Tecnologia Del Concreto IMCYC

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TECNOLOGÍA BÁSICA DEL CONCRETO HIDRÁULICO. EL MATERIAL

INTRODUCCIÓN

ING. LUIS A. GARCÍA CHOWELL

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Definición. Concreto convencional

El concreto es un material elaborado, formado por la mezcla de cemento, grava, arena, agua y aditivos en cantidades predeterminadas. La calidad del producto depende de la calidad de

cada uno de sus componentes y de la cantidad en que cada uno de ellos interviene.

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Definición. Concreto de alto comportamiento El concreto es un material artificial, formado

por cemento, grava, arena, agua, aditivos y adiciones en cantidades predeterminadas. Al reaccionar el cemento con el agua y las adiciones forman un material compuesto. La calidad del producto depende de la calidad de

cada uno de sus componentes y de la cantidad en que cada uno de ellos interviene.

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Definición. La calidad final del concreto ya colocado en la estructura, es la culminación de un largo proceso que involucra las siguiente etapas: A) Selección de los componentes. B) Estudio de las proporciones adecuadas. C) Adecuados procesos de : fabricación, colocación, compactación, acabado, curado, descimbrado. D) Verificación de la calidad. Pruebas al concreto, fresco y endurecido.

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MORTERO Y CONCRETO

= Lechada

= Mortero

+ Arena

+

+ Arena

= Concreto Grava

Acabado Fino

• Pegar

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PROPORCIONES EN VOLUMEN DE LOS MATERIALES USADOS EN EL CONCRETO 0.3%

ADITIVO 15 % CEMENTO

62.7% AGREGADOS

22% AGUA

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NATURALEZA DE LA RESISTENCIA DEL CONCRETO

• El Concreto se considera un material frágil aunque tenga una pequeña cantidad de acciones plásticas.

• Las cavidades en la mezcla endurecida influyen importantemente en la resistencia del concreto. • La resistencia del Concreto a la tensión es mucho más baja que la resistencia teórica calculada con base en la cohesión molecular y de la energía superficial de un sólido que se supone homogeneo y sin fallas.

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NATURALEZA DE LA RESISTENCIA DEL CONCRETO •Todavía no se ha establecido con exactitud el mecanismo de ruptura del concreto, pero es muy factible que éste se relacione con la adherencia dentro de la pasta de cemento y entre la pasta y el agregado. • Factores que influyen en la resistencia son:

Microagrietamientos, el agregado grueso y la riqueza de la mezcla.

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NATURALEZA DE LA RESISTENCIA DEL CONCRETO

La relación agua/cemento (A/C) determina la calidad de la pasta y de una manera general controla la calidad del concreto.

Se calcula dividiendo la cantidad de agua en el concreto entre la cantidad de cemento.

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NATURALEZA DE LA RESISTENCIA DEL CONCRETO

RELACION AGUA/CEMENTO APROXIMADAS Resistencia Específicada en kg/cm2 350 400 500 600

Relación Agua/Cemento promedio por peso 0.40 0.38 0.36 0.34

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USOS DEL CONCRETO - Estructuras Urbanas: Edificios y casas, Edificios de gran altura, Puentes. - Pavimentos Barreras de protección en carreteras. Barreras contra ruidos. - Pisos de fábricas Silos Bases de maquinaria

Centrales Nucleares y radioactivas - Terminados Arquitectónicos Esculturas - Presas y canales Redes de drenaje sanitario e hidráulico. Fosas sépticas. Plantas de tratamiento de agua. - Diques, muelles, tetrápodos. Barcos, Barcazas, Boyas de flotación. Estaciones Marinas de extracción de petróleo. Tanques de almacenamiento: ambientes ultrafríos.

Estructuras Urbanas E s t r u c t u r a

Puentes

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Estructuras cercanas al

mar

BUENA CALIDAD DE LOS AGREGADOS

BUENA CALIDAD DE LA PASTA

RESISTENCIA MECANICA

CONCRETO DE BUENA CALIDAD UNIFORME

CONCRETO DENSO

RESISTENCIA AL INTEMPERISMO

RESISTENCIA A LAS ACCIONES QUIMICAS ADVERSAS

DURABILIDAD

CONCRETO DE BUENA CALIDAD UNIFORME

RESISTENCIA AL DESGASTE

OPERACION EFICAZ

USO EFICAZ DE LOS MATERIALES

ECONOMIA

CONCRETO DE BUENA CALIDAD UNIFORME

MANEJO FACIL Y SENCILLO

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CONCRETO DE BUENA CALIDAD UNIFORME

RESISTENTE

DURABLE

ECONOMICO

Materiales de calidad controlada, Dosificaciones controladas y Manejo, Colocación y Curado conforme a las buenas prácticas de la construcción.

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Materias primas.

CONCRETO: RESISTENTE, DURABLE y ECONOMICO

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ALGUNOS FACTORES QUE PUEDEN INFLUIR EN LA CALIDAD DEL CONCRETO

1.- MATERIALES COMPONENTES

2.- PROCESOS CONSTRUCTIVOS

PROPORCIONES

3.- PROPIEDADES FISICAS

4.- NATURALEZA DE LA EXPOSICION

5.- TIPO DE CARGAS

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1.- MATERIALES COMPONENTES

PROPORCIONES

CEMENTO

AIRE

AGUA

AGREGADO FINO

AGREGADO GRUESO

ADITIVOS

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Materias primas.

CEMENTOS Y SUS APLICACIONES

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¿QUÉ ES EL CEMENTO? QUIMICOS

BITUMINOSOS

HIDRAULICOS

Es un aglutinante de tipo hidráulico que al endurecer forma la unidad.

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Materias primas. CEMENTO PORTLAND

Junto con el agua forma la pasta que aglutina a los agregados. Normalmente constituyen del 25 al 40% del volumen total del concreto y, El cemento es el de mayor costo unitario.

“Conglomerante hidráulico que resulta de la pulverización del clinkler frío, a un grado de finura determinado, al cual se le adicionan sulfato de calcio natural, o agua y sulfato de calcio natural”.

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FABRICACIÓN DE CEMENTO Materias Primas

Trituración y Molienda

Proporcionamiento

Calcinación: CLINKER

C3S / C2S C3A / C4AF

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FABRICACIÓN DE CEMENTO Proporcionamiento

Molienda final

Envasado o granel

Venta del cemento

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PROCESO DE PRODUCCION DE CEMENTO Criba

Almacenamiento crudos

Equipo de dosificación

Separador

Silos de mezcla

Silos de crudo

Criba

Elevador Bomba neumática Elevador

Elevador

Bomba neumática

Molino crudos

Trituración Elevador Precalcinación

Silos de cemento

Almacenamiento de clinker

Separador Elevador

Alimentador de horno

Elevador Horno Bomba Colector de polvos

Enfriador de clinker

Elevador

Molino de cemento

Carga de transporte

Empacad

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FABRICACIÓN DE CEMENTO

El cemento portland es el material resultante de la molienda conjunta de clinker y yeso natural.

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Materias primas. CEMENTO PORTLAND FRAGUADO Inicia al perder plasticidad la mezcla. Termina cuando ya no se puede marcar la huella.

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Materias primas. CEMENTO PORTLAND ENDURECIMIENTO:

Inicia cuando termina el fraguado. El término del endurecimiento no se puede precisar.

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Materias primas. CEMENTO PORTLAND Son 4 los compuestos principales presentes en el cemento portland, ellos le imparten las propiedades fisicoquímicas al concreto.   



Silicato tricálcico Silicato dicálcico Aluminato tricálcico Ferroaluminato tetracálcico

C 3S C 2S C 3A C4AF

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Materias primas. CEMENTO PORTLAND Características fisicoquímicas

Compuesto responsable

• Resistencia a la compresión

C3S, C2S

• Tiempo de fraguado

C3A, SO3

• Calor de hidratación

C3A, C3S

• Resistencia al ataque químico

C3A

• Color

C4AF

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CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS HIDRÁULICOS SEGÚN LA NORMATIVA ACTUAL, NMX-C-414-ONNCCE

TIPO CPO

Cemento Portland Ordinario CPP Cemento Portland Puzolánico CPEG Cemento Portland Escoria Granulada CPS Cemento Portland Humo de Sílice CPC Cemento Portland Compuesto CEG

Cemento Escoria Granulada

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CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS HIDRÁULICOS SEGÚN LA NORMATIVA ACTUAL, NMX-C-414-ONNCCE

Clases de Cemento

30

40

20 30 R

40 R

La subclasificación de un cemento se establece de acuerdo con la Resistencia mecánica a la compresión a los 28 días determinada por el Método de Prueba NMX . C - 061.

