hormigon cemento portlan

2
Generalidades del concreto.-
La enorme extensión adquirida por las aplicaciones del hormigón y el avance de
la técnica de la construcción, unidos a las exigencias de esta última, han hecho
necesario el estudio a fondo de las características de este material que no
dependen tan sólo, como era equivocada creencia hasta hace pocos años, de la
bondad del aglomerante utilizado en su confección, sino de un conjunto de
factores hoy perfectamente conocidos gracias a los estudios llevados a cabo por
destacados ingenieros especialistas.
Dichos estudios se extienden desde las propiedades y características de cada
uno de los componentes del hormigón (cemento, áridos, agua) a la dosificación
de los mismos, los procedimientos de confección, las condiciones de su
conservación y tratamientos posteriores, llegando a determinar en cada caso un
verdadero ciclo de trabajo para lograr la máxima calidad del hormigón en las
mejores condiciones económicas.

3
Conceptos básicos. -
El concreto es una masa
heterogénea constituida
básicamente por agregados,
cemento portland, agua aire y
algunas veces aditivos mineral o
químico, para conferirle propiedades
especiales, ya sea en estado fresco o
en estado endurecido, que una vez
endurecida tiene la característica de
resistir esfuerzos mecánicos en
especial los de compresión.

4
Agregados para hormigones o concretos. -
Los agregados o áridos, constituyen el material llenante; están compuestos por
una parte fina y por otra gruesa. Al agregado fino comúnmente se le conoce como
arena y al agregado grueso como grava o piedra triturada. La diferencia entre
arena y grava se ha establecido en forma conveniente y arbitraria tomando como
base su tamaño. En general, la arena es aquella cuyo diámetro es inferior a 5
mm., mientras que la grava es aquella superior a los 5 mm tamiz Nº 4. El material
con diámetro menor que 5 mm., generalmente es limo o arcilla cuyas partículas
tienen ciertas características que interfieren en el proceso de hidratación del
cemento y de allí que se consideren perjudiciales en el concreto.
Los agregados pétreos ocupan aproximadamente, entre el 65 y el 85 % del
volumen sólido del hormigón y su función es la de:
a) Suministrar un material económico de relleno.
b) Reducir y localizar la retracción.
c) Mejorar la resistencia al desgaste.

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Estos agregados, poseen a menudo reactividad con los productos de
hidratación del cemento portland, desarrollando compuestos capaces de
deteriorar al hormigón en distintos grados.
Propiedades
Como: una buena distribución de tamaños de las partículas, forma y textura
superficial apropiada; granos poco porosos, resistentes y duros, que no
contengan sustancias químicas que reaccionen con la pasta de cemento,
libres de limo, arcilla, materia orgánica, partículas débiles, etc., son
indispensables para que puedan ser utilizados en el concreto, y de allí la
importancia de su control de calidad

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Clasificación General. -
Los agregados comúnmente se clasifican según su procedencia, tamaño,
características petrográficas y densidad.
Tales clasificaciones sirven principalmente como una ayuda para la familiarización
con los diferentes tipos de agregados o en la identificación de rasgos particulares. Sin
embargo, la más utilizada es la clasificación según su tamaño.
De acuerdo con su origen, los agregados pueden provenir de fuentes naturales o de
fuentes artificiales. Las arenas y gravas naturales son el producto de la
intemperización y arrastre del agua o glaciares y se puede obtener por dos medios: El
primero consiste en explotar el material del lecho del río y aprovecharlo con su
gradación natural (este material es el que se conoce como canto rodado y arena de
río); en el segundo, algunos tamaños son obtenidos mediante la trituración y tamizado
de rocas naturales más grandes procedentes de canteras o de río, y de aquí el nombre
de agregados triturados. También es posible aprovechar las arenas de las playas.

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Los agregados, dependiendo del tamaño de sus partículas, se pueden
clasificar en agregado grueso o grava y agregado fino o arena.

8
Funciones de los agregados. -
Puesto que los agregados son menos costosos por volumen, que el cemento,
generalmente se cree que la única razón de colocar la mayor cantidad posible de
fragmentos minerales es la de formar un relleno. Pero, aunque ciertamente la
economía es el factor principal de reemplazar pasta de cemento por agregado,
estos tienen una acción determinante sobre las características del concreto
tanto en estado plástico como en estado endurecido que en muchos casos
modifica la estabilidad de la estructura, tal como se explica a continuación.
En estado plástico la arena y la pasta actúan como lubricantes de las partículas
más gruesas para que el concreto pueda ser mezclado, transportado, colocado,
compactado y terminado en forma adecuada.
Durante el proceso de fraguado la pasta experimenta una pérdida de humedad
que origina una contracción que generalmente va acompañada con la aparición
de grietas. Con la introducción de agregados a la pasta, se forma una trabazón
de tal manera que se genera una superficie de adherencia que disminuye los
cambios de volumen y se disminuye el volumen total que puede sufrir
contracción.

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Otra de las funciones importantes de los agregados es la de aportar parte de
la resistencia propia a la resistencia a la compresión, característica del
concreto. Esto se logra cuando están aglutinados mediante la pasta de
cemento formando un todo compacto.
Cuando el concreto se encuentre sometido a exposiciones severas como es
el caso de humedecimiento y secado, aguas o suelos agresivos, etc., los
agregados como componentes de él, deben contrarrestar con sus
propiedades de durabilidad, estos agentes nocivos.
Sin embargo, para que los agregados cumplan de la mejor forma posible las
funciones anteriormente explicadas, es necesario que tengan buenas
propiedades y por esto se hace necesario estudiarlas.

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Propiedades de los agregados. -
Granulometría. - La granulometría de una masa de agregados se define como
la distribución del tamaño de sus partículas. Esta granulometría se determina
haciendo pasar una muestra representativa de los agregados por una serie
de tamices ordenados, por abertura, de mayor a menor. Los tamices son
básicamente unas mallas de aberturas cuadradas, que se encuentran
estandarizados.

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La denominación en unidades inglesas (tamices ASTM) se hacía según el
tamaño de la abertura en pulgadas para los tamaños grandes y el número de
aberturas por pulgada líneas para tamices menores de 1/8 de pulgada. Por
ejemplo, el tamiz N º 4 tiene 4 x 4 aberturas dentro de una pulgada
cuadrada.
Actualmente, en el sistema métrico o sistema internacional de unidades la
designación se hace de acuerdo con la abertura de la malla medida en
milímetros, o en micras para aquellas menores de 1 mm.

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La operación de tamizado debe realizarse de acuerdo con la Norma sobre
una determinada cantidad de material seco. El manejo de los tamices se
puede llevar a cabo a mano o mediante el empleo de una máquina
adecuada. El tamizado a mano se hace de tal manera que el material se
mantenga en movimiento circular con una mano mientras se golpea con la
otra, pero en ningún caso se debe inducir con la mano mientras se golpea
con la otra, pero en ningún caso se debe inducir con la mano el paso de una
partícula a través del tamiz.
Los resultados de un análisis en tamiz se expresan mejor si se coloca en
forma tabular.

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Forma de expresar los resultados de un análisis
granulométrico para agregado grueso.
Tamiz
Plg.
Peso retenido
G.
% Retenido
Parcial
% Retenido
Acumulado
% Que pasa
2 00
1 1/2 150
1 850
3/4 1000
1/2 1500
3/8 500
Nº 4 800
BASE 200
TOTAL 5000
0
3
17
20
30
10
16
4
0
3
20
40
70
80
96
100
100
97
80
60
30
20
4
0

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En la columna 1 se indica la serie de tamices utilizada, en descendente.
Después de tamizar la muestra (para el ejemplo 5000 g.) como lo estipula la
Norma se toma el material retenido en cada tamiz, se pesa, y cada valor se
coloca en la columna 2. Cada uno de estos pesos retenidos se expresa como
porcentaje (retenido) del peso total de la muestra; por ejemplo, para el tamiz
de ¾” el porcentaje retenido es:
%𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 =
1000
5000
𝑥100 = 20%
Este valor se coloca en la columna 3.
En la columna 4 se van colocando los porcentajes retenidos acumulados;
por ejemplo, el porcentaje retenido acumulado hasta el tamiz de 1” será:
% 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 = 3 + 17 = 20 %

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En la columna 5 se registra el porcentaje que pasa, que será simplemente
la diferencia entre 100 y el porcentaje retenido. Así, por ejemplo, el
porcentaje que pasa el tamiz de ½” será:
% 𝑃𝑎𝑠𝑎 = 60 − 30 = 30 %
Los resultados de un análisis granulométrico también se pueden
representar en forma gráfica y en tal caso se llama curvas granulométricas.
Estas gráficas se representan por medio de dos ejes perpendiculares entre
sí, horizontal y vertical en donde las ordenadas representan el porcentaje
que pasa y en el eje de las abscisas las aberturas del tamiz cuya escala
puede ser aritmética, logarítmica o en algunos casos mixta.

