Naturaleza del concreto 2

1.1     Hidratación y Curado del Concreto

1.1.1    Hidratación

Se define como hidratación al proceso de reacción química del cemento en presencia del agua. La hidratación requiere de presencia de humedad, condiciones de curado favorables, y tiempo.

1.1.2    Curado

Se define como tiempo de curado al periodo durante el cual el concreto es manteniendo en condiciones de humedad y temperatura tales como para lograr la hidratación del cemento en la magnitud que se desea para alcanzar la resistencia seleccionada.

1.2        Prosperidad de la Pasta

1.2.1    Concepto

 Existen en la pasta cantidades variables de espacios vacíos, denominados poros los cuales no contienen materia sólida aunque, bajo determinadas circunstancias, algunos de ellos podrían estar parcialmente o totalmente llenos de agua.

1.2.2    Clasificación

Los poros presentes en la pasta se clasifican en cuatro categorías definidas por el origen, tamaño promedio  o ubicación. No existe una líneal clara de demarcación que separe un rango de otro. Los poros de estas cuatro categorías son:

–  Poros por aire atrapado

–  Poro por aire incorporado.

–  Poros capilares.

–  Poros gel.

a.          Poros por aire atrapado

Durante el proceso de mezclado una pequeña cantidad de aire, del oren del 1% es aportada por los materiales y queda atrapada en la masa del concreto, no siendo eliminada por los procesos de mezclado, colocación o compactación. Los espacios que este aire forma en la masa de concreto se conocen como poros por aire atrapado. Son parte inevitable de toda pasta.

Los poros por aire atrapado varían en tamaño desde aquellos que no son perceptibles a simple vista hasta aquellos de un centímetro o más de diámetro. Su perfil suele ser irregular y no necesariamente están interconectados.

 

En la misma categoría general d poros por aire atrapado, aunque estrictamente no lo son, algunos especialistas incluyen las fisuras u oquedades que en algunas oportunidades se observan debajo del agregado grueso.

Ellas han sido formadas por el agua que se almacene debajo de este y posteriormente se ha secado.

b.          Poros por aire incorporado

Fundamentalmente por razones de incremento en la durabilidad del concreto, por incremento en la protección de la pasta contra los procesos de congelación del agua en el interior de la misma, se puede incorporar intencionalmente, mediante el empleo de aditivos químicos, minúsculas burbujas de aire las cuales se conocen como poros de aire incorporado.

La s burbujas de aire incorporado son generalmente de perfil esférico con diámetros variables que corresponden a un valor promedio de 0.08 a 0.10 mm. Su volumen en la  misma unidad cúbica del concreto puede ocupar hasta más del 5% de la misma, pudiendo en contarse en un concreto con 5% de aire incorporado valores del orden de 330 mil burbujas de aire por centímetro cúbico de pasta.

La razón principal del empleo de las burbujas de aire incorporado es que este sistema de poros estrechamente espaciado permite un incremento significativo de la durabilidad del concreto   al crear  un gran numero de cámaras en las que se puede congelar el agua presente en los poros capilares, evitando que la tensión generada por la expansión debido a la conversión de agua a hielo contribuya a agrietar el concreto.

Ventajas adicióneles incluyen en que los poros de aire incorporado tienden a incrementar la Trabajabilidad, plasticidad y fluidez de las mezclas; disminuyen la consistencia permitiendo la reducción de agua sin perdida de la consistencia original, reduce la segregación del agregado y disminuyen la exudación de las mezclas.

El principal inconveniente de la presencia de burbujas de aire en la mezcla de concreto es que éstas, al incrementar la porosidad, tienden a disminuir las resistencias mecánicas en un 5% por cada 1% de aire incorporado.

