DOSIFICACION DEL CONCRETO
La
dosificación implica establecer las proporciones apropiadas de los
materiales que componen el concreto a fin de obtener la trabajabilidad,
resistencia durabilidad requerida. La dosificación debe asarse en
múltiples factores tales como:
1) Que elementos se van a vaciar
2)Que condiciones ambientales deberán soportar (humedad)
3) Que materiales
4) procedimientos de mezclado
5) colocación
6) curado se van a emplear en la obra, etc.
Dada
la complejidad del problema se han desarrollado numerosos métodos de
dosificación. Relación agua cemento. Todos los métodos de dosificación
destacan la importancia de la relación entre las proporciones de agua y
cemento en el concreto.
Ambos
materiales forman una pasta que al endurecer actúa como aglomerante
manteniendo unidos los gramos de los agregados. A medida que aumente la
dosis de agua la pasta de cemento se diluye, el concreto se hace mas
trabájale sin embargo, disminuye su resistencia y durabilidad.
Trabajabilidad.
Una mezcla es aquella que puede colocarse sin dificultad y que con los
métodos de compactación disponibles permite obtener concretos densos. Al
mismo tiempo la mezcla debe tener suficiente mortero para envolver
completamente la piedra y las armaduras y obtener superficies lisas sin
porosidades ni nidos de piedra.
En
otras palabras, debe llenar completamente los huecos entre las piedras y
asegurar una mezcla plástica y uniforme. Una mezcla trabájale para un
tipo de elemento puede ser muy dura para otro. Por ello el concreto que
se coloca en elementos delegados o con mucha armadura debe ser mas
plástico que el de construcción masiva.
- Metodo del ACI
- La selección de las proporciones de los materiales integrantes de la unidad cúbica de concreto, es definida como el proceso que, en base a la aplicacióntécnica y práctica de los conocimientos científicos sobre sus componentes y la interacción entre ellos, permite lograr un material que satisfaga de lamanera más eficiente y económico los requerimientos particulares delproyecto constructivo.
- El concreto es un material heterogéneo, el cual está compuesto por materialaglutinante (como el cemento Portland), material de relleno (agregadosnaturales o artificiales), agua, aire naturalmente atrapado o intencionalmente incorporado y eventualmente aditivos o adiciones, presentando cada uno de estos componentes propiedades y características que tienen que ser evaluadas así como aquellas que pueden aparecer cuando se combinandesde el momento del mezclado.
- CONSIDERACIONES Y/O CRITERIOS PARA EL DISEÑO DE LAS MEZCLAS
- Debemos enfocar el concepto del diseño de mezcla para producir unconcreto, tan económicamente sea posible, que cumplan con los requisitosrequeridos para los estados fresco como mezclado, transporte, colocación,compactado y acabado; y en el estado endurecido, la resistencia a lacompresión y durabilidad.
- En general, prácticamente todas las propiedades del concreto endurecidoestán asociadas a la resistencia y, en muchos casos, es en función del valorde ella que se las cuantifíca o cualifica. Sin embargo, debe siemprerecordarse al diseñar una mezcla de concreto que muchos factores ajenos ala resistencia pueden afectar otras propiedades.
- Es usual el suponer que esta técnica consiste en la aplicación sistemática deciertas tablas y proporciones ya establecidas que satisfacen prácticamentetodas las situaciones normales en las obras, lo cual está muy alejado de larealidad, ya que es en esta etapa del proceso constructivo cuando resultaprimordial la labor creativa del responsable de dicho trabajo y enconsecuencia el criterio personal.
- Debemos advertir finalmente que la etapa de diseño de mezclas de concretoantes que el fin de un proceso, representa sólo el inicio de la búsqueda de lamezcla más adecuada para el caso particular que abordaremos y ninguno delos métodos que trataremos puede soslayar la prueba definitiva que supone elempleo de los diseños bajo condiciones reales y su optimización en obra, conlos procedimientos, los equipos y en las cantidades que en la practica se van a emplear, teniendo en cuenta que algunas veces las especificacionestécnicas indican las condiciones que se presentarán en el momento delvaciado.
- Conseguir una mezcla con un mínimo de pasta y volumen de vacíos oespacios entre partículas y consecuentemente cumplir con las propiedadesrequeridas es lo que la tecnología del concreto busca en un diseño demezclas.
- Antes de proceder a dosificar una mezcla se debe tener conocimiento del siguiente conjunto de información:
- a) Los materiales
- b) Del elemento a vaciar, tamaño y forma de las estructuras
- c) Resistencia a la compresión requerida
- d) Condiciones ambientales durante el vaciado
- e) Condiciones a la que estará expuesta la estructura
- PARÁMETROS BÁSICOS EN EL COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO
- a) La trabajabilidad: Es una propiedad del concreto fresco que se refiere a la facilidad con queeste puede ser mezclado, manejado, transportado, colocado y terminado sinque pierda su homogeneidad (exude o se segregue).
- El grado detrabajabilidad apropiado para cada estructura, depende del tamaño y formadel elemento que se vaya a construir, de la disposición y tamaño del refuerzoy de los métodos de colocación y compactación.
- Los factores más importantes que influyen en la trabajabilidad de una mezclason los siguientes: La gradación, la forma y textura de las partículas y las proporciones del agregado, la cantidad del cemento, el aire incluido, losaditivos y la consistencia de la mezcla.