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Las curvas granulométricas son utilizadas por su facilidad de comprensión
ya que estas permiten visualizar mejor la distribución de tamaños dentro de
una masa de agregados y permite conocer además que tan grueso o fino es,
así como las deficiencias o excesos de un tamaño particular; además
permite determinar de un sólo vistazo si la granulometría de una muestra
dada cumple o no unas determinadas especificaciones.
Después de describir a grandes
rasgos lo referente a la
granulometría se pueden estudiar
algunos factores que se derivan de
un análisis granulométrico como
son: Módulo de finura, tamaño
máximo, tamaño máximo nominal,
granulometrías continuas y
granulometrías discontinuas.

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Módulo de finura (Mf)
Se define como “módulo de finura”, al número que resulta de dividir por 100,
la suma de los porcentajes retenidos en forma acumulada por los diez
tamices: 3”, 1 ½”, ¾”, 3/8”, Nº 4, 8, 16, 30, 50,100.
En América es más frecuente el uso del Mf de la arena para evaluar que tan
fina o gruesa es una arena, pero también es muy empleado como parámetro
para el diseño de mezclas. Se considera que el Mf de una arena adecuada para
producir concreto debe estar entre 2.3 y 3.1; donde un valor menor que 2.0
indica una arena fina, 2.5 una arena de finura media y más de 3.0 una arena
gruesa.

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Módulo granulométrico (Ms o Mg)
Se define como “módulo granulométrico”, al número obtenido en la misma
forma anterior, pero sin considerar al material constituido por las partículas
superfinas, que pasan a través del tamiz Nº 100.
Tamaño Máximo
Se define como la abertura del menor tamiz por el cual pasa el 100 % de la
muestra. Como su nombre lo indica, es el tamaño de las partículas más grandes
que hay dentro de la masa de agregados y que en algunos casos puede ser
único.

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Tamaño Máximo Nominal
Al examinar la curva granulométrica del agregado analizado, se considera como
“Tamaño Máximo Nominal “del mismo, al lado de la abertura de la malla, de “un
tamiz supuesto “, a través del cual pasa, en forma acumulada, el 95 % del peso
total del material.
En muchos casos el TM y el TMN pueden no coincidir lo cual resulta
perfectamente lógico debido a que este último indica el promedio de partículas
más grandes en su fracción gruesa mientras que el tamaño máximo tan sólo da
una idea de las partículas más grandes que como se anotó anteriormente, puede
ser tan sólo una.
Por esta razón, la mayoría de las especificaciones granulométricas se dan en
función del tamaño máximo nominal y comúnmente se estipula de tal manera
que el agregado cumpla con los siguientes requisitos:

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 El TMN no debe ser mayor que 1/5 de la dimensión menor de la
estructura, comprendida entre los lados del encofrado.
 El TMN no debe ser mayor que 1/3 del espesor de una losa.
 El TMN no debe ser mayor que ¾ del espaciamiento libre máximo entre
las barras de refuerzo.

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Granulometría Continua. -
Se puede observar luego de un análisis granulométrico si la masa de agregados
contiene todos los tamaños de grano, desde el mayor hasta el más pequeño, si
así ocurre se tiene una curva granulométrica continua.

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Granulometría Discontinua. -
Al contrario de la anterior, se tiene una granulometría discontinua cuando hay
ciertos tamaños de grano intermedios que faltan o que han sido reducidos o
eliminados artificialmente.
Una buena granulometría es aquella que está constituida por partículas de todos
los tamaños, de tal manera que los vacíos dejados por las de mayores tamaños,
sean ocupados por otras de menor tamaño y así sucesivamente; esto permite
obtener un mínimo de vacíos los cuales deberán ser llenados con pasta de
cemento. Para lograr una buena compactación que se traduce en mayor
resistencia, durabilidad y economía y en menor riesgo de agrietamiento y menor
porosidad del concreto. También se busca que la granulometría permita y ayude
a una adecuada manejabilidad sin segregación y que deje compactar la mezcla
de la máxima densidad con un uso moderado de energía: de allí que variaciones
en la granulometría pueden afectar seriamente la uniformidad del concreto
comparando dos mezcladas diferentes.

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Las granulometrías ideales sólo existen a nivel teórico y difícilmente se
pueden reproducir en la práctica, de tal forma que casi todas las
especificaciones granulométricas contemplan una zona definida por dos
límites (superior e inferior); dentro de los cuales cualquier granulometría es
aceptable.
Con arenas muy finas se obtienen mezclas segregables y costosas mientras
que con arenas gruesas mezclas ásperas; por esto se debe evitar la
utilización de cualquiera de los dos extremos.
En cuanto a la gradación de un agregado grueso de un TM dado, puede variar
dentro de un rango relativamente amplio sin efectos apreciables sobre los
requisitos de cemento y agua de mezclado, siempre y cuando la arena
produzca un concreto de buena trabajabilidad. Sin embargo, es claro que
entre más pequeño el tamaño máximo serán mayores los requerimientos de
pasta de cemento debido a que habrá mayor área superficial por pegar.
Además, el TM óptimo para más altas resistencias, depende de la resistencia
de la pasta, trabazón agregado pasta y la resistencia propia del agregado.

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Forma y textura superficial de los agregados. -
La forma y textura superficial de los agregados es otra propiedad física que
influye en las características del concreto. En términos generales, las
piedras naturales sometidas a un proceso de trituración, tienen forma que
varían desde las aproximadamente cúbicas a las alargadas y aplanadas y de
textura rugosa, mientras que los agregados de río tienen forma redondeada
y textura lisa debido al proceso de arrastre a que han sido sometidas.

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En cuanto a la forma de los agregados se puede decir que la ideal es la
redondeada, desde el punto de vista del grado de acomodamiento, que es
mejor que el de las partículas de forma cúbica además se ha demostrado
que en un metro cúbico de agregados redondeados sueltos puede haber
hasta un 25 % más de material que en igual volumen de material de forma
cúbica.

26
Por otro lado, hay que tener cuidado con las partículas que además de ser
planas son alargadas y que comúnmente se conocen con el nombre de
“lajudas “. Dichas partículas que generalmente son muy débiles porque
poseen una estructura laminar, tienden a colocarse en forma horizontal
dentro de la masa de concreto y muchas veces impide la salida del agua
evaporable durante el proceso de fraguado, generando bolas de aire lo que
origina una disminución de la resistencia del concreto, especialmente a la
flexión. En la Norma se define partícula larga y partícula aplanada de la
siguiente manera.
 Partícula larga: Aquella cuya relación entre longitud (L) y ancho (b) es
mayor que 1.5, o sea:
𝑃. 𝐿𝑎𝑟𝑔𝑠 =
𝐿
𝑏
> 1,5

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 Partículas planas: Aquella cuya relación entre espesor (e) y ancho (b)
es menor que 0.5 o sea:
𝑃. 𝑃𝑙𝑎𝑛𝑎 =
𝑒
𝑏
< 0,5
La misma Norma específica que el porcentaje de partículas de forma
indeseable, partículas planas o partículas alargadas, no debe exceder del
50 % de la masa total del agregado. Así mismo se limita el porcentaje de
forma lajuda a un máximo de 15 %.

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La textura superficial de los granos de agregado incide notablemente en la
adherencia entre la pasta de cemento y la superficie de los agregados. La
trabazón que se presenta entre estos dos elementos generalmente se ve
incrementada cuando la textura de las partículas cambia de lisa (y
redondeada) a rugosa (y angular); dicho aumento en trabazón es un factor
que se debe considerar en la selección de agregados para concreto donde la
resistencia a la flexión sea importante, o donde se requiera una alta
resistencia a la compresión.
Las partículas de agregado de textura rugosa y de forma angular o elongada
requieren mayor cantidad de pasta y arena para lograr una trabajabilidad que
otras de forma redondeada y de textura lisa, debido a que las primeras se les
dificulta el deslizamiento de unas sobre las otras, siendo necesario
suministrarle mayor cantidad de lubricante con lo que se hace costosa la
mezcla. Sin embargo, con una buena gradación tanto los agregados triturados
(angulares y rugosos), como los de río (redondeados y lisos), dan
aproximadamente las mismas resistencias para una misma relación
agua/cemento, cuando se utiliza el mismo tipo de roca.

