Concreto: Tipos, Propiedades y Procesos de Mezclado

Definición de Concreto (COVENIN)

Es la mezcla constituida por el cemento, agregados inertes (finos y gruesos) y agua en proporciones adecuadas para obtener resistencias prefijadas.

Tipos de Concreto

Se han desarrollado diversos tipos de concreto, según las características y especificaciones requeridas por el proyecto, los cuales pueden ser agrupados de la siguiente manera:

1.- Concretos Normales

Constituyen los concretos de uso más común o frecuente y están compuestos por agregados naturales, de origen silíceo o calcáreo, oscilando su peso por metro cúbico entre 2150 y 2550 Kg., pudiendo usarse para el cálculo del peso muerto del concreto un valor medio de 2350 Kg/m³.

En el concreto armado, la presencia de refuerzo de acero (60 a 150 Kg/m³) y el uso de mezclas más ricas hacen recomendable usar como peso propio del material valores entre 2400 y 2500 Kg/m³.

Los concretos normales pueden ser usados como:

A.- Concreto Estructural

Es el concreto que satisface los requerimientos de diseño estructural (esfuerzos a compresión, corte y flexión) por lo que se utilizan elementos fundamentales tales como:

• Fundaciones
• Losas
• Columnas
• Muros
• Vigas

B.- Concreto no Estructural

Como su nombre lo indica, es aquel concreto cuya utilización se restringe a elementos no estructurales como son:

• Concreto pobre para rellenos
• Aceras

2.- Concretos Especiales

Son aquellos tipos de concreto que poseen una característica de diseño o de ejecución específica, según la finalidad o naturaleza de la obra en que se emplearán.

Dentro de este grupo podemos mencionar:

1. Concreto Liviano
2. Concreto con Bajo Calor de Hidratación
3. Concretos Pigmentados
4. Concretos Súper Plastificados
5. Concretos de Alta Impermeabilidad
6. Concreto Proyectado
7. Concretos Masivos

A.- Concreto Liviano

Es aquel que posee una densidad de 1850 Kg/m³ o menor y se emplea para su fabricación agregados livianos naturales (piedra volcánica, pómez) o artificiales (arcillas expandidas, escorias, esquistos expandidos) arenas naturales o artificiales de los mismos materiales.

Aspectos a considerar para elaborar concreto liviano:

1. Presaturar los Agregados.
2. Incluir 4 - 8% de Aire.
3. Asentamiento entre 3” - 4”.
4. Evitar exceso de vibración al compactar.

Ventajas del concreto liviano respecto al concreto normal:

1. Menor peso - Reducción Dimensiones
2. Densidad baja reduce tensiones asociadas con los extremos de temperatura.

B.- Concreto con bajo calor de Hidratación

Es aquel en el que se requiere que la reacción exotérmica del fraguado libere una menor cantidad de calor, para lo cual se utiliza cemento tipo IV o mayormente el tipo II que es el que se fabrica en el país.

C.- Concretos Pigmentados

Para lograr la coloración del concreto generalmente se emplea cemento blanco y los siguientes pigmentos:

1. Óxido de Hierro: Rojo, amarillo, ladrillo, negro
2. Óxido de Manganeso: Marrón
3. Óxido de Cromo: Verde
4. Phatalocianina: Azul

Uso de los Concretos Pigmentados:

1. Relleno de Tuberías: para identificar el tipo de servicio que recubre. Ej: Negro - Aguas Negras, Rojo - Electricidad
2. Concreto Ornamental

D.- Concretos Superplastificados: (Autonivelantes)

Son aquellos que debido al empleo de un aditivo superplastificante han perdido su típica pastosidad y se han vuelto fluidos, sin mostrar segregación. Pueden ser compactados con muy poca vibración aun en elementos con alta concentración de acero de refuerzo.

La adición del aditivo puede realizarse para fluidificar el concreto partiendo de cualquier asentamiento, por más bajo que este sea. Sin embargo, se recomienda ajustar el asentamiento inicial a 5” o 6” para evitar rápidas pérdidas de plasticidad.

El concreto superplastificado permite reducir el tiempo y el personal en el vaciado de concreto así como una mayor rotación de los equipos (Bombas, Grúas, Vibradores, etc.).

E.- Concretos de Alta Impermeabilidad

Son concretos con relación A/C < 0.5, elaborados con agregados limpios bien gradados.

Poseen alto grado de compactación y si se han tomado todas las precauciones del caso durante el proceso de curado; opcionalmente se puede utilizar aditivos impermeabilizantes y aditivos reductores de agua a fin de mantener baja la relación A/C.

