conceptos

CA

PÍ

TU

LO

U

NO

1

B Á S I C O S

D E L C O N C R E T O

C O N C E P T O S

CA

PÍ

TU

LO

U

NO

1

EDITADO POR EL INSTITUTO MEXICANODEL CEMENTO Y DEL CONCRETO

S

E

C

C

I Ó

N

CO

LE

CC

IO

NA

BL

EJ u

nio

20

04

01

CA

PÍ

TU

LO

Ilustraciones: Felipe Hernández

“Los conocimientos sobrelas proporciones en lasmezclas han ayudado aldesarrollo del concreto.Posiblemente el hecho mássignificativo en esteaspecto sea eldescubrimiento, hacia1920, de la relación agua-cemento y su influencia enla resistencia del concreto”

Juan Manuel de HavllivisDirector Ejecutivo delIMCYC, 1967

hacer un buenPara

concreto

CONTENIDO

CB

MaterialesCemento

AgregadosAditivos

Agua

NormasCemento

AgregadosAditivos

Agua

Libros IMCYC

BibliotecaDigital IMCYC

Cursos IMCYC

Buzón

CO

NS

TRU

CC

IÓN

Y TECN

OLO

GÍA

2

l servicio al lector es la prioridad número uno de Construccióny Tecnología, por lo que en base a las preguntas y los temasconsultados en el IMCYC se diseñó esta nueva sección mensual:Conceptos Básicos del Concreto.

Estas páginas se centrarán en proporcionar una explicación clara yconcisa de todos los aspectos que influyen en hacer concreto de calidad,desde los materiales y las propiedades involucradas, hasta la preparación,el acabado y el curado.

Nuestra intención es que los temas abordados sirvan como auxiliaresen la supervisión de la construcción para desarrollar una mejor comprensiónde los términos sumamente técnicos, a través de definiciones clarasacompañadas de ilustraciones simples. Una comprensión general de estostérminos ayudará a facilitar la comunicación en la industria de la construcción,lo que generará un estándar más alto de destreza en la obra y facilitaráuna mejor comunicación entre los trabajadores de la construcción,constructores, ingenieros, supervisores de construcción, arquitectos ytoda persona interesada en entender los procesos involucrados para hacerconcreto de calidad.

Así las cosas, sólo nos resta recibir sus opiniones, sugerenciasy preguntas para brindarles un mejor servicio.

Los Editores

P R

E S

E N

T A

C I

Ó N

E

basicos delconcreto

Conceptos´

R

CA

PÍ

TU

LO

U

NO

3

R

CO

NS

TRU

CC

IÓN

Y TECN

OLO

GÍA

4

CA

PÍ

TU

LO

1

n todo el mun-do se recurre al con-creto como un materialde construcción segu-ro, resistente y sencillo.Se usa en todo tipo deconstrucciones, desde vi-vienda hasta conjuntos deedificios para oficinas y complejoscomerciales.

A pesar del uso común del concreto,pocas personas están conscientes de lasconsideraciones involucradas en el diseño deun concreto resistente, durable y de altacalidad.

El CONCRETO se hace mezclando:CEMENTOAGUAAGREGADOS GRUESO Y FINOADITIVOS(si se requieren)

El objetivo es el de mezclarestos materiales en cantidadesmedidas para hacer que el concretosea fácil de:

TRANSPORTARCOLOCARCOMPACTARDAR UN ACABADO

y que fragüe y se endurezca, paraproporcionar un producto resistente ydurable.

La cantidad de cada material (es decir,cemento, agua y agregados) afecta las pro-piedades del concreto fresco y/o endurecido.

CO

NS

TRU

CC

IÓN

Y TECN

OLO

GÍA

4

Materiales

E CEMENTOLos Portland soncementos hidráu-licos compuestosprincipalmentede silicatos decalcio hidráuli-cos. Los cemen-tos hidráulicos fra-

guan y endurecen alreaccionar química-

mente con el agua. Duranteesta reacción, llamada hidratación, el ce-mento se combina con agua para formar unapasta de aspecto similar a una roca. Cuandola pasta (cemento y agua) se agrega a losagregados (arena y grava, piedra trituradau otro material granular) actúa como adhe-sivo y une a todas las partículas de agre-gado para formar así al concreto, el materialde construcción más versátil y de mayor usoen el mundo.

