2 Materiales. Calidad del Hormign

CAPTULO 3 MATERIALES ACTUALIZACIN PARA EL CDIGO 2002 1.Enlaedicin2002delCdigosereconoceporprimeravezlanormaASTMC1157(PerformanceSpecificationfor Blended Hydraulic Cement), la cual enfatiza el comportamiento de los diferentes tipos de cemento y no su composicin qumica. 2.LanormaASTMA996(SpecificationforRail-SteelandAxleSteelDeformedBarsforConcreteReinforcement) reemplaza a las normas ASTM A 616 y ASTM A 617 correspondientes al acero de riel y de eje, respectivamente. 3.1 ENSAYO DE LOS MATERIALES Losrequisitosdelartculo3.1.3(ytambindel1.3.4)exigenqueelingenierooarquitectoresponsabledelainspeccin mantengaregistroscompletosdelosresultadosdelosensayosrealizadosdisponiblesdurantelaetapaconstructiva.Los requisitosde3.1.3tambinexigenqueelinspectorconservelosregistrosdelosensayosdelosmaterialesyelhormign durante un perodo mnimo de dos aos despus de finalizado un proyecto, o durante un perodo an ms prolongado si as lo establece el cdigo de construccin legalmente adoptado. El objetivo de conservar los registros de los ensayos realizados hasta dos aos despus de finalizado un proyecto es asegurar que los registros estarn disponibles si surge alguna disputa o diferenciareferidasalacalidaddelhormignodelosmaterialesutilizados,orelacionadasconcualquierviolacindelos planosyladocumentacintcnicaaprobadaodelcdigodeconstruccin,luegodelaaceptacindelaobraporpartedel propietario o de la emisin de un certificado de finalizacin de obra. Este requisito existe porque los ingenieros y arquitectos habitualmente no inspeccionan hormign, ya que para este propsito habitualmente se contrata un inspector. El trmino "inspector" se define en el artculo 1.3.1. En gran parte de Estados Unidos el trmino "inspector" coincidecon el trmino "inspector especial," segn la definicin dada en los cdigos de construccin legalmentevigentes.Sinosecontratauninspectorespecialsernecesariotomarotrasmedidasparaasegurarla disponibilidad y conservacin de los registros de los ensayos. 3.2 CEMENTOS El cemento utilizado en obra debe corresponder con aqul que se utiliz para determinar la dosificacin del hormign y su resistenciaydemspropiedades.Estosimplementepuedesignificarelusodelmismotipodecemento,obienpuede significarelusodeuncementodelamismaprocedencia.Sienunaplantasedeterminaladesviacinestndarenbasea ensayosrealizadossobrecementosdediferentesprocedencias,alcanzaconutilizarelmismotipodecemento;sila 2 - 2 desviacinestndardelosensayosderesistenciausadosparaestablecerlaresistenciarequeridasebasanenuntipo particular de cemento con una procedencia determinada, ser necesario usar un cemento de la misma procedencia. ACI 318-02 reconoce por primera vez la norma ASTM C 1157 (Performance Specification for Blended Hydraulic Cement). La norma ASTM C 1157 no establece la composicin qumica de los diferentes tipos de cementos como lo hacen las normas ASTM C 150 y ASTM C 595. Sin embargo, los componentes individuales usados para fabricar los cementos ASTM C 1157 debensatisfacerlosrequisitosespecificadosendichanorma.Lanormatambincontienevariosrequisitosopcionales, incluyendo uno para los cementos resistentes a la reaccin lcali-agregado. El hormign de contraccin compensada, elaborado con cemento expansivo, minimiza el potencial de formacin de fisuras decontraccinporsecado.Elcementoexpansivoseexpandeligeramentealcomienzodelaetapadeendurecimiento, despusdelfraguadoinicial.Siestaexpansinesrestringidaporlapresenciadearmaduras,elhormigndecemento expansivo tambin se puede utilizar para (1) compensar la disminucin de volumen que provoca la contraccin por secado, (2)inducirtensionesdetraccinenlasarmaduras(postesado),y(3)estabilizarlasdimensionesalargoplazodelas estructuras postesadas. La mayor ventaja de utilizar cemento expansivo radica en el control y la reduccin de las fisuras de contraccin por secado. Ladosificacindeunamezcladehormigncobraparticularimportanciacuandoseutilizacementoexpansivoen combinacinconotrosaditivos.Losbeneficiosquerepresentaelusodeuncementoexpansivopuedenseranuladoso contrarrestados cuando se utilizan ciertos aditivos o ingredientes. La Seccin 3.6.8 advierte sobre esta situacin. Se deberan prepararmezclasconelcementoexpansivo,losaditivosyotrosingredientesseleccionadosparaobservarcmoestos ltimos afectan las propiedades del hormign fresco y endurecido. Adems, cuando se especifica un hormign de cemento expansivo, el profesional debe considerar ciertos aspectos del diseo que se podran ver afectados. Las secciones del Cdigo que tratan estas consideraciones de diseo incluyen: Seccin 8.2.4 Adems de todos los dems efectos listados, se deben considerar los efectos de los esfuerzos debidos a la expansin del hormign de contraccin compensada. Seccin9.2.7Losefectosestructuralesdebidosalaexpansindelhormigndecontraccincompensadasedeben incluir en el valor de T incluido en las combinaciones de cargas de la Ecuacin (9-2). 