Cartilla del concreto

Cartilla del concreto
Bryant Mather y Celik Ozyildirim
Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A.C.

Título original en inglés:
Concrete Primer
Autores
Bryant Mather and Celik Ozyildirim
© Copyright 2002, American Concrete Institute
Revisión Técnica
M.en l. Daniel Dámazo Júarez
Producción editorial:
lng. Raúl Huerta Martínez
Este libro fue publicado originalmente en inglés.Por lo tanto, cuando existan dudas respecto de algún significado preciso, deberá
tomarse en cuenta la versión en inicial. En esta publicación se respetan escrupulosamente las ideas, opiniones y especificaciones
originales. Por lo tanto, el Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A.C. no asume responsabilidad alguna (incluyendo,
pero no limitando, la que se derive de riesgos, calidad de materiales, métodos constructivos, etc.) por la aplicación de los princi-
pios o procedimientos de este volumen.
Todos los derechos, reservados incluyendo la reproducción y uso de cualesquier forma o medio, incluso el fotocopiado por cual-
quier procesofotográfico, o por medio de dispositivo mecánico o electrónico,de impresión, escrito u oral, o grabación pararepro-
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Derechos reservados:
© 2004 Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A.C.
Av. Insurgentes Sur 1846, Col. Florida, Méx. D.F. C.P. 01030
Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial. 1052
Impreso en México
ISBN 968-464-143-5

PREFACIO
El Instituto Americano del Concreto fue fundado en 1904 para registrar, analizar, e interpretar los resultados de la investigación y
experiencia que integran la tecnología del concreto hecho con cemento hidráulico. Para 1928, F. R. McMillan, de la Asociación
:ie Cemento Portland, quien erapresidente del ACI en 1936, reconoció y satisfizo la necesidad de una introducción y un resumen
deesta información, de una manera excepcional. El Sr. McMillan revisó su libro CONCRETE PRIMER (1928)(Cartilladel c0n-
creto), en 1958 para incluir referencias a los avances en la tecnología del concreto entre 1928 y 1958. Después, en 1973, lo revisó
Lewis H. Tuthill. El Sr. Tuthill, por mucho tiempo asociado del U.S. Bureau ofReclamation y del CaliforniaDepartmentofWa-
rer Resources, fue Presidente del ACI en 1961. El también llevó a cabo la siguiente revisión (la cuarta), en 1985. Un puntoque él
enfatizó en su prefacio·a esa edición fue que había incluido más referencias de los reportes de los comités técnicos del ACI, y de
las normas de la ASTM.
Enesta quinta edición, posotros hemos continuado con lo que creemos que habíasido la meta del Sr. McMillany del Sr. Tuthill, es
decir, proporcionar una introducción y un resumen de la tecnología delconcreto, de tan fácil lecturacomo fuera posible. Nosotros
consideramos esto como la introducción alACI Manual ofConcrete Practice, la compilación en varios volúmenes de los docu-
mentos de los comités técnicos actuales del ACI. Hemos incluido muchas referenciasa puntos específicos en el Manual, también
hemos citado muchas normas de la ASTM. Esperamos que sean de utilidad.
En esta edición, todas las cantidades se dan en unidades SI. También hemos tratado de usar la terminología precisa actual. Debi-
do a que el término "peso" se refiere a una fuerza, no lo usamos cuando queremos referimos a la masa. Por ejemplo, cuando quere-
mos decir masa por unidad de volumen, decimos "densidad", no "peso unitario o gravedad específica." Hemos tratado de
apegamos al estilo del Manual ofConcretePractice delACIyelACI Il6R. Damos la bienvenida a los comentarios ysugerencias
para adiciones y correcciones. Envíelos a las Oficinas Generales del ACI, a cargo de "Gerente de Documentos Técnicos".
BryantMather, Vicksburg, MS
Celik Ozyildririm, Charlotottesvillle, VA
Agosto de 2002
1·1
lt
•1·

CAPITULO 1
INTRODUCCIÓN ................ . ... 1
CAPITUL02
PROPIEDADES .... .... .............. 3
2.1 Trabajabilidad ........................... 3
2.2 Tiempo de fraguado· .......... .. .......... 3
2.3 Calor de hidratación ............. . ..... ... 4
1
2.4 Resistencia.............................. 4
2.5 Resistencia al congelamiento y al deshielo ..... 5
2.6 Permeabilidad ........ . ....... ..... ...... 6
2.7 Otras propiedades ......... ........ . ...... 6
CAPITULO 3
ASPECTOS DEL DISEÑO
ESTRUCTURAL . ..... .......... . . 7
CAPITUL04
INGREDlENTES................. . 9
4.1 Materiales cementantes ........ .. . ... . . .... 9
4.2 Agua .. ... .......... . ..... . .......... . 14
4.3 Agregados .......................... .. . 14
4.4 Aditivos químicos . ..................... . 16
4.5 Fibras............................ . . .. . 18
Contenido
CAPITULOS
ANTES DE LA CONSTRUCCIÓN .. 19
5.1 Selección de las propiedades y de los materiales
..... ... ............................... 19
5.2 Selección del proporcionamiento ........... 21
CAPITUL06
DURANTE LA CONSTRUCCIÓN .. 25
6.1 Dosificación,mezclado,transportación
y colocación... . ....... .. ....... .. .... .. . 25
6.2 Compactación ...... . ....... ........... . 27
6.3 Terminado y texturizado .. .... .. . ........ . 26
6.4 Curado y protección ... . ............... .. 29
CAPITUL07
DESPUÉS DE LA CONSTRUCCIÓN,
EVALUACIÓN, MANTENIMIENTO Y
REPARACIÓN .... . ... . ...... . .. 33
CAPITULO 8
ENSAYES . . ... •.•.. . . . ..... . .... 35
8.1 Antes de la construcción: mezclas de prueba y
muestreo................................ 35
8.2 Durante la construcción................... 36
8.3 Después de la construcción ..... . .. . ....... 37
INDICE DE PREGUNTAS .......... 43

l. ¿Qué es el concreto, el cemento hidráulico, el mortero y
la lechada?
El concreto es un material estructural con agentes reforzado-
res constituidoporun medio aglutinante (Sección 4.1) inmer-
so en agregado fino (típicamente arena) y en agregado grueso
(típicamente grava) (Sección 4.3).Los agregados esenciales
del concreto se muestran en laFig. l. En el concreto fabricado
con cemento hidráulico, el aglutinante es lapasta de cemento,
es decir una mezcla de cemento hidráulico y agua (Sección
4.2), y posiblemente uno o más aditivos (Sección 4.4). El ce-
mento hidráulico es un cemento que fragua y endurece como
resultado de la reacción química con el agua (hidratación) y
es capaz de hacerlo incluso bajo agua (ACI 225R)•. Las reac-
ciones derivadas de la hidratación traen como resultado la
formación de una masa sólida dura. El cemento hidráulico
que más se usa es el cementoPórtland. Entreotros tipos dece-
mento hidráulico se pueden mencionar los cementos mezcla-
dos y la escoria de fundición granulada y molida (ACI 233R).
Las puzolanas, tanto naturales (ACI 232.1R) como artificia-
les (ceniza volante, ACI 232.2R), y humo de sílice, ACI
234R) se usan a menudo como ingredientes cementantes del
concreto. El mortero es una mezcla de pasta de cemento con
agregado fino. La lechada en una mezcla de material cemen-
tante y agua, con o sin agregado fino, y dosificado para produ-
cir una consistencia que se pueda vaciar sin que haya
segregación entre sus componentes.
2.¿Qué es lo que causa el endurecimiento del cemento hi-
dráulico (o del concreto)?
Cuando el cemento hidráulico se mezcla con el agua para for-
mar una pasta, las fases del cemento reaccionan con el agua
(hidratación) para formar una estructura cementante de desa-
• Las referencias ACI se refieren a lapublicaciónAC/ManualofConcret.
Practice.
-•mcyc
Capítulo 1
Introducción
Fig. 1 Ingredientes esenciales del concreto. (Fotografía cortesía
de la PCA.)
rrollo lento que se adhiere a las partículas finas y gruesas y las
aglutina entre sí para formar un concreto endurecido. El pro-
ducto de hidratación más importante es el hidrato de silicato
de calcio. Mientras esté presente la humedad y las partículas
decemento no hidratado, losproductos de la hidratación se si-
guen formando y conello aumenta laresistenciadel concreto.
3.¿Se conocen lo suficientemente bien las propiedades del
concreto como para permitir la construcción de estructu-
ras seguras y durables o hace falta mayor investigación?
La respuesta a ambas preguntas es afirmativa. Los principios
que rigen la producción del concreto y el entendimiento de las
leyes de comportamiento del concreto se han establecido so-
bre bases firmes resultado de una larga experiencia y de am-
plias investigaciones para poder lograr el diseño y el montaje
de estructuras que satisfagan los requisitos reconocidos de las
aplicaciones de ingeniería y de seguridad. Sin embargo, per-
1

otmcyc
siste la necesidad de all,lpliar las investigaciones. Constante-
mente surgen nuevos cuestionamientos y se desarrollan nue-
vos métodos y equipos para las operaciones de construcción.
Si el concreto debe satisfacer las crecientes expectativas en lo
que se refiere a durabilipad y a eficiencia estructural, y conti-
nuar a la vanguardia como material de construcción, se debe-
rán satisfacer los nuevos requerimientos aplicando los
conocimientos que aumentan día con día y que se obtienen a
partir de la investigación y la experiencia.
4.¿Cuáles son los requisitos que debe satisfacer una es-
tructura de concreto bien construida?
De acuerdo a lo establecido en la primera edición de la Car-
tilla del Concreto: "El concreto debe tener la suficiente resis-
tencia como para soportar las cargas aplicadas. El concreto
debe ser capaz de resistir las condiciones de exposición a las
cuales se verá sometido. El concreto se debe producir econó-
micamente en comparación con otros materiales igualmente
resistentes y durables, que podrían llegar a usarse. Por Jo tan-
to, los requisitos se pueden resumir en las propiedades de re-
sistencia mecánica, resistencia a la degradación y
economía". Estos términos se siguen aplicando de la misma
manera en nuestros días.
5.Si sesupone queel concreto está hecho con los ingredientes
correctos ycon laspropPrciones adecuadas,¿quéotros requi-
sitos deben cumplirse para garantizar una estructura dura-
dera, es decir, una estructura con una larga vida?
Los requisitos generales importantes se refieren a la dosifica-
ción, transporte, colocación, curado e inspección (ACI
304R):
2
(1) Todos los materiales deben cumplir con las especifica-
ciones.
(2) Los métodos para almacenamiento, manejo y medi-
ción de todos los ingredientes deben ser tales que la
mezcla seleccionada se pueda obtener con precisión
una y otra vez (ACI 213, 221).
(3) El concreto se deberá mezclar adecuadamente y se de-
berá transportar y colocarde acuerdo con métodos que
eviten la segregación y la pérdida de ingredientes. La
masa consolidada deberá ser uniforme sin que existan
bolsas de fragmentos rocosos ni zonas con apanala-
miento (ACI 309).
(4) La disposición de lasjuntas y los métodos para ligar las
coladas sucesivas deconcreto son detalles importantes
que pueden afectar seriamente el comportamiento de
la estructura a pesar de que el concreto por sí mismo
sea durable. Se deben tomar las medidas necesarias en
los planes estructurales para colocar un drenaje ade-
cuado y evitarzonas de saturación constante que resul-
ten más susceptibles a daños porcongelación que otras
partes de la estructura (ACI 210.2R, 325.9R).
(5) El curadodelconcreto no debe pasarse poralto. Enéste
se incluye protección contratemperaturas extremasasí
como medidas para garantizar la disponibilidad de hu-
medad durante el periodo crítico inicial. Ningún deta-
lle de la construcción del concreto ofrece tales
posibilidades de aumentar la resistencia y la durabili-
dad a un costo tan bajo como el que se obtiene de las
posibilidades de un mejor curado (ACI 308, 305,306).
(6) Se debe hacer obligatoria una cuidadosa inspección du-
rante todas las operaciones anteriores (Manual ACI
SP-2 de Supervisión del Concreto). Después de una di-
sertación acerca de las mejores prácticas para el mante-
nimiento del acueducto romano en el año 97 de nuestra
era, Julius Frontinius comentó que "son todas aquéllas
quelos trabajadoresconocenperoque pocoscumplen".
6. ¿Qué tipos de pruebas se realizan para evaluar las pro-
piedades del concreto endurecido en cuanto a su idonei-
dad para una finalidad en particular?
Los especimenes para pruebas de resistencia a la compresión
(o a la flexión, en caso necesario) se deberán recuperar de to-
das las mezclas de prueba y de varias mezclas adicionalesuna
vez que se haya establecido una mezcla satisfactoria para de-
terminar si las resistencias se encuentran dentro del intervalo
de variación esperado. Por otro lado, si el concreto está ex-
puesto al medio ambiente y la resistencia a la degradación es
un problema, se recomienda la ejecución de pruebas para de-
terminar la penetración de cloruros, la contracción y el siste-
ma de aire-vacíos o resistencia al congelamiento y al
descongelamiento.
Si se usan materiales prácticamente desconocidos, se tendrá
que ampliar considerablemente el programa de pruebas antes
de iniciar el trabajo, acorde con la magnitud de la obra. En
operaciones grandes, se pueden lograr ahorros importantes
mediante estudios amplios y pruebas de control adecuadas
(véase el capítulo 8).
7. ¿Cuál es el efecto del envejecimiento en el concreto?
El envejecimiento, si éste se refiere únicamente al efecto cau-
sado por el paso del tiempo, no tiene efecto alguno en el con-
creto. Es obvio que el concreto fragua, endurece, adquiere
resistencia y presenta una permeabilidad reducida a medida
que pasa el tiempo, pero no es únicamente el paso del tiempo
lo que causa que estas acciones tengan lugar. Si elconcreto se
mantiene muy frío, nada de esto ocurrirá. Si se elimina la hu-
medad, nada de esto tendrá lugar.
Muchos de los concretos o incluso la mayoría de ellos están
sujetos a condiciones de servicio potencialmente dañinas. Si
el concreto no cuenta con protección contra estos efectos, es
posible que se vaya deteriorando lentamente a medida que
transcurre el tiempo, pero no simplemente debido al paso del
tiempo. El concreto no es propenso al deterioro.

2.1 Trabajabilidad
8. ¿Qué significan los términos "consistencia", "consis-
tencia plástica" y "trabajabilidad" en cuanto a su aplica-
ción a las mezclas de concreto?
La consistencia es la movijidad relativa o la capacidad del
concreto recién mezclado para fluir. Incluye todo el intervalo
de variación de la fluidez desde la más seca hasta las mezclas
lo más húmedas posible.
La consistenciaplástica indica una condición donde el esfuer-
zo aplicado traerá como resultado una deformación continua
sin llegar a laruptura. Una mezclaplásticaposee cohesión y no
se desmorona. Fluye lentamente y sin segregación.
La trabajabilidades la propiedad del concreto recién mezcla-
do que determina la facilidad con la cual se le puede mezclar,
colocar, compactar y terminar hasta alcanzar una condición
homogénea. Es sinónimo de facilidad de colocación. Combi-
na no sólo el concepto de una cierta consistencia del concreto,
sino también la condición bajo la cual se vaa colocar- tamaño
y geometría del elemento, separación del acero de refuerzo, u
otros detalles que interfieren con el llenado rápido de las cim-
bras. Por ejemplo, una mezcla rígida con agregado grande
que es trabajable en una cimbra abierta grande no sería fácil
colocarla en un muro delgado con detalles complicados del
acero de refuerzo. Por otro lado, una mezcla que aparenta es-
:ar muy rígida puede fluir fácilmente cuando se vibra con el
equipo adecuado que tenga la frecuencia y la amplitud nece-
sarias (ACI 309R).
9. ¿De qué manera el aire incluido mejora la trabajabili-
dad del concreto?
A pesar de que la función principal del aire incluido es la de
proporcionar resistencia ante ciclos de congelamiento y des-
b.ielo (véase la pregunta 21), también puede mejorar la traba-
~abilidad del concreto. Dentro del intervalo de tamaños más
o1mcyc
Capítulo 2
Propiedades
pequeños, las burbujas de aire pueden considerarse razona-
blemente que forman parte de la pasta a tal grado que afectan
su plasticidad y aumentan su volumen. Dentro de la gama de
tamaños mayores, las burbujas de aire se pueden comportar
más como partículas de agregado fino deformables. Cual-
quiera que sea el caso, el efecto estaría orientado al mejora-
miento de la trabajabilidad. Independientemente de esta
explicación, la mejoría en la trabajabilidad mediante aire in-
cluido es un hecho evidente.
La variación considerable en el contenido de aire es una causa
problemática de variación en revenimiento y en resistencia.
Por lo tanto, no se recomienda el aire incluido cuando su única
ventaja es lade mejorar latrabajabilidad. Esta últimase obtiene
de manera más uniforme mediante el uso de un aditivo reduc-
tor de agua (ACI 212.3R, ACI 212.4R)y de una puzolana (ACI
232.2R, ACI 233R) o de escoria (ACI 233R). Estos ingredien-
tes también proporcionan otros beneficios importantes.
2.2 Tiempo de fraguado
10. ¿Qué se entiende por fraguado de la pasta de cemento
o del concreto?
La pasta que se forma al mezclar el cemento con el agua per-
manece en estado plástico durante un tiempo relativamente
corto. Se vuelve rígido y fragua. El proceso de fraguado se di-
vide arbitrariamenteen dos etapas: tiempo de fraguado inicial
y tiempo de fraguado final, dependiendo de la resistencia a la
penetración de unavarilla. Antes dealcanzar el tiempo de fra-
guado inicial resulta todavía posible alterar el concreto y vol-
verlo a mezclar sin llegar a perjudicarlo. La aplicación
posterior de nueva vibración puede resultar benéfica pero, a
medida que continúa la reacción entre el cemento y el agua, la
masa pierde plasticidad. En el momento del fraguado final, el
concreto se ha vuelto rígido y se fractura en vez de fluir a me-
dida que aumenta el esfuerzo transmitido.
3

o•mcyc
11. ¿Cuálesladiferencia entrefraguado yendurecimiento'!
'
El fraguado representa la rigidización de la pasta fresca de ce-
mento. Empieza el procesode rigidización. Luego sepresenta
el endurecimiento el cual es indicativo de que se está desarro-
llando una resistencia b<rnéfica y cuantificable. El fraguado y
el endurecimiento son el resultado de la reacción progresiva
entre el material cementante y el agua.
12. ¿Cómo se mide el tiempo de fraguado del concreto?
Existe un método estándar de prueba para medir el tiempo de
fraguado del concreto (ASTM C 403). Informa acerca de la
determinación del tiempo de fraguado del concreto con un re-
venimiento arriba de ceromediante mediciones de resistencia
a la penetración en el mortero obtenido al tamizar la mezcla
de concreto. Losvalores arbitrarios de la resistenciaa la pene-
tración obtenidos con este procedimiento indican el tiempo
del fraguado inicial o final.
13.¿Cuáles son los factores principales que afectan el
tiempo de fraguado?
Los factores principales que intervienen en el tiempo de fra-
guado son la composición del cemento, la relación entre el
agua y el material cementante (a/mc), la temperatura y los
aditivos. Cuando el cemento se hidrata más rápidamente, el
tiempo de fraguado se reduce. A mayor relación ale, mayor
tiempode fraguado. El ti
1
empode fraguado disminuye a medi-
da que la temperaturaaumenta. Los aditivos pueden aumentar
o disminuir el tiempo de fraguado dependiendo de cuál sea el
tipo de aditivo (ASTM C 494).
14.¿Qué significa fraguado falso y fraguado rápido?
Fraguado falso es el desarrollo rápido de rigidez en la pasta,
mortero o concretorecién mezclados sin la generación de mu-
cho calor. La plasticidad se puede recuperar con un nuevo
mezclado. El fraguado rápido es también el desarrollo rápido
de rigidez, pero con generación de un calor considerable. La
plasticidad no se puede recuperar. El desarrollo rápido de ri-
gidez podría interferir con las operaciones de entrega y de co-
locación. El fraguado rápido podría inutilizar al concreto y el
concreto endurecido dentro de la mezcladora tal vez no se
pueda extraer fácilmente (véase también en la pregunta 39 el
fraguado rápido y en la 44, el control del fraguado falso).
2.3 Calor de hidratación
15. ¿Quése entiende por calor de hidratación y por qué es
a veces importante controlar el calor generado en el con-
creto?
Las reacciones que dan como resultado el endurecimiento del
las pastas de cemento hidráulico son exotérmicas, es decir,
vienen acompañadas por la liberación de calor. Este calor de
hidratación es un factor importante en el concreto masivo
(ACI 207.1R). El concreto masivo se define en la especifica-
ción ACI 116R como cualquier volumen de concreto con di-
4
mensiones lo suficientemente grandes como para requerir
que se tomen medidas para hacer frente a la generación de ca-
lor producido por la hidratación del cemento y al cambio vo-
lumétrico a fin de minimizar el agrietamiento. En el concreto
masivo la temperatura del concreto interior puede ser mucho
más elevada que la del exterior, sobre todo cuando se tiene un
enfriamiento posterior. Las grietas con frecuencia se forman
cuando el gradiente térmico es demasiado elevado. Algunos
elementos de concreto no necesitan ser masivos como para
tomar medidas para hacer frente al calor generado por las
reacciones químicas del material cementante. Entre ese tipo
de elementos están los muros de contención restringidos en la
base, los pavimentos y otro tipo de losas a nivel. Las altas
temperaturas se pueden controlarcolocando concreto conuna
temperatura inicial baja y sustituyendo una parte de cemento
portland por materiales cementantes de reacción más lenta o
reduciendo el contenido de cemento mediante el empleo de
aditivos químicos, o recurriendo a ambas soluciones.
2.4 Resistencia
16. ¿Cuál es la medida más común para juzgar la idonei-
dad del concreto?
La resistencia a la compresión (véase la pregunta 104, y la pre-
gunta 191 para la mediciónde laresistencia a lacompresión).
17. ¿Cuálesson las resistencias a la compresión típicas del
concreto que se usan en estructuras?
La resistencia a la compresión del concreto que se usa en es-
tructuras generalmente varía entre 20 y 50 MPa. Se han em-
pleado resistencias másaltas, de más de 130 MPa (ACI 363R).
18. ¿Es la resistencia a la compresión el único factor de re-
sistencia que interesa?
No; en las primeras aplicaciones del concreto la resistencia a
la compresión era el interés principal y se convirtió en la base
natural para registrar los resultados de la experiencia y de la
investigación. Sin embargo, a medida que aumentó el uso del
concreto para pavimentos, la resistencia a la flexión se volvió
un aspecto de considerable interés. La resistencia a la flexión
es más susceptible a la condición de humedad del espécimen
durante los ensayes a diferencia de la resistencia a la compre-
sión (véanse las preguntas 104 y 129). Para una serie dada de
materiales, se puede establecer una relación entre la resisten-
cia a la compresión y la resistencia a la flexión.
19. ¿Cuáles son los factores que gobiernan la resistencia
del concreto?
Los principales factores que gobiernan la resistencia del con-
creto son los siguientes:
• Relación agua-material cementante (a/mc)-
• Condiciones de curado (humedad y temperatura)

