NMX-C-403-ONNCCE-1999 Concreto Hidráulico de Uso Estructural

ORGANISMO NACIONAL DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN Y EDIFICACIÓN, S.C.

NORMA MEXICANA NMX-C-403-ONNCCE-1999 Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el día 24 de noviembre de 1999

“INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN CONCRETO HIDRÁULICO PARA USO ESTRUCTURAL” ESTRUCTURAL” “BUILDING INDUSTRY INDUSTRY - HYDRAULIC CONCRETE CONCRETE FOR STRUCTUR STRUCTURAL AL USE”

Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación, S.C. Constitución # 50 Col. Escandón C.P. 11800 México, México, D.F. Tel. 52 73 33 99 y 52 73 19 91 Fax: 52 73 34 31 Correo electrónico: [email protected] [email protected] Intenet: http://www.onncce.org. http://www.onncce.org.mx mx © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL SIN AUTORIZACIÓN POR ESCRITO DEL ONNCCE NORMA MEXICANA

NMX-C-403-ONNCCE-1999

“INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN CONCRETO HIDRÁULICO PARA USO ESTRUCTURAL”

Declaratoria de vigencia publicada en el D.O.F. el día 24 de noviembre de 1999

“BUILDING INDUSTRY - HYDRAULIC CONCRETE FOR STRUCTURAL USE”

Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación, S.C. Constitución # 50 Col. Escandón C.P. 11800 México, México, D.F. Tel. 52 73 33 99 y 52 73 19 91 Fax: 52 73 34 31 Correo electrónico: [email protected] [email protected] Intenet: http://www.onncce.org. http://www.onncce.org.mx mx © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL SIN AUTORIZACIÓN POR ESCRITO DEL ONNCCE

COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN DE MATERIALES COMPONENTES Y SISTEMAS ESTRUCTURALES CTN- 1 PREFACIO En la elaboración de esta norma, participaron las siguientes empresas y organizaciones: − ALTECO, S.A. DE C.V. − AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (ACI SECCIÓN CENTRO Y SUR DE MÉXICO) − ASOCIACIÓN MEXICANA DE LA INDUSTRIA DEL CONCRETO PREMEZCLADO, A.C. (AMIC) − ASOCIACIÓN NACIONAL DE FABRICANTES DE CAL (ANFACAL) − ASOCIACIÓN NACIONAL DE LABORATORIOS INDEPENDIENTES AL SERVICIO DE LA CONSTRUCCIÓN (ANALISEC) − CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO TECNOLÓGICO DEL CONCRETO (CIDETEC) − CENTRO NACIONAL DE PREVENCIÓN DE DESASTRES (CENAPRED) − CENTRO TECNOLÓGICO DEL CONCRETO APASCO (CTC - APASCO) − COMISIÓN NACIONAL DEL AGUA (CNA) − CONCRETOS APASCO, S.A. DE C.V. − CONCRETOS BAL, S.A. DE C.V. − CONCRETOS KARYMA, S.A. DE C.V. − CONCRETOS METROPOLITANOS, S.A. DE C.V. − ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO, INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL, (IPN-ESIA) − EUROESTUDIOS, S.A. DE C.V. − FOVI - BANCO DE MÉXICO − GOBIERNO DEL DISTRITO FEDERAL (GDF) − INSPECTEC, S.A DE C.V. − INSTITUTO DE INGENIERÍA, UNAM − INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES, UNAM − INSTITUTO DEL FONDO NACIONAL DE LA VIVIENDA PARA LOS TRABAJADORES (INFONAVIT) − INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO, A.C. (IMCYC) − LABORATORIO DE ALTO NIVEL EN CALIDAD, S.A. DE C.V. (LANC) − LADIM, S.A. DE C.V. − LATINOAMERICANA DE CONCRETOS, S.A. DE C.V. (LACOSA) − PRECONCRETO, S.A. DE C.V. − SECRETARÍA DE DESARROLLO SOCIAL (SEDESOL) − UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

Las siguientes empresas y organizaciones fueron consultadas para la elaboración de esta norma: − ASOCIACIÓN NACIONAL DE LA INDUSTRIA DEL PREESFUERZO Y PREFABRICACIÓN, A.C. (ANIPPAC) − CÁMARA MEXICANA DE LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN (CMIC) − CÁMARA NACIONAL DEL CEMENTO (CANACEM) − CEMENTOS MEXICANOS, S.A DE C.V.(CEMEX) − COLEGIO NACIONAL DE INGENIEROS ARQUITECTOS DE MÉXICO (CNIAM) − COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD (CFE)

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Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación, S.C. Constitución # 50 Col. Escandón C.P. 11800 México, México, D.F. Tel. 52 73 33 99 y 52 73 19 91 Fax: 52 73 34 31 Correo electrónico: [email protected] [email protected] Intenet: http://www.onncce.org. http://www.onncce.org.mx mx © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL SIN AUTORIZACIÓN POR ESCRITO DEL ONNCCE

COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN DE MATERIALES COMPONENTES Y SISTEMAS ESTRUCTURALES CTN- 1 PREFACIO En la elaboración de esta norma, participaron las siguientes empresas y organizaciones: − ALTECO, S.A. DE C.V. − AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (ACI SECCIÓN CENTRO Y SUR DE MÉXICO) − ASOCIACIÓN MEXICANA DE LA INDUSTRIA DEL CONCRETO PREMEZCLADO, A.C. (AMIC) − ASOCIACIÓN NACIONAL DE FABRICANTES DE CAL (ANFACAL) − ASOCIACIÓN NACIONAL DE LABORATORIOS INDEPENDIENTES AL SERVICIO DE LA CONSTRUCCIÓN (ANALISEC) − CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO TECNOLÓGICO DEL CONCRETO (CIDETEC) − CENTRO NACIONAL DE PREVENCIÓN DE DESASTRES (CENAPRED) − CENTRO TECNOLÓGICO DEL CONCRETO APASCO (CTC - APASCO) − COMISIÓN NACIONAL DEL AGUA (CNA) − CONCRETOS APASCO, S.A. DE C.V. − CONCRETOS BAL, S.A. DE C.V. − CONCRETOS KARYMA, S.A. DE C.V. − CONCRETOS METROPOLITANOS, S.A. DE C.V. − ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD TECAMACHALCO, INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL, (IPN-ESIA) − EUROESTUDIOS, S.A. DE C.V. − FOVI - BANCO DE MÉXICO − GOBIERNO DEL DISTRITO FEDERAL (GDF) − INSPECTEC, S.A DE C.V. − INSTITUTO DE INGENIERÍA, UNAM − INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES, UNAM − INSTITUTO DEL FONDO NACIONAL DE LA VIVIENDA PARA LOS TRABAJADORES (INFONAVIT) − INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO, A.C. (IMCYC) − LABORATORIO DE ALTO NIVEL EN CALIDAD, S.A. DE C.V. (LANC) − LADIM, S.A. DE C.V. − LATINOAMERICANA DE CONCRETOS, S.A. DE C.V. (LACOSA) − PRECONCRETO, S.A. DE C.V. − SECRETARÍA DE DESARROLLO SOCIAL (SEDESOL) − UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

Las siguientes empresas y organizaciones fueron consultadas para la elaboración de esta norma: − ASOCIACIÓN NACIONAL DE LA INDUSTRIA DEL PREESFUERZO Y PREFABRICACIÓN, A.C. (ANIPPAC) − CÁMARA MEXICANA DE LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN (CMIC) − CÁMARA NACIONAL DEL CEMENTO (CANACEM) − CEMENTOS MEXICANOS, S.A DE C.V.(CEMEX) − COLEGIO NACIONAL DE INGENIEROS ARQUITECTOS DE MÉXICO (CNIAM) − COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD (CFE)

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− CONCRETOS DE MORELOS, S.A. DE C.V. − FEDERACIÓN DE COLEGIOS DE ARQUITECTOS DE LA REPÚBLICA MEXICANA (FCARM) − FEDERACIÓN DE COLEGIOS DE INGENIEROS CIVILES (FECIC) − FONDO NACIONAL DE HABITACIONES POPULARES (FONHAPO) − INSTITUTO MEXICANO DEL SEGURO SOCIAL (IMSS) − LABORATORIOS DE CONTROL, S.A DE C.V. − SECRETARÍA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES (SCT) − SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA ESTRUCTURAL − INSTITUTO MEXICANO DEL TRANSPORTE

0.

INTRODUCCIÓN

Teniendo como objetivo la seguridad de la vida humana que en los centros urbanos se encuentra casi permanentemente vinculada con las distintas construcciones y edificaciones en donde el hombre pasa la mayor parte del tiempo, se hace necesaria la normalización de los materiales de construcción empleados. El concreto hidráulico ha sido uno de los materiales más extensamente utilizado en la construcción, por sus características de resistencia mecánica, rigidez, durabilidad y versatilidad de aplicación. Cuando se usa el concreto hidráulico como material de construcción en estructuras, es preciso definir requerimientos mínimos de observancia general a fin de garantizar el nivel de seguridad apropiado de los ocupantes de las edificaciones, a un costo razonable.

ÍNDICE 0. 1. 2. 2.1. 3. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8. 4.9. 4.10 4.11. 4.12. 4.13. 4.14. 4.15. 4.16. 4.17. 4.18. 4.19. 4.20. 4.21. 4.22. 4.23. 4.24. 4.25. 4.26. 4.27. 4.28. 4.29. 4.30. 4.31.

PAGINA

PREFACIO PREFACIO ............................ .......................................... ............................ ............................. ............................. ............................ ............................ ........................ ................ ...... 2 INTRODUCCIÓN....... INTRODUCCIÓN..................... ............................ ............................. ............................. ............................ ............................ ............................. ........................ ............. .... 3 OBJETIVO........................ OBJETIVO...................................... ............................ ............................. ............................. ............................ ............................ ........................ ..................... ........... 5 CAMPO DE APLICACIÓN.................... APLICACIÓN.................................. ............................ ............................ ............................ ............................. ............................. ................ 5 Responsabil Responsabilidad idad ............................ .......................................... ............................. ............................. ............................ ............................ ......................... ...................... ........... 5 REFERENCIAS REFERENCIAS.............. ............................. ............................. ............................ ............................. ............................. ............................. ........................... ..................... ......... 5 DEFINICIONES DEFINICIONES............. ........................... ............................ ............................. ............................. ............................ ............................ ............................ ........................ .......... 6 Aditivos Aditivos para el concreto concreto ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................ ........................... ........................ ........... 6 Agregados Agregados ............................. ............................................ ............................. ............................ ............................. ............................. .......................... .......................... ................. ... 6 Cementante Cementante............. ........................... ............................. ............................. ............................ ............................. ............................. ........................... ............................ ................. 6 Cemento Cemento hidráulico............... hidráulico............................. ............................ ............................ ............................. ............................. ............................ ......................... ................. ...... 6 Coeficiente Coeficiente volumétrico volumétrico ............................. ........................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ......................... ........... 6 Concreto Concreto hecho en obra ............................ .......................................... ............................. ............................. ............................ ............................ ........................ .......... 6 Concreto Concreto hidráulico............... hidráulico............................. ............................ ............................ ............................. ............................. ............................ ......................... ................. ...... 6 Concreto Concreto hidráulico hidráulico en estado estado endurecido. endurecido................ ............................. ............................. ............................. ............................ ....................... ......... 6 Concreto Concreto hidráulico hidráulico en estado fresco ............................ .......................................... ............................ ............................. ............................. .................. .... 6 Concreto Concreto hidráulico hidráulico para uso estructural estructural ........................... ......................................... ............................ ............................ ........................... ................. 6 Concreto Concreto industrial industrializado izado ............................. ............................................ ............................. ............................ ............................. .......................... ...................... ........... 7 Estructurista....... Estructurista...................... ............................. ............................ ............................ ............................. ............................. ............................ ........................ ..................... ........... 7 Director Director responsable responsable de obra (perito (perito o equivalente equivalente)) ............................ ......................................... ........................... .......................... ............ 7 Diseño Diseño o proporcion proporcionamien amiento to del concreto............ concreto.......................... ............................ ............................ ............................ ............................ ................ 7 Dosificació Dosificaciónn ........................... .......................................... ............................. ............................ ............................ ............................. .......................... .......................... .................. ... 7 Durabilid Durabilidad.......... ad........................ ............................ ............................ ............................. ............................. ............................ ............................ ........................ ..................... ........... 7 Estructura Estructura ........................... ......................................... ............................. ............................. ............................ ............................ ........................... ........................... .................... ...... 7 Masa unitaria unitaria ........................... .......................................... ............................. ............................. ............................. ............................. .......................... ......................... ................ 7 Mezclado Mezclado ............................. ........................................... ............................. ............................. ............................. ............................. .......................... ......................... ................... ...... 7 Módulo Módulo de elasticida elasticidadd de diseño diseño (característi (característico) co) ............................ .......................................... ............................ ............................ .................. 8 Módulo Módulo de elasticida elasticidadd o de Young............................. Young........................................... ............................ ............................ ............................ ....................... ......... 8 Muestra................. Muestra............................... ............................ ............................. ............................. ............................ ............................ .......................... ......................... ..................... ........ 8 Pie de obra ............................ ........................................... ............................. ............................ ............................. ............................. ......................... .......................... .................. ... 8 Productor Productor.............. ............................. ............................. ............................. ............................. ............................. ............................. ......................... ......................... .................... ...... 8 Recubrimien Recubrimiento............ to.......................... ............................. ............................. ............................ ............................. ............................. ......................... .......................... ................. 8 Relación Relación agua/cementa agua/cementante nte ............................. ........................................... ............................ ............................ ............................ .......................... .................... ........ 8 Resistencia Resistencia a la compresión....................... compresión..................................... ........................... ........................... ............................ ............................ ......................... ........... 8 Resistencia Resistencia especificad especificadaa (característi (característica) ca) a la compresión compresión f’c............... f’c ............................. ............................ ........................ .......... 8 Revenimien Revenimiento.................... to................................... ............................. ............................ ............................. ............................. ............................. .......................... ................... ........ 8 Revoltura Revoltura ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................. ............................. ........................... ........................... .................... ...... 8 Segregación Segregación del concreto concreto ............................ .......................................... ............................ ............................ ............................. ........................... ...................... .......... 8

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4.32. 4.33. 4.34. 5. 5.1. 5.1.1. 5.1.2. 5.1.3. 5.1.4. 5.2. 5.2.1. 5.2.2. 5.2.3. 5.3. 5.3.1. 5.3.2. 5.3.3. 5.4. 6. 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 7. 7.1. 7.1.1. 7.1.2. 7.1.3. 7.1.4. 7.2. 7.2.1. 7.2.2. 7.2.3. 7.3. 7.3.1. 7.3.2. 7.3.3. 8. 9. 10. A. A.1. A.2. A.3. A.4. B. B.1. B.2. B.3. C. C.1. C.2. D. D.1. D.2. E. E.1. F. F.1. F.2. G G.1.