3.3 AGREGADOS Eltamaomximonominaldelagregadoselimitaa(i)unquintodelamenordimensinlinealentrelosladosdelos encofrados,(ii)unterciodelespesordeunalosa,y(iii)trescuartosdelaseparacinlibremnimaentrelasbarrasde armadura o entrelostendones o vainas de pretensado. Estoslmitesimpuestos altamaomximo nominal delagregadose puedenobviarsilatrabajabilidadylosmtodosdecompactacindelhormignpermitencolocarelhormignsinquese formen oquedades o vacos. El ingeniero deber decidir si puede obviar o no estas limitaciones. 3.4 AGUA El agua usada para preparar hormign armado (pretensado o no pretensado), hormign en el cual se han empotrar elementos dealuminioyhormignquesehadecolocarenencofradosperdidosdemetalgalvanizadonodebencontenercantidades perjudiciales de cloruros. El principal problema que se presenta cuando el agua de mezclado tiene un elevado contenido de cloruros es su posible efecto sobre la corrosin de la armadura o los tendones de pretensado. La Tabla 4.4.1 del Captulo 4 delCdigoindicaloscontenidosmximosdeclorurosquepuedenaportarlosingredientes,incluyendoelagua,los agregados, el cemento y los aditivos. La Referencia 2.1 presenta una discusin detallada de este y otros temas cubiertos por los Captulos 3 a 5 del Cdigo. Engeneral,elaguaquecontienemenosde2000partespormilln(ppm)deslidosdisueltostotalesseconsidera satisfactoria para la elaboracin de hormign. El agua que contiene ms de 2000 ppm de slidos disueltos se debe someter a ensayos para determinar su efecto sobre la resistencia y el tiempo de fraguado del hormign que con ella se elabora. El agua 2 - 3 de mar no es adecuada para elaborar hormigones armados con elementos de acero, ya que aumenta el riesgo de corrosin de las armaduras. Esta corrosin se acelera si el elemento est ubicado en un ambiente clido y hmedo. 3.5 ARMADURAS 3.5.2Soldadura de las armaduras ACI318-02hacereferenciaalaltimaedicindelanormaANSI/AWSD1.4-2000(StructuralWeldingCodefor ReinforcingSteel).TodaslassoldadurasdelasbarrasdearmaduradebensatisfacerestrictamentelosrequisitosdeD1.4. Vale la pena destacar algunas revisiones recientes introducidas en D1.4. Por ejemplo, se deben considerar los requisitos de precalentamiento de las barras de acero de palanquilla (A 615) si no se conoce la composicin qumica de las barras. Ver la discusin sobre el artculo 12.14.3 en el Captulo 4 de este documento. Elingenierodebeprestarparticularatencinalaslimitacionesindicadasenelartculo21.2.7paralassoldadurasdelas armaduras de los elementos estructurales resistentes a esfuerzos ssmicos que forman parte de una estructura ubicada en una regindepeligrosidadssmicaelevada.Debidoaquebajolosefectosdeunmovimientossmicoseveroestoselementos estructuralespuedenresistirmsalldelrangoderespuestaelstica,lasoldaduradelasarmaduras,particularmentelos empalmessoldados,sedebenrealizarsiguiendoestrictamentelosprocedimientosestablecidosenANSI/AWSD1.4.Estos procedimientos incluyen inspecciones adecuadas. LaSeccinR3.5.2contienelineamientosparalasoldaduraabarrasexistentes(paralascualesnoexisteninformesdelos ensayosrealizadosen planta)y paralasoldaduraen obra delalambre estiradoen froylasmallas de alambresoldadas.El alambreestiradoenfroseutilizacomoarmaduraenespiral;algunasvecespuedesernecesariosoldarenobraalambreso mallas de alambre soldadas. Hay que ser sumamente cuidadoso al soldar alambres estirados en fro para evitar la prdida de tensindefluenciayductilidad.Lasoldaduraelctrica,deacuerdoconlasnormasASTMA185yA497,esun procedimiento de soldadura aceptable utilizado en la fabricacin de las mallas de alambres de acero soldadas. Si en lugar de los empalmes por yuxtaposicin requeridos se utilizan empalmes soldados, se debe especificar la realizacin de ensayos de traccinsobremuestrasrepresentativasuotrosmtodosparadeterminarqueelnivelderesistenciaprovistoseaadecuado. Noestpermitidoutilizarsoldadurascomomtododefijacindelasbarrasdearmaduraqueseentrecruzanduranteel proceso de armado de la estructura, a menos que el ingeniero lo autorice expresamente (ver 7.5.4). ElltimoprrafodeR3.5.2indicaquelanormaANSI/AWSD1.4noesaplicablealasoldaduradealambres.Enla actualidad el campo de validez de esta norma abarca la soldadura de todos los tipos de armadura de acero, pero adolece de cierta informacin crtica referida a los alambres y mallas de alambre soldadas (por ejemplo, no discute el precalentamiento nilaseleccindeloselectrodos).Sinembargo,serecomiendaquetodaslassoldadurasdealambresymallasdealambre soldadasrealizadasenobraseajustenalosrequisitosaplicablesdeANSI/AWSD1.4,entreelloslosreferidosala certificacin de los soldadores, procedimientos de inspeccin y dems procedimientos de soldadura aplicables. 