agua para el concreto
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AGUA PARA EL CONCRETO
Samir angulo torres Jimmy pereda Laura conde vasquez Marleny luque ramirez Juan carlos miranda
luque
INTRODUCCION
El agua parte fundamental en el trabajo del concreto tiene algunas relaciones que tenemos que tener en cuentas las cuales son:
El agua dentro de la mezcla (incluye hielo chancado y hielo raspado también el agua en la superficie del agregado).
Agua usada en el curado.
Agua para lavar camiones mixer, mezcladores o mezcladoras y demás equipo.
Agua usada para lavar agregados.
El agua potable o apta para el consumo humano (aquella que se puede beber, libre de porcentajes de sales solubles) es buena para hacer concreto. La reciproca no se cumple.
El agua de mar puede utilizarse en concreto sin refuerzos de acero aceptándose que el concreto resultante una resistencia menor.
Agua de las operaciones de producción de concreto
Agua recuperada de los procesos de producción de concreto de cemento portland que incluye el agua de lavado del camión mezclador (mixer) y demás equipo.
Agua que fue parte de una mezcla de concreto, agua de la lluvia colectada en un recipiente, en una planta de producción de concreto, agua que contiene cantidades de los ingredientes del concreto.
el agua cumple tres funciones en la mezcla del concreto :
HIDRATAR: el cemento fraguado.
LUBRICA la mezcla para contribuir a la fluidez y trabajabilidad del conjunto.
Proporciona una estructura de vacíos en la pasta necesaria para los productos de la hidratación tenga espacio para generarse.
ESTRUCTURA DEL CEMENTO HIDRATADO
GEL DE CEMENTO
POROS DE GEL
POROS CAPILARES AGUA SOBRANTE
AGUA SIN HIDRATAR
IMÁGENES EN PARTICULAS
ESTRUCTURA DE HIDRATACION DE LA PASTA VS RELACION AGUA CEMENTO
CONCEPTO BASICO SOBRE LA RELACION AGUA / CEMENTO E HIDRATACION
Para A/C alta sobra agua de hidratación y todo el cemento se hidrata.
Para A/C = 42 no sobra agua de hidratación.
Para A/C < 0.42 queda cemento sin hidratar.
Influencia en el curado.
LIMITES PERMISIBLE PARA AGUA DE MEZCLA
Hay varios lugares donde podemos conseguir este elemento indispensable pero debemos tener cuidado:
AGUA DE MAR: es una de las soluciones hecha o basada en agua de componer los océanos y mares de la tierra. Es salada por la concentración de sales minerales disueltas que contiene un 35 % (3.5% o 35 g/l) como media. La densidad media en superficie es de 1.025 g/ml siendo más densa que el agua dulce y el agua pura. a mayor contenido en sal en su punto de fusión por lo que el agua de mar se convierte en hielo a -2c si bien se ha registrado .
AGUA DE RIO: es una corriente natural de agua que fluye con continuidad. Posee un caudal determinado rara vez es constante a lo largo del año y desemboca en el mar; lago o en otro rio en cuyo caso se determina afluente. La parte final de un rio es su desembocadura.
AGUA DEL LAGO: es un cuerpo de agua dulce a diferencia del agua del mar; de una extensión de considerable que se encuentra separado del mar el aporte de agua de los lagos viene de los ríos -, de agua freática y precipitación sobre el espejo del agua.
AGUA SUBTERRANEA: representa una fracción importante de la masa de agua presente en los continentes este se aloja en los acuíferos bajo la superficie de la tierra el volumen del agua subterránea es muy importante que la masa retenida en lagos o circulante aunque en el menor de los mayores glaciares las masas más extensas pueden alcanzar millones de kilómetros (como el acuífero guaraní) Estos tipo de agua tienen algunos elementos que pueden dañar el concreto por eso se recomienda tratarlos así no va a ver en el futuro un daño en el concreto pero hay tratamientos y eso genera un costo adicional en la obra es por eso importante el estudio de agua.
Purificación del agua
El proceso de purificación de agua potable es una serie de pasos al cual el agua se somete para eliminar microorganismos y residuos a fin de obtener agua de mayor pureza y calidad consumible.