Esta disminución es más significativa en las mezclas ricas y tiende a disminuir conforme la mezcla es más pobre, ello principalmente debido a que al mejorar las propiedades al estado fresco permiten una reducción en el contenido de agua con la consiguiente reducción en la reducción de la relación agua-cemento.

c.          Poros capilares

Se define como poros capilares a los espacios originalmente ocupados por el agua en el concreto fresco, los cuales en el proceso de hidratación del cemento no han sido ocupados por el gel.

El gel sólo puede desarrollarse en los espacios originalmente llenos de agua. Por tanto, si la relación agua-cemento es alta o el curado es pobre, la cantidad de espacios ocupables por el gel será alta y sólo una parte de ellos será ocupada por el gel durante el proceso de hidratación, quedando los espacios residuales en la condición de poros capilares.

Los poros capilares no pueden ser apreciados  a simple vista, varían en perfil y forman un sistema, en muchos casos interconectado, distribuid al azar a través de la pasta.

En la pasta en proceso  de formación los espacios llenos de agua son continuos. Conforme progresa la hidratación los capilares son separados por el gel al comenzar a ocupar éste los espacios originalmente llenos de agua. Pudiéndose llegar a un sistema parcialmente discontinuo, el cual  definitivamente se presenta en la relación agua- cemento bajas. En la práctica nunca se llega a un sistema totalmente discontinuo aún en relaciones agua-cemento tan bajas como 0.45.

La importancia de los poros capilares radica en que conforme aumenta su número:

–          Disminuyen las resistencias mecánicas de la pasta endurecida.

–          Aumentan la porosidad, permeabilidad y capacidad de absorción de la pasta.

–      Aumenta la vulnerabilidad de la pasta al ataque por acción de las bajas temperaturas sobre el concreto.

Este último punto es de gran importancia dado que los poros capilares son los principales responsables de la vulnerabilidad de la pasta al ataque debido a que están en capacidad de contener agua que puede congelarse. Esta agua al pasar al estado sólido debido a las bajas temperatura incrementa su volumen en un 9%, originando esfuerzos de tensión que el concreto no está en capacidad de soportar, aumentando con ello las posibilidades de deterioro del mismo.

d.          Poros gel

Durante el proceso de formación del gel quedan atrapados dentro de éste, totalmente aislados unos de otros, así como del exterior, un conjunto de vacíos a los cuales se les conoce con el nombre de poros gel.

Estos poros se presentan en el gel independiente de la relación agua-cemento y el grado de hidratación de la pasta, ocupando apropiadamente el 28% de la misma.

Los poros gel tienen un diámetro muy pequeño, del orden de aproximadamente 0.0000018 mm. Equivalente al de las moléculas de agua. Debido a su muy pequeño diámetro el agua no congela en ellos. Estos poros no están interconectados.

La imposibilidad que tiene el agua para congelar en los poros gel es debida,  fundamentalmente, a que no hay espacio suficiente para que se pueda producir la nuclearización del hielo. Las partículas que conforman el gel son cuatro o cinco veces mayores que los poros gel.

1.2.3    Importancia de la porosidad

a.     En el caso de los poros gel, el agua presente en ellos esta tan firmemente unida que no se evapora bajo condiciones de secado que eliminaría casi toda el agua de los poros mayores. Esta agua puede ser considerada  para efectos prácticos como agua químicamente combinada.

b.    En el caso de los poros por aire atrapado, estos tienen tan baja propensión a retener el agua que pueden virtualmente considerarse vacíos.

c.     Los poros de aire incorporados, cuyo rango de diámetros esta entre el de poros capilares y el de los poros gel, no retienen agua ni están interconectados, pudiéndoseles considerar como virtualmente vacíos.

d.    El contenido de agua de los poros capilares se incrementa o disminuye por humedecimiento o secado del concreto, siendo el agua más fácilmente removible por secado conforme el capilar aumenta de diámetro.

e.     La porosidad característica de gel, nominalmente no inferior al 28%, es el limite inferior de la porosidad total que puede ser alcanzad por la pasta en aquellos casos en que, gracias a una combinación de una relación agua-cemento inicial muy baja y un curado muy prolongado, la porosidad capilar podría ser reducida a un mínimo. En la practica, la porosidad de la pasta es siempre mayor del 28%, variando en un buen concreto entre  30% a 40%, con lo que la permeabilidad de tales pastas generalmente será varias  veces la del gel en si mismo.

f.     Adicionalmente debe tenerse en consideración que en el proceso de secado del concreto endurecido, los poros mayores que contienen agua tendrán a vaciarse mas rápidamente que los menores.

