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INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO, A.C.
TECNOLOGÍA BÁSICA DEL
CONCRETO HIDRÁULICO.
EL MATERIAL
INTRODUCCIÓN
ING. LUIS A. GARCÍA CHOWELL
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 convencional
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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.
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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Definición.
Arena
Arena
Lechada
Mortero
Concreto
• Pegar
AcabadoFino
Grava
=
=
=++
+
MORTERO Y CONCRETO
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PROPORCIONES EN VOLUMEN DE LOS
MATERIALES USADOS EN EL CONCRETO
62.7% AGREGADOS
0.3%
ADITIVO
22% AGUA
15 %
CEMENTO
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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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•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.
NATURALEZA DE LA RESISTENCIA DEL CONCRETO
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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.
NATURALEZA DE LA RESISTENCIA DEL CONCRETO
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RELACION AGUA/CEMENTO APROXIMADAS
Resistencia Específicada Relación Agua/Cemento promedio
en kg/cm2 por peso
350 0.40
400 0.38
500 0.36
600 0.34
NATURALEZA DE LA RESISTENCIA DEL CONCRETO
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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
- 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.
Centrales Nucleares y radioactivas
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E
s
t
r
u
c
t
u
r
a
s
Estructuras
Urbanas
Puentes
Estructuras
cercanas al
mar
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RESISTENCIA
MECANICA
BUENA CALIDAD
DE LA
PASTA
BUENA CALIDAD
DE LOS
AGREGADOS
CONCRETO
DENSO
CONCRETO DE
BUENA CALIDAD
UNIFORME
DURABILIDAD
RESISTENCIA
AL
DESGASTE
RESISTENCIA
A LAS
ACCIONES QUIMICAS
ADVERSAS
RESISTENCIA
AL
INTEMPERISMO
CONCRETO DE
BUENA CALIDAD
UNIFORME
ECONOMIA
USO EFICAZ
DE LOS
MATERIALES
OPERACION
EFICAZ
MANEJO
FACIL Y
SENCILLO
CONCRETO DE
BUENA CALIDAD
UNIFORME
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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CONCRETO:
RESISTENTE, DURABLE y ECONOMICO
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Materias primas.
ALGUNOS FACTORES QUE PUEDEN INFLUIR
EN LA CALIDAD DEL CONCRETO
1.- MATERIALES
COMPONENTES
2.- PROCESOS
CONSTRUCTIVOS
3.- PROPIEDADES
FISICAS
4.- NATURALEZA
DE LA EXPOSICION5.- TIPO DE CARGAS
PROPORCIONES
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1.- MATERIALES COMPONENTES
CEMENTO AIRE AGREGADO FINO AGREGADO GRUESO ADITIVOS
PROPORCIONES
AGUA
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CEMENTOS Y
SUS APLICACIONES
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Materias primas.
QUIMICOS BITUMINOSOS HIDRAULICOS
¿QUÉ ES EL CEMENTO?
Es un aglutinante de tipo hidráulico
que al endurecer forma la unidad.
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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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Materias primas.
Materias
Primas
Trituración
y MoliendaProporcio-
namientoCalcinación:
CLINKER
C3S / C2S
C3A / C4AF
FABRICACIÓN DE CEMENTO
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Proporcio-namiento
Molienda
final
Envasado
o granel
Venta del
cemento
FABRICACIÓN DE CEMENTO
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Criba
Trituración Elevador
Elevador Elevador
Almacenamiento
crudos
Equipo de
dosificaciónCriba
Elevador
Molino
crudos
Bomba
neumáticaBomba
neumática
Separador
Silos de
mezcla
Silos de
crudo
Precalcinación
Alimentador
de horno
Colector de polvos
Horno
Enfriador
de clinker
Almacenamiento
de clinker
Elevador
Elevador
Molino
de cemento
Separador
Bomba
Silos de
cemento
Carga de
transporte
Elevador
Empacadora
PROCESO DE PRODUCCION DE CEMENTO
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El cemento portland esel material resultante dela molienda conjunta declinker y yeso natural.
FABRICACIÓN DE CEMENTO
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FRAGUADOInicia al perder plasticidad la mezcla.Termina cuando ya no se puede marcar la huella.
