SEMANA VII:AGUA PARA CONCRETO Y MORTERO

AGUA PARA CONCRETO Y MORTERO

EL AGUA: El papel del agua en la elaboración de un concreto es de suma importancia, ya que la cantidad utilizada en relación con la cantidad de cemento (Relación A/C) depende de la manejabilidad y las resistencias finales.

• También hay que hacer énfasis en la calidad del agua para elaborar el concreto. Sé que si el agua es buena para beber, es buena para hacer concreto, creencia no del todo cierta ya que aguas azucaradas o con sustancia adicionadas en plantas de tratamiento, tales cómo cloro, flúor o sulfatos de aluminio e incluso sabores artificiales, no son adecuadas para hacer concretos.
•  El agua que se va a usar debe de estar limpia, cuando se usan aguas turbias o con materiales orgánicos se obtienen concretos de baja resistencia y poca durabilidad.
•  Se pueden usar aguas de ríos y quebradas si estas no se encuentran turbias, las aguas de lagos y pantanos no son muy recomendables. El cemento portland fija, para su endurecimiento, una cantidad de agua correspondiente a una relación agua / cemento = 0,4.
•  Si se registra presencia de carbonatos y que se piensa trabajar, se deja reposar bicarbonatos de sodio o de potasio en el durante 24 horas, si al cabo de este agua de la mezcla, estos pueden tiempo el agua se conserva turbia, es un agua no apta para concretos. Si se reaccionar con el cemento produciendo presenta material en el fondo y este no rápido fraguado; en altas es mucho, se debe de almacenar el concentraciones también disminuyen la agua en canecas para que los sólidos se resistencia del concreto. depositen en el fondo, y podamos usar el agua superficial. 
• El alto contenido de cloruros en el agua de mezclado puede producir corrosión
• El agua de mar no es recomendable en en el acero de refuerzo o en los cables la elaboración de concretos. de tensionamiento de un concreto pre esforzado.
•  Las aguas que contengan menos de 2000 p.p.m. de sólidos disueltos generalmente son aptas para hacer concretos.
•  El agua que contenga hasta 10000 concretos; si tienen más de esta p.p.m. de sulfato de sodio, puede ser cantidad deben ser ensayados para usada sin problemas para el concreto. determinar sus efectos sobre la resistencia del concreto. Para estar más seguro de el agua que vas a usar lleva una muestra a un laboratorio y pide que la analicen.
•  Las aguas acidas con pH por debajo de 3 pueden crear problemas en el manejo u 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%.
•  Cuando la salinidad del agua del mar es menor del 3.5%, se puede utilizar en concretos no reforzados y la resistencias del mismo disminuye en un 12%, pero si la salinidad aumenta al 5% la reducción dela resistencia es del 30%.
• 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.
• Las sustancias presentes en el agua para el curado pueden producir manchas en el concreto y atacarlo causando su deterioro, dependiendo del tipo de sustancias presentes. Las causas más frecuentes de manchas son: El hierro o la materia orgánica disuelta en el agua.

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USOS DEL AGUA (para concreto):

En relación con su empleo en el concreto, el agua tiene dos diferentes aplicaciones: como ingrediente en la elaboración de las mezclas y como medio fe curado de las estructuras recién construidas. En el primer caso es de lS0 interno como agua de mezclado, y en el segundo se emplea exteriormente =cuando el concreto se cura con agua. aunque en estas aplicaciones las características del agua tienen efectos de diferente importancia sobre el concreto, es usual que se recomiende emplear igual de una sola calidad en ambos casos. Así, normalmente, en las especificaciones para concreto se hace referencia en primer término a los requisitos que debe cumplir el agua para elaborar el concreto, porque sus efectos son más importantes, y después se indica que el agua que se utilice para curarlo debe ser del mismo origen, o similar, para evitar que se subestime esta segunda aplicación y se emplee agua de curado con características inadecuadas.

En determinados casos se requiere, con objeto de disminuir la temperatura del concreto al ser elaborado, que una parte del agua de mezclado se administre en forma de hielo molido o en escamas. En tales casos, el agua que se utilice para fabricar el hielo debe satisfacer las mismas especificaciones de calidad del agua de mezclado.

Como componente del concreto convencional, el agua suele representar aproximadamente entre lO y 25 por ciento del volumen del concreto recién mezclado, dependiendo del tamaño máximo de agregado que se utilice y del revenimiento que se requiera(38). Esto le concede una influencia importante a la calidad del agua de mezclado en el comportamiento y las propiedades del concreto, pues cualquier substancia dañina que contenga, aún en proporciones reducidas, puede tener efectos adversos significativos en el concreto.