29
Densidad. -
La densidad es una propiedad física de los agregados y está definida como la
relación entre el peso y el volumen de una masa determinada lo que significa
que depende directamente de las características del grano de agregado.
Como generalmente las partículas de agregado tienen poros tanto saturables
como no saturables, que dependiendo de su permeabilidad interna pueden estar
vacíos, parcialmente saturados o totalmente llenos de agua, se genera una serie
de estado de humedad a los que corresponde idéntico número de tipos de
densidad, descritos en las Normas; la que más interesa en el campo de la
tecnología del concreto y específicamente en el diseño de mezclas es la
densidad aparente que se define como la relación que existe entre el peso del
material incluidos todos los poros ( saturables y no saturables ).

30
Este factor es importante para el diseño de mezclas porque con él se
determina la cantidad de agregado requerido para un volumen unitario de
concreto, debido a que los poros interiores de las partículas de agregado
van a ocupar un volumen dentro de la masa de concreto y además porque
el agua se aloja dentro de los poros saturables. El valor de la densidad de
la roca madre normalmente varía entre 2.48 y 2.8 g/cm3.

31
Porosidad. -
La porosidad es otra de las propiedades físicas de los agregados, muy
importantes dentro de la masa de concreto porque una partícula porosa es
mucho menos dura que una partícula compacta con lo que se afectan
desfavorablemente propiedades como la adherencia, resistencia a la
compresión y flexión, y además la durabilidad en todos sus aspectos
(congelamiento y deshielo, humedecimiento y secado, etc.), así como la
resistencia al desgaste o abrasión.

32
Absorción y humedad de la superficie. -
Como se estudió anteriormente, los agregados pueden tener algún grado de
humedad lo cual está directamente relacionado con la porosidad de las
partículas. La porosidad depende a su vez del tamaño de los poros, su
permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros.
Las partículas de agregado pueden pasar por cuatro estados de humedad.
Totalmente seco. -
Se logra mediante un secado al horno a 110ºC hasta que los agregados tengan
un peso constante generalmente a las 24 horas.
Parcialmente húmedo. -
Se logra mediante exposición al aire libre.

33
Saturado y superficialmente seco (SSS). -
En un estado límite en el que los agregados tienen todos sus poros llenos
de agua, pero superficialmente se encuentran secos. Este estado sólo se
logra en el laboratorio.
Totalmente húmedo. -
Todos los poros de agregado están llenos de agua y además existe agua
libre superficial.
La capacidad de absorción se determina por medio de los procedimientos
descritos en las Normas. Básicamente consiste en sumergir la muestra
durante 24 horas luego de los cuales se sacan y se lleva a la condición de
SSS; obtenida esta condición, se pesa e inmediatamente se seca en un
horno y la diferencia de peso, expresado como porcentaje de peso de la
muestra seca, es la capacidad de absorción.

34
Pesos Unitarios. -
Si el peso de una muestra de agregado, compuesta de varias partículas, se
divide por el volumen que ocupan esas partículas agrupadas dentro de un
recipiente unitario, se obtiene lo que se denomina como peso unitario del
agregado o peso volumétrico. O sea que:
𝑃𝑈 =
𝑃
𝑉
Dónde:
P = Peso seco del material
V = Volumen del recipiente
El peso unitario es una propiedad física importante porque indica el grado
de acomodamiento de las partículas y entre menor sea este menor será el
volumen de vacíos entre partículas que hace que la mezcla sea más
económica, porque habrá menor cantidad de huecos a ser llenados con
pasta de cemento. Así mismo, mientras mayor sea el peso unitario habrá
mayor cantidad de granos lo cual depende de la granulometría, forma,
textura y tamaño de los mismos.

35
El peso unitario es un factor que mide la aptitud del agregado para ser
utilizado en producción de concreto, y se determina por medio del
procedimiento dado en la Norma su valor varía entre 1200 y 1750 Kg/m3
para agregados naturales.
Existen dos tipos de pesos unitarios que dependen del grado de
compactación del agregado y se definen de la siguiente manera.

36
Peso Unitario Suelto. -
Se nominan PUS cuando para determinarla se coloca el material seco
suavemente en el recipiente hasta el punto de derrame y a continuación se
nivela a ras.
El concepto de PUS es importante cuando se trata de manejo, transporte y
almacenamiento de los agregados debido a que estos se hacen en estado
suelto.
Peso Unitario Compactado (PUC). -
Se denomina PUC cuando los granos han sido sometidos a compactación
incrementando así el grado de acomodamiento de las partículas de
agregado y por lo tanto el valor de la masa unitaria.
El PUC es importante desde el punto de vista diseño de mezclas ya que con
él se determina el volumen absoluto de los agregados por cuanto estos van
a estar sometidos a una compactación durante el proceso de colocación
del concreto.

37
Resistencia a la compresión. -
Normalmente las partículas de agregado tienen una resistencia superior a la
de la pasta endurecida, de tal manera que cuando el agregado falla antes que
la pasta, la resistencia del agregado toma importancia.
Las posibles fallas de los granos se deben a que tienen una estructura pobre o
por que previamente se les han inducido fallas a sus partículas durante el
proceso de explotación (generalmente cuando se hace por voladura) o
también por un inadecuado proceso de trituración.
Cuando se presente duda acerca de la resistencia de los granos, se
recomienda ensayarlos mediante el procedimiento dado por la Norma y
obtener así una idea del comportamiento de los agregados dentro del
concreto.

38
Resistencia a la abrasión. -
La resistencia a la abrasión, desgaste, o dureza de un agregado, es una
propiedad que depende principalmente de las características de la roca madre.
Este factor cobra importancia cuando las partículas van a estar sometidas a un
roce continuo como es el caso de pisos y pavimentos, para lo cual los agregados
que se utilizan deben ser duros.
Para determinar la dureza se utiliza un método indirecto cuyo procedimiento se
encuentra descrito en las Normas para agregados gruesos. Dicho método más
conocido como el de la Máquina de Los Ángeles, consiste básicamente en
colocar una cantidad especificada de agregado dentro de un tambor cilíndrico
de acero que está montado horizontalmente. Se añade una carga de bolas de
acero y se aplica al tambor un número determinado de revoluciones. El choque
entre el agregado y las bolas da por resultado la abrasión y los efectos se miden
por la diferencia entre la masa inicial de la muestra seca y la masa del material
desgastado expresándolo como porcentaje de la masa inicial.

40
Sustancias perjudiciales. -
En los agregados pueden estar presentes algunas sustancias como limo,
arcilla (material inferior al tamiz N º 200), materia orgánica, partículas
débiles, sales, etc. que si se encuentran en grandes cantidades afectan en
forma nociva las propiedades del concreto en especial el tiempo de
fraguado, resistencia y durabilidad. De aquí la importancia de detectarlas,
saber cómo actúan y hasta que cantidad se puede tolerar.
Respecto a los materiales más finos que el tamiz N º 200, especialmente
limo, arcilla y polvo procedente de la trituración, pueden estar presentes
en forma de polvo suelto o a manera de recubrimiento sobre las partículas
de agregado. Dicho material, por tener un tamaño aproximadamente igual
a los granos de cemento, aíslan las partículas de este último haciéndoles
perder su capacidad aglutinante, lo que trae como consecuencia una
disminución tanto en la resistencia como en la durabilidad

41
Cuando se trata de arcilla expansiva (al contacto con agua se hincha y
cuando se seca se contrae), se genera un problema adicional porque al
humedecerse la estructura se producen esfuerzos dentro de la masa de
concreto endurecido que pueden conducir desde simples fisuras en la
pasta (que aumentan la permeabilidad del concreto), hasta el colapso de la
estructura.
En la Norma se define un procedimiento para determinar el porcentaje de
material que pasa el tamiz N º 200. Consiste en lavar una determinada
cantidad de material seco sobre dicho tamiz hasta que el agua salga clara;
luego el material se vuelve a secar y se calcula la pérdida de masa
resultante por el lavado como porcentaje de la masa de la muestra original.
El porcentaje máximo se estipula en la Norma así: Para arena natural 3 % y
5 % según el concreto va a estar sometido a abrasión o a condiciones
normales de utilización; para arenas manufacturadas; dichos porcentajes se
pueden aumentar a 5 % y 7 % respectivamente.