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Materias primas. CEMENTO PORTLAND
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Materias primas.CEMENTO PORTLAND
ENDURECIMIENTO:
Inicia cuando termina el fraguado.El término del endurecimiento no se puede precisar.
Son 4 los compuestos principales presentes en el cemento portland, ellos le imparten las propiedades fisicoquímicas al concreto.
Silicato tricálcico C3S
Silicato dicálcico C2S
Aluminato tricálcico C3A
Ferroaluminato tetracálcico C4AF
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Materias primas. CEMENTO PORTLAND
Características Compuesto
fisicoquímicas 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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Materias primas.CEMENTO PORTLAND
CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS HIDRÁULICOS SEGÚN LA
NORMATIVA ACTUAL, NMX-C-414-ONNCCE
CPO Cemento PortlandOrdinario
CPP Cemento PortlandPuzolánico
CPEG Cemento PortlandEscoria Granulada
CPS Cemento PortlandHumo de Sílice
CPC Cemento PortlandCompuesto
CEG Cemento EscoriaGranulada
TIPO
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20
30
30 R
40
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.
Clases de Cemento
CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS HIDRÁULICOS SEGÚN LA
NORMATIVA ACTUAL, NMX-C-414-ONNCCE
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3 días 28 díasN/mm2 Mínimo Mínimo Máximo
20 20 4030 30 50
30R 20 30 50
40 40
40 R 30 40
RESISTENCIA
CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS HIDRÁULICOS SEGÚN LA
NORMATIVA ACTUAL, NMX-C-414-ONNCCE
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RS Resistencia a Sulfatos
BRA Baja Reactividad Alcali-agregado
BCH Bajo Calor deHidratación
B Blanco
CARACTERÍSTICAS ESPECIALES
CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS HIDRÁULICOS SEGÚN LA
NORMATIVA ACTUAL, NMX-C-414-ONNCCE
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EJEMPLOS:
CPO 30 R
CPP 30 RS / BRA
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
RS Resistencia aSulfatos
BRA Baja ReactividadAlcali-agregado
BCH Bajo Calor deHidratación
B Blanco
20
30
40
30R
40R
TIPO RESISTENCIA CARACT. ESPECIALES
CLASIFICACIÓN DE CEMENTOS HIDRÁULICOS SEGÚN LA
NORMATIVA ACTUAL, NMX-C-414-ONNCCE
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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.
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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Materias primas. CEMENTO PORTLAND
Diseño de Mezcla
cemento tipo I = 384 kg
grava 13 mm = 777 kg
arena = 495 kg
ceniza vol. = 45 kg
revenimiento = 7.5 cm
con reductor agua
Resis
tencia
a la c
om
presió
n,
kg/cm
2
Edad en días
7 28 56 90
850
800
700
600
550
EFECTO DE LA MARCA DE CEMENTO
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VARIACION DE LA RESISTENCIA CON LA EDAD DEL CONCRETO
7 14 21 28
240 kg/cm2
330 kg/cm2
380 kg/cm2
400 kg/cm2
Días después de elaborado el concreto
(24 MPa)
(33 MPa)
(38 MPa)
(40 MPa)
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Materias primas.CEMENTO PORTLAND
CPO
CPO RSCPO AR
CPO ( ) CPO ( ) CPO ( ) CPO ( ) CPO ( )
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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Materias primas.CEMENTO PORTLAND
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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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.
DEFINICIONES
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Modo de Fragmentación.
Tamaño de Partícula.
Origen.
Composición.
Color.
CLASIFICACION DE AGREGADOS
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Es la diferenciación del agregado en base al proceso
a que es sometido, dividiéndose en:
Naturales
Manufacturados (triturados)
Mixtos
Modo de fragmentación
CLASIFICACION DE AGREGADOS
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EFECTO DEL TIPO DE AGREGADO GRUESO
Resis
tencia
a la c
om
presió
n,
kg/c
m2
7
Edad en días
28 56
350
400
450
500
550 Grava
triturada
Grava natural
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CLASIFICACION DE AGREGADOS
Es la división de los agregados en 2fracciones cuya frontera nominal es la mallaNo. 4, y que pueden ser dosificadas en formaindividual. Es conveniente que cada fraccióncontenga todos los tamaños de partícula quesean factibles, de acuerdo a condicionestécnicas y de costo.
