CONCEPTO BÁSICOS
CONCRETO: El concreto es una mezcla de cemento, grava, arena, aditivos y agua.
En algunos casos se les adiciona materiales como cenizas volcánicas, puzolana o fibras. Es maleable en su forma líquida y de gran resistencia en su estado sólido.
NORMATIVA
¿Qué es una norma?
Una norma es una regla que debe ser respetada y que permite ajustar ciertas conductas o actividades. El proceso de normalización busca unificar y organizar conocimientos de expertos en cada una de las áreas para establecer cualidades, métodos o condiciones que deben ser adoptadas como modelo a seguir.
¿Cuáles normas rigen los concretos en Colombia?
C.1.5 Obligatoriedad de las normas técnicas citadas en el Título C
C.1.5.1 Las Normas Técnicas Colombianas NTC, citadas en el presente Título del Reglamento, hacen parte de él. Las normas NTC son promulgadas por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación ICONTEC, único organismo nacional de normalización reconocido por el gobierno de Colombia.
C.1.5.2 En aquellos casos en los cuales no exista una norma NTC se acepta la utilización de normas de la Sociedad Americana de Ensayo y Materiales (American Society for Testing and Materials – ASTM) o de otras instituciones, las cuales también hacen parte del Reglamento cuando no exista la correspondiente norma.
C.1.5.3 Al lado de las normas NTC se ha colocado entre paréntesis una norma de la ASTM o de otra institución. Esto se hace únicamente como referencia y la norma obligatoria siempre será la norma NT|C. Esta norma de referencia corresponde a una norma ASTM, o de otra institución, que es compatible con los requisitos correspondientes del Reglamento, y no necesariamente corresponde a la norma de antecedente de la norma NTC. Las normas de antecedente de las normas NTC son las que se encuentran consignadas en el texto de la misma norma.
C.1.5.4 Para poder utilizar en el Título C de la NSR-10 una norma diferente a las normas NTC, es necesario obtener una autorización especial, como lo prescribe la Ley 400 de 1997, a través de la Comisión Asesora Permanente del Régimen de Construcciones Sismo Resistentes, creada por medio de la Ley 400 de 1997 y adscrita al Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial.
NORMAS DE ENSAYO
Estas normas establecen diferentes tipos de pruebas mediante la conformación de diversos criterios de aceptación. Son necesarias para que el cliente identifique si el concreto suministrado cumple o no con los requerimientos especificados y para que el productor establezca la calidad del concreto. De acuerdo con el estado del concreto en el cual se practiquen los ensayos, las normas se pueden clasificar en:
Normas de ensayos al concreto en estado plástico: Estas normas determinan si el concreto en este estado cumple con las características necesarias, entre estas normas se encuentran la NTC 550 – Concretos. Elaboración y curado de especímenes de concreto en obra, la NTC 396 – Método de ensayo para determinar el asentamiento del concreto y la NTC 3357 – Método de ensayo para determinar la temperatura del concreto fresco de cemento hidráulico, entre otras.
Normas de ensayos de concreto endurecido: Este tipo de ensayos busca establecer si el concreto colocado cumple con las características necesarias para desarrollar las propiedades definidas en el diseño. Entre estas normas se encuentran la NTC 673 -Concretos. Ensayo de resistencia a la compresión de especímenes cilíndricos de concreto, la NTC 4025 – Concretos. Método de ensayo para determinar el módulo de elasticidad estático, entre otras.
GENERALIDADES
La obtención de concreto o mortero de alta resistencia, no solo depende de un adecuado diseño de mezclas, sino también de apropiados procedimientos de producción y manejo que reproduzcan y conserven las propiedades y características que han sido previstas en el diseño.
En términos generales, la elaboración de concreto consiste esencialmente en la preparación de la mezcla mediante el siguiente procedimiento:
ENSAYOS MATERIALES
Para lograr que una mezcla cumpla con las condiciones de calidad que el proyecto necesita, se debe iniciar con la búsqueda de las materias primas, almacenarla en lugares adecuados y realizar los seguimientos de calidad necesarios.
Materia Prima: Cemento, Arena, Triturado, Aditivo, Puzolana, Agua
Cemento: El cemento debe cumplir con las normas NTC 121 (Requisitos físicos) y NTC 321 (Requisitos químicos).
El cemento se clasifica de acuerdo a:
NTC 121 Requisitos Físicos
La toma de muestra del cemento se hace de acuerdo a la NTC 108:
Las muestras de ensayo representarán como máximo 350 toneladas. La muestra de ensayo deberá pesar por lo menos 5 kg.
Inmediatamente después de extraídas, las muestras se introducirán en envases apropiados, herméticos e impermeables”.
El cemento para mampostería debe cumplir la NTC 4050.
El cemento utilizado en la obra debe estar en condiciones apropiadas y debe corresponder a aquel sobre el cual se base la dosificación de la mezcla de concreto y morteros.