• Edad
• Características y cantidad del material cementante
• Características y cantidad de los agregados
• Tiempo de mezclado
• Grado de compactación
• Contenido de aire
20. ¿De qué manera afecta el contenido de aire a la resis-
tencia?
Los vacíos que se llenan intencionalmente con aire incluido
mejoran la resistencia del concreto contra daños producidos
por ciclos de congelamiento y deshielo. Cualquier tipos de
vacíos llenos de aire reduce la resistencia del concreto en una
proporción de 5% de reducciónen resistencia por cada l% de
aumento en el volumen de los vacíos llenos de aire. Sin em-
bargo, Jos vacíos llenos de aire también mejoran la trabajabi-
lidad del concreto. Por lo tanto, el concreto con aire incluido
con una relación a/mc más baja se puede preparar para pro-
porcionar una trabajabilidad semejante a la del concreto sin
inclusión de aire, con lo cual se compensa hasta cierto grado
la reducción en la resistencia. En la Figura 2 se muestra la re-
lación aproximada entre la resistencia y la relación a/me para
el caso de concretos con y sin aire incluido.
2.5 Resistencia al congelamiento y al deshielo
21. ¿Cómo se puede lograr que el concreto sea resistente a
ciclos de congelamiento y deshielo?
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Relación entre el agua y los materiales en cementantes
Fig. 2Resistencia contra relación a!mc paraconcreto con airein-
cluido y sin aire incluido. (Figura cortesía de la PCA.)
A
B
o1mcyc
Se incorpora aireal concreto paraaumentarsu resistencia a la
desintegración cuando está expuesto a ciclos de congela-
miento y deshielo en una condición saturada crítica, así como
para minimizar la formación de escamas que resulta de la
aplicación de productos químicos para derretir el hielo (ACI
212.3R). Las burbujas del aire incluido con diámetros mayo-
res de 3 mm proporcionan resistencia contra daños causados
porcongelación y deshielo. En la Figura 3 se muestran micro-
fotografias de concretos con y sin inclusión de aire. Las bur-
bujas deberían estar distribuidas dentro de la pasta de
cemento con una separación no mayor de 0.2 mm, que se lo-
gra mediante~ uso de aditivos inclusores de aire o de cemen-
to hidrául~co con inclusión de aire (ACI 201.2R). Estas
burbujas de aí~imuy cercanas entre sí proporcionan alivio a
lapresión generadaporel congelamiento del agua en las cavi-
dades capilares de la pasta de cemento y de esa manera se mi-
nimizan los daños a la pasta endurecida. El número de ciclos
de congelamiento y deshielo que puede ser resistido por el
concreto con aire incluido se mejora varios cientos de veces
en porcentaje en comparación con el concreto que no tiene
aire incluido. Al congelarse, el agua aumenta de volumen del
orden del 9%. El concreto rara vez contiene más de 10% de
agua potencialmente congelable en volumen, lo cual trae
como resultado una expansión aproximada dell%. Un conte-
Fig. 3 Secciones transversales de: (a) concreto sin aire incluido; y
(b) concreto con aire incluido. (Fotografias cortesía de la PCA.)
5

o•mcyc
nido de aire de 9% en volumen de la fracción de mortero es
generalmente suficiente para proteger al concreto.
22. ¿Se consideran saJisfactorios los límites de aire inclui-
do que se usan con más frecuencia (de 3 a 7% en volumen
del concreto) en casi 'todas las aplicaciones?
En la mayoría de los concretos con aire incluido los valores
comprendidos entre estos límites (basados en el volumen to-
tal del concreto) se han puesto como meta. (La norma (ACI
211.1 toma en cuenta diferentes condiciones de exposición y
permite cierta toleranciapara diferentes tamaños de agregado
grueso, requiriéndose porcentajes más altos de aire cuando la
porción de mortero de la mezcla es mayor.) Para mantenerse
dentro del intervalo deseado, se ha puesto particular atención
al ajuste de la cantidad de aditivo inclusor de aire. Para lograr
la separación de burbujas que generalmente se recomienda
sea de 0.2 mm usando un aditivo inclusor de aire que cumpla
con los requisitos de la norma ASTM C 260, la dosificación
debería ser suficiente para producir 9% de aire en la fracción
de mortero del concreto, es decir, en la parte que pasa la malla
de 4.75 mm (No. 4).
2.6 Permeabilidad
23. ¿Cuáles son los factores importantes que afectan a la
permeabilidad? ·
La penneabilidad es indicativa de la capacidad de los líquidos
o gases para fluir bajo presión a través del concreto. Una baja
permeabilidad es un requisito fundamental parael concreto ex-
puesto a la intemperie. Para lograr una baja permeabilidad, la
relación a/mc debe limitarse. Resulta también benéfico susti-
6
tuir una parte del cemento portland por puzolana o escoria de
fundición. La compactación y el curado también son impor-
tantes.
24. ¿Qué es la porosidad y si está relacionada con la per-
meabilidad del concreto?
La porosidad es una medición del volumen de vacíos en el
concreto. Lapermeabilidad es larapidez de flujo de humedad
a través del concreto bajo un gradiente de presión.Los vacíos
a través de los cuales la humedad se puede desplazar deben
estar interconectados y tener un cierto tamaño.Los poros dis-
continuos y los poros con entradas angostas retrasan el flujo
de la humedad. En una pasta madura, bien curada y bien pro-
porcionada (baja relación almc), lapermeabilidad debería ser
baja, aun cuando se tuviera una porosidad alta. El concreto
que es más poroso tiende a ser más permeable.
2.7 Otras propiedades
25. ¿Quéotraspropiedades delconcretoson importantes?
Las propiedades requeridas dependen de los criterios de com-
portamiento y de las condiciones de servicio para cada obra en
particular. Los factores que afectan a la resistencia también in-
fluyen en las siguientes propiedades intrínsecas: módulo de
elasticidad, contracciónal secado y expansión al humedecerse,
resistencia a lacavitación, impactoy fluencia (ACI 209R). Las
siguientes propiedades son a menudo importantes para fines
especiales: densidad, resistencia al fuego, protección contrara-
diación, resistencia a la abrasión, y conductividad térmica, las
cuales pueden o no resultar afectadas directamente por los fac-
tores que influyen en la resistencia a la compresión.

o•mcyc
Capítulo 3
Aspectos del diseño estructural
26. ¿De qué manera afectan las juntas a la durabilidad de
las estructuras de concreto?
Cualquier interrupción en la continuidad de una estructura
proporciona una puerta de entrada para los líquidos y con ello
un punto de inicio para el deterioro como resultado de ciclos
;epetitivos de congelamiento y deshielo y para la infiltración
de polvo, suciedad y soluciones perjudiciales (Fig. 4). La se-
paración entre juntas y los métodos empleados para su cons-
trucción son aspectos de igual importancia, semejantes a las
estipulaciones para otras características del diseño. De mane-
m semejante, lapreparación de superficies pararecibir lasco-
ladas subsecuentes de concreto son aspectos que deberían
abarcarse en las especificaciones detalladas para la estructu-
ra. Lasjuntas en elementos planos se comentan en las normas
ACI 224.3R, ACI 302.1R y ACI 360R. Se ha dicho, con cierto
grado de seriedad, que si se tuviera una junta en todos los lu-
gares posibles de aparición de una grieta indeseable, no exis-
tirían grietas indeseables.
27. ¿Cuál es la importancia de contar con un drenaje ade-
cuado en las estructuras de concreto?
Fig. 4 Juntas con filtraciones.
Un drenaje inadecuado permite la formación de charcos y so-
luciones perjudiciales, tales como la aplicación de sales para
derretir el hielo, que se acumulan en el concreto, podrían pe-
netrar en el concreto y causardeterioros. Con un drenaje ade-
cuado, se impide que estas soluciones dañinas penetren
fácilmente en el concreto.
28. ¿Qué es el concreto reforzado?
Es un concreto estructural reforzado con no menos de la míni-
ma cantidad de tendones de presfuerzo o de acero de refuerzo
no sujeto a pretensado de acuerdo a lo especificado en regla-
mentos tales como el ACI 318. El refuerzo está formado por
varillas, alambres, torones u otros miembros esbeltos que se
embeben en el concreto de tal manera que ellos y el concreto
actúan conjuntamente para resistir las fuerzas aplicadas. El to-
rón es un tendón pretensado constituido por vafos alambres
enrollados alrededor de un alambre central o núcleo.
29. ¿Por qué se usa el concreto reforzado?
El concreto sin refuerzo es débil a la tensión. La resistencia a
la tensión del concreto es del orden dell0%de s1 resistencia a
la compresión. Por lo tanto, seusa el concreto reforzadocuan-
do se espera que los esfuerzos de tensión sean mayores que la
resistencia a la tensión del concreto.
30. ¿Cuál es la diferencia entre el concreto reforzado con-
vencional y el concreto presforzado?
En el concreto presforzado se aplican esfuerzos internos al
comprimir al concreto de tal forma que los esfuerzos de ten-
sión producidos por las cargas de servicio se pueden contra-
rrestar hasta el grado deseado. El presfuerzo se aplica al
tensar los tendones. La presencia del presfuerzo le permite al
concreto soportar cargas mayores sin agrietarse. Con el con-
creto presforzado el ingeniero también puede diseñar claros
más largos usando el mismo peralte de la viga.
7

~
1mcyc
31. ¿Cuáles la impor,tancia del recubrimiento de concreto
sobre el acero de refuerzo?
El recubrimiento de C<:>ncreto protege al acero contra influen-
cias nocivas tales como soluciones agresivas y fuego. Por
ejemplo, los clorurosrque penetran en el concreto inician o
aceleran la corrosión del acero (ACI 201.2R, ACI 222R). El
recubrimiento también proporciona protección contra el des-
gaste causado por el tránsito de vehículos sobre caminos o
puentes, así como protección para el acero contra daños por
fuego (ACI 216R). Durante un incendio, el recubrimiento de
concreto protege al acero de refuerzo para que no desarrolle
altas temperaturas demasiado rápido.
32. ¿Por qué se usa en el concreto el acero de refuerzo re-
cubierto con resina epóxica?
El acero en el concreto generalmente se protege contra la co-
rrosión inducida por el alto pH de la pasta de cemento
portland que lo rodea. La pasta de cemento tiene un pH míni-
mo de 12.5 y el acero no se corroerá bajo ese pH. Si baja el va-
lor del pH (por ejemplo a 10 o menos), se presentará la
corrosión si existe humedad, oxígeno e iones de cloruros
(ACI 201.2R, ACI 22~R). Los iones de cloruros destruyen la
capa protectora del acero de refuerzo haciéndolo susceptible
8
a la corrosión. El producto de la corrosión (óxido) ocupa un
volumen mayor que el del acero y ejerce esfuerzos destructi-
vos sobre elconcreto circundante. Los recubrimientos epóxi-
cos se usan para aislar al acero del contacto con oxígeno,
humedad y cloruros, lo cual evita la corrosión. Sin embargo,
existe cierta preocupación en lo que se refiere a la eficiencia
en cuanto a costo del acero de refuerzo recubierto con resinas
epóxicas para evitar la corrosión. Para resistir la corrosión se
cuenta también con varillas de acero inoxidable, varillas ~n
chapadas con acero inoxidable o varillas especiales derefuer-
zo que son menos propensas a lacorrosión. Además, se puede
disponerdeaditivos o inhibidores de la corrosión porcloruros
para aumentar el techo del umbral de los iones de cloruro ne-
cesarios para iniciar la corrosión o para proporcionaruna ba-
rrera para el refuerzo al aislarlo de los efectos del medio
ambiente.
33.¿Cuál es el concreto estructural de baja densidad?
El concreto estructural de baja densidad (depeso ligero) es un
concreto estructural fabricado con agregados de baja densi-
dad (véase la pregunta 73) que tiene un peso volumétrico se-
cado al aire de no más de 1850 kg/m3
y una resistencia a la
compresión a los 28 días de más de 17.2 MPa (ACI 213R).

-tl Materiales cementantes
4..1..1 Cemento portland
34.. ¿Qué es el cemento portland?
El cemento Portland es el producto obtenido mediante la pul-
'verización del clínker (véase la pregunta 38) y está formado
por silicatos de calcio hidráulicos a los cuales se ha general-
mente agregado una cierta parte desulfato de calcio adiciona-
Jo internamente. Cuando se fabricó y se usó por primera veza
principios del siglo XIX en Inglaterra, se le denominó cemen-
~o portland porque su producto de hidratación se parecía a la
cantera de construcción proveniente de la isla de Portland si-
mada a cierta distancia de la costa británica. La primera pa-
:ente para el cemento portland la obtuvo en 1824 Joseph
Aspdin, albañil inglés. La densidad de las partículas de ce-
mento portland es del orden de 3.15.
El cemento portland consta de cuatro fases primarias: silicato
:ricálcico (C3S), silicato dicálcico (C2S), aluminato tricálcico
C3A), y ferroaluminato tetracálcica (C4AF). La resistencia y
.:>tras propiedades del concreto se derivan fundamentalmente
je la hidratación de los silicatos tricálcico y dicálcico. La com-
?OSición de cualquiera de estas fases en un clínkerenparticular
no será muy precisa con respecto a la composición indicada.
35. ¿Existen especificaciones estándar para el cemento?
Sí. La Especificación Estándar ASTM para Cemento
Portland (ASTM C 150)establece los cinco tipos siguientes:
-:lpo 1 - Producto estándar que se ha usado durante largo
~empo sin ninguna limitación en cuanto a las proporciones de
.{)S óxidos principales (CaO, Si02, AI20J, Fe203), y que es
:ambién conocido como "cemento portland ordinario".
Iipo JI- Este cemento posee resistencia moderada al ataque
de sulfatos debido a ciertas limitaciones en su composición.
?
1mcyc
Capítulo 4
Ingredientes
En ocasiones llamado cemento de calor moderado, está en
una categoría intermedia entre el cemento Tipo 1y el Tipo IV
de bajo calor. Sin embargo, si se desea un calor moderado de
hidratación, el límite opcional en el calor de hidratación debe-
ría mencionarse cuando se especifique o se compre.
Tipo 111- El cemento portland de alta resistencia temprana a
menudo seproducemoliendo más fino el clínkerTipo lo alte-
rando la composición química del cemento.
Tipo IV- Cemento portland de bajo calor. No se fabrica ac-
tualmente en los Estados Unidos y su producción es limitada
en otras partes.
Tipo V- Cemento portland resistente a los sulfatos con lími-
tes apropiados en su composición.
Por otro lado, el cemento portland también se puede especifi-
car de acuerdo con la norma ASTM C 1157 (Especificaciones
Estándar de Desempeño para el Cemento Hidráulico) en los
siguientes grupos: Tipo GU- uso general; Tipo HE- alta re-
sistencia temprana; Tipo MS- resistencia moderada a los sul-
fatos; Tipo HS- alta resistencia a los sulfatos; Tipo MH-
calor moderado de hidratación; y Tipo LH- bajo calor de hi-
dratación. El cemento portland también se emplea para fabri-
car cementos mezclados de acuerdo con las normas ASTM C
595 o ASTM C 1157.
36.. ¿Cuál fue el primer uso del cemento portland?
El cemento portland se usó por primera vez en la preparación
de morteros. A medida que iba creciendo la confianza en el
cemento portland, sólo se tuvo que ;;¡vanzar un pequeño tre-
cho para pasar de su uso exclusivo para mortero de mampos-
tería de piedra a su empleo con rocas quebradas en pequeños
fragmentos mezclados con mortero para formar un concreto.
Empezando con la aceptación general del concreto reforzado
en el siglo XIX, el cemento portland se convirtió rápidamente
en uno de los principales productos manufacturados del co-
9

()
1mcyc
mercio. En la segunda mitad del siglo XX, el uso del cemento
portland siguió ampliándose hasta nuestros días en que casi
no hay alguna construcción grande o pequeña que se realice
sin la ayuda.delconcretohecho con cemento portland enalgu-
naparte de la obra. En 1999, el consumo de cemento portland
en los Estados Unidos alcanzó los 105 millones de toneladas
métricas.
37. ¿Cuál es la materia prima que se usa en la fabricación
del cemento portland?
Los dos materiales principales a partir de los cuales se fabrica
el cemento portland son: un material con alto contenido decar-
bonato de calcio, como puede ser piedra caliza, greda, conchas
omarga, yun material con alto contenido de síliceyalúminatal
como arcilla, pizarra o escoria de fundición de alto horno.
También se necesita una pequeña cantidad de hierro. En algu-
nas ocasiones los materiales principales se combinan en depó-
sitos que se presentan en la naturaleza. Se necesitan controlar
las proporciones de materia prima para garantizarun producto
uniforme.
38.¿Cómo se fabrica el cemento portland?
Los materiales básicos se muelen finamente, se mezclan per-
fectamente y se calientan hasta que empieza la fusión (a una
temperatura cercanaa lo~ 1480°C),generalmenteen hornos ro-
tatorios, quepueden llegaraalcanzarmás de 21Om de longitud
y 5 mde diámetro. El material parcialmentefundido (sinteriza-
ºo) que se extrae del horno constituye el clínker de cemento
portland constituido por partículas bastante redondeadas con
tamaños hasta el correspondiente a una pelota de golf. El clín-
kerse enfría y se muele hasta formar un polvo muy fino, que es
el cemento portland. Durante la molienda se agrega unapeque-
ña cantidad (del orden de 2 a 5% en peso) de sulfato de calcio
(yeso)para controlarlas propiedades defraguado (véase lapre-
gunta 10). Para el caso de cementos con aire incluido, la adi-
cióndel inclusorde airese hace en el momento de la molienda.
39. ¿Cuál es la finalidad del sulfato de calcio (yeso)?
Para cementos modernos, la rapidezde rigidizaciónde lapas-
ta de cemento se debería controlar dentro de ciertos límites
para lograr que el cemento sea un producto útil. Si las reaccio-
nes fueran demasiado rápidas, dando lugar a un fraguado rá-
pido, el concreto se endurecería demasiado pronto (véase la
pregunta 14). Si es demasiado lento, el retraso para desarro-
llarresistencia resultaría objetable. La rapidez inicial de reac-
ción deberá por lo tanto controlarse. Esto se logra controlando
la cantidad de sulfato de calcio (yeso (eaS04 2H20] ode yeso
con anhidrita (eaS04]) que se le agrega al cemento durante la
molienda.
Los químicos especializados en cemento consideran que para
cada combinación de materiales básicos y de finura hasta la
cual se muele el cemento, existeuna cierta cantidad óptima de
sulfato de calcio que proporciona los mejores resultados para
el producto cuando se usa a una temperatura dada, es decir, la
resistencia más alta, la contracción más baja al secado, y la
10
menor expansión al humedecerse. Este valor óptimo varía
con el uso de aditivos químicos. Los fabricantes deberían co-
nocer los requisitos de su propio material. Se aplica un límite
máximo en el sulfato de calcio (en función del S03) en las es-
pecificacionesque seprescriben actualmente para el cemento
poFtland (ASTM C 150) y para cementos hidráulicos mezcla-
dos (ASTM e 595). La norma ASTM e 1157 es una especifi-
cación no obligatoria basada enteramente en el desempeño y
aplicable al cemento portland y a cementos mezclados sin
ningún límite en su composición.
40. ¿Se ven afectadas las reacciones de hidratación y las
propiedades resultantes del cemento por las diferencias
en las materias primas o en las proporciones de las fases
del clínker?
Sí. Al aumentar por ejemplo la proporción de caliza a sílice,
se incrementa la rapidez de generación de resistencia así
como la rapidez de liberación del calor. Porotro lado, la resis-
tencia del concreto al ataque de sulfatos es generalmente in-
versamente proporcional al contenido dealuminato tricálcico
(e3A) en el cemento (Aei 225R).
41. ¿En que forma afecta la finura a la cual se muele el
clínker a las propiedades del cemento?
Al aumentar la finura se incrementa la rapidez de hidratación
del cemento, lo cual a su vez aumenta la rapidezde desarrollo
deresistencia así como la rapidez de liberación de calorcomo
en el caso del cemento Tipo III en comparación con el de Tipo
I (ASTM e 150). El aumento de la finura de un cemento tam-
bién incrementa la cantidad de agua de mezclado necesaria
para alcanzar una cierta consistencia y reduce la cantidad de
sangrado del concreto.
42.¿Qué aspectos del proceso de fabricación afectan las
propiedades del cemento?
Las fases iniciales en el clínker se generan en parte a tempera-
turas inmediatamente por debajo de la correspondiente a la fu-
sión incipiente amedida que el clínkerempieza a enfriarse. Por
lo tanto, la rapidez de enfriamiento es importante. Las propor-
ciones de estas fases se controlan a través de la composición
química de las materias primas que se alimentan al horno. Las
proporciones de las fases y la finura que se alcanza al moler el
clínker controlan muchas de las proporciones del cemento.
43. ¿A qué se le llama falta de sanidad en el cemento
portland, y cómo se detecta y se previene?
El concreto que evidencia una expansión excesiva después
del fraguado se dice que contiene cemento defectuoso. En
épocas anteriores, esto constituía un serio problema para el
concreto. En años más recientes, con una mejor fabricación,
ensaye y controles prácticamente se ha eliminado el cemento
defectuoso. La falta de sanidad es causada por la cal yel mag-
nesio libres en el clínker en cantidad suficiente como para
que, al hidratarse, puede llegar a presentarse expansión y da-
ños excesivos en el concreto. La presencia de estos efectos se

,...
l
detecta en laprueba A:STM C 151 de expansión en autoclave.
La falta de sanidad se.puede evitar al minimizar estos consti-
tuyentes expansivos.
44. ¿Cuál es la caus~ del fraguado falso?
El fraguado falso es una forma de endurecimiento prematuro
de la pasta de concreto (véase la pregunta 14) que tiene lugar
entre uno y cinco minutos después del mezclado. El fraguado
falso sepuede eliminar mediante un mezclado continuo o vol-
viendo a mezclar y es posible que no se note en las obras don-
de se emplea concreto entregado en revolvedoras de camión o
producido en plantas centrales mezcladoras y que es agitado
durante el transporte al sitio. La causa más común es la pre-
sencia de yeso que se ha deshidratado parcialmente para for-
mar yeso mate o de Paris (CaS04-~H20), el cual se produce
cuando la temperatura de molienda es demasiado alta. Poste-
riormente, cuando se agrega agua al cemento, el yeso de París
inmediatamente empieza a hidratarse para formar yeso y se
endurece. Con el remoldeado se rompe esta rigidez y se per-
mite la hidratación normal. Para mantener la temperatura por
debajo del punto de deshidratación del yeso, el clínker deberá
enfriarse antes de la molienda.
45. ¿Qué significa "cemento caliente"?
Entre el momento de l¡t molienda del cemento y su entrega en
donde vaa ser usado paraprepararconcreto, casi no hay opor-
tunidad de que pierda calor, sobre todo cuando las actividades
de construcción están en su nivel máximo y las instalaciones
están muy comprometidas como para poder cumplir con las
entregas. El concreto caliente en climas cálidos está sujeto a
una gran pérdida de humedad por evaporación y por endure-
cimiento rápido, lo cual afecta las operaciones de colocación
y el potencial de agrietamiento. Debido a que el cemento re-
cién salido de los molinos está más caliente que los demás
materiales, se le considera frecuentemente como laúnica cau-
sa del problema. Esto dio lugar al término "cemento calien-
te". Resulta prudente fijar un límite máximo del orden de
77°C en la temperatura del cemento en el momento de inte-
grarse al concreto (ACI 305R).
46. ¿Qué cambios notables han tenido lugar en las propie-
dades del cemento portland que se fabrica en los Estados
Unidos en los últimos 20 años?
Los cambios más notables en la fabricación del cemento
portland fueron el resultado de la necesidad de obtener mayo-
res resistencias tempranas en el concreto. La industria del ce-
mento pudo lograr esto aumentando el calcio y, por ende, el
contenido de C3S y la finura, cuyo efecto fue el aumento casi
equivalente de la resistencia a los siete y a los 28 días.
En general, estos cambios han producido un cemento Tipo I
con características muy semejantes a las correspondientes al
tradicional Tipo III de alta resistencia temprana. En algunas
partes de los Estados Unidos se han obtenido resistencias
tempranas más altas en el concreto usando cementos Tipo 11 y
Tipo V de mayor finura. Un cambio importante también se ha
osmcyc
tenido con el uso de microscopía para controlar la composi-
ción y la microestructura del clínker (ACI 225R).
47. ¿Qué cambios en la práctica estadounidense se han te-
nido para explicar por qué el cemento Tipo IV rara vez se
producey por quéseusantan poco los cementos Tipo V?
El cemento Tipo IV ya no se fabrica, y el cemento Tipo V no
tiene una granproducción en los Estados Unidos porque exis-
ten formas más efectivas de controlar la temperatura y el ata-
que de sulfatos mediante el empleo de puzolanas y de escoria
que se pueden conseguir con gran facilidad (ACI 201.2R).
48. ¿Cómo afectan las características del cemento a la re-
sistencia a la compresión?
La resistencia a la compresión del cemento se ve afectada
principalmente por el contenido relativo de cal (CaO) y por la
finura. Mayor cantidad de cal en la composición del cemento
portland significa una mayor fase C3S, lo cual proporciona
una resistencia temprana más alta para una finura dada en
comparación con la fase C2S. Además, una mayor finura para
un mismo contenido de cal representa una resistencia tempra-
na más alta. Todos los cementos portland se comportan más o
menos de manera semejante, aunque la ganancia en resisten-
cia con la edadno siempre es la misma. Algunos cementos ad-
quieren resistencia más rápidamente al principio, mientras
que otros muestran un aumento mayor en etapas posteriores.
Esto es válido no solamente para los tipos de cemento
portland incluidos en la norma ASTM C 150 sino también,
dentro de ciertos límites, para cementos del mismo tipo pro-
ducidos en plantas diferentes.
4.1.2 Escoria molida
49. ¿Qué es la escoria de fundición de alto horno molida y
granulada (GGBFS por sus siglas en inglés)?
La escoria de fundición de alto horno es el producto no metá-
lico constituido esencialmentepor silicatos y por aluminosili-
catos de calcio y por otras bases que se forman en una
condición derretida simultáneamente con hierro en un alto
horno. La escoria granulada es el material granular vidrioso
formado al enfriarse rápidamente la escoria derretida. La
GGBFS es de hecho un cemento hidráulico. Sin embargo,
cuando la GGBFS se mezcla con agua, la hidratación inicial
es mucho más lenta que la del cemento portland al mezclarse
con agua; por lo tanto, el cemento portland o las sales de los
metales alcalinos, principalmente sodio y potasio o cal, se
usan para aumentar la rapidez de reacción de la GGBFS (ACI
233R). El índice de actividad de la norma ASTM C 989 con
frecuencia se usa como criterio básico para evaluar el poten-
cial relativo como cementante de una GGBFS. Las escorias
se clasifican en tres grados (80, 100 y 120) con base en sus
respectivas resistencias del mortero al mezclarse con una
masa igual de cemento portland (ASTM C 989).
11
1