42
Por otro lado, las impurezas orgánicas que puede contener el agregado
generalmente provienen de la descomposición de materiales vegetales y
se manifiesta en forma de humus o magras orgánicas. Estas impurezas se
encuentran con mayor frecuencia en la arena debido a que el agregado
grueso se lava con facilidad.
Las impurezas orgánicas interfieren en las reacciones químicas de
hidratación del cemento durante el proceso de fraguado lo que genera su
retraso y además traen como resultado una disminución en la resistencia y
una reducida durabilidad en el concreto.
Como no todas las impurezas orgánicas son perjudiciales, lo más
aconsejable es ensayar el material y para ello la Norma proporciona un
método para determinar el contenido aproximado de materia orgánica en
arenas usadas para producción de concreto.

43
El método, llamado prueba colorimétrica, consiste en neutralizar los ácidos
de la muestra con una solución de hidróxido de sodio al 3 %. Se colocan en
una botella cantidades prescritas de agregado y de solución, se agita
fuertemente la mezcla y se deja en reposo durante 24 horas; después de
dicho tiempo, se compara el color de la solución con la carta de 5 colores
normalizados en donde a mayor contenido orgánico más oscuro será el
color. Si el color de la muestra no es más oscuro que el amarillo estándar
(color N º 3), se pude decir que la muestra no tiene una cantidad apreciable
de impurezas orgánicas. Cuando el color es más oscuro no significa que
necesariamente los compuestos orgánicos sean dañinos al concreto
debido a que el color se puede deber a minerales de hierro, por ejemplo;
en tal caso, la Norma presenta un método alterno que consiste en elaborar
cubos de mortero con la arena a ensayar y comparar su resistencia con la
de un mortero con las mismas características, pero con arena de calidad
conocida; la primera debe ser inferior al 95 % de la segunda, evaluada a
los 28 días.

45
Cuando la arena a ser utilizada en la producción de concreto sea obtenida
de playas o de lugares cercanos al mar, debe someterse a un lavado con
agua dulce o aún con la misma agua de mar con el fin de eliminar la mayor
cantidad de sal posible.
Realmente el problema que ocasiona la sal es muy poco. Al absorber la
humedad del aire causa manchas o eflorescencias de mal aspecto en la
superficie del concreto. Además, puede producir una pequeña corrosión en
el acero de refuerzo, pero este se evita suministrándole un adecuado
recubrimiento.
Los agregados también pueden contener partículas inestables o débiles
tales como pizarra, carbón, terrones de arcilla, madera y otros materiales
blandos, que si se encuentran en grandes cantidades pueden afectar
adversamente la resistencia y la durabilidad del concreto, puesto que
conducen a picaduras y descascaramientos. En especial deben evitarse en
concreto expuestos a la abrasión como en el caso de pavimentos, pisos,
etc.

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Los materiales blandos generalmente tienen un peso específico bajo y
pueden detectarse por flotación en un líquido de densidad adecuada o
desintegrándolos con los dedos hasta reducir a material fino las partículas
deleznables o terrones de arcilla. Este procedimiento está dado en las
Normas, y se específica que el peso de los grumos de arcilla no debe
sobrepasar el 1 % del peso del agregado fino o el 0.25 del peso del
agregado grueso. Para partículas blandas el contenido debe ser menor del
5 % del total de la muestra de agregado grueso.

47
Componentes del hormigón. -
En relación al cemento Portland y al agua de amasado, se ha concluido en
base a las investigaciones llevadas a cabo en trabajos previos en el
laboratorio, que ambos deben de ser considerados en forma conjunta, en
lugar de estimar al cemento portland como a un elemento granular más
dentro de los componentes sueltos, del hormigón a elaborar.
El agua de amasado y el cemento Portland constituyen la pasta
conglomerante que envuelve a las partículas gruesas y finas, integrantes del
agregado compuesto.
Se define como hormigón de cemento Portland a “un cuerpo compuesto,
integrado por un esqueleto granular (el agregado compuesto) y una pasta
conglomerante (la pasta de cemento)”.
La viscosidad de la pasta conglomerante, resulta ser función de su relación
“agua/cemento”. En esta relación, se tiene el factor de mayor influencia en
las propiedades mecánicas y físico - químicas del hormigón obtenido.

48
Propiedades del concreto. -
Una vez estudiados los diferentes materiales que componen el concreto se
pueden analizar las propiedades de la mezcla tanto en estado fresco como
en estado endurecido.
Generalidades. -
En el sentido general de la palabra, un buen concreto es aquel que resulta
satisfactorio en sus dos estados: fresco y endurecido.
Las condiciones relativas al estado fresco residen en que el grado de
humedad de la mezcla sea el adecuado para que el concreto pueda ser
transportado, se pueda compactar por medios apropiados con el mínimo
posible de energía, y además tenga cohesión suficiente, según el método de
colocación utilizado, para que no se produzca segregación o exudación.

49
Un buen concreto en estado endurecido debe tener una resistencia a la
compresión satisfactoria y una durabilidad adecuada. Por lo común, la
resistencia es el factor más importante, pero esta característica va
encaminada no solo a soportar un esfuerzo a la compresión prescrito, sino
también a garantizar otras propiedades en el concreto que están
directamente relacionadas con una alta resistencia. Por otro lado, es
necesario que el concreto sea durable, esto es, que resista, sin sufrir
deterioro con el tiempo, las condiciones para las cuales se ha proyectado.
La durabilidad depende del medio al que está expuesto el concreto con
solicitaciones que pueden ser físicas, químicas o mecánicas; pueden ser
originadas por condiciones agresivas como ambientes salinos, ciclos de
humedecimiento y secado, ciclos de hielo y deshielo, temperaturas
externas, abrasión, ataque de sulfatos, acción electrolítica, y ataque por
líquidos y gases de origen natural o industrial.

50
El agente interno más importante para facilitar este ataque es, sin lugar a
dudas, la permeabilidad, aunque en algunos casos se presenta la reacción
agregado - álcali, o también, los cambios de volumen debidos a diferencias
entre las propiedades térmicas del agregado y de la pasta de cemento. La
permeabilidad determina en gran medida la vulnerabilidad del concreto
ante los agentes externos, y de allí que, para que un concreto sea durable
deberá tener la menor permeabilidad posible.
Actualmente, el interés por las propiedades del concreto se ha
incrementado, pues la tendencia moderna es la de estipular requisitos de
propiedades particulares del concreto, en lugar de limitarse a indicar la
calidad y la cantidad de los materiales componentes. Por lo tanto, el
conocimiento de las propiedades del concreto hace posible la selección de
una mezcla más apropiada y más económica.

51
Concreto Fresco. -
Trabajabilidad o Manejabilidad. -
La manejabilidad se define como el grado de facilidad o dificultad con que el
concreto puede ser mezclado, manejado, transportado, colocado y terminado
sin que pierda su homogeneidad. De aquí se puede notar que la
trabajabilidad puede ser considerada como una combinación de varias
propiedades en las que la compactabilidad, movilidad, cohesividad,
consistencia y plasticidad, son quizás las más importantes. Cada uno de
estos factores se define como sigue:
 La compactabilidad se refiere a la facilidad con la que el aire atrapado en la mezcla puede ser
expulsado.
 La movilidad es la facilidad con la que el concreto puede fluir alrededor del acero de refuerzo,
dentro de los encofrados.
 La cohesividad es la resistencia de una mezcla de concreto a la segregación y/o exudación.
 La consistencia, se refiere al estado de fluidez, o sea, al grado de humedad de la mezcla, o,
dicho en otras palabras, que tan seca o fluida es una mezcla de concreto.
 La plasticidad es la propiedad del concreto que le permite ser fácilmente moldeado, y que a la
vez cambiar de forma lentamente si se saca del molde en estado fresco.

52
De cualquier modo, las mezclas húmedas son más trabajables que las
mezclas secas.
El grado de trabajabilidad apropiado de una mezcla de concreto está
gobernado por el tamaño y forma de la estructura proyectada, por la
disposición, tamaño y cantidad del acero de refuerzo, y por los métodos de
colocación y compactación. Un elemento muy reforzado requiere de mayor
grado de manejabilidad que uno con poco refuerzo.