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Sitio de colocación...................................................................................................................... Sitio de elaboración .................................................................................................................... Usuario ....................................................................................................................................... ESPECIFICACIONES................................................................................................................. Materiales componentes............................................................................................................. Cemento hidráulico..................................................................................................................... Agregados .................................................................................................................................. Agua de mezclado...................................................................................................................... Aditivos ....................................................................................................................................... Requisitos del concreto en estado fresco................................................................................... Revenimiento.............................................................................................................................. Masa unitaria .............................................................................................................................. Temperatura del concreto fresco en climas extremosos ............................................................ Requisitos del concreto en estado endurecido ........................................................................... Resistencia a la compresión....................................................................................................... Módulo de elasticidad................................................................................................................. Comprobación de la calidad del concreto, mediante ensaye de núcleos.................................... Durabilidad.................................................................................................................................. FRECUENCIA DE MUESTREO Y PRUEBAS............................................................................ Concreto en estado fresco.......................................................................................................... Elaboración de probetas............................................................................................................. Resistencia a la compresión....................................................................................................... Inspección .................................................................................................................................. MÉTODOS DE PRUEBA............................................................................................................ Materiales y componentes.......................................................................................................... Cemento..................................................................................................................................... Agregados .................................................................................................................................. Agua de mezclado...................................................................................................................... Aditivos ....................................................................................................................................... Requisitos del concreto en estado fresco................................................................................... Revenimiento.............................................................................................................................. Masa unitaria .............................................................................................................................. Temperatura del concreto........................................................................................................... Requisitos para el concreto en estado endurecido..................................................................... Resistencia a la compresión....................................................................................................... Módulo de elasticidad................................................................................................................. Ensaye de núcleos ..................................................................................................................... IDENTIFICACIÓN Y REGISTRO................................................................................................ BIBLIOGRAFÍA........................................................................................................................... CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES.......................................................... APÉNDICE NORMATIVO. DURABILIDAD................................................................................. Clasificación de exposición ambiental ........................................................................................ Requisitos de durabilidad............................................................................................................ Muestreo..................................................................................................................................... Métodos de prueba..................................................................................................................... APENDICE INFORMATIVO. PROPORCIONAMIENTO Y DOSIFICACIÓN .............................. Recomendaciones sobre el cuidado de los materiales............................................................... Dosificación de los componentes ............................................................................................... Cantidades por revoltura de concreto......................................................................................... APENDICE INFORMATIVO. FABRICACIÓN............................................................................. Tolerancia en la dosificación....................................................................................................... Equipo de mezclado ................................................................................................................... APENDICE INFORMATIVO. TRANSPORTE............................................................................. Requisitos................................................................................................................................... Medios empleados...................................................................................................................... APENDICE INFORMATIVO. COLOCACIÓN DEL CONCRETO ................................................ Requisitos................................................................................................................................... APENDICE INFORMATIVO. COMPACTACIÓN DEL CONCRETO........................................... Medios empleados...................................................................................................................... Requisitos................................................................................................................................... APENDICE INFORMATIVO. CURADO ...................................................................................... Métodos de curado.....................................................................................................................

8 8 8 9 9 9 9 9 9 9 9 10 10 10 10 10 11 11 12 12 12 12 12 12 12 12 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 14 15 15 16 18 18 21 21 21 21 22 22 22 23 23 23 23 24 24 24 24 24 24


G.2. H. H.1. I. I.1. I.2. I.3. J. J.1. J.2. J.3. J.4. K.

1.

Requisitos de tiempo y temperatura, mínimos de curado........................................................... APENDICE INFORMATIVO. REMOCIÓN DE CIMBRAS........................................................... Criterio ........................................................................................................................................ APENDICE INFORMATIVO. INSPECCIÓN DEL CONCRETO.................................................. Objetivo ...................................................................................................................................... Responsabilidad ......................................................................................................................... Actividades ................................................................................................................................. APENDICE INFORMATIVO. DURABILIDAD ............................................................................. Generalidades ............................................................................................................................ Protección del concreto estructural............................................................................................. Protección del refuerzo contra la corrosión................................................................................. Control de calidad....................................................................................................................... Vigencia......................................................................................................................................

25 25 25 25 25 26 26 26 26 26 30 32 32

OBJETIVO

Esta norma mexicana establece las especificaciones y métodos de prueba que debe cumplir el concreto hidráulico para uso estructural utilizado como material de construcción en la edificación de estructuras.

2.

CAMPO DE APLICACIÓN

Esta norma mexicana es aplicable al concreto hidráulico para uso estructural, industrializado o hecho en obra con medios mecánicos. Cuando se mencione en el texto de esta norma al concreto en cualquiera de sus estados o modalidades, se entiende que se refiere al concreto hidráulico para uso estructural.

2.1.

Responsabilidad

Independientemente de que el concreto hidráulico sea industrializado o hecho en obra, el responsable de su calidad a pie de obra es el productor del mismo; el responsable del transporte dentro de la obra, de su colocación, acomodo, curado y remoción de las cimbras, es el usuario. En cuanto a la durabilidad, la responsabilidad recae en el estructurista, quien debe tomar las medidas pertinentes de acuerdo a lo establecido en esta norma y sus apéndices para especificar lo conducente en los planos estructurales y especificaciones de obra. El propietario de la obra, ante las autoridades correspondientes, puede delegar la responsabilidad de la verificación del cumplimiento de los requerimientos mínimos especificados en esta norma al Director Responsable de Obra, o su equivalente según el reglamento de construcciones de la región de que se trate, quienes pueden evidenciar el cumplimiento de los requerimientos de esta norma a través de un certificado otorgado por un organismo de certificación debidamente acreditado o, en su defecto, apoyado en los informes de ensaye emitido por un laboratorio debidamente acreditado.

3.

REFERENCIAS

Esta norma se complementa con las siguientes normas mexicanas vigentes: NMX-AA-003 NMX-AA-008 NMX-AA-074 NMX-C-083-ONNCCE

Aguas residuales - Muestreo Aguas - Determinación del pH Análisis de agua - Determinación del ion sulfato Industria de la construcción - Concreto - Determinación de la resistencia a la compresión de cilindros de concreto NMX-C-111 Industria de la construcción - Concreto - Agregados - Especificaciones NMX-C-122 Industria de la construcción - Agua para concreto NMX-C-128-ONNCCE Industria de la construcción - Concreto sometido a compresión - Determinación del módulo de elasticidad estático y relación de Poisson NMX-C-155 Industria de la construcción - Concreto hidráulico - Especificaciones NMX-C-156-ONNCCE Industria de la construcción - Concreto - Determinación del revenimiento en el concreto fresco NMX-C-157 Industria de la construcción - Concreto - Determinación del contenido de aire del concreto fresco por el método de presión NMX-C-159 Industria de la construcción - Concreto - Elaboración y curado en el laboratorio de especímenes NMX-C-160 Industria de la construcción - Concreto - Elaboración y curado en obra de especímenes de concreto NMX-C-161-ONNCCE Industria de la construcción - Concreto fresco - Muestreo


5 de 33

NNM-C-162

Industria de la construcción - Concreto - Determinación del peso unitario, cálculo del rendimiento y contenido de aire del concreto fresco por el método gravimétrico NMX-C-169-ONNCCE Industria de la construcción - Concreto - Obtención y prueba de corazones y vigas extraídos de concreto endurecido NMX-C-255 Industria de la construcción - Aditivos químicos que reducen la cantidad de agua y/o modifican el tiempo de fraguado del concreto NMX-C-283 Industria de la construcción - Agua para concreto - Análisis NMX-C-414-ONNCCE Industria de la construcción – Cementos hidráulicos – Especificaciones y métodos de prueba

4.

DEFINICIONES

Para los efectos de esta norma se establecen las definiciones siguientes:

4.1.

Aditivos para concreto

Son materiales diferentes del agua, de los agregados y del cemento, que se pueden emplear como componentes del concreto o mortero y se agregan en pequeñas cantidades a la mezcla inmediatamente antes o durante el mezclado, interactuando con el sistema hidrante - cementante mediante la acción física, química o físico-química, modificando una o más de las propiedades del concreto o mortero en sus etapas de fresco, fraguando, endureciéndose y endurecido. No se consideran como aditivos los suplementos del cemento como ceniza volante, escorias, puzolanas naturales o humo de sílice, ni las fibras empleadas como refuerzo, los cuales pueden ser constituyentes del cemento, mortero o concreto.

4.2.

Agregados

Materiales naturales, naturales procesados o artificiales, que se mezclan con los cementos y agua para hacer morteros o concretos.

4.3.

Cementante

Material inorgánico finamente pulverizado que en presencia de cemento hidráulico y agua tiene la propiedad de fraguar y endurecer.

4.4.

Cemento hidráulico

Aglutinante hidráulico producido por la pulverización de clinker y sulfatos de calcio en algunas de sus formas.

4.5.

Coeficiente volumétrico

Índice relativo a la esfericidad de un agregado empleado para calificar la forma de los agregados gruesos. Es la relación media entre el volumen aparente de las partículas seleccionadas en condición saturada y superficialmente seca respecto al volumen de las esferas que la circunscriben.

4.6.

Concreto hecho en obra

Es el concreto hidráulico para uso estructural elaborado por medios mecánicos en el sitio de utilización, generalmente dosificado por volumen, y donde el productor y el usuario del concreto comúnmente son la misma persona física o moral.

4.7.

Concreto hidráulico

Es una mezcla de agregados, naturales, procesados o artificiales, cementante y agua, a la que además se le pueden agregar algunos aditivos; debe ser dosificada en masa o en volumen. Es el material pétreo artificial obtenido de la mezcla en proporciones determinadas de cemento, agregados, agua, y, en su caso aditivos y/o cementantes

4.8.

Concreto hidráulico en estado endurecido

Es la condición en la que el concreto hidráulico es capaz de resistir las acciones para las cuales fue especificado.

4.9.

6 de 33

Concreto hidráulico en estado fresco


Es la etapa inicial del proceso de fraguado del concreto durante la cual presenta una trabajabilidad que permite realizar las operaciones de transporte, colocación, compactación y acabado.

4.10.

Concreto hidráulico para uso estructural

Es el concreto hidráulico empleado para formar una parte integral de una estructura o edificación.

4.11.

Concreto industrializado

Es el concreto hidráulico elaborado en planta, ya sea fuera o en el sitio de utilización, dosificado siempre en masa, en donde el productor y el usuario generalmente son personas distintas, físicas o morales, además puede existir un contrato de compraventa del producto.

4.12.

Estructurista

Es la persona física o moral responsable del diseño y de las consideraciones de durabilidad de las estructuras de concreto con base en las características especificadas en el proyecto. También conocido como diseñador estructural o proyectista estructural.

4.13.

Director responsable de obra (perito de obra o equivalente)

Es la persona física que acredita fehacientemente su conocimiento de las leyes y disposiciones reglamentarias relativas a la construcción, que cuenta con cédula profesional y que ante las autoridades correspondientes y el propietario de la obra se hace responsable de la calidad del proyecto, especificaciones, supervisión y/o ejecución de la obra cuidando que se cumpla con las normas, los reglamentos de construcción y las especificaciones del proyecto a fin de realizar una obra de calidad, para la cual otorga su responsiva profesional. Algunas regulaciones locales requieren además, para ciertas edificaciones, un corresponsable en seguridad estructural (CSE), persona física que se hace responsable de la calidad del proyecto, especificaciones, supervisión y/o ejecución de la obra desde el punto de vista estructural.

4.14.

Diseño o proporcionamiento del concreto

Es el cálculo de las cantidades de materiales por unidad de volumen que se requieren para fabricar un concreto que tenga las características especificadas.

4.15.

Dosificación

Operación mediante la cual se miden o pesan las cantidades de los materiales componentes que intervienen en la mezcla o revoltura, de acuerdo al diseño.

4.16.

Durabilidad

Es la capacidad del concreto hidráulico para uso estructural de resistir durante un tiempo determinado (vida útil) la acción ambiental, ataque químico, abrasión, corrosión del acero de refuerzo o cualquier otro proceso de deterioro para mantener su forma original, condición de servicio y propiedades mecánicas.

4.17.

Estructura

Conjunto de elementos de una construcción cuya función es la de resistir las cargas y/o acciones para las que fue diseñada, incluyendo los efectos del medio ambiente al que esté sometido.