Existen diferentes pasos a seguir para la purificación de agua potable:
Cloración
Filtración a través de lecho profundo.
Filtración a través de carbón activado
Filtración por caucho
Suavización del agua
Rayos de luz uv
Cloración:
Es el procedimiento primario de desinfección de agua en el que se emplean compuestos clorados tiene acción germicida que elimina algunas bacterias mohos y algas además que mantiene un equilibrio de la población de microorganismos patógenos que pudieran encontrarse en el agua.
Filtración a través de lecho profundo:
Es un sistema de filtrado que ataca las partículas de mayor tamaño suspendidas en el agua quedando en las distintas capas de arena que, en relación guardan distintos espesor.
Filtración a través de carbón activado.
Es un filtro que contiene carbón que logra eliminar algún sabor u olor del agua es el caso de cloro o mercurio el paso de agua por este filtro tiene que ser lento para asi permisible quitarle la mayor parte de impurezas.
Filtración por caucho.
Es último paso del agua para lograr su pulido físico, el agua pasa a través de un dispositivo que contiene papel filtro con la capacidad de retener algún posible residuo suspendido en el agua de un tamaño aproximado de hasta 0.22 micras cuando el cartucho se ensucia por el exceso de materia suspendida solo se cambia por otro o bien puede lavarse y reutilizarse.
Suavización del agua
Se lleva a cabo en el filtro suavizador y es para quitarle la dureza al agua (contenido alto en sales)
En este filtro se usan resinas que retienen el calcio, sodio y magnesio y pueden ser naturales o pueden ser creadas artificialmente, los sólidos en suspensión (sales) que quedan flotando por encima de la resina se drenan y se van al drenaje.
Osmosis inversa
Es conocida como ultra purificación en la cual se hace pasar el agua a altas presiones a través de una membrana semipermeable que se separe el agua más alta en sales y el agua en baja en sales.
La función de la membrana semipermeable es quitar la mayor parte de los sólidos disueltos totales de un 95% a un 99% y el 99% de todas las bacterias el agua pasan a través de la membrana a alta presión de tal modo que las impurezas salen por detrás dejando fluir y continuar con su proceso al agua.
Recomendaciones Debe evitarse el uso de agua con:
Ácidos
Sustancias alcalinas
Aceites
Materia orgánica
Los efectos nocivos de agua con impurezas son: retardo en el endurecimiento, reducción de la resistencia, manchas
superficiales en el concreto endurecido y eflorescencias.
Las sales solubles (en el agua) que más afectan a los concretos son:
Carbonatos
Bicarbonatos
Sulfatos
Cloruros
Los efectos
ESPECIFICACIONES La PCA (portland cement association) establece las siguientes concentraciones límites permisibles de sales solubles en el agua de mezclado.
Sales solubles totales <2000 ppm (0.2%)
Carbonatos +bicarbonatos <1000 ppm
Sulfatos (como SO4)< 3000 ppm
Cloruros en concretos reforzados <1000 ppm
Cloruros en concretos pre forzados <500 ppm
Ppm = partes por millón
Para concretos en ambientes secos se puede aceptar una concentración de cloruros y sulfatos de 20000 ppm.
Cuando las sales solubles totales estén en una concentración mayor de 2000 ppm se recomienda verificar que la perdida de resistencia de la probeta de mortero normalizada n sea mayor al 10 % respecto a probetas de mortero preparado con agua potable.
Debe evitarse el uso de agua con:
ácidos
sustancias.
Aceites
Materia orgánica.
Los efectos nocivos de aguas con impurezas son de retardo en el endurecimiento, reducción de la resistencia, manchas superficiales en el concreto endurecido y eflorescencias.
ANALISIS QUIMICOS DE AGUA DE VARIAS FUENTES EN EL PERU
Observaciones sobre el agua para concreto en el Perú
En la práctica no existen un patrón definitivo en cuanto a las limitaciones en composición química que debe tener el agua de mezcla ya que incluso aguas no aptas para el consumo humano sirven para preparar concreto y por otro lado depende mucho del tipo de cem,ento y las impurezas de los demás ingredientes ,
Las normas nacionales son conservadoras y es relativamente fácil su cumplimiento.