NO

RM

AS

Determinación de la finurade cementantesNMX- C – 049 -1977- ONNCCENMX – C – 055––196NMX – C – 056–– 1997 ONNCCE

Tiempo de fraguadoMNX- C- 058-1967NMX- C- 059- 1997 ONNCCE

Determinar la resistenciaa la tensiónNMX–– C – 060–– 1968NMX – C- 061 – ONNCCE – 2001

Determinación de la resistenciaa la compresiónNMX – C – 061 - ONNCCE

Sanidad de cementantesNMX – C – 062–– 1997 ONNCCE

Mezclado de pastas y morterosNMX – C – 085–– 1982

Muestreo de cementantesNMX – C – 130––1968

Análisis químico de cementosNMX – C – 131–– 1976

Determinación del fraguado falsoNMX – C- 132 – 1997 – ONNCCE

Calor de hidtrataciónde cementantesNMX – C – 151–– ONNCCE – 2001

Especificaciones ymétodos de pruebaNMX – C – 414

Nota: Existen entotal 36 normasNMX de cemento

Agua

Cemento

Agregados65-80-% de volumen

de mezcla

C E

M E

N T

O

(Véase el siguiente número de la revistaConstrucción y Tecnología: Propiedades del Concreto)

R

CA

PÍ

TU

LO

U

NO

5C

AP

ÍT

UL

O

UN

O5

La norma NMX C 414 establece seistipos de cemento con cuatro característicasespeciales y cinco clases de resistencia.

Tipo CPO Cemento Pórtland OrdinarioTipo CPP Cemento Pórtland PuzolánicoTipo CPEG Cemento Pórtland con Escoria Granulada de alto hornoTipo CPC Cemento Pórtland CompuestoTipo CPS Cemento Pórtland con Humo de SíliceTipo CEG Cemento de Escoria Granulada de alto horno

RS Resistencia a SulfatosBRA Baja Reactividad Álcali AgregadoBCH Bajo Calor de HidrataciónB Blanco

Clases resistentes20, 30, 30R 40 y 40R N/mm2 (200,300

y 400 kg/cm2 )

ALMACENAMIENTOEl cemento debe ser almacenado sin contactocon el suelo, en un lugar seco, limpio y conbuena ventilación.

Al cubrir los sacos de cemento conplástico se obtiene una protección adicional.

El cemento a

granel normalmente se almacena en silos.

AGREGADOSLa importancia de utilizar el tipo y la calidadadecuados de agregados, no debe sersubestimada pues los agregados finos ygruesos ocupan comúnmente de 60% a 75%del volumen del concreto (70% a 85% depeso), de influyen notablemente en las pro-piedades del concreto recién mezclado, enestado endurecido, en las proporciones dela mezcla, y en la economía.

El agregado

influye en las propiedades físicas y mecánicasdel concreto. Se considera inerte por no

presentar reacciones complejas conel agua o con la pasta de cementohidráulico.

Los agregados son de dos tiposbásicos:

GRUESO: roca triturada, gra-va o material cribado.

FINO: arenas finas y gruesasy piedra fina triturada.

La arena debe ser arena paraconcreto y no arena hecha de re-siduos de tabiques o de pedaceríade yeso.

Los agregados deben ser:

RESISTENTES y DU-ROS. Un agregado resis-tente y duro dará un con-creto final más resistente.