En cambio, en el proceso de humedecimiento de un concreto seca, la alta capilaridad de los poros muy pequeños produce una gran fuerza de impulso para el movimiento del agua, el mismo que trata de ser impedido por la baja permeabilidad del sistema adyacente compuesto de poros muy pequeños, dando como resultado que los poros menores tienden a llenarse muy lentamente.

Los macroporos tienen muy pequeña capilaridad y, por tanto, dan origen  a una pequeña fuerza de impulso para el movimiento del agua. Adicionalmente, como suelen estar rodeados de un sistema poroso de permeabilidad restringida, ello se une a lo anterior para reducir la velocidad de movimiento del agua en los macroporos, excepto aquellos que se encuentran muy cerca de la superficie.

Finalmente, es importante indicar que los macroporos de un elemento de concreto, incluyendo los poros por aire incorporado,  permanecen sin llenar aún en concretos sumergidos en agua. Los poros de tamaño intermedio tienden a llenarse más fácilmente que los poros de diámetro muy grande o muy pequeño.

1.3     El Agregado

1.3.1    Concepto

a.  Se define  como agregado al conjunto de partículas inorgánicas, de origen natural o artificial, cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la NORMA INTINTEC 400.011.

b.  Los agregados son la fase discontinua del concreto. Ellos son materiales que están embebidos en la pasta y ocupan entre el 62% y el 78% de la unidad cúbica de concreto.

c.  Un adecuado conocimiento de la naturaleza física y química del concreto así como del comportamiento de éste, implica necesariamente el de los materiales que conforman la corteza terrestre, estudiados a la luz de la geología y, específicamente, de la petrología.

1.3.2    Clasificación

a.  El agregado empleado en la preparación del concreto se clasifica en agregado fino, agregado grueso y hormigón, conocido éste último como agregado integral.

b.  Se define como agregado fino aquel, proveniente de la desintegración natural o artificial de las rocas, que pasan el Tamiz de 3/8” y queda retenido en el Tamiz No 200.

El mas usual de los agregados finos es la arena, definida como el resultante de la desintegración natural de las rocas.

c.  Se define como agregado grueso a aquel queda retenido en el Tamiz No 4 es proveniente de la desintegración natural o artificial de las rocas. El agregado grueso suele calificarse en grava y piedra triturada o chancada. La grava es el agregado grueso proveniente de la disgregación  y abrasión natural de los materiales pétreos. Se le encuentra generalmente en canteras y lechos  de ríos depositado en forma natural.

La piedra chancada, o piedra triturada, es el agregado grueso obtenido por trituración artificial de rocas y gravas.

d.  Se define como hormigón, o agregado integral, al material conformado por una mezcla, dosificada en proporciones arbitrarias, de hormigón y arena.

Este material se da en forma natural en la corteza terrestre y se le emplea tal como se le extrae de la cantera.

1.3.3    Funciones del agregado en el concreto

Las tres principales funciones del agregado en el concreto son:

a.     Proporcionar un relleno adecuado a la pasta, reduciendo el contenido de ésta por unidad de volumen y por lo tanto, reduciendo el costo de la unidad cúbica de concreto.

b.    Proporcionar una masa de partículas capaz de resistir las acciones mecánicas, de desgaste, o de interperismo, que quedan actuar sobre el concreto.

c.     Reducir los cambios de volumen resultante de los procesos de fraguado y endurecimiento; de humedecimiento y secado; o de calentamiento la pasta.