- Un
método indirecto para determinar la trabajabilidad de una mezcla
consisteen medir su consistencia o fluidez por medio del ensayo de
asentamiento conel cono.
- El requisito de agua es mayor cuando los agregados son más angulares y de textura áspera (pero esta desventaja puede compensarse con las mejorasque se producen en otras características, como la : adherencia con la pasta decemento
- b) La resistencia:A la compresión simple es la característica mecánica masimportante de un concreto, pero otras como la durabilidad, la permeabilidad yla resistencia al desgaste son a menudo de similar importancia.
- c) Durabilidad: El concreto debe poder soportar aquellas exposiciones que pueden privarlode su capacidad de servicio tales como congelación y deshielo, ciclosrepetidos de mojado y secado, calentamiento y enfriamiento, sustanciasquímicas, ambiente marino y otras semejantes.
- La resistencia a algunas deellas puede fomentarse mediante el uso de ingredientes especiales como:cemento de bajo contenido de álcalis, puzolanas o agregados seleccionadospara prevenir expansiones dañinas debido a la reacción álcalis – agregadosque ocurre en algunas zonas cuando el concreto esta expuesto a un ambiente húmedo, cementos o puzolanas resistentes a los sulfatos para concretos expuestos al agua de mar o en contacto con suelos que contengan sulfatos; o agregados libres de excesivas partículas suaves, cuando se requiere resistencia a la abrasión superficial. La utilización de bajas reacciones agua/cemento prolongara la vida útil del concreto reduciendo la penetración de líquidos agresivos.
- La resistencia a condiciones severas de intemperie, particularmente a congelación y deshielo y a sales utilizadas para eliminar hielo, se mejora notablemente incorporando aire correctamente distribuido.
- El aire inyectado debe utilizarse en todo concreto en climas donde se presente la temperatura del punto de congelación.
MATERIALES QUE INTERVIENEN EN UNA MEZCLA DE CONCRETO :
- a) Cemento: Es por excelencia el pegante más barato y más versátil, y sus propiedades físicas y mecánicas son aprovechadas en multitud de usos.
- Es el principal componente del concreto, el cual ocupa entre el 7% y el 15%del volumen de la mezcla, presentando propiedades de adherencia y cohesión, las cuales permiten unir fragmentos minerales entre sí, formando un sólido compacto con una muy buena resistencia a la compresión así como durabilidad. Tiene la propiedad de fraguar y endurecer sólo con la presencia de agua,experimentando con ella una reacción química, proceso llamado hidratación.
- b) Agua: Componente del concreto en virtud del cual, el cemento experimenta reacciones químicas para producir una pasta eficientemente hidratada, que leotorgan la propiedad de fraguar y endurecer con el tiempo .Además este componente proporciona a la mezcla una fluidez tal que permita una trabajabilidad adecuada en la etapa del colocado del concreto.
- Este componente que ocupa entre el 14% y el 18% del volumen de la mezcla.En una porción de pasta hidrata, el agua se encuentra en dos formas diferentes, como agua de hidratación y agua evaporable.
- c) Agregado: Este componente que ocupa entre 60% a 75% del volumen de la mezcla, son esencialmente materiales inertes, de forma granular, naturales o artificiales,las cuales han sido separadas en fracciones finas (arena) y gruesas (piedra),en general provienen de las rocas naturales.
- Gran parte de las características del concreto, tanto en estado plástico comoendurecido, dependen de las características y propiedades de los agregados,las cuales deben ser estudiadas para obtener concretos de calidad y económicos.
- Los agregados bien gradados con mayor tamaño máximo tienen menos vacíoque los de menor tamaño máximo; por consiguiente, si el tamaño máximo delos agregados en una mezcla de concreto se aumenta, para un asentamiento dado, los contenidos de cemento y agua disminuirán.
- En general, el tamaño máximo del agregado deberá ser el mayor económicamente disponible y compatible con las dimensiones de la estructura. Las partículas de agregado alargadas y chatas tienen efecto negativo sobre la trabajabilidad y obligan a diseñar mezclas más ricas en agregado fino y por consiguiente a emplear mayores cantidades de cemento y agua.
- Se considera que dentro de este caso están los agregados de perfil angular, los cuales tienen un más alto contenido de vacíos y por lo tanto requieren un porcentaje de mortero mayor que el agregado redondeado.
- El perfil de las partículas, por sí mismo, no es un indicador de que un agregado está sobre o bajo el promedio en su capacidad de producir resistencia
- d) Aire: Aire atrapado o natural, usualmente entre 1% a 3% del volumen de la mezcla,están en función a las características de los materiales que intervienen en la mezcla, especialmente de los agregados en donde el tamaño máximo y la granulometría son fuentes de su variabilidad, también depende del proceso de construcción aplicado durante su colocación y compactación.
- También puede contener intencionalmente aire incluido, mayormente entre el 3% a 7% del volumen de la mezcla, con el empleo de aditivos
- La presencia de aire en las mezclas tiende a reducir la resistencia del concreto por incremento en la porosidad del mismo.
- Aditivos: El ACI 212 la define como un material distinto del agua, agregados y cemento hidráulico, que se usa como ingrediente de concretos y morteros y se añade ala mezcla inmediatamente antes o durante su mezclado.
- Su empleo puede radicar por razones de economía o por mejorar puntualmente alguna propiedad del concreto tanto en estado fresco o endurecido como por ejemplo: reducir el calor de hidratación, aumentar la resistencia inicial o final, etc.
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