Fuera de los centros urbanos más poblados, todavía las fuentes de agua natural se mantienen relativamente puras.
En base a la norma técnica peruana (NTP 339.008)
Los componentes que se utiliza para generar las reacciones químicas en los cementantes del concreto hidráulico o del mortero del cemento portland. Puede ser agua potable es decir aquella que por sus características químicas y físicas para el consumo o que cumpla con los requisitos de calidad establecidos en la NTP 339.088.
En el concreto aguas potables o las que se posea experiencia por haber sido empleadas para tal fin, con resultados satisfactorios.
AMASADO: se admiten todas las aguas potables y las tradicionalmente empleadas aunque no necesariamente el agua que es buena para beber es buena para el concreto.
CURADO: es el proceso por el cual se busca mantener saturado el concreto hasta que los espacios de cemento fresco originalmente llenos de agua sean reemplazados por los productos de la hidratación del cemento.
El agua empleada para amasar y curar el concreto será de propiedades:
Colorantes nulas
Clara
Libre de glúcidos
Ácidos
Álcalis
Materias orgánicas
Aceites
Además no deberá contener sustancias que puedan producir efectos desfavorables sobre:El fraguadoLa resistenciaLa durabilidadApariencia de concretoEl agua empleada en la preparación y curado del concreto deberá cumplir con los requisitos de la norma NTP 334.008 y ser de preferencia potable.
EL USO EXTERNO DE ALGUNOS ELEMENTOS DAÑA EL CONCRETO.
PROBLEMAS CAUSADOS POR SALES EN EL AGUA
PARTES POR MILLON (PPM)
Es una unidad de medida de concentración.
Se refiere a la cantidad de unidades de la sustancia que hay por cada millón de unidades del conjunto.
Por ejemplo en un millón de granos de arroz si se pintara uno de negro este grano representaría una parte por millón (1PPM)
La NTP 339.088 el agua debe estar dentro de los límites siguientes:
El contenido máximo de materia orgánica expresada en oxigeno consumido será de 3ppm.
El contenido de residuo solido no será mayor de 5000 ppm
El PH estará entre 5.5 y 8
El contenido de sulfatos, expresados en ion SO4 será menos de 600ppm.
El contenido de cloruros , expresados en ion C1sera menos de 1000 ppm
El contenido de carbonatos y bicarbonatos alcalinos (alcalinidad total) será mayor de 1000 ppm.
Como requisito opcional considera que la variación de olor es una características que se desea controlar el contenido de fierro, expresado en ion férrico será de una parte por millón (1ppm).
Estudios comparativos:
Se podrán realizar ensayos comparativos empleando en un caso el agua en estudio y en otra agua potable manteniendo además similitud en materiales y procedimientos a utilizar, con el fin de obtener ensayos reproducibles.
Dichos ensayos se realizaran con el mismo cemento que será usado y consistirán en la determinación del tiempo de fraguado del cemento y resistencia a compresión a los 7 y 28 días.
La reducción de resistencia del mortero que contiene el agua en estudio a cualquier edad de ensayo podrá ser como máximo de 10 %.
Requisitos de durabilidad:
El PH del agua debe estar en promedio 7 (estado neutro) cuando el PH <6 (agua acida) daña severamente al concreto (de especialmente al acero) de preferencia debe emplearse agua potable.
La cantidad de sustancias nocivas contenidas en el agua se deben sumar a los contenidos en los agregados ´para evaluar los límites máximos permisibles.
Los cloruros actúan sobre el acero produciendo corrosión. Obras cercanas cercanas a ambientes marinos sufre corrosión: R.N.E. Establece para el concreto armado expuesto a la acción de cloruros como máximo el 0.1 % de cloruros contenidos en agua en relación al peso del cemento.
CONTENIDO TOTAL DE IONES CLORUROS SOLUBLES EN AGUA EN EL CONCRETO (ACI318-05)
CONTENIDO MAXIMO DE IONES CLORUROS PARA LA PROTECCION CONTRA LA CORROSION DE LA ARMADURA.