1.3.4    Interrelación agregado –concreto

Las propiedades del concreto resultante del empleo de un agregado determinado dependen de:

a.  La composición mineral de las partículas de agregado, la cual influye fundamentalmente sobre la resistencia, durabilidad y elasticidad del concreto.

b.  Las características superficiales de las partículas, las cuales influyen especialmente sobre la Trabajabilidad, fluidez y consistencia del concreto; así como sobre la adherencia entre la pasta y el agregado.

c.  La granulometría de los agregados fino y grueso, definida por si misma, así como por la superficie especifica, modulo de fineza y tamaño máximo del agregado grueso. Estas propiedades influyen fundamentalmente sobre las propiedades del concreto al estado no endurecido, sobre su densidad; así como en el costo de la unidad cúbica de concreto.

d.  El volumen de agregado por unidad de volumen de concreto, el cual influye especialmente en los cambios de volumen debido a los procesos de humedecimiento y secado; a los procesos de calentamiento y enfriamiento; así como en el costo de la unidad cúbica de concreto.

e.  La porosidad y la absorción del agregado, las cuales influyen sobre la relación agua-cemento efectiva, así como sobre las propiedades del concreto al estado no endurecido.

1.3.5    Importancia de la porosidad del agregado

a.  Las cuatro clases de poro que pueden estar presentes en las pastas  corresponden a espacios que están en el concreto fuera de los límites de los agregados. Sin embargo. Normalmente este es poroso y permeable, pudiendo variar el total de poros, de acuerdo a los diferentes tipos de roscas, entre el 0.3% y el 20%

b.  Algunas rocas presentan macroporos. Los cuales se definen como poros lo suficientemente grande como para que los efectos de la capilaridad en ellos sean muy pequeños o despreciables.

Los macroporos presentan en la superficie de la roca, o el concreto, o en el cuerpo de la roca pero conectados a la superficie por otros macroporos, pueden ser llenados fácilmente por inmersión de la roca en el agua.

Sin embargo si tales macroporos están dentro del cuerpo de la roca y se encuentran separados de la superficie por una fina estructura porosa que no es fácilmente permeable, no deberán llenarse rápidamente por  un proceso ordenado tal como una prolongada inmersión de agua.

c.  La dimensión promedio de los poros en las diversas rocas comprende de un amplio rango de tamaño. Usualmente las rocas que presentan una alta porosidad y poros relativamente grandes, tienen una lata permeabilidad al agua.

Sin embargo, esta regla presenta excepciones encontrándose rocas, por ejemplo al horsteno, las cuales tiene una porosidad moderada a alta pero baja permeabilidad, lo que indicar poros de tamaño promedio pequeño.

En este tipo de rocas el tamaño promedio de los poros podría estar en el rango del diámetro de los poros capilares presente en la pasta.

d.   La porosidad de los agregados naturales generalmente empleados en la preparación de concretos de peso normal, se encuentra usualmente por debajo del 10% y casi siempre por debajo del 3%, en contraste con el 30% o más de la porosidad total de las pastas. Se podrían esperar, a partir de estos valores, que la permeabilidad de los agregados usualmente empleados deberla ser mucho menor que la de la pasta.

Sin embargo, al nivel de laboratorio se ha podido comprobar que ello no siempre es así,  habiéndose encontrado que muchas rocas empleadas como agregado en el concreto pueden tener valores de permeabilidad en el orden de, o más altos que, aquellos que se encuentran en pastas preparadas con relaciones agua-cemento en los rangos de 0.4 a 0.7.

La explicación de esta aparente anomalía se encuentra en el hecho de que los capilares o espacios porosos en el agregado a través de los cuales el agregado puede fluir, son en promedio considerablemente mayores que los existentes en la pasta aún cuando aquellos se presentan en mucho menor proporción.

e.  Los pequeños vacíos presentes en el agregado, en forma similar a los poros capilares de la pasta, pueden bajo determinadas circunstancias ser parcial o totalmente que usualmente se da en climas fríos.