Agregado grueso (grava)
Agregado fino (arena)
Tamaño de la partícula
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• Ígnea
• Sedimentaria
• Metamórfica
CLASIFICACION DE AGREGADOS
Origen
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CLASIFICACION DE AGREGADOS
Andesita
Basalto
Tezontle
Caliche
Mármol
Composición
Granito
Etc.
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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
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• Masa Específica
• Porosidad y Absorción
• Sanidad
• Resistencia Mecánica
• Resistencia a la
Abrasión
• Módulo de Elasticidad
• Propiedades Térmicas
• Forma y Textura
Superficial
• Tamaño Máximo
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, entreel 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.
Calidad Física
Masa específica
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Clasificación de los agregados de acuerdo a
su masa específica:
• Baja Densidad
• Ligero
• Ligero Estructural
• Normal
• Pesado
Calidad Física
Masa específica
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Calidad Física
En términos generales no hay un límite de
aceptación.
A título informativo se sugieren los porcentajes :
Para Grava < 3%
Para Arena < 5%
Prueba: Inmersión en agua del agregadodurante 24 horas.
Porosidad y Absorción
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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 %
Calidad Física
Sanidad
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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.
Módulo de Elasticidad
Calidad Física
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Módulo de Elasticidad
Comparativo
f’c(28) E(28) E/(f’c)1/2
Roca (kg/cm2) (kg/cm2) K
Andesita 265 145,000 8,900
Caliza 275 273,000 16,500
f’c Resistencia a la compresión
E Módulo de Elasticidad
Calidad Física
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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.
Forma y Textura Superficial
Calidad Física
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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.
Calidad Física
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Forma y Textura Superficial
Natural redondeado
C = 0.35
Natural anguloso
C = 0.30
Triturado por impacto Triturado por compresión
C = 0.20 C = 0.15
Calidad Física
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Magnitud Clasificación agregado
C < 0.15 Forma inconveniente
C >0.15 < 0.20 Forma regular
C > 0.20 Buena forma
Forma y Textura Superficial
Calidad Física
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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.
Calidad Física
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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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Resistencia a la Abrasión
Calidad Física
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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Es la resistencia que oponen los agregados a
sufrir desgaste (pulimento), ya sea mecánico o pormedio hidráulico.
Prueba: Desgaste en la máquina tipo Dorry.
Desgaste en máquina de llantas.
Resistencia a la Abrasión
Calidad Física
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Calidad Física
Resistencia a la Abrasión
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Calidad Física
Propiedades TérmicasDe 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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Criba Material acumulado en
Núm. masa; % que pasa
9,50mm (3/8”) 100
4,75mm (No. 4) 95 – 100
2,36mm(No. 8) 80 - 100
1,18mm (No.16) 50 - 85
0,600mm(No 30) 25 – 60
0,300mm(No.50) 10 – 30
0,150mm(No.100) 2 – 10
Límites Granulométricos de la arena
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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.
Ejemplo, en arena:
% máx. de finos
que pasa M 200
L.L I.P
Hasta 25 Hasta 5 15.025 – 35 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 Terrones de Arcilla
Fragmentos de roca
alterados
Carbón y Lignito
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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 CONTAMINANTESSales 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 Petronas Tower
Lugar Kuala Lumpur, Malasia
Construcción 1996
f’c 815 kg/cm2
Niveles 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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RASRAS
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AGUA PARA
CONCRETO
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Materias primas.
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Materias primas.Agua para concreto
AGUA
USOS
CURADO
MEZCLADO
LAVADO DE
AGREGADOS
FUENTES DE SUMINISTRO
Red de suministro público.
Pozos
Manantiales
Arroyos, ríos
Lagos, lagunas
Presas
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FUNCIÓN
Reaccionar con el cemento en
el proceso de hidratación.
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Materias primas.. Agua para concreto
Productos de hidratación
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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Materias primas.Agua para concreto
SALES E IMPUREZAS
Calcio (Ca 2+)
Magnesio (Mg2+)
Álcalis totales: (Na+, K+ )
Carbonatos (CO32+)
Bicarbonatos (HCO3-)
Bióxido de Carbono (CO2)
Sulfatos (SO42-)
Cloruros (Cl-)
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SALES E IMPUREZAS
Materia Orgánica (DQO)
Sólidos en suspensión
Grasas o Aceites
Azúcares
Ácidos
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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.