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CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS HIDRÁULICOS SEGÚN LA NORMATIVA ACTUAL, NMX-C-414-ONNCCE

RESISTENCIA

N/mm2 20 30 30R 40 40 R

3 días Mínimo

20 30

28 días Mínimo Máximo 20 40 30 50 30 50 40 40

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CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS HIDRÁULICOS SEGÚN LA NORMATIVA ACTUAL, NMX-C-414-ONNCCE

CARACTERÍSTICAS ESPECIALES

RS Resistencia a Sulfatos BRA Baja Reactividad Alcaliagregado BCH Bajo Calor de Hidratación B Blanco

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CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS HIDRÁULICOS SEGÚN LA NORMATIVA ACTUAL, NMX-C-414-ONNCCE TIPO

CPO

Cemento Portland Ordinario CPP Cemento Portland Puzolánico CPEG Cemento Portland Escoria Granulada CPS Cemento Portland Humo de Sílice CPC Cemento Portland Compuesto CEG

Cemento Escoria Granulada

RESISTENCIA

20 30 40 30R

CARACT. ESPECIALES

RS BRA BCH

40R

B

Resistencia a Sulfatos Baja Reactividad Alcali-agregado Bajo Calor de Hidratación Blanco

EJEMPLOS:  CPO 30 R  CPP 30 RS / BRA

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Materias primas. CEMENTO PORTLAND

Cemento portland puzolana: Mezcla íntima de cemento portland y puzolana en molienda conjunta. La norma permite una adición de puzolana entre el 15 y 40% de la mezcla total.

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Materias primas. CEMENTO PORTLAND Cemento puzolánico:

 Aumenta la resistencia al ataque de sulfatos.  Inhibe la reacción álcali-agregado  Mejora la trabajabilidad  Reduce segregación y sangrado  Mejora la impermeabilidad

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Resistencia a la compresión, kg/cm2

EFECTO DE LA MARCA DE CEMENTO

850

800 Diseño de Mezcla

cemento tipo I = 384 kg

700

grava 13 mm = 777 kg

600

arena

= 495 kg

ceniza vol.

= 45 kg

revenimiento = 7.5 cm

550

con reductor agua

7

90 28 56 Edad en días

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Materias primas. CEMENTO PORTLAND 400 kg/cm2 (40 MPa) 380 kg/cm2 (38 MPa) 330 kg/cm2

240 kg/cm2 (24 MPa)

(33 MPa)

7

14

21

28

Días después de elaborado el concreto VARIACION DE LA RESISTENCIA CON LA EDAD DEL CONCRETO

CPO CPO RS CPO AR

CPO ( )

CPO ( )

CPO ( )

CPO ( )

CPO ( )

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Materias primas. CEMENTO PORTLAND

Hay una cantidad óptima de cemento arriba de la cual, el cemento adicional que se ponga en la mezcla no producirá un incremento apreciable en la resistencia.

Esta cantidad óptima de cemento se obtiene mediante una serie de mezclas de prueba en el laboratorio o en el campo

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Materias primas. CEMENTO PORTLAND

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Agregados Concreto

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Los agregados no participan en las reacciones quimicas que originan que la pasta de cemento endurezca................ pero hacen que el concreto sea un material de construcción práctico y económico.

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DEFINICIONES Agregado Material granular, el cual puede ser arena, grava, piedra triturada o escoria, etc., usado con un medio cementante para formar concreto o mortero hidráulico.

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CLASIFICACION DE AGREGADOS

   



Modo de Fragmentación. Tamaño de Partícula. Origen. Composición. Color.

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CLASIFICACION DE AGREGADOS

Modo de fragmentación

Es la diferenciación del agregado en base al proceso a que es sometido, dividiéndose en:  



Naturales Manufacturados (triturados) Mixtos

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Resistencia a la compresión, kg/cm2

EFECTO DEL TIPO DE AGREGADO GRUESO

550

Grava triturada

500

Grava natural

450 400 350

7

28 Edad en días

56

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CLASIFICACION DE AGREGADOS

Tamaño de la partícula Es la división de los agregados en 2 fracciones cuya frontera nominal es la malla No. 4, y que pueden ser dosificadas en forma individual. Es conveniente que cada fracción contenga todos los tamaños de partícula que sean factibles, de acuerdo a condiciones técnicas y de costo. Agregado grueso (grava)  Agregado fino (arena) 

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CLASIFICACION DE AGREGADOS

Origen

• •

•

Ígnea Sedimentaria Metamórfica

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CLASIFICACION DE AGREGADOS

Composición    



Andesita Granito Basalto Etc. Tezontle Caliche Mármol

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CALIDAD DE LOS AGREGADOS Clasificación por tipo de roca: Ignea, Sedimentaria o metamórfica - Forma y Textura - Adherencia - Resistencia mecánica y Módulo de elasticidad - Tenacidad - Abrasión - Densidad - Masa Unitaria - Porosidad y Absorción - Humedad - Sustancias deletéreas - Sanidad - Reactividad con los álcalis del cemento - Granulometría - Tamaño Máximo.

Características del Concreto Hidráulico

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Calidad Física Intrínseca • • • • •

Masa Específica Porosidad y Absorción Sanidad Resistencia Mecánica Resistencia a la Abrasión

• Módulo de Elasticidad • Propiedades Térmicas • Forma y Textura Superficial • Tamaño Máximo

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Calidad Física Masa específica En el caso de los agregados, para la evaluación de su densidad se emplea la Masa Específica. Que es el resultado de: El peso en el aire del volumen de agregados SSS, entre el peso en el aire de un volumen igual de agua destilada libre de aire, a la misma temperatura. Valor adimensional. En forma general no hay límites de aceptación para la masa específica de los agregados, ya que ésto depende de la masa unitaria del concreto que se deseé fabricar.

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Calidad Física Masa específica

Clasificación de los agregados de acuerdo a su masa específica: • • • •

•

Baja Densidad Ligero Ligero Estructural Normal Pesado

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Calidad Física

Porosidad y Absorción Prueba: Inmersión en agua del agregado durante 24 horas. En términos generales no hay un límite de aceptación. A título informativo se sugieren los porcentajes : Para Grava < 3% Para Arena < 5%

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Calidad Física

Sanidad Es la presencia de fisuras en los agregados que expongan al concreto a la acción agresiva del ambiente. Se determina por la prueba de intemperismo acelerado: Someter el agregado a ciclos consecutivos de saturación (NaSO4 ó MgSO4) y secado acelerado en horno. Al término de 5 ciclos se cuantifica la cantidad de material que resultó afectado. Límites empleando NaSO4 (NMX- C-75) Agregado fino, máx. 10 % Agregado grueso, máx. 12 %

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Calidad Física

Módulo de Elasticidad Es la relación del esfuerzo normal (s) y su correspondiente deformación (e) para el esfuerzo de compresión del material. Al igual que para la resistencia mecánica, NO HAY una especificación definida para esta propiedad, evaluándose su comportamiento en forma directa en el concreto que los contiene.

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Calidad Física

Módulo de Elasticidad Comparativo

Roca Andesita Caliza

f’c E

f’c(28) (kg/cm2) 265 275

E(28) (kg/cm2) 145,000 273,000

Resistencia a la compresión Módulo de Elasticidad

E/(f’c) 1/2 K 8,900 16,500

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Calidad Física

Forma y Textura Superficial La forma puede ser definida por el radio de los tres ejes principales. La textura superficial se define como el grado de rugosidad o tersura superficial.

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Calidad Física

Forma y Textura Superficial Coeficiente de Forma ( C ) : es la relación entre el volumen de la partícula y el volumen de la esfera en la que resulta inscrita.

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Calidad Física Forma y Textura Superficial

Natural redondeado C = 0.35

Triturado por impacto

C = 0.20

Natural anguloso C = 0.30

Triturado por compresión

C = 0.15

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Calidad Física Forma y Textura Superficial

Magnitud

Clasificación agregado

C < 0.15 C >0.15 < 0.20 C > 0.20

Forma inconveniente Forma regular Buena forma

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Calidad Física

Tamaño Máximo El tamaño máximo nominal del agregado es el que se designa en las especificaciones de cada estructura de concreto en particular. Se define como el tamaño de la criba por la que casi la totalidad de las partículas pasan.

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Calidad Física

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Calidad Física

Resistencia Mecánica De forma ordinaria los agregados empleados concreto tienen una resistencia superior a la del concreto convencional. No hay una especificación para este concepto, por lo tanto su posible uso se valida con la evaluación del concreto que los contiene. El ensaye más representativo de la resistencia mecánica es la evaluación de la Resistencia por Aplastamiento. Dado que en el concreto convencional los agregados se encuentran dispersos en la pasta de concreto (sin contacto entre sí), su resistencia a la compresión depende de: La pasta de cemento Adherencia de la pasta a los agregados

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Calidad Física

Resistencia a la Abrasión Es la resistencia que oponen los agregados a sufrir desgaste, rotura o desintegración por efecto de la abrasión. Prueba: Es la estimación de la cantidad de finos generados, por los efectos combinados del impacto y la abrasión, producidos por una carga de esferas metálicas dentro de un cilindro giratorio (máquina de Los Angeles), con revoluciones fijas. Límite: NMX- C-111 establece una perdida máxima permisible del 50% para ambos tipos de agregados.