AGUAS PROHIBIDAS
Aguas acidas :
Aguas calcáreas , minerales carbonatadas o naturales
Aguas provenientes de minas o relaves.
Aguas que contengan residuos industriales
Agua con contenido de cloruro del 3 % o un contenido de sulfato mayor del 1 %
Aguas que contengan algas materias orgánicas humus partículas de carbón turbo o azufre o descargas de desagüe.
Aguas que contengan azucares o sus derivados.
Aguas con porcentaje significativos de sales de sodio o potasio disueltos, en especial en todos aquellos casos es posible la reacción álcali- agregado.
Muestras de aguaen caso de que el lugar de extracción se encuentre próximo a la costa, una sola muestra de agua, puede ser representativa si existen variaciones de composición en función del tiempo cambios estacionales e influencia de las mareas.En el caso de n se representativa las muestras podrá tomarse muestras, podrá tomarse muestras periódicas en distintos días y lugares pero a la misma hora. también cuando se sospeche que puede haber variado la composición del agua (cada muestra tendrá un volumen de mínimo 5 litros).El caso de aguas superficiales (ríos, arroyos, lagunas, etc.) la muestra se tomara introduciendo el recipiente ala profundidad en que se colocara la bica de toma de extracción dejando que el agua se introduzca en el.En el caso de aguas subterráneas una bomba de extracción la que se hará funcionar por lo menos 10 min y durante todo el tiempo que resulte necesario para lavar las tuberías luego llenara el recipiente.Las muestras se envasaran en recipientes o botellas de polietileno de color claro perfectamente limpio.El cuello será de diámetro pequeño para facilitar el cierre y sellado el recipiente las tapas serán e los materiales indicados o de corcho nuevo sin defectos y cierre hermético.Los envases llenaran sin dejar vacío salvo que se prevea cambios de volumen por temperatura en cuyo caso se dejara un volumen libre de aproximado 1 %. Inmediatamente después de realizada la extracción. los envases serán convenientes tapados y sellados.Los recipientes serán condicionados para evitar su rotura las tapas serán aseguradas con hilo o alambre para evitar que se aflojen.En tiempo de frio los envases serán protegidos contra los efectos de las bajas temperaturas.
NORMASNTP 339.070: toma de muestras de agua para la preparación y curado de morteros y concretos de cemento portland.
NTP 339.071 ensayo para determinar residuos sólidos y el contenido de materia orgánica de las aguas usadas para elaborar morteros y concretos.
NTP 339.072 método de ensayo para determinar por oxidabilidad el contenido de materia orgánica en las aguas usadas ´para elaborar morteros y concretos
NTP 339.073 ensayo para determinar el residuo sólido y el contenido de materia orgánica de las aguas usadas para elaborar morteros y concretos.
NTP 339.074 método de ensayo para determinar el contenido de hierro en las aguas usadas en la elaboraciones de hormigones y morteros.
NTP 3390.75 método de ensayo para determinar el contenido de hierro en las aguas usadas de elaboración de concreto y mortero.
NTP 339.076 método de ensayo para determinar el contenido de cloruro en las aguas usadas en la elaboración de concretos y morteros.
FUNCIONES PRINCIPALES DE LA MEZCLA
Reaccionan con el cemento para hidratarlo.
Actuar como lubricante para contribuir a la trabajabilidad del conjunto.
Brindar a la estructura de vacíos necesarios en la pasta para que los productos de hidratación tengan espacio para desarrollarse.
CONCLUSIONES
El diseño de mezcla con agua de mar trae como consecuencia que la fc del concreto sea menor que una estructura pueda resistir.
Los sulfatos y cloruros son los principales causantes de la disminución de la fc en el diseño de la mezcla con agua de mar.
Según el reglamento se considera que el tipo de cemento a utilizar se da al nivel de cloruros y sulfatos.
La temperatura influye en el ´proceso de colocación del concreto puesto que esto ocasiona que la mezcla fragüe mas rápido.