Los ingenieros civiles y directores de proyectos deben conocer los factores que afectan la composición de la mezcla de hormigón para tomar la decisión correcta.
Generalmente, los proyectos de mezcla de concreto están vinculados a la construcción y el proceso de aprobación también está vinculado al equipo de obra. Por lo tanto, no sólo el equipo de diseño sino también el equipo de construcción deben conocer los factores que afectan el diseño de la mezcla de concreto.
Veamos qué es el diseño de mezclas de concreto…
¿Qué es el diseño de mezclas de concreto?
El diseño de la mezcla de concreto es la especificación de las propuestas de mezcla de concreto, incluido el tipo de aditivos utilizados, el asentamiento del concreto, etc.
Hay una indicación clara de qué cantidad se debe utilizar para cada tipo de material.
Analicemos los factores que afectan el proceso de diseño de la mezcla de concreto.
Factores que afectan la mezcla de concreto
Analicemos en detalle cada factor que debe tenerse en cuenta al mezclar hormigón.
Aquí hablamos de materiales como cemento, agua, áridos, aditivos, etc.
Fuerza compresiva
También se le conoce como grado de hormigón.
Utilizamos hormigón con cierta resistencia a la compresión para la construcción. En general, la resistencia a la compresión o resistencia característica del hormigón la determina el diseñador.
Nos aseguramos de que la mezcla de hormigón tenga la resistencia a la compresión especificada. Después de que el contratista envía el diseño de la mezcla de concreto, verificamos las proporciones de la mezcla.
Si son aceptables, pasamos a probar mezclas. En esta ocasión los repasaremos Resistencia a la compresión del hormigón. Esta resistencia que probamos se llama resistencia objetivo y es mayor que la resistencia a la compresión del concreto.
Y la resistencia objetivo se especifica en la mezcla de hormigón. Se recomienda esta verificación para todo el concreto nuevo al comienzo del proyecto porque la resistencia a la compresión es uno de los principales factores que afectan la mezcla de concreto.
El artículo sobre los principales factores que afectan la resistencia a la compresión del hormigón. Puede encontrar más información sobre los factores relacionados con el desarrollo de la resistencia del hormigón aquí.
Trabajabilidad del hormigón
La trabajabilidad del hormigón o la forma en que se puede procesar el hormigón es el parámetro que determina la facilidad de manipulación del hormigón.
Compactación, segregación, etc. del hormigón. Estos son algunos de los aspectos importantes relacionados con la trabajabilidad del hormigón.
El artículo Todo sobre la trabajabilidad del hormigón Para obtener más información sobre este título, consulte.
Durabilidad del hormigón
Un factor muy importante que hay que tener en cuenta a la hora de diseñar la mezcla, ya que a la hora de seleccionar las proporciones de mezcla debemos tener en cuenta factores relacionados con la durabilidad del hormigón.
El código más apropiado es BS 8500 Parte 1 y Parte 2 ( versiones más recientes: BS 8500-1:2015+A1:2016 y BS 8500-2:2015+A1:2016 ) cuando está diseñado según los estándares británicos.
Dependiendo de la clase de exposición en relación a las condiciones ambientales, la calidad del hormigón, la relación agua-cemento, el contenido mínimo de cemento, etc. Se evalúan teniendo en cuenta la vida útil esperada (50 años o 100 años).
Para obtener más información sobre los otros factores que afectan la durabilidad del concreto, consulte el artículo Durabilidad del concreto.
Además, el artículo Requisitos de vida útil también proporciona instrucciones para esto.
Relación agua-cemento
La relación agua-cemento es el primer parámetro que utilizamos a la hora de preparar la mezcla de hormigón. Este es el más importante de todos los factores que afectan la mezcla del hormigón.
Cuanto menor sea la relación agua-cemento, mayor será la resistencia del hormigón porque el contenido de cemento aumenta en comparación con el contenido de agua.
La clase de calidad del hormigón siempre viene indicada por el valor agua-cemento.
Agregados
No se crea hormigón sin agregados.
Siempre utilizamos agregados para concreto. Esto se debe a que el volumen no se puede conseguir sólo con cemento. Se utilizan para aumentar el volumen y al mismo tiempo reducir la contracción del hormigón.
Los siguientes factores se tienen en cuenta o influyen en la receta concreta.
- Clasificación
Debemos asegurarnos de que los áridos utilizados en el hormigón tengan la granulometría permitida. Dependiendo de la norma, existen requisitos en cuanto al tamaño de los áridos.
Esto se define en función del porcentaje de penetración de la manga.
Por lo tanto, es esencial que el tamaño del grano y la distribución del tamaño de las partículas se verifiquen a continuación.
-
- Agregado fino – arena
- Encuentre agregado: arena manufacturada, si se usa.
- Áridos gruesos
De esta forma definimos la composición de los áridos. También seleccionamos el tamaño del agregado al principio antes de proceder con cualquiera de las comprobaciones anteriores.
De acuerdo con BS 8500, en la construcción se utilizarán los siguientes tamaños máximos de agregados.
-
- 10mm
- 14mm
- 20mm
- ≥ 40 mm
- Además, la resistencia del agregado y el contenido de humedad (si se usa en concreto) afectan la resistencia a la compresión del concreto.
Agua
El agua es el componente principal que utilizamos para mezclar el concreto y ayuda a combinar todos los aditivos de mezcla para el concreto premezclado .
Como se mencionó anteriormente, la cantidad de agua agregada a la mezcla es el factor crucial que afecta la resistencia del concreto. Por tanto, necesitamos controlar la relación agua-cemento en una mezcla de hormigón.
