escalonado nº i - concreto fluido

Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería Civil Departamento Académico de Construcción

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Facultad de Ingeniería Civil

Departamento Académico de Construcción

Concreto FluidoConcreto FluidoConcreto FluidoConcreto Fluido

UNI 2005

CCCCCCCCuuuuuuuurrrrrrrrssssssssoooooooo :::::::: TTTTTTTTeeeeeeeeccccccccnnnnnnnnoooooooollllllllooooooooggggggggííííííííaaaaaaaa DDDDDDDDeeeeeeeellllllll CCCCCCCCoooooooonnnnnnnnccccccccrrrrrrrreeeeeeeettttttttoooooooo 11111111

PPPPPPPPrrrrrrrrooooooooffffffffeeeeeeeessssssssoooooooorrrrrrrr :::::::: IIIIIIIINNNNNNNNGGGGGGGG........ AAAAAAAAnnnnnnnnaaaaaaaa TTTTTTTToooooooorrrrrrrrrrrrrrrreeeeeeee

SSSSSSSSeeeeeeeecccccccccccccccciiiiiiiióóóóóóóónnnnnnnn :::::::: ““““““““GGGGGGGG””””””””

AAAAAAAAlllllllluuuuuuuummmmmmmmnnnnnnnnoooooooossssssss :::: RRRRRRRRaaaaaaaammmmmmmmoooooooossssssss LLLLLLLLaaaaaaaacccccccchhhhhhhhiiiiiiii JJJJJJJJuuuuuuuuaaaaaaaannnnnnnn LLLLLLLLuuuuuuuuííííííííssssssss

UUUUUUUUrrrrrrrrrrrrrrrruuuuuuuuttttttttiiiiiiiiaaaaaaaa MMMMMMMMeeeeeeeeddddddddiiiiiiiinnnnnnnnaaaaaaaa DDDDDDDDaaaaaaaayyyyyyyyvvvvvvvviiiiiiii

LLLLLLLLóóóóóóóóppppppppeeeeeeeezzzzzzzz AAAAAAAAuuuuuuuurrrrrrrroooooooorrrrrrrraaaaaaaa JJJJJJJJeeeeeeeeffffffffffffffffrrrrrrrreeeeeeeeeeeeeeeennnnnnnn

PPPPPPPPéééééééérrrrrrrreeeeeeeezzzzzzzz CCCCCCCChhhhhhhháááááááávvvvvvvveeeeeeeezzzzzzzz JJJJJJJJaaaaaaaaiiiiiiiimmmmmmmmeeeeeeee


CONCRETO FLUIDO

I.- GENERALIDADES

1.1 DESCRIPCIÓN

Concreto certificado el cual posee un diseño especial de elevada fluidez para

incrementar y mantener su manejabilidad durante la colocación.

El concreto fluido o concreto autonivelante se define como:

Concreto autonivelante (self-levelling concrete: SLC).-

Concreto que puede fluir por su propio peso y llenar completamente el encofrado formando

en la superficie un acabado horizontal.

Concreto autocompactable (self-compacting concrete: SCC).-

Concreto autonivelante que fluye, incluso en presencia de un armado denso, sin necesidad

de ninguna vibración al tiempo que mantiene su homogeneidad.

Capacidad de relleno.-

Capacidad del concreto para fluir y rellenar completamente todos los espacios dentro del

encofrado, por su propio peso.

Capacidad de paso.-

Capacidad del concreto para fluir a través de las armaduras sin segregación y bloqueos.

Deformabilidad en estado fresco.-


Para obtener unos buenos acabados y un perfecto recubrimiento de las armaduras, el

concreto autocompactante debe caracterizarse por su deformabilidad en estado fresco.

Resistencia a la segregación.-

Capacidad del concreto para mantener homogénea su composición durante el transporte y

la puesta en obra.

1.2 APLICACIONES TÍPICAS

De acuerdo a las características del concreto Fluido, éste es ideal para ser usado en:

• Elementos donde existe congestionamiento de acero de refuerzo, siempre y cuando

el Tamaño máximo del agregado sea adecuado para el espaciamiento.

• Elementos esbeltos y/o parte de difícil acceso.

• Rellenos en Mampostería estructural.

• Concretos arquitectónicos.

• Elementos de poco volumen que no ameriten uso de equipos de colocación y por

lo tanto requieren mayor tiempo durante su llenado.

• Prefabricados

1.2.1 Jet Grouting

El jet-grouting es un proceso que consiste en la desagregación del suelo (o roca

poco compacta), mezclándolo, y parcialmente sustituyéndolo, por un agente cementante

(normalmente cemento). La desagregación se consigue mediante un fluido con alta energía,

que puede incluir el propio agente cementante.

A efectos de este artículo se considerarán los siguientes sistemas de jet-grouting:

Sistema de fluido único: Cuando la desagregación y cementación del suelo se

consigue con un chorro de un único fluido a alta presión que, en general, es una lechada de

cemento.


Sistema de doble fluido (aire): Cuando la desagregación y cementación del suelo se

realiza por un fluido, normalmente lechada de cemento, asistido por un chorro de aire a

presión que actúa como segundo fluido.

Sistema de doble fluido (agua): Cuando la desagregación del suelo se obtiene por un

chorro de agua a alta presión, utilizando como segundo fluido una lechada para conseguir la

cementación del suelo.

Sistema de triple fluido: Con este sistema la desagregación del suelo se consigue por

un chorro de agua a alta presión, asistido por un chorro de aire a presión, utilizando como

tercer fluido una lechada para conseguir la cementación del suelo.

1.2.2 Concreto de alta resistencia

Se define a los concretos de alta resistencia como aquellos capaces de alcanzar a los

28 ó 56 días resistencias mayores de 400kg/cm2. La relación agua- cementante puede

variar en el orden de 0.25 para resistencias a los 56 días del orden de 800 a 900 Kg/cm2.

Entre los factores importantes que influyen en le logro de una alta resistencia en le

concreto se encuentran: cementos con propiedades que permiten obtener altas resistencias

en le concreto; bajas relaciones agua- cementante; y agregado fuertes, limpios;

adecuadamente graduados y del tamaño apropiado. El tamaño y granulometría del agregado

son dictados por le procedimiento de colocación elegido y por las dimensiones del

elemento estructural a ser construido.

Cuando la relación agua- cementante esta debajo de 0.35, se adiciona a menudo en

las plantas dosificadoras un superplastificante a fin de asegurar un adecuado control del

agua, pudiendo repetirse la operación en obra por propósitos de colocación.

Por ejemplo, si una mezcla tiene una relación agua-cementante de 0.33 y un

contenido de agua de diseño máximo de 150lt/m3, puede adicionarse en la planta un dosaje

moderado de un aditivo superplastificante para obtener un asentamiento de 4” a 6” (100 a

150mm.). Cuando el concreto llegue a la obra, un segundo dosaje de superplastificante

puede ser adicionado para alcanzar el asentamiento requerido para bombeo u otro tipo de

colocación.


Este procedimiento de adición en dos partes del superplastificante resulta en un

menor retardo de la fragua y es especialmente útil cuando el concreto va a ser colocado en

losas que deberán ser acabadas por frotachado. Otros tipos de aplicaciones pueden no

requerir el mismo procedimiento de adición.

Para columnas de concreto el dosaje de aditivo superplastificante añadido en la

planta de mezclado central puede ser lo suficientemente alto para eliminar la necesidad de

un segundo dosaje en la obra. Por ejemplo, el concreto puede tener un asentamiento de 9”

(235mm.) en la plata de mezclado central y no requerir aditivo adicional en obra a menos

que se presenten demoras en la construcción.

1.2.3 Concreto Pretensado

En 1990, una encuesta hecha entre los productores de concreto pretensado indicó

que el 100% empleaban aditivos superplastificantes en todos sus productos pretensados

incluyendo vigas de puentes, vigas, losas y pilotes. Los beneficios de bajas relaciones

cemento-agregado, pronta ganancia de la resistencia inicial, facilidad de colocación, y

rápido re uso de los encofrados, eran aspectos muy considerados por la industria del

concreto pretensado.


1.2.4 Concreto Arquitectónico

El concreto arquitectónico puede ser definido como un concreto expuesto diseñado

para presentar una apariencia consistente y bien acabada, con un mínimo de defectos

debiendo el concreto reflejar las características y acabado del encofrado tanto como sea

posible.

La mezcla del concreto deberá ser uniforme y trabajable, sin características que

tiendan a causar huecos u otros defectos ya sea en la superficie expuesta o ligeramente

debajo de ella.

Un aditivo superplastificante puede ser adicionado al concreto arquitectónico para

incrementar su trabajabilidad. Las proporciones óptimas y el procedimiento de vibración,

con materiales dados, deberán ser determinados por construcción de paneles de muestra. La

vibración necesaria deberá variar con los materiales empleados en la preparación del

concreto, dado que con algunos de ellos puede requerirse un considerable volumen de

vibración para lograr una superficie adecuadamente acabada.

Los encofrados para concretos a los cuales se ha incorporado superplastificantes

pueden estar sometidos a mayores presiones que aquellos que reciben mezclas de concreto

convencionales. Estas presiones pueden ser controladas por el empleo de encofrados que

son más fuertes que lo normal, y por sellado de las pueden resistir mejor el ingreso del Ion

cloruro que los concretos convencionales de igual relación agua-cemento. Todo ello debe

complementarse con un curado adecuado.


1.2.5 Proyectos de Construcción Rápida

Los proyectos de construcciones rápidas en altura son estructuras típicas con

muchos pisos repetidos, en las que la rapidez de la construcción es esencial para el éxito del

proyecto. La elección de una estructura aporticada de concreto en lugar de una estructura de

acero es siempre hecha sobre la consideración que la rapidez de la construcción en concreto

ha de otorgar mayores beneficios económicos. Los proyectos de construcción rápida en

altura requieren de una resistencia de 210kg/cm2 a 1,2 ó 3 días, con un factor de seguridad

adecuado.

Los concretos fluidos son a menudo empleados para proyectos de ciclo rápido,

debido a que ellos pueden ser bombeados o colocados rápidamente en los encofrados, de tal

manera que las operaciones de acabado puedan tener lugar durante el periodo de trabajo. El

concreto fluido a emplearse en estos casos deberá tener una relación agua-cementante lo

suficientemente baja como para asegurar el desarrollo de la resistencia inicial necesaria con

tu adecuado factor de seguridad.

Los concretos que contienen superplastificantes le dan un uso mas eficiente al

cemento y satisfacen muy bien los requerimientos de proyectos de ciclo rápido.

Las bajas relaciones, agua-cementante, alcanzadas con los superplastificantes

producen altos incrementos en la resistencia en edades iniciales. En climas fríos se puede

adicionar un acelerante no corrosivo y sin cloruros, a fin de asegurar que no se producirán


los efectos de las bajas temperaturas sobre el fraguado inicial y la ganancia inicial de

resistencias.

1.2.6 Losas Industriales

Las losas industriales están sometidas a diferentes grados de tráfico vehicular, lo

que da lugar a demandas especiales para el concreto. Las características deseables en las

losas influyen valores de niveles con tolerancias específicas; altas resistencias a la

compresión y la abrasión en la superficie; y un mínimo de agrietamiento y reborde.

Los aditivos superplastificantes son muy útiles en la producción de concretos que

puedan ser dosificados y se acomoden fácilmente a las operaciones de colocación y

acabado sin compromiso sobre la calidad del concreto endurecido.

Cambios en las proporciones de la mezcla pueden ser necesarios para permitir una

colocación y acabados fáciles. Para reducir la contracción de la losa, los cambios deberán

minimizar el contenido de agua aunque manteniendo el óptimo asentamiento para el

procedimiento de colocación a ser empleado. Para los paños de 7.6mts. de ancho o

menores, los cuales son colocados directamente de los camiones mezcladores y acabados

con regla vibradora, un asentamiento inicial de 2” a 3” (50 a 75mm.) puede únicamente

necesitar ser incrementado a 6” (159mm.) por adición de un superplastificante.

Cuando la malla hace más difícil el acceso, o cuando los métodos de colocación

involucran bombeo, el dosaje de superplastificante deberá ser incrementado para producir

un asentamiento alto sin alterar otras proporciones de la mezcla.

La mezcla apropiada y el tiempo de fraguado deseados deberán ser analizados y

resueltos antes de empezar el proceso de colocación de las losas. Después de que las

proporciones de los materiales integrantes del concreto han sido seleccionados, los

procedimientos de colocación; consolidación y acabado del concreto pueden también ser

determinados.

El agrietamiento y la deformación están relacionados al contenido de agua y

homogeneidad de la mezcla de concreto. Una losa normalmente experimenta pérdidas de

agua debidas a la evaporación solamente en su superficie. Por lo tanto, puede desarrolla

contracción diferencial entre la superficie y el fondo, la cual favorece la deformación. Una


exudación mínima es deseable desde que las superficies de coronación y fondo es

recomendable que tengan la misma relación agua-cementante.

La adición de un superplastificante permite el empleo de concretos con bajo

contenido de agua que exuden menos.

1.2.7 Concretos Masivos

Los concretos con secciones que tienen 60 cm. ó más de espesor, pueden presentar

problemas en la colocación, consolidación, tiempo de fraguado, generación de calor,

contracción y agrietamiento.

