CAPITULO 7 : Agua para Concretos y Morteros

AGUA PARA  CONCRETOS Y MORTEROS

I. CONCEPTOS:

Es un material compuesto empleado en construcción formado esencialmente por un aglomerante al que se añade partículas o fragmentos de un agregado agua y aditivos específicos.

Material (piedra artificial) formando por la mezcla en cantidades adecuadas y precisas de cemento, agua, arena y piedra, con la posible presencia de otros elementos en mínimas proporciones.

* Concreto

Se obtiene mezclando cemento, arena gruesa, piedra chancada y agua. La cantidad de cada uno de estos materiales dependerá de la resistencia que se quiera lograr. Esta resistencia también dependerá de dónde se va a emplear el concreto, podría ser en zapatas, columnas, techos, vigas, escalera, etc.

Concreto de uso común en la construcción elaborado con agregados estrictamente seleccionados y aditivos que permiten obtener un producto perfectamente homogéneo y durable.

Aplicaciones:

• Estructuras de concreto más comunes: cimentaciones, columnas, muros, techos, pisos, veredas, entre otros.

* Mortero de cemento

El mortero es un compuesto de conglomerantes inorgánicas, agregados finos y agua y posibles aditivos que sirven para pegar elementos de construcción tales como ladrillos, piedras, bloques de hormigón, etc. Además se usa para rellenar los espacios que quedan entre los bloques y para el revestimiento de paredes Los más comunes son el del cemento y están compuestos por cemente agregado fino y agua, generalmente se utilizan para obras de albañilería como material de agarre, revestimiento de paredes, etc.

El hormigón es un mortero de cemento especial al que se añade además de los componentes ya citados grava o piedras.

La falta de trabajabilidad de los morteros puede corregirse añadiendo aditivos plastificantes. También pueden mejorarse con la adición de otro tipo de conglomerantes, como la cal, o modificando la dosificación del mortero.

* Agua

El agua es un componente esencial en las mezclas de concreto y morteros, pues permite que el cemento desarrolle su capacidad.

Para cada cuantía de cemento existe una cantidad de agua del total de los agregados que se requiere para la hidratación del cemento, el resto del agua solo sirve para aumentar la fluidez de la pasta para que cumpla la función de lubricantes de los agregados y se pueda obtener la manejabilidad adecuada de las mezclas frescas. El agua adicional es una masa que queda dentro de la mezcla y cuando se fragua el concreto va a crear porosidad, lo que reduce la resistencia, razón por la que cuando se requiera una mezcla bastante fluida no debe lograrse su fluidez con agua, sino agregando aditivos plastificantes.

El agua utilizada en la elaboración del concreto y mortero debe ser apta para el consumo humano, libre de sustancias como aceites, ácidos, sustancias alcalinas y materias orgánicas.

En caso de tener que usar en la dosificación del concreto, agua no potable o de calidad no comprobada, debe hacerse con ella cubos de mortero, que deben tener a los 7 y 28 días un 90% de la resistencia de los morteros que se preparan con agua potable.

Algunas de las sustancias que con mayor frecuencia se encuentran en las aguas y que inciden en la calidad del concreto se presentan a continuación.

• Las aguas  que contengan menos de 2000 ppm de sólidos disueltos generalmente son aptas para hacer concretos, si tienen más de esta cantidad deben ser ensayados para determinar sus efectos sobre la resistencia del concreto.

• Si se registra la presencia de carbonatos y bicarbonatos de sodio o de potasio en el agua de la mezcla esta pueden reaccionar con el cemento produciendo rápido fraguado, en altas concentraciones también disminuyen la resistencia del concreto.

• El alto contenido de cloruros en el agua de mezclado puede producir corrosión en el acero de refuerzo o en los cables de tensionamiento de un concreto pre esforzado.

• El agua que contenga hasta 10000 ppm de sulfato de sodio, puede ser usada sin problemas para el concreto.

• Las aguas ácidas con pH  por debajo de 3 pueden crear problemas en el manejo deben ser evitadas en lo posible.

• Cuando el agua contiene aceite mineral (petróleo) en concentraciones superiores a 2% pueden reducir la resistencia del concreto en un 20%.

El agua del curado tiene por objeto mantener el concreto saturado para que se logre la casi total hidratación del cemento, permitiendo el incremento de la resistencia.