Hablemos de la calidad del agua y de cómo podemos garantizar que sea adecuada para su uso.
Antes de utilizar agua para mezclar hormigón se deben realizar algunas pruebas.
- valor de pH del agua
- Contenido de cloruro
- Contenido de sulfato
- Suelos totalmente suspendidos
- Cantidad total de sustancias disueltas en el suelo.
- Contenido de carbonato
- Contenido de bicarbonato
- nitrato
- fosfato
También se pueden realizar otras pruebas. Las composiciones químicas anteriores deben verificarse para garantizar que estén dentro de los límites.
La siguiente tabla muestra el método de prueba y los rangos aceptables. Además, la misma prueba se puede realizar según diferentes estándares aplicables a cada proyecto/país.
| parámetro | Método de prueba | Máximo | unidades | Estándar para límite máximo |
| Valor de pH a 22,3 Ó C | ASTM D 1293-99 | ≥ 4 | Norma EN 1008:2002 | |
| Contenido de cloruro (Cl – ) | Norma ASTM D512-04 | 500 – hormigón pretensado
1000 – hormigón armado 4500 – hormigón en masa |
mg/l | Norma EN 1008:2002 |
| Sulfato (SO 4 2- ) | ASTM D 616-07 | 2000 | mg/l | Norma EN 1008:2002 |
| Fosfato (como P 2 Ó 6 ) | APHA-4500-PE | 100 | mg/l | Norma EN 1008:2002 |
| Nitrato (como NO3) | APHA 4500-NO 3 – -B | 500 | mg/l | Norma EN 1008:2002 |
| Cantidad total de sólidos suspendidos | APHA-2540-D | No definido | mg/l | Norma EN 1008:2002 |
| Sólidos disueltos totales | APHA-2540-C | 2000 | mg/l | Norma BS 3148:1980 |
| Carbonato (CO32-) | Método USGS-06 | 1000 | mg/l | Norma BS 3148:1980 |
| Bicarbonato (HCO3- | Método USGS-06 | 1000 | mg/l | Norma BS 3148:1980 |
cemento
Si no hablamos de cemento, nuestro conocimiento de los factores que inciden en la composición de la mezcla de hormigón es incompleto.
El cemento es un material utilizado principalmente en la construcción.
Reacciona con el agua y forma un enlace fuerte.
Además del contenido de cemento, el cemento también influye directamente en la composición de la mezcla.
Los dos factores principales a considerar en esta discusión son el tipo de cemento y la resistencia del cemento.
Hay varias clasificaciones comentadas en los artículos, Cemento y aditivos del cemento y Clasificación del cemento . Para más información puede contactarnos.
Tamaños de elementos
El aumento de temperatura del hormigón durante el proceso de hidratación es uno de los mayores problemas a los que nos enfrentamos a la hora de verter una gran cantidad de hormigón para un elemento.
Esto se debe básicamente a que a medida que aumenta el tamaño del elemento, debemos prestar atención a la mezcla de concreto, ya que el tamaño de los elementos se encuentra entre los factores que afectan la mezcla de concreto.
Al diseñar la mezcla se debe tener cuidado de reducir el calor de hidratación.
Podríamos introducir material como cenizas volantes al hormigón para reducir el calor generado durante el proceso de hidratación.
Además también se pueden utilizar otras técnicas como: Por ejemplo, enfriar los áridos, utilizar agua fría para mezclar el hormigón, hormigonar por la noche, instalar tuberías en el hormigón para hacer circular el agua, etc.
El método del artículo para limitar la temperatura del concreto y la temperatura inicial del concreto. Para obtener más información sobre esto, puede consultar esta página.
Tipo de estructura
El tipo de estructura o uso previsto tiene un impacto directo en la mezcla de hormigón. Algunos de los factores importantes se destacan aquí.
- Estructura de retención de agua
El hormigón utilizado en la estructura de retención de agua debe tener baja permeabilidad y baja generación de calor.
La mezcla elegida debe realizarse de acuerdo con la composición elegida. Como se recomienda en BS 8007, el hormigón de grado 35A se puede utilizar en estructuras para contener fluidos.
- Cargar
Si existe riesgo de desgaste rápido de la superficie del hormigón, se puede utilizar hormigón de mejor calidad.
Aumentar la cobertura de la armadura, utilizar hormigón de mayor calidad, etc. Sirven para minimizar el desgaste y proteger la estructura.
Suelen observarse en aparcamientos, aliviaderos, etc.
Adiciones
Los aditivos son un invento inteligente en la construcción de hormigón porque ahora se han convertido en uno de los componentes principales del hormigón.
La dosificación del aditivo debe corresponder a la información proporcionada por el proveedor. No debe producirse una sobredosificación, ya que afectará las propiedades del hormigón. Incluso puede provocar una reducción de la resistencia del hormigón.
Hoy en día utilizamos el flujo de agente que disminuye a medida que aumenta la temperatura del agua. Ayudan a reducir el contenido de agua. Cuando el contenido de agua disminuye en comparación con el contenido de cemento, se produce una reducción en la relación agua-cemento.
Al reducir la relación agua-cemento, aumenta la resistencia del hormigón.
Teniendo esto en cuenta, se puede reducir el contenido de cemento para lograr la misma resistencia manteniendo la relación agua-cemento sin cambios agregando un reductor de agua altamente efectivo. Esto podría simplificar el diseño mixto y proporcionar una ventaja de costos.
Asimismo, existen otros factores que afectan la mezcla de concreto. Por ejemplo, piense en el hormigón con un rápido aumento de resistencia. Necesitamos cambiar la mezcla de hormigón para que endurezca rápidamente. Esto podría lograrse incluso con aditivos.