o
•mcyc
50. ¿Cuáles son las ven~ajas de usar la GGBFS?
Los productos de hidrat~ción de la GGBFS se encuentra ge-
neralmente que tiene unaconsistencia más gelatinosa (menos
cristalina) que la de los productos de hidratación del cemento
portland; por lo tanto, los primeros reducen la permeabilidad
de la pasta de cemento (ACI 233R). Las escorias se usan en
Jugar del cemento portland en cantidades que varían típica-
mente entre 25 y 70% de la masa total del material cementan-
te. Los concretos a base de escoria presentan mayores
resistencias a largo plazo a pesar de que la generación de su
resistencia temprana es menor que la de Jos concretos de ce-
mento portland. También tienen menor permeabilidad y una
mayor durabilidad. Las GGBFS generalmente cuestan menos
que el cemento portland.
4.1.3 Puzolanas
51. ¿Qué es una puzolana?
Unapuzolana es un material silícico o silícico-alumínoso que
en sí mismo posee poco o nulo valor cementante pero que, en
forma finamente dividida y en presencia de humedad, reac-
ciona químicamente con el hidróxido de calcio a temperatu-
ras ordinarias para constituir compuestos que tienen
propiedades cementantes. Es por ello que se clasifica como
material cementante. Existen puzolanas tanto naturales (ACI
232.1 R) como artificiales (ceniza volante, ACI 232.2R y hu
mo de sílice,ACI 234R). La descripción de los distintos tipos
de puzolanas y las especificaciones para las mismas se pre-
sentan en las nonnas ASTM C 618 y ASTM C 1240.
52. ¿Qué función desempeña una puzolana en el concreto?
Como Jo indica la definición, una puzolana se combina con
hidróxido de calcio en el concreto para formar silicato de cal-
cio hidratado, similar al que se produce en la hidratación del
cementoportland. Con esto se mejora la resistencia, la imper-
meabilidad y la resistencia a los sulfatos y se reduce la expan-
sión inducida por la reacción álcali-sílice que de otra manera
podría tener lugar(véase la pregunta 109). El uso de las puzo-
lanas puede aumentar o disminuir la demanda de agua depen-
diendo de la forma de las partículas, de la textura superficial y
de la finura.La ceniza volante generalmente disminuye la de-
manda de agua. La mayoría de las otras puzolanas aumentan
la demanda de agua. Las puzolanas disminuyen el sangrado
debido a su finura y reducen el aumento máximo de tempera-
tura cuando se emplean en grandes cantidades (más de 15%
en peso de material cementante) debido a la menor rapidez de
las reacciones químicas lo cual disminuye el aumento de tem-
peratura.
53. ¿Cómo se usa una puzolana en el concreto?
Se usa como parte del material cementante ya sea como parte
del cemento hidráulico mezclado (ASTM C595, ASTM C
1157) o como un ingrediente separado que se le agrega en la
revolvedora de concreto.
12
54. ¿Cuáles son los beneficios de una puzolana en el con-
creto masivo o en el concreto estructural masivo?
Si se usa como una porción del material cementante en gran-
des cantidades (generalmente más del 15% en peso del mate-
rial cementante, dependiendo de la magnitud y del tiempo del
requisito de resistencia), una puzolana reduce el aumento de
temperatura hasta en la mitad de la que pudiera haberse gene-
rado en el cemento portland, lo cual contribuye a controlar el
diferencial de temperaturaque produce el agrietamiento debi-
do al enfriamiento (ACI 207.1R). La reacción química conti-
nua de la puzolana con la cal mantiene y acelera el desarrollo
de resistencia a edades posteriores de mucho más de 28 días,
sobre todo cuando la puzolana se emplea en grandes cantida-
des en un concreto con baja cantidad de material cementante
(concreto pobre).
55. ¿Por qué es particularmentedeseable el uso de una pu-
zolana efectiva en estructuras hidráulicas, de tratamiento
de agua y de protección ambiental, así como para revesti-
mientos de túneles y canales?
La presencia continua de humedad en el servicio garantiza la
combinación máxima última de cal y puzolana y con esto se
mejoran las propiedades y los beneficios mencionados ante-
riormente, sobre todo al reducir la penneabilidad.
56. ¿Son todas las puzolanas iguales?
No. Es por tanto importante asegurarse de que una puzolana
propuesta satisface los requisitos especificados y es particu-
larmente adecuada en cualquier aspecto específico deseado,
como puede ser la reducción de la expansión derivada de la
reacción álcali-sílice o la disminución de la tasa de incremen-
to de la temperatura.
57. ¿Aumenta la demanda de agua de mezclado con el uso
de una puzolana?
En general, la ceniza volante reduce la demanda de agua unos
cuantos puntos porcentuales, mientras que la mayoría de las
demás puzolanas aumenta la demanda también algunos pun-
tos porcentuales (ACI 232R). El humo de sílice en dosis altas
tendrá un gran efecto en el aumento de la cantidad de agua ne-
cesaria para alcanzar la trabajabilidad deseada debido a su
gran área superficial, aunque esto casi siempre se compensa
usando un aditivo reductor de agua de alto rango (ACI 234R).
El humo de sílice en pequeñas cantidad(% en peso del mate-
rial cementante) reduce la demanda de agua porque llena Jos
huecos entre los granos de cemento ocupados por agua que
desplaza al agua atrapada. En cantidades altas, el empacado
de las partículas está completo en su mayor parte y el exceso
de humo de sílice agrega más área superficial y por lo tanto
aumenta la demanda de agua.
58. Cuando se usa una puzolana, ¿trae como resultado
mayor agrietamiento por contracción en las estructuras
de concreto en servicio?

1
[1
No, siempre y cuando ,se sigan los procedimientos de curado
adecuados. Estructura~ semejantes en condiciones similares
climáticas y de servicio no evidencian una diferencia percep-
tible en el número o el ancho de las grietas, independiente-
mente de si se usa o no puzolana en el concreto.
r
59. ¿En qué forma afecta el uso de la puzolana a la resis-
tencia del concreto al congelamiento y deshielo?
Si el concreto contiene agregados sanos así como la cantidad
especificada de aire incluido, y se le cura hasta desarrollar una
resistencia a la compresión del orden de 24 MPa antes de que
tengan lugar varios ciclos de congelamiento y deshielo, su
comportamiento al congelarse y descongelarse debería ser
muy satisfactorio independientemente de si contiene o no una
puzolana.
60. ¿Cómo se manejan las puzolanas en la obra?
Esencialmente del mismo modo que el cemento portland, a
granel o en sacos y se dosifica por peso en la revolvedora, a
excepción del humo de sílice que en ocasiones se dosifica
como un lodo (véase la pregunta 65).
61. ¿Es la puzolana un aditivo?
Sí, las puzolanas son aditivos (véase la pregunta 85). Posible-
mente la ceniza volante Clase C (véase ASTM C 618) se de-
'hería clasificar como un cemento hidráulico, al igual que la
escoria de fundición de alto horno (véase la pregunta 64).
4.1.3.1 Puzolanas naturales
62. ¿Qué es una puzolana natural?
Una puzolana natural es una puzolana cruda o calcinada que
se encuentra en depósitos naturales. Se dice que un material
está "calcinado" cuando se ha calentado por debajo de la tem-
peratura de fusión para alterar su composición o su estado fí-
sico. Una puzolana cruda es un material natural que tiene las
propiedades de una puzolana, como es el caso de tobas volcá-
nicas o piedra pómez, pedernal opalino y pizarras, arcillas y
tierras de diatomeas.
4.1.3.2 Ceniza volante
63. ¿Qué es la ceniza volante?
La ceniza volante es un residuo finamente dividido derivado
de la combustión de carbón molido o pulverizado y que es
transportado por los gases de combustión (ACJ 116R). En la
norma ASTM C 618 se proporciona la clasificación para la
Clase F y la Clase C.
64. ¿Todas las cenizas volantes se comportan de manera
semejante?
No. La ceniza volante de Clase F contiene poco óxido de
calcio y es puramente puzolánica; la ceniza volante Clase C
tiene típicamente un alto contenido de óxido de calcio y ce-
~
1mcyc
menta por sí sola. Las cenizas volantes también pueden tener
otros constituyentes químicamente reactivos. Todas las ceni-
zas volantes poseenpropiedades puzolánicas. Ellas tienen di-
ferentes características en cuanto a desarrollo de resistencia y
de resistencia al ataque químico.
4.1.3.3 Humo de si/ice
65. ¿Qué es el humo de sílice?
El humo de sílice es un subproducto resultante de la reduc-
ción de cuarzo de alta pureza con carbón o coque y virutas de
madera en un horno de arco eléctrico durante la producción
de silicio puro o de aleaciones de ferrosilicio (AC1234R). Es
un material muy fino. El tamañopromedio de una partícula de
vapor de silicio es del orden de 100 veces menor que el de una
partícula promedio de cemento portland. Actúa como rellena-
dar ("filler") mineral y también como una puzolana, para
producir concreto de alta resistencia y de baja permeabilidad.
El humo de sílice se comercializa en diferentes formas: como
sale del horno, densificado o compactado, y como lodo.
4.1.4 Cementos mezclados
66. ¿Quéson los cementos mezclados?¿Tienenespecifica-
ciones estándar?
La norma ASTM C 595 contiene especificaciones basadas en
prescripciones para cementos mezclados específicos consti-
tuidos por clínker de cemento portland molido o mezclado
con proporciones adecuadas de escoria granulada de fundi-
ción de alto horno o de puzolanas naturales o artificiales. En-
tre éstos se incluye el cemento portland de escoria de alto
horno, el cemento portland puzolánico, y el cemento de esco-
ria de fundición. La ASTM también proporciona una especi-
ficación basada en desempeño que no tiene requisitos de
prescripción (ASTM C 1157).
4.1.5 Cementos expansivos
67. ¿Qué es el cemento y el concreto expansivo de contrac-
ción compensada?
El cemento expansivode contracción compensada (ASTM C
845) se usa para preparar concreto de contracción compensa-
da que minimiza las tendencias al agrietamiento causadas por
el secado por contracción en losas, pavimentos y estructuras
de concreto (ACI 223R). Cuando la fricción de la subrasante,
el acero de refuerzo u otras partes de la estructura restringen
un pavimento, una losa de piso o un miembro estructural du-
rante la contracción por secado, se generan esfuerzos de ten-
sión. El concreto de contracción compensada se dosifica de
tal manera que el concreto aumentará de volumen después de
fraguado y durante el endurecimiento a edades tempranas.
Cuando está debidamente contenido porel acero de refuerzo,
la expansión provocará tensión en el refuerzo y compresión
en el concreto. Con el secado subsiguiente, en vez de inducir
un esfuerzo de tensión que podría conducir a agrietamiento,
la contracción simplemente reduce o alivia la deformación
13
1
!

~
amcyc
por compresión causaqa por la expansión inicial del concreto
de contracción compensada.
4.2 Agua
r
68. ¿Se puede usar cualquier fuente de abastecimiento de
agua como agua de mezclado?
Cualquier agua que sea potable (bebible) es aceptable como
agua de mezclado. Cierta agua que no sea potable también
puede ser adecuada para el concreto. Sin embargo, se deben
realizar pruebas para determinar si las propiedades deseadas
se pueden alcanzar. Los criterios de aceptación para el agua
de mezclado se presentan en lanormaASTM C 94. Las impu-
rezas que hacen que el agua no sea adecuada para beber pue-
den afectar el tiempo de fraguado, la resistencia, el acabado y
la resistencia a la degradación. Las pruebas pertinentes po-
drían indicar si hay posibilidad de que ocurra un comporta-
miento inaceptable. El agua salada no deberá usarse como
agua de mezclado para concreto con acero de refuerzo.
4.3 Agregados
4.3.1 Agregadosfinos .Y gruesos
69. ¿Qué son los agre.gados?
Los agregados son materiales granulares, tales como arena,
grava, piedra triturada, fragmentos de concreto de cemento
hidráulico, o escoria de hierro de fundición de alto horno en-
friada al aire, que seusanjuntocon el cemento hidráulico para
producir ya sea concreto o mortero. Se dividen en dos grupos
de acuerdo asu tamaño, como agregado grueso (material rete-
nido en la malla de 4.75 mm (No. 4)), y agregado fino (mate-
rial que pasa la malla de 4.75 mm (No. 4)) (ACI 221R).
70. ¿Cuáles son los requisitos importantes para almace-
nar y manejar el agregado y obtener uniformidad en el
concreto entre una mezcla y otra?
El manejo erróneo o excesivo y el almacenamiento inadecua-
do del agregado procesado puede dar lugar a uno o a los tres
problemas principales que pueden afectar las propiedades de
las mezclas de concreto. El primero es la segregación, la cual
destruye la uniformidad de la granulometría. El segundo es la
contaminación, o la inclusión accidental de material perjudi-
cial. Un tercer problema es el mantenimiento de un contenido
unifonne yestable de humedad en los agregados al ser dosifi-
cados (ACI 304R, ACI 221R). Un método práctico de dismi-
nuir la segregación a un mínimo en el agregado grueso
consisteen separarel materialen varios tamaños departículas
y dosificar estas fracciones por separado. A medida que de-
crece el intervalo de tamaños de cada fracción y el número de
separaciones por tamaños aumenta, la segregación se reduce
todavía más.
El agregado grueso se produce en varios tamaños nominales
máximos de acuerdo con la norma ASTM C 33. El agregado
14
fino también está incluido en la norma ASTM C 33. El agre-
gado fino está generalmente húmedo y por lo tanto raramente
se segrega durante el manejo y la dosificación.
71. ¿Por qué se usa una granulometría combinada de
agregados?
La granulometría combinada de agregados finos y gruesos se
especifica para garantizar que se obtiene una cantidad satis-
factoria de agregado con una mínima cantidad de huecos.
Esto permitirá el uso de una mínima cantidad de pasta (aguay
material cementante) en el concreto, mejorando con ello laes-
tabilidad dimensional y la durabilidad.
4.3.2 Agregados depeso volumétrico normal, bajo y alto
72. ¿Se clasifican los agregados de acuerdo con su peso vo-
lumétrico?
Sí. A los que se usan para hacer concreto de densidad normal
se les llama agregados de peso volumétrico normal. A aqué-
llos para concreto de baja densidad (históricamente conocido
como concreto "ligero") que tienen un peso volumétrico se-
cado al aire a 28 días generalmente dentro del intervalo de
1440 a 1850 kg/m3
, se les denomina agregados de bajo peso
volumétrico. Porúltimo, a los que se empleanen concretos de
alta densidad, con peso volumétrico variando entre cerca de
2880 y 5600 kg/m3
, se les conoce como agregados de alto
peso volumétrico (ACI 221R, ACI 213R).
73. ¿Cuáles son las ventajas de los agregados de bajo peso
volumétrico?
Los agregados de bajo peso volumétrico se usan para producir
concreto debajadensidad.Tienen muchas ymuyvariadas apli-
caciones: marcos y pisos de edificios de varios pisos, paneles
para revestimiento exterior de estructuras, techos de cascarón,
placas en V (plegadas), puentes, elementos pretensados o pre-
colados de todos tipos incluyendo estructuras marinas, y otras
aplicaciones en las que se deseen grandes reducciones en la
cargamuerta(ACI 213R). Además, los agregados de bajopeso
volumétrico proporcionan aislamiento tém1ico, curado interno
(el agua absorbida puede liberarse para hidratación durante el
curado), y mejor compatibilidad entre la pasta y el agregado
(menor módulo de elasticidad del agregado). También existen
concretos no estructurales de baja densidad que tienen un peso
volumétrico secado al horno de 800 kg/m3
o menores. Estos
concretos adquieren su baja densidad mediante la incorpora-
ción de agregados de bajo peso volumétrico, inclusión de aire,
o espuma preformada. Dichos concretos se usan comúnmente
en sistemas de techo plano para los cuales se tienen como ven-
tajas el valorde aislamientoy mejorresistencia contra incendio
(ACI 523.1R, ACI 523.2R).
74. ¿Qué son los agregados de alto peso volumétrico?
Los agregados de alto peso volumétrico generalmente están
formados por minerales o rocas de alta densidad, o por mate-
riales artificiales, tales como acero o hierro. Los agregados de

alto peso volumétrico se usan para producir concreto que tie-
ne una densidad mayor que la normal, generalmente como
barrera contra la radiación 9para aplicaciones en las que se
necesita concreto de alta densidad como contrapeso, como
lastre, o para estabilización. El concreto de alta densidad se
puede usar para atenuar el sdnido o las vibraciones y para me-
jorar la resistencia a la abrasión en instalaciones industriales
(Aei 22JR).
4.3.3 Características y efectos de los agregados en las pro-
piedades del concreto
75. ¿Cuál es el requisito más importante de un agregado
de concreto?
Los agregados deben ser resistentes a la degradación y no pre-
sentar reacciones perjudiciales bajo las condiciones a las que
estará expuesto. Los constituyentes que reaccionan negativa-
mente en un agregado que de otra manera sería satisfactorio se
volverán inocuos si se usa con un cemento portland que tenga
un contenido suficientemente bajo de álcalis o cuando se usa
una cantidad suficiente de puzolana o de escoria. Se recomien-
da probar el agregadojunto con los materiales propuestos para
la obra y tomando en cuenta la disponibilidad de álcalis en
fuentes externas, tales como" sales para derretir el hielo.
76. ¿Afecta la selección de los agregados a la durabilidad
del concreto? ·
Sí. La selección de Jos agregados que son estables y durables
en sí mismos siempre ha sido un requisito primario para lo-
grar un concreto durable. Sin embargo, Jos últimos avances
han demostrado que en ocasiones los agregados que son dura-
bles por sí mismos pueden presentar reacciones perjudiciales
con Jos álcalis del cemento o en algún otro lado. (véase la pre-
gunta 109),
77. ¿Cómosepuedegarantizarqueun agregadoseadurable?
Los agregados durables se pueden garantizar mediante el co-
nocimiento de su comportamiento anterior bajo condiciones
semejantes a las que se esperan para la estructura en cuestión.
Donde sólo se disponga de materiales nuevos o no probados,
se justifican los exámenes hechos por un petrógrafo en Jos
bancos y en el laboratorio, así como las pruebas de laborato-
rio, en el caso de estructuras importantes. La especificación
ASTM e 33 para agregados de concreto debería servir como
guía de las características que se van a investigar. Donde se
vaya a necesitar que el concreto searesistente a ciclos severos
de congelamiento y deshielo mientras está saturado, se debe-
rá usar la norma ASTM e 666 Procedimiento A. En este pro-
cedimiento de prueba, los especimenes de concreto se
someten a ciclos rápidos de congelamientoy deshielo en agua
(Aei 20 l.R).
Las pruebas de sanidad delineadas en la norma ASTM e 88
pueden a veces resultar útiles aunque existe una incertidum-
bre considerable en cuanto a Jos límites adecuados de la espe-
cificación (Aei 221.R).
o1mcyc
Laprueba de barra de mortero establecida en lanorma ASTM
e 1260 debería usarse cuando se sospeche que los agregados
son susceptibles a la reacción álcali-sílice (ASR, por sus si-
glas en inglés). Las barras semantienen en una solución de hi-
dróxido de sodio a 80°C. Se considera que el agregado no es
reactivo si laexpansión de la barra es menorde un cierto valor
(Aer 221.R). La norma ASTM e 441 es el método de prueba
con el que se evalúa la efectividad de una puzolana o de una
escoria para prevenir expansiones excesivas debidas a la
reacción ASR. En estaprueba, se usa vidrio Pyrex como agre-
gado reactivo estándar. La puzolana o la escoria ensayada ca-
lifican como efectiva cuando la expansión de la barra de
mortero satisface ciertos criterios. Aunque con este método
se califica el tipo de puzolana o de escoria, no se establecen
las cantidades mínimas efectivas a menos que se ejecuten
pruebas con varios niveles de puzolana o de escoria (Aei
22l.R). En laprueba ASTM e 1293 intervienen especimenes
de concreto que se pueden usar para confirmar las indicacio-
nes de la norma ASTM e 1260.
La susceptibilidad del agregado a la reacción álcali-carbona-
to resulta mucho menos comúnque para la reacción ASR. Las
rocas con reacción álcali-carbonato tienenuna composición y
textura característica. Dichas rocas deberían ensayarse para
determinar la tendencia a expandirse en presencia de álcalis
(ASTM e 586).
78. ¿Cuáles son las características del agregado que pue-
den afectar en mayor grado la resistencia del concreto?
La geometría de la partícula, la textura superficial, el interva-
lo de variación del tamaño de las partículas, la combinación
de tamaños (granulometría), y la resistencia y módulo de
elasticidad del agregado son importantes. Un agregado con
un módulo muy alto contribuirá a la estabilidad volumétrica
peroaumentará la fragilidad. Un agregado compresible incre-
mentará el cambio volumétrico debido a contracción, pero
también aumentará la capacidad de deformación antes de
fracturarse, con lo cual se reducirá el agrietamiento.
79. ¿De qué manera afecta la textura superficial y la lim-
pieza del agregado a la resistencia del concreto?
Se afecta la adherencia de la pasta de cemento a las partículas
de agregado. La presencia o ausencia del suelo o arcilla como
material adherente, la rugosidad y la textura del agregado
afectan a la adhesión. Estas características tienen un mayor
efecto en la resistencia a la flexión que en la resistencia a la
compresión. El suelo afecta a la adherencia y el exceso de fi-
nos aumenta la demanda de agua, Jo puede a su vez reducir la
resistencia del concreto.
80. ¿De qué manera afecta la forma de las partículas a la
resistencia en los concretos con el mismo contenido de ma-
terial cementante?
La forma de las partículas afecta principalmente a la relación
a/mc por su efecto de la demanda de agua y en la cantidad de
pasta necesaria para la trabajabilidad de una mezcla dada. Por
15