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Calidad Física

Resistencia a la Abrasión Es la resistencia que oponen los agregados a sufrir desgaste (pulimento), ya sea mecánico o por medio hidráulico. Prueba: Desgaste en la máquina tipo Dorry. Desgaste en máquina de llantas.

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Calidad Física

Resistencia a la Abrasión

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Calidad Física

Propiedades Térmicas De forma normal esta propiedad no constituye una base para la selección del agregado. Coeficiente de expansión térmica lineal: es el cambio de dimensión por unidad de longitud, por cada grado de variación de temperatura (millonésimas/°C). Es reconocida la notable influencia de los agregados en esta propiedad. Coeficientes térmicos promedios Agregados 1-16 millonésimas/°C Pasta de cemento 10-21 millonésimas/°C Concreto conv. 6-14 millonésimas/°C

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Características de los Agregados

Composición Granulométrica Materiales Contaminantes Calidad Física Intrínseca

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CARACTERISTICAS Composición Granulométrica • Agregado Fino • Agregado Grueso

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COMPOSICION GRANULOMETRICA Agregado Fino •

•

Proceso mediante el que hay separación en las mallas de la “serie estándar”, cuyas aberturas se duplican sucesivamente para asegurar una continuidad granulométrica. Como complemento se calcula el “Módulo de Finura” que es la centésima parte de la suma de los porcentajes acumulados en las mallas estándar. Se recomiendan valores entre 2.3 y 3.2.

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Límites Granulométricos de la arena Criba Núm. 9,50mm (3/8”) 4,75mm (No. 4) 2,36mm(No. 8) 1,18mm (No.16) 0,600mm(No 30) 0,300mm(No.50) 0,150mm(No.100)

Material acumulado en masa; % que pasa 100 95 – 100 80 - 100 50 - 85 25 – 60 10 – 30 2 – 10

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COMPOSICION GRANULOMETRICA Agregado Grueso •

•

Para su análisis el material es separado por mallas cuyas aberturas se seleccionan de acuerdo con el intervalo dimensional establecido por el tamaño máximo. El material debe dividirse en el número de fracciones que permitan evaluar su distribución de tamaños.

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CARACTERISTICAS Materiales Contaminantes

• Limo y Arcilla • Materia Orgánica • Partículas Inconvenientes • Sales Inorgánicas

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MATERIALES CONTAMINANTES Limo y Arcilla • •

Limo: Material granular fino sin propiedades plásticas con tamaños comprendidos entre 2 y 60 mm. Arcilla: Material fino con propiedades plásticas y sus tamaños son menores a 2 mm.

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MATERIALES CONTAMINANTES Pérdida por Lavado Es la determinación del material fino que pasa la malla No. 200 mediante el lavado del agregado. NMX- C-111 condiciona la cantidad en función de los límites de Atterberg.

L.L Hasta 25 25 – 35

Ejemplo, en arena: % máx. de finos que pasa M 200 I.P Hasta 5 15.0 Hasta 5 10.0

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MATERIALES CONTAMINANTES Materia Orgánica • Tipos:

Humus, Fragmentos de raíces, hojas y tallos de plantas en descomposición.

• Prueba: Se mezcla una pequeña cantidad de arena con Na(OH) al 3%, a las 24 hrs. se compara color de la solución con un color de referencia.

Es reconocido que algunas sustancias no dañinas pueden producir coloración en esta prueba.

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MATERIALES CONTAMINANTES Partículas Inconvenientes Tipos Desmenuzables

Carbón y Lignito

Terrones de Arcilla Fragmentos de roca alterados

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MATERIALES CONTAMINANTES Partículas Inconvenientes (continuación)

Pruebas y límites Desmenuzables: es aplicable la prueba de sanidad. Límites: en arenas < 3% Carbón y lignito: En concreto aparente: 0,5 en el total de la muestra En otros concretos: 1,0 en el total de la muestra

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MATERIALES CONTAMINANTES Partículas Inconvenientes

• Tipos:

Partículas planas y partículas alargadas.

• Prueba: método inglés a base de calibradores.

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MATERIALES CONTAMINANTES Sales Inorgánicas Tipos Sulfatos y Cloruros Se determinan por vía química. Concentraciones de sulfatos superiores a las 300 ppm en la mezcla, se consideran riesgosas para las estructuras de concreto. Existen diferentes límites para las concentraciones máximas permisibles de cloruros en el concreto, lo cual depende fundamentalmente de las condiciones de exposición de cada estructura.

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Nombre Lugar Construcción f’c Niveles

Petronas Tower Kuala Lumpur, Malasia 1996 815 kg/cm2 88 / 452 m

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Actividad Química Es la reacción química que ocurre entre cierta clase de agregados y los álcalis del cemento en presencia de humedad. Tipos: Alcali - Sílice Alcali – Carbonato Pruebas: • Examen petrográfico (cualitativo) • Método Químico (cualitativo) • Expansión en barras de mortero (cuantitativo)

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RAS

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Materias primas.

AGUA PARA

CONCRETO

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Materias primas.Agua para concreto

USOS MEZCLADO

AGUA

CURADO LAVADO DE

AGREGADOS

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FUENTES DE SUMINISTRO    

 

Red de suministro público. Pozos Manantiales Arroyos, ríos Lagos, lagunas Presas

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Materias primas.. Agua para concreto

FUNCIÓN Reaccionar con el cemento en el proceso de hidratación.

Productos de hidratación

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Materias primas.Agua para concreto

Generando las siguientes características: 

Proceso del Fraguado



Generación de Calor



Desarrollo de la Resistencia a la Compresión

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Materias primas.Agua para concreto

REQUISITOS DE CALIDAD El agua usada para fabricar concreto, debe ser limpia y libre de impurezas dañinas o sustancias que sean nocivas al concreto o al acero de refuerzo.

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Materias primas.Agua para concreto 

TIPOS DE AGUA

   

 

Potable De Mar Ácidas Alcalinas Industriales Negras Etc.

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SALES E IMPUREZAS



Calcio Magnesio Álcalis totales:

(Ca 2+) (Mg2+) (Na+, K+ )



Carbonatos

(CO3 2+)



Bicarbonatos

(HCO3-)



Bióxido de Carbono (CO2)



Sulfatos

(SO4 2-)



Cloruros

(Cl-)

 

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SALES E IMPUREZAS  Materia Orgánica (DQO)  Sólidos en suspensión  Grasas o Aceites  Azúcares  Ácidos

EFECTOS: Interfieren en la hidratación del cemento. Retardan o aceleran el fraguado. Disminuyen la resistencia.

Manchan el concreto. Provocan expansiones. Provocan inestabilidad volumétrica.

EFECTOS: Provocan la deterioración del concreto por:  Ataque por sulfatos.

 Reacción álcali-agregado.  Riesgo de corrosión en el acero de refuerzo.

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ADITIVOS

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Materias primas. Aditivos

Los Aditivos, Sustancias Químicas, que se adicionan al Concreto ya sea inmediatamente antes o durante el mezclado.

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Materias primas. Aditivos Los productos se clasifican en 10 tipos denominados de la siguiente forma: Tipo A: Tipo B: Tipo C: Tipo D: Tipo E: Tipo F: Tipo G: Tipo F2: Tipo G2: Tipo AA

Aditivo reductor de agua Aditivo retardante Aditivo acelerante Aditivo reductor de agua y retardante Aditivo reductor de agua y acelerante Aditivo reductor de agua de alto rango Aditivo reductor de agua de alto rango y retardante Aditivo plastificante Aditivo plastificante y retardante Aditivo inclusor de aire

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Materias primas.Aditivos

Otros Tipos: Inhibidores de la corrosión Colorantes Ayudas para bombeo “Impermeabilizantes” Formadores de gas. Adiciones (aditivos minerales)

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Materias primas.. Aditivos

Razones de uso 1. Reducir el costo de la construcción de concreto 2. Obtener algunas propiedades en el concreto de manera más efectiva que por otros medios

3. Superar ciertas eventualidades durante las operaciones de colado

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Reductores de Agua Efectos

1. Disminuyen el contenido de agua en aproximadamente 5 a 10 % 2. Generalmente se obtiene un aumento de la resistencia, porque se reduce la relación A/C 3. Dependiendo de la composición química, pueden disminuir, aumentar o no tener ningún efecto en el sangrado

280

35

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Retardantes

Características 1. Aminoran la velocidad de fraguado 2. No bajan la temperatura inicial del concreto