3.5.3 Armadura conformada Como armadura no pretensada solamente se permite utilizar armadura conformada segn la definicin dada en el Captulo 2, excepto que para las armaduras en espiral se pueden utilizar barras o alambres lisos. La definicin de armadura conformada especificada en el Cdigo abarca las mallas soldadas de alambres lisos. El tipo de armadura ms utilizado en la construccin son las barras laminadas conforme a las especificaciones de ASTM A 615 (acero de palanquilla). En la edicin 2002 de ACI 318lanormaASTMA996(SpecificationforRail-SteelandAxle-SteelDeformedBarsforConcreteReinforcement)ha reemplazado a las normas para acero de riel y de eje (ASTM A 616 y ASTM A 617, respectivamente). Las barras de acero deacuerdoconASTMA996sedenominanbarrasdeaceroTipoR,ydebensatisfacerrequisitosmsestrictosenlos ensayosdedobladoquelosrequeridosporASTMA616yASTMA617.Lasarmadurasconformadasquesatisfacenlos requisitosdelanormaASTMA996estnmarcadasconlaletraR.Elaceroderiel(ASTMA996)noseconsigue fcilmente, salvo en determinadas regiones del pas. LanormaASTMA706correspondealasbarrasconformadasdeacerodebajaaleacin(solamenteGrado60)para aplicaciones especiales en las cuales la soldadura o el doblado son factores importantes. Se deben especificar barras ASTM A706siemprequeserequieraunagrancantidaddesoldadurasoquelassoldadurasresultencrticas,ytambinparalas estructurasdehormignarmadoubicadasenregionesdepeligrosidadssmicaelevadaparalascualesserequierenuna 2 - 4 ductilidadcontroladayunmejorcomportamientoendoblado.Losrequisitosespecialesparaeldiseosismorresistentedel Captulo 21 establecen que las armaduras que deben resistir esfuerzos axiales y de flexin inducidos por acciones ssmicas usadasenelementosdeprticosytabiquesdebordequeformanpartedeunaestructuraubicadaenunareginde peligrosidad ssmica elevada deben satisfacer la norma ASTM A 706 (ver 21.2.5). Para estos elementos tambin se permite utilizar barras ASTM A 615 Grados 40 y 60 siempre y cuando (a) la relacin entre la resistencia ltima a la traccin real y la tensin de fluencia real no sea menor que 1,25 y (b) la tensin de fluencia real determinada en base a ensayos en planta no supere la tensin de fluencia especificada en ms de 18.000 psi (en la repeticin de los ensayos no se permite que supere la tensin de fluencia especificada en ms de 3000 psi). Antes de especificar el uso de armadura A 706 el diseador debe investigar su disponibilidad. La mayora de los fabricantes de armaduras pueden producir barras A 706, pero generalmente no estarn dispuestos a fabricar una cantidad menor que la correspondienteaunahornadadeaceroparacadatamaodebarrasolicitado.Dependiendodelfabricante,unahornadade aceropuedevariarentre50y200toneladas.Puedequenoseaposibleconseguirinmediatamente,deunsolofabricante, cantidadesmenoresdebarrasA706deunnicotamao.Sorprendentemente,cadadaesmshabitualquelosingenieros especifiquen barras A 706 para las estructuras de hormign armado ubicadas en las regiones de elevada peligrosidad ssmica (verTabla1-1,Captulo1deestedocumento).Losingenierosnoslolasestnespecificandoparaloselementosdelos edificiossismorresistentes,sinotambinparalasestructurasdelospuentesdehormignarmado.Adems,hacemucho tiempo que las barras A 706 son las preferidas por los productores de elementos de hormign prefabricado, ya que son ms sencillas de soldar y ms eficientes desde el punto de vista de los costos, especialmente en vista de los complicados detalles dearmadoquerequierenloselementosprefabricados.Seguramentesuusocrecientetendrunimpactofavorablesobrela disponibilidad de estas barras. La Seccin 9.4 indica que la tensin de fluencia mxima de la armadura a utilizar en el diseo debe ser menor o igual que 80.000psi.ActualmentenoexisteningunaespecificacinASTMparalaarmaduradeGrado80.Sinembargo,la especificacin ASTM A 615 incluye las barras conformadas No. 11, No. 14 y No. 18 con una tensin de fluencia de 75.000 psi(Grado75).LosrequisitosdelaespecificacinA615paralasbarrasGrado75soncompatiblesconlosrequisitosdel Cdigo ACI, incluyendo el requisito que establece que la tensin de fluencia debe corresponder a una deformacin del 0,35 porciento(ver3.5.3.2).EldiseadorpuedesimplementeespecificarbarrasGrado75quesatisfaganA615sinningn requisitoespecial,obienpuedeespecificarexcepciones.SiseutilizanbarrasGrado75sedebensolicitaralfabricante informesdeensayosrealizadosenplanta.AntesdeespecificarelusodebarrasGrado75sedeberainvestigarsu disponibilidadlocal.LaintencindelamayortensindefluenciadelasbarrasNo.11,No.14yNo.18es fundamentalmente que estas barras se utilicen como armadura de las columnas. Se utilizan en combinacin con un hormign demayorresistenciaparareducirlasdimensionesdelascolumnasdelosedificiosenalturayenotrasaplicacionesque requierencolumnasdealtacapacidad.Elalambreusadoparafabricarmallassoldadasdealambreslisosoconformados pueden tener una tensin de fluencia superior a 60.000 psi. Se permite aprovechar la ventaja de la mayor tensin de fluencia siempre que la tensin de fluencia especificada, fy, usada en el diseo sea la tensin correspondiente a una deformacin del 0,35 por ciento. Durantelosprimerosmesesde1997algunosfabricantesdebarrasanunciaronquecomenzaranlaproduccindebarras designadas con sus dimensiones mtricas equivalentes (conversin "soft metric"*). En general su intencin era convertir sus fbricascompletamentealaproduccindebarrasmtricas,yalgunosproductoresanticipabancompletarestaconversina mediados de 1997. Una vez que se complete esta conversin seanticipa que se dejarn de producir barras designadas en el sistema pulgada-libra. Las dimensiones fsicas (es decir, el dimetro, la altura y la separacin de las conformaciones) de las barras mtricas ("soft-metric")nodifierendelasdelasbarraspulgada-libraquesehanfabricadodurantemuchosaos.Lanicadiferenciaser que la marca que se imprimir a las barras se basar en unidades del sistema mtrico (SI). Las dimensiones de las barras en sistemamtricoseobtienendeconvertireldimetrodelasbarrasenpulgada-libraamilmetros,yredondearalmilmetro ms prximo. Por ejemplo, una barra No. 4 o de 1/2 in. de dimetro se convierte en una barra No. 13, ya que su dimetro es iguala12,7mm.LaTabla2-1contieneunlistadocompletodetodoslostamaosdebarrascubiertosporlas especificaciones ASTM.