ADITIVOS
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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: Aditivo reductor de agua
Tipo B: Aditivo retardante
Tipo C: Aditivo acelerante
Tipo D: Aditivo reductor de agua y retardante
Tipo E: Aditivo reductor de agua y acelerante
Tipo F: Aditivo reductor de agua de alto rango
Tipo G: Aditivo reductor de agua de alto rango y retardante
Tipo F2: Aditivo plastificante
Tipo G2: Aditivo plastificante y retardante
Tipo AA 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 concretode manera más efectiva que por otros medios
3. Superar ciertas eventualidades durante las operaciones de colado
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Materias primas.. Aditivos
Reductores de Agua
Efectos
1. Disminuyen el contenido de agua en aproximadamente 5 a 10 %
2. Generalmente se obtiene un aumento de laresistencia, porque se reduce la relación A/C
3. Dependiendo de la composición química,pueden disminuir, aumentar o no tener ningúnefecto en el sangrado
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35
280
Características Efectos
1. Aminoran la velocidad de 1. Compensan el efecto acelerante que fraguado tiene el clima cálido en el fraguado del
concreto
2. No bajan la temperaturainicial 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
Retardantes
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Acelerantes
Precauciones en el uso de (CaCl2)
Efectos de sobre-dosis
1. Endurecimiento rápido2. Fuerte incremento en la
contracción por secado3. Corrosión del acero4. Pérdida de resistencia
a edades tardías
Precauciones
1. Concreto sujeto a curado al vapor2. Concreto con metales inmersos3. Losas soportadas por cimbras
permanentes de acero galvanizado
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Acelerantes
Usos no recomendados (CaCl2)
1. Concretos presforzados por riesgo de corrosión2. Concretos con aluminio ahogado (corrosión)3. Concretos con reacción álcali-agregado4. Concretos expuestos a suelos o aguas con sulfatos5. Losas de piso donde se trate de dar acabados
metálicos en seco o con llana6. En climas cálidos en general7. 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 relacióna/c normales, se agregan para producirconcretos fluídos y de alto revenimiento
•La eficacia del superfluidificante se mejoracon el aumento de la cantidad de cementoy 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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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
Puzolanas, cenizas volantes, humo de sílice
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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 cemento2. El contenido de agua en el concreto3. La composición granulométrica y
proporciones de los agregados4. El tiempo de mezclado5. El revenimiento del concreto6. 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 climáticas
Carácter del lugar
Medio de contacto
Condiciones de exposición
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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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Ambiente
Húmedo.
Químicamente
Agresivo.
Abrasión
Hidráulica.
Medio de Contacto
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Causas de la Muerte del
Concreto
Corrosión del acero de refuerzo
Ataque Químico
Abrasión
Reacciones químicas de los agregados
Agrietamientos
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TECNOLOGIA BASICA
ORIGEN DE LAS CAUSAS DE DETERIORO
DE LAS OBRAS
DISEÑO CONSTRUCCION MATERIALES MANTENIMIENTO
DEFECTUOSOS DEFICIENTE
Según Paterson
37 %
51 %
4.5 %7.5 %
¿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.
DISEÑO DE
MEZCLAS(METODO ACI)
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DISEÑO DE MEZCLAS
Elementos básicos que constituyen el concreto:
• Agregado grueso = grava
• Agregado fino = arena
• Cemento
• Agua
• Aditivo (s)
• Aire
• Adiciones
AGREGADO GRUESO Y FINO 63%
AGREGADOS
AGUA 20%AIRE 2%CEMENTO 15%
PASTA
VOLUMEN ABSOLUTO
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Dosificaciony mezclado5 Minutos
Transporte20 minutos
Colocación15 minutos
Ciclo de Colocación y Compactación80 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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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.
RESEÑA HISTÓRICA
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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
RESEÑA HISTÓRICA
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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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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
RESEÑA HISTÓRICA
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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.- Condición de humedad del
agregado en la cual ni toma ni cede
agua.