1
1mcyc
otro laso, la adherencia con la pasta de cemento se puede de-
bilitar debido a la acumulación de agua de sangrado bajo las
áreas superficiales relativamente grandes de las partículas
planas del agregado. Pará una misma relación a/mc, el con-
creto con agregado de piedra triturada generalmente tiene una
mayor resistencia a la flexión que el concreto mezclado con
agregado de grava redondeada.
81. ¿De qué manera afecta la granulometría a la resisten-
cia del concreto?
Cuando la relación a/mc es la misma y las mezclas son plásti-
casy trabajables, cambios importantes en la granulometría no
tendrán un efecto importante en la resistencia del concreto. El
efecto principal inducido por el cambio en la granulometría
del agregado es el de variar la cantidad de material cementan-
te y el agua necesaria para que la mezcla sea trabajable con la
relación a/mc deseada.
82. ¿Afecta el tamaño nominal máximo del agregado a la
resistencia para un cierto contenido de material cemen-
tante?
A medida que aumenta el tamaño nominal máximo del agre-
gado, la cantidad de agua necesaria para alcanzar la misma
trabajabilidad se reduce. Para el mismo contenido de material
cementante, la resistenc·ia será por lo tanto mayor debido a
que la relación a/mc es menor. Sin embargo, dentro del inter-
valo de alta resistencia, de más de 40 MPa, generalmente se
obtienen resistencias a la compresión más altas para un cierto
valor de almc con agregado de menor tamaño máximo nomi-
nal. Los datos de pruebas decompresión de concreto que con-
tienen agregados muy grandes, de 100 mm o mayores, son
contradictorios debido a limitaciones en el tamaño de los es-
pecimenes de prueba y de los equipos de ensaye.
83. ¿De que manera la resistencia de las partículas del
agregado afectan a la resistencia del concreto?
La resistencia del concreto se ve muy poco afectada por la re-
sistencia de las partículas del agregado, salvo cuando los
agregados tienen una resistencia menor que la resistencia de
la matriz. El hecho de que un agregado sea de bajo peso volu-
métrico no significa que tenga una baja resistencia. Algunos
agregados de bajo peso volumétrico como los de arcilla ex-
pandida son muy resistentes y se han usado paraproducir con-
creto con una resistencia por arriba de 70 MPa.
84. ¿De qué manera las características del agregado afec-
tan la permeabilidad y la contracción del concreto?
Las características del agregado son importantes para fines de
permeabilidad en cuanto a la reducción en la relación almc y
en el contenido de pasta, lo cual conduce a una menor per-
meabilidad. Si disminuye el contenido deagua o el módulode
elasticidad debido a las características del agregado, esto de-
beríadar lugara una reducciónen la contracción por secado.
16
4.4 Aditivos químicos
4.4.1 Inc/usores de aire, reductores de agua, controladores
delfraguado y otros
85. ¿Qué es un aditivo?
Un aditivo es un material diferente al agua, a los agregados, al
cemento hidráulico y a otras fibras de refuerzo usadas como
ingredientes de una mezcla recién preparada de concreto para
modificar sus propiedades de fraguado o de endurecimientoy
que se agrega al colado antes o durante el mezclado (ACJ
116R). Los aditivos modifican las propiedades del concreto o
del mortero para hacerlos más adecuados para el trabajo en
ciernes, o para fines de economía, o para cualquierotra finali-
dad como el ahorro de energía (ACI 212.3R). Las especifica-
ciones estándar relacionadas con los aditivos químicos
corresponden a las normas ASTM C 260, ASTM C 494 y
ASTM C 1017.
86. ¿Qué es un aditivo inclusor de aire?
Es un aditivo que induce el desarrollo de un sistema de burbu-
jas de aire microscópicas en la pasta de cemento durante el
mezclado, generalmente para aumentar su resistencia al con-
gelamiento y deshielo así como para mejorar la trabajabilid:1d
(ACI 212.3R).
87. ¿Qué son los aditivos reductores de agua?
Los aditivos reductores de agua se usan para aumentar la re-
sistencia y trabajabilidad del concreto y para disminuir cos-
tos. Están fonnados por ciertos compuestos orgánicos o por
mezclas de compuestos orgánicos e inorgánicos para reducir
los requerimientos de agua de la mezcla para un cierto reveni-
miento. La reducción en la demanda deagua puede dar lugara
una disminución de la relación a/mc para un revenimiento
dado y para un cierto contenido de cemento, a un aumento en
el revenimiento para una misma relación a/mc e igual conte-
nido de cemento, o a una disminución del contenido de ce-
mento (ahorro en costo) para un valor constante de a/me y de
revenimiento (ACI 212.3R).
88. ¿Cuáles son los aditivos para controlar el fraguado?
Los aditivos controladores del fraguado se usan para modifi-
car el tiempo de fraguado (ACI 212.3R).
Los aditivos retardantes extienden el tiempo de fraguado. Se
emplean en climas cálidos para compensar por los efectos de
las altas temperaturas. Los aditivos acelerantes reducen el
tiempo de fraguado y aceleran el desarrollo de resistencia
temprana. Se usan en climas fríos para compensar los efectos
de las bajas temperaturas.
89. ¿Cuáles son los otros aditivos?
Existen otros aditivos para mejorar las propiedades del con-
creto y para mejorar el comportamiento de las estructuras
(ACI 212.3R). Por ejemplo, se pueden conseguir aditivos

para reducir la corrosión usados en la protecc1vn del acero de
refuerzo contra la corrosióN (ACI 212.3R, 222R, 224.1R).
Los aditivos reductores de la contracción reducen la contrac-
ción por secado y minimiz~n el agrietamiento. Entre otros
aditivos especializados están los siguientes: aditivos para ge-
nerar gas, aditivos para inyeéciones de mortero, aditivos para
producir expansión, aditivos para adherencia, ayudas de
bombeo, aditivos colorantes, aditivos floculantes, aditivos
fungicidas, gennicidas e insecticidas, aditivos a prueba de hu-
medad, aditivos reductores de permeabilidad, aditivos para
evitar el arrastre de partículas, y aditivos químicos para redu-
cir la expansión debida a la reacción álcali-sílice.
4.4.2 Efectos en las propiedades del concreto
90. ¿Es siempre igual el comportamiento de diferentes
aditivos de un cierto tipo?
Jo siempre. Generalmente se comportan de manera semejan-
h.: pero dentro de diferentes intervalos de variación y en oca-
siones con resultados insuficientes o inesperados. La razón
para esto está en la gran variedad en la composición de todos
los ingredienh:s del concreto, sobre todo del material cemen-
tante. Entre esta variedad están los aditivos, aunque se ha
puesto un gran empeño por parte de los productores para pro-
porcionar un producto con poca variación. Los cambios en la
temperatura y la posible incompatibilidad entre los ingre-
dientes pued~?n afectar d co111portamiento de los aditivos.
91. ¿Cómo se puede determinar que un aditivo cumplirá
con la finalidad esperada?
La mejor manera es probarlo con los materiales del concreto
que se van a usar en la obra y medir cuidadosamente las pro-
piedades de interés en mezclas semejantes con y sin las dosi-
ficaciones recomendadas del aditivo propuesto, pero con un
revenimiento y un contenido de aire similares. El concn.:to y
las temperaturas ambiente también deberán ser representati-
vas de las condiciones existentes en la obra. En las nonnas
ASTM C 233 y C 260 se describen esas pruebas y se propor-
cionan especificaciones para los aditivos inclusores de aire.
En las normas ASTM C 494 y C 1O17 se hace lo mismo para
los aditivos químicos relacionados con reducción de agua, re-
tardantes del fraguado y acelerantes del fraguado.
Cuando el tiempo u otras condiciones no permiten los ensayes
adecuados, se deberá investigar con detenimiento el récord de
servicio del aditivo con materiales semejantes, sobre todo con
los materiales cementantes. Si el trabajo ya se ha iniciado, las
pruebas en el sitio tendrán cierta utilidad, pero rara vez tienen
el control y la precisión del trabajo de laboratorio. Además, las
pruebas de laboratorio hechas con mucha anticipación a la
constmcción dan oportunidad de ejecutar pmebas de resisten-
cia a edades posteriores así como pruebas de otras propiedades
del concreto endurecido, tales como resistencia al congela-
miento y deshielo y penetración de clomros.
'1mcyc
92. ¿Cómo se pueden medir confiablemente dosis relati-
vamente pequeñas de un aditivo y vaciarlas en la revolve-
dora?
Los aditivos generalmente se dosifican como líquidos en fun-
ción del volumen, lo cual permite agregarlo en cantidades pe-
queñas. La mayoría de los fabricantes de aditivos
proporcionan el equipo para dosificar sus productos con pre-
cisión. Entre esos equipos se incluye un método visual para
verificar que el aditivo se ha proporcionado correctamente y
se ha vaciado en la mezcla de concreto. Cuando se usan dos o
más aditivos para un mismo concreto, se debe tener cuidado
de evitar que se mezclen entre sí los aditivos antes de integrar-
los al concreto. Debido a que el tiempo de adición de aditivos
químicos puede influenciar sus efectos sobre el fraguado del
concreto, resulta importante agregarlos en el mismo punto
dentro del ciclo de mezclado de cada una de las coladas. Se re-
comienda en general vaciar el aditivo junto con el agua de
mezclado conforme ésta se introduce en la revolvedora. Los
dosificadores y los medidores visuales se deben limpiar fre-
cuentemente.
93. ¿La adición de más cemento hace las veces de los aditi-
'Os?
En general, no. La adición de más cemento resulta efectiva
únicamente en casos en los cuales más cemento puede mejo-
rar la trabajabilidad y reducir la relación a/mc, siempre y
cuando estas mejoras se puedan obtener hasta el grado desea-
do por el mismo costo. Además, más cemento puede resultar
efectivo en climas fríos para aumentar el calor de hidratación.
La adición de cemento no retardará el tiempo de fraguado en
climas templados, ni tampoco introducirá aire. Tampoco re-
ducirá el calor de hidratación ni el aumento de temperatura
dentro de la masa de concreto, a diferencia de otros aditivos
que lo harán cuando hacen posible reducir el contenido de ce-
mento. Por otro lado, la adición de cemento con más agua
daría como resultado mayor contracción por secado.
94. ¿Algunos de los aditivos reductores de agua inducen
sangrado?
Sí, algunos lo hacen, y esto puederesultar benéfico en concre-
tos para superficies planas en climas cálidos y áridos al mini-
mizar la contracción plástica. El sangrado es la elevación del
agua de mezclado en concretos recién colados. Se presenta
contracción plástica cuando la tasa de evaporación excede la
rapidez de sangrado. El sangrado puede reducir la resistencia
y aumentar la permeabilidad si el agua de sangrado se trabaja
sobre la superficie. El agua de sangradoque se pierde poreva-
poración reduce la relación a/mc y aumenta la resistencia del
concreto.
95. ¿Son los aditivos retardantes confiables en cuanto al
tiempo de fraguado?
Sí, a menos que se dosifiquen en demasía. En adición a la va-
riación en la dosificación del aditivo retardante y en las pro-
piedades del cemento, los tiempos inicial y final de fraguado
17

'1mcyc
del concreto depender~n de la relación a!mc, de la temperatu-
ra del concreto, y de las condiciones ambientales. Los cam-
bios en estas condiciones alterarán el tiempo de fraguado con
o sin la presencia de un aditivo retardante. Cuando se usan
otros aditivos en combinación con el aditivo retardante, se¡
debe tener cuidado de evitar una ampliación inesperada del
tiempo de fraguado. Mayores dosis de aditivos reductores de
agua también pueden alargar los tiempos de fraguado. El aba-
timiento de la temperatura del concreto y el uso de algunas
puzolanas también alargan el tiempo de fraguado (ACl
207.1R).
96. ¿Cuál es el efecto que tienen los aditivos reductores de
agua en la contracción por secado?
Muy poco. Aunque el uso de aditivos reductores de agua per-
mitirá una disminución en el contenido de agua de la mezcla
de concreto, en general no traerá como resultado una dismi-
nución en la contracción porsecado. De hecho, algunos de los
aditivos pueden incluso aumentar la contracción temprana
aunque la contracción posterior será aproximadamente la
misma que la correspondiente a mezclas comparables que no
tienen el aditivo (ACI 224R).
97. ¿Cuál es el aditivo acelerador de uso más frecuente y
qué precauciones son necesarias para su empleo?
El cloruro de calcio. No deberá usarse en cantidades arriba del
2%, de preferencia dell%, del volumen de material cementan-
te, y si es así, sólo en forma de solución (ACI 306R). Para mini-
mizar la corrosión, el cloruro de calcio no debería usarse en
ningún concreto reforzadoconvarillas de acero o donde se ten-
ga un conducto de aluminio dentro del concreto. Los torones
sin protección para concreto pretensado sometidos a tensión
son muy susceptibles a la corrosión con consecuencias serias.
18
El cloruro de calcio disminuye la resistencia a los sulfatos ex-
cepto cuando se usa el cemento Tipo V (resistente a los sulfa-
tos) y también aumenta la expansión debida a la reacción
álcali-sílice (ACI 212.3R). Los aditivos acelcrantes que no
son hechos a base de cloruros ya están disponibles y debería
usarse en el concreto reforzado con varillas de acero.
4.5 Fibras
98. ¿Qué tipo de fibras se usan en el concreto?
Se usan fibras cortas hechas de acero, vidrio y polímeros
orgánicos (fibras "sintéticas") para mejorar las propiedades
relacionadas con el agrietamiento del concreto reforzado con
fibras (FRC, por sus siglas en inglés). Las fibras vegetales de
origen natural, tales como el henequén y el yute, también se
usan. Entre las propiedades que se mejoran están el menor
ancho de las grietas, una mayor resistencia residual (ASTM C
1399), resistencia a la fatiga, resistencia al impacto y
resistencia al fuego (ACI 544.1R). Las fibras sintéticas se
emplean en pequeñas cantidades (aproximadamente 0.1% en
volumen de concreto) para reducir el agrietamiento por
contracción plástica. Las fibras sintéticas y metálicas se usan
en mayores cantidades (0.3% o más en volumen) para
mejorar la resistencia a la flexión y la tenacidad, así como
para controlar el ancho de las grietas en el concreto
endurecido (ACI 544.1 R). La cantidad de fibras empleada
dependerá del tipo y de la geometría de las fibras y del uso
final especificado. Las fibras reducen la trabajabilidad del
concreto por lo cual se necesitan aditivos reductores de agua y
reductores de agua de alto rango. El empleo de las fibras
puede requerir tiempos más largos de mezclado y se deben
agregar durante un segmento particular del proceso de
mezclado.

.,
•mcyc
Capítulo 5
Antes de la construcción
99. ¿Cuál es la intención del Reglamento de Construcción
ACI 318?
El reglamento ACI 318R es un documento donde se presen-
tan Jos requisitos para el diseño y construcción de concreto
estructural que son necesariosparagarantizarla seguridad del
público. Está dirigido al ingeniero o al funcionario de obras
que sea responsable de los documentos contractuales.
100. ¿En qué forma se entera el contratista de los requisi-
tos del reglamento?
El contratista recibe los documentos contractuales basados en
especificaciones, tales como la norma ACI 301 u otras usadas
por el ingeniero o el arquitecto del propietario y en los cuales
se incluyen los aspectos pertinentes tomados del reglamento.
El ingeniero o el arquitecto pueden pertenecer a una empresa
consultora o a un organismo estatal o federal.
5.1 Selección de las propiedades y de los
materiales
101. ¿Quién selecciona los requisitos para el concreto
aplicables a un proyecto?
Para cualquier proyecto de construcción con concreto, el in-
geniero estructurista debería indicarel nivel de resistencia del
concreto que se va a usar, el tamaño nominal máximo de los
agregados así como otraspropiedades importantes y sus nive-
les dependiendo de la vida útil y de las condiciones de exposi-
ción. A continuación se hace referencia a las propiedades
importantes.
102. ¿Porquées importante la trabajabilidaddelconcreto?
Cualquier mezcla de concreto necesita tener la trabajabilidad
suficiente para colocarse debidamente y para compactarse
con los procedimientos disponibles de tal manera que llene
completamente la cimbra y que rodee al acero de refuerzo y a
otros objetos embebidos.
103. ¿Cómo se mide y se especifica la trabajabilidad?
La medición rutinaria de la trabajabilidad es el revenimiento.
En la norma ASTM C 143 se describe la determinación del re-
venimiento. El revenimiento mínimo aceptable se selecciona
normalmente de preferencia en lugardel revenimiento alto de-
bido a una bajarelación a/mcy a cantidadespequeñas de mate-
rial cementante, lo cual es recomendable; también significa
menos probabilidades de segregación.Sin embargo, el empleo
de aditivos reductores de agua permite la preparación de con-
cretos con una baja relación almc y valores altos del reveni-
miento sin necesidad de agregar más material cementante y
agua y sin que se presente segregación. En ciertas aplicaciones
es necesario un revenimiento bajo, tales como en pavimentos
de cimbra deslizante donde el concreto retiene una cierta geo-
metría sin necesidad de cimbra. Por otro lado, un concreto de
alto revenimiento puede ser necesario donde se usen cimbras
complejas o varillas de refuerzo muy juntas entre sí. Bajo di-
chas condiciones, puede resultar importante recomendar un
concreto autocompactable (véase la pregunta 147).
104. ¿Cómo se selecciona, mide y obtiene la resistencia re-
querida?
El ingeniero estructurista selecciona la resistencia de diseño
especificada,)"' del concreto. El reglamento de construcción
(ACI 318) establece que la resistencia promedio sea mayor
que el valorf'c en proporción tal que varíe con la variabilidad
(desviación estándar) de la resistencia del concreto producida
en la planta donde el concreto se obtendrá para el proyecto
(ACI 214R). La resistencia a la compresión se determina al
someter a especimenes cilíndricos curados con el procedi-
miento estándar a compresión de conformidad con la norma
ASTM C 39. En caso de que los cilindros de prueba muestren
una baja resistencia inaceptable, en el reglamento de cons-
19

'1mcyc
trucción (ACI 318R) se describe la acción que debe tomarse.
En el caso de pavimentos, la resistencia requerida se expresa
frecuentemente como resistencia a la flexión, la cual se deter-
mina usando vigas curadas con el procedimiento estándar es-
tablecido en la norma ASTM C 78. Debido a la dificultad de
fabricar, transportar y probár las vigas y a la alta variabilidad
enel ensaye de vigas, son preferibles las resistencias a lacom-
presión para fines de aceptación una vez establecida una rela-
ción entre las resistencias a la flexión y a la compresión para
lamezclaque se vaa usar o que se estáusando (ACI330R).
105. ¿Cómo se protege el concreto contra la exposición a
ciclos de congelamiento y deshielo?
La selección agregados que sean resistentes a ciclos de con-
gelamiento y deshielo, la inclusión de aire de tal manera que
se obtenga un sistema adecuado de aire y vacíos, y la obten-
ción de una cierta madurez (del orden de 24 MPa de resisten-
cia a la compresión) le permiten al concreto resistir daños
originados por ciclos de congelación y deshielo, aun cuando
esté saturado críticamente.
106. ¿Cuáles son las precauciones contra el ataque de sul-
fatos y cuándo se necesi12:n?
El ataque de sulfatos es una reacciónya sea química o fisica, o
ambas, entre sulfatos -generalmente en el suelo o en el agua
subterránea y en el concretó o en el mortero. La reacción quí-
mica es presentemente con hidratos de aluminato de calcio en
la matriz de pasta de cemento que con frecuencia da lugar a
deterioros. En la norma ACI 20l.2R se recomiendan y en el
reglamento de construcción ACI 318 se establecen precau-
ciones para evitar daños inducidos por el ataque de sulfatos
cuando el aguaque contiene más de 150 ppm de sulfatos pue-
de entrar en contacto con el concreto. Si el contenido de sulfa-
tos está entre 150 y 1500 ppm, se deberá usar el cemento Tipo
II o equivalente; si está entre 1500 y l0,000 ppm, se deberá
usar el Tipo V o equivalente; y si es de más de 10,000 ppm, se
deberá usar el Tipo V junto con una puzolana o escoria que
tenga una resistencia conocida al ataque de sulfatos. En las
normas ACI 201.2R y ACI 318 se proporcionan mayores de-
talles, entre ellos el sulfato en el suelo y los valores máximos
de la relación a/mc. La mención de "o equivalente" se refiere
a la inclusión de puzolanas o de escoria de fundición de reco-
nocida efectividad.
107. ¿Qué precauciones se deberán tomar para resistir el
ataque de ácidos?
Las estructuras de concreto no se usan con frecuencia cuando
existe la posibilidad de que estén expuestas a ácidos fuertes.
Cuando el concreto se emplea bajo condicionesde exposición
a ácidos fuertes, generalmente se protege con una capa resis-
tente a los ácidos (ACI 515.1R). Ante el ataque de ácidos sua-
ves se deberá usar un concreto denso con una baja relación
a/mc (ACI 201.2R), y quizá agregar un cierto espesor protec-
tor. En casos donde la exposición es poco frecuente,tal vez no
haga falta un tratamiento especial.
20
108. ¿Qué acciones son necesarias para mejorar la resis-
tencia a la abrasión del concreto?
Las acciones necesarias para resistir la abrasión dependen del
tipo de estructura y de acción abrasiva que vaya a resistirse.
Para pisos de concreto, la fracción de mortero necesita ser re-
sistente a la abrasión (ACI 302.1R). La resistencia a la abra-
sión delconcreto se mide mediante diferentes procedimientos
estándar de prueba: ASTM C 4 18, ASTM C 779, ASTM C
944 y ASTM C 1138. Para pavimentos, la textura de la super-
ficie debería conservarsepara dar resistencia antiderrapantey
para el drenaje adecuado del agua superficial. Será necesaria
una baja relación a/mc y una granulometría y textura adecua-
dadel agregado. Para estructuras hidráulicas bajo el agua, con
condiciones de flujo y de transporte deacarreos, todos los ma-
teriales de construcción que se estén usando en ese momento
son dentro de un cierto grado susceptibles a la abrasión. Aun-
que el mejoramiento en los materiales debería reducir el po-
tencial de daños, éste por sí mismo no podrá resolver el
problema. Mientras no se minimicen o eliminen las condicio-
nes hidráulicas adversas que inducen los daños por abrasión y
erosión,resulta extremadamente dificil paracualquiera de los
materiales de construcción que se usan en la actualidad que se
comporten de la manera deseada (ACI 21OR). Sin embargo,
para reducir los daños potenciales se recomienda el uso de
una baja relación a/me y de agregados duros y resistentes con
el máximo tamaño práctico de partículas. El humo de sílice de
alta resistencia ha demostrado una excelente resistencia a la
abrasión bajo condiciones adversas de exposición (ACI
210.1R).
109. ¿Qué precauciones son necesarias para protección
contra expansión excesiva debida a reacciones álcali-a-
gregado?
Las reacciones álcali-agregado pueden ser ya sea del tipo ál-
cali-carbonato (ACR, por sus siglas en inglés) o álcali-sílice
(ASR, por sus siglas en inglés). En ACR la reacción ocurre
entre los álcalis (de sodio o de potasio) y ciertas rocas carbo-
natadas, sobre todo dolomita cálcica y calizas dolomíticas,
presentes en algunos agregados. En ASR, lareacción es entre
los álcalis y ciertas rocas o minerales silícicos, tales como pe-
dernal opalino, cuarzoplásticamente deformado y vidrio vol-
cánico ácido, presentes en algunos agregados. Estas
reacciones pueden dar lugar a expansiones anormales y a
agrietamiento del concreto en servicio. Si se puede evitar el
uso de agregado reactivo, no hay necesidad de tomar precau-
ciones. Para ACR, mezcle los agregados reactivos con otros
no reactivos debido a que el uso de cemento bajo en álcalis no
es una solución. Para ASR, puede ser suficiente el simple uso
de la cantidad de puzolana o de escoria que resulte apropiada
por razones económicas. En otros casos puede ser suficiente
la utilización de cemento bajo en álcalis; sin embargo, si se
dispone de una puzolana o escoria efectiva, se debería consi-
derar su uso (ACI 221 , 201.2R). Se recomienda ensayar los
materiales de laobrapara garantizar que lareactividad sepue-
de controlar adecuadamente.

