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Proporciones de las Mezclas para Concreto

concreto agua y cemento

Los principios para el cálculo de las proporciones de un concreto, de manera que éste alcance la resistencia establecida a la compresión después de cierto tiempo de fraguado, son muy simples.

1. La resistencia de un concreto endurecido depende de la proporción de agua-cemento, que es una pasta de agua y cemento. Si la pasta se elabora con más agua, el concreto se debilita, según vemos en este gráfico:

2. La cantidad mínima ideal de agua-cemento es la que recubre todas las partículas de aglomerados y rellena todos los huecos entre ellos.

3. Por motivos prácticos, el concreto fresco debe poseer suficiente trabajabilidad para colarlo según las condiciones de la obra. Con una resistencia dada y con determinados materiales, el costo de la mezcla se eleva al incrementar la trabajabilidad. Se obtienen mezclas trabajables incorporando mayor cantidad de aglomerado fino y de agua, pero eso exige añadir cemento a fin de conservar intacta la proporción de agua-cemento del concreto.

Dadas las variaciones en ingredientes, temperatura y trabajabilidad que pueden presentarse en las obras, los métodos teóricos para determinar las proporciones ideales de la mezcla no suelen dar buenos resultados en la práctica. Por tanto, las proporciones de casi todos los concretos se determinan empíricamente, según los resultados de las tandas de prueba realizadas con los materiales que se usarán en la obra. Conforme avanza el trabajo, se hacen pequeños ajustes en la mezcla básica inicial; la frecuencia de esos ajustes suele depender del grado de control de calidad que se desee.

Cuando se van a usar materiales nuevos o se quiere un control de calidad muy estricto, el método de las tandas de prueba es el procedimiento más fiable y eficaz para el cálculo de las proporciones.

A fin de conseguir una mezcla de concreto adecuada, se realiza una serie de tandas de prueba (o se recurre a experiencias previas), con la finalidad de establecer una curva en la que se relacione la proporción de agua-cemento con la resistencia y las proporciones de los demás ingredientes incluyendo los aditivos (si se requieren) dentro de los límites deseados de resistencia y trabajabilidad (revenimiento). Cada punto de la curva debe representar el promedio de los resultados de tres pruebas como mínimo; la curva debe ser determinada por un mínimo de tres puntos. Según el grado de control de calidad que se desee, se presupone un coeficiente de variación o desviación estándar, con el fin de usarlo en la determinación de la resistencia promedio mínima de las muestras de prueba.

Las proporciones de la mezcla se eligen a partir de la curva, tomando como referencia el punto en el que se alcanza la resistencia promedio mínima. En cualquier proyecto grande pueden lograrse ahorros significativos mediante el uso del control de calidad, a fin de reducir el sobre-diseño, siempre y cuando no lo requiera un reglamento de construcción. Sin embargo, cuando las especificaciones del propietario incluyen un contenido mínimo de cemento, se pierde gran parte del incentivo económico del control de calidad.

En la figura que se muestra a continuación se presentan algunas proporciones típicas de agua-cemento.

 

 Obsérvese que se requieren procesos distintos para elegir las proporciones cuando se emplean aglomerados ligeros, ya que sus propiedades de absorción de agua difieren de las de los aglomerados de peso normal.

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