PROYECTO DEL CÓDIGO ACI 318: CONCRETO ESTRUCTURAL;  Un análisis sobre los cambios de tecnología del concreto 

  El  Instituto Americano del Concreto ACI ha puesto en  conocimiento del  colectivo  técnico el Proyecto  de  Código  para  requerimientos  del  concreto  estructural  (ACI  318)  que  entrará  en vigencia el año 2008.  Esta versión tiene interés en nuestro país, en cuanto la norma E 060 del Reglamento Nacional de  Edificaciones  toma  como  referente  al  reglamento  del  ACI.  Esta  edición  corresponde  al Código  ACI  de  hace  dos  décadas,  en  cuanto  fue  inicialmente  aprobado  en  el  año  1989  y ratificado sin modificaciones en el año 2006 por el Ministerio de Vivienda y Construcción.   El  proyecto  al  que  hacemos  referencia  tiene  cambios  sustanciales  con  relación  al  código anterior aprobado el año 2002, pues la versión del año 2005 registró cambios mínimos, lo que hace  conveniente  efectuar  un  análisis  de  las  variaciones  introducidas  y  las  razones  que  las sustentan. En este trabajo, comentamos las referentes a la tecnología del concreto contenidas en  los  capítulos  de Materiales  (C.3)  Requisito  de  Durabilidad  (C.4) Mezclado,  Colocación  y Calidad del Concreto (C.5).  Capítulo 3.‐ Materiales En  el  acápite  3.2  se  ha  variado  la  palabra  “Cemento”  por  “ Materiales  Cementosos”  y  en consecuencia se han incorporado como normas de consulta para éstos las correspondientes a puzolanas, escorias de altos hornos y micro‐sílice, además de las ya consideradas , referentes a cementos  portland,  cementos  portland  adicionados  y  los  considerados  en  la  norma  de perfomance para cementos.  La razón de este cambio es la práctica común en los EE.UU de agregar los materiales de adición en  las plantas de premezclado, dichos materiales de adición en  las plantas de pre‐mezclado, son  considerados  “materiales  cementosos”.En  el  Perú  los  cementos  adicionados  se  venden embolsados como tales.  Las normas a que se hace referencia para las adiciones consideradas corresponden a la ASTM y son  las mismas que corresponden a ediciones anteriores, que tienen equivalencia y similitud con las Normas Técnicas Peruanas.  En el acápite 3.3 referente a “Agregados”, prácticamente no existen variaciones.  En el acápite 3.4. “Agua”, Se eliminan totalmente las prescripciones para el agua, refiriéndose solamente a  la norma ASTM C 1602  referente al agua de mezclado editada en el 2004. Esta norma  esta direccionada principalmente  al  concreto premezclado, que  es predominante  en Norteamérica y ha sido adoptado como referente en nuestro país en la NTP 339.088.  En referencia al acápite 8.5 “Acero de refuerzo” Se introduce la posibilidad de uso de fibras discontinúas de acero (deformadas) como refuerzo. Se incluye el uso de acero liso con ensanches de cabeza para resistencia al corte, debido a su amplia utilización en los EE.UU.  En  relación  a  los  aditivos  acápite  3.6  solamente  se  han  eliminado  los  párrafos  referidos  a cenizas,  volantes,  otras  puzolanas  y  escoria  de  altos  hornos  denominadas  en  este  código “Materiales Cementosos” 

Capitulo 4 – Durabilidad El  capítulo  de  Durabilidad  ha  sido  exhaustivamente  revisado,  definiendo  los  tipos  de exposición y los correspondientes requerimientos por tanto ha sido modificado y reorganizado para hacerlo similar a otros códigos internacionales.  Sin embargo la modificación aportada no implica ningún cambio técnico con respecto al código del año 2005.  Los  tipos  de  Agresión  considerados  se  encuentran  en  las  tablas  4.2.1.a,  4.2.1  b,  4.2.1.c    y 4.2.1.d que se muestran a continuación.  En  la Norma  E060  Reglamento  del  Concreto  que  forma  parte  del  Reglamento Nacional  de Edificaciones,  las condiciones de durabilidad corresponden al Comité 318 del ACI de 1983, en este código, no existía un capítulo específico de Durabilidad, sino que se encontraba en el de Calidad del Concreto, no se consideraba como requisito la resistencia (f’c) y evidentemente no se habían fijado las clases de agresión que existirán en el código del año 2008. Existe una sola variación  referente  a  agresiones  por  soluciones  de  sulfato,  en  la  que  se  logró  insertar  una nueva versión de  la tabla correspondiente, en  la que se considera  la resistencia mínima y  los tipos de cemento adecuados para cada tipo de ataque.  

