AGLOMERANTES Y EL CONCRETO

 Aglomerantes Hidrocarbonados

Asfalto

Producto solido o semis solido de color oscuro, cuyos elementos constituyen son hidrocarburos y que se obtienen de depósitos naturales o de la refina del petroleo.

Propiedades del asfalto:

• color negro y gris oscuro
• impermeable
• cohesivo
• resilente
• Viscoso
• Impermeable
• Durabilidad

Tipos de Asfaltos

Asfaltos Naturales: 

Llamados generalmente betunes naturales y se usan en la fabricación de barnices e impermeabilizantes.

Asfaltos de petroleo: 

Llamados asfaltos artificiales, constituyen el grueso de los asfaltos usados en el mundo sobre todo en pavimentos.

Proceso del Asfalto Artificial

CONCRETO

Es un material que surge a raíz de la mezcla de aglomerante (cemento), con áridos (finos y/o gruesos) y agua, que al fraguar endurece y enriquece su resistencia y demás aspectos que lo califican como un material útil en la construcción. En una definición más extensa, lo podemos considerar constituido por dos partes: una es un producto pastoso y moldeable, que tiene la propiedad de endurecer con el tiempo, y la otra son los trozos pétreos que quedan englobados en esa pasta. A su vez, la pasta está constituida por agua y un producto aglomerante que es el cemento.

ESTADOS DEL CONCRETO

FRESCO

FRAGUADO

ENDURECIDO 

PROPIEDADES BÁSICAS DEL CONCRETO

TRABAJABILIDAD

Es la propiedad del concreto fresco que le permite dejarse moldear y cambiar lentamente si se saca del molde.

Los factores que influyen en la trabajabilidad son:

• El contenido del agua de secado
• La fluidez de la pasta.
• El contenido de aire.
• La buena gradación de los agregados.
• Algunas condiciones de clima y temperatura pueden alterar la manejabilidad de la mezcla.
• Algunas condiciones de producción y colocación del concreto.
• Bajo contenido de arena en proporción con el contenido de agregado grueso.

ENSAYO DE CONSISTENCIA DEL CONCRETO 

PRUEBA DE REVENIMIENTO - PRUEBA DE SLUMP - CONO DE ABRAMS

RESISTENCIA

Es la característica mecánica principal del concreto. El concreto es resistir muy bien los esfuerzos de compresión por lo cual se utiliza en elementos estructurales que están sometidos a este tipo de esfuerzo.

En cuanto a la calidad y cantidad de los elementos constitutivos del concreto mencionaremos los siguientes:

Contenido del cemento

Las características del cemento empleado en la mezcla de concreto tienen una gran influencia en la resistencia del concreto, pues es el elemento más activo de la mezcla.

Relación agua-cemento

Una determinada relación agua-cemento produce distintas resistencias de acuerdo al tipo de agregado utilizado y al tipo de cemento.

Influencia de los Agregados

• Las propiedades de los agregados que más influyen en la mezcla son:
• Tamaño máximo del agregado grueso
• Granulometría, materiales bien gradados, producen una mayor densidad.
• La forma y la textura de los agregados que especialmente inciden en la resistencia a la flexión
• La resistencia y la rigidez de las partículas del agregado.

IMPERMEABILIDAD

Es una importante propiedad del concreto que puede mejorarse, con frecuencia, reduciendo la cantidad de agua en la mezcla.

A continuación se presenta algunas ventajas que se obtienen al reducir el contenido de agua:

• Se incrementa la resistencia a la compresión y a la flexión.

• Se tiene menor permeabilidad, y por ende mayor hermeticidad y menor absorción.

• Se logra una mejor unión entre capas sucesivas y entre el concreto y el esfuerzo.

• Se reducen las tendencias de agrietamientos por contracción.

DURABILIDAD

La durabilidad del concreto se puede definir como la habilidad del concreto en resistir a la acción del ambiente, al ataque químico y a la abrasión, manteniendo sus propiedades de ingeniería.

COMPONENTES DEL CONCRETO

EL CEMENTO 

Es el material de mayor importancia en una mezcla, puesto que es el elemento que proporciona resistencia al concreto. Los cementos de uso más común son el Portland gris tipo I y el C-2 puzolánico, aunque también se emplean los tipos II y IV.

LOS AGREGADOS

Son piedras y arenas de diferentes tamaños que se obtienen de las canteras y representan del 60% al 75% aproximadamente, del volumen total del concreto.

AGREGADOS NATURALES:

son los agregados fragmentados por procesos naturales resultados de las fuerzas geológicas erosivas del agua y del viento. Son generalmente encontradas en ríos y valles donde han sido depositados por las corrientes de agua. 

AGREGADOS ARTIFICIALES:

Son todos los agregados fragmentados con procesos artificiales.

EL AGUA

Es el líquido más valioso para una mezcla, siendo su función el reaccionar químicamente con el cemento.

El agua es el componente del concreto que entra en contacto con el cemento generando el proceso de hidratación, que desencadena una serie de reacciones que terminan entregando al material sus propiedades físicas y mecánicas, su buen uso se convierte en el parámetro principal de evaluación para establecer el eficiente desempeño del concreto en la aplicación.