MuestreoNMX – C – 030–– 1997 – ONNCCE

Partículas ligerasNMX – C – 072–– 1997 – ONNCCE

Sanidad por medio del sulfatode sodio

NMX – C – 075–– 1997 – ONNCCE

Efectos de las impurezasorgánicas

NMX–– C- 076 – ONNCCE – 2002NMX–– C – 088–– 1997 ONNCCE

Análisis granulométricoNMX – C – 077- 1997 - ONNCCE

Muestras obtenidas en el campoNMX- C – 170–– 1997 – ONNCCE

Reactividad potencialNMX – C – 271–– 1984

Cambio de volumen decombinaciones

NMX – C – 282–– 1984

Agregados,especificaciones

NMX – C – 111–– 1988

Nota: Existen en total 27 normasNMX de agregados

NO

RM

AS

A G

R E

G A

D O

SR

CO

NS

TRU

CC

IÓN

Y TECN

OLO

GÍA

6

NO

RM

AS

Para concreto curadoNMX – C – 081–– 1981

Expansores del concretoNMX – C – 140–– 1978NMX – C – 140–– 1978

Adherencia de los sistemasde resinas epóxicasNMX – C – 237–– 1985

Reflectancia de membranasde color blanco para el curadoNMX – C – 309–– 1980

Cloruro de calcioNMX–– C – 356–– 1988

Nota: Existen en total16 normas NMX deaditivos

A D

I T

I V

O S

BUZÓN

Nunca utilice escom-bros, ni sobrantes, nir e s iduos de o t ro smateriales.

DURABLES parasoportar el desgaste,rompimientos e intem-perismo.

QUÍMICAMENTE INACTIVO de mo-do que los agregados no reaccionen con elcemento.

LIMPIO. La mugre o la arcilla que sepega a los agregados debilitan la adherencia

entre la pasta y los agregados.

GRADUADOS. Los agre-gados deben de variar entamaño de modo que se aco-

moden bien todos juntos.Esto da un concreto más

resistente y más denso.

Los agregados redondosdan una mezcla más trabajable.

Los agregados angulosos hacenun concreto más difícil de co-locar, de trabajar y de compactar,pero pueden hacer un concretomás resistente.

ALMACENAMIENTO. Los agregadosdeben ser almacenados en donde per-manezcan limpios, separados de otros ma-teriales y estén secos. Si los agregados estánmuy mojados, utilice menos agua en lamezcla.

AGUACasi cualquier agua natural que seapotable y que no tenga un sabor u olorpronunciado, se puede util izar paraproducir concreto. Sin embargo, algunasaguas no potables pueden ser adecuadaspara el concreto.

La importancia de estudiar el agua en elcemento radica en que puede presentarimpurezas, como azúcar, ácidos, materiavegetal y aceites que impidan o retardan lahidratación.

CO

NS

TRU

CC

IÓN

Y TECN

OLO

GÍA

6

Si puedes beberel agua, ésta se

puede usar

1 ¿Qué es la trabajabilidad?La facilidad de colocar, consolidar y acabar el concreto recién mezclado. El concreto debe ser trabajable, pero no debe segregarse excesivamente.

2 ¿Cuándo sangra un concreto?Cuando el agua migra hacia la superficie superior del concreto recién mezclado, provocada por el asentamiento de los materiales sólidos:cemento, arena y piedra dentro de la masa. El asentamiento es consecuencia del efecto combinado de la vibración y de la gravedad.

3 ¿Cuándo se considera a un agregado grueso o fino?Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los finos consisten en arenas naturales o manufacturadas contamaños de partícula que pueden llegar hasta 10 mm; los agregados gruesos son aquéllos cuyas partículas se retienen en la malla no. 16y pueden variar hasta 152 mm. El tamaño máximo de agregado empleado comúnmente es el de 19 mm o el de 25 mm.

4 ¿Qué es la pasta?Cemento Pórtland, agua y aire atrapado, o aire incluido intencionalmente. La pasta constituye de 25 al 40% del volumen total del concreto.El volumen absoluto del cemento está comprendido usualmente entre 7 y 15 % y el agua entre 14 y el 21%. El contenido de aire y concreto

CA

PÍ

TU

LO

1 MATERIALES

R

CA

PÍ

TU

LO

U

NO

7

La norma oficial NMX C 122 establecelas cantidades de impurezas máximas queson tolerables en el agua de mezclado en laelaboración del concreto.

El agua debe ser limpia, potable y estarlibre de cualquier basura, de sustancias quí-micas indeseables o de residuos que puedanafectar el concreto.

Verifique siempre el agua de la tuberíaantes de usarla.

No utilice agua de mar, ya que puedecorroer el acero en el concreto.

ADITIVOSLos aditivos se mezclan en elconcreto para cambiar o me-jorar las propiedades, es decir,el tiempo que el concreto re-quiere para fraguar y endurecer,o su trabajabilidad, o la obten-ción de alta resistencia temprana,entre otras.