El material cementante y el contenido de agua deberán ser minimizados para reducir

la generación de calor y la contracción. Al mismo tiempo, deberá contarse con suficiente

trabajabilidad para permitir una adecuada colocación y consolidación del concreto en

grandes secciones en las cuales el acero de refuerzo puede estar poco espaciado.

Los concretos fluidos que contienen un superplastificante pueden ser adecuados a

estos casos, aún cuando la reducción de agua en concretos pobres puede no ser tan alta

como aquella que se produce en mezclas ricas, el empleo del superplastificante puede ser

positivo.

Los concretos fluidos, con adecuada modificación en sus características de

fraguado, pueden ser colocados más rápido y con menores problemas relativos a

agrietamiento, consolidación inadecuada, o juntas frías. La rapidez de descarga y la

facilidad de colocación mejoran la probabilidad de una exitosa colocación de concretos

masivos.

1.2.8 Relleno Fluido

Mezcla de baja resistencia (≤ 100 Kg/cm2) de densidad controlada como reemplazo

de suelo en relleno de zanjas y en bases o sub-bases de pavimentos en donde existan

espacios reducidos o restringidos, en donde la colocación del suelo compactado es difícil,

cuando la velocidad del proyecto es un factor preponderante o donde se requiera una mejor

calidad que un suelo compactado.


1.3 VENTAJAS

• Calidad certificada.

• Niveles bajos de contracción, segregación y exudación.

• Elevada fluidez, fácil vaciado.

• Incremento de manejabilidad.

• Facilita el llenado y nivelación.

• Excelente acabado.

1.4 CONSIDERACIONES TÉCNICAS

1.4.1 Producción

- El concreto fluido debe prepararse en plantas donde el equipamiento, el

funcionamiento y los materiales se controlen de la manera adecuada.

- Puede fabricarse tanto en plantas dosificadoras como en plantas mezcladoras y ser

transportado a obra en camiones mixer.

- Al igual que una mezcla normal, el concreto fluido debe diseñarse para que

cumpla con los requisitos exigidos de densidad, desarrollo de resistencia, resistencia

final y durabilidad.


- El concreto fluido debe tener una consistencia especial (determinada combinación de

tres características: fricción interna, cohesión y viscosidad) de manera que cumpla con

las siguientes propiedades:

Capacidad de relleno

Capacidad de paso

Resistencia a la segregación

- Para cumplir con estas propiedades y/o para ajustar la mezcla según una característica en

particular se debe considerar lo siguiente:

a) Uso de aditivos súper plastificantes: que disminuyen la fricción interna de

la mezcla, para el caso de concretos autocompactables.

b) Uso de aditivos incorporadores de aire de alto rango: que disminuyen la

fricción interna, mejoran la cohesión, disminuyen la segregación y la

exudación de la mezcla, para el caso de rellenos fluidos.

c) Uso de adiciones tanto inertes como puzolánicas: que mejoran la cohesión

y disminuyen la segregación y la exudación de la mezcla.

d) Uso de agentes modificadores de viscosidad: que disminuyen la viscosidad

de la mezcla.

- Es importante el control continuo de la humedad y de la granulometría de los agregados

durante la producción debido a que se tiene que mantener constante la consistencia del

concreto que para estas mezclas es más sensible a las variaciones que en un concreto

normal.

- Se recomienda que una misma cuadrilla capacitada participe a lo largo de la producción

de manera de garantizar uniformidad durante todo el proceso.


1.4.2 Colocación

- El concreto fluido puede aplicarse tanto por bombeo como por vertido directo

desde el mixer en estructuras horizontales o verticales.

- Debido a su alta fluidez, puede ser difícil su puesta en obra a no ser que se

delimite mediante un encofrado.

- El encofrado debe encontrarse en buenas condiciones de estanqueidad para así

prevenir las pérdidas de lechada.

- Para encofrados con alturas superiores a 3 m, es necesario tomar en

consideración la presión hidrostática completa. Es posible que se requiera la

modificación del encofrado.

- Aunque la gran ventaja del concreto fluido radica en su facilidad de

colocación, se recomienda limitar su altura libre de caída a 5 m y limitar la

distancia permisible de flujo horizontal desde el punto de descarga a 10 m, para

evitar riesgos de segregación.

- El concreto fluido tiende a endurecerse más rápido debido a la muy poca o

ninguna agua de exudación, por lo que se deben tomar las medidas necesarias

para un adecuado acabado superficial.

1.4.3 Curado

- Debido al alto contenido en finos, el concreto fluido presenta una mayor

tendencia a la contracción y por ende a la fisuración en comparación con las

mezclas normales, por tanto se debe poner énfasis en el curado prematuro de

los elementos vaciados con este tipo de concreto.

- De igual manera, al presentar un endurecimiento rápido por la escasa

exudación, se recomienda empezar el curado inicial del elemento en cuanto sea

posible después de la colocación.


- Se puede emplear cualquier técnica conocida y efectiva de curado que se

utilice para cualquier tipo de concreto.

1.4.4 Control de Calidad

- Una mezcla de concreto sólo puede clasificarse como fluido si se cumplen los

requisitos para las siguientes tres características:

Capacidad de relleno

Capacidad de paso

Resistencia a la segregación

- Para un adecuado desempeño del concreto fluido, se debe tener control en

todas las etapas de la elaboración de la mezcla, es decir durante el diseño de

mezcla, la producción, el transporte, la colocación, el acabado y el curado, así

como definir los criterios para la aceptación en obra del producto.

- En la etapa del diseño de mezcla, se han desarrollado muchos métodos de

ensayo distintos para intentar caracterizar las propiedades del concreto fluido.

No hay un único método y hasta el momento ninguno está estandarizado por lo

que se recomienda contrastar cada diseño de mezcla con más de un método de

ensayo.


Tabla 1: Lista de métodos de ensayo para las propiedades del concreto autonivelante

Notas:

(1) En esta etapa es necesario evaluar las tres propiedades a escala completa

para garantizar que se satisfacen todos los aspectos.

(2) En el Anexo D se describen los procedimientos detallados para cada uno

de estos métodos de ensayo.

Método de ensayo Propiedad

1 Ensayo de flujo de asentamiento con cono de Abrams Capacidad de relleno

2 Flujo de asentamiento T50 cm. Capacidad de relleno

3 Anillo J Capacidad de paso

4 Embudo V Capacidad de relleno

5 Embudo V a T5 minutos Resistencia a la segregación

6 Caja en L Capacidad de paso

7 Caja en U Capacidad de paso

8 Caja de relleno Capacidad de paso

9 Ensayo de estabilidad GMT Resistencia a la segregación

10 Orimet Capacidad de relleno


Tabla 2: Criterios de aceptación para el concreto fluido

Margen de Valores Método de ensayo Unidad

Mínimo Máximo

1 Flujo asentamiento por cono Abrams mm. 650 800

2 Flujo de asentamiento T50 cm. segundos 2 5

3 Anillo J mm. 0 10

4 Embudo V Segundos 6 12

5 Embudo V a T5 minutos Segundos 0 +3

6 Caja en L (h2/h1) 0.8 1.0

7 Caja en U (h2-h1)mm 0 30

8 Caja de relleno % 90 100

9 Ensayo de estabilidad GTM % 0 15

10 Orimet segundos 0 5

.

- Para el control de calidad en obra, dos métodos de ensayo suelen bastar para

monitorear la calidad del producto

- Se recomienda tomar precauciones especiales para garantizar que no se

produzca segregación de la mezcla ya que en la actualidad no existe un ensayo

sencillo y fiable que ofrezca esta información de manera práctica en obra.


ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

Especificación Valor Observaciones

Asentamiento o

consistencia en obra

9"± 1" Evaluada de acuerdo a la NTC - 396

Resistencia especificada

a compresión, F'c (28

días)

Desde 1500 Psi hasta 6500 Psi Evaluada de acuerdo a la NTC - 673

NSR- 98 c5

Tamaño máximo

nominal (pulg.)

1" otros tamaños (¾", ½", 3/8")

Tiempo de

fraguado(máximo)

inicial : 4 horas

final : 5 horas

El tiempo de fraguado inicial es

independiente al tiempo de

manejabilidad y tiempo de transporte

y colocación los cuales no deben

exceder las 3 horas y se puede ver

afectado por las condiciones

ambientales.

Desarrollo de resistencia A 3 dias 50 - 60 % de f'c

A 7 dias 70 - 80 % de f'c

A 28 dias 100 % de f'c

Este desarrollo depende de el

cumplimiento de las

recomendaciones y buenas prácticas

de colocación, vibrado, protección y

curado.

Características

adicionales

Alta resistencia

Resistencias aceleradas a: 3 y 7

días

Baja permeabilidad

Aire incluido

Humo de sílice

Estas características pueden ser

agregadas de acuerdo con sus

necesidades (ver lista de precios)


1.5.- OBRAS REALIZADAS CON EL CONCRETO AUTOCOMPACTANTE

1.5.1 Estadio Nacional

Debido a la realización de la Copa América, el contratista (HV Contratistas S.A.)

necesitaba reparar las graderías altas de occidente y oriente así como las vigas de peralte

invertido de los voladizos del estadio cuyos concretos se encontraban deteriorados por

problemas de corrosión. El plazo de entrega de la obra fue de dos semanas por lo que se

requería de una mezcla de concreto que sea de fácil colocación debido al espacio reducido

para la colocación y a la consecuente imposibilidad de vibrado del concreto tanto en las

graderías como en las vigas, de elevadas resistencias iniciales debido al corto plazo de

entrega de los trabajos, con propiedades de contracción controlada debido al vaciado de


concreto nuevo sobre el existente y de fragua retardada debido al poco volumen de concreto

utilizado para la restauración de las graderías.

Graderías altas de tribuna occidental

Las mezclas empleadas para cumplir con las solicitaciones del proyecto fueron:

a) Para las graderías: concreto autocompactable (SCC) de resistencia a los tres días fc =

210kg/cm2, de contracción controlada y con retardante de fragua (fragua inicial ≥ 8

horas) distribuido por Firth (mezcla: M1).

b) Para las vigas: grout autocompactable de reparación embolsado distribuido por Química

Suiza.

c) Para el concreto de las graderías se utilizó una bomba que descargaba la mezcla en un

recipiente ubicado en el centro de gravedad de los trabajos de reparación. Desde este

punto la mezcla era transportada en buguis hasta su punto final de descarga.

d) Esta operación hacía que el vaciado se haga lento por lo que se utilizó retardantes de

fragua para la mezcla.

Graderías del estadio nacional


1.5.2 Gaseoducto Camisea

Debido a que las especificaciones del proyecto indicaban que tanto la tubería que transporta

el gas como la que transporta la red de cableado óptico para el control de las válvulas del

sistema estén asentadas sobre una cama de arena compactada y que todo el conjunto esté

contenido dentro de un tubo de acero hermético de mayor diámetro que corre paralelo a la

Panamericana Sur y que atraviesa en forma subterránea las principales avenidas en los

puentes Alipio Ponce, Atocongo, Benavides, Primavera y Javier Prado; se requería que el

espacio interior sobrante del tubo de acero exterior se rellene por razones sísmicas con un

material de similar densidad que el de la cama de asiento (arena) y que el circundante

(suelo natural), es decir densidad = 2000 Kg/m3, y que este cubriera toda la longitud del

tubo (de 20 a 40 m); por lo que el contratista (GyM S.A.) necesitaba de una mezcla de

densidad controlada que garantice el efectivo llenado del espacio del tubo sin posibilidad de

vibrado durante la colocación. Asimismo, debido a los trabajos de excavación hubieron

zonas donde falló el suelo correspondiente a la base y sub-base del pavimento aledaño y se

debía reemplazar este material de manera rápida para no cortar el tráfico de dicha vía.

Las mezclas empleadas para cumplir con las solicitaciones del proyecto fueron:

a) Para el interior de los tubos: relleno fluido autonivelante de densidad controlada y de

baja resistencia, F'c ≤ 10 Kg/cm2 (mezcla: M2).

b) Para material de base y sub-base: concreto autocompactable (SCC) de resistencia a las

24 horas F'c = 140 Kg/cm2, de contracción controlada y con acelerante de fragua

(mezcla: m3).


2.- COMPONENTES DEL CONCRETO FLUIDO:

2.1.- CEMENTO PÓRTLAND

Es un aglomerante hidráulico que se obtiene moliendo finamente el producto de la cocción,

llevada por lo menos hasta principio de conglutinación, de mezclas de primeras materias

debidamente dosificadas que contengan cal, sílice, alúmina y óxido férrico, haciendo luego

si son necesario algunas adiciones al proceder al molido final. Alcanza elevadas

resistencias y es estable en el agua.

Los cementantes que se utilizan para la fabricación del concreto son hidráulicos, es decir,

fraguan y endurecen al reaccionar químicamente con el agua, aún estando inmersos en ella,

característica que los distingue de los cementantes aéreos que solamente fraguan y

endurecen en contacto con el aire.

Los principales cementantes hidráulicos son las cales y cementos hidráulicos, algunas

escorias y ciertos materiales con propiedades puzolánicas. De acuerdo con el grado de

poder cementante y los requerimientos específicos de las aplicaciones, estos cementantes

pueden utilizarse en forma individual o combinados entre si.

