El concreto es el material de mayor uso en la industria de la construcción. Una buena dosificación de este material no es cosa fácil, recordemos que está compuesto por materiales heterogéneos cuyas propiedades inciden en las características del concreto y no solo eso, además deben adaptarse para cumplir con especificaciones o requerimientos únicos en cada obra.
Un concreto bien dosificado debe cumplir básicamente con estas 3 primicias: manejabilidad, economía y alcanzar una resistencia a compresión o durabilidad. Es bueno aclarar que no son las únicas, dependen de la aplicabilidad final y requerimiento de cada proyecto. Veamos las tres anteriores:
Manejabilidad.
Es fundamental que cualquier concreto se diseñe con la manejabilidad para una adecuada colocación. Este parámetro depende fundamentalmente del tamaño y características de los agregados. Con relación al tamaño máximo nominal (TMN) de los agregados, el ACI 211.1 recomienda que no debe exceder:
- 1/5 de la menor separación entre los lados de la formaleta
- 1/3 del espesor de la losa
- 3/4 del espacio libre entre las varillas o alambres individuales de refuerzo, paquetes de varilla o paquetes y ductos de presfuerzo.
Cuando se necesite mejorar la manejabilidad se puede incrementar la cantidad de mortero, pero en ningún momento adicionar agua como solución dado que tiende a disminuir la resistencia y aumenta el potencial de fisuración siendo completamente contraproducente para la calidad del concreto.
Resistencia del concreto
El concreto es diseñado para cumplir con una resistencia mínima a compresión. Esto se complica cuando se limita a una relación agua-cemento máxima y al mismo tiempo se diseña para una cantidad específica de cemento.
Del mismo modo, cuando se diseña para ciertos requisitos de durabilidad como la congelación y deshielo, ataques por cloruros o ataques químicos, en estos casos la relación agua-cemento, el contenido de aire y los aditivos se convierten en parte esencial del diseño de mezclas.
En ambos casos, es conveniente que los requisitos para el diseño no se han incompatibles de manera que dificulten el mismo. Destacando que ningún buen diseño de mezcla garantiza un adecuado desempeño durante su servicio si no se llevan a cabo procedimientos apropiados de colocación, compactación, acabado, protección y curado en la obra.
Economía de las mezclas de concreto
El costo en la elaboración de una mezcla de concreto depende básicamente del costo de los materiales que la componen, el equipo y mano de obra
De los materiales, el cemento es el que presenta un precio más elevado por kilo en comparación a los otros componentes. Por consiguiente, en el diseño se busca utilizar la mayor cantidad de agregados que permitan la reducción de la cantidad de pasta sin ir en detrimento de las propiedades del concreto y el sacrificio de la resistencia.
La diferencia de costos entre los agregados suele ser pequeña aunque en algunas localidades o cuando se requiere un agregado especial se suele elevar un poco el precio. Con relación al agua, generalmente tiene poca influencia en el precio del concreto; los aditivos suelen tener un efecto importante en las mezclas pues tienen a influir en la cantidad de cemento y agregados utilizado, es decir, es un costo que no se puede despreciar.
En la obra, el costo del recurso humano y equipo utilizado está ligado a la trabajabilidad de la mezcla. Una mezcla poco trabajable requiere la contratación de más personal y equipos para su colocación.
Un punto importante es que en la economía del diseño de mezcla se debe contemplar el grado de control de calidad que se espera en la obra. En obras grandes este costo suele ser elevado en comparación a obras pequeñas; gran parte del costo es para garantizar en todo momento que el concreto cumpla con cada uno de los requisitos o propiedades estipulados en las especificaciones del proyecto.
Proporción de mezclas
El éxito del proporcionamiento es garantizar que el concreto cumpla con las distintas propiedades y requisitos con los materiales disponibles. Pero, ¿Cómo se hace?. Se logra mediante procedimientos de prueba y error, o ajuste y reajuste de la mezcla.
Este procedimiento consiste en la fabricación de mezclas de prueba con proporciones iniciales de materiales obtenido por diferentes métodos de ensayo. A la mezcla se le realizan los ensayos de control de calidad tales como asentamiento, contenido de aire, temperatura y resistencia a compresión.
Luego, se comparan con los datos estipulados en la especificación y si no cumplen se ajustan las cantidades de los materiales y se fabrica nuevamente la mezcla que debe cumplir con todos los ensayos de control de calidad, si no cumplen nuevamente con los requisitos exigidos se revisan las propiedades de los materiales, el método de diseño y nuevamente se fabrica la mezcla hasta ajustar y cumplir con los requisitos exigidos por la especificación que la rige.
Para realizar el diseño se requiere conocer las características de los materiales que lo componen, los más utilizados son los siguientes:
- Granulometría
- Módulo de finura de la arena
- Absorción de los agregados
- Peso unitario seco suelto y compacto de los agregados
- Humedad de los agregados previo la elaboración de las mezclas
- Gravedad específica de los agregados
- Densidad del cemento
- Dosis de aditivos (recomendada por el fabricante).
- Estudio de las especificaciones del proyecto
- Definición de la resistencia a compresión o flexión requerida
- Elección del asentamiento
- Selección del TMN - TM
- Estimación de la cantidad de aire
- Estimación de la cantidad de agua
- Definir la relación agua material cementante
- Cálculo del contenido de material cementante
- Verificación de la granulometría de los agregados
- Determinación del contenido de agregado grueso
- Determinación del contenido de agregado fino
- Ajuste por humedad
- Ajuste del diseño de mezclas.
Este procedimiento corresponde al más utilizado, ACI 211.1. Destacando que los procedimientos de diseño van desde métodos empíricos, experimentales y volumétricos; adaptándose a las necesidades del proyecto e inclusive se han desarrollado guías normalizadas que por experiencia permiten el cumplimiento de concretos con la calidad estipulada por la obra.
Alguna duda o comentario puedes escribirme y te responderé para despejar las dudas o inquietudes. Saludos.
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