4.18.

Masa unitaria

Es la masa por unidad de volumen.

4.19.

Mezclado

La acción de revolver los componentes del concreto o mortero con el fin de formar una masa homogénea.

4.20.

Módulo de elasticidad de diseño (característico)


7 de 33

Es el valor del módulo de elasticidad, cuya probabilidad de que no sea alcanzado en la producción del concreto es del 10%, establecido con un nivel de confianza de 99 %.

4.21.

Módulo de elasticidad o de Young

Es la relación entre esfuerzo y deformación unitaria.

4.22.

Muestra

Porción representativa de un material.

4.23.

Pie de obra

Lugar donde se descarga el concreto inmediato al sitio de su colocación y punto de verificación de las características del concreto en estado fresco.

4.24.

Productor

Es el contratista, subcontratista, proveedor o fabricante especializado, responsable de la producción y/o suministro del concreto hidráulico, con base en las características especificadas en el proyecto.

4.25.

Recubrimiento

Es la protección que le da el concreto al acero de refuerzo contra el medio ambiente. Es la distancia medida desde la superficie del concreto a la parte más cercana del acero de refuerzo, (incluyendo a los zunchos, anillos y estribos).

4.26.

Relación agua / cementante

La relación en masa de la cantidad de agua, excluyendo la absorbida por los agregados, a la cantidad de cementante empleado en la mezcla.

4.27.

Resistencia a la compresión

Es la capacidad de carga a compresión por unidad de área del concreto hidráulico, medida en ensayes de especímenes cilíndricos elaborados, curados y probados en las condiciones estándar especificadas, generalmente expresada en kg/cm2.

4.28.

Resistencia especificada (característica) a la compresión, f’c

Es la resistencia a la compresión determinada en proyecto hasta la rotura del espécimen, para una edad convenida y cuya probabilidad de que no sea alcanzada es del 10%, establecida con un nivel de confianza del 99 %.

4.29.

Revenimiento

Una medida de la consistencia del concreto fresco.

4.30.

Revoltura

Es el conjunto de los componentes del concreto, que intervienen en una sola operación de mezclado.

4.31.

Segregación del concreto

Es la separación de los constituyentes del concreto, de modo que la distribución de los tamaños de las partículas deje de ser uniforme.

4.32.

Sitio de colocación

Es el lugar o elemento de la estructura donde se vacía el concreto para tomar su forma definitiva.

4.33. 8 de 33

Sitio de elaboración NMX-C-403-ONNCCE-1999 Declaratoria de vigencia publicada en el D.O.F. el día 24 de noviembre de 1999

Es el lugar donde se encuentra el equipo y se efectúa el mezclado de los materiales constituyentes del concreto.

4.34.

Usuario

Es el constructor, propietario de la obra o su representante, responsable del empleo apropiado del concreto en la obra.

5.

ESPECIFICACIONES

5.1.

Materiales componentes

El productor debe establecer controles internos que evidencien la calidad de los siguientes materiales componentes antes y durante la elaboración del concreto hidráulico de acuerdo c on las normas mexicanas de cada insumo. 5.1.1.

Cemento hidráulico

El cemento empleado en la elaboración del concreto hidráulico para uso estructural, debe cumplir con 5.1.1.1. las características y especificaciones descritas en la NMX-C-414-ONNCCE (véase Capítulo 3). 5.1.1.2. El cemento debe almacenarse en la obra, protegido de la intemperie que le pueda causar la hidratación. Estas especificaciones se verifican de acuerdo con el método de prueba indicado en 7.1.1. 5.1.2.

Agregados

5.1.2.1. Los agregados deben cumplir con las especificaciones de la norma NMX-C-111 (véase Capítulo 3). El tamaño máximo del agregado se selecciona de acuerdo con el elemento estructural en que se utilice y con lo dispuesto en el reglamento de construcciones de cada localidad. 5.1.2.2. El tamaño máximo no debe ser mayor de un quinto de la menor distancia horizontal entre caras de los moldes, un tercio del espesor de las losas, ni dos tercios de la separación horizontal libre mínima entre barras, paquete de barras, o tendones de presfuerzo. Es recomendable que el productor de concreto conserve registros estadísticos de las propiedades de Nota 1: los agregados que utilice. Así mismo, informe al usuario cuando se realice cualquier cambio en los agregados empleados (características y lugar de extracción) que satisfaga las especificaciones indicadas en la NMX-C-111. (véase Capítulo 3.). Esta especificación se verifica de acuerdo con el método de prueba indicado en 7.1.2. 5.1.3.

Agua de mezclado

5.1.3.1. El agua para el mezclado del concreto debe cumplir con las especificaciones de la norma NMX-C-122 (véase Capítulo 3). 5.1.3.2. El Director Responsable de obra o equivalente, debe constatar que el agua empleada esté almacenada en depósitos limpios y cubiertos. Esta especificación se verifica de acuerdo con el método de prueba indicado en 7.1.3. 5.1.4.

Aditivos

Se permite la utilización de aditivos para el concreto a solicitud expresa del usuario o a propuesta escrita del productor, en ambos casos con la autorización del Director Responsable de Obra, o su equivalente. Para concretos de más de 10 cm de revenimiento nominal, se debe usar aditivos superfluidificantes o de reducción de agua. Los aditivos para concreto deben cumplir con las especificaciones de la norma NMX-C-255, (véase Capítulo 3). En caso de utilizarlos en la obra, el responsable de la misma, debe solicitar al fabricante o distribuidor información técnica e instrucciones para su almacenamiento, uso correcto y evidencias de su calidad satisfactoria para aprobar su empleo.


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Esto se verifica de acuerdo con el método de prueba establecido en 7.1.4.

5.2.

Requisitos del concreto en estado fresco

5.2.1.

Revenimiento

El contenido máximo de agua debe limitarse de manera que el revenimiento nominal del concreto a pie de obra no exceda de 10 cm. Si se requiere aumentar el revenimiento, este incremento se debe obtener mediante el uso de los aditivos mencionados en 5.1.4. Para que el concreto cumpla con el requisito de revenimiento, el valor determinado debe concordar con el nominal especificado en la Tabla 1, con sus respectivas tolerancias:

Tabla 1.- Valor nominal del revenimiento y tolerancias Revenimiento nominal (cm)

Tolerancia (cm)

Menor de 5 de 5 a 10 mayor de 10

± 1,5 ± 2,5 ± 3,5

Al concreto en estado fresco, antes de su colocación en las cimbras, se le deben hacer pruebas para verificar que cumple con los requisitos de revenimiento. La prueba de revenimiento al concreto muestreado en obra se hace de acuerdo con la NMX-C-156-ONNCCE (véase Capítulo 3.). Estas especificaciones se verifican de acuerdo con el método de prueba indicado en 7.2.1. 5.2.2.

Masa unitaria

El concreto debe tener una masa unitaria entre 1 900 kg/m3 y 2 400 kg/m3. Esta especificación se verifica de acuerdo al método de prueba indicado en 7.2.2.

5.2.3.

Temperatura del concreto fresco en climas extremosos

Para aquellos casos en que se proceda a calentar los materiales para compensar las bajas temperaturas ambientales, la temperatura máxima del concreto hidráulico en el momento de la producción y colocación no debe exceder de 305 K (32 ºC). En climas cálidos, la temperatura del concreto hidráulico en el momento de su producción y colocación no debe exceder de 305 K (32 ºC). No debe tener una evaporación mayor de 1 l/m2 /h (Un litro por metro cuadrado de superficie por hora) Para contrarrestar el efecto de las temperaturas ambientales altas el Director Responsable de Obra debe determinar la pertinencia de enfriar los materiales y la posibilidad de escarchar el agua, sin que la temperatura del concreto fresco descienda a menos de 283 K (10 ºC). Estas especificaciones se verifican de acuerdo al método de prueba indicado en 7.2.3.

5.3.

Requisitos del concreto en estado endurecido

5.3.1.

Resistencia a compresión

El concreto debe alcanzar la resistencia especificada a la compresión (f 'c) a la edad de 28 días u otra edad convenida. Esta resistencia debe ser igual o mayor que 20 MPa (200 kg/cm 2), a menos que de común acuerdo productor y usuario establezcan otra. El concreto que sustituya la mampostería para muros debe tener una resistencia especificada a la compresión (f'c) igual o superior a 10 MPa (100 kg/cm 2) y debe llevar recubrimiento y revestimiento de acuerdo con el ambiente al que esté expuesto. Es admisible que el concreto cumpla con la resistencia especificada f‘c, si los promedios de resistencia de todos los conjuntos de tres muestras consecutivas pertenecientes o no al mismo día de colado no son menores que f‘c y si ninguna muestra (pareja de cilindros) da una resistencia media inferior a f'c -3,5 MPa (f‘c menos 35 kg/cm2).

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Si sólo se cuenta con dos muestras el promedio de las resistencias de ambas no debe ser inferior a f'c -1,30 MPa (f’c menos13 kg/cm2), además de cumplir con el requisito concerniente a las muestras tomadas en forma individual. Estas especificaciones se verifican de acuerdo al método de prueba indicado en 7.3.1. 5.3.2.

Módulo de elasticidad

El estructurista debe considerar en el diseño el módulo de elasticidad que se puede obtener con los materiales de la zona donde se pretende construir. El productor del concreto debe contar con información confiable del módulo de elasticidad obtenido con los materiales que se empleen en la obra, misma que debe dar a conocer al estructurista, previa solicitud. El módulo de elasticidad de diseño corresponde al característico. A falta de información confiable, ésta, se debe obtener mediante ensayes preliminares que se realicen al concreto. El banco de agregados que se emplee para el concreto de los ensayes preliminares debe ser el mismo que se utilice durante la construcción. Cuando se pretenda modificar la fuente de agregados, se debe demostrar previamente el cumplimiento del módulo de elasticidad indicado en el proyecto y revisado por el Director Responsable de Obra o su equivalente. A menos que el Director Responsable de Obra o su equivalente establezca otro criterio, durante el proceso de obra se debe hacer como mínimo 3 (tres) determinaciones del módulo de elasticidad, cada determinación se hace en una muestra de al menos tres especímenes de acuerdo con el método de prueba señalado en 7.3.2. El módulo de elasticidad promedio de tres muestras consecutivas cualesquiera deben ser igual o mayor al módulo de elasticidad de diseño (característico) especificado por el estructurista. El valor mínimo obtenido de muestras individuales debe ser el característico menos una desviación estándar. A falta de información confiable, la desviación estándar de los valores del módulo de elasticidad se puede tomar igual a 470 √f’c, en MPa (1 500 √f’c en kg/cm2), lo que no elimina la necesidad de realizar ensayes. En caso de no cumplirse este requisito, el Director Responsable de Obra debe tomar las medidas pertinentes de acuerdo con la reglamentación local aplicable y asentarlas en la bitácora de obra. Esto se verifica de acuerdo con el método de prueba indicado en 7. 3.2. 5.3.3.

Comprobación de la calidad del concreto mediante el ensaye de núcleos

En el caso de que exista duda de la calidad del concreto en la estructura, ya sea porque el resultado del ensaye de los especímenes estándar indique que no se alcanzó la resistencia esperada (responsabilidad del productor), o porque existan evidencias de incumplimiento sobre los procedimientos de colocación, acomodo o curado del concreto (responsabilidad del usuario) se permite la comprobación de dicha calidad mediante el ensaye de núcleos de concreto (corazones) extraídos de la parte de la estructura en la que se colocó el concreto cuya calidad se cuestiona. Por cada incumplimiento con la calidad especificada se deben probar tres núcleos, como mínimo tomados de la zona en duda. La humedad de los núcleos al probarse debe ser representativa de la que tenga la estructura en condiciones de servicio. El concreto representado por los núcleos se considera adecuado si el promedio de la resistencia de los núcleos es mayor o igual que 0,85 % de la resistencia especificada y ninguna resistencia individual es menor que 0,75 %. Estas especificaciones se verifican de acuerdo al método de prueba indicado en 7.3.3.

5.4.

Durabilidad

En el apéndice “A” se incluyen las especificaciones, que en su caso, el Estructurista y el Director Responsable de Obra deben considerar según el tipo de exposición ambiental a que estará sujeta la edificación y sus estructuras (véase Tabla A.1.) Las estructuras de concreto se deben diseñar y construir con el propósito de cumplir los requisitos de funcionalidad y durabilidad, es decir, sin causar gastos extraordinarios debidos a mantenimientos y reparaciones, considerando su integridad y capacidad durante su vida útil. La vida útil se incluye implícitamente en el diseño y en los diferentes reglamentos de construcción sin embargo, prácticamente en ningún caso se establece de manera explícita. Se


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considera, de manera general, que la expectativa de la vida útil de las edificaciones diseñadas de acuerdo con reglamentos modernos es de 50 años. En obras de infraestructura como presas, diques y otros, la vida útil debe ser superior a los 100 años. De acuerdo con la agresividad del medio externo se deben tomar medidas adecuadas para lograr la expectativa de vida útil requerida. Como regla general se establece que el concreto para elementos estructurales debe tener una relación agua/cementante inferior a 0,6. Los factores que de manera más importante intervienen en la durabilidad del concreto estructural son, entre otros, la permeabilidad, la adecuada compactación, la protección al acero de refuerzo, el curado y la existencia de recubrimientos adecuados (véase apéndices).

6.

FRECUENCIA DE MUESTREO Y PRUEBAS

6.1.