Al referirse específicamente al concreto convencional, como se emplea en la construcción,

resultan excluidas las cales hidráulicas, por lo cual solo procede considerar los cementos,

las escorias, los materiales puzolánicos y sus respectivas combinaciones.

Por otra parte, bajo la denominación genérica de cementos hidráulicos existen diversas

clases de cemento con diferente composición y propiedades, en cuya elaboración

intervienen normalmente las materias primas.

El cemento no es lo mismo que el concreto, es uno de los ingredientes que se usan en él.

Sus primeros usos datan de los inicios de 1800 y, desde entonces, el cemento portland se ha

convertido en el cemento más usado en el mundo. Su inventor le dio ese nombre porque el

concreto ya curado es del mismo color que una piedra caliza que se obtiene cerca de

Portland, Inglaterra. Este tipo de cemento es una mezcla de caliza quemada, hierro, sílice y

alúmina, y las fuentes más comunes donde se pueden obtener estos materiales son el barro,

la piedra caliza, esquisto y mineral de hierro. Esta mezcla se mete a un horno de secar y se

pulveriza hasta convertirlo en un fino polvo, se empaca y se pone a la venta.


Existen cinco tipos de cemento Pórtland, cada uno con características físicas y químicas

diferentes.

TIPO I Sin características especiales Sin ajustes específicos en este aspecto

TIPO II Moderados calor de hidratación y resistencia a los sulfatos.

TIPO III Alta resistencia inicial.

TIPO IV Bajo calor de hidratación.

TIPO V Alta resistencia a los sulfatos.

Cementos recomendables por sus efectos en el concreto

Las condiciones que deben tomarse en cuenta para especificar el concreto idóneo y

seleccionar el cemento adecuado para una obra, pueden determinarse por la indagación

oportuna de dos aspectos principales:

1) las características propias de la estructura y de los equipos y procedimientos previstos

para construirla.

2) las condiciones de exposición y servicio del concreto, dadas por las características del

medio ambiente y del medio de contacto y por los efectos previsibles resultantes del uso

destinado a la estructura.

Existen diversos aspectos del comportamiento del concreto en estado fresco o endurecido,

que pueden ser modificados mediante el empleo de un cemento apropiado, para adecuar los

a los requerimientos específicos dados por las condiciones de la obra. Las principales

características y propiedades del concreto que pueden ser influidas y modificadas por los

diferentes tipos y clases de cemento, son las siguientes:

Cohesión y manejabilidad

Concreto Pérdida de revenimiento fresco

Asentamiento y sangrado

Tiempo de fraguado

Adquisición de resistencia mecánica

Concreto Generación de calor endurecido

Resistencia al ataque de los sulfatos

Estabilidad dimensional (cambios volumétricos)


Estabilidad química (reacciones cemento-agregados)

En algunos aspectos la influencia del cemento es fundamental, en tanto que en otros resulta

de poca importancia porque existen otros factores que también influyen y cuyos efectos son

más notables. No obstante, es conveniente conocer y tomar en cuenta todos los efectos

previsibles en el concreto, cuando se trata de seleccionar el cemento apropiado para una

obra determinada.

Efectos en el concreto fresco

Cohesión y manejabilidad

La cohesión y manejabilidad de las mezclas de concreto son características que contribuyen

a evitar la segregación y facilitar el manejo previo y durante su colocación en las cimbras.

Consecuentemente, son aspectos del comportamiento del concreto fresco que adquieren

relevancia en obras donde se requiere manipular extraordinariamente el concreto, o donde

las condiciones de colocación son difíciles y hacen necesario el uso de bomba o el vaciado

por gravedad.

Prácticamente, la finura es la única característica del cemento que puede aportar beneficio a

la cohesión y la manejabilidad de las mezclas de concreto, por tanto, los cementos de

mayor finura como el portland tipo III o los portland-puzolana serían recomendables en

este aspecto. Sin embargo, existen otros factores con efectos más decisivos para evitar que

las mezclas de concreto segreguen durante su manejo y

colocación. Entre tales factores puede mencionarse la composición granulométrica y el

tamaño máximo del agregado, el consumo unitario de cementante, los aditivos inclusores

de aire y el diseño de la mezcla de concreto.

Pérdida de revenimiento

Este es un término que se acostumbra usar para describir la disminución de consistencia, o

aumento de rigidez, que una mezcla de concreto experimenta desde que sale de la

mezcladora hasta que termina colocada y compactada en la estructura. Lo ideal en este

aspecto sería que la mezcla de concreto conservara su consistencia (o revenimiento)

original durante todo este proceso, pero usualmente no es así y ocurre una pérdida gradual


cuya evolución puede ser alterada por varios factores extrínsecos, entre los que destacan la

temperatura ambiente, la presencia de sol y viento, y la manera de transportar el concreto

desde la mezcladora hasta el lugar de colado, todos los cuales son aspectos que configuran

las condiciones de trabajo en obra.

Para unas condiciones de trabajo dadas, la evolución de la pérdida de revenimiento también

puede resultar influida por factores intrínsecos de la mezcla de concreto, tales como la

consistencia o fluidez inicial de ésta, la humedad de los agregados, el uso de ciertos

aditivos y las características y contenido unitario del cemento. La eventual contribución de

estos factores intrínsecos, en el sentido de incrementar la pérdida normal de revenimiento

del concreto en el lapso inmediato posterior al mezclado, es como se indica:

1) Las mezclas de consistencia más fluida tienden a perder revenimiento con mayor

rapidez, debido a la evaporación del exceso de agua que contienen.

2) El empleo de agregados porosos en condición seca tiende a reducir pronto la consistencia

inicial, por efecto de su alta capacidad para absorber agua de la mezcla.

3) El uso de algunos aditivos reductores de agua y superfluidificantes acelera la pérdida de

revenimiento, como consecuencia de reacciones indeseables con algunos cementos.

4) El empleo de cementos Pórtland-puzolana cuyo componente puzolánico es de naturaleza

porosa y se muele muy finamente, puede acelerar notablemente la pérdida de revenimiento

del concreto recién mezclado al producirse un resecamiento prematuro provocado por la

avidez de agua de la puzolana.

En relación con esos dos últimos factores, lo conveniente es verificar oportunamente que

exista compatibilidad entre el aditivo y el cemento de uso previsto y, en el caso del cemento

Pórtland-puzolana, realizar pruebas comparativas de pérdida de revenimiento con un

cemento Pórtland simple de uso alternativo.

Es importante no confundir la pérdida normal de revenimiento que toda mezcla de concreto

exhibe en la primera media hora subsiguiente al mezclado, con la rápida rigidizaci6n que se

produce en pocos minutos como consecuencia del fenómeno de falso fraguado en el

cemento. Para evitar esto último, es recomendable seleccionar un cemento que en pruebas

de laboratorio demuestre la inexistencia de falso fraguado (NOM C 132), o bien especificar


al fabricante el requisito opcional de que el cemento no presente falso fraguado, tal como se

halla previsto en las NOM C-l y NOM C-2.

Asentamiento y sangrado

En cuanto el concreto queda en reposo, después de colocarlo y compactarlo dentro del

espacio cimbrado, se inicia un proceso natural mediante el cual los componentes más

pesados (cemento y agregados) tienden a descender en tanto que el agua, componente

menos denso, tiende a subir. A estos fenómenos simultáneos se les llama respectivamente

asentamiento y sangrado, y cuando se producen en exceso se les considera indeseables

porque provocan cierta estratificación en la masa de concreto, según la cual se forma en la

superficie superior una capa menos resistente y durable por su mayor concentración de

agua. Esta circunstancia resulta particularmente inconveniente en el caso de pavimentos de

concreto y de algunas estructuras hidráulicas cuya capa superior debe ser apta para resistir

los efectos de la abrasión mecánica e hidráulica.

Los principales factores que influyen en el asentamiento y el sangrado del concreto son de

orden intrínseco, y se relacionan con exceso de fluidez en las mezclas, características

deficientes de forma, textura superficial y granulometría en los agregados (particularmente

falta de finos en la arena) y reducido consumo unitario y/o baja finura en el cementante.

Consecuentemente, las medidas aplicables para moderar el asentamiento y el sangrado

consisten en inhibir la presencia de dichos factores, para lo cual es pertinente:

1) Emplear mezclas de concreto con la consistencia menos fluida que pueda colocarse

satisfactoriamente en la estructura, y que posea el menor contenido unitario de agua que sea

posible, inclusive utilizando aditivos reductores de agua si es necesario.

2) Utilizar agregados con buena forma y textura superficial y con adecuada composición

granulométrica; en especial, con un contenido de finos en la arena que cumpla

especificaciones en la materia.

3) Ensayar el uso de un aditivo incorporador de aire, particularmente cuando no sea factible

cumplir con la medida anterior.

4) Incrementar el consumo unitario de cemento y/o utilizar un cemento de mayor finura,

como el Pórtland tipo III o los Pórtland-puzolana. En relación con esta última medida, es un


hecho bien conocido la manera como se reduce la velocidad de sangrado de la pasta al

aumentar la superficie específica del cemento.

Sin embargo, existe el efecto opuesto ya mencionado en el sentido de que un aumento de

finura en el cemento tiende a incrementar el requerimiento de agua de mezclado en el

concreto. Por tal motivo, es preferible aplicar esta medida limitadamente seleccionando el

cemento apropiado por otras razones más imperiosas y, si se presenta problema de sangrado

en el concreto, tratar de corregirlo por los otros medios señalados, dejando el cambio de

cemento por otro más fino como última posibilidad.

Para fines constructivos se considera que el tiempo medido desde que se mezcla el concreto

hasta que adquiere el fraguado inicial, es el lapso disponible para realizar todas las

operaciones inherentes al colado hasta dejar el concreto colocado y compactado dentro del

espacio cimbrado. De esta manera, este lapso previo al fraguado inicial adquiere

importancia práctica pues debe ser suficientemente amplio para permitir la ejecución de

esas operaciones en las condiciones del trabajo en obra, pero no tan amplio como para que

el concreto ya colocado permanezca demasiado tiempo sin fraguar, ya que esto acarrearía

dificultades de orden técnico y económico.

La duración del tiempo de fraguado del concreto depende de diversos factores extrínsecos

dados por las condiciones de trabajo en obra, entre los que destaca por sus efectos la

temperatura. En condiciones fijas de temperatura, el tiempo de fraguado puede

experimentar variaciones de menor cuantía derivadas del contenido unitario, la clase y la

finura del cemento. Así, por ejemplo, tienden a fraguar un poco más rápido:

a) las mezclas de concreto de alto consumo de cemento que las de bajo consumo.

b) las mezclas de concreto de cemento Pórtland simple que las de cemento Pórtland-

puzolana las mezclas de concreto de cemento Pórtland tipo III que las de Pórtland tipo II.

Sin embargo, normalmente estas variaciones en el tiempo de fraguado son de poca

significación práctica y no justifican hacer un cambio de cemento por este solo concepto.

Influencia del cambio de cemento en el proceso de fraguado de la seguido por medio de su

resistencia eléctrica. Otro aspecto relacionado con la influencia del cemento sobre el tiempo

de fraguado del concreto, se refiere al uso que frecuentemente se hace de aditivos con el fin

de alargar ese tiempo en situaciones que lo requieren, como es el caso de los colados de


grandes volúmenes de concreto, particularmente cuando se realizan en condiciones de alta

temperatura ambiental. Hay antecedentes en el sentido de que algunos aditivos retardadores

del fraguado pueden reaccionar adversamente con ciertos compuestos del cemento,

ocasionando una rigidez prematura en la mezcla que dificulta su manejo. Para prevenir este

inconveniente, es recomendable verificar mediante pruebas efectuadas anticipadamente, el

comportamiento del concreto elaborado con el cemento y el aditivo propuestos.

Efectos en el concreto endurecido

Adquisición de resistencia mecánica

Conforme se expuso previamente, la velocidad de hidratación y adquisición de resistencia

de los diversos tipos de cemento Pórtland depende básicamente de la composición química

del clínker y de la finura de molienda. De esta manera, un cemento con alto contenido de

silicato tricálcico (C3S) y elevada finura puede producir mayor resistencia a corto plazo, y

tal es el caso del cemento tipo III de alta resistencia rápida. En el extremo opuesto, un

cemento con alto contenido de silicato dicálcico (C2S) y finura moderada debe hacer más

lenta la adquisición inicial de resistencia y consecuente generación de calor en el concreto,

siendo este el caso del cemento tipo IV. Dentro de estos limites de comportamiento, en

cuanto a la forma de adquirir resistencia, se ubican los otros tipos de cemento Pórtland.

En cuanto a los cementos Pórtland-puzolana, su adquisición inicial de resistencia suele ser

un tanto lenta debido a que las puzolanas no aportan prácticamente resistencia a edad

temprana. Por otra parte, resulta difícil predecir la evolución de resistencia de estos

cementos porque hay varios factores que influyen y no siempre se conocen, como son el

tipo de clínker con que se elaboran y la naturaleza, calidad y proporción de su componente

puzolánico.