Una práctica bastante común consiste en utilizar el agua potable para fabricar concreto sin ninguna verificación previa, suponiendo que toda agua que es potable también es apropiada para elaborar concreto; sin embargo, hay ocasiones en que esta presunción no se cumple, porque hay aguas potables aderezadas con citratos o con pequeñas cantidades de azúcares, que no afectan su potabilidad pero pueden hacerlas inadecuadas para la fabricación de concreto(73). En todo caso, la consideración contraria pudiera ser más conveniente, es decir, que el agua para la elaboración del concreto no necesariamente requiere ser potable, aunque sí debe satisfacer determinados requisitos mínimos de calidad.

REQUISITOS DE CALIDAD

Los requisitos de calidad del agua de mezclado para concreto no tienen ninguna relación obligada con el aspecto bacteriológico (como es el caso de las aguas potables), sino que básicamente se refieren a sus características fisico-químicas ya sus efectos sobre el comportamiento y las propiedades del concreto.

Características fisico-químicas:

Refiriéndose a las características fisico-químicas del agua para concreto, no parece haber consenso general en cuanto a las limitaciones que deben imponerse a las substancias e impurezas cuya presencia es relativamente frecuente, como puede ser el caso de algunas sales inorgánicas (cloruros, sulfatos), sólidos en suspensión, materia orgánica, di óxido de carbono disuelto, etc. Sin embargo, en lo que sí parece haber acuerdo es que no debe tolerarse la presencia de substancias que son francamente dañinas, como grasas, aceites, azúcares y ácidos, por ejemplo. La presencia de alguna de estas substancias, que por lo demás no es común, debe tomarse como un síntoma de contaminación que requiere eliminarse antes de considerar la posibilidad de emplear el agua.

Cuando el agua de uso previsto es potable, cabe suponer en principio que sus características fisico-químicas son adecuadas para hacer concreto, excepto por la posibilidad de que contenga alguna substancia saborizante, lo cual puede detectarse fácilmente al probarla. Así, por ejemplo, el USBR(15) considera que si el agua es clara, y no tiene sabor dulce, amargo o salobre, puede ser usada como agua de mezclado o de curado para concreto, sin necesidad de mayores pruebas.

Si el agua no procede de una fuente de suministro de agua potable, se puede juzgar su aptitud como agua para concreto mediante los requisitos fisico-químicos contenidos en la Norma Oficial Mexicana NOM C-122(46), recomendados especialmente para aguas que no son potables. Para el caso especifico de la fabricación de elementos de concreto preesforzado, hay algunos requisitos que son más estrictos en cuanto al limite tolerable de ciertas sales que pueden afectar al concreto y al acero de preesfuerzo, lo cual también se contempla en las NOM C-252(47) y NOM C-253(48).

En la Tabla 1.24 se reproducen los limites especificados en dichas normas, para las sales e impurezas que con mayor frecuencia se hallan presentes en las aguas que no son potables, a fin de que no se excedan en el agua que se utilice para la elaboración de concreto.

Efectos en el concreto

En diversas especificaciones y prácticas recomendadas, al establecer la calidad necesaria en el agua de mezclado, se pone más énfasis en la valuación de los efectos que produce en el concreto, que en la cuantificación de las substancias indeseables e impurezas que contiene. Esto aparentemente se justifica porque tales reglamentaciones están dirigidas principalmente a construcciones urbanas, industriales o similares, cuyo concreto se produce en localidades donde normalmente se dispone de suministro de agua para uso industrial o doméstico.

No siempre ocurre así durante la construcción de las centrales eléctricas, particularmente de las hidroeléctricas, en donde es necesario acudir a fuentes de suministro de agua cuya calidad es desconocida y con frecuencia muestra señales de contaminación. En tal caso, es prudente determinar en primer término las características fisico-químicas del agua y, si estas son adecuadas, proceder a verificar sus efectos en el concreto.