• Densidad.- 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
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División aproximada del Área bajo la
Curva de Distribución de Frecuencia Normal
O también:
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V : Coeficiente de Variación= / X
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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• Resistencia
• Revenimiento
• Tamaño máximo de agregado y
• Rendimiento
DISEÑO DE MEZCLAS
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 demezclas de concreto:
1. ELECCIÓN DEL REVENIMIENTO, se elige el revenimientoadecuado para el tipo de elemento que se va a colar.
2. ELECCIÓN DEL TAMAÑO MAXIMO DE AGREGADO, enfunción 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 DELCONTENIDO DE AIRE, se determinan con el revenimiento yel tamaño máximo de agregado (tabla 4.1)
4. ELECCIÓN DE LA RELACION AGUA/CEMENTO, sedetermina en función de los requerimientos de resistencia,durabilidad y propiedades de acabado (ACI tabla 4.2)
5. CALCULO DEL CONTENIDO DE CEMENTO, se obtienedividiendo el contenido de agua de mezclado entre larelación agua/cemento
6. ESTIMACIÓN DEL CONTENIDO DE AGREGADOGRUESO, este valor depende del tamaño máximo deagregado y del módulo de finura del agregado fino (tabla4.3)
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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 mmRevenimiento = 10 cmSin 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 compactode 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
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CPO
CPO RSCPO 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
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
• Homogenidad y uniformidad
• Consistencia (cohesión y viscosidad)
• Estabilidad (oposición a la segregación y sangrado)
• Compacidad (densidad relativa)
• Aptitud para el acabado (Textura superficial)
Propiedades
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Concreto Fresco
• 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
La Homogenidad depende de:
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Concreto Fresco
• Plasticidad.
• Trabajabilidad.
• Consolidación.
Características
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Concreto Fresco
• Un concreto fresco que es trabajabledebe tener una plasticidad, movilidad yconsistencia apropiada, ésto nos lleva aproducir una masa homogénea.
Características
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Concreto Fresco
• Masa volumétrica
• Contenido de aire
• Revenimiento
• Contenido de agregado grueso
• Contracción plástica
• Contracción por secado
Propiedades Evaluables
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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
° Semi-fluida
° Plástica
° Semi-plástica
° Dura
° Muy dura
°Extremadamente dura
Más de 20
20 a 12.5
12.5 a 7.5
7.5 a 2.5
2.5 a 0
-
-
-
-
0 a 3
3 a 5
5 a 10
10 a 18
18 a 32
VeBe no aplicable
VeBe no aplicable
VeBe dudoso
Revenimiento dudoso
Revenimiento no
aplicable
Revenimiento no
aplicable
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Concreto Fresco
• Muros y zapatas, reforzados 7.5
• Zapatas, cajones estancos, sin refuerzo 7.5
• Vigas y muros reforzados 10.0
• Columnas de edificios 10.0
• Losas y pavimentos 7.5
Tipo de Construcción Revenimiento
Máximo (mm)
Especificaciones de Revenimiento
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EVITAR PROBLEMAS DE
• Sangrado.
• Segregación.
• Calavereo (Panal
de Abeja).
Concreto Fresco
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Concreto Fresco
• Composición granulométrica (módulo de finura alto)
• Forma de partícula (partículas planas y alargadas)
• Tamaño máximo de la grava (tamaños mayores)
Característica que favorece
Segregación
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Concreto fresco
• Cantidad de sangrado
• Características geométricas del elemento estructural
• Condiciones del ambiente
El Riesgo NEGATIVO del Sangrado
depende de:
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Concreto Fresco
• Deficiencia de finos
• Excesiva cantidad de agua
• Proceso de mezclado deficiente
• Forma de la partícula y textura superficial áspera en los agregados gruesos
Factores que propician el Sangrado
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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 FRESCOPruebas
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• 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
CONCRETO ENDURECIDO
INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO, A.C.
Concreto Endurecido
Velocidad de secado
Temperatura
Contracción por secado
Masa unitaria del concreto
Permeabilidad
Resistencia a la compresión
Resistencia a la flexión
Módulo de elasticidad
Propiedades Evaluables
INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO, A.C.
Concreto Endurecido
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
Pruebas de aceptación
INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO, A.C.