110. ¿Dónde se debel.a usar un material controlado d~
baja resistencia? :
Un material controlado de baja resistencia(CLSM, por sus si-
glas en inglés) es un material cementante autoconsolidable
que se usa fundamentalme~te en rellenos como una alternati-
va a un relleno compactado (ACI 229R). Se han usado varios
términos para describir a este material, entre ellos relleno
fluido, relleno sin contracción, relleno de densidad controla-
da, mortero fluido, suelo-cemento plástico, y lodo de suelo-
cemento; sin embargo, el término correcto es material contro-
lado de baja resistencia. Si se anticipan excavaciones en el fu-
turo, la máxima resistencia a la compresión a largo plazo en
general no deberá exceder 2 MPa.
111. ¿Cuándo se usa el concreto lanzado?
El concreto lanzado es un mortero o concreto proyectado a
alta velocidad sobre una superficie. El concreto lanzado se
usaen construcciones nuevasy en reparaciones y es adecuado
para elementos curvos y delgados (ACl 506R).
5.2 Selección del proporcionamiento
112. ¿En quéconsiste el proceso de proporcionamiento de
la mezcla?
En el proporcionamiento de mezclas interviene la selección
de una combinación de materiales de las fuentes disponibles
que puedan producir de la manera más económica un concre-
to que satisfará o excederá los requisitos de las especificacio-
nes para la obra.
Es posible determinar las cantidades de ingredientes que sa-
tisfarán las demandas de cualquiera de los diferentes usos del
concreto. Sin embargo, las proporciones seleccionadas nece-
sitan servalidadas conmezclas de prueba usando los materia-
les de la obra para asegurarse de que se conseguirán las
propiedades deseadas para un concreto fresco y posterior-
mente endurecido dentro de los niveles requeridos.
Los principios y procedimientos básicos para el proporciona-
miento de mezclas de concreto aparecen en detalle en los in-
formes del Comité ACI 211.
113. ¿Cuál es el objetivo final del proporcionamiento de
los ingredientes en el concreto?
Encontrar la combinación de material cementante, agua y
agregados que satisfaga los requisitos de una estructura en
particular, de una parte de la estructura o de una serie de es-
tructuras a un costo mínimo. Un proporcionamiento correcto
debería producir concreto con las siguientes características:.
·Trabajabilidad adecuada para un adecuado mezclado, trans-
porte, colocación, compactación y acabado.
·Adecuada resistencia mecánica, resistencia a la degradación
y estabilidad dimensional para la finalidad propuesta.
osmcyc
114. ¿En que forma afectan los requisitos de colocación a
la selección de las proporciones de agregados y de mate-
rial cementante?
El tamaño y la geometría de un miembro estructural y la can-
tidad y distribución del acero de refuerzo imponen límites de-
finidos en el tamaño máximo nominal del agregado grueso y
en la consistencia y trabajabilidad del concreto. La consisten-
cia y la trabajabilidad a su vez están controladas por las canti-
dades relativas de material cementante, por la textura
superficial, tamaño, forma y granulometría de los agregados,
ypor la cantidad de agua. El uso de aire incluido afecta de ma-
nera importante a la consistencia y trabajabilidad, al igual que
la aplicación de otros aditivos químicos.
115. ¿De qué manera afecta la cantidad relativa de cada
ingrediente usado en el concreto a las propiedades del
concreto?
Cada uno de los ingredientes principales del concreto es in-
dispensable en laproducción de concreto aunque cada uno es
a su vez perjudicial para algunas de las propiedades conve-
nientes del concreto ya sea fresco o endurecido. El material
cementante y losagregados proporcionanresistencia mecáni-
ca, resistencia a la degradación y estabilidad volumétrica al
concreto. Demasiada agua puede destruir estas propiedades.
La pasta constituida por el material cementante y por agua
proporciona la trabajabilidad para el concreto. El uso de de-
masiado material cementante hace que el concreto sea menos
estable volumétricamente y antieconómico. El agua es el
constituyente más económico del concreto, pero mientras
más agua se use, menor será la calidad del concreto. Los agre-
gados son los ingredientes que ocupan el segundo lugar en
cuanto a economía de costo, pero si se usa demasiada canti-
dad de agregados se pierde la trabajabilidad del concreto. La
fracción del agregado grueso con respecto a los agregados to-
tales debería ser la máximasin que se ocasione segregaciónni
sangrado. El agregado fino debería usarse en cantidad sufi-
ciente como para proporcionar cohesión, resistir la segrega-
ción y permitir un fácil acabado. El buen concreto tiene una
cantidad suficiente de material cementante, pasta conbaja re-
lación almc, y una cantidad óptima de agregados que corres-
ponde a la máxima que se puede usar pero sin afectar
negativamente la trabajabilidad.
116. ¿Están relacionadas entre sí las proporciones de los
ingredientes para producir concreto de una cierta traba-
jabilidad?
Sí. Por ejemplo, para mantener el revenimiento conveniente,
laproporción entre el agregado fino y el grueso debería redu-
cirse a medida que se aumenta el contenido de material ce-
mentante, siempre y cuando la relación almc permanezca
inalterada. Si la cantidad de agregado grueso y de cemento se
mantienen constantes, pero se aumenta el contenido de aire,
los volúmenes de agua y de agregado fino se reducirían, con
lo cual disminuiría la relación almc para compensar parcial-
21

1
1mcyc
mente la reducción en resis$ncia debida al aumento en el
contenido de aire.
117. ¿Cuál es el enfoque básico usado en el método ACI
para el proporcionamient01de mezclas?
El proporcionamiento de la mezcla se hace en función del vo-
lumen. Se selecciona la relación a/mc con base en el reveni-
miento y en el tamaño de los agregados que se requieran. La
cantidad de agregado grueso se basa en su tamaño máximo y
en el grado general de finura del agregado fino (ACI 211.1R).
118. ¿De qué manera se afecta la selección de las propor-
ciones de la mezcla con los materiales que se van a usar y
con los requisitos de colocación?
Debido a que la resistencia y durabilidad establecen la rela-
ción a/mc requerida, la consistencia necesaria para la coloca-
ción adecuada del concreto dependerá del tamaño máximo
nominal del agregado, del tamaño del elemento y de la sepa-
ración entre varillas de refuerzo. El método y el equipo de
transporte (en botes o por bombeo) y el método de compacta-
ción (vibración interna o externa) también serán factores que
intervienen. La consistencia se puede cambiar considerable-
mente mediante el uso de aditivos químicos, sin que se pre-
senten cambios en las propiedades del concreto endurecido.
119. ¿Cuálesson los tamaños máximos nominales de agre-
gado que se recomiendan?
El tamafo nominal máximo de agregado que se puede usar no
deberá ser mayor de la quinta parte de la dimensión más an-
gosta entre los lados de la cimbra ni mayor de las tres cuartas
partes de la separación mínima libre entre las varillas de re-
fuerzo (ACI 21 1.1R, ACI 318). En losas de concreto, el tama-
ño máximo nominal no deberá ser mayor de la tercera parte
del espesor de la losa (ACI 301. 1R).
Use siempre el tamaño nominal máximo más grande disponi-
ble y pennitido. Estando fija la relación a/mc, mientras más
grande sea el tamaño nominal máximo de los agregados, me-
nor será el contenido de cemento para una consistencia dada.
En otras palabras, para un contenido de cemento dado, mien-
tras mayor sea el tamaño nominal máximo del agregado, me-
nor será la demanda de agua. Sin embargo, cuando los
requisitos de resistencia sean altos, el agregado con tamaño
nominal máximo más pequeño producirá la resistencia más
alta para una relación a/me dada (ACI 363R, ACI 211.4R;
véase también la pregunta 82)
120. Para un concreto bien curado de una edad en parti-
cular, ¿cuál es el factor único más importante que afecta a
la resistencia del concreto?
La cantidad de agua de mezclado por unidad de material ce-
mentante, es decir la relación a/mc. Existe una relación prác-
ticamente definitiva entre la relación a/mc y la resistencia
para un conjunto dado de materiales, como lo demostró por
primera vez DuffAdams en 1918. Mientras menor es la rela-
ción almc, mayor será la resistencia.
22
121. ¿Cómo se expresa la relación entre el agua y el mate-
rial cementante (a!mc)?
Seexpresa como una relación entreel peso del aguade mezclado
y el peso del material cementante; el agua de mezclado no inclu-
ye el aguaabsorbidani el agua de mezclado que vaa serabsorbi-
da por el agregado. Se deberá tomar en cuenta el agua en los
aditivos y el agua libre en los agregados cuando la omisión de
hacerlopueda tener ungranefecto en la relación a/mcactual a tal
grado que no se alcancen las propiedades especificadas.
122. ¿Qué corrección debe hacerse para tomar en cuenta
el agua absorbida y el agua superficial presente en los
agregados?
Con las cantidades de la mezcla determinadas por peso en el
caso de agregados saturados y superficialmente secos, resulta
necesario encontrar las cantidades de agregado entregadas
que proporcionarán los materiales equivalentes saturados y
superficialmente secos (SSD, por sus siglas en inglés). Si los
agregados están más secos que la condición SSD, será nece-
sario agregar más agua a la mezcla para llenar los poros per-
meables en el agregado. Si están más húmedos que la
condición SSD, el agua superficial se considera como parte
del agua de mezclado y se descuenta de la cantidad de agua
agregada a la mezcla. Estas correcciones son esenciales para
mantener constante la relación almc. Los cambios en la rela-
ción almc afectan las propiedades del concreto.
123. Al calcular la relación entre el agua y el material ce-
mentante, ¿qué atención se le debe prestar al agua que
puede llegar a perderse o que se extrae deliberadamente
del concreto entre el tiempo en que sale de la revolvedora
y su compactación final dentro de la cimbra?
Se debe tomar muy en cuentaesareducción en el contenido de
agua siempre y cuando el concreto se consolide y se termine
finalmente como una masa plástica y que el espacio ocupado
anteriorn1ente por el agua perdida se cierre. Cuando la rela-
ción almc de la pasta después de la compactación esté com-
pleta y cuando se inicie el fraguado se podrán determinar las
propiedades potenciales del concreto endurecido. La extrac-
ción de agua por parte de los forros absorbibles de la cimbra y
por succión del vacío es un ejemplo ilustrativo práctico de
este principio, pero con frecuencia no se usa.
124. ¿Cuál es el efecto de los cambios en las proporciones
de los agregados fino y grueso o de la cantidad de material
cementante en la resistencia?
La resistencia depende principalmente de la relación a/mc, in-
dependientemente de cambios en las proporciones de los
agregados o en la cantidad de cemento, siempre y cuando los
agregados estén limpios y sean estructuralmente sanos, y la
mezcla sea plástica y trabajable. Los cambios que aumentan
las proporciones de los agregados fino y grueso generalmente
también aumentan el volumen fracciona! de los agregados en
la mezcla, con lo cual se mejora la resistencia a la contracción
y en términos generales se abate el costo al reducirse el conte-

nido de la pasta de material:cementante. En general, un au-
mento en la proporción de agregado fino trae como resultado
un aumento en la demanda de agua, haciendo que se reduzca
la trabajabilidad y la resisteñcia a menos que se agregue más
agua y más material cementante para mantener la relación
almc especificada.
125. ¿Se ve afectada la permeabilidad olacontracción por
la relación entre el agua y el material cementante?
Mientras menor sea la relación a/mc, menor será el grado de in-
terconexión entre los vacíos del concreto lo cual trae como re-
sultado una menor permeabilidad. La contracción es afectada
principalmente por el contenido de agua y de pasta. Si un con-
creto con una baja relación almc también tiene un contenido
bajo de agua y de pasta, menor contracción se puede esperar.
126. ¿De qué manera afecta lacantidad de material cemen-
tante a la resistencia o a la permeabilidad del concreto?
En general, para un valor dado de contenido de agua y de reve-
nimiento, mientras más material cementante se use más rica
será la mezcla y mayor será la resistencia; sin embargo, el con-
tenidodecementoporsímismo noes unanticipo de la resisten-
cia. Es únicamente debido a que el mayor contenido de
material cementante permite una relación a/mc menor para lo-
grar la trabajabilidad necesaria por el que se tiene una relación
directa con la resistencia. E~tre dos muestras de trabajabilidad
comparable, la que tiene la menor relación a/mc presentará la
resistencia más alta, sin importar la cantidad de material ce-
mentante por unidad de volumen de concreto. También es un
hecho que entre dos mezclas con trabajabilidad comparable, y
con la misma relación almc (y portanto con la misma resisten-
cia potencial), podría existir una diferencia considerable en el
contenido de material cementante dependiendo de la granulo-
metría y de otras características de los agregados. De manera
similar,si la cantidad de material cementante da lugar a una re-
ducción de la relación a!mc, es de esperarse que se reduzca la
permeabilidad del concreto. La selección de las cantidades res-
pectivas de material cementante, agua y agregados, y sus efec-
tos en la trabajabilidad, que constituyen la esencia del
proporcionamiento de las mezclas de concreto, se tratan en las
publicaciones de la nonna ACI 211.
127. ¿Qué relación entre el agua y el material cementante
debería usarse para un trabajo en particular en el que los
requisitos de resistencia van a gobernar?
Cuando se cuenta con registros anteriores del comportamien-
to, la relación almc que ha demostrado satisfacer los requisi-
tos con un adecuado grado de seguridad es la que debería
usarse. Si no existen esos registros y se dispone de tiempo y
de materiales antes del inicio de los trabajos, sepuedeestable-
cer la relaciónentre la resistencia y almcmediantepruebas di-
rectas usando estos materiales. En las normas ACI 211 y ACI
214 se presentan lineamientos para proporcionar el concreto
y para evaluar los resultados de la resistencia, respectivamen-
te. Unavez establecida estarelación dentro de todo el interva-
o1mcyc
lo de variación de la resistencia que se va a requerir, se podrán
dosificar las mezclas de cualquier consistencia que se vaya a
necesitar a fin de emplear los agregados de la manera más
económica.
Si se especifica concreto con aire incluido en una parte del tra-
bajo o en todo, se deberá incluir en las pruebas. Además, si es
posible que se vaya a necesitar más de un tipo de cemento, por
ejemplo el cemento de alta resistencia temprana usado para fi-
nes especiales,también deberá incluirsedentro de laspruebas.
128. Si no hay tiempo suficiente para las pruebas prelimi-
nares, ¿cómo se pueden garantizar las resistencias espe-
radas?
Existen curvas promedio de la relación a!mc en función de la
resistencia, las cuales se han establecido como resultado de
muchas pruebas en varios laboratorios para una amplia gama
de materiales que cumplen con las especificaciones de la
ASTM. En la norma ACI 211.1 se proporciona la relación en-
trealmc y la resistencia para concretos con y sinaire incluido.
La relación a/me se selecciona con base en la resistenciapro-
medio requerida y no en la resistencia de diseño. La resisten-
cia promedio excede la resistencia de diseño por un margen
suficiente como para mantener la proporción de los resulta-
dos bajos de pruebadentro de los límitespermisiblesespecífi-
cos (ACI 214 y ACJ 318). Es muy recomendable que se
incluya en el presupuesto el tiempo necesario para hacer mez-
clas de prueba debido a que ésta es la única manera segura de
determinar si las propiedades deseadas se pueden alcanzar
con el proporcionamiento seleccionado para los materiales.
129. ¿Existen datos que relacionana/mc con la resistencia
a la flexión que sean tan confiables como los obtenidos
para la resistencia a la compresión?
No. La resistencia a la flexión es más sensible a las caracterís-
ticas de los agregados, especialmente la forma de las partícu-
las, la textura superficial y el contenido de humedad del
concreto. Una pequeña cantidad de secado superficial en los
especimenes de prueba de resistencia a la flexión producirá
una gran reducción en la resistencia a la flexión aparentepero
un aumento bastante pequeño en la resistencia a la compre-
sión entre especimenes de prueba comparativos. Por lo tanto,
donde el concreto vaya a ser aceptado o rechazado en función
de pruebas de resistencia a la flexión, la curva deberá selec-
cionarse del lado conservador mientras no se hagan pruebas
en la obra (véase la pregunta 104).
130. ¿Qué tolerancia debería aplicarse en el caso de la re-
sistenciacuandosevaya a usarconcretocon aireincluido?
Para un valor dado de la resistencia promedio esperada, en la
norma ACI 211.1 se recomiendauna relación a/mc sustancial-
mente menor para un concreto con aire incluido que para un
concreto sin aire incluido. Estos valores deberán usarse hasta
que la experienciacon los materiales dados indicaque sepuede
llevar a cabo un cambio dentro de la seguridad. La experiencia
23

ormcyc
ha demostrado que cuand<;> el contenido de material cemen-
tante y la consistencia se mantienen constantes, la aparente
penalización en resistencia se compensa parcial o totalmente
por la reducción en los reqúisitos de agua de mezclado, lo cual
se deriva de la mejor trabajabilidad que se obtiene con la in-
clusión de aire (ACI 212.3R). Para concretos con un conteni-
do bajo de material cementante, el aire incluido puede de
hecho traer como resultado una mayor resistencia para una
cierta trabajabilidad y un contenido de material cemcntantc
dado.
24
131. ¿Cuál es la basedel proporcionamiento para garanti-
zar que el concreto tendrá la resistencia deseada al intem-
perismo?
En la norma ACI 211.1 se presenta la relación a/mc que debe
seleccionarse para diferentes tipos de estructuras y para una
gran variedad de condiciones de exposición. Para condicio-
nes severas de exposición sólo deberá usarse concreto con
aire incluido. Donde los requisitos de resistencia indiquen
que es necesario un valor más bajo de la relación a/mc, es ob-
vio que los límites inferiores deberían gobernar.

tmcyc
Capítulo 6
Durante la construcción
6.1 Dosificación, mezclado, transporte y
colocación
132. ¿Se necesita protección personal al manejar el con-
creto?
Sí. La alcalinidad del concreto recién mezclado puede causar
serias lesiones en los ojos y en lapiel. Por lo tanto, deberá evi-
tarse el contacto directo. Cuando ocurra el contacto, se deberá
lavar inmediata y repetidamente con agua las áreas de la piel.
Si llega a caer en los ojos cualquier cantidad de material ce-
mentante, se deberán lavar con agua en abundancia de mane-
ra inmediata y repetidamente. La persona deberá recibir una
rápida atención médica.
133. ¿Cómo deben medirse los agregados y otros ingre-
dientes para obtener uniformidad en la dosificación?
Con precisión (ACI 304R). Los agregados se deberán medir
porpeso. El material cementante, cuando se surte a granel, se
deberá siempre dosificar por peso; cuando se embarca en sa-
cos, se pueden usar los sacos que no estén rotos (cadauno con
el mismo peso neto) en lugar de proporcionar por peso aun-
que las cantidades fraccionarias se deberán medirporpeso.El
agua y los aditivos líquidos se pueden medir por volumen o
por peso. Cualquiera que sea el caso, el equipo debe permitir
fácilmente el ajuste y la calibración. Para estas diferentes
operaciones se pueden conseguir dispositivos mecánicos
adaptables a una amplia gama de requerimientos.
134. ¿Cómosepuededetenninarlauniformidaddelmezclado?
Cuando el concreto contiene agregados de peso volumétrico
normal y valores típicos de contenido de aire y de revenimien-
to, las pruebas en muestras tomadas en diferentes puntos de la
descarga pueden mostrarel gradode uniformidad. Conagrega-
dos de tamaño nominal máximo arriba de 37.5 mm, puede re-
sultar necesario verificar también la uniformidaddel mortero v
de la distribucióndelagregadogrueso en toda lamezclaa partir
de muestras tomadas de diferentes puntos en la descarga. Los
criterios para el funcionamiento de las revolvedoras sepresen-
tan en la norma ASTM C 94, que también incluye una compa-
ración de pruebas de resistencia a siete días de cada muestra.
Una gran variación en el contenido de aire o en elrevenimiento
indica ya sea una secuencia inadecuada de carga de los mate-
riales en la revolvedora o un mezclado insuficiente.
135. ¿Qué factores afectan el tiempo de mezclado?
La importancia de un mezclado minucioso para el desarrollo
de resistencia y de uniformidad en toda la mezcla se ha hecho
evidente desde hace mucho tiempo.
Con una secuencia adecuada de llenado, las revolvedoras de
camión deberían mezclar adecuadamente el concreto al al-
canzarentre 70 y 100 revoluciones. Si se agregan aditivos re-
ductores de aguade alto rango a la mezcla en elsitio de la obra
paraproducir concreto fluido o de alto revenimiento, se debe-
rán agregar 30 revoluciones más de mezclado a fin de lograr
la adecuada incorporación del aditivo. El mezclado deberá
hacerse dentro del intervalo de velocidad de mezclado reco-
mendadoporel fabricante de larevolvedora, generalmente en
el ordende 12 a 18 rpm. Larevolvedoradeberá contarconuna
placa visible de capacidad nominal de fabricación fijada al
bastidor en la que se especifiquen las velocidades de mezcla-
do y de agitación. Porrazones de seguridad, no se recomienda
hacer girar la olla revolvedora a lavelocidad de mezclado con
el camión en movimiento. La velocidad de agitación durante
el recorrido después del llenado y del mezclado varía dentro
del intervalo de 2 a 4 rpm.
Un periodo excesivamente largo de mezclado después de ha-
ber logrado unacombinación adecuada de losmaterialespuede
resultar peijudicial en cualquiertipo de revolvedora.Se reduce
el revenimiento y, si se agrega agua para recuperar el reveni-
miento original, disminuirá también la resistel)cia. Si el con-
25

o1mcyc
creto se mantiene bajo un evenimiento constante mediante
un retemplado con agua, el' concreto perderá resistencia con
una rapidez de 8 a 20% por hora, dependiendo de la tempera-
tura del concreto y de la rapidez con la cual pierde su reveni-
miento. Con cierto tipo de agregados más frágiles, un
mezclado largo continuo ~n una revolvedora estacionaria
dará Jugar a una pérdida adicional de revenimiento a medida
que se van produciendo fmos adicionales debido a lapulveri-
zación de los ingredientes que tiene lugar. En el caso de revol-
vedoras montadas en camión, después de 100 revoluciones a
la velocidad de mezclado, la olla deberá girar a una velocidad
de agitación de menos de 6 rpm, yno deberá haber más agita-
ción que la necesaria a fin de evitar que se asiente la mezcla y
la dificultad de tener que reiniciar el proceso.
136. ¿Qué tiempo de mezclado se recomienda?
Para revolvedoras estacionarias con capacidad de 0.75 m3
, la
norma ASTM C 94 establece un tiempo mínimo de un minuto
después de que todos los materiales se hayan vaciado en la re-
volvedora. Pararevolvedorasdemayorcapacidad, eltiempo se
deberá aumentar 15 segundos porcada metro cúbico ofracción
de capacidad adicional. Estos tiempos de mezclado se pueden
reducir a los tiempos que sean necesarios para lograr la unifor-
midad estipulada en la prueba de comportamiento de la revol-
vedora de acuerdo a lo establecido en la norma ASTM C 94.
Las revolvedoras de camión deberán proporcionar un mez-
clado uniforme con un mínimo de 70 revoluciones y de no
más de 100 revoluciones a larapidezde mezclado establecida
por el fabricante en una placa fijada a la revolvedora de ca-
mión, mientras que el tiempo total de mezclado yde agitación
debería limitarse a 1.5 horas oa 300 revoluciones, loque ocu-
rra primero (ASTM C 94). La pulverización y la pérdida de
revenimiento pueden reducirse si la agitación es solamente
intermitente según las necesidades en vez de ser continua.
Con frecuencia,el concreto se mezcla parcialmente enuna re-
volvedora estacionaria y se descarga a una revolvedora de ca-
mión para completar el ciclo de mezclado. A esto se le llama
mezclado de contracción y puede reducir el tiempo requerido
para mezclarel concreto en comparación con el mezclado del
concreto hecho enteramente en una revolvedora de camión.
137. ¿Cómo se puede evitar la segregación del concreto
entre la revolvedora y su lugar final de colocación? · ·
Una mezcla que se proporciona de tal manera que contenga la
cantidad máxima de agregado grueso y el morterojustamente
suficiente con laconsistencia adecuada para llenar los huecos
entre las partículas del agregado grueso así como los finos su-
ficientes para minimizar elsangrado, no será propensa a la se-
gregación. Debido al vaciado de la mezcla a un cierto ángulo
con respecto a la vertical, la segregación ocurre principal-
mente en lugares donde el concreto se transfiere de un equipo
a otro, como por ejemplo de la revolvedora a la tolva, o de la
tolva a botes, bandas transportadoras, canalones o bombas, y
de éstos al punto final de descarga. Es recomendable usar de-
flectores oscilantes y canalones flexibles de descarga de Ion-
26
gitud suficiente Je tal manera que el concreto caiga
verticalmente para que el proceso de vaciado sea de remez-
clado en lugar de separación. El concreto se debe colocar en
capas del orden de 50 cm deespesoro de profundidad seguido
de vibración paraevitar separación delflujo lateral apreciable
del concreto, sobre todo cuando elrevenimiento sobrepasa de
6.5 a 7.5 cm. Si el concreto se entrega en banda transportado-
ra que apila separadamente el concreto y el agregado grueso,
se deberá usar un vibrador en el punto de descarga para man-
tener el concreto uniforme.
138. ¿Cuál es la consistencia plástica que se recomienda
generalmente para la colocación del concreto?
Enun concreto de consistenciaplástica, la pasta de material ce-
mentante es suficiente en cantidad y tiene una consistencia tal
que las partículas de agregados prácticamente están flotando
dentro de la pasta. Esto permite la incorporación completa de
todas las partículas de agregado yelimina laposibilidad debol-
sas de roca y de otros huecos grandes sin llenar. Conuna com-
pactación mecánica adecuada, el agregado se puede dejar
flotando y obtener plasticidad con unapasta más rígida que se-
ría la necesaria para lograr plasticidad con una colocación a
mano, aunque la cantidad de pasta todavía tendría que ser sufi-
ciente. En algunos usos del concreto se emplea una mezcla no
plástica. Entre ellos se incluye el concreto que se consolida me-
diante compactación con rodillo donde la mezcla típicamente
tiene un revenimiento nulo, así como varias operaciones de
precolado parafabricar elementos de mampostería de concreto
o tubos de concreto. Algunas mezclas adecuadas para tales
usos son del tipo de "tierra húmeda".
139. Si la pasta de material cementante no es suficiente en
cantidad para hacer flotar todas las partículas del agrega-
do, ¿cuál es el resultado?
El concreto es granularodesmoronable. No tiene movilidad y
no se puede moldear adecuadamente. Aun con varillado in-
tenso o con vibración mecánica, se fom1arán lugares como
panal de abeja o con huecos sin llenar.
140. Si la cantidad de pasta es suficiente, pero es demasia-
do delgada o acuosa como para hacer flotar las partículas
de agregado, ¿cuál es el resultado?
La mezcla se segregará durante el manejo y la colocación.La
pasta delgada y parte de los finos del agregado fino se separa-
rán de las partículas gruesas para formar capas de lechosidad
en la partesuperior de la masa, por debajo de las partículas de
agregado másgrandes, y dejarán un concreto heterogéneo por
debajo de la capa superior débil.
141. ¿Se puede tener demasiada pasta o mortero?
Sí,y si eso ocurre, la vibración puede ayudar a la acción de la
gravedadpara hacerqueelagregado grueso se hunday sepro-
duzca segregación. Elagregado grueso en suficiente cantidad
debería evitar que esto ocurra.