Las razones para eluso de aditivos estánperfiladas en las si-guientes funciones quepueden desarrollar:

• Incrementan la tra-bajabilidad sin aumentarel contenido de agua o dismi-nuir el contenido de agua a la mis-ma trabajabilidad.

• Retardan o aceleran el tiempo de fra-guado inicial.

• Modifican la rapidez o la capacidad desangrado.

• Reducen la segregación.• Mejoran la bombeabilidad.• Reducen la proporción de la pérdida

de revenimiento.• Modifican las propiedades del concreto

endurecido, el mortero, y la lechada para:• Retardar o reducir la evolución de calor

Arena

Grava

AgregadosGrueso

Fino

NMX – C – 122–– 1982

NMX – C – 227–– 1979

NMX – C – 283 - 1982

Nota: Existen en total3 normas NMX de agua

NO

RM

AS

A G

U A

CA

PÍ

TU

LO

U

NO

7con aire incluido puede llegar hasta 8% del volumen del concreto, dependiendo del tamaño máximo del agregado grueso. La pasta,de cemento Pórtland y agua, une a los agregados para formar una masa semejante a una roca, pues la pasta endurece debido a lareacción química entre el cemento y el agua.

5 ¿Cómo se conoce un concreto bien mezclado?El revenimiento se utiliza como una medida de la consistencia del concreto. Un concreto de bajo revenimiento tiene una consistenciadura. En la práctica de la construcción, los elementos delgados de concreto y los elementos del concreto densamente reforzadosrequieren de mezclas trabajables, pero jamás de mezclas similares a una sopa, para conseguir la facilidad en su colocación. Senecesita una mezcla plástica para tener consistencia y mantener su homogeneidad durante el manejo y la colocación. Una mezclaplástica es adecuada para la mayoría de los trabajos con concreto. Además, se pueden utilizar aditivos superfluidificantes paraadicionar fluidez al concreto.

Esta sección es para usted. Cualquier duda sobre el tema de concreto, envíe su pregunta a “Construcción y Tecnología”,Ave. Insurgentes Sur núm. 1846, Col Florida, CP 01030, México DF o por correo electrónico a rhuerta@mail.imcyc.com o mperez@mail.imcyc.com

R

CO

NS

TRU

CC

IÓN

Y TECN

OLO

GÍA

8

CA

PÍ

TU

LO

1 MATERIALES

LIBROS IMCYC1 Guía para Obtener un Concreto Durable

ACI 201.12

2 Manual de Identificación Práctica de Minerales y Rocas para suUso como Agregados en ConcretoIng. Roberto Uribe Afif

3 Aditivos Químicos e Inclusores de Aire para el Concreto

4 Tecnología del ConcretoAdam M. Neville

5 Guía para el Uso de Aditivos Reductores de Agua de Alto Rangoen el ConcretoSuperfluidificadores ACI 212-4R-93

6 Cartilla del ConcretoF.R. Mc Millan y Lewis H. Tuthill

CURSOS IMCYCTecnología del Concreto

Técnicos para Pruebas al Concreto en Obra

Supervisores en Obras de Concreto

BIBLIOTECA DIGITAL• Agua utilizada para el lavado de plantas para concreto

• Concreto de alta resistencia

• Concreto premezclado

• Diseño de mezclas

• Juntas de pavimentos

• Reglamentación y normatividad

• Tolerancias en el concreto

• Acelerar la rapidez de desarrollo deresistencia

• Disminuir la permeabilidad delconcreto

• Incrementar la adherencia entreconcreto viejo y nuevo, entre otras.

CÓMO FUNCIONAEL PROCESOLas cantidades medidas de los agregadosgrueso y fino se mezclan juntos.

Se agrega y se mezcla una cantidadmedida de cemento.

Se agrega el agua a la mezcla (cuidarno usar exceso de agua, el exceso de aguaperjudica al concreto). Luego, todos losmateriales se mezclan muy bien. El polvode cemento y el agua forman una pasta quemantiene adheridos los agregados.

Existen más de 9,000 títulospara consultar

5

1

6

2

4

3

CO

NS

TRU

CC

IÓN

Y TECN

OLO

GÍA

8

www.imcyc.com

Existen más de 66 títulosIMCYC

R