De acuerdo con las tendencias mostradas puede considerarse que, para obtener el beneficio

adecuado de resistencia de cada tipo y clase de cemento en función de sus características, lo

conveniente es especificar la resistencia de proyecto del concreto a edades que sean

congruentes con dichas características. Consecuentemente, estas edades pueden ser como

sigue:


Tipo de cemento que se Edad recomendable para especificar emplea en el concreto la

resistencia de proyecto

Pórtland III 14 ó 28 días

Pórtland I, II y V 28 ó 90 días

Pórtland-puzolana 90 días, o más

En ausencia de cemento tipo III, cuya disponibilidad en el mercado local es limitada, puede

emplearse cemento tipo I junto con un aditivo acelerante, previa verificación de su

compatibilidad y efectos en el concreto, tanto en lo que se refiere a su adquisición de

resistencia como a la durabilidad potencial de la estructura. También es posible adelantar la

obtención de la resistencia deseada en el concreto, proporcionando la mezcla para una

resistencia potencial más alta, ya sea aumentando el consumo unitario de cemento, o

empleando un aditivo reductor de agua para disminuir la relación agua/cemento.

Generación de calor

En el curso de la reacción del cemento con el agua, o hidratación del cemento, se produce

desprendimiento de calor porque se trata de una reacción de carácter exotérmico. Si el calor

que se genera en el seno de la masa de concreto no se disipa con la misma rapidez con que

se produce, queda un remanente que al acumularse incrementa la temperatura de la masa.

El calentamiento del concreto lo expande, de manera que posteriormente al enfriarse sufre

una contracción, normalmente restringida, que genera esfuerzos de tensión capaces de

agrietarlo. La posibilidad de que esto ocurra tiende a ser mayor a medida que aumenta la

cantidad y velocidad de generación de calor y que disminuyen las facilidades para su pronta

disipación. Es decir, el riesgo de agrietamiento de origen térmico se incrementa cuando se

emplea un cemento de alta y rápida hidratación, como el tipo III, y las estructuras tienen

gran espesor. Obviamente, la simultaneidad de ambos factores representa las condiciones

pésimas en este aspecto.

Consecuentemente con lo anterior, una de las medidas recomendables cuando se trata de

construir estructuras voluminosas de concreto consiste en utilizar cementos que

comparativamente generen menos calor de hidratación. En la Tabla 1.6 se reproducen datos

del Informe ACI 225 R(16) relativos al calor de hidratación calculado para diversos tipos

de cementos Pórtland actuales.


En lo referente a los cementos Pórtland-puzolana, su calor de hidratación depende del tipo

de clínker que contiene y de la actividad y proporción de su componente puzolánico. De

manera general se dice que una puzolana aporta aproximadamente la mitad del calor que

genera una cantidad equivalente de cemento. Por consiguiente, cuando se comparan en este

aspecto dos cementos, uno Pórtland y otro Pórtland-puzolana elaborados con el mismo

clínker, puede esperarse en el segundo una disminución del calor de hidratación por una

cantidad del orden de la mitad del que produciría el clínker sustituido por la puzolana, si

bien es recomendable verificarlo mediante prueba directa porque hay casos en que tal

disminución es menor de lo previsto.

Para establecer un criterio de clasificación de los cementos Pórtland en cuanto a generación

de calor, es pertinente definir ciertos límites. Así, haciendo referencia al calor de

hidratación a 7 días de edad, en el Pórtland tipo IV que por definición es de bajo calor

puede suponer se alrededor de 60 cal/g; en el extremo opuesto se ubica el Pórtland tipo III

con un calor del orden de 100 cal/g, ya medio intervalo se sitúa el

Pórtland tipo II sin requisitos especiales con un calor cercano a 80 cal/g, y al cual se le

considera de moderado calor de hidratación.

En las condiciones actuales de la producción local, solamente es factible disponer de los

cementos Pórtland tipo II y Pórtland-puzolana, para las estructuras de concreto en que se

requiere moderar el calor producido por la hidratación del cemento. Sobre esta base, y

considerando dos grados de moderación.

Resistencia al ataque de los sulfatos

El concreto de cemento Pórtland es susceptible de sufrir daños en distinto grado al prestar

servicio en contacto con diversas substancias químicas de carácter ácido o alcalino.

Ácidos inorgánicos:

Clorhídrico, fluorhídrico, nítrico, sulfúrico - Rápido

Fosfórico - Moderado

Carbónico - Lento

Ácidos orgánicos:

Acético, fórmico, lácteo - Rápido

Tánico - Moderado


Oxálico, tartárico - Despreciable

Soluciones alcalinas:*

Hidróxido de sodio > 20 - Moderado

Hidróxido de sodio 10-20 - Hipoclorito de sodio Lento

Hidróxido de sodio < 10 - hidróxido de amonio Despreciable

Soluciones salinas:

Cloruro de aluminio - Rápido

Nitrato de amonio, sulfato de amonio, sulfato de sodio, sulfato de magnesio, sulfato de

calcio - Moderado

Cloruro de amonio, cloruro de magnesio, cianuro de sodio - Lento

Cloruro de calcio, cloruro de sodio, nitrato de zinc, cromato de sodio - Despreciable

Diversas:

Bromo (gas), solución de sulfito - Moderado

Cloro (gas), agua de mar, agua blanda - Lento

Amonio (liquido) - Despreciable

*Las soluciones alcalinas pueden ocasionar reacciones del tipo álcali-agregado, en

concretos con agregados reactivos con los álcalis.

En cuanto a la selección del cemento apropiado, se sabe que el aluminato tricálcico (C3A)

es el compuesto del cemento Pórtland que puede reaccionar con los sulfatos externos para

dar Bulfoaluminato de calcio hidratado cuya formación gradual se acompaña de

expansiones que des integran paulatinamente el concreto. En consecuencia, una manera de

inhibir esa reacción consiste en emplear cementos Pórtland con moderado o bajo contenido

de C3A, como los tipos II y V, seleccionados de acuerdo con el grado de concentración de

los sulfatos en el medio de contacto. Otra posibilidad consiste en utilizar cementos

Pórtland-puzolana de calidad específicamente adecuada para este fin, ya que existe

evidencia que algunas puzolanas como las cenizas volantes clase F son capaces de mejorar

la resistencia a los sulfatos del concreto. Hay desde luego abundante información acerca del

buen comportamiento que en este aspecto manifiestan los cementos de escoria de alto

horno y los aluminosos, pero que no se producen en el país.


Estabilidad volumétrica

Una característica indeseable del concreto hidráulico es su predisposición a manifestar

cambios volumétricos, particularmente contracciones, que suelen causar agrietamientos en

las estructuras. Para corregir este inconveniente, en casos que lo ameritan, se han

desarrollado los cementos expansivos que se utilizan en los concretos de contracción

compensada, pero que todavía no se producen localmente.

Estabilidad química

De tiempo atrás se reconoce que ningún arqueado es completamente inerte al permanecer

en contacto con la pasta de cemento, debido a los diversos procesos y reacciones químicas

que en distinto grado suelen producirse entre ambos. Algunas de estas reacciones son

benéficas porque, contribuyen a la adhesión del agregado con la pasta, mejorando las

propiedades mecánicas del concreto, pero otras son detrimentales porque generan

expansiones internas que causan daño y pueden terminar por destruir al concreto.

Las principales reacciones químicas que ocurren en el concreto tienen un participante

común representado por los álcalis, óxidos de sodio y de potasio, que normalmente

proceden del cemento pero eventualmente pueden provenir también de algunos agregados.

Por tal motivo, estas reacciones se designan genéricamente como álcali-agregado, y a la

fecha se le conocen tres modalidades que se distinguen por la naturaleza de las rocas y

minerales que comparten el fenómeno:

Reacciones deletéreas

Álcali-sílice

Álcali-agregado Álcali-silicato

Álcali-carbonato

2.2.- AGREGADOS

Se define agregado al conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyas

dimensiones están dentro de los límites fijados en la NTP 400.011.

Los agregados son las fases discontinuas del concreto y son materiales que están embebidos

en la pasta y ocupan aproximadamente el 35% del volumen de la unidad cúbica del

concreto.


2.2.1.- CLASIFICACIÓN

POR SU NATURALEZA

Los agregados pueden ser naturales o artificiales, siendo los naturales de uso frecuente,

además, los agregados utilizados el concreto se pueden clasificar en: agregado grueso, fino

y hormigón (agregado global).

Agregado fino se define como aquel que pasa el tamiz 3/8” y queda retenido en la malla Nº

200, y que cumple con los límites establecidos en la norma ITINTEC 400.037; el más usual

es la arena producto resultante de la desintegración de las rocas.

Agregado grueso es aquel que queda retenido en el tamiz Nº 4 y proviene de la

desintegración de las rocas, puede a su vez en clasificarse en piedra chancada y grava.

Hormigón es el material conformado por una mezcla de arena y grava, este material

mezclado en cantidades arbitrarias se encuentra en forma natural en la corteza terrestre y se

emplea tal cual se extrae de la cantera.

Por su densidad Se pueden clasificar en agregados de peso específico normal comprendidos

entre 2.5 a 2.75, ligeros con pesos específicos menores de 2.5 y agregados pesados cuyos

pesos específicos son mayores de 2.75.

Por origen, forma y textura superficial

Por naturaleza los agregados poseen forma irregularmente geométrica compuestos

aleatoriamente por carras redondeadas y angularidades. En términos descriptivos la forma

de los agregados puede ser:

Angular: poca evidencia de desgaste en caras y bordes.

Sub-angular: evidencia de algo de desgaste de caras y bordes.

Sub-redondeadas: considerable desgaste de caras y bordes.

Redondeadas: bordes casi eliminados.

Muy redondeada: sin cara ni bordes.

POR EL TAMAÑO DEL AGREGADO.

Se clasifican en:

Agregados finos (arena)

Agregados gruesos (piedra)


2.2.2.- FUNCIONES DEL AGREGADO

El agregado dentro del concreto cumple principalmente las siguientes funciones.

Como esqueleto o relleno para la pasta (cemento y agua) reduciendo el contenido de pasta

en el metro cúbico.

Proporciona una masa de partículas capaz de resistir las acciones mecánicas de desgaste o

de intemperismo, que puedan actuar sobre el concreto.

Reducir los cambios de volumen resultantes de los procesos de fraguado y de

endurecimiento, de humedecimiento y secado o de calentamiento de la pasta.

2.2.3.- Especificaciones Técnicas de los agregados

Los agregados a utilizar en la obra deberán cumplir las especificaciones técnicas que

aseguren la calidad mal de la obra. Aquellos agregados que no cumplan algunos requisitos

podrán ser empleados siempre que se demuestre con pruebas de laboratorio o experiencia

en obra que se pueden producir concretos de la calidad especificada.

Los requisitos que deben cumplir los agregados para uso en concreto se encuentran

estipulados en ASTM C33 así como en NTP 400.037.

Los agregados que van estar sometidos a humedecimiento, exposición prolongada a

atmósferas húmedas, o en contacto con suelos húmedos no deberán tener ningún material

que sea potencialmente reactivo con los álcalis del cemento a fin de evitar expansiones.

El ensayo de estabilidad de volumen se recomienda para agregados que van a ser

empleados en concretos sometidos a procesos de congelación y deshielo. Aquellos

agregados que no pasen esta prueba podrán ser usados sólo demostrando que un concreto

de características similares en la zona tiene un registro de servicio satisfactorio en esas

condiciones de intemperismo.


Asimismo es necesario utilizar agregados con contenido de sales solubles totales en

porcentajes menores del 0.015% en peso del cemento.

2.2.3.1.- Respecto al Agregado fino

• Debe estar compuesto de partículas limpias de perfil angular duras y compactas

libre de materia orgánica u otras sustancias dañinas.

• Debe estar graduado dentro de los limites dados en los requisitos obligatorios.

• El módulo de fineza debe estar entre 2.3 a 3.1

• Deberá estar libre de materia orgánica, que es determinado mediante cl ensayo

indicado en ASTM C 40 si no cumple con esta especificación puede ser utilizado siempre

que realizado el ensayo de compresión a los 7 días de morteros preparados con arena sana y

otros con la arena en cuestión la resistencia no sea menor del 95%

2.2.3.2.- Respecto al Agregado grueso

• Estará conformado de fragmentos cuyos perfiles sean preferentemente angulares o

semi-angulares, limpios, duros, compactos, resistentes y de texturas preferentemente

rugosas y libres de material escamoso o partículas blandas.

• La resistencia a la compresión del agregado no será menor de 600 kg/cm2.

• Estará graduado dentro de los límites especificados en la tabla de requisitos

obligatorios

• El tamaño máximo del agregado a tomar será:

1/5 de la menor dimensión entre caras de encofrados

1/3 de la altura de las losas ó

- 3/4 del espacio libre mínimo entre varillas individuales de refuerzo.

• Para el caso de ser necesario el lavado del material este debe hacerse con agua libre

de materia orgánica, sales o sólidos en suspensión.


2.2.3.4.- Respecto al Hormigón

Es una mezcla natural en proporciones arbitrarias de agregados fino y grueso, deberá estar

libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículas blandas o escamosas sales,

álcalis materia orgánica u otras sustancias dañinas para el concreto.

El hormigón podrá emplearse en concretos simples o armados de resistencias en

compresión de hasta 140 Kg/cm2 a los 28 días y el contenido mínimo de cemento será de

255 Kg/m3.

El hormigón será transportado y almacenado tal que se garantice la no contaminación con

materiales que podrían reaccionar con el cemento generando cambios de comportamiento.

2.2.4.- Transporte

Durante el transporte del material se deberá garantizar:

- La pérdida de finos será mínima.