142. i,Se puede recalcar demasiado la importancia de una
consistencia adecuada duraqte la colocación?
No. Las pruebas y la experien~ia han demostrado claramente
que, para estructuras de concreto bien compactado y resisten-
te al intemperismo es esencial t:¡ue el concreto se coloque con
una consistencia cohesiva adecuada con la debida compacta-
ción. El concreto trabajable se puede colocar fácilmente y
responder bien y rápidamente a la vibración.
143. ¿Cuáles son los requisitos esenciales en cuanto a con-
sistencia?
La consistencia siempre debe ser tal que el concreto se pueda
colocar y compactar para formar una masa suficientemente
homogénea sinseparación de los ingredientes. Por economía,
el revenimiento más bajo con el cual el concreto.se pueda co-
locar adecuadamente siempre deberá usarse. Estando fija la
relación a/me, cualquieraumento enel revenimiento implica-
rá incrementos en el material cementante y en el contenido de
agua o en el contenido de aire. Sin embargo, el uso de aditivos
reductores de agua puede proporcionar la trabajabilidad ne-
cesaria sin ningún cambio en la dosificación.
144. ¿Qué intervalo de ~ariación del revenimiento se reco-
mienda para los distintos tip'os de construcción?
En la norma ACI 211.1 se recomienda el intervalo de varia-
ción del revenimiento para distintos tipos de construcción. En
los intervalos indicados se toman en cuentaJas diferencias en
las características de los agregados y de las condiciones de
colocación. La inclusión de aire permitirá generalmente me-
nores revenimientos para los mismos requisitos de coloca-
ción. El revenimiento adecuado puede variardesde cero hasta
una condición fluida.
145. ¿Cómo se coloca el concreto?
La colocación del concreto se realiza con botes, tolvas, carritos
empujados manualmente o con motor, canalones y tuberías de
descarga, bandas transportadoras, bombas (Fig. 5), tolvas con
embudo (tremie), y equipos de pavimentación (ACI 304R,
ACI 304.2R, ACI 304.3R, ACI 304.4R). Otra técnica efectiva
de colocación tanto para el morterp comopara el concreto es el
proceso de concreto lanzado, en el cual se aplican reumática-
mente capas delgadas en aquellos casos en que el uso de cim-
bras no es conveniente o es impráctico, cuando el acceso o la
ubicación dificulte la colocación, o donde no se puedan em-
plear técnicas de colado normales (ACI 506).
146. ¿Qué es el rendimiento?
El rendimiento esel volumen deconcreto fresco producido en
una mezcla y expresado en metros cúbicos. Se calcula divi-
diendo el peso total del material entre el peso volumétrico
medido del concreto recién mezclado.
o1mcyc
Fig. 5 Concreto colocado porbombeo en la cubierta de un puen·
te. (Fotografía cortesía de la PCA.)
6.2 Compactación
147. ¿Por qué se necesita la compactación?
Una masa de concreto recién colocado generalmente tiene
forma de panal de abejas, con huecos llenos de aire atrapado
que son mayores que las burbujas de aire intencionalmente
incluidas. Si se deja endurecer en esta condición, el concreto
no será uniforme, y será débil, poroso y con muy baja adhe-
rencia con el acero de refuerzo. También tendrá una aparien-
cia pobre. Es necesario compactar la mezcla si se va a querer
que tenga las propiedades normalmente deseadas y esperadas
para el concreto (ACI 309R). La compactación es el proceso
de inducir un acomodo más cerrado entre las partículas sóli-
das del concreto o del mortero recién mezclados durante la
colocación mediante la reducción de vacíos, generalmente
con vibración, centrifugación, varillado, apisonado, o alguna
combinación de estas acciones (ACI 116R).
Algunos usos del concreto no permiten un acceso adecuado
para el equipo de vibración a fin de llevar a cabo la compacta-
ción. En tales circunstancias, se puede producir un concreto
que se compacte por sí mismo. Este concreto contiene un alto
rangodeaditivos reductores de agua y fluye bajo la acción de la
gravedad. En vez de revenimiento, la medición usada para este
tipo de concreto es el flujo de revenimiento, que es eldiámetro
del tendido. Muchos concretos de alto revenimiento se verán
beneficiados con la vibración ligera para eliminar el aire atra-
pado residual, pero el concreto verdaderamente "autocompac-
table", donde casi todo el aire atrapado escapa sin presiones de
compactación, se puede fabricar cuando se necesite.
148. ¿Cómo se compacta el concreto?
El método de compactación deberá ser compatible con la
mezcla de concreto, las condiciones de colocación, lo intrica-
do de la.cimbra, y la cantidad de acero de refuerzo. En la nor-
ma ACI 309R se explican los métodos de compactación.
Parte de la compactación es debida a la gravedad, a medida
27

o1mcyc
que el concreto se deposita dentro de la cimbra. Esto es parti-
cularmente válido para m~zclas fluidas bien proporcionadas
para las cualesse requiere 1-m esfuerzo adicional de compacta-
ción más bajo. Los concretos autocompactables proporcio-
nan las propiedades nece~arias sin necesidad de un esfuerzo
adicional de compactación.
Los métodos de compactación manual se usan generalmentesólo
en la colocación de volúmenes pequeñosde concreto no estructu-
ral. Las mezclas plásticaso más fluidas sepuedencompactar me-
diante varillado. La compactación con paleta -en la cual se
introducerepetidamenteunaherramienta plana yse extraepegada
a la cimbra- se usa a veces en las superficies en contacto con la
cimbra. Sepuede usarelapisonado manual para compactar mez-
clas rígidas. El método de compactación de uso más común es la
vibración. El vibrado puede ser interno, externo, o ambos. El vi-
brado consiste en someter al concreto recién colocado a impulsos
vibratorios rápidos que licuan el mortero y que reducen drástica-
mente lafricción interna entre las partículas de agregado. Al estar
en esta condición, el concreto se asientabajo el efecto de lagrave-
dad (en ocasiones ayudado por otras fuerzas). Cuando se suspen-
de el vibrado, vuelve a aparecer la fricción (ACI 309R).
149. ¿Cómo se debería compactar el concreto para obte-
ner un llenado completo de las cimbras y alrededor del
acero de refuerzo?
El vibrado interno de alta frecuencia ha demostrado una gran
ventaja con respecto a otros métodos dentro de una amplia
gama de formas y tamaños de los miembros estructurales (ACI
309R y ACI 309.1R). Cuando se selecciona adecuadamente la
consistencia del concreto y la capacidad del vibrador para el
tipo de mezcla y dimensiones del elemento, la vibración inter-
na permitirá una compactación más completa de un concreto
de bajo contenido de agua y de bajo revenimiento que lo que
posiblementese logre usando métodos manuales. Los vibrado-
res más grandes y más poderosos que se pueden operar en un
trabajo dado generalmente producirán los mejores resultados
con la menormano de obra. Los vibradores adosados a las cim-
bras o al sistema de refuerzo se pueden usarcon provecho don-
de resulte imposible emplear vibradores por inmersiqn. No
hace falta modificar la mezcla o el rcYcnimicnto.
Con vibraciones de alta frecuencia el concreto se vuelve flui-
do, y la acción de la gravedad desplaza al mortero yal concre-
to para llenar cualquier espacio remanente a medida que se
coloca el concreto. Por lo tanto, con una colocación cuidado-
sa para evitar segregación y espesores excesivos de concreto
antes de la vibración, una vibración acuciosa llenará sólida-
mente el concreto alrededor de las varillas de acero, entre
ellas y la cimbra, y en las esquinas e irregularidades. Es mejor
tener un poco más de vibración aque ésta resulte insuficiente.
Cuando las burbujas ascendentes de aire atrapado cesen de
romper la superficie del concreto, se podrá suspender la vi-
bración. Si esta cantidad de vibración parece traerconsigo un
exceso de materiales finos hacia la superficie, es mejor redu-
cir el revenimiento en lugar de la cantidad de vibración.
28
El revibrado tan tardío como cuando el vibrador en operación
se hunda a través de las capas superiores por sí mismo resulta
benéfico para el concreto cimbrado. Además, para aumentar la
resistencia del concreto ypara mejorar la adherencia por deba-
jo de las varillas horizontales, con este procedimiento se evita
en gran medida la filtración pordebajo de los tirantes de la cim-
bra que se dejan en las paredes exteriores, se corrige el agrieta-
miento debido a asentamientos plásticos sobre las aberturas y
sobre las varillas y tomillos horizontales superiores, yse redu-
ce notablemente el número de huecos de aire superficiales
("cavidades") en la parte superior de las zonas cimbradas.
150. ¿El exceso de vibraciones producesegregación y pér-
dida del contenido de aire?
Los concreto de densidad normal que están bien proporciona-
dos y que tienen una consistencia adecuada no son fácilmente
susceptibles a la segregación producida por el exceso de vibra-
do (ACI 309). Sin embargo, una mezcla con exceso de mortero
es propensa a la segregación cuando se vibra demasiado. Una
mezcla bien proporcionada con un adecuado sistema de aire y
vacíos perderá parte de su aire durante el vibrado. El sistema
seguirá proporcionando una resistencia satisfactoria al conge-
lamiento y deshielo debido aque la pérdida de aire se tendrá en
las burbujas de gran tamaño y con ello no aumentará el factor
de separación de burbujas más allá de límites aceptables.
151. ¿Qué importancia tiene la compactación en la resis-
tencia?
La intención de la compactación es minimizar la cantidad y
tamaño de los vacíos atrapados. La eliminación de los vacíos
de aire da lugar aun aumento en la resistencia. En un concreto
adecuadamente consolidado, la cantidad de aire atrapado es
generalmente menor de 2%. La resistencia aumenta del orden
de 5% por cada 1% de aire atrapado que se elimina durante la
compactación.
6.3 Terminado y texturizado
152. ¿Cuál es la finalidad del acabado y texturizado de las
superficies de concreto?
El acabado y texturizado de las superficies proporciona un as- .
pecto estético y seguridad. Los tenninados decorativos pue-
den ser aptos en tableros y muros. Se dispone de una amplia
variedad de acabados exteriores, tales como concreto colo-
reado, agregado expuesto, pintura gráfica y acabados en elre-
cubrimiento de las cimbras (ACI 551R). Las superficies
texturizadas decorativas en la cual las cavidades forman parte
de la textura proporcionan una mejor solución a la presencia
de cavidades que las superficies formadas por un revesti-
miento constituido por una capa de mortero de estuco. Mu-
chas superficies necesitan estarlo suficientemente lisas como
para pegar mosaicos o instalar alfombras. En ciertas opera-
ciones harán falta pisos planos y nivelados para el adecuado
funcionamiento del equipo (véase la norma ACI 302.1R).
Lasa allanadoras motorizadas de acabado (Fig. 6) se pueden

Fig. 6 Allanadoras motorizadasempleadas en pisos industriales.
(Fotografía cortesía de la PCA.)
usar para obtenersuperficies densas, tersas y duras con Jn cua-
lidad de ser planas y estar a nivel.
En superficies de rodamiento, la textura proporciona resisten-
cia antidcrrapante y las características friccionantes necesa-
rias. La resistencia antiderrapante de los pavimentos se ve
afectada tanto por la "microtcxtura" como por la "macrotex-
tura" del pavimento. La,i:nicrotextura está relacionada con el
agregado fino en la fracción de mortero de la mezcla de con-
creto. La macrotextura está constituida por las estrías o ranu-
ras más profi.tndas que se pueden medir y que se forman en el
concreto plástico durante las operaciones de acabado, o que
constituyen las ranuras de poca profundidad que se cortan en
el pavimento endurecido con cabezas de corte formadas por
sierras circulares diamantadas separadas uniformemente
(ACI 325.6R).
153. ¿Cuándo se puede iniciar el proceso de acabado?
El proceso de acabado se debería iniciar tan pronto como sea
posible después de que se haya detenido el sangrado y que el
concreto haya endurecido lo suficiente como para que la su-
perficie no se cierre con el texturizado. Esto coincide típica-
mente con el momento del fraguado inicial del concreto. Se
necesita concluir el acabado antes de que llegue el momento
del fraguado final del concreto.
6.4 Curado y protección
154. ¿Qué es el curado?
El curado es la acción que se lleva a cabo para conservar las
condiciones de humedad y de temperatura en una mezcla ce-
mentante recién colocada a fin de permitir la hidratación del
cemento hidráulico y, en caso necesario, el desarrollo de las
reacciones puzolánicasde tal forma que se puedan generar las
propiedades potenciales de la mezcla (ACI 116R y ACI 308).
Lapresenciade suficientehumedadparamanteneruna hume-
dad relativa (HR) de más del 80% dentro del concreto así
o1mcyc
como temperaturas favorables arriba de los 1ooc son
condiciones necesarias para lacontinuación de las reacciones
químicas de las cuales depende el aumento en la resistencia
(ACI 308R). El control de la humedad y de la temperatura
también reduce los cambios volumétricos adversos que pue-
den dar lugar a agrietamiento en estructuras y en losas (ACI
209R y ACI 302.1R).
Durante el curado temprano, la estructura interna del concre-
to se desarrolla para proporcionar resistencia y baja permea-
bilidad. Puede ser suficiente retener la humedad dentro del
concreto (véase la pregunta 158) cuando la relación a/mc está
arriba de 0.4; sin embargo, para mezclas con relación almc
menor de 0.4, hace falta agregar agua durante el curado. En
ese tipo de concreto, el curado con agua debería iniciarse tan
pronto como sea posible, conservando el agua libre en el con-
creto para reemplazar cualquier pérdida de humedad y para
ayudar a disipar el calor.
155. ¿Quése entiende porconcreto debidamente curado?
Este término significa que el concreto fue curado de acuerdo a
las recomendaciones de los documentos contractuales o con-
forme con las normas vigentes de prácticas adecuadas, prefe-
rentemente sobre el mismo tema (ACI 308R) y, por lo tanto,
cuando el concreto endurecido ha alcanzado los niveles de
propiedades importantes que se esperaban. Resulta afortuna-
do, en algunos casos, que este resultado se obtendrá aun en el
caso en que ninguna acción se haya tomado para garantizarlo.
No se debe confiar en el autocurado a menos que se proponga
específicamente.
156. ¿Hay alguna medida que indique la terminación o el
suficiente curado?
No. El suficiente curado se puede juzgar con respecto a la re-
sistencia in situ o alguna otra propiedad cuantificable. El cu-
rado temprano inadecuado con frecuencia produce
agrietamiento por contracción plástica lo cual da lugar a una
superficie débil y mayor agrietamiento ACI 308R).
157. ¿Cuánta agua se combina con el cemento durante el
endurecimiento del concreto?
Para una hidratación completadel cemento portland, la relación
almc es del orden de 0.4 en peso. Sólo 0.2 unidades de agua en
peso se combinan químicamente con el cemento durante la hi-
dratación. El producto de la hidratación tiene del orden de 30%
de vacíosy el agua tiene que estardisponible para llenarlos,para
lo cual se requieren las otras 0.2 unidades de agua.
158. ¿Qué métodos se usan comúnmente para garantizar
suficiente humedad para el curado del concreto?
El concreto se conserva húmedo al agregarle agua mediante
inundación, rociado continuo, cubriéndoloconyute, mantas de
algodón o materiales semejantes húmedos, o mediante la re-
tención de lahumedad al cubrirlo con papel especialmentepre-
parado, polietileno u otras películas de plástico; o rociándolo
29

o1mcyc
con un compuesto líquido de curado formador de membrana.
Si se dejan las cimbras metálit as o de madera bien lubricada en
el lugar se puede conseguir una protección considerable contra
la pérdida de humedad, sobre.todo cuando las superficies supe-
riores no cimbradas del concreto se conservan saturadas con
yute húmedo, arena o mangu~ras para remojar. Se agrega agua
para sustituir a la que se ha perdido. Si no hay pérdida de agua,
no se debeagregarmás agua a menos que la relacióna/mc seade
menos de 0.4 enpeso, oa menos que la composición del cemen-
to implique la adición de agua (ACI 223R).
159. ¿De qué manera influye la temperatura enel curado?
Mientras más alta es la temperatura, más rápidamente avan-
zan las reacciones de hidratación y puzolánicas. Las pruebas
en especimenes sellados contra la pérdida de humedad mues-
tran resistencias tempranas más altas pero menores resisten-
cias a edades posteriores a medida que la temperatura se eleva
por arriba de 5°C. A temperaturas por debajo de 5°C, la rapi-
dez de hidratación se retrasa grandemente. A temperaturas de
congelamiento, se usan aditivos especiales para el desarrollo
de la resistencia. Para temperaturas entre 5° y l5°C se pueden
obtener resultados satisfactorios al prolongar el periodo de
curado en húmedo. Para especimenes decontrol de obra cura-
dos a 20°C, las temperaturas más bajas en el momento delco-
lado y durante unas cuantas horas posteriores, producen
resistencias más altas a edades entre uno y tres meses. El rápi-
do endurecimiento en las primeras horas y la acelerada rapi-
dez de desarrollo de la resistencia temprana bajo las
temperaturas más altas son perjudiciales para el desarrollo
subsiguiente de resistencia.
160. ¿Cuál es el efecto del congelamiento del concreto?
El congelamiento de un concreto recién mezclado puede ser
muy perjudicial. Puede alterar la masay mermar permanente-
mente la resistencia y la efectividad del sistema aire-vacíos.
Para evitardaños inducidos por la congelación a edades tem-
pranas, el concreto deberá protegerse contra un solo ciclo de
congelamiento hasta que se desarrolle una resistencia a la
compresión de 3.5 MPa. Si se expone a ciclos de congela-
miento y deshielo cuando todavía está saturado críticamente,
el concreto deberá protegerse hasta que su resistencia a la
compresión haya alcanzado 24 MPa (ACI 306R).
Cuando seproteja el concreto más allá del primerdía, es parti-
cularmente importante evitar que se seque el concreto. Debi-
do a su humedad absolutamente baja, el aire de invierno tiene
una gran afinidad con el agua cuando aumenta su temperatu-
ra, por lo que el concreto desprotegido se seca rápidamente en
recintos calentados.
161. ¿Qué métodos se usan para proteger al concreto con-
tra temperaturas bajas?
Los métodos varían de una simple protección con mantas al
empleo de aditivos acelerantes, elcalentamiento inicial de los
materiales, o recintos complejos con calefacción. Los méto-
dos más simples se usan cuando el clima frío llega de impro-
30
viso a una obra a punto de tenninarse o a una que se está ini-
ciando al suponer que está a punto de llegar el clima
templado. Cuando se recurre a acciones improvisadas esposi-
ble que obtengan resultados poco satisfactorios. Con opera-
ciones bien planeadas, el concreto se ha colocado con éxito en
temperaturas muy por debajo de -20°C (ACI 306R).
162. ¿Se puede confiar en el calor liberado por la hidrata-
ción del cemento como protección en climas fríos?
Sí, siempre y cuando las cimbras estén aisladas ténn;,·amen-
te, las superficies expuestas, esquinas y bordes ten~ an doble
aislamiento (ACI 306R), y la temperatura del con,·reto colo-
cado esté arriba de 10°C. De otra manera, se tendrá que apli-
car calor externamente. En grandes masas, el calor de
hidratación puede acortar el periodo durante el cualse requie-
re calorartificial aunque sigue siendo necesaria la protección
temprana en beneficio de la superficie. Las superficies del
concreto masivo deberán protegerse contra un enfriamiento
demasiado rápido ya que se puede presentarun agrietamiento
serio como resultado de un gradiente térmico demasiado
brusco entre la superficie y el interior.
163. Cuando se usan recintos calentados para proteger al
concreto recién colocado, ¿qué precauciones se deben to-
mar?
Lo más importante es manteneruna humedad alta. Cuando se
usan calefactores de combustión paragenerarcalor será nece-
saria una buena ventilación así como un amplio abasteci-
miento de humedad debido a que el bióxido de carbono hará
que la nueva superficie de concreto se vuelva carbonatada
(ACI 306R).
164. Cuando se calienta el agua y los agregados, ¿son ne-
cesarias algunas limitaciones?
La temperatura del agua no debe exceder 80°C ya que podría
presentarse un fraguado rápido alentraren contacto con elce-
mento. Ninguna porción del agregado calentado deberá estar
tan caliente como para que cause ese fraguado. La temperatu-
ra del concreto mezclado deberá estar arriba de los 10°C.
Cuando se use agua calentada a más de 80°C, podrá ser nece-
sario ajustar el orden en que se dosifican y mezclan los ingre-
dientes. Puede ser útil agregar el agua caliente y el agregado
gmeso antes que el cemento y suspender o hacer más lenta la
adición de agua mientras se dosifica el cemento y los agrega-
dos (ACI 306R).
165. ¿Son necesarias algunas limitaciones de temperatura
durante el curado el concreto en climas cálidos?
La temperatura demasiado elevada del concreto durante la
colocación puede ser desventajosa. En general se especifican
valores límite superiores para la temperatura inicial del con-
creto y para la temperatura ambiente en la cual se puede colo-
car el concreto (ACI 305R).