53
Factores de que depende la manejabilidad. -
Existen gran cantidad de factores que influyen en la trabajabilidad siendo
los más importantes los siguientes:
 Gradación de los agregados.
 Forma y textura superficial de los agregados.
 Contenido de aire.
 Contenido de aditivos.
 Fluidez de la pasta.
 Cantidades relativas de pasta y agregados.
 Relación arena - agregado total.
 Algunos factores externos.

54
Fluidez de la pasta. -
En cuanto a la fluidez de la pasta, se puede anotar que la plasticidad de una
mezcla depende en gran parte de las cantidades relativas de agua y cemento. En
efecto, una pasta con bastante cemento y poca agua es muy rígida y en conjunto
con los agregados se convierte en una mezcla prácticamente inmanejable
debido a que no se produce la suficiente lubricación entre las partículas. Por el
contrario, si se tiene un contenido bajo de cemento mientras que el del agua es
alto, se puede llegar a tener una pasta tan fluida que los granos de agregado
quedan “nadando “produciéndose así segregación y exudación en el concreto.
En consecuencia, la pasta en estado fresco debe ser una suspensión y no una
solución de cemento en agua, y mientras más diluida, el espacio entre las
partículas de cemento es mayor, formándose así pastas con estructuras cada vez
más pobres independientemente del estado de hidratación del cemento. Esto
implica que, en mezclas plásticas, la resistencia del cemento varía en forma
inversa a la relación agua/cemento, lo cual es una manera de expresar el grado de
dilución de la pasta.

55
Cantidades relativas de pasta y agregados. -
La manejabilidad del concreto también se ve afectada por la relación
existente entre la cantidad de pasta y el área de los agregados que ésta
debe lubricar y pegar. Este factor se conoce como relación
pasta/agregados.
Para valores altos de esta relación, los agregados se pueden mover con
facilidad dentro de la masa de concreto. Por el contrario, si la cantidad de
pasta se reduce hasta el punto en que no es suficiente para llenar los
espacios vacíos para que los agregados puedan “flotar “, la mezcla se
vuelve áspera y poco trabajable.

56
Relación arena - agregado total. -
Otro factor que afecta la trabajabilidad es la cantidad de arena con respecto a
la masa total de agregados. En lo referente a las recomendaciones
granulométricas, las mezclas que contienen un bajo contenido de arena son
difíciles de mezclar, transportar, colocar, consolidar y terminar, y además
presentan la tendencia de producir segregación y exudación.
De otra parte, cuando se tienen un elevado porcentaje de arena es necesario
aumentar la cantidad de agua o pasta para que la mezcla sea trabajable.
Cuando se incrementa el agua se disminuye la resistencia y la durabilidad,
mientras que cuando se aumenta la pasta se obtienen mezclas más costosas.
En estos casos, la mezcla tiene poca cohesividad presentándose también
tendencia a la segregación o exudación.
Para la elaboración de mezclas con una cantidad dada de pasta, el porcentaje
de arena requerido es menor si la arena es fina y mayor si es gruesa, para
obtener una manejabilidad determinada.

57
Factores externos. -
El grado de manejabilidad algunas ocasiones también está influenciado por
factores externos tales como el método de mezclado, el sistema de
transporte que puede ser por carretilla, bandas transportadoras, bombeado,
por tubería, etc., el tipo de colocación, el método de compactación utilizada,
el tipo de textura de acabado deseado ( lisa, rugosa, etc.), las condiciones
del clima que imperan en el sitio de producción y colocación del concreto y,
el tiempo transcurrido entre el mezclado y la colocación del concreto.

58
Medición de la trabajabilidad. -
La trabajabilidad de una mezcla sólo puede ser determinada mediante la
observación de cómo se acomoda en las diferentes partes de la estructura y
cómo responde a la compactación sin que pierda su homogeneidad, Por
este motivo, hasta la fecha no se conoce ningún método que mida
directamente esta propiedad; sin embargo, se han desarrollado algunos
ensayos que permiten hacer una correlación entre la manejabilidad con
alguna otra característica del concreto en estado fresco. El ensayo más
conveniente utilizado es del de “asentamiento o slump “o de consistencia el
cuál mide con bastante aproximación la consistencia o grado de humedad
de una mezcla.
Para llevar a cabo el ensayo de asentamiento se utiliza un molde metálico, el
cual se denomina “cono de Abrams “debido a que fue propuesto por dicho
investigador. El procedimiento a seguir consiste en lo siguiente.

59
Se coloca el molde sobre una superficie horizontal, plana y no absorbente,
presionando con los pies las agarraderas para que no se salga de concreto
por la parte inferior del molde. En seguida, se llena el cono en tres capas
cada una de aproximadamente igual volumen, apisonándose cada capa con
25 golpes dados con una varilla de 16 mm. de diámetro, 60 cm. de longitud
y con uno de sus extremos redondeado. La introducción de la varilla se
debe hacer en diferentes sitios de la superficie y hasta una profundidad tal
que penetre ligeramente en la capa inferior con el objeto de que la
compactación se distribuya uniformemente sobre la sección transversal.
Al término de la tercera capa, se enrasa la superficie, bien sea con la varilla
o con un badilejo. Se retira la mezcla que haya caído al suelo en la zona
adyacente a la base del molde y se retira el cono levantándolo
cuidadosamente en dirección vertical, sin movimientos laterales o de
torsión y sin tocar la mezcla con el molde cuando éste se ha separado del
concreto.

60
Una vez retirado el molde, la muestra sufre un asentamiento (y de aquí el
nombre del ensayo) el cual se mide inmediatamente como la diferencia
entre la altura del molde y la altura medida sobre el centro de la base
superior del espécimen.
Si se produce un desprendimiento pronunciado
del concreto hacia un lado de la muestra, se
debe repetir el ensayo sobre otra muestra
diferente. Si el desprendimiento persiste, como
puede suceder con mezclas ásperas, es un
indicio de que a la mezcla le falta cohesión
adecuada, y por lo tanto, el ensayo de
asentamiento no es aplicable en éste caso. De
ahí que ésta prueba se aplique sólo a mezclas
plásticas y trabajables con valores de
asentamiento entre 0 y 20 cm.

61
El ensayo de asentamiento también es muy usado en el campo para
verificar las variaciones en los materiales que se utilizan para producir
concreto. Así, por ejemplo, una alteración en el contenido de humedad de
los agregados o un cambio en la granulometría, se puede detectar
mediante un incremento o una disminución en el asentamiento.
Los concretos se clasifican por su consistencia en seco, plástica, blanda,
fluida y líquida, como se indica en la siguiente tabla. La consistencia
líquida no es admisible para concreto armado.
Consistencia de los hormigones
consistencia asiento en el cono de abrams en cm.
seca 0 - 2
plástica 3 - 5
blanda 6 - 9
fluida 10 - 15
líquida  16

62
Homogeneidad. -
Es la cualidad por la cual los diferentes componentes del hormigón aparecen
regularmente distribuidos en toda la masa, de manera tal que dos muestras
tomadas en distintos lugares de la misma resulten prácticamente iguales. La
homogeneidad se consigue con un buen amasado y para mantenerse, requiere
de un transporte cuidadoso y una colocación adecuada.

63
Segregación del concreto. -
La segregación de una mezcla de concreto se define como la separación de
sus constituyentes por falta de cohesividad, de manera que su distribución
deja de ser uniforme.
Las principales causas de segregación en el concreto son la diferencia en
tamaño de las partículas, la densidad de los constituyentes de la mezcla y
una mala gradación de los agregados. Asimismo, pueden influir otros
factores como un mal mezclado, un inadecuado sistema de transporte, una
colocación deficiente y un exceso de vibración en la compactación.
La segregación se puede presentar de dos formas. La primera ocurre
cuando se usan mezclas pobres y demasiado secas, de tal manera que las
partículas gruesas tienden a separarse, bien sea porque se desplazan a lo
largo de una pendiente o porque se asientan más que las partículas finas.
El segundo tipo ocurre particularmente en mezclas húmedas, y se
manifiesta por la separación de una parte de la pasta de los agregados.

65
A continuación, se dan algunos consejos prácticos para disminuir el riesgo
de segregación.
 Dosificar en forma adecuada los materiales.
 Revisar el aspecto de la mezcla cuando se prueban los diseños.
 Transportar la menor distancia posible el concreto hasta la posición final.
 No arrojar el concreto desde una altura considerable (alturas mayores que 1 m.)
 No transportar el concreto por conductos con cambios bruscos de dirección.
 No descargar el concreto contra un obstáculo.
 No dejar fluir el concreto a lo largo del encofrado.
 No esparcir un montón de concreto con el vibrador.
 No exceder el tiempo de vibración del concreto.
 No utilizar agregado grueso cuya densidad difiera apreciablemente del agregado
fino.