Efectos 1. Compensan el efecto acelerante que tiene el clima cálido en el fraguado del concreto 2. Demoran el fraguado inicial del concreto en condiciones difíciles de colocación o para aplicar procesos especiales de acabado 3. Incluyen un poco de aire en el concreto

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Acelerantes Precauciones en el uso de (CaCl2)

Efectos de sobre-dosis

Precauciones

1. Endurecimiento rápido 2. Fuerte incremento en la contracción por secado 3. Corrosión del acero 4. Pérdida de resistencia a edades tardías

1. Concreto sujeto a curado al vapor 2. Concreto con metales inmersos 3. Losas soportadas por cimbras permanentes de acero galvanizado

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Acelerantes Usos no recomendados (CaCl2) 1. Concretos presforzados por riesgo de corrosión 2. Concretos con aluminio ahogado (corrosión) 3. Concretos con reacción álcali-agregado 4. Concretos expuestos a suelos o aguas con sulfatos 5. Losas de piso donde se trate de dar acabados metálicos en seco o con llana 6. En climas cálidos en general 7. En colados de concreto masivo

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Acelerantes Sustitución del producto 1. Empleando cemento de resistencia rápida 2. Utilizando más cemento 3. Reduciendo la relación a/c y con aumento de cemento. 4. Curando a mayores temperaturas

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Superfluidificantes (Reductores de agua de alto rango)

•En concretos de revenimiento y relación a/c normales, se agregan para producir concretos fluídos y de alto revenimiento •La eficacia del superfluidificante se mejora con el aumento de la cantidad de cemento y finos en el concreto

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Minerales finamente Divididos (Adiciones)

1. Materiales cementantes 2. Materiales puzolánicos y cementantes 3. Materiales inertes

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Materiales Cementantes* * Propiedades hidráulicas cementantes

1. Cemento hidráulico 2. Cemento natural 3. Cal hidratada 4. Combinaciones

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Puzolanas, cenizas volantes, humo de sílice

Material sílico o silicoaluminoso que por sí mismo

posee poco o ningún valor cementante pero que, finamente molido y en presencia de agua, reacciona con el hidróxido de calcio liberado por la hidratación

del cemento portland para formar compuestos que poseen propiedades cementantes

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Materiales Nominalmente Inertes

Son materiales que frecuentemente se emplean como adición al cemento y como una sustitución parcial de la arena en el concreto para mejorar la trabajabilidad “pobre”, causada frecuentemente por la falta de finos en la arena

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La efectividad del Aditivo depende de:

1. Tipo, marca y cantidad de cemento 2. El contenido de agua en el concreto 3. La composición granulométrica y proporciones de los agregados 4. El tiempo de mezclado 5. El revenimiento del concreto 6. Temperaturas del concreto y del aire

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ENSAYES



La finalidad para el ensaye de los aditivos es alguna de las siguientes : Satisfacer requisitos de especificación Determinar la uniformidad del producto Evaluar su efecto en el concreto

Para este último caso se recomienda realizar el estudio bajo las condiciones reales de la obra.

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CONCRETO DURABLE

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

El ACI 201 define la durabilidad del concreto hecho con cemento hidráulico como la habilidad para resistir la acción del intemperismo, ataque químico, abrasión o cualquier otro proceso de deterioración. Y determina que el concreto durable debe mantener su forma original, calidad y características de servicio cuando es expuesto a ese ambiente.

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¿ Porqué entender la durabilidad ?

Un concreto permanente es mejor que un concreto temporal

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Factores 





Condiciones de Exposición Condiciones de Servicio Prácticas Recomendadas

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Condiciones de exposición

Condiciones climáticas

Medio de contacto Carácter del lugar

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Carácter del lugar

Ambiente húmedo/ Químicamente agresivo

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Carácter del lugar

Ambiente seco Químicamente inofensivo

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Medio de Contacto

Ambiente Húmedo. Químicamente Agresivo. Abrasión Hidráulica.

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Reacciones químicas de los agregados

Corrosión del acero de refuerzo

Causas de la Muerte del Concreto

Agrietamientos

Abrasión

Ataque Químico

TECNOLOGIA BASICA

ORIGEN DE LAS CAUSAS DE DETERIORO DE LAS OBRAS

51 % 37 % 4.5 % DISEÑO

CONSTRUCCION

MATERIALES DEFECTUOSOS

7.5 % MANTENIMIENTO DEFICIENTE

Según Paterson

¿Como prevenir los problemas de durabilidad?





Asegurar que no se “construyan” “bombas de tiempo” en el concreto, mediante la incorporación de componentes que causan problemas específicos Hacer el concreto tan impermeable como sea posible de tal manera que los cambios de “permeabilidad“ inducidos se limiten a las capas superficiales.

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DISEÑO DE MEZCLAS (METODO ACI)

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DISEÑO DE MEZCLAS Elementos básicos que constituyen el concreto:

• • • • • • •

Agregado grueso Agregado fino Cemento Agua Aditivo (s) Aire Adiciones

= grava = arena

AGREGADO GRUESO Y FINO 63%

AGREGADOS

AGUA 20% AIRE 2% CEMENTO 15%

PASTA

VOLUMEN ABSOLUTO

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Dosificacion y mezclado 5 Minutos

Transporte 20 minutos

Colocación 15 minutos

Ciclo de Colocación y Compactación 80 Minutos (Máximo Disponible:140 Minutos)

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DISEÑO DE MEZCLAS Un buen sistema de diseño, debe ser capaz de orientar la selección de los materiales disponibles y la proporción en que deben intervenir en la mezcla para obtener un concreto económico y que satisfaga los requisitos de un proyecto. Para lo anterior, se tiene que preguntar : 1. Qué agregados están disponibles en forma económica?. 2. Qué propiedades debe tener el concreto?. 3. Cual es el medio para proporcionar las características deseables en forma económica?.

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RESEÑA HISTÓRICA Al inicio, se definieron las proporciones de los materiales teniendo como base del diseño la granulometría de los agregados con el mínimo de vacios, formando una curva ideal de los mismos. El método propuesto por Fuller y Thompson ( 1907) fue el más popular en los Estados Unidos en esa época. Bolomey, 1926, modificó el método de Fuller incluyendo el efecto de la calidad del cemento en la mezcla, variando la granulometría para diferentes consistencias y considerando la forma de las partículas de grava

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RESEÑA HISTÓRICA Otros sistemas utilizaron la resistencia como base del diseño, en los que se relaciona la resistencia con el coeficiente ( relación) agua/cemento, que generalmente es atribuida a Duff A. Abrams que en Estados Unidos la presentó en la decada de los 20´s. Sin embargo, Feret en Francia (1894) dio a conocer una proporcionabilidad más exacta entre la resistencia y la relación del cemento al agua más vacíos.

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RESEÑA HISTÓRICA Fórmulas que relacionan la resistencia con el factor agua/cemento:

Abrams

Resistencia = A/Bw/c

Bolomey

Resistencia = A(c/w – B)

Feret

Resistencia = A[c/(c+w+v)]2

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RESEÑA HISTÓRICA En 1970, el ACI publicó la práctica recomendada ACI 211 y que a la fecha, es quizá el método de diseño más ampliamente utilizado en el mundo. Una de sus más importantes distinciones, es el empleo de la masa volumétrica de la grava como punto de partida, que con un solo número define claramente el efecto combinado de la granulometría, la densidad y forma de la partícula del agregado grueso sobre el contenido desable de arena. La correlación de la resistencia con el coeficiente agua/cemento es muy conservador. La predicción del contenido de agua se efectúa solamente con el revenimiento, tamaño máximo del agregado y si hay o no, aire incluído.

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RESEÑA HISTÓRICA Hay muchos sistemas de diseño de mezclas de concreto y prácticamente todos al final, sugieren hacer ajustes por medio de mezclas de prueba.

Además, hay otras consideraciones diferentes a la resistencia mecánica del concreto que deben tomarse en cuenta: •La durabilidad •La permeabilidad •La contracción •Si es bombeable •La generación de calor

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DISEÑO DE MEZCLAS Informes mínimos sobre los agregados para el diseño de mezclas :

•

Análisis Granulométrico de los agregados grueso y fino.

•

Masa Volumétrica, en estado seco y compacto, de la grava.

•

Densidad de la grava y arena.

•

Absorción de la grava y arena.

•

Humedad de la grava y arena.

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DISEÑO DE MEZCLAS Conceptos básicos utilizados para el diseño: •

Módulo de Finura.-

Número indicador de los diferentes tamaños y cantidades de que está constituida la arena.

•

Absorción.-

Habilidad que tienen los agregados para retener agua internamente.

•

Agregado Saturado y Superficialmente Seco.-

•

Densidad.-

Condición de humedad del agregado en la cual ni toma ni cede agua. Relación entre el Peso (masa) de un material y el volumen absoluto que ocupa dicho material.