Si las altas temperaturas,causan una alta tasa J0 evaporación
durante el curado en húmedo, puede aparecer agrietamiento
debido a la evaporación por el enfriamiento. Con medidas
como el uso de hójas de plásticoparaprotección se pueden re-
ducir la evaporación (ACI 308R).
1
166. ¿Cuándo se usa el curado a vapor?
Para el curado a vapor se usa vapor de agua a la presión at-
mosférica o a presiones más altas. Cuando el curado es a pre-
sión atmosférica, las temperaturas del recinto oscilan
generalmente entre 40° y 70°C. El curado a vapor se usa cuan-
do se necesita desarrollar resistencia temprana y donde se re-
quiere calor para la hidratación, como en el caso de climas
fríos. En lasplantas de presfuerzo y de precolado, el vapora la
presión atmosférica proporciona altas resistencias tempranas
lo cual permite un descimbrado rápido y la reutilización de la
cimbra. Las tasas excesivas de calentamiento y de enfria-
mientopueden dar lugar a grandes cambios volumétricos per-
judiciales y deberían evitarse.
167. ¿Cómo se puede medir la eficacia del curado?
El control de humedad en el concreto recién mezclado garan-
tiza que las propiedades deseadas se van a alcanzar y que se
minimiza la posibilidad de agrietamiento por contracción
plástica. Las pérdidas dy evaporación que sobrepasan un ni-
vel crítico (0.5 kg/m2
/h) pueden causar agrietamiento antes
del fraguado inicial. Con base en lavelocidad del viento, en la
temperatura ambiente y del concreto, y en la humedad relati-
va, se puede estimar la rapidez de evaporación usando un no-
mograma que aparece en las normas ACI 308 y ACI 305R. Si
se supone que el grado de humedad es el adecuado, la resis-
tenciadel concreto en la estructura se puede estimarmediante
un índice de madurez que relaciona el tiempo y los incremen-
tos de temperatura en el concreto de campo con la resistencia
de cilindros de la misma mezcla de concreto determinada an-
tes de las operaciones de colocación (véase la pregunta 209).
Porotro lado, se pueden tomar corazones de la estructura para
asegurarse de que las propiedades especificadas se han alcan-
zado. La observación visual de la superficie de concreto po-
dría indicarsi se ha presentado agrietamiento debido a la falta
de un curado adecuado.
168. ¿Cuál es la importancia del curado en cuanto a la re-
sistencia?
El concreto puede generalmente seguir ganando resistencia
durante un largo tiempo, siempre y cuando las condiciones de
temperatura y de humedad sean favorables para la formación
del aglutinante y que esté disponible el espacio original lleno
de agua de mezclado (véase la pregunta !57) (ACI 308). Por
lo tanto, cualquier especificación que se refiera a la resisten-
cia deberá establecer específicamente o dejar implícito un
ambiente particular. El efecto de las condiciones de tempera-
tura en el desarrollo de resistencia del concreto también se in-
cluye en las normas ACI 305R y ACI 306R.
o1mcyc
169. ¿Seguirá ganando resistencia el concreto aun cuando
no esté en presencia de humedad?
No. El concreto no puede ganar resistencia excepto como re-
sultado de la hidratación continua del cemento o de la reac-
ción de la puzolana con la cal, la cual puede ocurrir
únicamente en presencia de agua. Sin embargo, el agua no se
pierde inmediatamente del concreto en condiciones ordina-
rias, y seguirá aumentando un poco la resistencia con el paso
del tiempo. La magnitud y el periodo de dicho aumento de-
penderá de la relación a/mc de la mezcla y del tamaño de los
miembros de concreto así como del grado de exposición a las
condiciones de secado. Ella Fig. 7 se ilustra la generación de
resistencia a la compresión de especimenes de concreto ex-
traídos durante el curado en húmedo a diferentes edades y ex-
puestos posteriormente al aire del laboratorio (ACI 306R). En
esta gráfica se observa que a medida que los especimenes se
secan, el desarrollo de resistencia cesa.
170. ¿Se puede restituir en el concreto la ganancia en re-
sistencia que ha cesado debido al secado a edades tempra-
nas mediante el curado en húmedo?
Sí, parcialmente, pero a cambio de cierta disminución de la
resistencia. El periodo más favorable de curado es en los pri-
meros días o semanas. El curado continuo en húmedo des-
pués de un periodo temprano de secado seguirá favoreciendo
el desarrollo de resistencia, aunque siempre existirá laposibi-
lidad de que se hayan producido daños por contracción debi-
dos al secado prematuro.
171. ¿Se pueden mejorar las propiedades del concreto
mediante el curado en otros aspectos diferentes a la resis-
tencia?
Sí. Las propiedades deseables del concreto tales como resis-
tenciaa la abrasión, resistencia a la adherencia y baja permea-
00 r---------------------------~
50
Al aire después de 7dias de curado en húmedo
En el ambiente del laboratorio todo el tiempo
10
o U........l------'----------- - - -- .....l o
o7 28 91 365
Edad para la prueba, días
Fig. 7 Resistencia en función de la edad. (Figura cortesía de la
PCA.)
31

;
1mcyc
bilidad se mejoran mediante un curado adicional. Además, se
minimizan los cambios volumétricos que pueden causar
agrietamientos (ACI 224R).'
El curado es de gran importañciaparamejorar la resistencia al
deterioro del concreto que va a estarexpuesto a~¡~los de con-
gelamiento y deshielo en condición saturada (ACI 306R).
32

1
tmcyc
Capítulo 7
Después de la construcción - evaluación,
mantenimiento y reparación
172. ¿Qué pasos hay que seguir para la reparación de es-
tructuras de concreto?
Un entendimiento básico 9e las causas que producen las defi-
ciencias en el concreto y los mecanismos de degradación
(ACI 201.2R) es esencial para ejecutar evaluaciones signifi-
cativas y reparaciones exitosas. El primer paso consiste en
evaluar las condiciones actuales de la estructura de concreto.
El procedimiento que se puede usar para evaluar las estructu-
ras de concreto antes de larehabilitación sepresenta en la nor-
ma ACI 364.1R. Se usan las observaciones visuales y otros
datos de apoyo para detenninar los mecanismos que origina-
ron el problema. Esta información se empleapara seleccionar
el método y los materiales necesarios para la reparación. En
un proyecto de reparación o de rehabilitación generalmente
intervendrá la remoción del concreto deteriorado, dañado o
defectuoso. Los lineamientos se presentan en las normas ACI
332R, ACI 546R y ACI 555R.
173. ¿Existen algunas pruebas que se puedan hacer direc-
tarltenteen la estructura para determinar si el concreto ha
desarrollado la resistencia adecuada sin el riesgo de so-
brecargar o de causar daños a la estructura?
Sí. Existen varios métodos para estimar la resistencia in situ
del concreto en construcciones existentes (véanse las pregun-
tas 203 a 208). Entre los métodos se incluye en martillo de re-
bote, la resistencia a la penetración, la extracción, el
desprendimiento por tensión, y la velocidad de pulsaciones
ultrasónicas (ACI 212.3R)."En general, estos métodos impli-
can una relación con la resistencia, la cual normalmente se es-
tablece en el caso de grandes proyectos. El método más
preciso es el de extraer corazones (núcleos) y ensayarlos de
acuerdo con la norma ASTM C 42.
174. ¿Siempre habrá necesidad de reparar el concreto
agrietado?
Las grietas en el concreto tienen muchas causas y efectos. Las
grietas pueden afectar únicamente la apariencia, o pueden ser
indicativas de importantesdeterioros estructurales o de unafal-
ta de resistencia a la degradación en el ambiente de servicio
(ACI 224.1R). Las grietas pueden representar la extensión to-
tal del daño, o pueden señalar problemas de mayor magnitud.
Su significado depende del tipo de estructuraasícomo de lana-
turaleza del agrietamiento; por ejemplo, las grietas que son
aceptables en edificios tal vez no sean permitidas en estructu-
ras de retención de agua. Las grietas en edificios de estaciona-
miento o en estructuras de puentes pueden facilitar la intrusión
de cloruros que originan la corrosión del acero de refuerzo
(ACI 345.1R y ACI 362.1R). La reparación de grietas se expli-
ca en las normas ACI 224.1R, ACI 546R y ACI 357R.
175. ¿Se usan ampliamente las resinas epóxicas en la cons-
trucción y reparación del concreto?
Las resinas epóxicas se utilizan con el concreto en forma de re-
cubrimientos, materiales de reparación, lechadas, agentes ad-
herentes, pinturas, adhesivos, morteros epóxicos, selladores,
selladores penetrantes, superficies de rodamiento, y como adi-
tivos para concreto de cemento hidráulico para fabricar con-
creto epóxico modificado con polímeros (ACI 503R).
176. ¿Se usa para reparaciones el concreto con polímeros
y el concreto modificado con polímeros?
El concreto con polímeros es un material compuesto en el
cual el agregado se aglomera entre sí dentro de una matriz
mediante un aglutinante de polímero. Los materiales
estructurales con agentes reforzadores no contienen cemento
hidratado como aglutinante, aunque se puede usar cemento
portland como agregado o rellenador. El concreto con
33

()
1mcyc
polímeros puede proporcionar un material para parchado de
curado rápido y alta resistebcia adecuado para usarse en la
reparación de estructuras de 'concreto de cemento hidráulico.
Las sobrecapas de conc.reto con polímeros pueden
proporcionar una superficie durable y resistente al desgaste
en concretos hechos con ce1i1ento hidráulico. Los concretos
modificados con polímeros, tales como el concreto
modificado con látex, se usan ampliamente para sobrecapas y
contienen fases de cemento hidratado (ACI 548.1R).
34
i

177. ¿Cualquier persona puede llevar a cabo las pruebas?
Las prueban deben ser realizadasporpersonas certificadas en
las categorías aplicables. El ACI proporciona certificación
para Supervisor de Construcciones de Concreto, Técnico de
Pruebas de Campo Nivel J, Técnico de Pruebas de Laborato-
rio Nivel I y Nivel II, Técnico en Pruebas de Resistencia del
Concreto, Técnico en Pruebas de Campo de Agregados, y
Técnico en Pruebas de Laboratorio de Agregados. Muchos
organismos estatales también proporcionan certificación en
estas áreas.
8.1 Antes de la construcción: mezclas de
prueba y muestreo
178. ¿Qué pruebas son necesarias o recomendables para
preparar una serie de mezclas de prueba y llegar a una
mezcla adecuada para un trabajo en particular?
Se debe determinar el peso volumétrico aparente, el conteni-
do de aire y la temperatura del concreto recién mezclado así
como las propiedades especificadas en estado endurecido.
Con esta información y conociendo las cantidades de cada
material usado, se deberán calcular y tabular las cantidades
corregidas dosificadas y la relación a/mc. Se pueden hacer
pruebas de revenimiento (véase la pregunta 183) y registrar
las observaciones relacionadas con la trabajabilidad- tenden-
cia a la segregación, aspereza y exceso de mortero. Con base
en las cantidades corregidas, se podrán estimar las proporcio-
nes para usarse en la segunda mezcla de prueba. Un registro
completo de todas las mezclas de prueba será muy valioso
como referencia al cambiar la mezcla para que satisfaga nue-
vas condiciones en la obra.
En el registro se deberán mostrar las cantidades reales vacia-
das en la revolvedora así como las correcciones necesarias a
o1mcyc
Capítulo 8
Ensayes
la base de agregados saturados y superficialmente secos; ade-
más, deberá incluir la relación almc corregida por agua total,
incluyendo el agua superficial introducida con los agregados
(véase la pregunta 122).
179. ¿Se pueden preparar mezclas de prueba con coladas
de tamaño natural al inicio de un trabajo?
Sí, con los mejoramientos necesarios en las mezclas subsi-
guientes. Si se empieza con una mezcla demasiado rica en
mortero, los ajustes a la trabajabilidad necesaria se pueden
hacer con menos dificultad. El mejor método es preparar co-
ladas de tamaño natural antes de dar inicio a la obra a fin de
permitir hacer los ajustes apropiados en las proporciones si
las propiedades especificadas del concreto no se obtienen en
ese momento. Si se preparan mezclas pequeñas en el labora-
torio, tal vez todavía sean necesarios pequeños ajustes a las
mezclas de campo debido a las diferencias entre las condicio-
nes de laboratorio y las de campo.
180. ¿Cómo se deben tomar muestras de concreto recién
mezclado en el campo para obtener información acerca
del concreto en la estructura?
Las muestras sedeberán tomar tan cercade punto de colocación
como sea posible. Muchas veces se obtienen en el punto de des-
carga del concreto desde la revolvedora. Se pueden especificar
otros puntos de muestreo, tales como la descarga de una bomba
de concreto. Las muestras se deberán tomar de varios puntos de
una mezcla en cantidad suficiente paraque,cuandosecombinen
entre sí, sepueda contarcon materialsobrante para el número re-
querido de especimenes. La muestra de prueba se deberá prote-
ger cuidadosamente contra pérdidas de humedad y se deberá
volver a mezclary manejar lo menos que sea posible. Un mues-
treo inadecuado da lugar a información errónea acerca de las
propiedades del concreto (ASTM C 172).
181. ¿Cómo se puede determinar el agua superficial o li-
bre que contienen los agregados?
35

1
1mcyc
El agua libre es simplemente la diferencia entre el peso de una
muestra del agregado húmedo saturado y el peso de la misma
muestra en la condición saturada y superficialmente seca. Se
pueden consultar los métodQs estándar de prueba para la hu-
medad superficial en agregados finos (ASTM C 70). Si seco-
noce la capacidad de absorción de los agregados, un método
más común para determinar la humedad superficial es me-
diante el secado del agregado (ASTM C 566).
El agua dentro de las partículas de agregado no afecta a la
mezcla ni a la relación a/mc. Sin embargo, se debe dejar una
tolerancia para el agua que será absorbida por el agregado
seco y puede llegar a ser de hasta el95% de su capacidad total
de absorción durante el periodo de mezclado. Muchas plantas
de concreto cuentan con medidores calibrados de humedad
(basados en la resistencia eléctrica o en la tecnología de mi-
croondas) con los que se monitorea continuamente la hume-
dad libre del agregado y que tienen la capacidad de ajustar
automáticamente el agua agregada para mantener el conteni-
do de agua de mezclado dentro de los límites especificados.
8.2 Durante la construcción
8.2.1 Trabajabilidad
182. ¿La prueba de revenimiento es valiosa como una me-
dida de la consistencia o de la trabajabilidad?
Sí, la prueba de revenimiento puede ser útil como indicadora
de la consistencia y, para ciertas mezclas, también puede ser
indicativa de la trabajabilidad (véase la pregunta 8). Sin em-
bargo, no sirve para medir cualquiera de estas características
ya sea separada o directamente. Se han estado usando experi-
mentalmente reómetros para medir las propiedades básicas
relacionadas con el flujo en concretos recién mezclados. No
se ha adoptado un procedimiento estándar de prueba.
183. ¿Cómo se realiza la prueba de revenimiento?
De conformidad con la norma ASTM C 143, un molde con la
fo~a de un tronco de cono se llena con el concreto recién
mezclado en tres capas, cada unade las capas siendo varillada
A
con una barra terminada en punta de bala. Una vez que se ha s
llenado el molde, el concreto se enrasa con la misma varilla y
el molde se levanta lentamente en dirección vertical. A lacan-
tidad con la cual la masa se asienta se le denomina el reveni-
miento (Fig. 8). Un revenimiento bajo indicauna consistencia
seca mientras que un revenimiento alto es representativo de
una consistencia húmeda.
184.P. ¿Por qué la prueba de revenimiento no es una me-
dida absoluta de la consistencia o de la trabajabilidad?
No se establece la diferencia entre mezclas de carácter dife-
rente. Por ejemplo, una mezcla gruesa áspera y una con un
alto contenido de agregado fino que tengan el mismo reveni-
miento no se puede decir que posean la misma consistencia.
Esto es todavía más válido en el caso de la trabajabilidad. Sin
embargo, en concretos con aire incluido, con su mayor plasti-
36
cidad y cohesión intrínsecas, el revenimiento es una mejor
medida tanto para consistencia como para trabajabilidad.
185. ¿Cuándo resulta útil la prueba de revenimiento para
detectar cambios en el concreto?
Cuando los agregados y el contenido de cemento permanecen
inalterados, la prueba de revenimiento proporciona una bue-
na medidade los cambios en consistencia. Endonde los mate-
riales se puedan medir con precisión, un cambio del
revenimiento a medida que avanza el trabajo es indicativo ya
sea de una modificación en la granulometría de los agregados
o de un cambio en el contenido de agua o en el contenido de
aire del concreto. La pruebade revenimiento bajo estas condi-
cionespuede constituir una buena base de control. Sin embar-
go, el empleo de aditivos reductores de agua dificulta la
determinación de si los cambios en la consistencia se deben a
una modificación en el contenido de agua de mezclado o a los
efectos del aditivo.
186. ¿En qué casos la prueba de revenimiento proporcio-
na una indicación útil de la trabajabilidad?
Si se ha especificado que las mezclas poseen la trabajabilidad
adecuada para una estructura dada, entonces los cambios en
revenimiento se pueden considerar como indicativos de los
Fig. 8 Prueba de revenimiento; un revenimiento bajo se
muestra en la Figura 8(a). (Fotografías cortesía de la PCA.)

cambios correspondiente~ en trabajabilidad, siempre y cuan-
do no se altere la dosificación del aditivo (ACI 211.3R,
ASTM C 1170). .
187. ¿Qué prueba está disponible para evaluar el compor-
tamiento del concreto con cero revenimiento conforme se
vibra?
La prueba Vebe es la más accesible para evaluar el comporta-
miento del concreto sin revenimiento a medida que se va vi-
brando (ACI 211.3R, ASTM C 1170). En la prueba Vebe se
mide la consistenciaen función del tiempo necesariopara que
se pueda compactaruna cierta masa de concreto mediante vi-
bración en un molde de forma cilíndrica (ASTM C 1170).
8.2.2 Contenido de aire
188. ¿Cómo se determina el contenido de aire en el concre-
to recién mezclado?
En la ASTM se identifican tres métodos:
(1) El método gravimétrico (ASTM C 138) en el cual el
contenido de aire se determina al restar la suma de
los volúmenes absolutos de los ingredientes en una
mezcla del volumen medido del concreto mezclado
calculado a partir de su peso volumétrico.
(2) El método volumétrico (ASTM C 173)en el cual el aire
se extrae del concreto mediante agitación en un reci-
piente cerrado lleno de agua y el aire se mide por el
abatimiento del nivel del agua.
(3) El método de presión (ASTM C 231) en el cual se en-
cuentra la cantidad de aire a partir del cambio en vo-
lumen del concreto sometido a una presión
conocida.
Los dos últimos procedimientos tienen ciertas ventajas
con respecto al método gravimétrico. Cuando se ensaya
un concreto con agregados de bajo peso volumétrico, el
método de presión no se puede usar debido al aire que lle-
na los poros del agregado, por lo que se aplica el método
volumétrico.
189. ¿Es la densidad un buen indicador el contenido de
aire?
Sí. Las pruebas de densidad en un concreto recién mezcla-
do proporcionan información acerca del nivel de contenido
de aire (ASTM C 138). Debido a que el contenido de aire
tiene un efecto importante sobre las propiedades del con-
creto, las pruebas de densidad proporcionan información
adicional útil para las mediciones del contenido de aire.
8.2.3 Temperatura
190. ¿Cómo se mide la temperatura del concreto?
La norma ASTM C 1064 es el método estándar de prueba
para medir la temperatura del concreto recién mezclado. La
temperatura se lee con un dispositivo medidorde temperatura
introducido en el concreto. La temperatura afecta la rapidez
de hidratación.
()
1mcyc
8.3 Después de la construcción
8.3.1 Resistencia
191. ¿Cuáles son las condiciones de prueba que afectan a
los resultados de las pruebas de resistencia a la compre-
sión del concreto?
Los principales factores que influyen ella resistencia medida
de un espécimen de concreto son los siguientes:
• Selección del tamaño y geometría del espécimen.
• Extracción de la muestra (ASTM C 172).
• Preparación del espécimen (ASTM C 31 o C 192).
• Manejo y transporte del espécimen (ASTM C 31).
• Curado del espécimen (ASTM C 31 o C 192)
• Preparación de los extremos del espécimen (ASTM C 617,
ASTM C 1231).
• Conservación de las condiciones de humedad del espéci-
men (ASTM C 31 oC 192).
• Seleccióndeltipoy tamaño del bloque deapoyo(ASTMC 39).
• Colocación del espécimen en la máquina de prueba para
aplicar cargas concéntricas (ASTM C 39).
• Seleccióndelavelocidaddeaplicaciónde lacarga(ASTMC39).
• Cálculo de la resistencia a partir del área real medida de la
sección transversal (ACI 214, ASTM C 39).
192. ¿Es correcto que el método de moldeo afecta a los re-
sultados de la prueba?
Sí. A menos que los especimenes se moldeen correctamente,
los resultados que se obtengan serán erráticos. El concreto se
deberá colocar dentro del molde en capas; luego, cada capa se
deberá varillar o vibrar si el revenimiento es de 25 mm o ma-
yor, y se vibrará si el revenimiento es menor de 25 mm. El
molde se deberá sujetar firmemente en posición vertical du-
rante el llenado y se apoyará sobre una placa de base que real-
mente constituyaun plano horizontal. Se deberáevitar la fuga
de agua del concreto moldeado. Véanse en las normas ASTM
C 31 y ASTMC 192los lineamientospara la fabricación y cu-
rado de los especímenes de prueba en el campo y en el labora-
torio, respectivamente.
193. ¿Qué tamaño y forma del espécimen son los que se re-
comiendan?
En Norteamérica, el espécimen estándar es un cilindro con
una altura del doble de su diámetro. El diámetro deberá ser
cuando menos tres veces más grande que el tamaño máximo
nominal del agregado grueso. En los Estados Unidos, los ci-
lindros de uso más común son de 150 mm por 300 mm o de
37

o1mcyc
152 mm por 305 mm. El empleo de cilindros de 100x200 mm
o de 102x203 mm va en aulnento. Las resistencias promedio
obtenidas para cualquiera ae los tamaños se ha encontrado
que son·prácticamente iguales; sin embargo, es de esperar una
mayor variabilidad cuando se use el tamaño más pequeño de
especímenes. En general, ~1 promedio de dos especímenes
grandes o de tres pequeños es el que se usa como valor de
prueba. En Europa se recurre a cubos, y las resistencias medi-
das son más altas que para cilindros probados con el mismo
concreto.
194. ¿Qué irregularidades deben evitarse en los especíme-
nes de prueba?
Se deberán evitar los extremos irregulares, sobre todo los ex-
tremos convexos, los extremos no paralelos, o los extremos
que no sean perpendiculares al eje del cilindro (ASTM C 39).
Una convexidad de 0.25 mm en el cabezal del extremo reduce
la resistencia del orden del25%. Los extremos fuera de para-
lelismo en más de 6 mm disminuirán la resistencia a pesar de
que se use un bloque semiesférico de apoyo. Las suposiciones
incorrectas acerca del diámetro traen como resultado áreas
extremas erróneas que se usan en los cálculos. Se obtendrán
resistencias bajas producto de la alteración física de los espe-
címenes después de moldeados, como es el caso en que los
especímenes antes del fraguado se sacudan por el paso de un
tren. Con la inserción de una cama de hule-espuma entre la
madera laminada sobre la que descansaban los cilindros y el
terreno se pudo resolver el problema.
195. ¿Son los resultados de una prueba más altos en un es-
pécimen húmedo que en uno seco?
Los resultados de una prueba de compresión no son más altos
en un espécimen húmedo, pero sí lo son enuna prueba a la fle-
xión. Si se seca el espécimenjusto antes de ejecutar la prueba
se tendrá un ligero aumento de la resistencia a la compresión y
un marcado descenso de la resistencia a la flexión. El secado
parcial o superficial de los especímenes para pruebas a la fle-
xión coloca a las fibras exteriores en un estado de tensión aun
antes de aplicar la carga, con lo cual se reduce la resistencia
medida.
196. ¿Quémétodos de cabeceo se recomiendan para los es-
pccímenes ensayados a compresión?
Todas las nonnas ASTM que controlan el cabeceo, es decir
las e39' e 617 y e 123 1' han sido revisadas para adecuarse
mejor a la preparación de los extremos, sobre todo en el caso
de concretos de altaresistencia. Es muy común usar un morte-
ro de azufre para el cabeceo. Las revisiones establecen varios
requisitos adicionales para el uso de materiales azufrosos
para cabeceo en las pruebas de concretos con resistencias
arriba de 50 MPa:
• Si el material de cabeceo no tiene resistencias en especíme-
nes cúbicos que sean cuando menos tan altas como la del
concreto ensayado, un programa de pruebas de calificación
porparte del fabricante debe demostrarsucomportamiento.
38
• El espesor máximo de cabeceo se reduce de 6 a 3 mm.
• Los cabezales deben envejecer un mínimo de 16 h en lugar
de 2 h.
Otro sistema que se usa frecuentemente para cabeceares el mé-
todo ASTM C 1231 para cabezales no adheridos en el que se
usa una almohadilla elastomérica sujetadaporunanillo metáli-
co. Esta prácticapermite el uso de cabezales no adheridos para
resistencias hasta de 50 MPa sin que se necesiten pruebas de
calificación. Para resistencias del concreto de entre 50 y 80
MPa el número de usos de un mismo elemento está limitado a
50 p:Uebas en vezde 100, y el usuarioo el fabricante debe reali-
zaruna prueba de calificación para demostrar que las resisten-
cias no se reducen en más del 2%. Los cabezales no adheridos
no se permiten para resistencias arriba de 80 MPa debido a que
no hay suficientes datos acerca de su comportamiento concon-
cretos de más de 80 MPa de resistencia.
Los materiales para cabeceo hechos a base de cemento de
yeso de alta resistencia o de cemento portland puro son en ge-
neral aceptables para cabeceo, pero rara vez se usan. El esme-
rilado para producir extremos planos ha sido el método
preferido por algunos laboratorios para ensayes de concreto
de alta resistencia; sin embargo, las investigaciones recientes
muestran comparaciones aceptables con extremos esmerila-
dos para resistencias del concreto de hasta 117 MPa cuando
los cabezales de azufre tienen menos de 3 mm de espesory los
cilindros se cabecean siete días antes de la prueba.
197. ¿Por quése necesita un bloque de apoyo de asiento es-
férico para el ensaye de cilindros?
Es necesario un bloque de apoyo con asiento esférico para ga-
rantizar la aplicación de cargas concéntricas en el extremo del
espécimen debido a que no todos los especímenes tienen sus
caras perfectamente paralelas entre sí aun con el cabeceo.
198. ¿Qué procedimiento debe seguirse para el curado es-
tándar de especímenes sujetos a pruebas de resistencia?
La ASTM proporciona prácticas estándar separadas para la
preparación y curado de especímenes de concreto en el cam-
po (ASTM C 31) y en el laboratorio (ASTM C 192). En el
campo, los especímenes deben mantenerse en los moldes a
una temperatura de entre 16° y zrc durante un periodo de
hasta 48 h, para luego extraerlos de los moldes y almacenarlos
en condiciones húmedas a 23°±2°C hasta que se vayan a pro-
bar. Para especímenescolados en el laboratorio, el curado es a
23°±2°C desde el momento del moldeado hasta la prueba. En
la norma ASTM C 31 también se recomienda un procedi-
miento de curado en el campo cuya intención es usarse cuan-
do la resistencia del concreto en la estructura va a ser
estimada. En este caso, los especímenes se almacenan en la
estructura o sobre ésta y se exponen al mismo medio ambiente
que el de la estructura. En el reglamento ACI 318 sepresentan
los niveles aceptables de resistencia para el concreto debida-
mente curado en el campo.