Concreto en estado fresco

Al concreto en estado fresco, antes de su colocación en las cimbras, se le deben hacer pruebas para verificar que cumple con los requisitos especificados para su aceptación. Se le deben hacer las pruebas de revenimiento y masa unitaria, y cuando se especifique aire incluido, se debe hacer la prueba correspondiente. Cuando las condiciones del medio ambiente lo ameriten, además se le debe hacer la prueba de temperatura. Las muestras se toman de acuerdo con la norma NMX-C-161 (véase Capítulo 3.). Estas pruebas se realizan al concreto obtenido de la obra, mediante el muestreo realizado con la frecuencia mínima que se indica en la Tabla 2, o la que indique el Director Responsable de Obra o su equivalente, considerando el tipo de obra.

Tabla 2.- Frecuencias mínimas de muestreo Prueba y método Revenimiento (NMX-C-156ONNCCE véase Capítulo 3) Masa unitaria (NMX-C-162 véase Capítulo 3)

masa

Concreto dosificado por: volumen

Al inicio del colado y cuando haya sospecha de cambio de consistencia, pero no menos de una por cada 40 m3 o fracción Una por cada día de colado

Temperatura Si la temperatura ambiente es menor de 280 K (7ºC) o mayor de 305 K (32ºC). Contenido de aire (NMX-C-162 véase Capítulo 3), en concretos con aire incluido. Resistencia a la compresión

Cada entrega. En caso de producción continua, cada 12,0 m3 Cada entrega. En caso de producción continua, cada 12,0 m3 Cada 40 m3 o fracción

Resistencia a la compresión en columnas y muros (NMX-C-083ONNCCE véase Capítulo 3) Módulo de elasticidad (NMX-C-128ONNCCE véase Capítulo 3)

Cada 14 m3 o fracción

6.2.

Tres determinaciones por obra como mínimo y cuando lo solicite el Director Responsable de Obra.

Al inicio del colado y cuando haya sospecha de cambio de consistencia, pero no menos de una por cada 3 m3 o fracción. Al inicio de la obra, después de cada cambio en el suministro de agregados, pero no menos de tres por cada obra. Cada 4 m3 o fracción Cada 3 m3 o fracción Cada 12 m3 pero no menos de una por cada día de colado. Cada 6 m3 pero no menos de una por cada día de colado. Tres determinaciones por obra como mínimo.

Elaboración de probetas

La calidad del concreto endurecido se verifica mediante pruebas de resistencia a la compresión en cilindros elaborados, curados y probados de acuerdo con las normas NMX-C-160 y NMX-C-083-ONNCCE (véase Capítulo 3). Las pruebas deben efectuarse a los 28 días de edad o a otra edad de común acuerdo entre productor y usuario. Los valores obtenidos son indicativos de la resistencia potencial del concreto en la estructura.

6.3.

Resistencia a la compresión

De todo concreto para una cierta obra y nivel de resistencia, se deben tomar al menos dos muestras de concreto y de cada muestra se elaboran y ensayan por lo menos dos cilindros. Se entiende por resistencia de una muestra la media de las resistencias de los cilindros que se elaboren de ella.

6.4.

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Inspección


El sistema de control de la calidad del concreto hidráulico para uso estructural, debe contemplar durante su fabricación una inspección y control constante que mantenga la variabilidad de la producción dentro de las tolerancias recomendadas en los Apéndices B y C de esta norma para lo cual el productor debe evidenciar los controles sobre todos los insumos, maquinaria, equipo y personal, pudiendo utilizar cartas de control de variables, métodos estadísticos de tendencias de variables o algún método en el que demuestre su aplicabilidad.

7.

MÉTODOS DE PRUEBA

7.1.

Para los materiales y componentes

7.1.1.

Cemento

Utilizar los métodos de prueba indicados en la NMX-C-414-ONNCCE (véase Capítulo 3.).

7.1.2. 7.1.3. 7.1.4.

Agregados Agua de mezclado Aditivos

Utilizar los métodos de prueba indicados en la NMX-C-111 (véase Capítulo 3.). Utilizar los métodos de prueba indicados en la NMX-C-122 (véase Capítulo 3.). Utilizar los métodos de prueba indicados en la NMX-C-255 (véase Capítulo 3.).

7.2. 7.2.1. 7.2.2. 7.2.3.

7.3. 7.3.1. 7.3.2. 7.3.3.

8.

Requisitos para el concreto en estado fresco Revenimiento Masa unitaria Temperatura del concreto

De acuerdo con la NMX-C-156-ONNCCE (véase Capítulo 3.). De acuerdo con la NMX-C-162 (véase Capítulo 3.). De acuerdo con 9.6 de la presente norma.

Requisitos para el concreto en estado endurecido Resistencia a la compresión Módulo de elasticidad Ensaye de núcleos

De acuerdo con la NMX-C-083-ONNCCE y NMX-C-160 (véase Capítulo 3.). De acuerdo con la NMX-C-128-ONNCCE (véase Capítulo 3.). De acuerdo con la NMX-C-169-ONNCCE (véase Capítulo 3.).

IDENTIFICACIÓN Y REGISTRO

En la obra, debe tenerse un registro con la información necesaria para la fácil identificación y localización del concreto estructural utilizado. Esta información se debe asentar en bitácora por el Director Responsable de Obra o su equivalente y debe incluir los siguientes datos: a) Responsables de la fabricación, transporte, colocación y curado del concreto para uso estructural; b) número de nota de remisión, en su caso, indicando la dosificación por ingredientes y la relación agua / cemento, aditivos y contenido de aire; c) fecha, hora de elaboración y de entrega en obra; d) cantidad entregada en metros cúbicos (m3); e) resistencia a la compresión nominal del concreto, MPa (kg/cm2); f) tamaño máximo nominal del agregado en milímetros (mm); g) revenimiento nominal obtenido en centímetros (cm); h) nombre del Director Responsable de Obra, o equivalente, en su caso, y del Corresponsable en Seguridad Estructural o su equivalente; i) nombre del responsable del laboratorio de prueba; y, j) identificar la prueba o datos del certificado del producto. Además, una vez colocado en obra, registrar en la bitácora la ubicación del concreto para uso estructural y, en su caso, la identificación de los especímenes elaborados con ella para verificar su calidad.

9.

BIBLIOGRAFÍA

9.1. 9.2. 9.3. 9.4. 9.5.

Norma oficial mexicana NOM - 008 - SCFI - 1993 sistema general de unidades de medida. NMX-C-251-1997-ONNCCE “Industria de la construcción - Concreto - Terminología”. NMX-Z-013-SCFI-1977 “Guía para la redacción y presentación de normas mexicanas”. ASTM-C-150-93 Specification for portland cement. ASTM-C-682-87 Standard recommended practice for evaluation of frost resistance of coarse aggregates in air Entrained concrete by critical dilation procedures. 9.6. ASTM-C-1064-93 Standard test method for temperature of freshly mixed portland cement concrete. 9.7. ASTM-C-1078-87 Standard test methods for determining the cement content of freshly mixed concrete. 9.8. ASTM-C-1079-87 Standard test methods for determining the water content of freshly mixed concrete.


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9.9. ASTM-C-1218 Standard test methods for water – Soluble chloride in mortar and concrete. 9.10. ASTM-E-337-90 Test method for measuring humidity with a psychrometer (the measurement of wet -bulbanddry - bulb temperature). 9.11. ACI, ACI Manual of concrete practice, Parts 2 y 3, ACI Publication, 1992. 9.12. ACI 309.2R-90 Identificación y control de la compactación, relación de defectos superficiales del concreto colocado. 9.13. ACI 364.1R Guía para la evaluación de estructuras de concreto antes de su rehabilitación. 9.14. ASTM, Concrete and aggregates, annual book of ASTM standards, section 4, volume 04.02, 1992. 9.15. Corrosion of metals in concrete (ACI 222R-96). 9.16. DDF, Normas técnicas complementarias para diseño y construcción de estructuras de concreto, gaceta oficial del Departamento del Distrito Federal, marzo 25 de 1996. 9.17. Durabilidad del concreto, memorias editadas por R. Rivera, FIC, Universidad Autónoma de Nuevo León, Monterrey, México, 1993.. 9.18. Durability of building materials and components, two volumes, proceedings of the sixth international conference, edited by S. Nagataki, Omiya, Japan, 1993. 9.19. Durability of building materials and components, two volumes, proceedings of the seventh international conference, edited by C. Sjostrom, Stockolm, Sweeden, 1996. 9.20. Durability of concrete, proceedings of the Fourth CANMET/ACI International Conference, two volumes, edited by V.M. Malhotra, Sydney, Australia, 1997. 9.21. Durability of Concrete, Proceedings of the Second CANMET/ACI International Conference, two volumes, edited by V.M. Malhotra, Montreal, Canada, 1991. 9.22. Durability of concrete, proceedings of the third CANMET/ACI international conference, two volumes, edited by V.M. Malhotra, Nice, France, 1994. 9.23. Durability of construction materials RILEM proceedings of the first international congress, edited by J.C. Maso, Versalles, France, 1987. 9.24. Durable concrete structures, design guide, comite euro-international du Beton, Gran Bretaña, 1992. 9.25. Effect of restraint, volume change, and reinforcement on cracking of mass concrete (ACI 207 2R-95). 9.26. Katherine and Bryant Mather. concrete durability, international conference, two volumes, edited by J.M. Scanlon, Atlanta, Georgia, USA, 1987. 9.27. Meli R, Mendoza C.J. "revisión de las reglas de verificación de calidad del concreto", revista ingeniería, vol LXI, No. 4, Oct-Dic 1991, pp 19-24. 9.28. Mendoza C. J. "evaluación de la resistencia del concreto en la estructura por medio del ensaye de corazones", revista construcción y tecnología, vol III, No 34, marzo 1991, pp 6-11. 9.29. Mendoza C. J., Mena M., "influencia de las características de los agregados en las propiedades de los concretos estructurales del D.F.", revista construcción y tecnología, vol. III, No. 25, junio 1990, pp 23-31. 9.30. Specifications for structural concrete for buildings (ACI 301-96) guide to durable concrete (ACI 201 2R-92).

10.

CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES

La presente norma no equivale con ninguna norma internacional por no existir referencia alguna al momento de su realización.

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NORMA MEXICANA

NMX-C-403-ONNCCE -1999




APÉNDICE NORMATIVO A.

Durabilidad

A.1.

Clasificación de exposición ambiental

En la Tabla A.1 se presentan las distintas clases de exposición a las cuales pueden estar sujetos los elementos de una estructura. De acuerdo con la clase de exposición el estructurista debe establecer en los planos estructurales las especificaciones del concreto estructural empleado para fabricar los distintos elementos estructurales, adicionales a las contempladas por la presente norma mexicana. El Director Responsable de Obra y el Corresponsable en Seguridad Estructural o equivalente en su caso, deben verificar y asentar en la bitácora de obra esta disposición.

Tabla A.1.- Clasificación de exposición ambiental Clase de exposición

Condiciones ambientales

1

Ambiente seco: • Interior de edificaciones habitables • Componentes interiores que no se encuentran expuestos en forma directa al viento ni a suelos o agua • Regiones con humedad relativa mayor al 60 % por un lapso no mayor a tres meses al año Ambiente húmedo sin congelamiento: • Interior de edificaciones con humedad relativa mayor al 60% por más de tres meses al año • Elementos exteriores expuestos al viento pero no al congelamiento • Elementos en suelos no reactivos o no agresivos, y/o en agua sin posibilidad de congelamiento. Ambiente húmedo con congelamiento: • Elementos exteriores expuestos al viento y al congelamiento • Elementos en suelos no reactivos o no agresivos, y/o en agua con posibilidad de congelamiento Ambiente húmedo con congelamiento y agentes descongelantes: • Elementos exteriores expuestos al viento, con posibilidad de congelamiento y/o exposición a agentes descongelantes • Elementos en suelos no reactivos o no agresivos y/o en agua con posibilidad de congelamiento y agentes químicos descongelantes Ambiente marino: • Elementos en zonas de humedad o sumergidas en el mar con una cara expuesta al aire • Elementos en aire saturado de sales (zona costera) Ambiente de agresividad química ligera (por gases, líquidos o sólidos): • En contacto con agua PH 6,5-5,5 CO2 agresivo (en mg/l como CO2) 15-30 Amonio (en mg/l como NH4+) 15-30 Magnesio (en mg/l como Mg2+) 100-300 Sulfato (en mg/l como SO4 2-) 200-600 • En contacto con suelo Grado de acidez según Baumann - Gully mayor a 20 Sulfatos (en mg de SO4 2- /kg de suelo secado al aire) 2 000 - 6 000

2a

2b 3

4 5a


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5b

5c

5d

Nota A.1.-

Ambiente de agresividad química moderada (por gases, líquidos o sólidos): • En contacto con agua PH 5,5 - 4,5 CO2 agresivo (en mg CO2 /l) 31 - 60 Amonio (en mg NH4+ /l) 31 - 60 Magnesio (en mg Mg2+ /l) 301 - 1 500 Sulfato (en mg SO4 2- /l) 601 - 3 000 • En contacto con suelo Sulfatos (en mg SO4 2- /kg de suelo secado al aire) 6 000-12 000 Ambiente de agresividad química alta (por gases, líquidos o sólidos): • En contacto con agua PH 4,5 - 4,0 CO2 agresivo (en mg CO2 /l) 61 - 100 Amonio (en mg NH4+ /l) 61 - 100 Magnesio (en mg Mg2+ /l) 1 501 - 3 000 Sulfato (en mg SO4 2- /l) 3 001 - 6 000 • En contacto con suelo Sulfatos (en mg SO4 2- /kg de suelo secado al aire) › 1 200 Ambiente de agresividad química muy alta (por gases, líquidos o sólidos): pH < 4,0 CO2 agresivo (en mg CO2 /l) > 100 Amonio (en mg NH4+ /l) > 100 Magnesio (en mg Mg2+ /l) > 3 000 Sulfato (en mg SO4 2- /l) > 6 000 En todos los casos regirá la condición o combinación de exposición más agresiva.