1.4     Capacidad de Retención del Agua en los Poros

1.4.1       La capacidad con que las diversas clases de poros, presentes en la pasta y/o el agregado, pueden retener agua está inversamente  relacionada a su tamaño. En relación con esto podemos hacer las distinciones siguientes:

a.  Al agua presente en los poros gel esta firmemente adherida, de manera tal que ella no puede evaporarse bajo condiciones de secado que harían eliminarse casi toda el agua presente en los poros mayores. Para los propósitos de un estudio sobre la naturaleza del concreto, el agua de los propósitos de un estudio sobre la naturaleza del concreto, el agua de los poros gel deberá considerarse como agua químicamente combinada, aun que desde el punto de vista de la físico-química podrían establecerse con razón, algunas diferencias.

b.  Los grandes poros tienen muy pequeña propensión a retener agua, por lo que en circunstancias totalmente inusuales ellos están llenos.

c.  En los poros de aire incorporado, los cuales normalmente no son apreciables visualmente, puede afirmarse lo mismo que en caso de  los grandes poros.

d.  Ocupando un rango de tamaño intermedios entre aquellos que son visibles por el ojo y los poros gel, los poros capilares tienen una afinidad intermedia con el agua. Pudiendo su contenido incrementarse o disminuir con el humedecimiento o secado del concreto, y siendo el agua presente en los capilares mayores más fácilmente removible por secado que aquella presente en los diámetros mayor.

 

e.  Los poros presentes en el agregado son generalmente mayores que los poros capilares presentes en la pasta, con las exenciones previamente ya indicadas, y por ello tienen una menor habilidad para tomar y retener agua. Sin embargo, los pequeños poros presentes en algunos agregados se comportan, en relación con el agua, en forma muy similar a los poros capilares presentes en la pasta.

1.4.2    Una consecuencia de las propiedades de los diversos tamaños de poros presentes en el concreto, es que puede considerarse que existe una competencia entre ellos en relación con el agua disponible.

En efecto, en el proceso de secado del agua contenida en el concreto, los grandes poros que contienen agua tenderán a secarse más fácilmente en tanto que los más pequeños lo harán con mayor dificultad.

Por otra parte, en el humedecimiento de concretos secos, la entrada de agua en los poros estará determinada por dos tipos de acciones diferente:

a.  La alta capilaridad de los poros muy pequeños producirá un nivel de fuerzas muy alto para el agua en movimiento, pero tal movimiento será impedido por la baja permeabilidad del sistema de poros muy pequeño circundante con el resultado que estos últimos tendrán a llenarse muy lentamente.

b.  La pequeña capilaridad de los grandes poros, o macroporos, y por ello crean pequeñas fuerzas de impulso para el movimiento del agua.

Adicionalmente estos poros están generalmente rodeados de un sistema de poros de permeabilidad restringida.

Estas dos circunstancias se combinan para reducir la velocidad de movimiento del agua en los macroporos, excepto aquellos que están muy cerca de la superficie, como ya se indicó.

1.4.3       Adicionalmente a las dos consideraciones anteriores, es importante indicar que los grandes poros presentes en la masa de concreto, incluyendo los poros de aire incorporado, permanecen sin llenar aún concretos sumergidos en agua. Los poros de tamaño intermedio tienden a llenarle más fácilmente que los poros muy grandes o muy finos.

1.5        Naturaleza Química de Pasta

1.5.1       El proceso químico mediante el cual los silicatos y aluminatos cálcicos, así como  el sulfato de calcio, que componen el cemento reaccionan con el agua, y parcialmente unos con otros, para formar la pasta se denominan genéricamente proceso de hidratación.

Este proceso es extremadamente complejo, pudiendo continuar por meses p años. En este estudio sólo se contemplara algunos aspectos del mismo.