* El sistema de conversin "soft metric" consiste simplemente en asignarle a los productos las dimensiones mtricas equivalentes, sin realizar ningn cambio fsico en las dimensiones de los productos. El sistema de conversin "hard metric" implica redimensionar los productos para fabricarlos en nuevos tamaos, mtricos y racionales. 2 - 5 Las especificaciones ASTM A 615, A 706 y A 996 contienen requisitos para barras tanto en unidades pulgada-pie como en unidades mtricas (SI). Es por ello que estas especificaciones tienen denominaciones dobles (por ejemplo, ASTM A 706/A 706M).Cadaunadelasespecificacionescontienecriteriosparaunoomsgradosdeacero,loscualesseresumenenla Tabla 2-2. Tabla 2-1 Tamaos de las barras en unidades pulgada-pie y convertidas al sistema mtrico Pulgada-libraMtrico No.Dimetro (in.)No.Dimetro (mm) 30,375109,5 40,5001312,7 50,6251615,9 60,7501919,1 70,8752222,2 81,0002525,4 91,1282928,7 101,2703232,3 111,4103635,8 141,6934343,0 182,2575757,3 Tabla 2-2 Especificaciones ASTM Grado y tensin mnima de fluencia Grado / Tensin mnima de fluencia Especificacin ASTM Pulgada-libra (psi) Mtrico (MPa) 40/40.000300/300 60/60.000420/420A 615 y A 615M 75/75.000520/520 50/50.000350/350 A 616 y A 616M 60/60.000420/420 40/40.000300/300 A 617 y A 617M 60/60.000420/420 A 706 / A 706M60/60.000520/520 Latensindefluenciamnimarequeridaparaelacerousadoparafabricarlasbarrasvaraligeramenteenlas especificaciones ASTM correspondientes a las barras especificadas en el sistema mtrico. Por ejemplo, las ltimas ediciones delasespecificacionesASTMindicantensionesdefluenciamnimascorrespondientesalacerodeGrado420,o420 megapascales (MPa), lo que corresponde a aproximadamente 60.900 psi (1000 psi = 6895 MPa). La tpica conversin "soft" aplicada a la tensin de fluencia del acero Grado 60 (60.000 psi) dara por resultado una tensin de fluencia mtrica de 413,8 MPa.Actualmentelaindustriadelaceroestintentando"rebajar"latensindefluenciamnimaa415MPa,o aproximadamente 60.200 psi para lograr una mejor concordancia con la resistencia utilizada en el sistema pulgada-libra, la cual es igual a 60.000 psi. Si el diseoy la construccinse realizan de acuerdocon elCdigo ACI 318 usandolas unidadestradicionales delsistema pulgada-libra, el uso de barras designadas con el sistema mtrico tendr muy poca influencia sobre la resistencia de diseo o 2 - 6 la capacidad de carga admisible de los elementos. Por ejemplo, cuando la resistencia de diseo de un elemento depende de la tensin de fluencia especificada del acero, fy, el uso de las barras mtricas aumenta la resistencia aproximadamente un 1,5% [(420 413,7) / 413,7]. 3.5.3.5-3.5.3.6Mallasdealambresoldadas Algunos hancuestionadola prctica de utilizarmallas dealambre soldadas como armadura estructural de los elementos de hormign armado, particularmente cuando se especifica a modo de alternativa al uso de barras de armadura tradicionales. Un caso habitual se presenta durante la etapa constructiva, cuando se ordenareemplazarlas barrasinicialmente especificadas enlos planos de obra pormallas dealambre soldadas.Es probable queestoscuestionamientoshayansurgidodebidoalaterminologaquelaindustriautilizaparalasmallasdealambre soldadas utilizadas como armadura "no estructural," es decir para limitar los anchos de fisura en las losas construidas a nivel del plano de fundacin. Este tipo de mallas de alambre soldadas habitualmente se conocen como "mallas no estructurales." Los tamaos de los alambres usados para fabricar mallas soldadas varan entre W1.4 y W4. El alambre liso se designa con la letra"W"seguidadeunnmeroqueindicaelreadesuseccintransversalexpresadaencentsimasdeunapulgada cuadrada.Lostiposdemallasutilizadasparalimitarelanchodelasfisurasenlaslosasaniveldelplanodefundacinen edificios residenciales e industriales livianos son 6 6 W1.4 W1.4, 6 6 W2 W2, 6 6 W2.9 W2.9, y 6 6 W4 W4. Estasmallasdealambresoldadaspesan0,21lb;0,30lb;0,42lby0,55lbporpiecuadrado,respectivamente,yporlo generalse fabricanen rollos. Habitualmente estas"mallas no estructurales" fabricadascon alambres demenor dimetro no seutilizancomounaalternativaalasbarrasconvencionales.Lamalladealambresoldadaqueseutilizacomoarmadura estructural tpicamente se fabrica de alambres de tamao mayor que los W4, y se conoce como "malla estructural." Esposiblequepormotivoseconmicosseanecesarioreemplazarlasbarrasdearmadurapormallasdealambresoldadas. Cualquierasealaraznqueoriginaelreemplazo,ambostiposdearmadura(mallasdealambresoldadasobarras)son igualmentereconocidosypermitidosporelcdigoparasuusoestructural.Ladefinicindearmaduraconformadadel Cdigoabarcatantolasmallassoldadasdealambresconformadoscomolasdealambreslisos.Lasmallassoldadasde alambres conformados utilizan tanto la deformacin de los alambres como las intersecciones soldadas para la adherencia y el anclaje.