- Mantener la uniformidad,

- No se producirá contaminación con sustancias extrañas.

- No se producirá rotura o segregación importante en ellos.

2.2.5.- Contaminación

La mayoría de los agregados presentan algún grado de contaminación, los elementos

perjudiciales a tener en cuenta son las partículas muy finas que exigirán agua en exceso en

la mezcla, las partículas débiles o inestables que actúan sobre la hidratación del cemento,

excesos en estas características pueden ser eliminados mediante procesos de Lavado.


2.3.- AGUA

El agua es un elemento fundamental para la hidratación del cemento y el desarrollo de sus

propiedades, por lo que debe cumplir requisitos para realizar la combinación química.

El agua como mezcla tiene por función:

- Reaccionar con el cemento para hidratarlo.

- Actuar como lubricante para contribuir con la trabajabilidad.

- Dar la estructura de vacíos necesaria en la pasta para que los productos de

hidratación tengan espacio para desarrollarse.

El problema que existe en el agua de mezcla reside en las impurezas y la cantidad de éstas,

que ocasionan reacciones químicas con los componentes del cemento produciendo efectos

dañinos para el concreto como: retardo en el endurecimiento, reducción de su resistencia,

eflorescencia, contribución a la corrosión del acero, cambios volumétricos, etc.

Hasta el momento no existen criterios uniformes en cuanto a los límites permisibles para las

sustancias que pueden presentarse en el agua que va a ser empleada en la preparación del

concreto.

La norma nacional ITINTEC 339.088 establece como requisitos para el agua de mezcla y

curado, los límites presentados en el siguiente cuadro.

DESCRIPCION

LIMITE

PERMISIBLE

sólidos en suspensión 5,000 ppm. Máximo

materia orgánica 3 ppm. Máximo

Carbonatos y bicarbonatos,

alcalinos (alcalinidad total exp.

En NaHCO3) 1,000 ppm. Máximo

Sulfátos (ion SO4) 600 ppm. Máximo

Cloruros (ion CL) 1,000 ppm. Máximo

PH entre 5.5 y 8.0


Se ha encontrado experimentalmente en los estudios que las aguas con contenido

individuales de cloruros, sulfatos y carbonatos sobre las 5000 ppm ocasionan reducción de

resistencias en el orden del 30% con relación a la mezclas con agua libre de estas

sustancias.

La materia orgánica por encima de las 100 ppm reduce la resistencia e incorpora aire.

Las aguas que contienen ácido húmico y otros ácidos orgánicos no se deben utilizar en la

construcción porque puede disminuir la estabilidad del volumen de la mezcla.

El agua pura y el agua de lluvia tiende a deslavar la cal de cemento y no deben ser

empleadas en la elaboración del concreto, así mismo el agua de mar con concentración del

3.5% podía esperarse una posible acción corrosiva del acero embebido en el concreto por

acción en las sales residuales lo que genera el deterioro de la mezcla.

2.4.- ADITIVOS

2.4.1.- DEFINICION

Se entiende por, Aditivo al producto que, añadido al mortero fluido o concreto fluido en

pequeñas cantidades, con el propósito de mejorar o dar propiedades específicas a las

mezclas tanto para su estado fresco como para su estado endurecido. Un, aditivo tiene por

lo general una acción principal, por lo que se le halla definido y clasificado, aunque puede

presentar igualmente ciertas acciones secundarias.

Los aditivos se comercializan bajo la forma de polvos soluble o bien como líquidos siendo

estos 1os más aceptados, y se venden bajo denominaciones correspondientes a una marca o

sociedad.


Un aditivo no es un paliativo. No tiene por misión conseguir una buena mezcla a partir de

una mala dosificación o de una colocación defectuosa en la construcción. Los aditivos se

dosifican en pequeña proporción, una dosificación excesiva de un aditivo puede causar

efectos no deseados y por lo consiguiente un trabajo defectuoso lo cual obligaría al,

constructor a asumir los daños.

2.4.2.- CLASIFICACION

Lo s aditivos se clasifican de acuerdo a diversos criterios, la norma ASTM C-494 presenta

la siguiente clasificación:

Tipo A Plastificante o Fluidificante

Tipo B Retardante

Tipo C Acelerante

Tipo D Reductor de agua-Retardante

Tipo E Reductor de agua-Acelerante

Tipo F Súper reductor de agua

Tipo G Súper reductor, de agua – Retardante

Existen otros tipos de clasificación que van de acuerdo a los tipos de materiales

constituyentes o a los efectos característicos en su uso.

2.4.3.- ADITIVO PLASTIFICANTE O FLUIDIFICANTE

Son llamados también reductores de agua, son el grupo de productos que tienen como

principal función la de producir una mezcla de alta trabajabilidad, pudiendo haber una

reducción de agua o no.

2.4.3.1.- EVOLUCION DE LOS ADITIVOS PLASTIFICANTES


2.4.3.2.- CLASIFICACION DE LOS ADITIVOS FLUIDIFICANTES

Existen diversos productos químicos que han sido incluidos dentro de las formulaciones de

aditivos reductores de agua para producir cinco tipos de esta categoría que son los

siguientes:

1.- Aditivos reductores de agua normales

Permiten una reducción en la relación agua / cemento, para una trabajabilidad dada sin que

afecten significativamente las características del fraguado de la mezcla.

2.- Aditivos reductores de agua acelerantes

Poseen la capacidad reductora los de la categoría normal y dan resistencias más, altas

durante el primer período de hidratación, lo cual es particularmente útil a temperaturas más

bajas.


3.- Aditivos reductores de agua retardarles

Que además de composición química análoga, alargan el período de tiempo en que la

mezcla permanece trabajable cuando se usan a dosificaciones más altas.

4.- Aditivos reductores de agua aireantes

Que poseen la propiedad de producir burbujas microscópicas de aire dentro de la pasta de

cemento además de permitir una reducción en la relación agua / cemento mayor que la

podría ser obtenida con solo la oclusión de aire.

5.- Aditivos superfluídificantes

Son una extensión de los aditivos fluidificantes y están fabricados con materiales que

permiten una dosificación mayo en las mezclas sin que aparezcan efectos indeseables tales

como los retardos excesivos.

2.4.3.3.- AGENTES QUIMICOS DE LOS FLUIDIFICANTES

Los materiales que forman la base de todos los aditivos fluidificantes o reductoras de agua,

están agrupados en cinco grupos que son los siguientes:

1.- Los Lignosulfatos

Son producidos a partir de la lignina, que forma parte de la composición de las maderas,

durante el proceso de fabricación, de la pulpa de papel.

Los lignosulfatos usados en aditivos son predominantemente cálcicos o sólidos con un

contenido de, azúcar entre 1 y 30%.


2.- Los ácidos Hidroxicarboxilicos

Son productos químicos que tienen moléculas grupos hidroxilos y carboxilos. Se producen

a partir de materias primas puras de la madera, ya sea por medios químicos o bioquímicos,

presentando alta pureza.

se usan para fabricar aditivos reductores de agua normales (a baja dosificaciones) y aditivos

reductores de agua retardantes (a altas dosificaciones).

3.- Polímeros Hidroxilados

Son derivados de los polisacáridos, tales como la maicena por hidrólisis parcial.

Estos materiales son estables bajo las condiciones alcalinas de las composiciones que

contienen los cementos y se comportan como agentes reductores de agua efectivos.

4.- Las sales de acción formaldehído naftaleno sulfónicos

Esta materia prima fue de las primeras que se indicaron como agentes reductor de agua,

son producidos a partir del naftaleno por sulfonación con trióxidos de azufre.

Se usan principalmente en la elaboración de los superfluidificantes debido a que es posible

dosificarlos en grandes cantidades obteniéndose incrementos considerables en la

trabajabilidad, o pueden obtenerse reducciones altas en la relación agua-cemento sin efectos

perjudiciales.

5.- Las sales de formaldehído-melanina sulfonato

Esto productos fueron desarrollados por su aplicación en diversas industrias y posteriores

en su aplicación a la construcción civil.


Son usados en la mayoría de los casos como componentes en los superfluidificantes ya que

cumplen con requisitos tales como no retardar excesivamente el fraguado u ocluir aire a

altos niveles de dosificación.

2.4.4.-EMPLEO DE LOS SUPERPLASTIFICANTES

2.4.4.1.-INTRODUCCION

A partir de la década de los 70 se ha incrementado el empleo de nuevos aditivos químicos

en diferentes campos de la industria de la construcción. Algunos de estos aditivos están

siendo empleados para incrementar significativamente el asentamiento sin

Adicionar más agua, o para reducir significativamente ésta sin perdidas en el asentamiento.

Adecuadamente categorizados como aditivos reductores de agua de alto rango (HRWRA),

estos productos conocidos como “súper reductores de agua” o “superplastificantes” deben

cumplir con los requisitos de los Tipos F o G de la Norma ASTM C494, o los de la Norma

ASTM C1017. Tal como fueron originalmente patentados en Alemania y Japón en la

década de los 60, estos aditivos consisten principalmente de productos de la condensación

de sulfonatos a partir del naftaleno o de la melamina.

En los anos iniciales el empleo de los superplastificantes fue limitado debido a

modificaciones, en algunos casos muy importantes, en el asentamiento de las mezclas,

igualmente, se reporto menores resistencias a los procesos de congelación y deshielo y

descascaramiento posterior a la aplicación de aditivos descongelantes.

Experiencias posteriores demostraron que los concretos en los cuales se había empleado

superplastificantes eran, por lo menos, tan durables como los concretos sin él, cuando se

rnedía el comportamiento bajo condiciones de obra. Sin embargo, la pérdida en el

asentamiento continuo durante un tiempo siendo un problema, obligando al desarrollo de

nuevos productos que permitieran incrementar la eficiencia, mejorar la cohesividad, y


mantener la trabajabilidad durante períodos lo suficientemente grandes como para permitir

una adecuada colocación.

Ello dio por resultado el desarrollo de nuevos superplastificantes, los cuales imparten una

más larga vida de trabajo al concreto. Ello permitió añadir el superplastificante en la planta

de dosificación, en lugar de la obra, reduciendo el desgaste de los camiones mezcladores y

permitiendo el empleo de equipos más sencillos.

El resultado de estas investigaciones sobre el rendimiento de equipos en función de nuevas

cualidades de los superplastificantes ha sido un incremento del empleo de éstos en la

mayoría de las áreas le la industria del concreto.

2.4.4.2.- ESPECIFICACIONES

En el Perú no existen especificaciones que regulen el empleo de los superplastificantes, En

Estados Unidos, dos especificaciones ASTM cubren los diversos aspectos (de los

superplastificantes. La primera de dichas Normas, la ASTM C494 "Standard Specification

for Chemical Ad mixtures for Concrete" describe dos tipos: el Tipo F, el cual se emplea

cuando se desea reducciones importantes en el contenido de agua sin modificaciones en el

tiempo normal de fraguado; y el Tipo G, empleado cuando se requieren reducciones

importantes en el contenido de agua conjuntamente con retardos en el tiempo de fraguado.

Cuando el aditivo es empleado para producir concretos con asentamiento convencional y

reducción en el contenido de agua, se hace referencia únicarnente a la Norma ASTM C494.

Cuando se desea concretos de alto asentarniento y gran capacidad de flujo, el

superplastificante se especifica para que cumpla con las recomendaciones de la Norma

ASTM C1017 “Standard Specification for Chemical Admixtures for use in Producing

Flowing Concrete”. El concreto que fluye es definido por el ASTM como “concreto que se

caracteriza por un asentamiento mayor de 7.5" (190 mm) aunque mantiene una naturaleza

cohesiva.


Dos tipos de aditivos están incluidos en la Norma ASTM C1017. El tipo 1 es adecuado para

producir concretos fluidos que tienen un tiempo de fraguado normal. El Tipo 2 se

apropiado para producir concretos fluidos que tienen un retardo en el tiempo de, fraguado.

Dada la posibilidad de emplear cualquiera de los cuatro tipos de superplastificantes

mencionados, el Comité 212 del Amenican Concrete Institute recomienda que la

información proporcionada por el fabricante sea revisada por el contratista antes de emplear

el aditivo. Igualmente, se recomienda solicitar del vendedor del producto toda la

información que permita al proyectista definir claramente a cual de los cuatro tipos posibles

pertenece el aditivo que se está ofertando.

El Comité 212 del American Concrete Institute ha publicado “Guide for the use of

Higth-Range Water-Reducing Admixtures (Superplasticizers) in concrete”, la cual está

vigente desde 1993. Esta guía contiene información sobre aplicaciones, usos y efectos sobre

el concreto fresco y endurecido; así corno procedimientos de control de calidad deBV

quellos concretos que contienen superplastificantes. La guía ha sido diseñada para ser

empleada por fabricantes de concreto, contratistas, proyectistas, y todas aquellas personas

relacionadas con la construcción en concreto.

2.4.4.3.-USO DE LOS SUPERPLASTIF ICANTES

CONDICIONES GENERALES

Los superplastificantes pueden ser empleados en el concreto por una o algunas de las

siguientes causas: incremento en el asentamiento; incremento en la resistencia por

disminución del contenido de agua y de la relación agua-material cementante; o para

disminución del agua y del contenido de cemento, reduciendo así la temperatura y los

cambios de volumen.