Además de las variables incluidas en la tabla A.1, se debe estudiar la posibilidad de que existan otras, tales como corrosión del acero de refuerzo por acción de iones cloro o por acción de la carbonatación y reacción álcaliagregado (véase apéndice I. Durabilidad)

A.2.

Requisitos de durabilidad

Para que los elementos de concreto estructural tengan una expectativa de durabilidad de por lo menos 50 años, según la clase de exposición ambiental en la que se encuentran, no se debe emplear una relación agua/cementante mayor que 0,50, ni una resistencia a la compresión simple (f'c), con agregado ligero, menor a 260 kg/cm2. Las tablas A.2.a., A.2.b. y A.2.c. presentan valores límite que se deben considerar en los principales parámetros que afectan la durabilidad del concreto estructural.

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Tabla A.2.a.- Requisitos de durabilidad según la clase de exposición Requisito Resistencia a la compresión (kg/cm 2) Relación agua/cementante

Concreto reforzado Concreto presforzado o postensado Concreto reforzado Concreto presforzado o postensado Concreto reforzado Concreto presforzado o postensado

Contenido de cemento para agregados gruesos entre 20 y 40 mm (kg/m 3) Contenido de aire ≤ 40 mm por tamaño ≤ 20 mm máximo de ≤ 10 mm agregado % . Se permite una tolerancia de ± 1,5 % Requisitos adicionales para agregado

1

Clase de exposición según la tabla A.1. 2a 2b 3 4 5a 5b 5c

5d

≥ 200 ≥ 250

≥ 250

≥ 250

≥ 250

≥ 300

≥ 250

≥ 300

≥ 350

≥ 350

≤ 0,60 ≤ 0,60

≤ 0,60 ≤ 0,60

≤ 0,55

≤ 0,55

≤ 0,55

≤ 0,55

≤ 0,50

≤ 0,45

≤ 0,45

≥ 270 ≥ 300

≥ 300 ≥ 300

≥ 300 ≥ 300

≥ 300 ≥ 300

≥ 300

≥ 300

≥ 300

≥ 300

≥ 300

Si el concreto se puede saturar ver clase 3

≥4 ≥5 ≥6

Resisten Resisten -tes al -tes al congela congela miento miento

Requisitos adicionales para cemento

véase Tablas A.2.b y A.2.c.

Para protección contra ataque por agentes agresivos en aguas o suelos, véase tablas A.2.b. y A.2.c. La relación agua/cementante no es aceptable recomendarla más que para cuando se prevé que el concreto va a estar en ambientes agresivos, ya que en estas condiciones lo que se pretende es obtener un concreto de alta densidad e impermeabilidad, en otros casos sería suficiente el especificar la resistencia de proyecto, debido a que para asegurar esta resistencia se debe reducir la relación agua/cementante de acuerdo a los criterios de diseño para obtener la mezcla de concreto hidráulico. No se recomienda especificar un contenido para la mezcla de concreto ya que éste puede variar en todos los casos, dependiendo de la finura del cemento, tamaño máximo del agregado y la consistencia del concreto hidráulico. Para el caso de concretos expuestos, es más conveniente emplear la relación agua/cementante que un contenido específico de cemento. Estas especificaciones se verifican de acuerdo con los métodos de prueba indicados en A. 4.1.

Tabla A.2.b.- Especificaciones contra el ataque químico de agentes agresivos cuando existen sulfatos Parámetro

Clase de Clase de Clase de Clase de exposición 5a exposición 5b exposición 5c exposición 5d Ligera Moderada Alto Muy alto

Tipo de cemento CPO RS RS RS RS Máxima relación agua/cementante 0,50 0,55 0,50 0,45 0,45 Mínimo contenido de cementante (kg/m3) 330 300 330 370 370 Protección adicional No necesaria No necesaria No necesaria Necesaria CPO Cemento Portland Ordinario RS Cemento con característica especial de resistencia a los sulfatos según NMX-C-414-ONNCCE (véase Capítulo 3). Estas especificaciones se verifican de acuerdo con los métodos de prueba indicados en A .4.1.


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Tabla A.2.c.- Especificaciones contra el ataque químico de agentes agresivos cuando no existen sulfatos Parámetro

Clase de exposición 5a ligero

Clase de Clase de Clase de exposición 5b exposición 5c exposición 5d moderado

Alto

Muy alto

Tipo de cemento CPO RS RS RS Máxima relación agua/cementante 0,55 0,50 0,45 0,45 Mínimo contenido de cementante (kg/m3) 300 330 370 370 Protección adicional No necesaria No necesaria No necesaria Necesaria CPO Cemento ordinario RS Cemento con característica especial de resistencia a los sulfatos según NMX-C-414-ONNCCE (véase Capítulo 3). Estas especificaciones se verifican de acuerdo con los métodos de prueba indicados en A. 4.1. A.2.1.

Concentración de iones cloro (Cl -)

Para prevenir la corrosión del acero de refuerzo propiciada por los iones cloruro en el concreto, la concentración máxima de iones cloruro solubles en agua en el concreto endurecido, considerando la participación de todos los ingredientes como son: el agua, los cementos, los agregados y los aditivos, no deben exceder los valores indicados en la tabla A.2.1.

Tabla A.2.1.- Contenido máximo permitido de iones cloro en el concreto

Contenido de iones cloro (Cl-) solubles en agua. % en peso del cemento

Tipo de construcción Concreto presforzado Concreto reforzado expuesto al cloro en condiciones húmedas Concreto reforzado expuesto al cloro en condiciones secas Otras construcciones

0,06 0,08 0,15 0,30

Estas especificaciones se verifican de acuerdo con el método de prueba descrito en A.4.2.

A.3.

MUESTREO

No aplica puesto que sólo se trata de la determinación de las condiciones ambientales prevalecientes en el sitio en que se construirá la obra.

A.4.

Métodos de prueba

A.4.1.

Requisitos de durabilidad

Para verificar las especificaciones de los requisitos de durabilidad se deben emplear los métodos de prueba descritos en la Tabla A.4.1.

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Tabla A.4.1.- Métodos de prueba para la durabilidad según la clase de exposición Requisito Resistencia a la compresión (kg/cm2) Concreto reforzado Concreto presforzado o postensado Relación agua – cemento

Concreto reforzado Concreto presforzado o postensado Concreto reforzado Concreto presforzado o postensado

Se debe utilizar el método de prueba indicado en: NMX-C-083-ONNCCE NMX-C-169-ONNCCE (véase Capítulo 3) NMX-C-159 (véase Capítulo 3)

Contenido de cemento para véase 9.4. agregados gruesos entre 20 y 40 mm (kg/m3) Contenido de aire por tamaño NMX-C-157, NMX-C-162 (véase ≤ 40 mm máximo de agregado % . Se permite ≤ 20 mm Capítulo 3) una tolerancia de ± 1,5 % ≤ 10 mm Requisitos adicionales para véase 9.5. agregado Requisitos adicionales para cemento véase Tablas A.2.b y A.2.c. Ataque por exposición ambiental Humedad relativa véase 9.10. pH en agua NMX-AA-088-89 CO2 en agua NMX-C-283 Amonio en el agua NMX-C-283 Sulfato en el agua NMX-C-283 Sulfatos en el suelo A.4.3. y NMX-C-283 Ácidos en el suelo A.4.4. Contenido de cemento véase 9.7. Resistencia al congelamiento de agregados véase 9.5. Ataque químico de agentes agresivos cuando existen sulfatos Tipo de cemento Máxima relación agua/cementante véase 9.4. y 9.5. Mínimo contenido de cementante (kg/m3) véase 9.4. Protección adicional Ataque químico de agentes agresivos cuando no existen sulfatos Tipo de cemento Máxima relación agua/cementante véase 9.4. y 9.5. Mínimo contenido de cementante (kg/m3) véase 9.4. Protección adicional Para protección contra ataque por agentes agresivos en aguas o suelos, véase tablas A.2.b. y A.2.c. A.4.2.

Determinación del contenido de iones cloro

Para determinar el contenido de iones cloro en el agua o aditivos, se debe aplicar el método de prueba descrito en la NMX-AA-073 (véase Capítulo 3); para los cementos, se debe aplicar el método de prueba de la NMX-C-131 (véase Capítulo 3); en los agregados, morteros y concretos se debe utilizar el método de prueba descrito en 9.9. A.4.3.

Método para determinar el contenido del sulfato soluble en agua en un suelo

A.4.3.1.

Preparación y acondicionamiento de la muestra

Para la obtención del extracto con sulfatos solubles en agua de un suelo se prepara la muestra analítica y se extrae la solución en la forma que enseguida se indica, para posteriormente analizarla por el método NMX-C-283. A.4.3.1.1. 1. 2. 3. a)

Preparación de una muestra analítica

Secar la muestra de suelo entre 75 ºC y 80 ºC; romper cualquier aglomerado suficientemente sin triturar partículas individuales; masas mínimas para ensaye: Suelos finos 100 g


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b) c) 4. 5. 6. 7.

Suelos con granos medianos 500 g Suelos con granos gruesos 3 000 g cribar la muestra por la malla # 8 y romper cualquier aglomeración de partículas a que pase por esta malla, asegurándose que el material fino sea removido de los agregados con brocha. Pesar el material con una precisión de 0,1 g. Determinar la masa de agregado en % de la masa de la muestra; pulverizar el material que pasa la malla # 8 hasta que pase por la malla de 425 µm, este material se conoce como muestra analítica; las determinaciones se hacen en (100-x) % del material fino; y, el extracto en agua se hace en porción de 2 mL de agua y 1 g de suelo.

A.4.3.1.2. 1. 2. 3. 4.

Extracción de una muestra analítica

Colocar en cada uno de los tubos de ensaye de 100 mL 30 g de muestra analítica del suelo y 60 mL de agua; tapar y agitar o batir mecánicamente con suficiente fuerza los tubos de ensaye cerca de una hora; retirar los tapones y centrifugar la solución a 300 rev/min durante 10 min a 15 min; y, si no está disponible una centrífuga, dejar que la solución se asiente de un día para otro. Vaciar el líquido superior a una botella de plástico. Filtrar a través de un papel seco fino (Whatman #42 o equivalente). Tapar el filtrado que servirá para la prueba.

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NORMA MEXICANA

NMX-C-403-ONNCCE -1999


Declaratoria de vigencia publicada en el D.O.F el día


APÉNDICE INFORMATIVO Este apéndice presenta información complementaria a las especificaciones establecidas en esta norma y a su apéndice normativo A.; de acuerdo con la práctica recomendada a la fecha no pretende sustituir los reglamentos, normas técnicas y demás ordenamientos jurídicos, así como la responsabilidad de los profesionales y de los proveedores.

B.

PROPORCIONAMIENTO Y DOSIFICACIÓN

B.1.

Recomendaciones sobre el cuidado de los materiales

No se debe usar el cemento contenido en sacos que muestren señas de estar rotos, rasgados o húmedos, ni el cemento que esté en recipientes previamente abiertos, ni que tengan más de tres meses de almacenamiento. Cuando el cemento presente grumos que no se deshagan fácilmente al apretarlos con los dedos, debe desecharse. Antes de proceder a la fabricación de concreto, debe inspeccionarse visualmente el agua que se pretende utilizar, para confirmar que cumple con las características descritas. Debe evitarse el uso de agua de mar en estructuras de concreto reforzado. Debe prevenirse la contaminación del agua durante el proceso de fabricación del concreto.

B.2.

Dosificación de componentes

B.2.1.

Cemento

La dosificación del cemento se debe hacer siempre en masa, ya sea mediante peso directo de la cantidad requerida, o bien por la utilización de sacos enteros, considerando peso nominal. B.2.2.

Agregados

La dosificación de la arena y de la grava puede hacerse en masa, mediante peso directo de las cantidades requeridas, o bien por volumen, mediante la medición de los volúmenes correspondientes a los pesos requeridos, utilizando recipientes rígidos estancos, de forma regular y capacidad bien definida y conocida, los cuales deben aforarse periódicamente. Cualquier recipiente que sea aforable y mantenga sus dimensiones bajo uso rudo puede emplearse, debe mantenerse un registro de las determinaciones de aforo de los recipientes. Nota B.2.2.: Para mantener un volumen consistente de la arena, debe determinarse el abundamiento de ésta por humedad y realizar una corrección en la dosificación antes de emplearse. B.2.3.

Agua

La dosificación del agua de mezclado puede hacerse en masa, mediante peso directo de la cantidad requerida, o bien por medición del volumen equivalente (1 kg = 1 litro, aproximadamente) en un recipiente rígido, estanco y de capacidad aforada. B.2.4.

Aditivos

Los aditivos, cuando se permita su empleo, deben dosificarse en masa si son sólidos, o bien pueden dosificarse en masa o por volumen si son líquidos. Para su dosificación, tanto en masa como por volumen, debe contarse con dispositivos de medición que aseguren una aproximación de ± 3 % con respecto a las cantidades requeridas. Nota B.2.4.: Información complementaria sobre la dosificación del concreto en masa o en volumen, puede encontrarse en el informe ACI-204 y las normas ASTM-C 685.

B.3.