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DISEÑO DE MEZCLAS Cuando se desea diseñar y producir un Concreto, debe pensarse en satisfacer, por lo menos, cuatro requisitos:

• • • •

Resistencia Revenimiento ( consistencia o fluidez) Tamaño máximo del agregado y Rendimiento

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DISEÑO DE MEZCLAS

• Resistencia • • •

Revenimiento Tamaño máximo de agregado y Rendimiento

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ESTADISTICA

División aproximada del Área bajo la Curva de Distribución de Frecuencia Normal

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O también:

V : Coeficiente de Variación=  / X

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f’cr= f’c + t * f’cr: resistencia requerida para una calidad (un % de fallas) f’c : resistencia especificada por el cliente t : factor necesario para un porcentaje de fallas deseado

 : medida de la dispersión de los resultados de las pruebas

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Porcentajes de Prueba esperados abajo de f’c cuando el promedio () excede a f’c en la cantidad mostrada.



% fallas



% fallas

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Por lo tanto: f’cr = f’c + 1.30*  Si nuestros resultados de resistencia son mayores tendremos un sobrediseño:

Sobrediseño = Resistencia Obtenida y Ponderada menos f’cr (kg/cm2) el cual nos indica que tenemos un sobreconsumo de cemento por metro cúbico de concreto.

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DISEÑO DE MEZCLAS •

Resistencia

•

Revenimiento

• •

Tamaño máximo de agregado y Rendimiento

El revenimiento se elige por el constructor conforme al elemento que se va a colar; por ejemplo, en algunos reportes se sugiere lo siguiente: TIPO DE CONSTRUCCION

REV. MAX. RECOMENDADO

Muros y zapatas, reforzados

75 mm

Zapatas, cajones estancos, sin refuerzo

75 mm

Vigas y muros reforzados

100 mm

Columnas

100 mm

Losas y pavimentos

75 mm

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DISEÑO DE MEZCLAS • •

Resistencia Revenimiento

•

Tamaño máximo del agregado y

•

Rendimiento

El tamaño máximo del agregado se selecciona por las características del elemento estructural y con lo dispuesto en los Reglamentos de Construciones de cada localidad.

El tamaño máximo no debe ser mayor de un quinto de la menor distancia horizontal entre caras de los moldes, ni de un tercio del espesor de las losas, ni de tres cuartos de la separación horizontal libre mínima entre barras, paquete de barras o tendones de presfuerzo.

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DISEÑO DE MEZCLAS • • •

Resistencia Revenimiento Tamaño máximo de agregado y

•

Rendimiento

El rendimiento del concreto es confirmar que un metro cúbico de concreto contiene 1000 litros, determinado de acuerdo a lo indicado en la NMX –C – 162 en vigor, o conforme a lo convenido entre fabricante y usuario.

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DISEÑO DE MEZCLAS Metodo recomendado por el ACI, para la dosificación de mezclas de concreto: 1. ELECCIÓN DEL REVENIMIENTO, se elige el revenimiento adecuado para el tipo de elemento que se va a colar. 2. ELECCIÓN DEL TAMAÑO MAXIMO DE AGREGADO, en función de las prácticas recomendadas por el ACI: - No exceder de una quinta parte de la menor dimensión entre lados de cimbra. - No exceder de una tercera parte del peralte de las losas - No exceder de ¾ partes del espaciamiento libre entre varillas.

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DISEÑO DE MEZCLAS 3. ESTIMACIÓN DEL AGUA DE MEZCLADO Y DEL CONTENIDO DE AIRE, se determinan con el revenimiento y el tamaño máximo de agregado (tabla 4.1) 4. ELECCIÓN DE LA RELACION AGUA/CEMENTO, se determina en función de los requerimientos de resistencia, durabilidad y propiedades de acabado (ACI tabla 4.2) 5. CALCULO DEL CONTENIDO DE CEMENTO, se obtiene dividiendo el contenido de agua de mezclado entre la relación agua/cemento

6. ESTIMACIÓN DEL CONTENIDO DE AGREGADO GRUESO, este valor depende del tamaño máximo de agregado y del módulo de finura del agregado fino (tabla 4.3)

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DISEÑO DE MEZCLAS 7. ESTIMACIÓN DEL CONTENIDO DE AGREGADO FINO, este valor se puede obtener siguiendo 2 caminos: 7.1 POR MASA 7.2 POR VOLUMEN 8. AJUSTES POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS. 9. AJUSTES EN LA MEZCLA DE PRUEBA.

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DISEÑO MEZCLAS ACI. EJERCICIO Requisitos de proyecto: f´c = 250 kgf/cm2 fcr = f´c + t = 300 kgf/cm2 T.M.A. = 20 mm Revenimiento = 10 cm Sin aire incluido Información de laboratorio: Granulometría de la arena y grava. M.F. arena = 2.80 Densidades: cemento 3.13 Absorción : Humedad : grava 2.40 grava 4% grava 6% arena 2.38 arena 7% arena 10% agua 1.0 Masa volum. estado seco y compacto

de la grava 1400 kg/m3

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DISEÑO MEZCLAS. ACI. EJERCICIO

Estimación del agua de mezclado y del contenido de aire

Contenido de agua = 200 litros Contenido de aire = 2 %

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DISEÑO MEZCLAS. ACI. EJERCICIO

Elección de la relación agua a cemento a/c = 0.55

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DISEÑO MEZCLAS. ACI. EJERCICIO

Calculo del contenido de cemento

Estimación de agua 200 litros y relación a/c = 0.55 cemento = 200 / 0.55 = 364 kg/ m3

CPO CPO RS CPO AR

DISEÑO MEZCLAS. ACI. EJERCICIO

Estimación del contenido de agregado grueso volumen de agregado grueso= 0.62 Que por el valor de la masa volumétrica en estado seco y compacto= 0.62 * 1400 = 868 kg/m3

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DISEÑO MEZCLAS. ACI. EJERCICIO Estimación del contenido de agregado fino por masa: Agua 200 litros Cemento 364 kg/m3 grava 868 kg/m3 SUMA 1432 kg/m3

Peso estimado del m3 de concreto = 2200 kg/m3 Contenido de arena = 2200 – 1432 = 768 kg/m3

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DISEÑO MEZCLAS. ACI. EJERCICIO Estimación del contenido de agregado fino por volumen : Agua 200 litros = 200/ 1 = 200.0 litros Cemento 364 kg/m3 = 364/3.13 = 116.3 litros grava 868 kg/m3 = 868/2.40 = 361.7 litros SUMA 1432 kg/m3 = = 678 litros

Volumen de arena = 1000 – 678 = 322 litros

= 322 * 2.38 = 766 kg/m3

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DISEÑO MEZCLAS. ACI. EJERCICIO

Ajustes por humedad de los agregados : Grava : 868 * 1.06 = 920 kg (en estado húmedo) Arena : 766 * 1.10 = 842 kg (en estado húmedo)

Considerando agua de absorción : Grava = 6 – 4 = 2% Arena = 10 – 7 = 3% Agua por adicionar = 200 – [868*0.02 + 766*0.03] = 159.7 litros Pesos estimados por m3 de concreto: Cemento = 364 kg Agua = 160 litros Grava = 920 kg Arena = 842 kg

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CONCRETO FRESCO

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Concreto Fresco. Propiedades

• Estabilidad: Oposición que presentan las mezclas para segregarse y sangrar

• Consolidable: Facilidad para remover de las mezclas el aire atrapado

• Movilidad: Aptitud de las mezclas para deformarse y fluír

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Concreto Fresco

Propiedades • Homogenidad y uniformidad • Consistencia (cohesión y viscosidad) • Estabilidad (oposición a la segregación y sangrado) • Compacidad (densidad relativa) • Aptitud para el acabado (Textura superficial)

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Concreto Fresco

La Homogenidad depende de: • • • • • • •

El sistema de carga y el orden de mezclado El tipo y capacidad de la revolvedora Las condiciones mecánicas de la revolvedora El volumen de la mezcla vs capacidad de la revolvedora El sistema y condiciones de descarga El tiempo de mezclado por revoltura El procedimiento de muestreo y prueba del concreto

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Concreto Fresco

Características • Plasticidad. • Trabajabilidad.

• Consolidación.

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Concreto Fresco

Características • Un concreto fresco que es trabajable debe tener una plasticidad, movilidad y consistencia apropiada, ésto nos lleva a producir una masa homogénea.