Tabla 4.2.1. a  Exposición Categoría F. Exposición a Congelamiento y deshielo. Clase  Descripción  Condición 

FO  No aplicable  Concreto no expuesto a congelamiento y deshielo  F1  Moderado  Concreto  expuesto  a  congelamiento  y  deshielo  ocasionalmente 

húmedo. F2  Severa  Concreto  expuesto  a  congelamiento  y  deshielo  en  contacto 

continuo con humedad. F3  Muy severa  Concreto  expuesto  a  congelamiento  y  deshielo  continuamente 

húmedo y expuesta a químicos descongelantes   

 Tabla 4.2.1.b Exposición Categoría S. Exposición a Sulfatos 

Clase  Descripción  Sulfatos solubles en suelos  porcentaje en peso. 

Sulfatos en agua ppm 

S0  No aplicable   S04<0.10   S04 < 150 S1  Moderada  0.10 ≤ S04< 0.20  150 ≤ S04 < 1500 agua de mar S2  Severa  0.2 ≤ S04 ≤2.00  1500 ≤ S04 ≤ 10000 S3  Muy severa  2.00 < S04   S04 > 10000  

 Tabla 4.2.1.C Exposición Categoría P. Concreto de baja permeabilidad – Contacto con agua 

Clase  Descripción  Condición P0  No aplicable   Concreto en el que, no es necesario baja permeabilidad al agua. P1  Requerida   Concreto en el que es necesaria baja permeabilidad al agua. 

 Tabla 4.2.1.d Exposición Categoría C.  

Condiciones que requieran protección del refuerzo a la Corrosión Clase  Descripción  Condición C1  No aplicable  Concreto que estará seco o protegido C1  Moderada  Concreto  expuesto  a  humedad  pero  no  a  fuente  externa  de 

cloruros – en servicio C2  Severa  Concreto expuesto a humedad y a  fuente externa de cloruros en 

servicio como químicos descongelantes, sales,  agua de mar, agua salobre o rocío de estas fuentes. 

Seguidamente  se encuentran,  también en  tablas  los  requisitos para  las mezclas de  concreto sometidas o agresiones. 

 Tabla 4.3.1.a Categoría Exposición F. Exposición Congelamiento y Deshielo 

Exposición Clase 

Max. a/mc 

Min. f’cMPa  

Requerimientos Adicionales 

F0  ‐  ‐  F1  0.45  31 Tabla 4.4.1. ‐ F2  0.45  31 Tabla 4.4.1. ‐ F3  0.45  31 Tabla 4.4.1. Tabla 4.4.2.

 Tabla 4.3.2.b Categoría Exposición S. Exposición a Sulfatos 

Exposición Clase 

Max. a/mc 

Min. d/c Mpa 

Materiales Cementosos Tipa  Requerimientos Adicionales 

ASTMCI50 ASTMC595 ASTMC1157S0  ‐  ‐  ‐  ‐ ‐  S1  0.50  28  II+** IP (MS)

IS(MS) MS  

S2  0.45  31  V** ‐ HS No aditivos con cloruro de calcio 

S3  0.45  31  V + puzolanao escoria ++ 

‐ HS + puzolanao escoria ++ 

No aditivos con cloruro de calcio 

 * 

Otras combinaciones de materiales serán aceptadas cuando al     ser ensayados cumplan con las especificaciones 4.5.1. 

**  Para exposición al agua de mar, pueden usarse cementos con Aluminato Tricálcico mayor de 10 %, si  la relación agua material cementoso se reduce a 0.40 

***  Otros  tipos de  cemento  como el  tipo  I o tipo  III  se pueden permitir en  las  clases  SI  y  S2,  si el aluminato tricálcico es menor de 8 y 5% respectivamente. 

+ + 

La  cantidad  de  puzolana  o  escoria  de  una  fuente  específica  será  aquella  en  la  que  se  haya comprobado su resistencia a los sulfatos, mezcla con cemento tipo V, por servicio o ensayo 4.5.1. 