Cantidades por revoltura de concreto

Para integrar la mezcla de concreto, se requiere establecer previamente las cantidades en que deben combinarse el cementante, la arena, la grava y el agua, con objeto de producir revolturas de concreto del tamaño y propiedades requeridas. La cantidad de agua de mezclado que se incorpore a la revoltura debe ser la indispensable para obtener el revenimiento


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requerido, el cual no debe exceder de 12,5 cm (Revenimiento nominal máximo de 10 cm, más la tolerancia especificada de ± 2,5, para concreto sin fluidificantes). Si el revenimiento de la revoltura excede de 12,5 cm, para ser utilizada, debe reducirse, mediante la adición de cementante únicamente, aumentado el tiempo de mezclado en por lo menos en un minuto. Las proporciones en que se combinen la grava y la arena deben ajustarse en cada caso para lograr mezclas de concreto con la cohesión y manejabilidad que sean necesarias en el trabajo que se realice, pero la cantidad de arena que se utilice no debe exceder a la cantidad de grava. En caso de llegar al máximo contenido permisible de arena (50 % de los agregados) y se requiera mayor manejabilidad en la mezcla de concreto, debe incrementarse el consumo de cementante para conseguirlo o usar aditivos f luidificantes. Nota B.3.: ACI-211.

Información complementaria sobre proporcionamiento de concreto, puede encontrarse en el informe

C.

FABRICACIÓN

C.1.

Tolerancia en la dosificación

Cuando los materiales componentes del concreto se dosifican en masa, la báscula del cementante debe cumplir con los siguientes requisitos: si la cantidad de cementante es mayor de 30 % de la capacidad de la báscula, debe tener una tolerancia de ±1 % de la masa requerida; si es menor, la cantidad de cementante pesado no debe ser menor que la cantidad requerida ni mayor que ésta en 4 %. Cuando es por volumen, el cementante debe ser dosificado en bolsas enteras de masa normalizada (25 kg ó 50 kg) y no se deben usar fracciones de bolsas. Cuando los agregados se dosifican en masa y en forma individual, la cantidad indicada en la báscula puede tener una tolerancia de ± 2 % de la masa requerida. Cuando la dosificación es en forma acumulada, la tolerancia debe ser ± 2 % si se rebasa el 30 % de la capacidad de la báscula, o de ± 3 % de la masa requerida acumulada si no se rebasa el 30 % de la capacidad total de la báscula. Cuando se dosifiquen en volumen, deben utilizarse recipientes rígidos estancos, no deformables bajo uso rudo, de volumen uniforme, tales como los botes de sección circular. El agua agregada puede ser medida por masa o por volumen con una tolerancia de ± 1 %. Los adicionantes y aditivos en polvo se les dosifica por masa; los aditivos líquidos se pueden dosificar por masa o por volumen, todo con una tolerancia de ± 3 % de la cantidad requerida.

C. 2.

Equipo de mezclado

El concreto debe ser mezclado por medio de un equipo mecánico para que alcance los requisitos de uniformidad necesarios de manera que cualquier porción de la mezcla presente la misma composición y para que este mezclado se realice en un tiempo razonablemente corto. Antes de iniciar el suministro del concreto se debe verificar que el equipo empleado produce un concreto uniforme. La homogeneidad del concreto se determina por medio de la comparación de las características de dos porciones de una misma revoltura, de acuerdo con los requisitos que se presentan en la Tabla C.2.a. El equipo y procedimiento de mezclado utilizados para producir concreto, sea este industrializado o hecho en obra, debe cumplir con las restricciones establecidas en la Tabla C.2.a.

Tabla C.2.a.- Determinación de la homogeneidad del concreto Propiedad

Diferencia máxima permisib le entre los resultados de la prueba con muestras obtenidas de dos porci ones diferentes de la revoltura (*)

Masa unitaria, en kg/m3 ± 15,0 Contenido de aire en % del volumen del concreto ± 1,0 Revenimiento, en centímetros (cm) Si el revenimiento es menor de 5 cm ± 1,5 Si el revenimiento esta comprendido entre 5 cm y 10 cm ± 2,5 Si el revenimiento es superior de 10 cm ± 3,5 Contenido de agregado grueso retenido en la criba de 4,75 ± 6,0 mm (No. 4) expresado en % de la masa de la muestra 5. Promedio de la resistencia a la compresión a 7 días de edad ± 10,0 de cada muestra, expresada en % (**) (*) Para efectuar las determinaciones de esta tabla, las muestras deben obtenerse de dos porciones diferentes tomadas al principio y al final de la descarga de una misma revoltura (principio: del 10 % al 15%, final: del 85 % al 90% del volumen). 1. 2. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 4.

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(**) La aprobación tentativa del procedimiento de mezclado puede ser otorgada antes de obtener los resultados de la prueba de resistencia. Es conveniente operar estos equipos lo más cerca posible de su capacidad nominal, pues su eficiencia se reduce si se les hace trabajar con poca o con demasiada carga. El tiempo mínimo de mezclado que debe darse, contado a partir del momento en que todos los materiales se encuentran dentro de la mezcladora, se determinan en la tabla C.2.b.

Tabla C.2.b.- Tiempo mínimo de mezclado

Capacidad de la mezcladora (m3)

Sacos

Tiempo mínimo de mezclado, en minutos

Menor a 1,5 1,5 a 2,25 2,25 a 3,0 3,0 a 3,75 3,75 a 4,5

Menos de 9 10 a 13 14 a 18 19 a 22 23 a 27

1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

Cuando el mezclado del concreto se hace totalmente en camión mezclador, el número de revoluciones y velocidad de mezclado debe cumplir con lo indicado en la NMX-C-155. Nota C.2.: Información complementaria sobre uniformidad del concreto, equipos y procedimientos de mezclado, pueden encontrarse en la norma ASTM-C-94 y en el informe del Comité ACI-304.

D.

TRANSPORTE

D.1.

Requisitos

El transporte debe satisfacer los siguientes requisitos: ser suficientemente rápido para evitar pérdida de revenimiento antes de ser colocado y suficientemente eficaz para evitar que haya segregación y pérdida de m ortero y lechada.

D.2.

Medios empleados

Existen diversos medios y equipos para transportar concreto y para la elección del más apropiado se requiere tomar en cuenta los siguientes aspectos: volumen de concreto a transportar, distancias mínimas y máximas, consistencia del concreto (revenimiento), tamaño máximo del agregado en la mezcla, accesibilidad para colocar el concreto dentro de las cimbras y el tiempo disponible para realizar esta operación. Los medios de transporte más empleados son los siguientes: a)

Carretillas y vagonetas, manuales o mecanizadas. Para mover volúmenes reducidos en distancias cortas, se requiere utilizar ruedas neumáticas y habilitar vías de tránsito. La distancia máxima de entrega para el equipo mecanizado es de 120 m y para equipos manuales de 60 m.

b)

Camiones de caja fija con o sin agitador. El tiempo de entrega es de 30 min a 45 min, deben usarse cubiertas protectoras y jamás agregar agua en la caja de camión. No se deben transportar mezclas con revenimiento superior a 7 cm en este tipo de vehículo.

c)

Camiones con tambor giratorio (camiones mezcladores). No operan cuando las mezclas son demasiado secas. Cuando se emplea este tipo de vehículos, se deben observar los requisitos indicados en la NMX-C-155.

d)

Bandas transportadoras. Son excelentes con mezclas plásticas (revenimiento de 6 cm a 8 cm) pero como son equipos especializados, se necesita consultar la información técnica del fabricante.

e)

Bombas neumáticas o de pistones. Su desempeño es satisfactorio con mezclas cohesivas con revenimiento entre 9 cm y 15 cm.

Nota D.2.: Información complementaria sobre equipos de transporte, puede encontrarse en el informe de los Comités ACI-304. 304-2R y 304-4R.

E.

COLOCACIÓN DEL CONCRETO

La colocación incluye las operaciones necesarias para introducir el concreto en las cimbras que le dan forma, evitando la segregación y su desperdicio (merma).


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E.1.

Requisitos

a)

No se debe colocar concreto que se encuentra segregado.

b)

Debe evitarse depositar el concreto en las cimbras con impacto, ya que se propicia la segregación.

c)

En la colocación del concreto, la altura máxima en caída libre, desde el extremo de descarga del canalón, banda transportadora, tubería de bomba u otro dispositivo debe ser como máximo de 1,5 m, excepto cuando se usen elementos amortiguadores de la caída.

d)

Debe evitarse el desplazamiento horizontal del concreto dentro del área de colocación.

e)

Se debe evitar la formación de juntas frías entre dos capas sucesivas de concreto. Para concreto estructural, es necesario que el espesor de las capas horizontales no exceda de 50 cm y que durante el vibrado de la capa superior, el vibrador penetre en la capa colocada previamente.

f)

Es recomendable el uso de un embudo de longitud aproximada de 60 cm para lograr que el concreto baje verticalmente.

Nota E.1.: Información complementaria sobre la colocación del concreto, puede encontrarse en el informe del Comité ACI-304.

F.

COMPACTACIÓN DEL CONCRETO

F.1.

Medios empleados

La compactación es la operación que permite hacer fluir al concreto recién colocado dentro de las cimbras para llenar todo el espacio confinado por las mismas y darles la máxima compacidad posible. Para lograrlo, se requiere someterlo a vibraciones de frecuencias superiores a 3 000 vibraciones por minuto (vpm). Los equipos vibradores pueden ser de inmersión, externos o de superficie, accionados por medio de electricidad, aceite a presión o gasolina. No es recomendable el acomodo del concreto por medio de picado.

F.2. a) b) c)

Requisitos El vibrador debe introducirse rápidamente y extraerse del concreto con lentitud, en dirección completamente vertical y a distancias regulares. El tiempo que el vibrador debe permanecer dentro del concreto en cada inserción depende de su consistencia; debe comenzar a extraerse en el momento en que la superficie del concreto adquiere brillo por efecto del flujo de lechada. Evítese sobrevibrar el concreto, o desplazarlo lateralmente mediante la aplicación inclinada del vibrador, porque se produce segregación.

Nota F.2.: Información complementaria sobre la colocación y acomodo del concreto, puede encontrarse en el informe del Comité ACI-309 y ACI-309-1R.

G.

CURADO

G.1.

Métodos de curado

Los objetivos del curado son prevenir la pérdida de humedad del concreto recién colado y mantener una temperatura favorable en el mismo por un periodo definido inmediatamente después de la colocación y acabado, con el propósito de que se desarrollen las propiedades deseadas, tales como son la resistencia, rigidez y durabilidad, entre otras. El método de mayor efectividad para curar concreto depende de las circunstancias y tipo de obra. Son aceptables los siguientes métodos de curado: a)

Métodos que mantengan la presencia de agua de mezclado en el concreto durante el periodo inicial de endurecimiento. Entre éstos se incluye la inundación con agua limpia, el rociado permanente y las cubiertas húmedas saturadas, el cubrir con arenas húmedas y aplicación de vapor de agua a presión atmosférica. Este método es propio para el curado de elementos horizontales.

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b)

Métodos que evitan la pérdida del agua de mezclado del concreto sellando la superficie. Esto puede lograrse cubriendo al concreto con hojas de plástico o aplicando compuestos de curado que formen membranas. El método es especialmente útil en superficies verticales.

Por lo que respecta a las cimbras, debe recordarse que éstas brindan una protección satisfactoria contra la pérdida de humedad si las superficies expuestas del concreto se conservan húmedas. Las cimbras por lo tanto, deben dejarse el mayor tiempo posible en contacto con el concreto.

G.2.

Requisitos de tiempo y temperatura mínimos de curado

El curado debe iniciarse tan pronto como sea posible, dependiendo del método elegido y material empleado. Como regla práctica puede mencionarse que cuando el concreto recién colado pierde su brillo superficial, debido al agua propia de la mezcla, debe iniciarse el curado. El tiempo en que se presente este efecto, depende básicamente de las cuatro condiciones siguientes, las cuales determinan la rapidez de evaporación del agua de la mezcla: temperatura y humedad ambiente, velocidad del viento y temperatura del concreto recién mezclado. Siempre que la temperatura ambiente sea superior a 10 ºC, se puede considerar que el curado ha sido satisfactorio si se ha conservado al concreto permanentemente húmedo por lo menos 7 días. En caso de que la mezcla sea muy sensible al curado o que las condiciones ambientales sean muy agresivas para la misma se recomienda prolongar el curado por lo menos 14 días. En climas fríos, para que el concreto adquiera las propiedades mecánicas esperadas, el constructor debe colocar y mantener la temperatura del concreto hidráulico colocado arriba de los límites mínimos indicados en la Tabla G.2.

Tabla G.2.- Requisitos de temperatura para climas fríos Temperatura ambiente K 280 a 272 270 a 255 Menor de 255

ºC 7 a -3 -3 a -18 Menor de -18

Temperatura mínima del concreto Secciones delgadas y losas Secciones gruesas y concreto sobre pisos masivo K 289 291 294

ºC 16 18 21

K 283 286 289

ºC 10 13 16

Nota G.2.: Información complementaria sobre métodos de curado del concreto y curado en climas extremosos, puede encontrarse en los informes de los Comités 305, 306 y 308 del ACI.

H.

REMOCIÓN DE CIMBRAS

H.1.

Criterio

El descimbrado debe hacerse de tal forma que no se perjudique la seguridad y servicio de la estructura. El concreto que se descimbre debe ser suficientemente resistente para no sufrir daños posteriores y con capacidad para soportar su propio peso y otras cargas que actúen durante la construcción, así como suficientemente rígido para que no se presenten deformaciones permanentes indeseables. Se deben dejar apuntalados los elementos horizontales como vigas y losas, tanto tiempo como sea necesario según lo indique el Director Responsable de Obra o su equivalente. Nota H.1.: Información complementaria sobre la remoción de cimbras, puede encontrarse en los informes de los Comités ACI-301 y ACI-347.