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Concreto Fresco

Propiedades Evaluables • • • • • •

Masa volumétrica Contenido de aire Revenimiento Contenido de agregado grueso Contracción plástica Contracción por secado

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Concreto Fresco Grados de Consistencia de las Mezclas de Concreto Expresadas en Función del Revenimiento y de la Prueba VeBe

Designación de la Consistencia (de menor a mayor)

Revenimiento (cm)

Tiempo VeBe (s)

Observaciones

° Fluida

Más de 20

-

VeBe no aplicable

° Semi-fluida

20 a 12.5

-

VeBe no aplicable

° Plástica

12.5 a 7.5

0a3

VeBe dudoso

° Semi-plástica

7.5 a 2.5

3a5

2.5 a 0

5 a 10

Revenimiento dudoso

° Muy dura

-

10 a 18

°Extremadamente dura

-

18 a 32

Revenimiento no aplicable Revenimiento no aplicable

° Dura

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Concreto Fresco

Especificaciones de Revenimiento Tipo de Construcción • • • • •

Revenimiento Máximo (mm)

Muros y zapatas, reforzados Zapatas, cajones estancos, sin refuerzo Vigas y muros reforzados Columnas de edificios Losas y pavimentos

7.5 7.5 10.0 10.0 7.5

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Concreto Fresco EVITAR PROBLEMAS DE • Sangrado. • Segregación. • Calavereo (Panal de Abeja).

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Concreto Fresco

Segregación Característica que favorece • Composición granulométrica (módulo de finura alto) • Forma de partícula (partículas planas y alargadas) • Tamaño máximo de la grava (tamaños mayores)

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Concreto fresco

El Riesgo NEGATIVO del Sangrado depende de: • Cantidad de sangrado • Características geométricas del elemento estructural • Condiciones del ambiente

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Concreto Fresco

Factores que propician el Sangrado • • • •

Deficiencia de finos Excesiva cantidad de agua Proceso de mezclado deficiente Forma de la partícula y textura superficial áspera en los agregados gruesos

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CONCRETO FRESCO Análisis y Composición

• Corrección de los proporcionamientos según la humedad y granulometría de los agregados. • Comprobación de la consistencia de la mezcla. • Elaboración de especímenes para pruebas aceleradas y normales.

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CONCRETO FRESCO Pruebas

• Revenimiento. De acuerdo con la NMX-C-156 ONNCCE

• Tiempos de fraguado. De acuerdo con la NMX-C-177- ONNCCE

• Masa unitaria. De acuerdo con la NMX-C-162-ONNCCE

• Contenido de aire. De acuerdo con la NMX-C-157-ONNCCE

• Factor de compactación. • Elaboración de cilindros y/o vigas. De acuerdo con la NMX-C-160-ONNCCE

• Temperatura. De acuerdo con la NMX-C-435-ONNCCE

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CONCRETO ENDURECIDO

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Concreto Endurecido

Propiedades Evaluables  

 

  



Velocidad de secado Temperatura Contracción por secado Masa unitaria del concreto Permeabilidad Resistencia a la compresión Resistencia a la flexión Módulo de elasticidad

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Concreto Endurecido

Pruebas de aceptación Pruebas de resistencia Contenido de aire Densidad, absorción y vacíos Contenido de cemento Contenido de cloruros Análisis petrográfico Cambios de volumen y de longitud Carbonatación Durabilidad Contenido de humedad Permeabilidad

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CONCRETO ENDURECIDO Pruebas

lo

Compresión

Brasileña

NMX-C-83-ONNCCE

NMX-C-163ONNCCE

Flexión NMX-C-191-ONNCCE

l

Módulo de Elasticidad NMX-C-128ONNCCE

Adherencia

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400 kg/cm2 (40 MPa)

380 kg/cm2 (38 MPa) 330 kg/cm2 240 kg/cm2 (24 MPa)

(33 MPa)

7

14

21

28

Días después de elaborado el concreto

VARIACION DE LA RESISTENCIA CON LA EDAD DEL CONCRETO

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Curso Tecnología.

TECNOLOGÍA BÁSICA DEL CONCRETO HIDRÁULICO. EL MATERIAL

ESPECIFICACIONES Y NORMAS PARA EL CONCRETO HIDRÁULICO

ING. LUIS A. GARCÍA CHOWELL 2005

196

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Normas y especificaciones

NORMA COLECCIÓN ORDENADA DE REGLAS

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Normas y especificaciones

ESPECIFICACIÓN  Es una relación de características

particulares de un producto o proceso.  Para el caso de este tema... Requisitos constructivos y de calidad que deben cumplirse.

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Normas y especificaciones

Por lo tanto … Una Norma puede ser un conjunto de especificaciones

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Normas y especificaciones

NORMA MEXICANA NMX- C 403- ONNCCE - 1999 CONCRETO HIDRAULICO PARA USO ESTRUCTURAL

NMX - C- 403 - ONNCCE -1999

OBJETIVO ESTA NORMA MEXICANA ESTABLECE LAS ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA QUE DEBE CUMPLIR EL CONCRETO HIDRÁULICO PARA USO ESTRUCTURAL UTILIZADO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN EN LA EDIFICACIÓN DE ESTRUCTURAS

NMX - C- 403 - ONNCCE -1999

CAMPO DE APLICACIÓN ESTA NORMA MEXICANA ES APLICABLE AL CONCRETO HIDRÁULICO PARA USO ESTRUCTURAL, INDUSTRIALIZADO O HECHO EN OBRA CON MEDIOS MECÁNICOS.

CUANDO SE MENCIONE EN EL TEXTO DE ESTA NORMA AL CONCRETO EN CUALQUIERA DE SUS ESTADOS O MODALIDADES, SE ENTIENDE QUE SE REFIERE AL CONCRETO HIDRÁULICO PARA USO ESTRUCTURAL

NMX - C- 403 - ONNCCE -1999

RESPONSABILIDAD INDEPENDIENTEMENTE DE QUE EL CONCRETO HIDRÁULICO SEA INDUSTRIALIZADO O HECHO EN OBRA, EL RESPONSABLE DE SU CALIDAD A PIE DE OBRA ES EL PRODUCTOR DEL MISMO; EL RESPONSABLE DEL TRANSPORTE DENTRO DE LA OBRA, DE SU COLOCACIÓN, ACOMODO, CURADO Y REMOCIÓN DE LAS CIMBRAS ES EL USUARIO.

NMX - C- 403 - ONNCCE -1999

RESPONSABILIDAD En cuanto a la durabilidad, la responsabilidad recae en el estructurista, quien debe tomar las medidas pertinentes de acuerdo a lo establecido en esta norma y sus apéndices para especificar lo conducente en los planos estructurales y especificaciones de obra.

NMX - C- 403 - ONNCCE -1999

RESPONSABILIDAD EL PROPIETARIO de la obra, ante las autoridades correspondientes, puede delegar la responsabilidad de la verificación del cumplimiento de los requerimientos mínimos especificados en esta norma al DIRECTOR RESPONSABLE DE OBRA, o su equivalente según el Reglamento de construcciones de la región de que se trate, quienes pueden evidenciar el cumplimiento de los requerimientos de esta norma a través de un certificado otorgado por un organismo de certificación debidamente acreditado o, en su defecto, apoyado en los informes de ensaye emitidos por un laboratorio debidamente acreditado.

NMX - C- 403 - ONNCCE -1999

3 REFERENCIAS Esta norma se complementa con las siguientes normas mexicanas

vigentes: NMX-AA-003 Aguas residuales- Muestreo NMX-AA-008 Aguas- Determinación del Ph

NMX-AA-074 Análisis de agua- Determinación del ion sulfato

NMX-C-083-ONNCCE Determinación de la resistencia a la compresió

de cilindros de concreto NMX-C-111

Agregados- Especificaciones

NMX-C-122

Agua para concreto

NMX-C-128-ONNCCE Determinación del módulo de elasticidad estático y relación de poisson

continúa

NMX - C- 403 - ONNCCE -1999

3 REFERENCIAS NMX-C-155

Concreto hidráulico - Especificaciones

NMX-C-156-ONNCCE Determinación del revenimiento en el concreto fresco

NMX-C-157

Determinación del contenido de aire del concreto fresco por el método de presión

NMX-C-159

Elaboración y curado en el laboratorio de especímene

NMX-C-160

Elaboración y curado en obra de especímenes de concreto NMX-C-161-ONNCCE Concreto fresco - Muestreo NMX-C-162-ONNCCE Determinación del peso unitario, cálculo del rendimiento y contenido de aire del concreto fresco por el método gravimétrico

continúa

NMX - C- 403 - ONNCCE -1999

3 REFERENCIAS NMX-C-169-ONNCCE Obtención y prueba de corazones y vigas extraídos de concreto endurecido NMX-C-255

Aditivos químicos que reducen la cantidad de agua

y/o modifican el tiempo de fraguado del concreto NMX-C-283

Agua para concreto - Análisis

NMX-C-414-ONNCCE

Cementos Hidráulicos - Especificaciones y métodos de prueba

NMX-C-109-ONNCCE

Concreto - Cabeceo de especímenes cilíndricos

NMX-C-146-ONNCCE Aditivos para Concreto - Puzolana natural cruda o calcinada y ceniza volante para usarse como aditivo NMX-C-200-ONNCCE Aditivos inclusores de aire para concreto.