Los cementos denominados de mampostería solo se deben usar para morteros o grouts para mampostería.
El cemento se debe almacenar en un lugar protegido de la humedad (sobre teleras), a temperatura ambiente, que no tenga contacto con el suelo directamente y cubierto con plástico o en silos en el caso del cemento estructural.
Ensayos al cemento:
El cemento puede conservarse indefinidamente, sin deteriorarse, en la medida que esté protegido de la humedad, incluyendo la existente en el aire. En las plantas de hormigón, en las obras y en el transporte de larga duración, el cemento tiende a deteriorarse, por lo que deben observarse ciertas precauciones para su almacenamiento.
Cemento en bolsas o sacos:
El almacenamiento del cemento embolsado debe hacerse en un depósito cerrado impermeable. Se recomienda observar las siguientes reglas:
Apilar las bolsas sobre una plataforma elevada del piso del local, y separar las pilas de las paredes.
Apilar las bolsas de modo de minimizar la circulación de aire entre ellas
Cubrir las pilas con láminas de plástico resistente.
Almacenar las bolsas de modo de ir utilizándolas en el mismo orden en que las fue recibiendo.
Evitar periodos de almacenamiento superiores a los sesenta días.
No arrojar las bolsas desde lo alto ni arrastrarlas por el piso.
Cemento a granel o en silo:
El cemento almacenado en los grandes silos de las plantas de cemento de distribución puede permanecer largos periodos sin deteriorarse.
Para minimizar la formación de grumos duros durante el transporte y almacenamiento a granel, se recomienda inspeccionar periódicamente la estanqueidad de las compuertas de carga de los vehículos de transporte a granel.
Mantener las compuertas cerradas cuando no se las usa.
Usar sistemas de aire comprimido con trampas de agua.
Inspeccionar regularmente los silos por posibles grumos o pegas.
Arena: Es el agregado fino de la mezcla
Toma de muestras: Se debe realizar según procedimiento en la norma NTC 129:
La muestra representativa se reduce por cuarteo: se divide el material extendido en 4 partes, se toman 2 partes opuestas, se mezclan y se repite la operación hasta que la cantidad de muestra quede reducida a lo que se requiere (cantidad suficiente para los ensayos).
Se identifica el material colocando: Nombre del remitente y fecha de envío al laboratorio, clase de material, planta o lugar de extracción y uso propuesto; se empaca en bolsa o cajas herméticas que no permitan la fuga de material.
Los agregados deben cumplir con la norma NTC 174:
El agregado fino no debe tener más del 45% que pasa en cualquier tamiz y retenido en el siguiente.
Cuando se tengan suministros continuos de agregados fino de una fuente dada, el módulo de finura (M.F), no debe variar en más de 0.20 del módulo de finura tomado como base.
La forma y textura superficial de las partículas individuales de arena, roca, grava o agregado ligero tienen una influencia importante en la manejabilidad del concreto tanto en estado fresco como endurecido.
Para obtener un mismo nivel de asentamiento, las arenas angulares de forma rugosa requerirán más agua de mezclado en el concreto que un agregado fino redondeado y liso. Esto a su vez afectará la relación agua-material cementante si el contenido de cementante se mantiene constante; o requerirá un ajuste en el contenido de cementante si una cierta relación de agua-material cementante es requerida.
TRITURADO: Es el agregado grueso de la mezcla
Además, se debe tener en cuenta lo siguiente:
Los agregados que no cumplan con la NTC 174 pero que hayan demostrado mediante ensayos especiales o en uso, que producen concreto con resistencia y durabilidad adecuadas, pueden ser utilizados en acuerdo con el Supervisor Técnico.
El tamaño máximo nominal del agregado no debe ser mayor que:
a. 1/5 de la dimensión menor de los lados de las formaletas.
b. 1/3 del espesor de las losas.
c. ¾ del espaciamiento libre mínimo entre las barras o alambres individuales del refuerzo, paquetes de barras o los tendones o ductos de pre esforzado.
El triturado y la arena se deben almacenar en un patio limpio, libre de contaminación y separados ya sea por muros o por teleras y se deben cubrir para protegerlos de la humedad.
Los materiales cementantes y los agregados deben almacenarse de tal manera que se prevenga su deterioro o la contaminación con materiales extraños.
En la fabricación del concreto no pueden utilizarse materiales que se hayan deteriorado o se hayan contaminado.
ADITIVOS: Se rigen por la Norma Técnica Colombiana NTC 1299 – Concretos. Aditivos Químicos para Concreto.
Se utilizan con el objeto de modificar las propiedades del concreto o mortero, ya sea en estado fresco, durante el fraguado o en estado endurecido, para hacerlo más adecuado según el trabajo o exigencia dada y para que cumpla los requisitos y especificaciones particulares de cada tipo de estructura. Las características logradas mediante el uso de aditivos, que en muchos casos no se pueden lograr por otros métodos o en forma tan económica, son:
Mejorar el desempeño de una mezcla de concreto ante determinadas solicitaciones.