66
Exudación o Sangrado del concreto
La exudación se considera como una forma de segregación en la que una
parte del agua de mezclado tiende a elevarse a la superficie de una mezcla
de concreto recién colocado. Esto es debido a que los constituyentes
sólidos de la mezcla no pueden retener toda el agua cuando se asientan
durante el proceso de fraguado.
La exudación de la mezcla trae consecuencias
nocivas. Por un lado, la parte superior de una
porción de concreto se vuelve demasiado
húmeda lo que con lleva a estructuras porosas,
débiles y poco durables. Por otra parte, si la
evaporación del agua en la superficie del
concreto es más rápida que la velocidad de la
exudación, se producen grietas plásticas de
contracción.

67
Otro problema que se crea con la elevación del agua es que puede quedar
atrapada debajo de las partículas gruesas de agregado o del acero de
refuerzo, lo que genera zonas de baja adherencia y por lo tanto una
eventual disminución en la resistencia. Adicionalmente, el agua deja tras
de sí conductos capilares que incrementan la permeabilidad de la masa de
concreto.

68
Proceso de fraguado y endurecimiento
En general, el concreto fresco debe permanecer lo suficientemente
plástico durante un tiempo, por lo menos media hora y preferiblemente
una hora, para que pueda ser manejado y consolidado convenientemente.
Después de este tiempo, y dejada la mezcla en reposo, comienza el
proceso de endurecimiento normal hasta que se dice que “ha fraguado “.
Sin embargo, bajo condiciones normales y pasadas varias horas del
primer mezclado, el concreto que ha endurecido considerablemente
puede ser replastificado y consolidado por vibración o remezclado. De
aquí que es conveniente definir el punto en el cual el concreto, fragua o
pasa de estado plástico a estado endurecido.

69
Concreto Endurecido. -
Resistencia. -
Por lo común, la resistencia física es la propiedad más importante del
concreto, porque en forma directa influye en las demás características de
significado práctico. En general los concretos más resistentes son más
densos, menos permeables, y más resistentes al intemperismo y ciertos
agentes destructivos. De otro lado, los concretos resistentes usualmente
exhiben mayor contracción por fraguado y menor extensibilidad, por lo
tanto, son más propensos al agrietamiento.
La resistencia del concreto es una habilidad para resistir esfuerzos y de allí
que se puede considerar de cuatro maneras: compresión, tracción, flexión, y
corte. El concreto presenta una alta resistencia a los esfuerzos de
compresión y muy poca a los de tracción, razón por la cual la resistencia a la
compresión simple es la propiedad más importante y a partir de ella se
estudian a las demás.

70
Relación agua/cemento
Un factor que se ha venido mencionando y que tiene gran influencia en la
mayor parte de las propiedades del concreto y en especial en la resistencia,
es la relación agua/cemento.
El agua de mezclado es aproximadamente el 15 % del volumen total del
concreto, del cual el 5 % hidrata al cemento y el 10 % restante es agua
evaporable. Este último se utiliza para proporcionar fluidez a la mezcla y
lograr una masa plástica; al evaporarse deja en su lugar poros de aire.
El cociente entre el peso del agua de mezclado (a) y el peso del cemento
empleado (c) es lo que se conoce como relación agua/cemento (r) o sea: 𝑟 =
𝑎
𝑐
Entre mayor es el contenido de agua de mezclado, mayor es la cantidad de
agua que no se combina con el cemento, y por consiguiente, al disiparse la
parte de agua evaporable la pasta será más porosa y la resistencia del
concreto se disminuye.

71
Naturaleza de la resistencia del concreto. -
Las propiedades y la resistencia de cualquier sistema heterogéneo dependen de
las características físicas y químicas de sus componentes y de las interacciones
entre ellos mismos. Por su naturaleza, el concreto es una masa endurecida y
heterogénea cuya resistencia depende únicamente de los siguientes factores:
 La resistencia de la pasta endurecida.
 La resistencia propia de las partículas del agregado y
 La adherencia entre la pasta y los agregados.
En cuanto a la resistencia de la pasta hidratada, es bien sabido que el cemento
al contacto con el agua se hidrata y forma una masa semicristalina discontinua
llamada “gel “, que con el transcurso del tiempo adquiere resistencia la cual
será mayor a medida que se incrementa el grado de hidratación.

72
En lo que se refiere al segundo factor, los agregados tienen propiedades
bien definidas e independientes del tiempo dentro de las cuales se destaca
la resistencia de los granos. Al estar incrustados los agregados en una
matriz (pasta de cemento) formado una masa endurecida, parte de la
resistencia mecánica que soporta esta masa es aportada por las partículas
de agregado.
El tercer factor se debe a que, durante el proceso de fraguado y
endurecimiento de la pasta de cemento, se genera una trabazón entre los
agregados y la pasta debido a la superficie de adherencia que se genera. La
interacción entre los dos elementos, además de variar con el tiempo, algunas
veces lo hace también con la composición mineral que los materiales en
contacto en cuya interacción se presentan fenómenos tanto físicos como
químicos. La zona de contacto, llamada interfaces “agregado matriz “, es la
fase más importante del concreto que establece el enlace crítico y
normalmente se constituye en el elemento más débil de la masa endurecida.

73
Factores que inciden en la resistencia
En general, el factor más importante en la resistencia de un concreto
totalmente compactado es la relación agua/cemento. Sin embargo, para
una mezcla trabajable, bien dosificada y en condiciones estándar de
mezclado, curado y métodos de prueba, además de la influencia de la
relación agua/cemento, intervienen otros elementos como la
granulometría, textura superficial, forma, resistencia, rigidez y tamaño
máximo del agregado; el tiempo y calidad del cemento; así como de la
calidad del agua y el tipo y cantidad de los aditivos.
La resistencia del concreto también depende de la temperatura, del
fraguado, de la edad, y de muchos otros factores. A continuación, se
analizan algunos de los más importantes.

74
Tipo y cantidad de cemento. -
El tipo y cantidad de cemento utilizado tiene gran influencia en la resistencia
final conseguida por el concreto debido a que el cemento es el material
químicamente “activo “en la mezcla.
Los diferentes tipos de cemento, así como sus características fueron estudiados
anteriormente; sin embargo, es preciso anotar que distintas marcas y aún el mismo
tipo, no se deben intercambiar sin antes hacer un riguroso análisis del efecto que dicho
cambio puede tener sobre la resistencia.
Lo más importante en lo que respecta al cemento es su cantidad en la mezcla, y
generalmente se cumple que a mayor contenido de este se consiguen mayores
resistencias. Dicha afirmación tiene su límite ya que se ha demostrado que para
mezclas con una baja relación agua/cemento y con un contenido de cemento muy alto
(superior a 470 Kg/m3), en la resistencia surge una disminución, en especial cuando se
utiliza agregado de gran tamaño. Este comportamiento se debe a los esfuerzos
inducidos por la contracción, que, al ser obstruida por las partículas de agregado, causa
agrietamiento de la pasta o una pérdida de adherencia entre el cemento y el agregado.

75
Relación agua/cemento. -
Se puede observar que cuando menor es la relación agua/cemento, mayor
es la resistencia; sin embargo, al emplear relaciones agua/cemento muy
bajas la mezcla se vuelve más seca y difícil de compactar quedando
porosa, al punto que la resistencia comienza a decrecer. Obviamente,
cuando la compactación se hace con vibrador, se pueden utilizar relaciones
agua/ cemento, menores que las empleadas con compactación manual.
En la práctica, muchas veces se utilizan materiales con características
distintas a las previstas en el diseño de la mezcla, lo que conduce a
resistencias distintas con la misma relación agua/cemento. Por esta razón
se hace indispensable efectuar ensayos con los materiales que realmente
van a ser utilizados en una obra específica, simular las condiciones a que
estará expuesto el concreto, y desarrollar gráficas para determinar la
relación real entre la resistencia y la relación agua/cemento.