CONCRETO ENDURECIDOPruebas
l
INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO, A.C.
lo
CompresiónNMX-C-83-ONNCCE
BrasileñaNMX-C-163-ONNCCE
Módulo deElasticidad
NMX-C-128-ONNCCE
AdherenciaFlexiónNMX-C-191-ONNCCE
VARIACION DE LA RESISTENCIA CON LA EDAD DEL CONCRETO
7 14 21 28
240 kg/cm2
330 kg/cm2
380 kg/cm2
400 kg/cm2
Días después de elaborado el concreto
(24 MPa)
(33 MPa)
(38 MPa)
(40 MPa)
INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO, A.C.
INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO, A.C.
Curso Tecnología.
TECNOLOGÍA BÁSICA DEL
CONCRETO HIDRÁULICO.
EL MATERIAL
ESPECIFICACIONES Y NORMAS PARA EL
CONCRETO HIDRÁULICO
ING. LUIS A. GARCÍA CHOWELL
2005 196
NORMA
COLECCIÓN ORDENADA
DE REGLAS
INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO, A.C.
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.
INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO, A.C.
Normas y especificaciones
Por lo tanto …
Una Norma puede ser un
conjunto de especificaciones
INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO, A.C.
Normas y especificaciones
CONCRETO HIDRAULICO PARA USO
ESTRUCTURAL
NORMA MEXICANA NMX- C 403- ONNCCE - 1999
INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO, A.C.
Normas y especificaciones
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.
NMX - C- 403 - ONNCCE -1999
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
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
NMX - C- 403 - ONNCCE -1999
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.
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
NMX - C- 403 - ONNCCE -1999
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 REFERENCIASEsta 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 compresión
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-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 especímenes
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
3 REFERENCIAS
continúa
NMX - C- 403 - ONNCCE -1999
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 ocalcinada y ceniza volante para usarse como aditivo
NMX-C-200-ONNCCE Aditivos inclusores de aire para concreto.
3 REFERENCIAS
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
NMX - C- 403 - ONNCCE -1999
5.2 REQUISITOS DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO.
5.2.1 RevenimientoEl 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 / m3 y 2400 kg/ m3
5.2.3 TemperaturaPara 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°CEn 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
f´c mínima = 20MPa ( 200kg/cm2)
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
-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
7 MÉTODOS DE PRUEBA
8 IDENTIFICACIÓN Y REGISTRO
9 BIBLIOGRAFÍA
NMX - C- 403 - ONNCCE -1999
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 ...
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,
NORMA
NMX – C 155 – ONNCCE- 2004
“CONCRETO HIDRÁULICO
INDUSTRIALIZADO-ESPECIFICACIONES”
P R E S E N T A C I Ó N
INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO, A.C.
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
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?
¿ 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
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.
VENTAJAS DE LA NUEVA NORMALIZACIÓN
¿ 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.
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.
NMX - C- 155 - ONNCCE -2004
continúa
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.
2.1 Responsabilidad
NMX - C- 155 - ONNCCE -2004
NMX - C- 155 - ONNCCE -2004
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-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
continúa
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
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-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- 155 - ONNCCE -2004
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
5.2.2 Masa unitaria
5.2.3 Temperatura
El concreto debe tener una masa unitaria entre 1900 kg / m3 y 2400 kg/ m3
... 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°CEn 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).
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.
5.3 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-403-
ONNCCE.
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
NMX - C- 155 - ONNCCE -2004
6 MUESTREO
7 METODOS DE PRUEBA
8 MARCADO, ETIQUETADO, ENVASE Y
EMBALAJE
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
NMX - C- 155 - ONNCCE -2004
9 BIBLIOGRAFÍA
10 CONCORDANCIA CON NORMAS
INTERNACIONALES
A APÉNDICE INFORMATIVO
A.1 Vigencia
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
R E S U M E N
TECNOLOGIA BASICA
AGUA
CEMENTO
AGREGADOS
AYER
TECNOLOGIA BASICA
Aditivos Q uímicos
Adic ionales Mine rales
Cem ento
Agregados
HOY
TECNOLOGIA BASICA
Adic ionales Mine rales
Aditivos Q uímicos
MAÑANA
! MUCHAS GRACIAS !