NMX - C- 403 - ONNCCE -1999

4 DEFINICIONES 5 ESPECIFICACIONES 5.1 Materiales componentes

5.2 Requisitos del concreto en estado fresco 5.3 Requisitos del concreto en estado endurecido

NMX - C- 403 - ONNCCE -1999

5.2 REQUISITOS DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO. 5.2.1 Revenimiento El contenido máximo de agua debe limitarse de manara que el revenimiento nominal del concreto a pie de obra no exceda de 10cm. Si se requiere aumentar el revenimiento, este incremento se debe obtener mediante el uso de aditivos.

5.2.2 Masa unitaria El concreto debe tener una masa unitaria entre 1900 kg / m 3 y 2400 kg/ m3

5.2.3 Temperatura Para aquellos casos en que se proceda a calentar los materiales para compensar las bajas temperaturas ambientales, la temperatura máxima del concreto no debe exceder a 32°C En climas cálidos, la temperatura del concreto en el momento de su colocación, no debe exceder de 32°C. No debe tener una evaporación mayor que 1 l / m2 / h

NMX - C- 403 - ONNCCE -1999

5.3 REQUISITOS DEL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO

5.3.1 Resistencia a compresión f´c mínima = 20MPa ( 200kg/cm 2) Es admisible que el concreto cumpla con la resistencia especificada f´c si: -El promedio de una muestra da una resistencia media de f´c – 35 -El promedio de dos muestras da una resistencia media de f´c - 13 -El promedio de todos los conjuntos de tres muestras consecutivas no es inferior a f´c

5.3.2 Módulo de Elasticidad El estructurista debe considerar en el diseño el módulo de elasticidad que se puede obtener con los materiales de la zona donde se pretende construir. El productor debe contar con información confiable del módulo de elasticidad obtenido con los materiales que se empleen en la obra, misma que debe dar a conocer al estructurista, previa solicitud.

NMX - C- 403 - ONNCCE -1999 5.4 DURABILIDAD

…Se considera, de manera general, que la expectativa de vida útil de las edificaciones diseñadas de acuerdo con reglamentos modernos es de 50 años. En obras de infraestructura como presas, diques, etc. la vida útil debe ser superior a los 100 años. De acuerdo con la agresividad del medio externo se deben tomar medidas adecuadas para lograr la expectativa de vida útil requerida. Como regla general se establece que el concreto para elementos estructurales debe tener una relación agua / cementante inferior a 0.6.

NMX - C- 403 - ONNCCE -1999

6 FRECUENCIA DE MUESTREO 6.4 Inspección El sistema de control de calidad del concreto hidráulico para uso estructural... …para lo cual el productor debe evidenciar los controles sobre todos los insumos, maquinaría, equipo y personal ...

7 MÉTODOS DE PRUEBA 8 IDENTIFICACIÓN Y REGISTRO 9 BIBLIOGRAFÍA

APENDICE NORMATIVO A. Durabilidad A.1. Clasificación de exposición ambiental En la tabla A.1. Se presentan las distintas clases de exposición a las cuales pueden estar sujetos los elementos de una estructura. De acuerdo con la clase de exposición el estructurista debe establecer en los planos estructurales las especificaciones del concreto estructural empleado para fabricar los distintos elementos estructurales, adicionales a las contempladas por la presente norma mexicana. El Director Responsable de Obra y el corresponsable en Seguridad Estructural o equivalente en su caso, deben verificar y asentar en la bitácora de obra esta disposición,

INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO, A.C.

NORMA NMX – C 155 – ONNCCE- 2004 “CONCRETO HIDRÁULICO INDUSTRIALIZADO-ESPECIFICACIONES”

PRESENTACIÓN

Objetivo Establecer el grupo de especificaciones que faciliten definir las características de calidad de los diferentes tipos de concretos que se producen y comercializan en México, para la construcción de estructuras durables.

RAZÓN DEL CAMBIO •Cumplir con la disposición de vigencia establecida por la Autoridad.

•Contribuir a elevar la calidad y duración de las construcciones con menores costos para el usuario. •Actualizar la norma, incorporando mejoras y eliminando deficiencias. •Estar acorde con los estándares internacionales, tomando en cuenta las características nacionales.

¿ QUÉ PROPORCIONA EL CAMBIO? Alto enfoque a la calidad y a la durabilidad

Que toma en cuenta las condiciones ambientales a las que estará expuesta una estructura. Asigna las responsabilidades de la calidad del producto •En su definición

•En su producción •En su utilización en la obra

¿ QUÉ PROPORCIONA EL CAMBIO? Se elimina el solape que actualmente existe entre la NMX-C-403-ONNCCE-1999 y la NMX-C-155-1987 para definir la calidad del concreto hidráulico.

•No admite que se utilice solo agua para lograr concretos fluídos. •Se establece un sólo grado de calidad para el material.

¿ QUÉ PROPORCIONA EL CAMBIO? Se define cómo utilizar complementos cementantes en la elaboración de concreto. •estableciendo los requisitos y procedimientos para su incorporación a la mezcla. •Estableciendo los contenidos a considerar para sustitución de cemento.

•Estableciendo la diferenciación de estos materiales

VENTAJAS DE LA NUEVA NORMALIZACIÓN Otros Cambios •Establece la resistencia mínima del concreto

de 200 kg/cm2 •Introduce el requerimiento de determinar el módulo de elasticidad del concreto •Promueve el conocimiento de la normativa actual del cemento. •Señala la relación agua/cementante máxima en el concreto.

¿ QUÉ PROPORCIONA EL CAMBIO? Se toma en cuenta la actualización de los equipos de transporte.

• Modificando ligeramente las velocidades de rotación del mezclador de las ollas revolvedoras. •Se establecen frecuencias de muestreo y ensaye del concreto para control de producción y para control de obra.

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

1. OBJETIVO ESTA NORMA MEXICANA ESTABLECE LAS ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA QUE SE DEBEN CUMPLIR EN EL CONCRETO HIDRÁULICO FRESCO Y ENDURECIDO, DOSIFICADO EN MASA Y EN SU ELABORACIÓN, UTILIZADO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN, ENTREGADO EN ESTADO FRESCO Y SIN ENDURECER A PIE DE OBRA.

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

2. CAMPO DE APLICACIÓN ESTA NORMA MEXICANA ES APLICABLE AL CONCRETO HIDRÁULICO INDUSTRIALIZADO O HECHO EN OBRA POR MEDIOS MECÁNICOS PARA USO EN LA CONSTRUCCIÓN.

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

2.1 Responsabilidad EL RESPONSABLE DE LA CALIDAD DEL PRODUCTO A PIE DE OBRA CONFORME A LAS ESPECIFICACIONES SOLICITADAS POR EL USUARIO, ES EL PRODUCTOR DEL MISMO; EL RESPONSABLE DE MANTENER LA CALIDAD DEL CONCRETO A PIE DE OBRA, DEL TRANSPORTE DENTRO DE LA OBRA, DE SU COLOCACIÓN, ACOMODO, CONSOLIDACIÓN Y CURADO, ES EL USUARIO.

continúa

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

2.1 Responsabilidad Ante las autoridades correspondientes, el propietario de la obra puede delegar la responsabilidad de la verificación del cumplimiento de los requerimientos mínimos especificados en esta norma al DIRECTOR RESPONSABLE DE OBRA, o en su equivalente según el reglamento de construcciones de la región de que se trata, quienes pueden evidenciar el cumplimiento de los requerimientos de esta norma a través de un certificado otorgado por un organismo de certificación debidamente reconocido y o apoyado en los informes de ensaye emitidos por un laboratorio de competencia reconocida y debidamente autorizado por el responsable.

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

3 REFERENCIAS Esta norma se complementa con las siguientes normas mexicanas vigentes: NMX-AA-003 NMX-AA-008

Aguas residuales- Muestreo Aguas- Determinación del Ph

NMX-AA-074

Análisis de agua- Determinación del ion sulfato

NMX-C-061-ONNCCE Determinación de la resistencia a la compresión de cementantes hidráulicos NMX-C-083-ONNCCE Determinación de la resistencia a la compresión de cilindros de concreto NMXC--109-ONNCCE Cabeceo de especimenes cilíndricos

continúa

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

NMX-C-111

Agregados- Especificaciones

NMX-C-122

Agua para concreto

NMX-C-128-ONNCCE Determinación del módulo de elasticidad estático y relación de poisson

NMX-C-146

Puzolana natural cruda o calcinada y ceniza volante para usarse como aditivo mineral en

el concreto de cemento portland NMX-C-148-ONNCCE Gabinetes y cuartos húmedos y tanques de almacenamiento para el curado de especimenes de mortero y concreto de cementantes hidráulicos. NMX-C-156-ONNCCE Determinación del revenimiento en el concreto

fresco.

continúa

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

NMX-C-157

Determinación del contenido de aire del concreto fresco por el método de presión

NMX-C-158

Determinación del contenido de aire del concreto

fresco por el método volumétrico NMX-C-159

Elaboración y curado en el laboratorio de

especimenes NMX-C-160

Elaboración y curado en obra de especimenes de concreto

NMX-C-161-ONNCCE Concreto fresco - Muestreo NMX-C-162-ONNCCE Determinación del peso unitario, cálculo del

rendimiento y contenido de aire del concreto fresco por el método gravimétrico

NMX-C-

- ONNCCE Determinación de la temperatura del concreto

continúa

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

NMX-C-169-ONNCCE Obtención y prueba de corazones y vigas extraídos de concreto endurecido

NMX-C-179-SCFI

Ceniza o puzolana natural para usarse como aditivo mineral en concreto de cemento portland. Muestreo y Pruebas.