(Losalambresconformadossedesignanconlaletra"D"seguidadeunnmeroqueindicaelreadesuseccin transversalexpresadaencentsimasdeunapulgadacuadrada.)Lasmallassoldadasdealambreslisosseadhierenal hormign por medio de un anclaje mecnico en los puntos donde se intersecan los alambres. Esta diferencia en la adherencia y el anclaje de las mallas de alambres lisos y las mallas de alambres conformados se refleja en los requisitos sobre longitud de anclaje de los empalmes por yuxtaposicin del Captulo 12. 3.5.3.7ArmadurasrevestidasElCdigoincluyereferenciasalasespecificacionesASTMcorrespondientesa armaduras revestidas, A 765 (galvanizadas)y A 775 (con revestimientoepoxi),y esto reflejael usocreciente delas barras revestidas.Seconsiguenmallasdealambressoldadasconrevestimientoepoxi(ASTMA884),conlosalambres galvanizados antes de su soldadura (ASTM A 641) y con los alambres galvanizados una vez soldados (ASTM A 123). Las barras y mallas revestidas ms utilizadas son aquellas con revestimiento de resina epoxi, usado para proteger las armaduras contra la corrosin. Las armaduras con revestimiento epoxi constituyen un sistema viable de proteccin contra la corrosin. Enlosltimosaoselusodearmadurasconrevestimientoepoxisehaextendidoadiferentestiposdeconstruccionesde hormign, como por ejemplo a las losas expuestas a las sales anticongelantes, las plantas de tratamiento de aguas residuales, lasestructurasmartimasyotrasinstalacionesubicadasprximasazonascosterasdondeelriesgodecorrosinesmayor debido a la exposicin al agua salada, en especial cuando el clima es clido y hmedo. Los diseadores que especifican el uso de barras con revestimiento epoxi deben explicitar claramente en las especificaciones tcnicaslosaccesoriosymtodosdemanipulacinespecialesrequeridosparaminimizarlosdaossufridosporel revestimientodurantelasoperacionesdemanipuleo,transporteycolocacindelasbarrasodurantelacolocacindel hormign.2.3,2.4 Los accesorios y mtodos de manipuleo especiales incluyen: 1.Se deben utilizar cuerdas de izamiento de nylon o sogas acolchadas. 2.Sedebenutilizarbarrasseparadorasparaizarlospaquetesdebarras,oizarlospaquetestomndolosporlospuntos correspondientes a un tercio de su longitud utilizando sogas acolchadas. Las bandas utilizadas para unir los paquetes de barras deben ser de nylon o estar acolchadas. 3.Las barras revestidas se deben almacenar sobre superficies acolchadas o de madera. 2 - 7 4.Las barras revestidas no se deben arrastrar sobre el suelo ni sobre otras barras. 5.Se debe minimizar el trnsito sobre las barras revestidas, y no dejar caer sobre ellas herramientas u otros materiales de construccin durante o despus de su colocacin. 6.Sedebenutilizarapoyosdematerialesorgnicosoapoyosrecubiertosconmaterialesorgnicoscomoresinaepoxio vinilo compatibles con el hormign. 7.Lasbarrasrevestidassedebenatarusandoalambresconrevestimientoepoxioplsticoparaminimizarlosdaosal revestimiento. 8.Los equipos de transporte y colocacin del hormign se deben operar cuidadosamente para evitar daar el revestimiento de las barras. Las especificaciones tcnicas tambin deberan tratar el tema del retoque del revestimiento epoxi una vez que las barras han sido colocadas. La norma ASTM A 775 y la Referencia 2.3 indican el nivel de dao admisible para los revestimientos de las barras. La Referencia 2.4 sugiere requisitos a incluir en las especificaciones tcnicas relacionados con las barras de armadura con revestimiento epoxi. Losdiseadoresdebentenerencuentaquelasarmadurasrevestidasconepoxirequierenmayoreslongitudesdeanclajey empalme en traccin (ver 12.2.4.3). 3.6 ADITIVOS 3.6.1 Vapor de slice Elvapordeslice(ASTMA1240)sedenominaasporqueseextraedelosvaporesdeloshornoselctricosusadospara producir metal ferrosilceo o slice. Estos vapores se recogen y preparan en forma de microslice slida finamente dividida, la cual se utiliza como aditivo para el hormign. Usando vapor de slice juntamente con aditivos reductores del agua de alto rangosepuedenproducirhormigonesconresistenciasalacompresinde20.000psi(138MPa)osuperiores.Tambinse usa para producir una matriz de pasta celular muy densa que reduce la permeabilidad del hormign. Se logra as una mejor proteccincontralacorrosindelasarmaduras,especialmentecuandoelhormignhadeestarexpuestoalaaplicacin directaoindirectaaproductosqumicosanticongelantes,comoenelcasodelostablerosdepuentesolaslosasdelos edificios para estacionamiento de vehculos. Ladosificacindelasmezclas,losmtodosdeelaboracin(mezcladoymanipuleo)ylosprocedimientosdecolocaciny curado del hormigncon vapor de sliceexigen unmayor grado decontrol de calidad que los hormigonesconvencionales. Cuandoseespecificanhormigonesconvapordesliceesdefundamentalimportanciaqueelingeniero,elproveedorde hormign y el contratista trabajen de manera conjunta para asegurar un nivel de calidad consistente. Observarque,dependiendodelaproporcindevapordeslice,estoshormigonespuedensercasinegros,grisoscuro,o mantenerelcolor del cemento. El