1.5.2       Los productos sólidos presentes en el gel son todos de naturaleza básica, pudiendo ser todos ellos atacados y descompuestos ácidos, aunque la velocidad de ataque puede ser significativamente baja para ácidos débiles o diluidos.

Igualmente, los productos de la hidratación pueden ser atacados por el bióxido de carbono el cual en presencia del agua, forma ácido carbónico cuyo ataque  puede ser severo o leve de acuerdo a las circunstancias  en que actúa.

1.5.3       En general, los productos de la hidratación del cemento son estables frente a las aguas ordinarias y muchas soluciones. De no ser así el concreto no hubiese llegado a ser el importante material de construcción que es. Igualmente, con algunas excepciones, son estables frente a la acción de bases y soluciones.

1.5.4       El aluminato tricalcico, un compuesto indeseable pero inevitable de la pasta es fácilmente atacado por soluciones de sulfato, en presencia del hidróxido de calcio y la humedad, para formar sulfato aluminato de calcio. Los agentes más enérgicos son las soluciones de sulfatos de sodio y magnesio.

1.5.5       El proceso de hidratación, teniendo lugar mediante y por medio del agua, da por resultado la liberación de hidróxido de calcio el cual rápidamente forma una solución saturada de ésta sustancia en el agua contenida en los poros capilares y en los poros gel. Esta solución permanece en los poros capilares aun después de considerable secado del concreto endurecido y tiene una basicidad no menor a un pH de 12, siendo más alta debido a la presencia de hidroxilo alcalino, tales como hidróxidos de sodio o potasio, o ambos, formados a partir de los pequeños porcentajes de álcalis presentes en el cemento. Estos valores altos de pH son de vital importancia en la prevención de la corrosión del acero de refuerzo.

 

1.6     Naturaleza Química del  Agregado

Aunque para depósitos prácticos el agregado normalmente es considerado químicamente inocuo, ello no siempre es cierto. Habiéndose encontrado que:

a.  Algunos agregados, naturales o artificiales, pueden entrar en reacción química con los constituyentes del cemento, especialmente con los álcalis, dando origen a múltiples problemas originados por la reacción y expansión álcali-agregado.

b.  Aunque la mayoría de los agregados ricos en sílice son en sí mismos resistentes a los ataques ligeramente ácidos; Los agregados calcáreos, especialmente la calcita y la dolomita, pueden ser atacados por los ácidos.

c.  Aunque las motivaciones no están aun suficientemente claras, se ha encontrado que los agregados carbonatos pueden, en algunas ocasiones, tener aplicación útil como agregados de sacrificio en concretos expuestos a ataques por ácidos débiles a medios, a fin de reducir el ataque de la pasta en si misma y así prolongar la vida del concreto en el cual tales agregados son empleados.

1.7     Propiedades del concreto

1.7.1    Concepto

a.  Para cada caso particular de empleo se requieren en el concreto determina propiedades. Es por ello que el conocimiento de todas y cada una de ellas, es importancia para el ingeniero el cual debe decidir, para cada caso particular de empleo del concreto, la mayor o menor importancia de cada una de ellas.

b.  Al analizar las propiedades del concreto, el ingeniero debe recordar las limitaciones de las mismas en función de las múltiples variables que pueden actuar sobre el concreto modificándolo.

En este análisis  es importante que el ingeniero recuerde que el concreto, como cualquier material, puede experimentar adicionalmente modificaciones el tiempo y que pueden claudicar por fallas atribuibles a problemas de durabilidad, aun cuando su resistencia haya sido adecuada.

c.  En el análisis de las propiedades del concreto es importante recordar que ellas están íntimamente asociadas con las características y proporciones relativas de los materiales integrantes; para que la calidad, cantidad y densidad de la pasta es determinante en las propiedades del concreto; y que la relación agua-cemento lo es sobre las características de la pasta.