F.- Concreto Proyectado. “SHOTCRETE”

Consiste en proyectar neumáticamente el mortero o concreto a alta velocidad contra la superficie.

La fuerza de impacto del chorro logra compactar el material, obteniéndose un buen nivel de resistencia y durabilidad contra el ataque de factores atmosféricos.

Usos Principales:

• Superficies curvas.
• Reparaciones de estructuras: pilotes, muelles, silos.
• Recubrimientos interiores de túneles.
• Tubos.
• Tanques pretensados.

Métodos de Proyección:

1. Proceso Seco: es aquel en donde una mezcla de arena húmeda y el cemento es conducida por vía neumática a través de la manguera hasta su extremo, donde se encuentra ubicada una boquilla por la que llega el resto del agua de la mezcla.
2. Proceso Húmedo: es aquel que la totalidad de los componentes son mezclados antes de ser impulsados por la manguera de conducción.

G- Concretos Masivos

Son aquellos que se vacían en grandes volúmenes.

Usos:

• Muros
• Represas
• Fundaciones
• Placas Grandes

ALERTA: Uno de los problemas básicos del concreto masivo, es el alto calor de hidratación desprendido durante el fraguado de los volúmenes vaciados (siendo estos considerables), por ello se suele emplear dosis bajas de cemento (dentro de lo posible), cemento tipo II (opcional) y aditivos reductores de agua - retardadores.

Existen casos como lo son las represas en donde se enfrían los agregados gruesos y se emplea hielo como parte de agua de la mezcla con el fin de bajar la temperatura del concreto lo más posible.

Mezclado del Concreto

Se entiende por mezclado el conjunto de operaciones destinadas a garantizar la obtención de un producto homogéneo en el cual cada uno de los componentes, arena, piedra, cemento y agua se distribuyen de manera uniforme.

Tipos de Mezclado

1. Manual
2. Mecánico

1.- Manual

Solo es recomendable para trabajos muy pequeños y en estos casos es aconsejable incrementar en un 10% el contenido de cemento, para compensar la eventual disminución de la calidad.

En el laboratorio, sin embargo, donde el tiempo no es tan crítico y se pueden tener cuidados especiales, se pueden efectuar para mezclas de prueba, mezclados manuales muy efectivos.

2.- Mecánico

Consiste en el mezclado de los componentes del concreto con la ayuda de aparatos mezcladores.

Es muy útil ya que se pueden vaciar cantidades de concreto considerable con un ahorro de tiempo notable.

Tipos de Mezcladoras

1. Mezcladora de eje Horizontal.
2. Mezcladora de eje de inclinación variable.
3. Mezcladora de eje vertical.

Los aparatos mezcladores son de tipos y capacidades diversas.

En las mezcladoras 1 y 2 el mezclado se produce por gravedad. El tambor posee un conjunto de paletas internas soldadas a su costado y durante la rotación del tambor estas paletas llevan el material hacia la parte superior y la fuerza de gravedad lo hace caer. La continua repetición de este proceso conduce al mezclado.

En las mezcladoras de eje vertical el principio de mezclado es diferente, ya que allí el tambor se mueve en una dirección y las paletas en otras, o bien, las paletas en su movimiento de rotación siguen el círculo del tambor, logrando establecer flujos de material en direcciones contrarias cuya interacción permite obtener al final un producto uniforme.

Capacidad

• Mezc. Eje Inclinación Variable: Hasta 180 Its.
• Mezc. Eje Horizontal: Hasta 4 mt³

Recomendación

1. En todos los casos el volumen a mezclar debe estar en el orden del 70% de la capacidad de la mezcladora.
2. Mezc. Eje inclinado y horizontal: Asent. 2” a 6”
3. Mezc. Eje Vertical: Mezclas Secas.

Moldeo del Concreto

Es la colocación del concreto en los moldes, también conocidos con el nombre de Encofrados.

Un buen moldeo debe tener en cuenta lo siguiente:

1. Que no se produzca Segregación.
2. Que no se formen cangrejeras (Nidos).
3. Que no se altere la posición de la armadura.
4. Que no se formen juntas frías.

Nota: Es recomendable que los encofrados sean estancos (herméticos) y que garanticen un recubrimiento uniforme, aunque esto también depende del asentamiento del concreto.

Tipos de Encofrados de Acuerdo al Material que lo constituye:

1. Encofrados de Madera.
2. Encofrados Metálicos. (Hierro, aluminio, etc).
3. Encofrados Plásticos.
4. Combinación de los Anteriores.