.

INSPECCIÓN DEL CONCRETO

.1.

Objetivo

I I

La inspección, siendo parte del sistema de aseguramiento de la calidad, se debe planear sistemáticamente. Su objetivo es vigilar que tanto el material como su empleo cumplan con lo requerido en las especificaciones de obra, las normas y reglamentos que se apliquen. I

.2.

Responsabilidad

Dependiendo del tamaño de la obra, la inspección la debe realizar una persona o una empresa especializada. Sin embargo la observancia del cumplimiento de las especificaciones es responsabilidad del Director Responsable de


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Obra. La capacidad del personal de inspección y prueba debe ser calificada y certificada antes de involucrarse en esta actividad. La responsabilidad de todos los participantes en la construcción, incluyendo al propietario, deben definirse antes del inicio de la obra. Para hacer más precisas las especificaciones se deben organizar reuniones antes y después de cada colado y, posteriormente, juntas que sirvan para revisar las responsabilidades. A estas reuniones se deben integrar todas las partes involucradas en la obra. I

.3.

Actividades

Debe incluir todas las actividades relacionadas con la revisión de las especificaciones, selección y almacenamiento de los materiales componentes, dosificación y mezclado del concreto, inspección previa, durante y posterior al colado, hasta la puesta en servicio de la estructura. Información más amplia sobre la inspección del concreto se encuentra en el informe de Comité Nota I.3.: 311 “Guía para la inspección del concreto”.

J.

DURABILIDAD

J.1.

Generalidades

ACI-

En este apéndice se establecen las acciones que deben tomarse contra mecanismos específicos de deterioro de las estructuras de concreto para mejorar la durabilidad en elementos de concreto estructural, según la clase de exposición ambiental en la que se encuentran (véase Tabla A.1.). Las secciones siguientes resumen en forma práctica la manera de hacer frente a los mecanismos específicos de deterioro que pueden presentarse sobre una estructura de concreto originando baja durabilidad; ya que los diversos procesos reconocidos de degradación pueden evitarse o mitigarse aprovechando los conocimientos actuales de la tecnología del concreto sobre los parámetros involucrados. Antes de utilizar nuevos materiales como cementantes, aditivos, agregados y acero de refuerzo o nuevas tecnologías, se deben verificar sus posibles consecuencias con respecto a la durabilidad. En la práctica, una multitud de factores agresivos de diversa intensidad ocurren a la vez, y es por esta razón que se complica seriamente la labor para tomar la decisión correcta al seleccionar los materiales, técnicas y procedimientos que tienen influencia en la vida de servicio de la estructura. Antes de utilizar nuevos materiales como cementos, aditivos, agregados y acero de refuerzo o nuevas tecnologías, se deben verificar sus posibles consecuencias con respecto a la durabilidad. Como ejemplos, se mencionan a continuación los aspectos que deben verificarse con relación al riesgo de corrosión del acero de refuerzo: la permeabilidad, la capacidad de enlace con el CO 2 y iones Cl-, el efecto de las condiciones ambientales, la resistividad electrolítica y la velocidad de corrosión, además del efecto del curado o de la ausencia de éste en la permeabilidad. Es conveniente distinguir entre los mecanismos que originan deterioro del concreto y los que originan la corrosión del acero refuerzo.

J.2.

Protección del concreto estructural

La Tabla A.2.a. presenta los valores límite para los parámetros que tienen influencia sobre la durabilidad del concreto sujeto a las distintas clases de exposición ambiental definidas en la Tabla A.1. Mezclas de concreto con relaciones agua/cementante mayores de 0,60 no deben utilizarse para fines estructurales. J.2.1.

Protección contra acciones físicas y mecánicas

J.2.1.1.

Retracción plástica y agrietamiento por asentamiento

Los parámetros más importantes para asegurar robustez en una estructura bien diseñada y hecha con un concreto de buena calidad inicial son un oportuno y adecuado calor y humedad de curado. Existe el riesgo de desarrollo de agrietamiento por retracción plástica en el concreto cuando está fraguando y la velocidad de evaporación del agua de la superficie del concreto alcanza un valor crítico (más de un litro por hora en una superficie de un metro cuadrado). Las precauciones que deben tomarse para disminuir la velocidad de

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evaporación pueden ser una o varias de las siguientes: -

Humedecer previamente al colado tanto la subrasante como las cimbras; colocar el concreto a la temperatura más baja permisible; erigir mamparas para desviar el viento; sombrear los ingredientes del concreto; agregar hielo como parte del agua de mezclado o usar nitrógeno líquido para enfriar el cemento y escarchar el agua; reducir el tiempo entre la colocación del concreto y el inicio del curado; y, minimizar la evaporación por medios apropiados como lo es aumentar la humedad ambiente relativa aplicando agua pulverizada en forma de niebla, cubriendo la superficie con plásticos o aplicando membranas para el curado.

En el caso de la aparición de grietas por retracción plástica o por asentamiento, el apisonamiento o revibrado del concreto antes de iniciarse el fraguado puede cerrarlas sin originar daño al concreto y de inmediato proceder al curado. J.2.1.2.

Agrietamiento causado por cargas o deformaciones

El agrietamiento es inevitable en las estructuras de concreto, tanto reforzadas como presforzadas en las zonas de máximo momento ya que al tomar el acero la carga de tensión el concreto se agrieta. Estas grietas no son indicio de deterioro de las condiciones de servicio de la estructura, siempre que el ancho de la grieta no sea excesivo. El ancho aceptable de una grieta en un elemento depende de su función en la estructura. La cantidad de acero de refuerzo debe ser la suficiente para controlar el ancho del agrietamiento en las áreas donde ocurre la tensión. Un excesivo espaciamiento del acero de refuerzo conduce a la aparición de grietas irregulares entre el refuerzo; por lo tanto, el diámetro y espaciamiento de las varillas de refuerzo debe limitarse. En zonas donde se concentran esfuerzos de tensión por cambios volumétricos o empotramientos deben evitarse desde el diseño de la estructura, deben evitarse estas concentraciones de esfuerzos de tensión permitiendo el libre movimiento como suele suceder mediante juntas de expansión en edificios y puentes. Es necesaria una cantidad mínima de refuerzo es necesaria en aquellas partes de la estructura en donde los cambios de temperatura, retracción u otras acciones den como resultado la aparición de altos esfuerzos de t ensión altos. El agrietamiento por amplios gradientes térmicos diferenciales debidos al calor de hidratación del cementante, que origina cambios volumétricos, puede aparecer en el concreto masivo reforzado como el que se presenta en las cimentaciones de maquinaria industrial pesada. En el diseño de estas cimentaciones deben seleccionarse los materiales para producir el concreto, los requisitos del proporcionamiento y del acero de refuerzo, así como de los procedimientos de construcción necesarios para controlar el tamaño y espaciamiento de las grietas. J.2.1.3.

Congelamiento

El concreto húmedo expuesto a ciclos de congelamiento y deshielo se deteriora a menos que éste sea de la calidad necesaria para soportar este efecto. Si se asegura que el concreto está seco cuando ocurra el congelamiento, una relación agua/cementante menor de 0,60 y un contenido de cemento mayor de 270 kg/m3 son valores adecuados para alcanzar una resistencia suficiente al congelamiento. Si no se puede evitar que el concreto se sature, la relación agua/cementante no debe exceder de 0,50 y el concreto debe contener cuando menos 300 kg/m3 de cemento y llevar aire incluido. Los porcentajes máximos de aire total incluido de acuerdo con el tamaño máximo del agregado grueso empleado deben ser los indicados en la Tabla A.2.a. Cualquier ataque por congelamiento al concreto se inicia desde la superficie; por lo tanto, la calidad de la capa exterior del concreto tiene mayor influencia en la resistencia del concreto al congelamiento. Se mejora la calidad de esta capa mediante un curado eficiente; sin embargo, se debe tener especial cuidado para asegurar que el concreto no se congela durante el procedimiento de curado y que éste se efectúe durante un período de tiempo suficiente. Se considera que el concreto tiene la suficiente resistencia al primer congelamiento (congelamiento durante el período de curado) si éste ha alcanzado una resistencia mínima a la compresión de 3,5 MPa (35 kg/cm2) al ocurrir el congelamiento. J.2.1.4.

Erosión


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La mayoría de los agregados de peso normal tienen buena resistencia al desgaste, sin embargo, para lograr una alta resistencia a la erosión la relación agua/cementante debe ser baja y se puede añadir un aditivo superfluidificante para disminuir la cantidad de agua en la mezcla, se debe asegurar una buena adhesión con el agregado grueso procurando además que en la operación de acabado se produzca una superficie tersa, libre de microgrietas. Para lograr el acabado requerido es recomendable dar el mínimo de pasadas con la llana, seguido de un curado eficiente. Con el uso de un sistema extractor del agua por vacío inmediatamente después del colado, se puede obtener un concreto con aumento de la resistencia mecánica, de la dureza y de la resistencia al desgaste de la superficie de concreto. Algunas veces se utilizan agregados finos clasificados y muy duros en la capa superficial cuando va a estar sujeta a desgaste intenso. J.2.2.

Reacción química de los agregados

J.2.2.1.

Reacción álcali - sílica

La reacción química de los agregados más conocida es la álcali - sílica, la cual implica una reacción compleja entre los iones OH- de la pasta hidratada de cemento asociada con los álcalis y el sílice reactivo presente en algunos agregados. Los álcalis (Na2O y K2O) provienen del cemento y otros ingredientes. Además de ciertos constituyentes siliceos presentes en los agregados, algunas estructuras pueden tener ingreso adicional de álcalis cuando se encuentran en un ambiente marino o por la aplicación de sales descongelantes. El efecto de la temperatura juega un papel importante ya que las reacciones químicas se aceleran al aumentar ésta. A bajas temperaturas las reacciones permanecen en estado latente. Las humedades relativas ambiente también influyen. Los minerales agresivos más importantes con sílice reactivo que pueden contener las rocas son: horsteno, opalina, calcedonia y cuarzo. Entre las rocas con potencial reactivo se encuentran la toba, pizarra silicosa, filitas, calizas cuando los antecedentes de servicio indican que la reactividad puede ser posible, las pruebas más comunes de laboratorio son: a) Examen petrográfico según NMX-C-265 (véase Capítulo 3), para determinar los minerales reactivos en la roca; b) determinación de la reactividad potencial (método químico) según NMX-C-271 (véase Capítulo 3), los resultados de esta prueba a 24 h no son concluyentes cuando resulta el agregado es potencialmente reactivo y en este caso deben hacerse pruebas suplementarias; y, c) prueba de la barra de mortero según NMX-C-180, con esta prueba se determina el potencial de reactividad alcalina; sin embargo, esta prueba es realmente concluyente; en especial en los casos en que la reacción es lenta; método de prueba ASTM-C-1293-95. Cuando la expansión a 14 días es menor de 0,1%, la expansión por el agregado se considera inocua. Si es mayor, la reacción es lenta y deben realizarse otras pruebas que sean concluyente; El resultado de esta prueba es concluyente, si la expansión después de un año es mayor de 0,04%, el agregado es reactivo. Los antecedentes del comportamiento de un agregado en particular en el campo si ha sido utilizado con un cemento de alto contenido de álcalis es el mejor medio de juzgar su reactividad. Si los antecedentes no son conocidos deben realizarse las pruebas mencionadas anteriormente. Si los agregados son potencialmente reactivos no deben usarse en concretos expuestos al agua de mar o en otros ambientes donde los álcalis estén disponibles para ingresar en el concreto en solución. Cuando económicamente no se encuentren disponibles agregados no reactivos, pueden usarse materiales reactivos, pero siempre después de hacer pruebas concluyentes y preferentemente después de conocer sus antecedentes en servicio con un apropiado límite de contenido de álcalis en el cemento o con el uso de cantidades apropiadas de una puzolana o escoria o ambas una vez comprobada su eficiencia pueda anticiparse una vida de servicio. Sin embargo, debe considerarse que la finura de los materiales puzolánicos aumenta la demanda de agua y se puede aumentar la contracción por secado y originar agrietamientos. Otra recomendación el uso de cementantes bajos en álcalis, previendo que el ingreso de álcalis a la masa del concreto se evite. La ASTM limita el contenido de óxidos de sodio equivalente (0,658 K 2O + Na2O) a 0,6% por masa del cemento previendo el ingreso de álcalis en solución. Una condición de exposición intermitente de secado - humedecimiento puede originar una gran expansión, la impermeabilización puede producir o retardar suficientemente la expansión. J.2.2.2.

Reacción álcali - carbonato

Ciertas rocas con carbonatos reaccionan con los álcalis originando expansión, conocida como reacción álcali-

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carbonato. No se ha establecido a la fecha una correlación entre las expansiones que ocurren en el laboratorio y las que ocurren en el campo. Los factores involucrados son complejos e incluyen la heterogeneidad de la roca, el tamaño del agregado grueso, la permeabilidad del concreto, los cambios en las condiciones ambientales en servicio, que incluyen la disponibilidad de humedad y el nivel de temperatura. La reacción se distingue de la álcali - sílica por la ausencia general de la exudación del gel de sílica de las grietas. Para detectar la reactividad potencial álcali-carbonato se pueden realizar las siguientes pruebas de laboratorio: a)

Examen petrográfico del agregado según NMX-C-265 para identificar si la roca contiene rombos de dolomita de 1 mm a 200 mm;

b)

Reactividad potencial de rocas de carbonato en agregados para concreto con los álcalis según NMX-C-272. Es una forma rápida de determinar la potencialidad reactiva de canteras para agregado. Si la expansión es mayor de 0,1%, indica reacción química y debe realizarse una prueba concluyente;

c)

Prueba ASTM-C-1293-93 prueba de expansión en prismas de concreto. Este método determina el cambio de longitud en el concreto debido a la reacción álcali-carbonato del agregado. El resultado de esta prueba es concluyente, si la expansión después de un año es mayor de 0,04%; el agregado es reactivo; y

d)

Examen petrográfico del concreto. La observación de micro y macrogrietas son índices de la pérdida de integridad. La observación de un anillo de reacción en algunas partículas de los agregados de un anillo de reacción no necesariamente significa un resultado perjudicial.

