Aspectos de las mezclas

Trabajabilidad o manejabilidad

Esta propiedad determina la capacidad que tiene la masa recién mezclada de hormigón hidráulico para ser moldeada y compactada, y que no presente segregación o daño alguno; esto es, que adquiera la forma deseada llenando todos los espacios de los encofrados y la vez que el acero de refuerzo quede completamente embebido dentro de esta.

La trabajabilidad o manejabilidad de una mezcla está influenciada por varios factores, tanto los que los mismos compuestos generan como factores externos que la pueden afectar. Dentro de los factores propios de los compuestos están la cantidad de agua de mezclado, y la forma y textura de los agregados, así como su gradación, el contenido de aire, la relación entre agregado fino y agregado grueso, o la relación entre pasta de cemento y agregado; y dentro de los factores externos se pueden contar las condiciones climáticas y la temperatura del ambiente circundante a la colocación.

Esta propiedad está representada por:

La compacidad Grado en que una masa de hormigón hidráulico recién vaciado en el encofrado, puede ser compactado reduciendo el aire entre las partículas del agregado, entre la masa y el encofrado, y permitiendo a la pasta de cemento embeber a los aceros de refuerzo; en otros términos, puede ser considerado como lo opuesto a la porosidad.	La cohesividad Determinada por la capacidad que tiene la mezcla de concreto para mantenerse como una masa inalterable, que a pesar de ser transportada, maniobrada y compactada no presente segregación.
La plasticidad Como parte fundamental del concreto fresco, es la capacidad de ser fácilmente moldeado, de cambiar de forma adquiriendo la configuración que se desea.	La consistencia o movilidad En términos de hormigón hidráulico, es la característica que tiene una masa de hormigón en estado fresco para fluir y ser colocada dentro de los encofrados, adquiriendo la forma de estos, llenando completamente los espacios entre los refuerzos.

Homogeneidad y uniformidad

Una masa de hormigón hidráulico se considera homogénea cuando sus componentes se distribuyen en forma regular e igual proporción dentro de la masa, y uniforme cuando en diferentes amasados de igual dosificación se mantienen sus características.

La norma NTC 3318, considerando en que la mezcla se entrega siempre en estado fresco, establece los siguientes parámetros para la uniformidad de las mezclas:

• Para el ensayo de variabilidad de los ingredientes para concretos se debe consultar la designación 26 bureau of reclamation concrete manual.
• Se deben fundir y ensayar no menos de tres cilindros por edad para cada uno de las muestras.
• La aprobación tentativa de la mezcladora se debe condicionar de acuerdo con los resultados del ensayo de resistencia a la compresión a los 7 d.

Parámetros para la uniformidad de las mezclas. Fuente: Norma NTC 318.

Segregación

Una masa de hormigón hidráulico debe ser siempre homogénea, en donde sus componentes guardan las mismas proporciones en cualquier parte o sección; es entonces que la pérdida de esta característica falta de cohesión por diferentes causas, logra la separación de los compuestos; una de las formas de la segregación se presenta cuando las partículas de agregado más gruesas tienden a separarse de la fase mortero, ubicándose a los extremos de la masa o cuando una porción de la pasta de cemento abundante en agua se separa de la mezcla.

La segregación puede ser causada por varios factores entre los que se cuentan:

• Diferencia considerable en la densidad de los agregados finos y gruesos


• Forma y textura de las partículas


• Tamaño máximo y gradación de los agregados


• Mezclados excesivos o deficientes


• Transporte inadecuado


• Incorrecta manipulación y colocado


• Exceso o incorrecta compactación


• Inconvenientes en dosificaciones

Exudación o sangrado

En cierto aspecto es una forma de segregación, debido a que parte del agua de mezclado tiende a elevarse a la superficie de la mezcla de concreto recién colocada y compactada, y puede expresarse cuantitativamente como el asentamiento total por unidad de altura del concreto.

La exudación no necesariamente es dañina, pero puede generar algunos inconvenientes al concreto como:

• Generar capas porosas y no duraderas: esto ocurre cuando el agua de exudación, al generar una capa superficial con mayor humedad, es atrapada por el concreto superpuesto


• Superficie de desgaste débil: esto sucede cuando al concreto se le da el acabado sin que se haya permitido la evaporación del agua de exudación mezclándola durante el acabado


• Agrietamiento por contracción plástica: se presenta cuando el índice de evaporación es menor a la evaporación


• Zonas de baja adherencia: cuando parte del agua que sube queda atrapada en los agregados gruesos


• Creación de nata: cuando el agua exudada lleva partículas de cemento a la superficie, dejándola luego de la evaporación, muy porosa y con aspecto polvoso permanente

Relación agua y material cementante (a/mc)

Es una de las propiedades más importantes de las mezclas de hormigón hidráulico, puesto que la cantidad de agua se relaciona directamente con la fluidez del concreto, y esta a su vez con la cantidad de cemento a hidratar. Se determina mediante el cociente entre el peso de agua de mezclado y el peso del cemento empleado.

Cabe recordar que el total del agua en la mezcla es aproximadamente del 15%, del cual solamente el 5% es de hidratación, lo cual deja libre el 10%, que posteriormente se evapora. Esta cantidad de agua evaporada crea espacios vacíos en la masa de hormigón; es así que si el contenido de agua es muy bajo (sin uso de aditivos) se tendrán problemas de manejabilidad y de acuerdo con Matallana (2006), “si está por debajo de 0,2 no se produce una hidratación completa generando una caída significativa en la resistencia; pero con valores altos de agua de mezclado (sin uso de aditivos), la manejabilidad se vera favorecida, pero se encuentra una disminución en la resistencia”. La zona amarilla en la Figura 7. representa los valores de relación agua y cemento normalmente empleados en las mezclas de concreto.

Representación de la variación de la resistencia respecto de la relación aguan cemento. (Matallana, 2007)

(Haga clic en la imagen para ampliarla)

Contenido de aire

Se consideran dos maneras de la cantidad de aire dentro de una mezcla de hormigón hidráulico; la primera es la cantidad de aire que se atrapa naturalmente, esta cantidad se incluye durante el mezclado y la colocación, y no se logra eliminar completamente durante la compactación o vibración; la segunda manera es el aire dentro de la mezcla, añadida intencionalmente mediante aditivos.

El ACI 318-97 recomienda contenidos de aire:

Parámetros para la uniformidad de las mezclas (Matallana, 2007)

El aire intencionalmente añadido a la mezcla aumenta la fluidez de la masa debido a que disminuye la fricción entre los agregados, lo cual se refleja en una menor de cantidad de agua de mezclado para una misma manejabilidad requerida favoreciendo la resistencia.

Según Sánchez (2001), el contenido de aire se aumenta con una o más de las siguientes situaciones:

• Mezclas pobres de cemento
• Agregados con tamaño máximo menor
• Mayor cantidad de arena
• Consistencias más húmedas
• Operaciones de mezclado fuertes o prolongadas
• Inclusión de aditivos incoporadores de aire