EL AGUA PARA MORTEROS:

• El agua no debe contener sustancias en suspensión o disueltas que alteren el fraguado del cemento.
• Las aguas muy puras como la lluvia, son ácidas si el pH < 7.
• El agua potable es incolora, inodora, insípida, fresca y no contiene materia orgánica.
• Los mayores problemas del concreto provenientes del agua están relacionados con la cantidad y no con calidad.
• Cuando se sospecha de la calidad del agua lo mejor es hacer ensayos comparativos de cementación, resistencia mecánica y estabilidad del volumen.

LIMITES MÁXIMOS DE SUSTANCIAS EN AGUAS NO POTABLES

DOSIFICACION DE MORTEROS

• Los morteros son una mezcla de un aglomerante con arena y agua
• El panel que desempeña la arena es puramente mecánico y evita las contracciones que se producen en el fraguado.
• Teóricamente se necesita la cantidad de aglomerante para cubrir con una película a los granos de arena. 
• La dosificación se expresa por la relación entre los volúmenes de volúmenes de aglomerantes y arena.

En general se expresa:

• CEMENTO: ÁRIDO: AGUA

La dosificación del agua depende del aglomerante, plasticidad, clima y aplicación.

Fórmulas de dosificación

1.       Dosificación en volumen

Es la cantidad de material necesaria para obtener 1 m3 de mortero.

Factores:

• Relación de mezcla
• Composición granulométrica de áridos
• Forma
• Humedad
• Asentamiento
• Llenado del recipiente

2.       Dosificación en peso

Es el valor exacto de materiales necesarios para preparar 1m3 de mortero.

Factores:

DENSIDAD

Ejemplo: Sea un mortero de la relación 1:6:0,52 en peso y la densidad aparente del mortero fresco sea 2.300kg/m3.

Aglomerante

Z= G/ l + h + w

Z= 2.320/ l + 6 + 0.52

Z= 308.5 kg/m3

ÁRIDO = Z * 6.0  = 308.6 * 6.0 = 1.851 kg/m3

AGUA = Z * 0.52  = 308.6 * 0.52 = 160 kg/m3

POROSIDAD:

Se define como los huecos o vacíos existentes en un mortero y que pueden llenarse de un líquido que penetre por capilaridad o presión. Los morteros hechos con arena fina son muy porosas.

PERMEABILIDAD:

La permeabilidad consiste en dejarse atravesar o filtrar por los líquidos a presión. La permeabilidad se expresa por la cantidad de agua que atraviesa el mortero en una hora a determinada presión.

II. ENSAYO DE DETERMINACIÓN DE CALIDAD

En la base a la Norma Técnica Peruana (NTP 339.088)

REQUISITOS DE CALIDAD DEL AGUA PARA EL CONCRETO: Componente que se utiliza para generar las reacciones químicas en los cementantes del concreto hidráulico o del mortero de cemento Portland.

AGUA: Aguas potables o sobre las que se posea experiencia por haber sido empleadas para tal fin, con resultados satisfactorios.

EN EL CONCRETO: Se admite todas las aguas potables y las tradicionalmente empleadas, aunque no necesariamente el agua que es buena para beber es buena para el concreto.

EL CURADO: 

Es un proceso que consiste en mantener en un ambiente húmedo el concreto por varios días después del vaciado, con el propósito de que éste adquiera la totalidad de su resistencia (f´c) especificada en el plano y además para evitar probables rajaduras superficiales.

 

 

Puede ser agua potable,  es decir, aquella que por sus características químicas y físicas es útil para el consumo humano o que cumpla con los requisitos de calidad establecidos en la NTP 339.088.

El agua empleada para amasar y curar el concreto será de propiedades, no deberá contener sustancias que puedan producir efecto desfavorables sobre:

·         Colorantes nulas

·         Clara

·         Libre de glúcidos (Azúcares)

·         Ácidos

·         Álcalis

·         Materias orgánicas

·         Aceites

¿CÓMO SE EVALÚA LA CALIDAD DEL MORTERO?

Lo acostumbrado en el uso de mortero es la dosificación por partes de cemento y de arena (1: n) desconociendo la resistencia que dichos morteros. Es claro plantear la necesidad de diseñar y dosificar el mortero de acuerdo a las condiciones de adherencia y resistencia y algunas otras propiedades y características importantes para el buen uso del mortero.