Los procedimientos más seguros y generalmente más económicos son evitar los agregados reactivos seleccionando la cantera adecuada, mezclar los agregados con otros reactivos o usar un tamaño máximo nominal más pequeño de agregado. Las puzolanas sirven como diluyentes pero no son efectivas para controlar la reacción álcali-carbonato. Generalmente es útil emplear un cemento muy bajo en álcalis, menor del 0,6% como Na2O equivalente siempre que el elemento estructural no esté expuesto al ingreso de álcalis en solución. J.2.3.

Protección contra el ataque químico

El concreto puede estar expuesto a gases, aguas y suelos que contienen productos químicos agresivos. El concreto expuesto a soluciones agresivas y sujeto a presión y alta temperatura es más vulnerable a la acción destructiva. Las medidas preventivas están en función del grado de agresividad del ambiente. En todos los casos un concreto con baja permeabilidad bien proporcionado, bien compactado y bien curado, raramente se deteriora. Un buen proporcionamiento de concreto debe tomar en cuenta el tipo de cemento, la relación agua/cementante y el contenido de cemento en el concreto como se da en las Tablas A.2.b. y A.2.c. En algunos casos, es necesaria una protección adicional al concreto. En ambientes que disuelven productos de calcio, los cementos mezclados (con escoria de alto horno o puzolanas) son mejores que el cemento portland con un alto contenido de silicato tricálcico (el cual libera grandes cantidades de iones de calcio durante la hidratación); asimismo, la adición de ceniza volante puede ser efectiva para este efecto. J.2.3.1.

Ataque por sulfatos

Para el concreto expuesto a concentraciones perjudiciales de sulfatos solubles procedentes de suelos y aguas, las medidas preventivas pueden tomarse de la Tabla A.2.a. y con más detalles en la Tabla A.2.b. Al seleccionar un cemento hidráulico para resistir sulfatos, la consideración especial es su contenido de C 3A. Para exposiciones severas, el cemento hidráulico está limitado a un contenido máximo de C 3A del 8%. Un cemento resistente al sulfato no contiene más de 5% de C3A. Debido al equilibrio de la reacción química, la formación de etringita disminuye de un valor máximo a cero en el rango de temperatura de 0 ºC a 80 ºC. Es de esperarse una aceleración de la reacción en climas cálidos. El empleo de ceniza volante baja en calcio ha servido para mejorar la resistencia del concreto a los sulfatos. Para determinar la eficiencia y el contenido de ceniza volante baja en calcio, debe realizarse la prueba NMXC-185 sobre determinación de la expansión potencial debida a la acción de los sulfatos. Además de la selección apropiada del cemento hidráulico, son esenciales otros requisitos para concretos durables expuestos a concentraciones de sulfatos tales como: baja relación agua/cementante, resistencia, inclusión adecuada de aire, bajo revenimiento, compactación adecuada, el uso de un aditivo superfluidificante efectivo, uniformidad, recubrimiento adecuado del refuerzo y suficiente curado húmedo para desarrollar las propiedades potenciales del concreto.


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J.2.3.2.

Ataque biológico

Debido a la habilidad de los cultivos biológicos para sobrevivir en la superficie del concreto, existe el riesgo de daño mecánico originado por las raíces que entran en los huecos y grietas; por lo tanto la cantidad de cultivos biológicos debe minimizarse reduciendo la porosidad y usar un cemento antibacterial. Existen microrganismos que atacan los diversos componentes del concreto. El deterioro de las tuberías de concreto en los drenajes debido al azufre originado por las bacterias puede disminuirse minimizando la turbulencia en las tuberías, en esta forma se reduce la liberación de sulfuro de hidrógeno eliminando los cultivos de bacterias en el interior de las tuberías. Una buena ventilación de los drenajes es un medio eficiente para prevenir este proceso.

J.3.

Protección del refuerzo contra la corrosión

El concreto proporciona normalmente protección contra la corrosión del acero de refuerzo embebido debido a la alta alcalinidad de la pasta de cemento (pH>12,5), que da como resultado la formación de una película de óxido de fierro que pasiva al acero y lo protege de la corrosión. Existe una protección adicional debida a la relativamente alta resistividad eléctrica del concreto expuesto al ambiente atmosférico. La película protectora de acero se despasiva y se inicia el complejo proceso electroquímico de la corrosión al carbonatarse la pasta de cemento del concreto, alcanzando valores de pH 10,5 o menos o cuando la concentración de iones cloro solubles en agua alcanzan un valor aproximado a 0,15 de la masa del cemento en la vecindad del refuerzo. La presencia de humedad y oxígeno que se permean a través del recubrimiento de concreto inician la corrosión, la existencia de grietas acelera el proceso de corrosión ya que éstas proporcionan más fácil acceso a los contaminantes, al aire y a la humedad. La protección del acero de refuerzo puede lograrse en tres formas: -

Manteniendo al acero en un ambiente no corrosivo; Aplicando recubrimientos al acero para aislarlo del medio corrosivo; Utilizando inhibidores químicos; o Instalando una protección catódica.

En cada caso que se desee proteger de la corrosión al acero de refuerzo, el medio por utilizar esta definido por la relación costo - eficiencia - durabilidad. Una protección eficiente al acero, se logra con un proporcionamiento de concreto que produzca baja permeabilidad, utilizando bajas relaciones agua/cementante, vigilando que el contenido de iones cloro se mantenga los más bajo posible en la mezcla, evitando la concentración de iones cloro proporcionando un buen drenaje, dando un adecuado espesor de recubrimiento de concreto, utilizando un adecuado procedimiento constructivo y realizando un buen curado para disminuir la permeabilidad al aumentar la hidratación del cemento. Debido al alto costo de la reparación del concreto estructural dañado por corrosión de refuerzo, diversos sistemas de protección han sido utilizados para proteger estructuras dañadas por alta carbonatación o expuestas al ambiente marino con alta concentración de iones cloro, entre las cuales se pueden mencionar las cubiertas de concreto muy denso de bajo revenimiento, cubiertas de concreto modificado con látex de estireno-butadieno y membranas impermeabilizantes durables. Los recubrimientos recomendables que deben cumplirse para protección del acero de refuerzo contra la corrosión están en la Tabla J.4.4. y en los reglamentos locales para construcción. J.3.1.

Carbonatación

La carbonatación del concreto producida por la reacción del CO 2 presente en el aire o en el agua con el hidróxido de calcio originado al hidratarse el cemento, aunque mejora la resistencia a la compresión, origina contracción y disminuye el pH a valores menores de 10 propiciando la corrosión electroquímica. J.3.1.1.

Carbonatación atmosférica

La reacción del hidróxido de calcio de la pasta de cemento con el CO2 del aire es generalmente un proceso lento que avanza desde la superficie a una velocidad que depende en forma importante de la concentración de CO 2, la humedad relativa, la temperatura del medio ambiente y de la permeabilidad del concreto. El inicio de la corrosión del acero depende además de la permeabilidad del concreto que a la vez es función de la relación agua/cementante, del

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tipo de cemento, de la compactación y de la eficiencia del curado, del espesor de recubrimiento de concreto. Los avances más rápidos de la carbonatación ocurren cuando la humedad relativa se mantiene entre 50 y 75%. Los sitios con mayores concentraciones de CO2 como los localizados en zonas industriales o estacionamientos de vehículos son los más susceptibles al ataque. En los casos anteriores el uso de una relación agua/cementante baja, una buena compactación y curado reducen la permeabilidad del concreto y limitan la velocidad de carbonatación desde la superficie. J.3.1.2.

Carbonatación por agua subterránea y otras corrientes

El CO2 del aire absorbido por el agua de lluvia entra en el agua subterránea como ácido carbónico. La concentración de CO2 aumenta por la descomposición de vegetales y además, existen diversas corrientes de agua con CO 2 disuelto. El grado de ataque depende de la calidad del concreto y de la concentración en el agua del CO2 agresivo. Existe una amplia variedad de condiciones de exposición para las construcciones bajo la acción del CO 2 disuelto en el agua, se puede consultar las medidas recomendadas en la Tabla A.1. para condición de exposición. J.3.2.

Contenido de iones cloro

El contenido máximo permitido de iones cloro formando parte de los ingredientes en una mezcla no debe ser mayor a lo establecido en la Tabla A.2.2. En el caso de ataque muy severo por cloruros, como ocurre en zonas de mareas o en climas calientes y húmedos, las medidas recomendadas en las Tablas A.2.a., A.2.b. y A.2.c. pueden no ser suficientes para asegurar una durabilidad apropiada. La solución más económica es disminuir la relación agua/cementante aún más y aumentar el recubrimiento del concreto. Es aconsejable el uso de un concreto de alta resistencia fabricado con cementos Portland compuestos según NMX-C-414-ONNCCE (véase Capítulo 3). Si estas precauciones parecen insuficientes puede ser más apropiado proteger directamente el refuerzo utilizando refuerzo recubierto con resina epóxica o utilizando una protección catódica. El galvanizado del acero y los aditivos inhibidores de la corrosión no han probado ser muy efectivos en mejorar la durabilidad en el caso de un ataque severo. J.3.3.

Medidas para prevenir la corrosión del acero

Por lo que respecta a la forma de aislar al acero mismo del medio corrosivo es importante tomar en cuenta la susceptibilidad de la corrosión del acero, ya que se considera que existen dos tipos: sensible y ligeramente sensible. Los tipos de aceros sensibles a la corrosión son: − Aceros de todo tipo con diámetros no mayores de 4 mm; − Aceros tratados de cualquier diámetro, excepto los torcidos y templados; y − Aceros tratados en frío, sujetos a una tensión permanente que exceda 400 MPa (4 000 kg/cm2).

Todos los demás tipos de acero restantes son considerados como ligeramente sensibles a la corrosión. La protección catódica es el método más versátil para controlar la corrosión puesto que es aplicable a cualquier estructura eléctricamente continua dentro de un electrolito apropiado. El concreto húmedo es un electrolito apropiado. J.3.3.1.

Recubrimiento del acero de refuerzo

Se requiere de recubrimientos mínimos de concreto dependiendo de las condiciones ambientales y de si el acero actúa como refuerzo normal o presforzado, los requisitos se dan en la Tabla J.3.3.1.

Tabla J.3.3.1.- Recubrimientos mínimos Tipo de exposición (véase Recubrimiento mínimo(mm) Tabla A.1) Refuerzo normal

1 2a y 2b 3, 4 5a, 5b, 5c y 5d * Depende del tipo de ambiente en que se encuentre

15 30 40 -*

Presforzado 25 35 50 -*

Los valores mínimos de recubrimiento deben incluir tolerancias para asegurar su valor bajo cualquier circunstancia. El valor de la tolerancia depende del control de la calidad de la construcción. Con un adecuado control de la calidad y un


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curado eficiente, la tolerancia es de 5 mm; sin control de la calidad debe incrementarse a 10 mm y si el curado es inadecuado a 20 mm. J.3.3.2.

Separación entre espaciadores o silletas

Todo el acero de refuerzo debe mantenerse firmemente en su lugar antes y durante el colado del concreto por medio de espaciadores o silletas individuales o continuas que pueden ser pequeños bloques de concreto o soportes metálicos o de plástico para evitar cualquier desplazamiento durante la construcción y asegurar que el acero quede a la distancia de diseño desde la cimbra. Aun con los valores de las tolerancias añadidos a los valores del recubrimiento de concreto indicados en I.5.4, los valores mínimos especificados pueden asegurarse si se colocan silletas adecuadas con separaciones suficientemente pequeños. En la tabla siguiente se encuentran las separaciones máximas para las silletas individuales en función del diámetro nominal del refuerzo. En las Tablas J.3.3.2.a., J.3.3.2.b. y J.3.3.2.c., que se encuentran más adelante, se dan los separaciones para el acero longitudinal, así como el tipo de espaciador y la posición. Los parámetros de estas tablas se definen en la Figura. 1.

Tabla J.3.3.2.a.- Separación s 0 entre silletas individuales Diámetro nominal del refuerzo (mm)

Separación entre silletas, s0 (mm) 400 500 700

≤8 8-14 >14

Tabla J.3.3.2.b.- Separación s 1 entre silletas individuales (losas y muros) Diámetro nominal del refuerzo longitudinal (mm)

Separación entre silletas, s1 (mm) 500 1000 1250

≤10 12-20 >20

Tabla J.3.3.2.c.- Separación s2 entre silletas individuales (trabes) Tipo de silleta Posición horizontal Posición vertical (losas) (muros) Silleta simple Silleta continua

s0 1,5s0

1,5s0 2,0s0

s1

s1 s1

s1

s2

losas y muros

silletas individuales

trabes y columnas

sistemas de silletas

Figura 1.- Tipos de silletas J.4.

Control de la calidad

Todas las medidas descritas deben verificarse por los responsables de la obra. En particular deben verificarse la separación de las varillas, el espaciamiento de las silletas, el recubrimiento de concreto, el diseño del proporcionamiento y el sistema para asegurar la calidad del concreto.

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NMX-C-403-ONNCCE-1999 Concreto Hidráulico de Uso Estructural

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