1.7.2    Propiedades fundamentales

a.  Las propiedades más importantes del concreto no endurecido incluyen la tabajabilidad, consistencia, fluidez, cohesividad, contenido de  aire, segregación, exudación, peso unitario, así como tiempo de fraguado.

b.  Las proporciones más importantes del concreto al estado endurecido incluyen las resistencias mecánicas, durabilidad, propiedades elásticas, cambios de volumen, impermeabilidad, resistencia al desgaste y cavilación, propiedades térmicas y acústicas, a apariencia.

1.8     Importancia de la Selección de los Materiales

1.8.1    En la selección del cemento debe considerarse, para los Pórtland normales,  la composición química y el tipo  de cemento empleado, así como la influencia que estas características pueden tener sobre las propiedades del concreto.

Si se trata de cementos combinados, debe tenerse en consideración las características de la puzolana, ceniza o escoria empleada. Igualmente la fineza y el tiempo de fraguado del cemento y la influencia de estas sobre las propiedades del concreto.

1.8.2    De acuerdo a las propiedades que se desea alcanzar, se deberá tener en consideración para el agregado su perfil, textura superficial, granulometría, tamaño máximo, modulo de fineza, superficie especifica, dureza, resistencia, composición minerológica, limpieza y presencia de materia orgánica o materias extrañas.

1.8.3    El agua deberá ser potable. En caso de no serlo se deberá tener en consideración la influencia de las sales sobre las propiedades del concreto.

1.8.4    El empleo de aditivos modifica significativamente las propiedades del concreto. Su uso debe ser cuidadosamente estudiado a fin de alcanzar las propiedades deseadas sin modificar otras.

1.9     Importancia de la Dosificación de las  Mezclas

1.9.1    Concepto

a.  En la dosificación de las mezclas de concreto deberá tenerse cuidado de que haya la cantidad de pasta necesaria no sólo para recubrirse el agregado y facilitar su movilidad, sino también ocupar los vacíos existentes  entre partículas.

Igualmente, la Trabajabilidad y consistencia del concreto deberán se las adecuadas para que la mezcla ocupe totalmente los encofrados y recura el acero de refuerzo y elementos embebidos.

b.  En el concreto endurecido las proporciones seleccionadas deberán permitir obtener las propiedades deseadas al menor costo.

1.9.2    Contenido de agua

El agua que se coloca en las mezclas es, por razones de Trabajabilidad, siempre mayor que aquella que se requiere por hidratación del cemento; siendo ésta última conocida como agua de consistencia normal y estando su valor en el orden del 28% en peso del cemento.

Por la razón expuesta, las pastas que tienen alta relación agua-cemento contienen más agua no interviene el proceso de hidratación, o agua libre que aquellas que tienen baja relación agua-cemento. Desde que el agua libre ocupa espacios que  después se transforman en poros capilares, la pasta de las mezclas de alta relación agua-cemento es más porosa que la de las mezclas ricas o de las mezclas con baja relación agua-cemento.

1.10  Importancia de  la  Preparación

1.10.1  Concepto

a.     La preparación del concreto es, fundamentalmente, un proceso de fabricación de un nuevo producto. Es por ello que los procesos derivados de la obtención de materiales adecuados; de selección de las proporciones más conveniente de los mismos; de fabricación y puesta en obra de la mezcla; de control de su calidad; y de economía de producción son en cierta forma, similares a aquellos que puedan  presentarse en cualquier otro problema de fabricación.

b.    Adicionalmente debe tenerse en consideración que, debido a que el proceso de fabricar y obtener un concreto de calidad determinada no termina hasta la estructura es puesta en servicio, cada obra representa problemas particulares, especialmente aquellos referidos a la selección de las proporciones, proceso de colocación y curado del concreto.

c.     Durante el proceso constructivo el profesional responsable de la obra deberá siempre recordar que, independientemente de la calidad de la mezcla a nivel de los cálculos de oficina e inclusive de las mezclas de prueba en el laboratorio, las cualidades asumidas para la estructura no podrá ser obtenidas a menos que ellas sean alcanzadas en cada unidad cúbica del concreto en la obra.