La selección del tipo de encofrado depende del tipo de concreto a vaciar y la terminación de este (cara a la vista o si es con friso).

Transporte del Concreto

Existen diferentes métodos pero cualquiera resultará adecuado si se cumplen los siguientes requisitos:

1. Evitar la segregación (Heterogeneidad), ya que disminuye la resistencia y durabilidad.
2. Evitar la pérdida por evaporación.
3. Evitar los retrasos lo cual producirá juntas no planificadas.

Entre los procedimientos de transporte podemos mencionar:

1. Carretillas (distancias Cortas).
2. Canaletas y tubos (grandes cantidades).
3. Elevadores (montacargas).
4. Grúas y torres grúas.
5. Camión Transportador (10 - 20 Km).
6. Cintas Transportadoras (10 - 120 Km).

Compactación del Concreto

Es el conjunto de operaciones mediante la cual se trata de reducir a un mínimo la cantidad de vacíos presentes en el concreto, con el objeto de obtener un material con la máxima densidad posible.

Procedimientos de Compactación:

1. Compactación Manual (Barras).
2. Compactación por Vibración.
   1. Vibrado interno por medio de vibradores de inmersión.
   2. Vibrado externo (vibradores de encofrado).
   3. Vibrado con mesa vibrante (para elementos prefabricados).

Curado del Concreto

Consiste en evitar la pérdida prematura de humedad (especialmente en edades tempranas) lo que afectaría a una hidratación insuficiente del cemento y con ello pérdida de resistencia y de la durabilidad del concreto.

Una pérdida brusca de agua produce una retracción diferencial de la masa de concreto que conduce a su agrietamiento.

Procedimientos de Curado

1. Colocar agua.
2. Emplear alguna cubierta a base de fibra o papel debidamente humedecido.
3. Utilizar arena o tierra húmeda (una vez ya fraguado).
4. Utilizar aditivos curador de concreto.
5. Vapor de agua (utilizado en elementos prefabricados)

Desencofrado del Concreto

El tiempo que el encofrado debe permanecer colocado, dependerá de la resistencia del concreto, de las cargas a que estará sometido el elemento una vez fraguado y desencofrado.

Un retiro prematuro del encofrado puede ocasionar daños irreversibles al concreto.

En cualquier caso se recomienda que el concreto tenga por lo menos una resistencia superior al 50 % de la resistencia de cálculo.

Tiempos Recomendados

• Laterales de Vigas: 12 a 24 horas.
• Muros y Columnas: 18 a 24 horas.
• Vigas con luz libre < 3 mts: 7 días.
• Losas y placas con luz < 3 mts: 4 días.

Hay que observar el desarrollo de la resistencia.

100


80
75







7 14 28
DIAS

 Durabilidad del Concreto.

El concreto es un material bastante noble.

Sin embargo al someterlo a condiciones que no están en capacidad de soportar este se puede destruir con facilidad (ej: suero láctico) o si fue diseñado con una mala calidad.


 Tipos de Deterioros.

Deterioro Mecánico: (Cargas - Sobrecargas)
(impacto, choques, acciones sísmicas, desgastes mecánicos por transito).
Deterioro por Causas Físico Químicas:

 Causas Físicas: alteraciones volumétricas del concreto debido al cambio de humedad y temperatura (congelamiento y








 Causas Químicas:



.- Agentes Externos: Componentes atmosféricos (Oxigeno,
anhídrido carbónico)



.- Agentes Internos: Componentes de los agregados (cloruro, sulfatos, etc.).


 Aditivos para Concreto.


Son aquellos productos químicos que añaden en pequeñas proporciones durante el mezclado, a los componentes principales en la fabricación de morteros y concretos con el objeto de modificar algunas de las propiedades de estos materiales, tanto para su comportamiento en estado fresco y como posteriormente en estado endurecido.


Los aditivos se añaden al concreto en muy pequeñas proporciones, las cuales están referidas generalmente al peso del cemento en la mezcla en una proporción entre 0,1 al 3%, según sea el aditivo.



 Clasificación de los Aditivos. “ COVENIN”



1.- Tipo A = Aditivos de reducción de agua o plastificantes.
2.- Tipo B = Aditivos Retardadores de fraguado.
3.- Tipo C = Aditivos Aceleradores de fraguado.
4.- Tipo D = Aditivos Reductores de Agua y retardadores.
5.- Tipo E = Aditivos Reductores de agua y aceleradores.

6.- Aditivos incorporadores de aire.