cambiode colorms importantese produceenloshormigones fabricadoscon cementos de color claro. La dosificacin de la mezcla tambin puede afectar el color del hormign. Si la diferencia de color constituye un problema (caso del hormign arquitectnico) se debera utilizar el cemento ms oscuro disponible, y durante el proceso de diseo de la mezcla se deberan preparar varias mezclas de prueba. CAPTULO 4 REQUISITOS DE DURABILIDAD ACTUALIZACIN PARA EL CDIGO 2002 Se ha agregado una nota al pie en las Tablas 4.2.2 y 4.3.1 referida a la durabilidad de las estructuras expuestas a sulfatos o sometidas a otras condiciones de exposicin especiales. En estas situaciones se debe utilizar la menor de las relaciones agua-materialcementicioaplicables,ylamayordelasf'cmnimasaplicables.LaTabla4.2.2seocupadelosrequisitospara 2 - 8 condicionesdeexposicinespeciales;laTabla4.3.1cubrelosrequisitosparahormigonesexpuestosasolucionesque contienen sulfatos. CONSIDERACIONES GENERALES LascondicionesdeexposicinespecialescubiertasporelCdigoseencuentranenelCaptulo4Requisitosde Durabilidad;allseenfatizalaimportanciadelainfluenciadelascondicionesdeexposicinsobreladurabilidaddel hormign. Los requisitos para la dosificacin del hormign y la evaluacin de su resistencia se encuentran en el Captulo 5 Calidad, Mezclado y Colocacin del Hormign. Como se establece en el artculo 5.1.1, la dosificacin del hormign se debe establecerdemanerade(a)proveerlaresistenciaalasexposicionesespecialessegnlorequeridoporelCaptulo4,y(b) satisfacer los requisitos de resistencia del Captulo 5. LaresistenciaalasexposicionesespecialessetrataenlasSecciones4.2Exposicinatemperaturasdecongelamientoy deshielo, 4.3 Exposicin a sulfatos, y 4.4 Proteccin contra la corrosin de las armaduras. Los requisitos de resistencia setratanenlaSeccin5.6Evaluacinyconformidaddelhormign.Dependiendodelosrequisitosdediseoydelas condiciones de exposicin, se deber especificar la menor de las relaciones agua-material cementicio requeridas ya sea por los requisitos de diseo estructural o bien por las condiciones de exposicin de la estructura (ver Ejemplo 2.1). La observacin de deterioros inaceptables en algunas estructuras de hormign ubicadas en regiones expuestas a temperaturas de congelamiento y deshielo, a sales anticongelantes utilizadas para retirar la nieve y el hielo, a los sulfatos presentes en el agua y el suelo o a los cloruros, han resaltado la necesidad de contar con requisitos especiales para estos tipos de exposicin. El Captulo 4 seala la necesidad de considerar la durabilidad del hormign, y no slo su resistencia. DentrodelcontextodelCdigo,eltrminodurabilidadserefierealacapacidaddelhormignpararesistirlosdeterioros provocados por el medio ambiente o por las condiciones de servicio para las cuales se lo utiliza. El hormign correctamente diseadoyconstruidodebesercapazdesatisfacerlafuncinparalacualfuepensadosinsufrirdeteriorosimportantes durantesuvidatil.Sinembargo,elCdigonocontienerequisitosespecficosparacondicionesdeexposicin particularmente severas, como por ejemplo el caso de los hormigones expuestos a cidos o a temperaturas extremadamente elevadas,ytampocoseocupadeconsideracionesestticastalescomolosacabadossuperficiales.Estosaspectos,queno estncomprendidosdentrodelalcancedelCdigo,sedebentratarespecficamenteenlaespecificacionestcnicasdel proyecto.Losingredientesyladosificacindelhormignsedebenseleccionardemanerataldesatisfacerlosrequisitos mnimos establecidos en el Cdigo y los requisitos adicionales indicados en la documentacin tcnica. Adems de una correcta seleccin del cemento, una adecuada incorporacin de aire, una relacin agua-material cementicio adecuadaylalimitacindelcontenidomximodeclorurosdelosmateriales,otrosrequisitosfundamentalesparala durabilidad de un hormign expuestoacondicionesambientales adversasincluyen: usar hormigones de bajo asentamiento, compactarelhormignadecuadamente,lograrmaterialesuniformes,usarrecubrimientoadecuadosdehormignsobrelas armaduras, y aplicar un procedimiento de curado hmedo que permita desarrollar las propiedades del hormign. 4.1 RELACIN AGUA-MATERIAL CEMENTICIO A partir de la edicin 1989 del Cdigo, el parmetro que anteriormente se denominaba "relacin agua-cemento" ha pasado a llamarse"relacinagua-materialcementicio."Estosedebealreconocimientodelosdemsmaterialescementicios permitidos por el cdigo para satisfacer las limitaciones de w/c relacionadas con la durabilidad del hormign. Habitualmente la notacin "w/c" se utiliza para indicar la "relacin agua-material cementicio." La definicin de "material cementicio" (ver Captulo 2) permite utilizar materiales cementicios diferentes al cemento prtland y los cementos hidrulicos para satisfacer loslmitesdew/ccodificados.DeacuerdoconelCdigo,paracalcularlasrelacionesw/cel"materialcementicio"puede incluir: Cemento prtland (ASTM C 150) Cemento hidrulico mezclado (ASTM C 595 y ASTM C 1157) Cemento hidrulico expansivo (ASTM C 845) 2 - 9 ya sea utilizados solos o combinados con: Ceniza fina o volante (ASTM C 618)Puzolanas naturales crudas o calcinadas (ASTM C 618) Escoria granulada de alto horno (ASTM C 