De lo anterior es importante conocer las propiedades del mortero en estado plástico, determinar la facilidad de construcción de la mampostería y el acabado de los elementos estructurales, las propiedades en estado plástico influenciarán en el comportamiento del mortero endurecido. Las propiedades en estado endurecido que ayudan a determinar el comportamiento final de la mampostería son la adherencia, durabilidad, elasticidad y resistencia a la compresión.

Muchas de las propiedades del mortero no son cuantitativamente definibles en términos de proceso debido a la carencia de especificaciones.

PARTES POR MILLÓN (ppm)

Es una unidad de medida de concentración. Se refiere a la cantidad de unidades de la sustancia que hay por cada millón de unidades del conjunto.

Por ejemplo en un millón de granos de arroz, si se pintara de negro, este grano representaría una parte por millón (ppm).

III. LÍMITES PERMISIBLES :

El agua es un elemento fundamental para la elaboración del concreto y del mortero, pero debemos saber que dosis optimas debe cumplir para garantizar de la mezcla.

Limites permisibles para el agua de mezcla y curado según la norma NTP 339.008

IV. AGUAS NO RECOMENDABLES:

• Aguas acidas.
• Aguas calcáreas; minerales; carbonatadas; o naturales.
• Aguas provenientes de minas o relaves.
• Aguas que contengan residuos industriales.
• Aguas con un contenido de cloruro de sodio mayor del 3%; o un contenido de sulfato mayor de 1%.
• Aguas que contengan algas, materias, orgánica, humus, partículas de carbón, turba, azufre, o descargas de desagües.
• Aguas que contengan ácido úrico u otros ácidos orgánicos.
• Aguas que contengan azucares o sus derivados.
• Aguas con porcentajes significativos de sales de sodio o potasio disueltos en especial en todos aquellos casos en que es posible la reacción álcali-agregado.

V. AGUAS UTILIZABLES :

* AGUA POTABLE:

El agua empleada para concretos y morteros (amasar y curar) será de propiedades colorantes nulas, clara, libre de glúcidos (azucares), ácidos, álcalis, materias orgánicas y de aceites, de preferencia debe ser agua potable. 

Además, no deberá contener substancias que puedan producir efectos desfavorables sobre le fraguado, la resistencia, la durabilidad o apariencia del concreto o sobre los elementos metálicos embebidos en este. La norma peruana limita los contenidos perjudiciales en el agua de acuerdo a la Norma Técnica Peruana 339.088 (NTP 339.088). El agua es el elemento indispensable para la hidratación del cemento y el desarrollo de sus propiedades, por lo tanto este componente debe cumplir ciertos requisitos para llevar a cabo su función en la combinación química, sin ocasionar problemas colaterales si tiene ciertas sustancias que pueden dañar al concreto.

El agua de mezcla en el concreto tiene tres funciones principales:

• Reaccionar con el cemento para hidratarlo.
• Actuar como lubricante para contribuir a la trabajabilidad del conjunto.
• Procurar la estructura de vacíos necesaria en la pasta para que los productos de hidratación tengan espacio para desarrollarse.

VI. AGUA DE MAR:

• Contiene treinta mil ppm (partes por millón) de sales y puede ser usada en concretos y simples.
• El concreto armado produce corrosión a las armaduras, en caso puede protegerse con impermeabilizantes.
• En concretos post-tensados no debe utilizarse agua de mar.
• La institución española del concreto admite su empleo para el concreto en masa, previniendo acerca de la posible aparición de eflorescencia (producidas por cristalización de sales) y de la probable caída de resistencia (aprox. un 15%).
• El contenido de cloruro sódico del agua de mar es del orden de 25 granos por litro (aprox. 15g/l de ión Cl- ) inadmisible para concreto armado.
• No se admite presencia de algas, ya que impiden la adherencia árido pasta, provocando multitud de poros en el concreto.
• El amasado con agua de mar suele ser perjudicial si el hormigón va a estar en contacto con agua marina. Por ellos en obras marítimas es normal amasar siempre con agua dulce, sobre todo si se emplean cementos aluminosos.

VII. MUESTREO E INSPECCIÓN :