Los efectos indeseables que el agua de mezclado de calidad inadecuada puede producir en el concreto, son a corto, mediano y largo plazo. Los efectos a corto plazo normalmente se relacionan con el tiempo de fraguado y las resistencias iniciales, los de mediano plazo con las resistencias posteriores (a 28 días o más) y los de largo plazo pueden consistir en el ataque de sulfatos, la reacción álcali-agregado y la corrosión del acero de refuerzo. La prevención de los efectos a largo plazo se consigue por medio del análisis químico del agua antes de emplearla, verificando que no contenga cantidades excedidas de sulfatos, álcalis, cloruros y di óxido de carbono disuelto, principalmente. Para prevenir los efectos a corto y mediano plazo, se acostumbra precalificar el agua mediante pruebas comparativas de tiempo de fraguado y de resistencia a compresión a 7 y 28 días. En estas pruebas se comparan especímenes elaborados con mezclas idénticas, en las que sólo cambia la procedencia del agua de mezclado: agua destilada en la mezcla-testigo y el agua en estudio en la mezcla de prueba.

Las pruebas de tiempo de fraguado pueden efectuarse en pasta de cemento, según los métodos NOM C-58 o C-59 (ASTM C 266 o C 191), o bien en mezclas de concreto conforme al método NOM C-177 (ASTM C 403). Para llevar a cabo las pruebas de resistencia a compresión, se emplean normalmente especímenes de mortero, elaborados y ensayados de acuerdo con el método NOM C-61 (ASTM C 109), aunque también es posible utilizar especímenes de concreto, elaborados y ensayados conforme a los métodos NOM C-159 y C-83 (ASTM C 192 y C 39).

VERIFICACION DE CALIDAD

La verificación de la calidad del agua de uso previsto para elaborar el concreto, debe ser una práctica obligatoria antes de iniciar la construcción de obras importantes, como es el caso de las centrales para generar energía eléctrica. Sin embargo, puede permitirse que esta verificación se omita en las siguientes condiciones:

1) El agua procede de la red local de suministro para uso doméstico y no se le aprecia olor, color ni sabor; no obstante que no posea antecedentes de uso en la fabricación de concreto.

2) El agua procede de cualquier otra fuente de suministro que cuenta con antecedentes de uso en la fabricación de concreto con buenos resultados, y no se le aprecia olor, color ni sabor.

Por el contrario, la verificación de calidad del agua, previa a su empleo en la fabricación de concreto, debe ser un requisito ineludible en los siguientes casos:

3) El agua procede de la red local de suministro para uso doméstico y, aunque posee antecedentes de U80 en la fabricación de concreto, se le aprecia cierto olor, color o sabor.

4) El agua procede de cualquier fuente de suministro sin antecedentes de uso en la fabricación de concreto, aunque no manifieste olor, color ni sabor.

Cuando la obra se localiza en las inmediaciones de un centro de población, es muy probable que exista abastecimiento de agua en la localidad, del cual pueda disponerse para fabricar el concreto. Al referirse a esta red de suministro público, es pertinente distinguir entre el agua para uso doméstico y para uso industrial. La primera por lo general reúne condiciones fisico-químicas de potabilidad, salvo eventuales fallas en el aspecto bacteriológico que pueden hacerla impropia para el consumo humano, pero no afectan al concreto. El agua para uso industrial por lo común no es potable, no sólo en el aspecto bacteriológico sino también en el aspecto fisico-químico, pues frecuentemente proviene del tratamiento de aguas negras o es agua reciclada de procesos industriales, por lo cual puede contener sustancias dañinas al concreto. Por tal motivo, siempre es necesario verificar la calidad del agua de uso industrial, a menos que tenga antecedentes de uso con buen éxito en la fabricación de concreto.

• Hay otras fuentes de suministro de agua para elaborar el concreto en sitios alejados de los centros de población, como son los pozos, manantiales corrientes superficiales (arroyos y ríos), almacenamientos naturales (lagos lagunas) y almacenamientos creados artificialmente (vasos de presas). Salvo que existan antecedentes de uso del agua en la fabricación de concreto con buenos resultados, debe verificarse invariablemente su calidad antes d emplearla.
• En cuanto al agua de mar, su principal inconveniente al ser juzgada como agua de mezclado para concreto, consiste en su elevado contenido de cloruros (más de 20000 ppm) que la convierten en un medio altamente corrosivo para e acero de refuerzo, y esto la hace inaceptable para su empleo en el concreto reforzado. No obstante, en determinados casos se ha llegado a emplear agua de mar para la elaboración de concreto destinado a elementos no reforzados Un ejemplo local de ello lo constituyen las escolleras de algunas centra le termoeléctricas situadas a la orilla del mar, construidas mediante el apilamiento de grandes bolsas de plástico rellenas in situ con un mortero fluido bombeable, hecho a base de arena, cemento portland tipo 110 tipo V y eventualmente, agua de mar en vez de agua dulce. En casos así, es necesario verificar si el tiempo de fraguado del mortero o del concreto, con el cemento de uso previsto, es adecuado para las condiciones de obra ya que el exceso d cloruros en el agua de mar tiende a acelerar el fraguado.
• En la construcción de centrales eléctricas, y en especial hidroeléctricas, es bastante común disponer del agua procedente de corrientes fluviales que pueden contener substancias contaminantes de diversa índole. La manera recomendable de proceder en estos casos, consiste en obtener muestras del agua con suficiente anticipación al inicio de las obras, con objeto de verificar sus características fisico-quimicas y sus efectos en el concreto. Estas muestras deben colectarse en diversas épocas del año, para abarcar todas las posibles condiciones de suministro, y del resultado de su verificación debe poder concluirse si el agua es aceptable en su estado original, o si requiere ser sometida a algún tratamiento previo de sedimentación, filtración, etc.