 Tabla 4.3.1. C Exposición Categoría P. Concreto de Baja Permeabilidad 

Exposición Clase 

Max. a/mc 

Min. d´cMPa 

Requerimiento Adicionales 

P0  ‐  ‐ ‐P1  0.50  28 ‐

 Tabla 4.3.1.d. Exposición Categoría C. Protección al acero de refuerzo a la Corrosión 

Exposición Clase 

Max. a/mc 

Min. d/c Mpa  

Porcentaje de ion cloruro solubre en el concreto con relación al peso de cemento 

Requerimiento Adicionales. 

Concreto Armado   C0  ‐  ‐  1.00  ‐ C1  ‐  ‐  0.30  ‐ C2  0.40  35  0.15  ‐ 

Concreto Presforzado   C0      0.06  ‐ C1      0.06  ‐ C2  0.40  35  0.06  ‐ 

En el Capítulo de Durabilidad  además debemos considerar dos tablas en el acápite 4.4 las que consideran  requerimientos  adicionales  para  concreto  sometido  a  ciclos  de  congelamiento  y deshielo.  

Tabla 4.4.1.  Contenido Total de Aire para Concreto Expuesto a Congelamiento y Deshielo. 

Tamaño máx. 

nominal 

Porcentaje total de aire

Exp.  F2y F3 Exp   F1

3/8  7.5 6.0

1/2  7.0 5.53/4  6.0 5.01  6.0 4.5

11/2  5.5 4.02  5.0 3.5

Tabla 4.4.2   Cantidad de adiciones en concreto sometido  

a agresiones de la clase F3 Materiales 

cementosos 

Máximo %

Mat.Cement. en peso* 

Cenizas volantes y otras puzol. 25escorias 50micro sílice  10Puzolanas escoria y micro sílice 50Puzolanas y  micro sílice 

35

 *El total de material cementoso incluye al cemento 

Todas las tablas anteriores reemplazan a las siguientes del código del 2005: 

Tabla  4.2.1. Contenido de aire total para concreto sometido a ciclos de congelamiento y  Deshielo Tabla  4.2.2. Requisitos para condiciones de exposición especiales Tabla  4.2.3.  Requisitos para concreto expuesto a químicos descongelantes  Tabla  4.3.1.  Requisitos para concreto expuesto a sulfatos Tabla  4.4.1.  Contenido máximo de ion cloruro para la protección delacero de refuerzo      contra la corrosión 

 En el Código del 2008 se introduce una nueva tabla de requisitos para el concreto ante la acción de soluciones de sulfato. Esta se refiere a comportamiento (performance).  

Tabla 4.5.1.Requisitos para establecer la posibilidad del uso de combinación de materiales cementosos en concreto sujeto a la acción de soluciones de sulfato 

Exposición Clase 

Expansión máxima ASTM  C1012

S1    0.10%      a      6 mesesS2    0.05%      a      6 meses

   0.10%      a    12 meses* S3    0.10%      a    18  meses

* La expansión a 12 meses aplica sólo cuando no se cumple    la de 6 meses 

    

Capítulo 5 – Calidad, Mezclado y Colocación del Concreto Ene  l acápite 5.1 se  introduce un párrafo nuevo al 5.1.6 referente a  las fibras de acero como esfuerzo del concreto armado, en concordancia con el Capítulo 3 Materiales.  El en acápite 5.3, se establecen los siguientes cambios: 

‐ El  plazo mínimo  de  12 meses  para  el  conjunto  de  ensayos,  base  del  cálculo  de  la desviación estándar. 

‐ El concepto relativo a la dosificación de mezclas en base a mezclas de prueba toma en cuenta  las  composiciones  variadas  de  materiales  cementosos  considerando  en  las mezclas de prueba las diferentes mixturas posibles. 

 En el acápite 5.6 es importante destacar la posibilidad de uso de  cilindros de 4 por 8 pulgadas, para ensayos de compresión de concreto, considerando tres especímenes por muestra, debido a que estos especímenes presentan mayor variabilidad  ( 20%) que  los  cilindros de 6 por 12 pulgadas.  No  se  descartan  los  valores  individuales    de  cilindros  y  pueden  ser  usados  para calcular el promedio de resistencias.  Por último en este acápite se hace referencia al almacenamiento y transporte de de testigos de concreto,  especificando  que  debe  ser  en  estado  húmedo,  para  posteriormente  poder reproducir  las  condiciones  de  humedad  representativas.  Esto  es  debido  que  los procedimientos  anteriores  no  eran  representativos  de  las  estructuras,  estuvieran  secas  o húmedas en servicio. (ASTM C 42).     Ing. A. Biondi S.