76
Características de los agregados. -
En general se puede decir que para una misma relación agua/cemento, las
partículas de agregado con textura rugosa o de forma angular forman
concretos más resistentes que otros redondeados o lisos debido a que hay
mayor trabazón entre los granos gruesos y el mortero; sin embargo, para
igual contenido de cemento, los primeros exigen mayor cantidad de agua
para lograr una determinada manejabilidad y por ello el efecto neto sobre la
resistencia no varía en forma apreciable.
Una masa de agregados cuya granulometría sea continua, permite elaborar
mezclas de alta compacidad, mucho más densos y por lo tanto se
consiguen mayores resistencias.
La resistencia y rigidez propia de los granos de agregado también influyen
en la resistencia del concreto. Esto se debe a que un agregado muy poroso
(por ejemplo, la piedra pómez) y de baja densidad, tiene menor resistencia
que uno de alta resistencia y muy denso.

77
Influencia del tamaño máximo. -
En general, la diferencia en tamaño máximo de un mismo tipo de agregado bien
gradado, tienen dos efectos opuestos en la resistencia a la compresión del
concreto. En primer lugar, para una consistencia dada y para igual contenido de
cemento, la utilización de tamaños máximos mayores requiere menos agua de
mezclado que los agregados de tamaño máximo menores. Por otro lado, mezclas
con la misma consistencia e igual relación agua/cemento, presentan resistencias
más bajas cuando se utilizan agregados de tamaño máximo mayor.
En particular, se ha logrado demostrar que, para concretos de alta resistencia, mientras
mayor sea la resistencia requerida, menor deberá ser el tamaño máximo para que la
eficiencia sea máxima. Asimismo, para concretos de baja resistencia, mientras mayor
sea el tamaño máximo, mayor será la eficiencia.
Sin embargo, para concretos de resistencia intermedia, existe un rango amplio en los
tamaños máximos que se pueden usar para una misma resistencia, esencialmente con
igual contenido de cemento. Únicamente se requiere de mayor cantidad de cemento si
se utilizan agregados de tamaños máximos más pequeños.

78
Influencia del fraguado del concreto. -
Las condiciones de tiempo y temperatura durante el proceso de fraguado es
otro de los factores que afecta la resistencia del concreto. Sin embargo, la
temperatura ambiente a la que está expuesta la mezcla puede afectar en forma
adversa el tiempo de fraguado del concreto. En climas fríos, el proceso de
hidratación del cemento es más lento debido a que el medio ambiente le “roba”
parte del calor de hidratación con el subsecuente retardo del tiempo de
fraguado y, por tanto, la adquisición de resistencia se demora.
Por el contrario, cuando la temperatura es elevada, se aumenta la resistencia a
muy temprana edad, pero se disminuye aproximadamente después de los 7
días. La razón es que una rápida hidratación inicial de los granos de cemento es
superficial y parece formar una pasta con una estructura física más pobre y
posiblemente más porosa.

79
Curado del concreto. -
Luego del proceso de fraguado del concreto es necesario mantener el
concreto tan saturado de agua como sea posible con el fin de terminar de
hidratar al cemento y conseguir así su máxima eficiencia.
Por esta razón, la resistencia del concreto depende en gran medida de la
atención que se le preste a este factor.
Otro factor importante en el curado es su temperatura, debido a que un
aumento durante este proceso acelera las reacciones químicas de la
hidratación lo cual afecta en forma benéfica la resistencia a edades
tempranas del concreto, pero con consecuencias adversas en la resistencia
posterior.

80
Influencia de la edad del concreto. -
Inmediatamente que se presenta el fraguado del concreto comienza el
proceso de adquisición de resistencia con el transcurso del tiempo.
En la práctica, normalmente se especifica que el concreto comienza el proceso
de adquisición de resistencia con el transcurso del tiempo, normalmente se
específica que el concreto alcanza la máxima resistencia a la compresión a la
edad de 28 días. La explicación es porqué de dicho tiempo el aumento de
resistencia es muy poco.
Si se toma como base la resistencia máxima a la compresión a los 28 días, el
aumento promedio de la resistencia con el tiempo es aproximadamente como
se indica en la siguiente tabla, para el caso de los concretos preparados con
cemento portland.

81
Edad
Días
% Resistencia con respecto
a los 28 días
1
3
7
14
28
56
90
180
12
40
70
90
100
110
120
125

82
Resistencia a la compresión. -
La resistencia a la compresión se mide con una prensa, que aplica carga
sobre la superficie del cilindro a una velocidad especificada mientras
ocurre la falla. La operación tarda entre 2 y 3 minutos y la carga a la que
falla la probeta queda registrada en un manómetro; este valor se divide por
el área de la sección transversal del cilindro obteniéndose así el esfuerzo
de rotura del concreto.

83
Por lo común el resultado se expresa en Kg/cm2 o en lbs/pul2 (psi). Los
valores de resistencia obtenidos generalmente varían en un rango
comprendido entre 140 y 420 Kg/cm2 dependiendo del valor al cual fue
diseñada la mezcla. El valor comúnmente estipulado para obras de
concreto en general es de 210 Kg/cm2.
La medida de la resistencia a la compresión del concreto no solo se puede
medir por medio de cilindros, sino que existe otro tipo de pruebas en las
que se utilizan muestras cúbicas o prismáticas.
La influencia de la forma y las dimensiones de los especímenes en los
resultados de los especímenes de las pruebas a compresión es muy
relativa. El método más utilizado es el de cilindros de 15 x 30 cm.
La resistencia mecánica del hormigón, es una función de la relación
agua/cemento de la pasta conglomerante, del grado de consolidación,
del tipo y calidad del cemento y de la eficiencia del curado y la edad.

84
La resistencia a la compresión simple es la característica mecánica más
importante de un hormigón.
En una estructura de hormigón armado, la característica esencial del
hormigón es la resistencia a la compresión y la adherencia al acero de
refuerzo.
En pavimentos interesa la resistencia a la tracción el posible desgaste y su
comportamiento a los ciclos de congelación y deshielo.
En fundaciones o revestimientos de túneles, tiene importancia la
resistencia a los sulfatos del suelo o de las aguas de infiltración.
En depósitos de agua, lo esencial es la impermeabilidad.
En construcciones marítimas, se tiene la acción combinada de la abrasión
producida por la acción mecánica de los movimientos del mar y el ataque
químico del conjunto de sales que lleva el agua en disolución.

85
Dosificación. -
Para una adecuada dosificación del hormigón deben de ser consideradas
cuatro condiciones básicas: resistencia, durabilidad, trabajabilidad y
economía.
Hoy en la actualidad hay un sin número de métodos para dosificar
hormigones. Para cada caso concreto el proyectista debe decidir cuál es el
que más se ajusta a las necesidades de la obra.

86
El hormigón más conveniente depende en cada caso:
a) de las características de la obra
b) del equipo e instalaciones a emplear
c) de los materiales
d) del control del hormigonado
El proyecto de hormigón debe considerar:
a) las características de los materiales componentes
b) los requisitos de la estructura a conformar.
c) las condiciones del medio ambiente a que se verá
expuesta la misma

87
Preparación del concreto. -
Una vez determinada la dosificación más conveniente para preparar la
masa de hormigón, hay que medir los materiales. El agua se mide en
volumen, el cemento y los áridos en peso, si bien estos últimos pueden
dosificarse también en volumen.
El hormigón puede mezclarse manualmente o mediante mezcladoras u
hormigoneras.
Cuando el mezclado se hace manualmente se lo realiza en un recipiente
metálico limpio e impermeable utilizando una llana roma o una pala, se
mezclan los ingredientes con el siguiente procedimiento.
1) Se mezclan íntimamente le cemento y el agregado fino
2) se adiciona el agregado grueso, mezclando hasta que quede
uniformemente distribuido en toda la mezcla
3) se agrega el agua necesaria para el empaste, mezclando hasta que el
hormigón tenga apariencia homogénea y la consistencia deseada.

88
El hormigón debe amasarse en hormigonera o mezcladora, siendo
conveniente, por razones de homogeneidad verter los materiales en el
orden siguiente:
1) Una parte de la dosis de agua (del orden de la mitad)
2) el cemento y la arena simultáneamente
3) el árido grueso
4) el resto del agua

89
Tiempo de mezclado. -
El tiempo de mezclado es factor importante en la fabricación de concreto
puesto que influye en propiedades tales como la uniformidad,
manejabilidad, resistencia y durabilidad.
Un tiempo de mezclado demasiado corto trae como consecuencia un
concreto no uniforme, de baja resistencia y reducida durabilidad. Por el
contrario, tiempos de mezclado excesivos facilitan la evaporación del agua
de mezclado con la eventual pérdida de manejabilidad. Un mezclado
excesivo puede provocar además la desintegración parcial del agregado
debido al proceso de abrasión al que es sometido, generando de esta
manera un exceso de finos en la mezcla y una disminución en la
trabajabilidad.
Normalmente el fabricante de la mezcladora recomienda el tiempo de
mezclado de acuerdo a la velocidad de rotación óptima.