LOS ADITIVOS

Son substancias químicas sólidas o líquidas, que se pueden agregar a la mezcla del concreto antes o durante el mezclado. Los aditivos de mayor uso se utilizan ya sea para mejorar la durabilidad del concreto endurecido, o para reducir el contenido del agua, también aumentan el tiempo de fraguado.

OBJETIVOS DE LOS ADITIVOS

• Mejorar el desempeño de una mezcla de concreto ante determinadas solicitaciones.

• Asegurar la calidad del concreto en condiciones ambientales severas durante las etapas de mezclado, transporte, colocación y curado.

TIPOS DE ADITIVOS PARA EL CONCRETO

ADITIVO ACELERANTE

Sustancia que reducen el tiempo normal de endurecimiento de la pasta de cemento y/o aceleran el tiempo normal de desarrollo de la resistencia.

Proveen una serie de ventajas como son:

a) Desencofrado en menor tiempo del usual

b) Reducción del tiempo de espera necesario para dar acabado superficial

c) Reducción del tiempo de curado

d) Adelanto en la puesta en servicio de las estructuras

e) Posibilidad de combatir rápidamente las fugas de agua en estructuras hidráulicas

f) Reducción de presiones sobre los encofrados posibilitando mayores alturas de vaciado

g) Contrarrestar el efecto de las bajas temperaturas en clima frío desarrollado con mayor velocidad el calor de hidratación, incrementando la temperatura del concreto y consecuentemente la resistencia.

ADITIVOS PLASTIFICANTES

Son compuestos orgánicos e inorgánicos que permiten emplear menor agua de la que se usaría en condiciones normales en el concreto, produciendo mejores características de trabajabilidad y también de resistencia al reducirse la Relación Agua/Cemento.

Trabajan en base al llamado efecto de superficie, en que crean una interfase entre el cemento y el agua en la pasta, reduciendo las fuerzas de atracción entre las partículas, con lo que se mejora el proceso de hidratación.

Muchos de ellos también desarrollan el efecto aniónico que mencionamos al hablar de los incorporadores de aire.

Usualmente reducen el contenido de agua por lo menos en un 5% a 10%.

Tienen una serie de ventajas como son:

a) Economía, ya que se puede reducir la cantidad de cemento.

b) Facilidad en los procesos constructivos, pues la mayor trabajabilidad de las mezclas permite menor dificultad en colocarlas y compactarlas, con ahorro de tiempo y mano de obra.

c) Trabajo con asentamientos mayores sin modificar la relación Agua/cemento.

d) Mejora significativa de la impermeabilidad

e) Posibilidad de bombear mezclas a mayores distancias sin problemas de atoros, ya que actúan como lubricantes, reduciendo la segregación.

ADITIVOS RETARDANTES

Tienen como objetivo incrementar el tiempo de endurecimiento normal del concreto, con miras a disponer de un período de plasticidad mayor que facilite el proceso constructivo.

Su uso principal se amerita en los siguientes casos:

a) Vaciado complicado y/o voluminoso, donde la secuencia de colocación del concreto provocaría juntas frías si se emplean mezclas con fraguados normales.

b) Vaciados en clima cálido, en que se incrementa la velocidad de endurecimiento de las mezclas convencionales.

c) Bombeo de concreto a largas distancias para prevenir atoros.

d) Transporte de concreto en Mixers a largas distancias.

e) Mantener el concreto plástico en situaciones de emergencia que obligan a interrumpir temporalmente los vaciados, como cuando se malogra algún equipo o se retrasa el suministro del concreto.

ADITIVOS INCLUSORES DE AIRE

Los aditivos inclusores de aire son usados con el objetivo de retener intencionalmente burbujas microscópicas de aire en el concreto.
El inclusor de aire es un líquido que se adiciona al concreto durante el mezclado, se agrega al agua de la mezcla y se agita para lograr una incorporación homogénea, formando así, un sistema de micro burbujas de aire que actúan como lubricante entre las partículas componentes del concreto aumentando notablemente su trabajabilidad.

Este aditivo se puede utilizar en:

• Concretos expuestos a bajas temperaturas, donde los ciclos de congelamiento y deshielo son comunes.
• En la colocación de concretos bombeados en donde las caídas libres son altas.
• Para concretos con bajo contenido de cemento.
• Para concretos expuestos a sales y sulfatos en zonas salitrosas.
• Para concreto en ambiente marino o contacto con agua de mar.

Las ventajas del uso de un aditivo incluso de aire son:

• Previene de daños a los concretos expuestos a ciclos de congelamiento y deshielo.
• Aumenta la resistencia del concreto a la acción de sales y sulfatos.
• Mejora notablemente la trabajabilidad del concreto.
• Evita la segregación y reduce el sangrado.
• Incluye al concreto la cantidad necesaria de aire sin alterar la resistencia a la compresión mínima requerida para este tipo de aditivos.

ADITIVOS CURADORES QUIMICOS

Pese a que no encajan dentro de la definición clásica de aditivos, pues no reaccionan con el cemento, constituyen productos que se añaden en la superficie del concreto vaciado para evitar la pérdida del agua y asegurar que exista la humedad necesaria para el proceso de hidratación.

El principio de acción consiste en crear una membrana impermeable sobre el concreto que contrarreste la pérdida de agua por evaporación.

Hemos creído conveniente incluirlos en este capítulo pues es importante el conocer sus características, ya que se usan bastante en nuestro medio, donde algunos fabricantes locales producen versiones excelentes.