Estos resultados, pueden ser obtenidos en una amplia variedad de mezclas de concreto,

tanto en aquellas que corresponden al tipo convencional de concretos como las que están

referidas a los tipos especiales de concretos. Igualmente, tienen uso adecuado en las

lechadas utilizadas para inyecciones, así como en los concretos preempacados empleados

para reparación y rehabilitación,

INCREMENTO EN EL ASENTAMIFNTO

El asentamiento del concreto se incrementa cuando se adiciona superplastificantes a la

mezcla y no se introducen modificaciones en las proporciones de ésta. El asentamiento

puede incrementarse, ya sea moderada o fuertemente, dependiendo del comportamiento que

se desee para el concreto.

Por ejemplo, se puede obtener concretos fluidos con un alto asentamiento que permite la

auto colocación, esto es concretos que requieren muy poco esfuerzo para su colocación. Sin

embargo, se considera que para que un concreto sea adecuadamente colocado deberá

proporcionarse siempre alguna compactación.

Cuando el asentarniento es muy alto, como en el caso de los concretos fluidos, la mezcla

puede tender a segregar o exudar, aunque la presencia de los superplastificantes contribuirá

a disminuir esa tendencia. En tales casos es muy importante que los Finos sean e

cuidadosamente proporcionados, debiendo asegurarse que ellos son añadidos en la cantidad

seleccionada con la granulometría adecuada para el agregado grueso disponible que son

añadidos en la cantidad seleccionada y con la granulometría adecuada a los concretos

fluidos de alto asentamiento, pueden ser ventajosamente empleados en las industrias de

premezclado, prefabricado y pretensado. La habilidad del concreto para fluir fácilmente lo

hace especialmente conveniente en aquellas aplicaciones que involucran áreas de gran

congestión de acero, o encofrados de formas especiales o tratamientos en los que los

elementos embebidos dificultan la colocación del concreto.


Las características de fluidez son también ventajosas para el llenado de encofrados

profundos, en los que el concreto fluido puede lograr un contacto íntimo con el acero de

refuerzo o el pretensado. Los concretos premezclados fluidos son empleados en

cimentaciones y elementos planos, en los que pueden mejorar la velocidad y rendimiento

de colocación.

En general, los concretos fluidos pueden reducir significativamente los superplastificantes a

la mezcla y no se introducen modificaciones en las proporciones de ésta. El asentamiento

puede incrementarse, ya sea moderada o fuertemente, dependiendo del comportamiento que

se desee para el concreto.

Por ejemplo, se puede obtener concretos fluidos con un alto asentamiento que permite la

auto-colocación, esto en concretos que requieren muy poco esfuerzo para su colocación.

Sin embargo, se considera que para que un concreto sea adecuadamente colocado deberá

proporcionarse siempre alguna compactación.

Cuando el asentamiento es muy alto, como en el caso de los concretos fluidos, la mezcla

puede tender a segregar o exudar, aunque la presencia de los superplastificantes contribuirá

a disminuir esa tendencia. En tales casos es muy importante que los finos sean

cuidadosamente proporcionados, debiendo asegurarse que ellos son añadidos en la cantidad

seleccionada y con la granulometría adecuada para el agregado grueso disponible.

Los concretos fluidos de alto asentamiento pueden ser ventajosamente empleados en las

industrias de premezclado, prefabricado y pretensado. La habilidad del concreto para fluir

fácilmente lo hace especialmente conveniente en aquellas aplicaciones que involucran áreas

de gran congestión de acero, o encofrados de formas especiales o tratamientos en los que

los elementos embebidos dificultan la colocación del concreto.

Las características de fluidez son también ventajosas para el llenado de encofrados

profundos, en los que el concreto fluido puede lograr un contacto íntimo con el acero de,

refuerzo o el pretensado. Los concretos premezclados fluidos son empleados en


cimentaciones y elementos planos, en los que pueden mejorar la velocidad y rendimiento de

colocación.

En general, los concretos fluidos pueden reducir significativamente la altura, vigas y losas

pretensadas de alta resistencia, estructuras resistentes al impacto, y estructuras marinas.

Una baja relación agua / cemento, es convenientes en concretos especiales tales como:

• Mezclas de concreto densas, de baja permeabilidad, que tienen alto contenido de cemento

y baja relación agua-cementante, empleadas usualmente en losas de puentes.

• Concretos en los que se adiciona micro sílice, los cuales son empleados para obtener

concretos con muy baja permeabilidad y muy alta resistencia en estructuras tales como

playas de estacionamiento, en las que el concreto protege el acero de refuerzo de agentes

descongelantes que tienen acción corrosiva, y / o diversas lechadas y concretos

premezclados, empleados en reparaciones y rehabilitaciones.

Además de alcanzar altas resistencias finales, los concretos con superplastificantes y

reducida relación agua-cementante presentan incrementos en la resistencia, en relación con

los concretos normales, en todas las edades, Esta característica es muy deseable en

operaciones de prefabricación en las que un rápido desencofrado puede permitir un

incremento en el rendimiento de la planta.

DISMINUCION DEL CEMENTO Y AGUA

Los superplastificantes, aditivos reductores de agua de alto rango, pueden ser empleados

para reducir, tanto el contenido de agua como el de cemento de la mezcla, permitiendo el

empleo de menor cantidad de cemento sin reducción de la resistencia. La disminución en el

costo de la unidad cúbica de concreto resultante de la reducción en el contenido de cemento

depende de los precios relativos de éste y el superplastificante. En la mayoría de los casos,


los beneficios económicos directos son menores, aunque los beneficios indirectos pueden

ser significativos. Por ejemplo, en un caso dado puede ser necesario concretos con menor

calor de hidratación, o más baja contracción por secado, pero sin cambios en el

asentarniento o en la relación agua-cementante, es decir sin modificaciones en la

resistencia. Tales concretos son deseables para construcciones masivas debido a su reducida

tendencia al agrietamiento cuando enfrían y secan.

2.4.4.4.- EFECTOS EN LA PASTA DE CEMENTO

La pasta de cemento constituye sólo una pequeña parte de la unidad cúbica de concreto,

pero influye significativamente en muchas de las propiedades de éste. Un estudio de la

reología, absorción, hidratación y potencial Z del cemento y sus componentes puede

colaborar a un mejor entendimiento del rol de los superplastificantes en el comportamiento

del concreto fresco.

DISPERSION

Los estudios efectuados han permitido concluir que los aditivos superplastificantes, basados

en condensados de melamina-formaldehído sulfonados, presentan grandes aglomerados

irregulares de partículas de cemento que predominar, en una superficie acuosa. En general,

la adición de superplastificantes de cualquier tipo produce dispersión de la pasta en

pequeñas partículas.

El análisis del tamaño de las partículas de una suspensión que contiene cemento, y

superplastificante permite apreciar que el cemento seco tiene mayor porcentaje de

partículas finas que el cemento tratado con agua y que contiene aglomerantes.

La comparación entre el cemento en suspensión sin el aditivo y con el plastificante muestra

mejor dispersión y partículas más finas. Ello indica que normalmente el cemento en

contacto con el agua forma productos cuyas superficies tienden a conglomerarse.


REOLOGIA

Se ha tratado de explicar el rol de los superplastificantes en el cemento a partir de los

estudios reológicos sobre la deformación de la pasta de cemento bajo la acción de

esfuerzos. Se concluye que las propiedades reológicas de la pasta dependen de la relación

agua - cemento, del tipo de cemento, de la superficie específica del mismo, del

procedimiento de mezclado, del tiempo de éste, y de la temperatura de hidratación.

Los superplastificantes influyen significativamente en el comportamiento reológico de la

pasta al reducir él valor de fluencia y la viscosidad plástica. A medida que la cantidad de

superplastificantes se incrementa en la mezcla el valor de fluencia decrece, pudiendo en un

valor tan bajo de superplastificante como 0. 8% llegar a casi cero,

CARACTERISTICAS DE ABSORCION

La acción de dispersión de los súper plastificantes está relacionada con su interacción con

el cemento y sus compuestos. Un estudio de la magnitud y cantidad de absorción de

diversos superplastificantes sobre los productos de hidratación proporciona información

acerca de las propiedades reológicas y de fraguado del cemento.

Las mediciones de la adsorción pueden ser llevadas a cabo controlando la cantidad de

superplastificante no absorbida en un sistema que consiste en la, mezcla de cemento, agua y

superplastificante. La cantidad de súper plastificante añadida menos la no absorbida en la

solución proporciona el porcentaje de adsorción.

Los experimentos de absorción en el silicato tricálcico muestran que en la primera hora

ocurre una absorción reducida en la superficie. No hay absorción adicional durante el

periodo de inducción, pero la absorción ocurre luego de cinco horas debido al incremento

de la dispersión e hidratación.


La cantidad de superplastificante absorbida por el cemento varia con el tiempo de

exposición a la solución, Luego de la absorción producida por los componentes aluminato

tricálcico-yeso, la absorción es casi nula durante las siguientes 4 a 5 horas, pero luego

continúa. La absorción después de las 5 horas es causada por la hidratación del silicato

tricálcico del cemento.

La absorción del superplastificante ha sido igualmente estudiada en él compuesto aluminato

tricálcico más yeso prehidratado durante varios períodos. Se ha encontrado que la mezcla

que no está prehidratada absorbe casi todo el superplastificante en pocos minutos. La

velocidad y cantidad de absorción son menores en las mezclas prehidratadas por, 5 a 30

minutos.

Todos los experimentos de absorción indican que el súper plastificante es irreversiblemente

absorbido. La interacción química parece ocurrir entre la mezcla de aluminato tricálcico-

yeso con el superplastificante. Estos resultados explican los mejores efectos fluidificantes

de los superplastificantes cuando son añadidos al concreto a los pocos minutos luego del

mezclado con el agua.

La cantidad de superplastificantes absorbida por el cemento puede ser relacionada con la

trabajabilidad. Usando superplastificantes, los valores de mini-asentamientos aumentan a

medida que las cantidades de absorción aumentan. Las características de absorción del

superplastificante han sido estudiadas en diferentes tipos de cementos, encontrándose que la

cantidad de absorción, como una función de la concentración de equilibrio, da un orden de

cementos del Tipo III mayor que el Tipo I y de éste mayor que el Tipo II. Las relaciones

aluminato tricálcico - yeso en el cemento siguen la misma tendencia. Queda ampliamente

demostrado que la absorción es principalmente dependiente del contenido de aluminato

tricálcico; para la misma trabajabilidad, un mayor dosaje de superplastificante se requiere

para el cemento tipo I que para el Tipo V.


HIDRATACION

La magnitud de la hidratación del cemento y sus componentes está influenciada por los

superplastificantes y los estudios de hidratación permiten un entendimiento de las

características de fraguado y trabajabilidad de la pasta de cemento.

Los superplastificantes retardan la hidratación del aluminato tricálcico y los estudios de

comparación de la curva de conducción calorimétrica del aluminato tricálcico hidratado en

presencia del 2% de superplastificante y el aluminato tricálcico hidratado sin

superplastificante muestran que a los pocos segundos del contacto con el agua el calor se

desarrolla rápidamente lográndose el valor máximo entre 8 y 9 minutos en muestras que no

contienen aditivo. En mezclas que lo contienen la cantidad total de calor generado en los

primeros 30 minutos y el valor máximo son, menores en comparación con las muestras sin

superplastificantes.

MICROESTRUCTURA,

Los estudios efectuados con el microscopio electrónico han permitido el examen de la

micro estructura general y las características morfológicas de la pasta. En la hidratación del

aluminato se forman, inicialmente, láminas hexagonales, pero en la presencia de

superplastificantes los productos de hidratación pueden formarse como un gel que recubre

la superficie del aluminato tricálcico.

En las mezclas aluminato tricálcico - sulfato de calcio - agua no se han sacado conclusiones

definitivas con respecto a los cambios de las características morfológicas, se ha observado

al microscopio electrónico que, en la presencia de superplastificantes, pueden formarse

agujas en forma de redes en lugar de grandes paquetes de fibras.

En una relación agua - cemento de 0.60, la comparación de fotografías de exploración con

microscopio electrónico del silicato tricálcico hidratado, con y sin superplastificante,


muestran diferencias a los 6 meses. El hidrato formado en la presencia de superplastificante

tiene una estructura más compacta y parece ser menos poroso que el espécimen de

referencia,

Una conclusión importante de lo expuesto es que, a pesar de que no se han observado

diferencias importantes en la morfología de las pastas de cemento hidratadas, con y sin

superplastificantes, se puede formar partículas más finas con estructura más densa cuando

se emplea superplastificantes.

2.4.4.5.- EFECTO DE LOS SUPERPLASFICANTES SOBRE EL CONCRETO

FRESCO

GENERALIDADES

Los concretos a los cuales se ha adicionado superplastificantes pueden requerir

procedimientos diferentes usualmente no empleados en concretos convencionales. Por

ejemplo, un concreto fluido, cuando es colocado rápidamente, puede incrementar la presión

sobre los encofrados. Otros problemas en obra pueden ser pérdidas de asentamiento,

fraguado, lento, o segregación y exudación. Una identificación previa de la posibilidad que

se presenten estos problemas se logra empleando mezclas de prueba en obra las cuales

reflejarán las condiciones de trabajo con más seguridad que los ensayos de laboratorio.

