CONCRETO ESTRUCTURAL

Materiales para la elaboración del concreto

En el mercado costarricense se ofrece diversidad de tipos de concretos premezclados secos y morteros con base cementicia también secos de diferentes marcas comerciales y para una gran variedad de usos. También se ofrecen concretos premezclados listos para su uso que se llevan en equipos especiales para ser vertidos en la obra. 

En específico en el texto siguiente se darán explicaciones y recomendaciones para la elaboración de concretos en obra a base de materiales que se pueden adquirir por separado en el mercado costarricense. Concreto para elementos estructurales (resistencia de 210kg/cm2 medidos a los 28 días posteriores a la chorrea) en obras con áreas menores a 300m2 y de dos niveles máximos de altura. 

Curado y Fraguado del concreto

El curado es el proceso por el cual el concreto elaborado con cemento hidráulico madura y endurece con el tiempo, como resultado de la hidratación continua (mantener húmedo) del cemento en presencia de suficiente cantidad de agua y de calor. Suele recomendarse que se realice el curado por 7 días.

El fraguado es el proceso por el cual el concreto pierde plasticidad y empieza a endurecer debido a la reacción química del cemento con el agua. El tiempo que empieza a fraguar el concreto (fraguado inicial) es a partir de las 2 horas después de realizar la mezcla. El fraguado final culmina a unas 8 horas luego de realizada la mezcla (a una temperatura superior a los 10°C).

Cemento

Para la construcción de elementos estructurales en viviendas de uno y dos niveles de altura es suficiente la utilización de cemento del tipo general que se consigue en el mercado. Este cemento se denomina “Portland”. También, dependiendo de las necesidades estructurales es posible la utilización de otros tipos de cementos especiales.

Insertar imagen de saco de cemento 

El cemento Portland es un material que se afecta con la humedad; para mantener su calidad por largo tiempo es imprescindible mantenerlo en un lugar que asegure que permanezca seco. Por tanto, deben evitarse lugares donde las ráfagas de viento puedan impulsar gotas de lluvia; no colocarse sobre pisos húmedos, preferiblemente estibarlos sobre tarimas de madera que separen los sacos al menos unos 20 cm del suelo; superponiendo un máximo de 7 sacos. Se recomienda apilar los sacos juntos para disminuir la circulación de aire y con él humedad. El almacenamiento debe permitir hacer uso de los sacos de cemento que tienen mayor tiempo de haber llegado al sitio. 

Agregados

Todo agregado a utilizar debe ser de primera calidad; hacer uso de agregados de baja calidad puede implicar la necesidad de utilizar mayor cantidad de cemento y con ello aumentará el costo de producción del concreto.

Agregado fino arena 

Para reconocer si la arena es útil para la elaboración de concreto ésta debe pasar a través de un tamiz o malla Nº 4 (4.75mm). La arena debe estar limpia y sin presencia de arcillas, tierra o materia orgánica. 

La materia fina o limos presentes en la arena debe ser mínima. Para ello se puede realizar una prueba sencilla: se colocan unos 5 centímetros de arena dentro de un frasco de vidrio (200ml), luego se agrega agua hasta una altura de 3 terceras partes del envase, posteriormente se bate por un tiempo de 1 minuto, luego se deja reposar por una hora y se observa si se forma una capa de limos en la superficie, si esta capa es de 5mm la arena se consideraría sucia y no debería utilizarse. 

Para su almacenamiento es conveniente tenerlo bajo cubierta o protegerlo con lona o plástico negro, para evitar que se humedezca. También es recomendable evitar que se deposite sobre tierra.

Insertar imagen de frasco con la arena y agua.

Agregado grueso piedra

El agregado grueso es piedra de tamaño entre 6mm y 38mm (diámetro o longitud máxima). Debe estar limpio, libre de tierra o materia orgánica.

En el mercado en Costa Rica la piedra para agregado suele comercializarse con nombres genéricos, por ejemplo:

• Quintilla = piedra de 12.5mm (1.25cm)
• Cuartilla = piedra de 25mm (2.5cm)
• Cuarta = piedra de 38mm (3.8cm)
• Tercera = piedra de 75mm (7.5cm)

El agregado de 38mm suele utilizar en fundaciones. En paredes el tamaño de agregado no debe superar 1/5 del espesor de la pared terminada. En losas el tamaño máximo debe ser 1/3 del espesor de la losa. Y en general el agregado no debe ser mayor a 3/4 de la medida del espacio más angosto por donde debe pasar el concreto.

Los agregados gruesos deben mantenerse húmedos y limpios hasta su utilización.

Agua

Debe usarse el agua natural potable, que no presente sabores y olores. Debe estar limpia, libres de aceite, ácidos, sales (no se puede usar el agua de mar), o material orgánico.

El agua en exceso es perjudicial para la calidad del concreto.

Aditivos

Al concreto puede adicionársele aditivos. Los aditivos suelen ser utilizados para acelerar o retardar la ganancia de resistencia del concreto. También para dar mayor plasticidad al concreto en estado fresco. 

Los aditivos para concreto pueden ser de naturaleza orgánica (resinas) o inorgánica, tienen como objeto modificar las propiedades físicas de los materiales conglomerados en estado fresco y las características de comportamiento. Pueden ser en forma de polvo o de líquido. Hay aditivos que incrementan la fluidez del concreto haciéndolo más manejable. También aditivos que aceleran el fraguado, diseñados para obras o construcciones donde las condiciones climáticas evitan un curado rápido. O retardantes usados especialmente en regiones con clima cálido o en situaciones donde el concreto debe ser transportado a grandes distancias; esto con la intención de manipular la mezcla por mayor tiempo. 

Algunas características que se logran mediante el uso de aditivos, son:

• 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.

Los aditivos pueden clasificarse en:

• Plastificante. Permite disminuir la cantidad de agua necesaria para obtener una determinada consistencia del concreto.
• Retardante. Demora el tiempo de fraguado del concreto.
• Acelerante. Acelera tanto el fraguado como la ganancia de resistencia a edad temprana del concreto.
• Plastificante retardante. Permite disminuir la cantidad de agua necesaria para obtener una mezcla con determinada consistencia y retardar su fraguado.
• Plastificante acelerante. Permite disminuir la cantidad de agua necesaria para obtener una mezcla con determinada consistencia y acelerar tanto el fraguado como la resistencia a edad temprana.
• Superplastificante. Permite la reducción del agua de mezcla en más de un 12% para obtener determinada consistencia en el concreto.
• Superplastificante retardante. Permite la reducción del agua de mezcla en más de un 12% para obtener determinada consistencia en el concreto y además retardar su fraguado.
• Superplastificante acelerante. Permite la reducción del agua de mezcla en más de un 12% para obtener determinada consistencia en el concreto y acelerar tanto el fraguado como la resistencia a edad temprana.