199. ¿El almacenamientQ de los especímenes en la estruc-
tura es siempre un proc~dimiento satisfactorio para esti-
mar la resistencia en el lugar?
No. El curado de concreto en una masa grande es probable que
seamucho mejorqueenespecímenes de prueba pequeñosy los
resultados de esas pruebas en especímenes curados en el cam-
po pueden dar lugar a confusión. Aun cuando se ejerza el ma-
yor cuidado durante el almacenamiento y protección de los
especímenes en contacto con la masa de concreto que ellos tra-
tan de representar, la incertidumbre es considerable - sobre
todoenobras enclimas fríos donde el procedimiento seusa con
mayor frecuencia. Se cuenta con métodos de curado con tem-
peraturas coincidentes en los cuales la temperatura del espéci-
men se ajusta a la de la estructura, los cuales proporcionan
resultados satisfactorios. En el ACI 363 se recomienda este
método para estructuras de alta resistencia. También se hausa-
do en aplicaciones de concreto masivo.
200. ¿Se usa alguna vez la extracción de corazones o de
otros especímenes elaborados directamente de una es-
tructura terminada para la determinación de la resisten-
cia del concreto?
Sí, Este es un procedimiento ampliamente aceptado tanto
para control de rutina como para investigaciones especiales
en las que la condición de una estructura está en entredicho
(ACI 318).
201. ¿Tiene la resistencia del corazón que ser igual a la re-
sistencia especificadaf'c?
No. De acuerdo con el Reglamentode Construcción ACI 318,
el concreto en un área representada por pruebas en corazones
se debe considerar estructuralmente adecuada si el promedio
de tres corazones es igual cuando menos a185% def'c y si en
ninguno de los corazones es menor del 75% def'c·
202. ¿Se emplean alguna vez pruebas de carga en estruc-
turas terminadas?
Sí. Éste hasidoun procedimiento aceptado desde hace mucho
tiempo para el caso de estructuras en que se propongan nue-
vos tipos de construcción o métodos de diseño. Este procedi-
miento también se usa para resolver el aspecto de idoneidad
de una estructura cuando los cilindros y los corazones sugie-
ren que la resistencia es menor que la esperada o cuando una
estructura se considera para un nuevo uso en el cual cargas
más altas que las previstas por el diseño pueden estar presen-
tes. El procedimiento de pruebas de carga y los criterios de
aceptación se incluyen en el ACI 318. ln(ormación adicional
se puede encontrar en el ACI 437R.
203. ¿Cómo se miden las propiedades del concreto en la
estructura?
Es común ejecutar pruebas en el lugar del concreto dentro
de una estructura para medir las propiedades del concreto
o1mcyc
en la estructura. La aplicación principal de las pruebas en el
lugar es para estimar la resistencia a la compresión del con-
creto ya sea durante la construcción, de manera tal que las
operaciones se puedan ejecutar con seguridad o que los
procedimientos de curado se puedan concluir, o durante la
evaluación de estructuras terminadas. Los métodos para
estimar la resistencia a la compresión en el lugar se presen-
tan en el ACI 228.1 R y entre ellos se incluye el martillo de
rebote, la resistencia a la penetración, la extracción, el des-
prendimiento por tensión, la velocidad de pulsaciones ul-
trasónicas, la madurez, y los cilindros colados en el Jugar.
Con estas pruebas no se altera el concreto y pueden causar
sólo daños mínimos al concreto en el punto de prueba.
Otros métodos para medir las características diferentes a la
resistencia se comentan en el ACI 228.2R, entre ellos la
inspección visual, los métodos de ondas de esfuerzo, los
métodos nucleares, los métodos de penetrabilidad (absor-
ción, y permeabilidad al aire y al agua), métodos magnéti-
cos y eléctricos, termografía infrarroj a y radar de
penetración terrestre. Para algunos métodos de penetrabili-
dad se necesitará perforar un barreno pequeño, lo que oca-
siona un daño mínimo.
204. ¿Cuáles son las pruebas de velocidad de pulsaciones
ultrasónicas y de pulsaciones reflejadas?
La prueba de velocidad de pulsaciones ultrasónicas, que se
describe en la norma ASTM C 597, consiste en medirel tiem-
po que se tomauna pulsación de energía vibratoria para viajar
a través de un elemento de concreto. La energía vibratoria se
introduce en el concreto mediante un transductor transmisor,
que está acopladoa unasuperficie. La pulsación viaja a través
del miembro y se detecta en el transductor receptor, que está
acoplado en la superficie opuesta. La longitud de la trayecto-
ria directa entre los transductores se divide entre el tiempo de
recorrido para obtener la velocidad de la pulsación a través
del concreto.
En la técnica de pulsaciones reflejadas también interviene la
medición del tiempode tránsito de una pulsación deenergíavi-
bratoria. A diferencia del método de velocidad de pulsaciones,
en este caso el pulso es generado y recibido en la misma super-
ficie (ACI 228.2R, ACI 437R). Esto resulta posible debido a
que la pulsación se refleja en la frontera opuesta del miembro.
Si la pulsación es generada por el impacto en un punto en lugar
de ser una pulsación producida por un transductor, se conoce
como el método de ondas reflejadas por impacto (ACI
228.2R). El método de ondas reflejadas por impacto se puede
usar paramedirel espesordel miembro (ASTM C 1383) o para
localizar defectos internos (ACI 228.2R).
205. ¿Se relaciona la velocidad de la pulsación con la resis-
tencia?
R. La velocidad de las pulsaciones aumenta a medida que se
incrementa el módulo de elasticidad del concreto, al igual que
sucede con la resistencia a la compresión. Por lo tanto, se pue-
39

o1mcyc
de usar para estimar la resistencia siempre y cuando se haya
establecido la relación entr~ la velocidad de las pulsaciones y
la resistencia para el concreto particular en cuestión.
206. ¿Quéotros usos existen paralavelocidad de pulsación?
1
Una velocidad decreciente de las pulsaciones será indicativa
de un menor módulo de elasticidady por lo tanto es un indica-
dor de deterioro. Es también un indicador de agrietami~nto;
las señales débiles de pulsaciones en el receptor indican una
trayectoria interrumpida entre los transductores. Se debe te-
ner cuidado porque una velocidad baja se puede deber a cau-
sas diferentes a las de un cambio en lapropiedad del material,
como puede ser una longitud inexacta de la trayectoria al cal-
cular la velocidad.
207. ¿Cuál es la definición de las pruebas de rebote, resis-
tencia a la penetración, extracción y desprendimiento por
tensión?
Una prueba de rebote consiste en golpear la superficie del
concreto con una varilla de acero mediante una masa o un
martillo accionados por resorte. (ACI 228.1R, ASTM C
805). Con el instrumento se mide la cantidad de rebote del
martillo. En la técnica de resistencia a la penetración uno
mide la profundidad de penetración de una varilla (sonda)
o de una aguja que se introduce en el concreto endurecido
mediante una unidad de hincado (ACI 228.1R, ASTM C
803). Con la prueba de extracción se mide la fuerza máxi-
ma necesaria para sacar un inserto metálico ahogado en un
espécimen de concreto o en una estructura. Los insertos se
cuelan ya sea en el concreto fresco o se instalan posterior-
mente en el concreto endurecido (ASTM C 900). En la
prueba de desprendimiento por tensión se mide la fuerza
necesaria para romper un núcleo cilíndrico extraído de una
masa más grande de concreto (ASTM C 1150). Para cons-
trucciones nuevas, el núcleo está formado por una camisa
de plástico introducida en la superficie del concreto fresco,
y para el concreto endurecido se forma usando una broca
especial recuperadora de muestras.
208. ¿Por qué se usan estas pruebas como "estimadores"
de la resistencia del concreto?
No existen relaciones teóricas entre la resistencia a la com-
presión y, ya sea, el número de rebote o la resistencia a la pe-
netración. Se ha encontrado empíricamente que a medida que
aumenta la resistencia del concreto, la magnitud del rebote se
incrementará y la cantidad de penetración disminuirá. Cual-
quiera de estas pruebas se puede usar para estimar la resisten-
cia a la compresión con un grado suficiente de precisión,
siempre y cuando se hayan determinado previamente las rela-
ciones en función de la resistencia para el concreto particular
en cuestión. Para el caso de concreto de igual resistencia a la
compresión, la magnitud del rebote o la cantidad de penetra-
ción se verán afectadas por el contenido de humedad del con-
creto, el tipo y tamaño nominal máximo del agregado, la
edad, y las condiciones que contribuyen a la dureza de la su-
perficie. Aunque la resistencia a la extracción y la resistencia
al desprendimiento están relacionadas directamente con la re-
40
sistencia del concreto, no existen relaciones teóricas acepta-
bles. Por lo tanto, las pruebas de extracción o de desprendi-
miento por tensión también implican relaciones empíricas
preestablecidas con la resistencia. Ninguna de estas pruebas
es un sustituto de las pruebas en cilindros de control o en cora-
zones extraídos de la estructura. En el ACI 228.1 R se inclu-
yen lineamientos para el uso adecuado de estos métodos de
prueba indirectos para estimar la resistencia a la compresión
en el lugar.
209. ¿Cómo se estima la resistencia mediante el método de
la madurez?
El método de la madurez es una técnica para estimar la resis-
tencia en el lugar al tomar en cuenta los efectos de temperatura
y de tiempo de desarrollo de la resistencia. La historia ténnica
del concreto y una función de madurezse usan para calcularun
índice de madurez que permite cuantificar los efectos combi-
nados de tiempo y de temperatura (ACI 228.1 R, ASTM C
1074). La resistencia de una mezcla específica de concreto se
expresa como una función de su índice de madurez mediante
una relación entre laresistencia y la madurezestablecidaempí-
ricamente. El índice de madurez medido en el lugar se usa en-
tonces para estimar la resistencia en el lugar a partir de la
relación establecida en función de la resistencia.
8.3.2 Resistencia a la abrasión
210. ¿Cómo se determina el contenido de aire del concreto
endurecido?
Las muestras de concreto endurecido en forma de cilindros o
de corazones se pueden rectificar(esmerilado 1iso pero no puli-
do) y someter a un examen microscópico para determinar el
contenido de aire total. El factor de separación determinado in-
dica la distancia promedio de un punto en la pasta de cemento a
uno de los vacíos de aire, mientras que la superficie específica
indica el tamaño promedio de los vacíos (ASTM C 457).
211. ¿Cómo se determina la resistencia al congelamiento y
deshielo?
La resistencia a ciclos de congelamiento y deshielo se deter-
mina a partir de las normas ASTM C 666, ASTM C 671 y
ASTM C 682. La resistencia a la escamación se determina
con la norma ASTM C 672.
212. ¿Cómo se determina la permeabilidad del concreto?
Con dificultady en general de manera indirecta, las indicacio-
nes de la permeabilidad del concreto se determinan mediante
pruebas de permeabilidad al aire y al agua (ACJ 228.2R); o
mediante pruebas de inundación (AASHTO T 259); o con la
prueba rápida de penetración de cloruros (AASHTO T 277 o
ASTM C 1202).
213. ¿Cómo se determina la resistencia a los sulfatos?
La resistencia a los sulfatos sepuede determinara partir de las
normas ASTM C 452 y ASTM C 1O12. Con la norma ASTM
C 1O12 se estima la resistencia a los sulfatos de concretos y de

morteros hechos con ¡::emento portland, con mezclas de ce-
mento portland con puzolanas o escoria, y con cementos hi-
dráulicos mezclados. La norma ASTM C 452 es adecuada
para evaluar únicamente cementos portland.
214. ¿Cómo se determina la resistencia a la reacción álca-
li-agregado?
La reactividad álcali-carbonato se puede determinar con la
nonna ASTM C 586 y la reactividad álcali-sílice a partir de
las normas ASTM C 227, ASTM C 441, ASTM C 1260 y
ASTM 1293. Consulte en la norma ACI 221.1R y en el apén-
dice de la norma ASTM C 33 unadiscusión acercade estas di-
ferentes pruebas.
215. ¿Cómo se determina la resistencia a la abrasión del
concreto?
1mcyc
La resistencia a la abrasión se puede determinar conforme a
las normas ASTM C 418, ASTM C 779, ASTM C 944 y
ASTM C 1138.
8.3.3 Estabilidad volumétrica
216. ¿Cómo se puede determinar la contracción del con-
creto?
Para minimizar el agrietamiento en elementos y el ondulado
de las losas, se recomienda ejecutar la prueba de contracción
del concreto (ACI 209R, ACI 302.1R). La prueba de uso más
común está regida por la norma ASTM C !57 y en ella se
mide el cambio en longitud de las vigas. Además, existe una
prueba en anillos en la que se mide el tiempo para alcanzar el
agrietamiento cuando el concreto está confinadoporun anillo
de acero (AASHTO PP34-98). Estos métodos no son
indicativos de la contracción real de la estructura debido a los
efectos de tamaño, restricción y condiciones de exposición
(véase la norma ACI 209R).
41

Nota: Se hace referencia al número de la pregunta
Absorción (abs01ption): P. 181
Acelerantes (accelerating): P. 88, 97
Ácido (acid): P. 107, 109
Aditivo retardante (retdrding admixture): P. 88
Aditivos (admixtures): P. 85-97
Agregado fino (fine aggregate): P. 1, 69-71, 115, 124
Agregadogrueso (coarseaggregate):P.!, 69-71, 115-117, 124
Agregados (aggregates):P.l9, 69-84,78, 80, 81, 83, 84,1 15, 133
Agua (water): P. 68
Aguade mezclado (mixingwater): P. 57, 68, 120,121, 122, 181
Agua superficial (surface water): P. 122, 178, 181
Agua, superficial o libre (water, suiface orfree): P. 181
Aire, tolerancia para (air, tolerancefor): P. 19, 20
Almacenamiento (storing): P. 199
Antes de la construcción (preconstruction)
Artificiales (artificial): P. 66
Bloque de apoyo (bearing block): P. 191, 194, 197
Cabeceo (capping): P. 196
Calor de hidratación (heat ofhydration): P. 15, 35, 93, 162
Cemento caliente (hot cement): P. 45
Cemento expansivo (expansive cement): P. 67
Cemento hidráulico mezclado (blended hydraulic cement):
P. 1, 2, 39, 53, 66,213
-1mcyc
,
lndice de preguntas
Cemento hidráulico mezclado (blended hydraulic cement):
P.l,39,53,66,213
Cemento portland(portlandcement):P. 1,34-39,43,46,48, 157
Ceniza volante (jly ash): P. 1, 51, 52, 57, 61, 63,64
Clínker (clinker): P. 34, 35, 38, 40-44, 46, 66
Cloruro (chloride): P. 6, 31, 32,97
Colocación (placing): P. 114, 118, 137, 138, 142, 145
Colocación del concreto (placingconcrete):P. 114, 118, 137,
138, 142, 145
Colocación del concreto en clima caluroso (hot weather con-
creting): P. 45, 88, 165
Colocación del concreto en clima frío (cold weather concre-
ting): P. 88, 93, 161, 162, 166
Compactación (consolida/ion): P. 123, 147-149, 151
Concreto autoconsolidable (self-conso/idating concrete): P.
103, 110, 147
Concreto con polímeros (polymer concrete): P. 176
Concreto lanzado (shotcrete): P. 111, 145
Concreto modificado con polímeros (polymer modified con-
crete): P. 175, 176
Concreto reforzado (reinforced concrete): P. 28-32
Concreto sin revenimiento (no-s/ump concrete): P. 187
Condición de humedad (moisture condition): P. 195
Condición del espécimen (specimen condition): P.l 93-196
Congelamiento y deshielo (freezing andthawing):P. 2 1, 59,
105, 150, 160,211
Consistencia (consistency): P. 8, 138, 142, 143, 182-185, 187
Construcción (construction)
Contenido de álcalis del cemento (alka/i content ofcement):
P. 75, 109, 132
43

~~--------------
Contenido de humedad (moi~ture content): P. 70, 129, 208
'
Contenido de material cementante (cementitious material
content): P. 82, 93, 126
Contracción (shrinkage): P. 84, 89, 93, 96, 125, 216
r
Contracción plástica (plastic shrinkage): p. 94, 156, 167
Controladores del fraguado (set controlling): P. 88
Corazones (cores): P. 200,201
Curado (curing): P. 5, 19, 73, 154-156, 158, 159, 165-171,
198, 199
Dosificación (batching): P. 70, 92, 133
Durabilidad (durability): P. 3-5, 26, 76, 77
Endurecido (hardened): P. 6, 104-106
Endurecimiento (hardening): P. 2, 11, 15, 157
Ensaye del concreto (testing ofconcrete): P. 173, 177, 178,
200,203,207,208
Escoria molida (ground s/ag): P. 49, 50
Especificacionesparacementos(specificationsforcements): P. 35
Espécimen (specimen)
Especímenes de prueba (test specimens): P. 191-199
Estabilidad volumétrica (volume stability): P. 78, 115, 216
Estructuras (structures): P. 202
Evaluación (evaluation): P. 172, 203
Fabricación del cemento (manufacture ofcement): P. 37-39,
42,46
Factores que afectan a la resistencia (jactors affecting
strength): P. 19-20, 191
Faltadesanidad en el cemento (unsoundness in cement): P. 43
Fases del cemento (phases ofcement): P. 2, 34, 40, 42
Fibras (flbers): P. 98
Finura del cemento (flneness, cement): P. 39, 41, 46, 48
Forma(shape): P.78, 80,193,194
Fraguado de la pasta de cemento o del concreto (setting ofce-
ment paste or concrete): P. 10-13
Fraguado falso (jalse set): P. 14, 44
Fraguado rápido (jlash set): P. 14, 164
Fresco (jresh): P. 9, 102, 103, 146, 182
44
Granulometría del agregado (grading ofaggregate): P. 71,
78, 81, 114, 185
Humedad superficial (surface moisture): P. 181
Humo de sílice (silicafume): P. 1, 51, 57, 60,65
Inclusión de aire (air inclusion): P. 9, 21, 22, 114, 130, 144
Inclusores de aire (air-entraining): P. 86, 91
Irregularidades (irregularities): P. 149, 194
Juntas, efecto en la durabilidad (joints, effect on durability):
P. 5,26
Mantenimiento (maintenance): P. 172-176
Material cementante (cementitious material): P. 34-67, 115
Material controlado de baja resistencia (controlled low-
strength material): P. 11O
Método de madurez (maturity method):P. 209
Mezcla plástica (plastic mixture): P. 8, 138, 152
Mezclado (mixing): P. 44, 92, 98, 134-136
Mezclas de prueba (tria! mixtures): P. 178, 179
Mortero (m01·tar): P. 1, 137, 141
Muestreo (sampling): P. 180
Natural (natural): P.62
Pasta (paste): P. 2, 10, 115, 139-141
Penetrabilidad (penetrability): P. 203
Permeabilidad (permeability): P. 23, 24, 50, 52, 65,212
Peso específico (specific gravity) (véase peso volumétrico)
Peso volumétrico (densidad) (density): P. 25, 33, 72-74, 83, 189
Peso volumétrico alto (high density): P. 72, 74
Peso volumétrico bajo (low density): P. 33, 72, 73
Peso volumétrico normal (normal density): P. 72
pH (pH): P. 32
Preparación (making): P. 192
Procedimiento de proporcionamiento de la mezcla (mixture
proportioningprocedure): P. 112-117
Propiedades del concreto (properties ofconcrete)

Proporcionamiento (proportioning): P. 117, 118, 120,
126,127 '
Proporcionamiento de las mezclas de concreto (proportio-
ning ofconcrete mixtures): P. 112-118, 131, 133
¡
Protección del concreto después de colocado (protecting con-
crete afterplacing): P. 158, 163, 165
Prueba de rebote (rebound test): P. 173, 207, 208
Prueba de revenimiento (slump test): P. 144, 182-186
Prueba ultrasónica (ultrasonic test): P. 173, 203-206
Prueba Vebe (Vebe test): P. 187
Pruebas de rebote, de penetración, de extracción y desprendi-
miento por tensión (rebound, penetra/ion, pul/out, and
break-offtests): P. 207
Pruebas de ultrasonido (ultrasonic testing)
Pulsaciones reflejadas (pulse-echo): P. 204
Puzolanas (pozzolans): P. 51-61
Rapidez (speed): P. 135, 136
Reacción álcali-sílice (alcali-silica reaction): P. 109,214
Reductores de agua (water-reducing): P. 87, 94, 96
Reductores de agua de alto rango (high-range water-redu-
cing): P. 135
Reglamento de construcción (building code): P. 99, 100, 104,
106, 201
Relación agua 1material cementante, a/mc (water-cementitious
materia/ratio, w/cm):P.l3, 19,20, 120, 121,123,125,128,129
Relación con la edad (age relation): P. 19, 169
Relleno fluido (jlowable fi/1) (véase material controlado de
baja resistencia)
Rendimiento del concreto (yield ofconcrete): P. 146
Reparación (repair): P. 172, 174-176
Resistencia a la abrasión (abrasion resistance): P. 25, 74,
108, 171' 215
Resistencia a la compresión (compressive strength): P. 16-
19,33,48,79, 82, 104, 120, 129, 169, 191,208
Resistencia a la degradación (resistance to degradation): P.
6, 68, 75, 174,210-215
Resistencia a los sulfatos (sulfate resistance): P. 35, 40, 47,
52,106,213
J
1mcyc
Resistencia al intemperismo (weather resistance): P. 131
Resistencia del concreto (strength ofconcrete):P. 29, 79, 81,
83, 94, 104, 151, 169, 173,200,201
Revenimiento (slump): P. 144, 182-186
Sanidad (soundness): P. 77
Sanidad del cemento (soundness ofcernen!): P. 43
Segregación (segregation): P. 70, 137, 141, 149, !50
Selección de propiedades y de materiales (selection ofpro-
perties and materials): P. 178
Selección del proporcionamiento (se/ection ofproportions):
p. 112-118, 178
Supervisión (inspection): P. 5,_203
Tamaño (size) :P. 69, 70, 78, 82, 101, 119, 193
Temperatura(temperature): P. 13, 15,54, 159, 161, 163-165, 190
Terminado (jinishing): P. 113, 152, 153
Textura (texture): P. 77-79, 129
Texturizado (texturing): P. 152
Tiempo (time): P. 98, 135
Tiempo de fraguado (time ofsetting)
Tiempo de mezclado (time ofmixing): P. 135, 136
Tiempofinal de fraguado (fina/time ofsetling): P. 1O, 1295, 153
Tiempo inicial de fraguado (initial time ofsetting): P. 10, 95,
153, 167
Trabajabilidad (workability): P. 8, 9, 87, 93, 102, 103, 116,
182, 184, 186
Transportación (transporting): P. 118, 135
Ultrasonido (u/trasonic): P. 173, 203, 204
Velocidad de las pulsaciones (pulse velocity): P.l73, 203-206
Volumen absoluto (absolute volume): P. 188
Yeso (gypsum): P. 38, 39, 44, 196
Yeso de París (plaster ofparis): P. 44
45

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