91
Transporte del concreto. -
El transporte del concreto, desde la amasadora hasta la obra puede hacerse
por múltiples procedimientos, entre los que pueden citarse: las carretillas,
baldes, volquetas, camiones hormigoneros etc., cualquiera se la forma de
transporte no debe transcurrir mucho tiempo entre el amasado y la puesta
en obra del hormigón. Generalmente dicho intervalo no será superior a una
hora cuando se empleen cementos Portland normales, no deben segregarse
los áridos gruesos, las vibraciones y los choques favorecen siempre la
segregación por lo que a veces será necesario prever una suspensión
especial en los vehículos de transporte.
Las carretillas que son accionadas manualmente, con un empleo limitado
por la topografía del terreno pues su uso requiere pendientes menores a
15 % y para distancias cortas.

93
Tolvas metálicas, accionadas manualmente mediante poleas o
mecánicamente con motores, son especiales para salvar diferencias de
alturas importantes, tienen una capacidad de 0.2 a 6 m3.

94
Camiones mixer con capacidad generalmente entre 3 y 8 m3 son camiones
que permiten realizar el mezclado mientras se encuentra en movimiento.

95
Camión tolva, esta es una volqueta que en ocasiones resulta ser un medio
bastante práctico, las capacidades normales son de 3 a 7 m3, se usa en
caso de hormigones, con asentamiento de cono de abrams menor a 5 cm.

96
Bomba de hormigón especial para hormigones con asentamiento de cono
de abrams de 8 a 12 cm en condiciones normales se llega a transportar
300 m en horizontal y 90 m en vertical.

97
Cinta transportadora, se usa para hormigones con asentamiento en el
cono de abrams de 7 cm o menor y en distancias cortas debe cuidarse que
la pasta no quede adherida a la cinta cuando esta retorna.

98
Puesta en obra del concreto. -
La colocación del hormigón necesita de una previa verificación de los
siguientes puntos:
 Estabilidad y estanqueidad de los encofrados
 Colocación y verificación de las armaduras
 Limpieza de toda la zona donde se realizará el vaciado
La colocación del hormigón debe responder a una planificación, en la que se
consideran las etapas en que se vaciarán las diferentes piezas de la
estructura, el acceso de los diferentes equipos de transporte hasta el lugar
del vaciado, además de los detalles de la distribución de la mezcla en el lugar.

100
Respecto al último punto, podemos decir que deben cumplir las
siguientes condiciones:
 Se debe colocar la mezcla en capas de espesor máximo de 30 cm.
 Cada capa debe poseer un espesor uniforme antes de proceder con la
compactación.
 Las capas subsiguientes deben colocarse una vez compactada la capa
anterior.
 Debe elegirse una dirección fija de avance para el vaciado.
 La caída libre del hormigón no debe superar una altura de 1.5 pues se
produciría segregación.
El vertido y la colocación del hormigón debe efectuarse de manera que no
se produzca la disgregación de la mezcla.
El peligro de disgregación es mayor, en general cuanto más grueso es el
árido y más discontinua su granulometría, siendo sus consecuencias peores
cuanto menor es la sección que se hormigona.

101
Compactación. -
Durante la elaboración y colocación del hormigón, queda atrapado en su
interior un volumen de aire que, de no ser retirado perjudicaría las
cualidades del hormigón.
La compactación busca que el hormigón adquiera la máxima densidad
posible compatible con su dosificación, esto se logra en parte al eliminar el
aire de la mezcla.

102
Una compactación adecuada, mejora la resistencia y reduce el desgaste
del hormigón, se necesita contar con un vibrador, que es un aparato
compuesto por el motor (gasolina o eléctrico), la manguera y la aguja
(existen diferentes diámetros) y los pasos a seguir son:
 Para la primera capa, se debe introducir la aguja verticalmente hasta tocar
levemente el encofrado.
 Se debe sumergir y sacar la aguja con un movimiento lento y a velocidad
constante.
 Se vibra hasta que desaparezcan las burbujas de aire de la superficie y está
quede humedecida.
 Una vez que se saca la aguja, se debe introducir en una zona vecina, de tal
manera que el diámetro de influencia de la zona a vibrar, intercepte el de la
anterior.
 No es aconsejable que las agujas toquen las armaduras, pues dificulta la
adherencia de esta con el hormigón.
 Para vibrar una capa superior, se debe introducir el vibrador hasta 1/3 de la capa
anterior, de esta manera se eliminarán posibles fisuras en la unión.

103
La compactación por picado, se efectúa mediante una barra metálica que
se introduce en la masa de hormigón repetidas veces, de modo que
atraviese la capa a consolidar y penetre en la inferior.
Este método se emplea con hormigones de consistencia blanda y fluida, en
general en obras de poca importancia.

104
Curado del concreto. -
El cemento para adquirir resistencia, necesita estar en contacto con el
agua, de esta manera, sus partículas logran hidratarse y se consigue un
endurecimiento óptimo del hormigón.
Los cuidados que se toman para que estas partículas se hidraten se llama
curado; si un hormigón no ha sido curado, aparte de llegar a perder hasta
un 30 % de su resistencia a la compresión, presentará fisuras que
afectarán su futuro comportamiento.
El viento y el sol son los principales responsables de la evaporación del
agua del hormigón e impiden así que las partículas de cemento logren
hidratarse, reduciendo la resistencia del hormigón.

105
Transcurrida 1 o 2 horas luego del
vaciado, el hormigón se encuentra
superficialmente seco, tiempo que puede
variar según el clima de la región,
entonces es cuando se debe proceder con
el curado manteniendo al hormigón en
estado de humedad constante y tratando
que la temperatura del mismo nunca sea
inferior a los 4º C. El tiempo en que debe
mantenerse estas previsiones no debe ser
inferior a los siete días.
Los métodos de curado frecuentemente utilizados son los siguientes:
 Humedecer la superficie del hormigón mediante riego de agua.
 Colocar una capa de arena húmeda sobre el hormigón, se obtiene el
mismo efecto con papel mojado o algún otro material humedecido.
 Pintado de la superficie del hormigón con aditivos especiales para curado.

106
Plazo para el desencofrado. -
Encofrado, material (madera o acero) indispensable para dar la forma
deseada al hormigón y por consiguiente es necesario el cuidado de
seguridad y consistencia, puesto que tienen que soportar la carga del
hormigón.
Los encofrados de las distintas piezas de
hormigón que forman una estructura,
deben mantenerse en posición, hasta que
el hormigón haya adquirido la resistencia
necesaria para soportar con seguridad, su
peso propio y las cargas permanentes y
accidentales que pueden actuar sobre las
mismas.

107
Debe considerarse que las operaciones de desencofrado, cuando el
hormigón no está lo suficientemente endurecido, puede ocasionar daños
permanentes en la estructura.
En general los tiempos de desencofrados mínimos que deben cumplirse
cuando la temperatura no ha sido inferior a 10 o 15 ºC, para piezas que
solo soportan su peso propio son los siguientes:
Elementos de construcción Plazo de desencofrado (días)
Costado de vigas, cadenas y dinteles 3
Columnas 4
Fondos de vigas y losas 17
Muros y pilares 6
Cuando las temperaturas son menores a las indicadas, los plazos deben ser
mayores. El desencofrar antes de los plazos recomendados, es sin duda una
mala práctica constructiva.

108
Clasificación del hormigón. -
 Hormigón Simple Hº Sº, sus componentes son: cemento, arena, grava y
agua.
 Hormigón armado Hº Aº , sus componentes son: Hº Sº incluido armadura
de hierro.

109
 Hormigón ciclópeo Hº Cº, sus componentes son: cemento, arena
gruesa, piedra manzana, bolón, agua.

110
 Hormigón pretensado y postensado Hº Pº, el pre y el pos es un
hormigón simple, y está en función al manipuleo del tensado de la
armadura, si es antes o después de endurecido el hormigón
respectivamente.
Generalmente son piezas prefabricadas de mucha mayor resistencia a la
compresión, tracción y deformaciones, se utilizan en vigas de puentes y en
edificios de grandes luces.

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