ASENTAMIENTO

La velocidad y magnitud de pérdida de asentamiento en concretos a los cuales se les ha

incorporado superplastificantes pueden ser afectadas por el Tipo de éstos, el dosaje

empleado, el empleo simultáneo de aditivos de los Tipos A, B o D de la norma ASTM

C494, el tipo y marca de cemento, la clase de concreto y la temperatura de éste.


Es evidente que los factores mencionados no son los únicos que podrían intervenir en

posibles modificaciones de asentamiento, pero son aquellos que pueden ser controlados por

el usuario. La temperatura ambiente no puede ser controlada, pero ella puede tener efecto

muy importante sobre el comportamiento de los superplastificantes. Es común escuchar que

todos los superplastificantes aumentan rápidamente la trabajabilidad del concreto, cono ya

se indicó ello no es enteramente cierto.

Tanto la Norma ASTM C 494 como la norma ASTM C 1017 hacen mención a pérdidas de

asentarniento, pero ninguna de ellas indica que ensayos deberían realizarse para determinar

las características de dicha pérdida.

Como un resultado de los avances en la tecnología de los superplastificantes y de los

muchos productos disponibles, se ha considerado conveniente que se describa dichos

productos no sólo en términos de los requerimientos de las Normas ASTM, sino también en

función del procedimiento de incorporación a la mezcla. Un superplastificante puede ser

añadido ya sea en la planta de dosificación o en la obra.

Cuando los superplastificantes son añadidos en obra, el concreto presenta una pérdida de

asentamiento moderada a rápida y características de tiempo de fraguado inicial normal o

retardado. Los productos especiales que se adicionan en la planta dosificadora pueden

extender la retención del asentamiento en el concreto, así como las características de fragua

inicial normal o retardo de la rnisma. La diferencia en el comportamiento no indica que un

producto es mejor que el otro, sino que ciertos productos pueden ser más apropiados en

determinadas condiciones que en otras.

General, cuánto más alto es el dosaje de superplastificantes en concreto más lenta es la

velocidad de pérdida de asentarniento, Sin embargo, siempre debe tenerse en cuenta que

cada producto tiene un rango de operación más allá del cual otras propiedades del concreto

pueden ser afectadas. Si la magnitud del dosaje se incrementa más allá de este rango, como

un procedimiento para controlar la velocidad de pérdida de asentarniento, el resultado


puede incluir cambios en las características del fraguado inicial, segregación y exudación.

Siempre que se emplea superplastificantes en las mezclas de concreto debe tenerse en

consideración las recomendaciones del fabricante.

La composición química de los cementos puede también afectar el comportamiento de los

concretos a los cuales se les ha incorporado un superplastificante. Ello no significa que los

superplastificantes no puedan trabajar con determinados tipos de cemento, sino que la

pérdida de asentamiento y otras características pueden ser diferentes.

Así por ejemplo, los cementos Tipo I y Tipo III generalmente contienen más aluminato

tricálcico que los cementos Tipo II y Tipo V. Debido a ello, los concretos preparados con

los primeros presentan una pérdida de asentamiento mayor en un dosaje de

superplastificantes, normales, El dosaje necesario también puede variar de marca a marca

para diferentes tipos de cemento.

La temperatura del concreto es otro factor importante que debe ser considerado cuando se

emplea superplastificantes. Como en todos los concretos, cuanto más alta es la temperatura

de éstos más rápida es la pérdida de asentamiento. Esta reacción puede ser minimizada en

diferentes formas. Un camino es elegir un superplastificante que cumpla con las

especificaciones del Tipo ( I de la Norma ASTM C 494 o añadir un retardador de los

grupos B o D de la Norma ASTM C 494 al concreto en adición al superplastificante. El

efecto retardante así obtenido puede ser beneficioso para reducir la rápida pérdida de

asentamiento. Igualmente, puede. Añadirse, en la planta dosificadora un producto

específicamente formulado para minimizar las pérdidas de asentamiento. El seguimiento de

los procedimientos indicados en la recomendación ACI 305 igualmente contribuirá a

reducir las pérdidas de asentamiento debidas a las altas temperaturas del concreto.


TIEMPO DE FRAGUADO

La Norma ASTM C 494 especifica los criterios de comportamiento mínimos requeridos

para aditivos químicos. Uno de dichos criterios es el tiempo inicial de fraguado. La norma

ASTM requiere que los concretos que contienen aditivos superplastificantes del Tipo F

alcancen el tiempo de fragua inicial no más de una hora antes o una y media hora después

que los concretos de referencia que tienen asentamiento, contenido de aire y temperatura

similares.

Los concretos en los cuales se ha empleado el superplastificante retardador Tipo G de la

Norma ASTM C 494 deberán alcanzar un tiempo de fraguado inicial por lo menos de una

hora después, pero no más de tres horas y media después, que el tiempo de fraguado inicial

del concreto de referencia.

La especificación indica que los criterios de ambos párrafos deberán ser cumplidos

únicamente en un dosaje determinado.

Muchos fabricantes de superplastificantes recomiendan un dosaje determinado para su

producto. Sin embargo, si se sigue estas recomendaciones, el producto no necesariamente

cumplirá con los requisitos de los Tipos F o G de la Norma ASTM C 494.

Ello es especialmente debido al tiempo de fragua inicial, apreciándose en muchos casos que

cuanto más alto es el dosaje de superplastificante mayor es el retardo en el fraguado. Es

necesario que el fabricante proporcione un rango aceptable de dosajes, debido a que el

producto es empleado en variedad de situaciones y condiciones de clima.

INCORPORACION DE AIRE

Se han efectuado numerosas investigaciones orientadas a estudiar la influencia de los

superplastificantes en los concretos con aire incorporado que son especialmente empleados


para poder resistir los procesos de congelación y deshielo, así como la acción destructiva de

las sales descongelantes.

Los ensayos han demostrado que el sistema de burbujas es alterado por la adición de

superplastificantes, En general, el esparcimiento de las burbujas es mayor que los valores

recomendados por el ACI 201 .2R. Este esparcimiento es causado por un incremento en el

tamaño promedio de las burbujas y por una disminución en la superficie específica, si se los

compara con un concreto con aire incorporado sin superplastificante

SEGREGACION

La segregación en el concreto es la separación de los componentes de la mezcla resultante

de diferencias en el tamaño o la densidad de las partículas. La segregación normalmente no

ocurre en concretos con superplastificantes cuando éste se emplea como un reductor de

agua.

Sin embargo, cuando el superplastificante es empleado para producir concretos fluidos, se

deberá presentar segregación si no se toman las precauciones adecuadas. Adicionalmente,

procedimientos inadecuados de proporcionamiento o mezclado pueden ambos dar por

resultado excesos de fluidez o segregación localizados.

Las deficiencias en la selección de las proporciones no deberán aparecer en concretos de

relativamente bajo asentamiento. Sin embargo, el alto asentamiento de los concretos fluidos

acentúa esas deficiencias y puede causar segregación durante el manejo.

Una forma de asegurar un proporcionamiento adecuado es incrementar de las partículas

menores de los agregados fino y grueso. Bajo condiciones ideales el agregado grueso está

suspendido en un mortero cohesivo que no permite la segregación, aunque si se adiciona

más aditivo o agua se puede reducir peligrosamente esta cohesividad.


Las características de fácil acomodo de los concretos fluidos han hecho pensar

equivocadamente que tales concretos no requieren vibración. De hecho, los concretos

fluidos deberán ser adecuadamente consolidados, con o sin vibración. infortunadamente

muchos concretos de losas, incluyendo a aquellos construidos empleando concretos fluidos,

reciben muy poca o ninguna vibración.

EXUDACION

La exudación es el proceso por el cual los sólidos tienden a asentarse en el concreto fresco,

permitiendo que una parte del agua de la mezcla se eleve a la superficie.

En aquellos en los que los superplastificantes son empleados como reductores de agua, la

exudación disminuye debido al bajo contenido de agua de la mezcla. Este efecto ha sido

verificado para concretos preparados con cementos Tipo I, II y V.

La exudación puede ser reducida empleando las mismas medidas indicadas para la

segregación. Adicionalmente, la exudación puede ser reducida limitando el tipo de aditivos

empleados en concretos preparados con superplastificantes. Por ejemplo, el ácido hidroxilar

carboxilo tiende a incrementar, en grado variable, la tendencia a la exudación de concretos

que contienen superplastificantes.

Es recomendable preparar muestras bajo condiciones de obra a fin de determinar los

materiales y proporciones que permitirán obtener una mezcla que tenga los menores

volúmenes de segregación y exudación, y que al mismo tiempo, permita obtener la

trabajabilidad necesaria para cumplir con los requisitos de colocación.

FACILIDAD DE BOMBEO

El bombeo es un procedimiento de colocación del concreto que cada vez se hace más

común en obra. En él, la pérdida de una pequeña cantidad de asentamiento mientras


discurre el concreto por la tubería es algo normal. Cuando ocurre una pérdida excesiva, las

causas pueden deberse a muy diversos factores que incluyen el proporcionamiento,

porosidad del agregado, pérdida de aire atrapado, degradación de los agregados,

condiciones de clima, e inadecuado equipo de bombeo.

Cuando el procedimiento de colocación del concreto por bombeo comienza a ser un

problema no se. considera una solución aceptable el añadir agua al concreto, Además de

bajar la calidad del concreto la adición de agua diluye el mortero, pudiendo dar lugar a que

la presión de bombeo separe el agregado grueso del mortero y que se obstruya la. tubería.

En el pasado se han empleado con éxito las siguientes soluciones para resolver los

problemas de dificultad de bombeo:

• Modificar las proporciones de la mezcla, dando especial atención los contenidos de

cemento y agregado fino, así como al empleo de aditivos minerales tales como las

cenizas.

• El empleo de bombas más grandes y potentes.

• Bombear de tina bomba a otra antes de llegar al punto final de colocación.

La adición de un superplastificante puede significar una alternativa económica a las

anteriores opciones, dado que significa disminuir los requisitos de la presión de bombeo e

incrementar la eficiencia de la bomba. Las investigaciones de obra han demostrado que la

adición de un superplastificante reduce la presión de bombeo del 20% al 25% para

concretos de peso normal, y de 10% a 20% para concretos livianos.


2.4.4.6.- EFECTO DE LOS SUPERPLASTIFICANTES SOBRE EL CONCRETO

ENDURECIDO

RESISTENCIA DE COMPRESION

Los principales efectos del superplastificante sobre la resistencia en compresión del

concreto se derivan de su efecto sobre la relación agua -cementante. Cuando se emplea, un

superplastificante para disminuir los requerimientos de agua, en los mismos asentamientos

y contenido de material cementante, la resultante disminución en la relación agua

cementante deberá significar un incremento en la resistencia en compresión en todas las

edades.

Si se compara mezclas con la misma relación, agua - cementante, aquellas, que contienen

superplastificante presentan a los 28 días un ligero incremento en la resistencia debido al

efecto dispersante del cemento. En las edades iniciales, este incremento en la resistencia

representa un porcentaje significativo de la resistencia total.

Los usuarios de los superplastificantes deberán primeramente calcular la relación agua -

cementante a continuación, estimar la resistencia del concreto empleando las Tablas del

comité 211 del ACI. Esta estimación deberá ser conservadora debido al efecto de dispersión

del cemento ya mencionado.

Se recomienda desarrollar información sobre la relación agua - cementante contra

resistencia para los materiales empleados en cada obra. La misma Información puede ser

empleada para determinar la influencia del aditivo superplastificante sobre los cambios en

la resistencia del concreto que se producen en las primeras edades.

Los cambios en la resistencia inicial resultantes del empleo de superplastificantes no

deberán ser mayores en los concretos fluidos a menos que se emplee un aditivo reductor o

acelerante, previamente indicado en las especificaciones. Cuando se emplea un


superplastificante para incrementar la resistencia por reducción de la relación agua

cementante, el efecto sobre la resistencia inicial puede ser positivo.

Debido a su efectividad en la reducción de la relación agua - cementante los

superplastificantes son adecuados para producir concretos con resistencias en compresión

mayores de 400 Kg/cm2 a los 28 días; y son esenciales para alcanzar a los 28 días

resistencias en compresión del orden de 600 Kg/cm2 bajo condiciones de obra.

RESISTENCIA A LA TENSION

Los aditivos superplastificantes deberán afectar a la resistencia a la tensión del concreto de

la misma manera que actúan sobre la resistencia en compresión. Los métodos empleados

para determinar la resistencia a la tensión son los mismos que se emplean en los concretos

sin aditivo.

MODULO DE ELASTICIDAD

Los aditivos, superplastificantes al incrementar, la resistencia en compresión, tienen efecto

sobre el módulo de elasticidad del concreto, el cual aumenta. Los procedimientos para

determinar el módulo de elasticidad de los concretos con superplastificante son los mismos

que se emplean para los concretos sin él.

ADHERENCIA AL ACERO DE REFUERZO

No existe ninguna información que indique que el empleo de concretos fluidos tenga algún

efecto sobre su adherencia al acero de refuerzo. La resistencia por adherencia de los

concretos fluidos al acero de refuerzo depende de la resistencia del concreto, grado de

consolidación, exudación y segregación, y tiempo de fraguado.