NMX-C-180-ONNCCE Determinación de la reactividad potencial de los agregados con los álcalis del cemento por medio

de barras de mortero. NMX-C-185-ONNCCE Morteros de cemento portland-Determinación

de su expansión potencial debido a la acción de los sulfatos. NMX-C-251-ONNCCE Concreto-Terminología.

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

NMX-C-255-SCFI

Aditivos químicos que reducen la cantidad de

agua y/o modifican el tiempo de fraguado del concreto. NMX-C-273-ONNCCE Determinación de la actividad hidráulica de las adiciones con cemento portland ordinario. NMX-C-283-

Agua para concreto-Análisis.

NMX-C-403-ONNCCE Concreto hidráulico para uso estructural. NMX-C-414-ONNCCE Cementos hidráulicos-Especificaciones y

métodos de prueba. NMX-C-435-ONNCCE Método para determinar la temperatura del concreto fresco.

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

4 DEFINICIONES 5 ESPECIFICACIONES 5.1 Materiales componentes 5.2 Requisitos del concreto en estado fresco 5.3 Requisitos del concreto en estado endurecido

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

5.1 Materiales componentes. 5.1.1.

Cemento hidráulico.

El cemento empleado en la elaboración del concreto hidráulico para uso en la construcción, debe cumplir con las características y especificaciones descritas en la NMX-C-414-ONNCCE. El cemento debe almacenarse, protegido de la intemperie que le pueda causar la hidratación. 5.1.2.

Agregados.

5.1.2.1 Deben cumplir con las especificaciones de la norma NMX-C-111 en vigor. El tamaño máximo del agregado se selecciona de acuerdo con las características del elemento estructural en que se utilice y con lo dispuesto en el reglamento de construcciones de cada localidad y debe ser indicado por el usuario.

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

5.1 Materiales componentes.

5.1.3.

Agua de mezclado.

5.1.3.1. Debe cumplir con las especificaciones de la norma NMX-C-122 en vigor. El agua de lavado del interior de las revolvedoras montadas en camión puede ser utilizada como agua de mezclado si cumple con los requisitos físicos indicados en la tabla 1 siguiente. Los límites químicos opcionales indicados en la tabla 2 siguiente podrán ser especificados sí son necesarios en la construcción. 5.1.3.2. El Director Responsable de obra o equivalente, debe constatar que el agua empleada esté almacenada en depósitos limpios y cubiertos.

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

5.1 Materiales componentes.

5.1.4.

Aditivos.

Se permite la utilización de aditivos para el concreto para satisfacer los requisitos especificados fresco y endurecido. Cuando se requiera transportar el concreto se permite la inclusión de aditivos reductores de agua y retardantes de fraguado que permitan la entrega del producto en las condiciones acordadas. Para concretos de más de 100 mm de revenimiento nominal, se deben usar aditivos superfluidificantes o de reducción de agua en vez de agua, para alcanzar el revenimiento. Para la selección y uso de los aditivos para concreto se debe consultar la Norma NMX-C-255-ONNCCE y cumplir con los requisitos especificados. En caso de utilizarlos en la obra, el responsable de la misma, debe solicitar al fabricante o distribuidor información técnica e instrucciones para su almacenamiento, uso correcto y evidencias de su calidad satisfactoria para aprobar su empleo e informar al productor del concreto para su consentimiento. Esto se verifica de acuerdo con el método de prueba establecido.

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

5.1 Materiales componentes.

5.1.5.

Complementos cementantes.

Los complementos cementantes que se utilicen en el concreto deben cumplir con las especificaciones de la norma NMX – C – 146 ONNCCE (Véase Capitulo 3), estos deben incorporarse a la mezcla de concreto mediante el uso de cementos que ya los contengan integrados en el proceso de fabricación conforme a la NMX-C-414-ONNCCE ( véase Capítulo 5 de la Norma NMX-C-414-ONNCCE), para garantizar sistemáticamente la uniformidad y por consecuencia la calidad y durabilidad del concreto.

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

5.2 REQUISITOS DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO.

5.2.1 Revenimiento El contenido máximo de agua debe limitarse de manera que el revenimiento nominal del concreto no exceda de 100 mm. Si se requiere aumentar el revenimiento, este incremento se debe obtener mediante el uso de aditivos.

5.2.2 Masa unitaria El concreto debe tener una masa unitaria entre 1900 kg / m3 y 2400 kg/ m3

5.2.3 Temperatura ... Para aquellos casos en que se proceda a calentar los materiales para compensar las bajas temperaturas ambientales, la temperatura máxima del concreto no debe exceder a 32°C En climas cálidos, la temperatura del concreto en el momento de su producción y de su colocación, debe ser lo más baja posible alcanzable en forma práctica, de común acuerdo con el comprador. ...No es conveniente exceder la temperatura de 311K (38 ºC).

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

5.3 REQUISITOS DEL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO

5.3.1 Resistencia a compresión Es admisible que el concreto cumpla con la resistencia especificada f´c si: El promedio de una muestra da una resistencia media de f´c – 35 kg/cm2 El promedio de dos muestras da una resistencia media de f´c – 13 kg/cm2 La resistencia promedio de todos los conjuntos de tres muestras consecutivas no es inferior a f´c

5.3.2 Módulo de Elasticidad El estructurista debe considerar en el diseño el módulo de elasticidad

que se puede obtener con los materiales de la zona donde se pretende construir. El productor debe contar con información confiable del módulo de elasticidad obtenido con los materiales que se empleen en la obra, misma que debe dar a conocer al estructurista, previa solicitud.

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

5.3.4.

Durabilidad

En el apéndice normativo A de la norma NMX-C-403 se incluyen las especificaciones, que en su caso, el estructurista y el director responsable de obra deben considerar según el tipo de exposición ambiental a que está sujeta la construcción (véase Tabla A-1 de la NMX-C-403-ONNCCE), además de observar todo lo indicado en 5.4 de dicha norma.

Cuando en el proyecto se especifiquen requisitos de durabilidad, a efecto de garantizar la producción de concretos con un mínimo de ésta y considerando que la resistencia mínima a producir debe ser de 19,6 Mpa (200 kg/cm2), el contenido mínimo de cemento por metro cúbico nunca debe ser menor a 270 kg/cm2 para concreto reforzado y 300kg/cm2 para concreto presforzado o postensado, de acuerdo con la tabla A.2.a Requisitos de Durabilidad según la clase de exposición de la NMX-C-403ONNCCE. El uso de concretos con resistencia o contenido de cemento por debajo de estos límites implican riesgos de durabilidad y por ello debe ser justificado por el responsable del diseño del elemento estructural

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

6 MUESTREO

7 METODOS DE PRUEBA 8 MARCADO, ETIQUETADO, ENVASE Y EMBALAJE

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

A APÉNDICE NORMATIVO.- Precisión de la dosificación. B APÉNDICE NORMATIVO.- Requisitos para el equipo de dosificación. C APÉNDICE NORMATIVO.- Requisitos de mezclado D APÉNDICE NORMATIVO.- Transporte y entrega

E APÉNDICE NORMATIVO.- Bases de contratación para concreto industrializado.

NMX - C- 155 - ONNCCE -2004

9 BIBLIOGRAFÍA 10 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES

A APÉNDICE INFORMATIVO A.1 Vigencia

RESUMEN Actualmente las Principales Areas de Trabajo de la Tecnología del Concreto son : •El desarrollo de nuevos sistemas de diseño y métodos de construcción •Una mejor utilización del concreto

•Nuevas posibilidades de aplicación para el concreto reforzado

TE CNOL OGIA BASICA

CEMENTO AGUA

AGREGADOS

AYER

TECNOLOGIA BASICA

Cem ento

Agregados

Adic ionales Mine rales Aditi vos Q uími cos

HO Y

TECNOLOGIA BASICA

Aditi vos Q uími cos

Adic ionales Mine rales

MAÑANA

! MUCHAS GRACIAS !