Asegurar la calidad del concreto en condiciones ambientales severas durante las etapas de mezclado, transporte, colocación y curado.
Los aditivos según la NTC 1299 se clasifican en:
Tipo A: Plastificante. Permite disminuir la cantidad de agua necesaria para obtener una determinada consistencia del concreto.
Tipo B: Retardante. Demora el tiempo de fraguado del concreto.
Tipo C: Acelerante. Acelera tanto el fraguado como la ganancia de resistencia a edad temprana del concreto.
Tipo D: Plastificante retardante. Permite disminuir la cantidad de agua necesaria para obtener una mezcla con determinada consistencia y retardar su fraguado.
Tipo E: Plastificante acelerante. Permite disminuir la cantidad de agua necesaria para obtener una mezcla con determinada consistencia y acelerar tanto el fraguado como la resistencia a edad temprana.
Tipo F: Superplastificante. Permite la reducción del agua de mezcla en más de un 12% para obtener determinada consistencia en el concreto.
Tipo G: Superplastificante retardante. Permite la reducción del agua de mezcla en más de un 12% para obtener determinada consistencia en el concreto y además retardar su fraguado.
Tipo H: Superplastificante acelerante. Permite la reducción del agua de mezcla en más de un 12% para obtener determinada consistencia en el concreto y acelerar tanto el fraguado como la resistencia a edad temprana.
No pueden utilizarse aditivos que contengan cloruro de calcio o iones de cloruro, diferentes de impurezas presentes en los ingredientes de la mezcla, en concreto pre-esforzado, en concreto que contenga elementos embebidos de aluminio o en concreto fundido utilizando formaletas permanentes galvanizadas.
Ensayos:
Como parte de la aceptación de los aditivos, se efectúan análisis en laboratorio o se confía en la información del fabricante. Los aditivos deben ser inspeccionados para asegurar que:
Cumplan con las especificaciones apropiadas
Sean almacenados sin contaminación o deterioro
Se dosifiquen con exactitud
Sean introducidos en la dosificación tal como está especificado
Se desempeñen según lo esperado mientras esto pueda determinarse a partir del concreto al mezclarse y al ser probados
De ser posible, haga pruebas rutinarias de control de calidad de los aditivos como masa especifica, pH, y solidos (residuos por secado) y compare contra datos proporcionados por el fabricante.
AGUA: El agua debe cumplir con la norma NTC 3459.
El agua que no es potable, no debe utilizarse en el concreto, a menos que se cumplan las siguientes condiciones:
Que la dosificación esté basada en mezclas de concreto que utilicen agua de la misma fuente.
Que los cubos para ensayo de morteros hechos con agua no potable, tengan resistencias a la compresión a los 7 y 28 días de edad, iguales o mayores al 90% de las resistencias a la compresión de probetas similares hechas con agua potable.
El agua es el componente del concreto que entra en contacto con el cemento, generando el proceso de hidratación, que desencadena una serie de reacciones que terminan entregando al material sus propiedades físicas y mecánicas, su buen uso se convierte en el parámetro principal de evaluación para establecer el eficiente desempeño del concreto en la aplicación.
El agua es el componente del concreto que entra en contacto con el cemento para proporcionar propiedades de fraguado y endurecimiento a fin de formar un sólido compacto con los agregados.
Presentamos su clasificación:
Agua de mezclado: Cantidad de agua que requiere el concreto por unidad de volumen para que se hidraten las partículas del cemento y para proporcionar las condiciones de manejabilidad adecuada que permitan la aplicación y el acabado del mismo en el lugar de la colocación en el estado fresco.
Agua de curado: Es la cantidad de agua adicional que requiere el concreto una vez endurecido a fin de que alcance los niveles de resistencia para los cuales fue diseñado. Este proceso adicional es muy importante en vista de que, una vez colocado, el concreto pierde agua por diversas situaciones como: altas temperaturas por estar expuesto al sol o por el calor reinante en los alrededores, alta absorción donde se encuentra colocado el concreto, fuertes vientos que incrementan la velocidad de evaporación.
Aunque en la actualidad existen productos que minimizan la pérdida superficial del agua, en el caso de que no sean utilizados se requiere adicionársela periódicamente a los elementos construidos para que alcancen el desempeño deseado.
Si se requiere utilizar el agua de mar esta debe ser empleada en concretos que no requieran refuerzo metálico, si no, es conveniente tomar acciones encaminadas a evitar que sus sales afecten el buen desempeño de las varillas. De acuerdo con todo lo anterior, en la medida en que se establezcan controles para el uso y manejo del agua apropiados, obtendremos concretos con los desempeños deseados y evitaremos inconvenientes posteriores en las obras que generalmente se traducen en sobrecostos de las mismas.