1.11     Importancia del Control

La preparación de un buen concreto exige de un adecuado control. Ello implica con diferente grado de control de acuerdo a las características e importancia de la obra:

a.  Una cuidadosa supervisión en la selección de los materiales y la selección de las  proporciones de  la unidad cúbica de concreto.

b.  Una cuidadosa supervisión de los procesos de puesta en obra y acabado del concreto.

c.  La realización de ensayos en todas las etapas del proceso de selección de los materiales, dosificación de la mezcla, y colocación del concreto, a  fin de garantizar la calidad de los materiales y del producto final.

1.12     Importancia de la Preparación Técnica

1.12.1  En la preparación del concreto el problema fundamental es obtener un producto satisfactorio a un costo razonable. El alcanzar ambas condiciones exige que la fase técnica del proceso de fabricación del concreto esté bajo la responsabilidad de un profesional que esté plenamente familiarizado con los diversos aspectos del concreto como material y de su tecnología.

1.12.2  Conocimientos adecuados en el campo de la tecnología del concreto; un adecuado criterio; buena preparación del concreto e inspección de su calidad son todos ellos factores necesarios para lograr un balance adecuado entre todos los aspectos que intervienen en la preparación del concreto. Personal calificado y mano de obra especializada es indispensable si se desea que el producto final, la estructura, sea de la calidad requerida.

1.12.3  Es imposible preparar un concreto de buena calidad, el cual cumpla con todos los requisitos exigidos por el proyectista, si no se posee una adecuada preparación en la tecnología del concreto.

Un concreto “malo”, es un  producto de inferior calidad, es preparado con cemento agua y agregados. Son exactamente estos mismos materiales los ingredientes de un buen concreto. La diferencia únicamente radica en el cómo hacerlo, en la adecuada preparación profesional del ingeniero y personal a sus órdenes, así como en la atención que haya sido dada a todos los aspectos de la preparación de un buen concreto.

1.13     Factores en la Variación de Calidad

Algunos de los principales factores que pueden intervenir en la variación de la calidad del concreto se pueden agrupar en los siguientes rubros:

a.  Variables de los materiales, cuya responsabilidad es atribuible al constructor.

b.  Variables en el proceso de producción, cuya responsabilidad es atribuible al constructor.

c.  Variable en el control de la calidad del concreto, cuya responsabilidad es atribuible a la inspección o al laboratorio encargado del control.

d.  Variables debidas a la preparación técnica del personal profesional y técnico que intervienen en los diversos aspectos de la obra.

1.14     Ventajas y Limitaciones del Concreto

1.14.1  Ventajas

Las principales ventajas del concreto como material de construcción son:

a.  Su versatilidad, la cual permite obtener las formas que se desee.

b.  La posibilidad de fabricarlo en obra, como unidades vaciados en sitio o fuera de materiales locales prefabricadas.

c.  El empleo de materiales locales, especialmente agregados y agua.

d.  Su bajo  costo por unidad cúbica si se lo compara con el de otros materiales.

1.14.2  Limitaciones

Entre sus principales desventajas del concreto se encuentran:

a.  Su baja resistencia  a los esfuerzos de tensión, lo que obliga al empleo de acero de refuerzo.

b.  Su permeabilidad, debida a la presencia de poros capilares en la pasta.

c.  Sus cambios de volumen y longitud debidos a procesos de humedecimiento y secado. El concreto se contrae al secarse y se expande al humedecerse, con la consiguiente posibilidad de agrietamiento.

d.  Sus cambios de longitud debidos a que el concreto se expande con el calor y tiende a contraerse al enfriarse, con la consiguiente posibilidad de agrietamiento.

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