Durante el curado debe cuidarse que la temperatura del agua no sea 11°C menor a la del concreto para evitar esfuerzos de contracción que propicien agrietamientos inconvenientes.
-El período mínimo para la aplicación del curado debe ser de 7 días para concretos colados a una temperatura ambiente de más de 10°C, a menos que el concreto sea muy sensible al curado o que las condiciones ambientales sean muy agresivas para el concreto, en cuyo caso el curado se prolongará por lo menos por 7 días más.
Concreto premezclado
El concreto premezclado es el concreto hidráulico que contiene cemento, agregados pétreos, agua y aditivos (según se requieran) cuya dosificación 111 concreto y mezclado son cuidadosamente controlados en planta por el fabricante. El concreto premezclado se entrega, para su utilización, en estado plástico. La utilización del concreto premezclado ofrece las siguientes ventajas: Elaborado con cemento Holcim Apasco que garantiza una calidad uniforme bajo un mismo estándar de calidad a nivel nacional. • Medición correcta y calidad controlada en todos los insumos.
Verificación de la calidad del concreto
Las pruebas más usuales que se aplican al concreto son las siguientes:
° Prueba verificable en laboratorio: – Determinación de la resistencia a la compresión de cilindros moldeados de concreto (norma mexicana NMX-C-83-ONNCCE-2002.
° Prueba verificable en obra: – Determinación del revenimiento del concreto fresco (NMX-C-156-1997-ONNCCE).
Bombeo del concreto premezclado
El concreto premezclado se puede dosificar y fabricar de manera que fluya con mayor facilidad y con un revenimiento alto de modo que sea posible bombearlo.
-Reducción del tiempo de colado.
– Menor utilización de mano de obra.
Aditivos para concreto:
-Tipo A Reductor de agua: -Es un aditivo ideal para obtener mezclas cohesivas, de buena trabajabilidad y buena apariencia. No altera sustancialmente los tiempos de fraguado normal y mejora las condiciones de resistencia y durabilidad del concreto endurecido.
-Tipo B Retardante de fraguado:• Concreto plástico. • Controla la velocidad del fraguado. • Mejora el acabado. • Mejora la trabajabilidad. • Reduce la segregación. • Concreto endurecido. • Aumenta la resistencia a la compresión axial y a la flexión. • Mejora la apariencia del acabado.
-Tipo C Acelerante de fraguado: -Reduce el tiempo de fraguado inicial entre una hora y tres horas y media con respecto al testigo.
• Mejora el desarrollo de resistencia a la compresión a edades tempranas. – Disminuye las horas extras de trabajo ya que permite realizar el acabado del concreto en el menor tiempo posible.
-Tipo C2 Acelerante de resistencia: Incrementa la resistencia con respecto al testigo en al menos 110 % a un día.
Adiciones para concreto
Impermeabilizante integral:
Es generalmente un polvo higroscópico que se añade a la mezcla de concreto para que rechace al agua y mejore la trabajabilidad y así disminuya la permeabilidad del concreto endurecido. Para que este efecto sea más efectivo, se recomienda aplicarlo en concreto de F´c mayor a 200 Kg/cm2.
Reduce la absorción del concreto endurecido.
• Reduce la permeabilidad del concreto.
• Mejora la trabajabilidad y facilita el acabado.
Fibras de refuerzo de polipropileno:
Concreto fresco
• Reduce el agrietamiento por contracción plástica. • Reduce la tendencia a la segregación. • Provee refuerzo tridimensional, comparado con el bidimensional de la malla electrosoldada.
Concreto endurecido
• Reduce el agrietamiento.
• Aumenta la durabilidad de la superficie.
Carácterísticas y beneficios
Concreto fresco
• Controla y minimiza el agrietamiento por contracción plástica y añade mayor tenacidad al concreto.
• Reduce la segregación. • Minimiza el agua de sangrado. • Provee refuerzo tridimensional, comparado con el bidimensional de la malla electrosoldada.
Cuidados especiales del concreto
Manejo del concreto a temperaturas bajas:
-A menor temperatura del concreto, menor velocidad en el proceso de endurecimiento y adquisición de resistencia y mayor tiempo para el proceso de curado.
• Se debe evitar que el concreto, expuesto a temperatura muy fría, se congele o se descongele mientras tiene una edad temprana. Esto se logra implementando el curado de manera adecuada y evitando los cambios de temperatura, mediante la instalación de sistemas de aislamiento o protección del lugar de colado.
-Si el concreto que se utiliza no tiene aditivos inclusores de aire, el tiempo de protección del concreto con relación a la temperatura de congelación debe ser de 12 días.
Manejo del concreto a temperaturas altas:
• A mayor temperatura del concreto, mayor velocidad en el proceso de endurecimiento, mayor evaporación del agua de la mezcla y por consiguiente menor resistencia.
• La temperatura ideal del concreto durante el colado debe fluctuar entre los 17°C y 20°C. Un colado realizado a más de 32°C requiere de mayores cuidados durante el proceso.
Detección de algunos problemas del concreto:
-Eflorescencia: Manchas de color blanco sobre la superficie de concreto que demeritan su apariencia. Estructuralmente no provoca daños.
-Cavitación: Disminución del volumen del concreto superficial, pasando la superficie de manera regular para mantener un flujo laminar, a una superficie devastada que ocasiona un flujo turbulento.
-Descostramiento: Superficie irregular, pedazos de cimbra incrustados y adheridos al concreto; oquedades y concreto desprendido.
-Apanalamiento: El agregado grueso queda parcialmente expuesto y concentrado en ciertas partes de la superficie del concreto.