Posteriormente, en el curso del suministro, debe implantarse un plan de verificación rutinaria, mediante muestreo y ensaye periódico, de acuerdo con los programas de construcción. El muestreo del agua para esta finalidad, debe conducirse según el método de la NOM C-277, y el análisis correspondiente debe realizarse conforme a la NOM C-283.

Procedimiento prueba de vicat 

• Debido a que no se contaba con una mezcladora de dos velocidades que operara adecuadamente, se mezclaron 500 gr. de cemento blanco con agua a mano, esto . con ayuda de una pala de hule para batido y dentro del tambo que la norma especifica.
•  Se vació el agua dentro del tambo y subsecuentemente el cemento blanco marca Apasco, se esperó 30 segundos para su absorción y finalmente se mezcló a mano hasta lograr una perfecta integración de la pasta.
•  Una vez elaborada la pasta, se tomó con las manos (utilizando guantes) una / porción de esta cuyo volumen fuera aproximado al del molde de prueba. Esta muestra se arrojó seis veces de una a otra mano ( estando estas aproximadamente a 15 cm una de la otra) para así lograr una forma redondeada del espécimen.
• Se introdujo la muestra dentro del molde cónico rígido (sin comprimir) y se afinó la superficie, se colocó la base de acrílico sobre el cono y se volteó en conjunto. Finalmente se colocó el espécimen de prueba en el aparato Vicat.
•  Una vez colocado el espécimen de prueba de manera centrada en el aparato Vicat, se llevó el borde de la varilla móvil del aparato hasta el ligero contacto con la parte superior de la muestra, se fijó en ese punto, se calibró la marca de graduación y se soltó la varilla.

Agua en Morteros y Hormigones: Al agua se la utiliza como plastificante y como agente reactivo para el proceso del fragüe y luego del endurecimiento.

Calidad del agua: Debe ser limpia, potable e improvista de impurezas.

El agua dulce impide el fragüe del cemento.

El agua de lluvia ataca al cemento Pórtland.

El agua destilada disuelve la cal.

Temperatura del agua: La temperatura va a influir en el proceso de endurecimiento, cuando la temperatura es mayor más rápido endurece.

Cantidad de agua: Solo como reactivo del proceso de fragüe el 25 %.

A medida que tenga más agua el preparado menos resistente resultara, por eso hay que limitarse con la cantidad de agua.

Si hay exceso de agua en el preparado, en el secado el excedente de agua se evaporara, lo que nos dejara un material poroso y con poca resistencia.

En los hormigones el agua se calcula a partir de la suma de todos los componentes haciendo relación, lo que casi siempre da un 15 %.

En la relación agua-cemento la cantidad de agua es para hidratar el cemento, para que cumpla su poder aglutinante y obtener una mezcla con la debida consistencia. Por lo tanto la relación agua-cemento es el cociente entre la cantidad de litros de agua utilizados en el amasado y la cantidad de kg utilizados de cemento.

Dosificación: es la cantidad de materiales, aglomerante, agregados, etc., que se utilizará para obtener mortero u hormigón.

Dosificación por volumen: se toma un patrón, como un balde, y en el se basa la composición, la cual será irregular. Por ejemplo, MC 1:3 van a ser 1 balde de cemento y 3 baldes de arena.

Dosificación por peso: se pesan todos los ingredientes, tiene regularidad en su composición.

Dosificación mixta: los ingredientes pulvurentos se pesan y los demás se los calcula por su volumen.