Concreto fresco: propiedades

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Las propiedades del concreto en estado fresco (plástico), dependen de los procesos de mezclado, transporte, colocación, compactación y terminado.

Propiedades muy específicas como lo son la manejabilidad, consistencia y trabajabilidad, deben ser controladas para obtener un producto de la mejor calidad.

Propiedades del concreto fresco

Manejabilidad 

La manejabilidad es una de las propiedades del concreto fresco, a veces expresada como la trabajabilidad, sirve para determinar la capacidad de una mezcla para ser colocada y consolidada. Además, mediante este parámetro se controla la segregación de los componentes del concreto.

Consistencia

Se refiere al estado de fluidez, es decir que tan dura o blanda se encuentra una mezcla de concreto en su estado plástico. A través de la consistencia podemos conocer el grado de humedad del concreto.

Plasticidad 

La plasticidad es aquella consistencia de la mezcla de concreto que le permite ser fácilmente moldeado. No puede considerarse como mezclas de consistencia plástica aquellas muy duras o muy fluidas.

Medida de la manejabilidad del concreto fresco

Debido a que no existe un método que directamente mida la manejabilidad del concreto fresco, se llevan a cabo ensayos que correlacionan esta propiedad con alguna otra.

Ensayo de asentamiento

Este ensayo mide la consistencia o fluidez de una mezcla fresca de concreto cuyo tamaño máximo de agregado grueso puede ser de hasta 2″.

Asentamiento del concreto fresco
Asentamiento del concreto fresco

Para llevar a cabo la medición se usa un molde en lámina metálica en forma de tronco de cono «cono de Abrams».

El molde se humedece y se coloca sobre una superficie plana, húmeda y que no sea absorbente, el cono se llena en tres capas, se apisona 25 veces cada capa con una varilla lisa ( 5/8 » ). La primera capa se compacta en todo su espesor, la segunda y tercera se compactan de manera que la varilla penetre ligeramente 2.5 cm de la capa anterior.

La cantidad de mezcla debe quedar a ras de la superficie, con un instrumento apropiado se retira el exceso de mezcla y se limpia el sobrante que cayó al suelo. Se retira el molde cuidadosamente en dirección vertical, la prueba debe ser realizada entre los 5 minutos de inicio del muestreo y finalizar 2 minutos y 30 segundos después.

La diferencia de altura del molde y la altura medida sobre el centro original de la base superior del concreto abatido se llama asentamiento. Esta prueba solo aplica a las mezclas plásticas y trabajables cuyos valores de asentamiento están comprendidos entre los 2.5 cm (1″) y los 17.5 cm (7″).

El ensayo de asentamiento debe usarse como un medio para determinar si están bien proporcionadas las cantidades de agua y otros materiales. El resultado de este ensayo es un indicativo de las variaciones que sufre la mezcla durante su producción. La consistencia o capacidad de fluidez están directamente relacionados con la manejabilidad de la mezcla.

Factores en la manejabilidad del concreto fresco

Contenido de agua de mezclado

Es uno de los factores que afecta directamente la manejabilidad de la mezcla, se expresa en kilogramos o litros por metro cúbico de concreto. No se ha desarrollado una fórmula o procedimiento definitivo para calcular o predecir el requerimiento de agua de la mezcla, debido a que se deben considerar muchas variables. Por ejemplo, la capacidad de lubricación de la pasta de cemento y la forma de las partículas del agregado son características a considerar para determinar el agua de mezclado.

Fluidez de la pasta

El agua de mezclado cumple dos funciones básicas: hidratar el cemento y la de producir la pasta. La fluidez de la pasta influye notablemente en la manejabilidad de la mezcla. Por lo tanto, la plasticidad de la mezcla dependerá en gran medida de las proporciones de cemento y agua de la pasta. 

Contenido de aire

Por lo general el contenido de aire de una mezcla aumentará cuando tengamos una mezcla pobre en cemento, agregados con tamaño máximo menor y mayor cantidad de arena. También en aquellos casos de consistencias más húmedas, operaciones de mezclado más fuertes o prolongadas, inclusión de aditivos. El contenido de aire tiende a aumentar cuando se tangan:

  • Mezclas pobres en cemento.
  • Agregados con tamaño máximo menor.
  • Con mayor contenido de arena.
  • Consistencias más húmedas.
  • Las operaciones de mezclado son más fuertes o prolongadas.
  • Inclusión de aditivos incorporadores de aire.

Gradación de los agregados

La distribución granulométrica de los agregados es un factor determinante, ya que un agregado mal gradado presenta exceso de vacíos. Éstos vacíos deben ser llenados con pasta en el caso de la arena y con mortero en el caso de agregado grueso, para obtener una mezcla manejable no porosa.

Forma y textura superficial de los agregados

Son más adecuados los agregados naturales (cantos rodados y arenas de río) que los obtenidos por trituración, debido a la forma cúbica natural. Los agregados gruesos con partículas alargadas, aplanadas o de forma cúbica y texturas rugosas, requieren de mayores cantidades de los otros componentes de la mezcla.

Relación pasta-agregados 

Es la relación que existe entre la cantidad de pasta y el área superficial de los agregados. Mientras más alta es esta relación, los agregados se podrán mover libremente dentro de la masa.

Relación arena-agregados

Una mezcla con bajo contenido de arena es difícil de manejar, colocar y terminar, tiene tendencia a la segregación y exudación por ser poco cohesiva. La mezcla se vuelve granulosa y áspera, debido a que la cantidad de pasta se reduce a un punto que no es suficiente para llenar espacios vacíos entre partículas de agregados.

Condiciones de clima

El sol, la lluvia y el viento pueden afectar la manejabilidad de las mezclas. Factores como la temperatura pueden dar lugar a evaporación, así como la lluvia puede aumentar la relación agua-cemento. La pérdida de resistencia y la humedad de la mezcla se pueden incrementar hasta el punto de dar lugar a la segregación.

Condiciones de producción y colocación de concreto fresco

Algunos factores externos pueden influir en la manejabilidad de una mezcla de concreto fresco, considerando que la producción, colocación y tipo de obra sea igual para todos los casos. Estos factores son: métodos de dosificación, mezclado, sistema de transporte, colocación, tipo de compactación, acabado y tipo de obra, entre otros.

Fenómenos relativos al concreto fresco

Segregación 

Factores como el tamaño de las partículas, su distribución, así como la densidad de sus componentes, pueden incidir en la segregación de los materiales de la mezcla.

Para evitar la segregación se deben proporcionar adecuadamente todos los materiales y revisar el aspecto de mezcla. Por otro lado, una forma de reducir la probabilidad de segregación es utilizar los procedimientos acorde al código ACI-304.

Exudación

Es un fenómeno que ocurre cuando parte del agua de la mezcla tiende a elevarse a la superficie del concreto recién colocado o al fraguar. La cantidad de agua de exudación y la velocidad a la que sube a la superficie del concreto, están relacionadas con la evaporación. 

Temperatura

La temperatura del concreto fresco afecta todas las propiedades del concreto en estado plástico, especialmente el asentamiento y el contenido de aire. Las temperaturas elevadas en el concreto dan lugar a que se requiera mayor cantidad de agua de mezclado para mantener un determinado asentamiento.

 

Bibliografía

Sánchez De Guzmán, D. (2001). Tecnología del Concreto y del Mortero. Editorial Bhandar Editores.

 

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