989) Vapor de slice (ASTM C 1240) 4.2 EXPOSICIN A TEMPERATURAS DE CONGELAMIENTO Y DESHIELO El hormign delasestructuras queestarnexpuestasatemperaturas decongelamientoy deshielo oasales anticongelantes debecontenerunvolumenmnimodeaireintencionalmenteincorporado,elcualvarasegnlaexposicinseaseverao moderada comoseindicaen la Tabla 4.2.1.Lasespecificacionestcnicas del proyecto deberanexigir queelcontenido de aire del hormign entregado en obra no difiera de los valores meta indicados en la Tabla 4.2.1 en 1,5 puntos porcentuales. Soncondicionesdeexposicinseverasaquellasenlascualeselhormignpuedeestarpermanentementeexpuestoa temperaturas decongelamientoy deshielo o aquellasenlascualesse utilizansalesanticongelantes. Los ejemplos incluyen los pavimentos, los tableros de puentes, las aceras y las losas de los edificios para estacionamiento de vehculos. Cuando las condicionesdeexposicinsonseveraselCdigotambinimponeunlmitemximoparalarelacinw/cyf'cmnima(ver 4.4.2). Son condiciones deexposicinmoderadasaquellas correspondientes a unclima fro dondeelhormign puede estar expuestoatemperaturasdecongelamiento,perosloocasionalmenteestarexpuestoacondicionesdehumedadantesde congelarse, y donde no se utilizan sales anticongelantes. Los ejemplos incluyen ciertos tabiques, vigas y losas exteriores que no estn en contacto directo con el suelo. Incorporando intencionalmente aire al hormign se mejora significativamente la resistencia al congelamiento del hormign endurecido expuesto al agua o a las sales anticongelantes. Un hormign seco o que contiene apenas una pequea cantidad de humedad no se ve afectado aunqueel nmero deciclos decongelamientoy deshieloseaelevado.Laincorporacin de aire tambin mejora la resistencia a los sulfatos. Laincorporacindeairesepuedelograragregandounaditivoincorporadordeairealamezcla,usandocemento incorporadordeaire,ocombinandoambosmtodos.Losaditivosincorporadoresdeaire,loscualesseagreganenla mezcladora, deben satisfacer los requisitos de ASTM C 260 (3.6.4); los cementos incorporadores de aire deben satisfacer la especificacionesdeASTMC150yC595(3.2.1).Loscementosincorporadoresdeairepuedenserdifcilesdeconseguir mientras que, porel contrario,la popularidad delos aditivos incorporadores deaire vieneenaumento.La norma ASTMC 94(StandardSpecificationsforReadyMixedConcrete),lacualelCdigoACIincorporaporreferencia(5.8.2)exigela realizacindeensayosparadeterminarelcontenidodeairedelhormign.Lafrecuenciadeestosensayoseslamisma requerida para la evaluacin de la resistencia. Las muestras de hormign se deben obtener segn los requisitos de ASTM C 172, y se deben ensayar de acuerdo con ASTM C 173 o C 231. Otra propiedad que mejora significativamente la resistencia del hormign a los ciclos de congelamiento y deshielo es el uso deunabajarelacinagua-materialcementicio.Loshormigonesdepesonormalqueestarnexpuestosacondicionesde congelamiento y deshielo en estado hmedo y a las sales anticongelantes se deben dosificar de manera de satisfacer tanto la mxima relacin w/c como la mnima resistencia indicadas en la Tabla 4.2.2. Esto sirve para asegurar que realmente se logre enobralarelacinw/crequeridapormotivosdedurabilidad.ElcomentariointroductorioincluidoenelCaptulo4del Cdigodice"Laseleccindeunaf'cconsistenteconlarelacinagua-materialcementicioseleccionadapormotivosde durabilidadayudaraasegurarqueenobrarealmenteseobtengalarelacinagua-materialcementiciorequerida."Como mencionamos anteriormente, resulta difcil determinar con precisin la relacin w/c del hormign durante su elaboracin y ms difcil an hacerlo como un control en obra. Las resistencias mnimas requeridas por durabilidad trasladan el control de calidad;envezdelimitarlarelacinw/cselimitalaresistenciaalacompresinespecificada,lacualsepuedecontrolar fcilmente. Paraloshormigonesdeagregadoslivianossolamenteseespecificaunaresistenciamnima,yaquelascaractersticas variables de absorcin de los agregados livianos no permiten calcular las relaciones w/c. Loshormigonesusadosenestructurasdecontencindeaguaoexpuestosacondicionesdeexposicinseverasdebenser virtualmenteimpermeablesalagua.Labajapermeabilidadnoslomejoralaresistenciaalosciclosdecongelamientoy 2 - 10 deshielo,especialmenteenpresenciadesalesanticongelantes,sinoquetambinmejoralaresistenciadelhormignala penetracindecloruros.Loshormigonesdebajapermeabilidadsedebendosificardemaneraquelarelacinw/c especificadaseamenoroigualque0,50.Sielhormignestarexpuestoaciclosdecongelamientoydeshieloenestado hmedo, la relacin w/c debe ser menor o igual que 0,45. Adems, para proteger contra la corrosin a las armaduras de los hormigonesexpuestosasalesanticongelantes(condicionesdecongelamientoydeshieloenestadohmedo)ylos hormigones expuestos al agua de mar, estos hormigones se deben dosificar con una relacin w/c menor o igual que 0,40. Paralascondicionesdeexposicinmencionadastambinsedebensatisfacerlasresistenciasmnimasdelhormign indicadas en la Tabla 4.2.2. El Ejemplo 2.1 ilustra la dosificacin de una mezcla que satisface tanto la relacin w/c como la resistencia requerida para lograr la durabilidad del hormign. 