Los concretos fluidos pueden mostrar ningún cambio en la resistencia por adherencia, si se

los compara con concretos de bajo asentamiento con igual relación agua - cemento, siempre

que las condiciones siguientes se mantengan, el concreto sea vibrado, el concreto fragüe

rápidamente después de la consolidación y se presenten resistencias en compresión más

altas que las de los concretos convencionales. Sí esas condiciones no se cumplen puede

presentarse una reducción en la resistencia por adherencia..

Los concretos fluidos que no son vibrados pueden presentar una importante reducción en la

resistencia por adherencia si se los compara con concretos de bajo asentamiento o con

concretos fluidos los cuales han sido adecuadamente vibrados. Una adecuada consolidación

alrededor del acero de refuerzo es más fácilmente alcanzada cuando se emplea concretos

fluidos.

ELEVACION DE TEMPERATURA

La elevación de temperatura en concretos fluidos debida al calor de hidratación no es

significativamente afectada por la adición de un superplastificante del tipo F, a menos que

la cantidad o composición del ligante sea cambiada. Puede haber un pequeño cambio

cuando se alcanza los mayores valores en la temperatura del concreto debido a hidratación,

pero estas diferencias por lo general son despreciables.

Cuando se emplea superplastificante para lograr reducción en el contenido de agua de la

mezcla, puede presentarse algún incremento en la elevación de temperatura debido al

menor contenido de agua.


3.- DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO

Relación agua / finos

Se establece la relación entre el contenido de agua y el contenido de finos menores que la

malla núm. 100. De acuerdo con el comportamiento de mezclas realizadas en los

laboratorios, se recomienda que esta relación quede ubicada entre 0.30 y 0.35. Esta relación

considera como finos a todas los materiales y partículas con tamaño menor a la malla núm.

100, incluyendo el cemento y las partículas de los agregados que pasan dicha malla.

El contenido de estos finos recomendado para el concreto auto compactado se ubica entre

los 500 y 600 kg/m3. En éstos queda incluido el uso de materiales puzolánicos tales como

el fly ash y la micro sílice.

Relación grava / arena

Esta relación debe estar entre 0.72 y 0.80, significando esto que el concreto auto

compactado lleva una mayor cantidad de arena que un concreto convencional, y es esta

relación, combinada con el contenido de finos, lo que define el efecto de auto

compactación.

Este concreto debe cumplir con ciertas características tales como: elevada fluidez, y

alta viscosidad.

De tal manera que al ser descargado se extienda por sí solo. Tales propiedades en este

material no provocan ni segregación del agregado grueso, ni sangrado, garantizando así que

el concreto colocado mantenga la homogeneidad.

Coeficiente de forma1 del agregado grueso

El coeficiente de forma del agregado grueso es un factor que influye en el comportamiento

del concreto en estado plástico, por lo que es preferible el uso de agregado grueso que no

contenga partículas planas y alargadas.

El coeficiente de forma del agregado grueso debe ser mayor o igual a 0.20.

El tamaño máximo nominal del agregado grueso recomendado se encuentra entre 3/8" y

1/2". Tanto la grava como la arena pueden ser cribados o bien producto de trituración.


Evaluación de las propiedades del concreto en estado fresco

Uno de los aspectos importantes es la evaluación en el punto de descarga en la obra, por lo

que las preguntas ¿cómo garantizar que el concreto no dejará grandes oquedades? y ¿cómo

saber que se mantendrá homogéneo sin segregación?, quedan respondidas al evaluar el

efecto de auto compactación mediante la realización de una prueba muy simple, que es la

DIN 1048. La mesa de extensibilidad2

Esta es una prueba desarrollada en Alemania.

Equipo

- Un cono truncado de material no absorbente, sin deformaciones, de 20 cm de

diámetro inferior y de 13 cm de diámetro superior, con 20 cm de altura.

- La mesa, armada con dos placas del mismo material del cono de 70 x 70 cm de

lado. Éstas se encuentran unidas por uno de los lados con un dispositivo (bisagra)

que permite modificar el ángulo de unión entre ellas.

- Un pisón de madera.

Desarrollo de la prueba

El cono se llena en dos capas de igual volumen, consolidando cada capa con el pisón,

levantando el cono al terminar el enrasado de la segunda capa. Posteriormente se miden dos

diámetros perpendiculares entre sí, y se procede a levantar la placa superior sobre la que

descansa el concreto, dejándola caer desde una altura de 4 cm en 15 ocasiones durante 15

seg sobre la placa inferior.

La mesa de extensibilidad sirve para evaluar la capacidad del concreto para extenderse bajo

su propio peso y es un indicativo de si el concreto puede colocarse sin necesidad de

vibrado, es decir, si tiene la suficiente fluidez para garantizar su paso por las barras de acero

de refuerzo sin dejar oquedades.

Se encontró que valores de extensibilidad entre 60 y 70 cm cumplen con el comportamiento

deseado


Características mecánicas

Toda vez que las propiedades del concreto en estado fresco han cubierto las

especificaciones indicadas, el punto más relevante lo constituye el definir el

comportamiento del concreto en estado endurecido a partir de esas propiedades.

A continuación se presentan los resultados obtenidos con mezclas de concreto diseñadas a

partir de:

- la extensibilidad,

- el contenido de finos,

- las relaciones de grava y finos.

Materiales utilizados en la elaboración de la mezcla

Agregado fino : Arena andesítica de origen natural cribada

La andesita es un material de origen ígneo extrusivo de composición intermedia a básica,

que se puede depositar en forma de piroclastos y/o flujos de lava, con buena calidad física y

química para funcionar como agregado para concreto.

Densidad:2.42g/cm3

Absorción: 5.4%

Finos < Malla núm. 100: 15.0 %

Módulo de finura: 2.7

Granulometría: discontinua

Agregado grueso: Grava andesítica de 3/8", de origen natural triturada

Densidad: 2.42 g/cm3

Absorción: 4.5%

Finos < Malla núm. 100: 0.0 %

Coeficiente de forma: 0.32

Granulometría: continua


Cementantes: Cemento Pórtland combinado

Este cemento tiene una resistencia a la compresión mínima de 403 MPa a los 28 días. Es un

cemento adicionado con fillers inertes. El contenido permitido de fillers en el cemento es de

6 a 35 por ciento.

Agua: Potable

Diseño de la mezcla

Contenido de cemento: 450 Kg/m3

Relaciones utilizadas en el diseño de la mezcla:

Agua/Finos: 0.31

Grava/Arena: 0.72

Desempeño del concreto autocompactado

En estado fresco: Extensibilidad: 64 cm.

En estado endurecido:

La relevancia que representa el utilizar un alto contenido de finos en el concreto

autocompactado hace necesario describir el desempeño del material en estado endurecido

de forma tal de conocer con certeza cuál es el nivel de afectación que esa característica

tiene sobre el concreto en los elementos estructurales.

Las propiedades que describiremos en este trabajo para el concreto en estado endurecido

son:

- Resistencia a la compresión

- Contracción por secado

- Módulo de elasticidad

- Módulo de ruptura

Consideradas como aquellas propiedades que potencialmente pueden sufrir mayor

afectación con las características del concreto autocompactado, afectan la durabilidad del

concreto de distinta manera:

- Impermeabilidad

- Penetración de cloruros


- Penetración de sulfatos

CONCRETO AUTOCOMPACTABLE (SCC)

Para el diseño es preciso tener en cuenta las proporciones relativas de los componentes en

cuanto al volumen y no al peso.

Parámetros especiales de diseño:

I. Relación agua / finos en volumen de 0.80 a 1.10

II. Contenido total de finos de 160 a 240 litros (400 – 600 Kg) por metro cúbico.

III. Contenido de agregado grueso del 28% al 35% por volumen de mezcla.

IV. La relación agua / material cementicio se selecciona según los criterios conocidos de

resistencia.

V. Normalmente el contenido de agua no es mayor a 200 litros/m3.

VI. El contenido de arena equilibra el volumen de los demás componentes.

- Las mezclas M1 y M3 usadas en los proyectos mencionados tuvieron las

Siguientes características:


RELLENO FLUIDO

- Para el diseño es preciso tener en cuenta las proporciones relativas de los

componentes en cuanto al volumen y no al peso.

- Parámetros especiales de diseño:

i. Relación agua / finos en volumen de 0.80 a 1.20

ii.- Uso de aditivos incorporadores de aire de alto rango: porcentaje de aire entre 10% y

30% por volumen de mezcla.

iii. Densidades de mezclas entre 1500 y 2000 kg/m3.

iv. No contienen agregado grueso.

v. Uso de arenas con alto contenido de finos (% ≤ malla n° 200 hasta 15%). Contenido

total de finos de 180 a 260 litros por m3.

vi. La cantidad de cemento normalmente es menor a los 230 kg/m3.

vii. Normalmente el contenido de agua no es mayor a 200 litros/m3.

viii. El contenido de arena equilibra el volumen de los demás componentes y varía entre

el 50% y el 70% por volumen de mezcla.

- La mezcla M2 usada en el proyecto mencionado tuvo las siguientes características:


4.- ENSAYOS EN EL CONCRETO FLUIDO

4.1.- ENSAYO DE ASENTAMIENTO

4.1.1 CAJA V

El ensayo caja V cuantifica la deformabilidad del concreto en estado fresco que se relaciona

con la capacidad del concreto para acomodarse a la geometría del encofrado. El ensayo

consiste en rellenar hasta enrase y sin compactar el embudo de dimensiones indicadas,

controlando el tiempo de descarga: t (tiempo de descarga) = 5-12 seg. La descarga de la

masa debe producirse de manera continua, sin interrupciones.

4.1.2.- CAJA EN L

Este es un ensayo que mide la facilidad con que el concreto se acomoda por su propio peso

y llega a todos los rincones de la formaleta, es indispensable que el acero de refuerzo

represente el acero de refuerzo que tendrá la estructura, cuando el acero se encuentre entre

100-300 Kg. /cm3, realizar el ensayo colocando 3 barras de 12 mm. de diámetro espaciadas

35 mm. entre ellas. Si el acero de refuerzo presente en el elemento a fundir es menor se

puede reducir a 2 con espaciamiento entre ellas de 58 mm.

El ensayo debe ser realizado de acuerdo a las condiciones de refuerzo mas representativa de

la estructura a fundir, debe reportar una relación entre Ho/Hx > 0.8


4.1.3.- CONSISTENCIA

Este ensayo es realizado con el cono de asentamiento descrito en la NTC 396 pero se

realiza el llenado sin compactación y este es soltado midiéndose el diámetro (entre 65-75

mm.) que describe el concreto en dos direcciones, al igual que se observa la homogeneidad

de los bordes del concreto.

Equipos usados n la determinación de la consistencia del concreto fluido


4.2.- ENSAYO DEL PESO UNITARIO

Se realiza siguiendo el mismo procedimiento que en el mortero fluido.

Peso Unitario = Peso 1 – Peso 2

400 cc

Donde : Peso 1 Recipiente + mezcla, en gramos

Peso 2 Recipiente, en gramos

4.3.- ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESION

Se realiza siguiendo el mismo procedimiento que en el mortero fluido.

Resultado: Resistencia a la compresión

F′c = P/A

Donde:

P Carga de rotura aplicada

A Sección transversal (cm2)

F′c Resistencia a la compresión.


5.- CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES

- En nuestro medio ya está disponible esta tecnología pero su uso se ve restringido a

condiciones muy especiales de ciertos proyectos.

- Si bien es cierto que esta tecnología nace en el Japón para elaborar concretos

estructurales de alto desempeño que abaraten los elevados costos de la mano de

obra, en nuestro medio estos concretos aún siguen siendo caros debido justamente a

lo barata que es nuestra mano de obra.

- En la actualidad, la mezcla definida como relleno fluido ha tenido mayor

aceptación que la del concreto estructural debido precisamente a su menor costo y

ha sido ampliamente utilizada en nuestro medio como reemplazo de suelo

compactado, específicamente en el proyecto de remodelación del Aeropuerto

Internacional Jorge Chávez donde se ha colocado alrededor de 20000 m3

de este

concreto.

- Para la elaboración de estos concretos se debe poner énfasis en el control de los

agregados debido a que las propiedades de estas mezclas (capacidad de relleno,

capacidad de paso y resistencia a la segregación) son muy sensibles a las

variaciones en las características físicas de los áridos (contenido de finos,

granulometría y humedad de absorción).

- Similarmente es importante tener en cuenta el factor de forma de los áridos para la

elaboración de estos concretos puesto que con agregados de forma achatada y

angular provenientes sólo de chancado es casi imposible lograr (o demasiado

costoso) las propiedades especiales de consistencia de estas mezclas.

- Se recomienda el uso de piedra zarandeada-chancada y arenas naturales para la

fabricación de estos tipos de concreto.


6.- RECOMENDACIONES

• Asegurase del cumplimiento estricto de las normas referente al manejo,

protección, curado y control del concreto.

• El uso de aditivos permite mayor tiempo de mezclados y colocación; sin embargo,

es importante tener en cuenta los riesgos del retemplado por inicio del proceso de

fraguado y/o exceso de mezclado.

• Por tener una consistencia bastante fluida no es recomendable que sea bombeado

para evitar segregación.

• Tener presente que el hecho de que el concreto sea fluido no significa que no

requiera vibración.

• Garantizar el sellado de las formaletas con el fin de disminuir desperdicios.

escalonado nº i - concreto fluido

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