4.2.3 Hormign expuesto a productos qumicos anticongelantes La Tabla 4.2.3 limita el tipo y la cantidad de cemento prtland que se permite reemplazar en los hormigones expuestos a las salesanticongelantes.Lacantidaddeceniza volanteuotrapuzolana,oambas,selimitaal25porcientodelpesototaldel material cementicio. La escoria y el vapor de slice se limitan al 50 por ciento y al 10 por ciento, respectivamente, del peso total.Siparareemplazarparcialmentealcementoseutilizacenizavolante(uotrapuzolana)juntoconescoriayvaporde slice, el peso total de estos materiales debe ser menor o igual que el 50 por ciento del peso total del material cementicio, y elporcentajemximodecadaunodelosmaterialesdereemplazoutilizadosnodebesuperarloslmitesestablecidospara cadamaterial en formaindividual.Sila combinacin demateriales utilizada parareemplazar parte delcemento noincluye escoria, el peso total de estos materiales debe ser menor o igual que 35 por ciento, y tampoco se debern superar los lmites establecidos para cada material en forma individual. Por ejemplo: Si un elemento de hormign armado ha de estar expuesto a sales anticongelantes, la Tabla 4.2.2 establece que la relacin w/c debe ser menor o igual que 0,40. Si el diseo de la mezcla requiere 280 lb de agua para producir una mezcla dehormignconincorporacindeairequetengaunasentamientodeterminado,elpesototaldelmaterialcementiciono puedesermenorque280/0,40=700lb.Las700lbde"materialcementicio"puedenestarcompuestasexclusivamentepor cemento prtland o por una combinacin de cemento prtland y ceniza volante, puzolana, escoria o vapor de slice. Si se utiliza ceniza volante para reemplazar parte del cemento prtland, la mxima cantidad de ceniza volante est limitada a 0,25(700) = 175 lb, manteniendo la misma w/c = 280/(525 + 175) = 0,40. Si como reemplazo solamente se utiliza escoria, el contenido de escoria se limita a 0,50 (700) = 350 lb, con w/c = 280/ (350 + 350) = 0,40. Siparareemplazarpartedelcementoseutilizaunacombinacindecenizavolanteyescoria,elcontenidomximodeesta combinacinestlimitadoa0,50(700)=350lb;lafraccindecenizavolanteestlimitadaa0,25(700)=175lbdela combinacin total, con w/c = 280/(350 + 175 + 175) = 0,40. Sicomoreemplazoseutilizaunacombinacindecenizavolanteyvapordeslice(prcticahabitualenloshormigonesde alta calidad), la mxima cantidad de la combinacin est limitada a 0,35 (700) = 245 lb; la fraccin de vapor de slice est limitada a 0,10 (700) = 70 lb, con w/c = 280/(385 +245 + 70) = 0,40. Esevidentequesepuedenreemplazardiferentesporcentajesdelcemento,siempreycuandonosesuperenlosporcentajes individuales y combinados indicados en la Tabla 4.2.3. Sedebeobservarquelaslimitacionessobreelreemplazodelcementoprtlandseaplicansolamentealoshormigones expuestosalospotencialesefectosperjudicialesdelosproductosqumicosanticongelantes.Investigacionesrealizadas indicanquelacenizavolante,laescoriayelvapordeslicepuedenreducirlapermeabilidaddelhormigneimpedirel ingreso de cloruros, ya que las pastas cementicias que se producen con estos materiales son ms densas e impermeables. En cuantoalusodecenizavolanteyotraspuzolanas,especialmenteelvapordeslice,valelapenadestacarqueestos ingredientessonmuyutilizadosenloshormigonesdealtacalidad(HPC,segnsussiglaseningls)paradisminuirsu permeabilidad y aumentar su resistencia. 4.3 EXPOSICIN A LOS SULFATOS 2 - 11 Lossulfatospuedenatacaralhormignqueestcontactoconelsuelo,expuestoalaguademaroexpuestoaaguas subterrneas con un elevado contenido de sulfatos. Las medidas utilizadas para reducir el ataque de los sulfatos incluyen el uso de cemento resistente a los sulfatos. La susceptibilidad al ataque de los sulfatos es mayor en el caso de los hormigones expuestosalahumedad,comoocurreenlasfundacionesyenlaslosasconstruidasdirectamentesobreelterreno,yenlas estructurasexpuestasdirectamentealaguademar.Paraloshormigonesqueestarnsujetosalataquedelossulfatos contenidosenelsuelooelaguasedebeespecificarelusodecementosresistentesalossulfatos.LaTabla4.3.1listalos tiposadecuadosdecementosresistentesalossulfatosylasmximasrelacionesagua-materialcementicio,juntoconlas correspondientesresistenciasmnimasdelhormignparadiferentescondicionesdeexposicin.Elgradodeexposicinse determina en base a la concentracin de sulfatos solubles en agua presentes en el suelo o bien en base a la concentracin de sulfatospresentesenelagua.ObservarqueenlaTabla4.3.1elaguademarfiguracomouna"exposicinmoderada,"an cuandoelaguademargeneralmentecontieneunaconcentracindesulfatossuperiora1500ppm.Estosedebeaquela presencia de cloruros en el agua de mar inhibe la reaccin expansiva que caracteriza los ataques por sulfatos.2.1

Paraseleccionareltipodecementoadecuadoparalograrresistenciaalossulfatos,laprincipalconsideracinateneren cuentaeselcontenidodealuminatotriclcico(C3A).LoscementosquecontienenbajosporcentajesdeC3Ason particularmente resistentes a los suelos y aguas que contienen sulfatos. Cuando la proteccin contra un grado moderado de ataquedelossulfatosesunaconsideracinimportante,comoenelcasodelasestructurasdedrenajeenreasdondela concentracindesulfatosenelaguasubterrneaesmayorquelohabitual,peroelgradodeataquenoesnecesariamente severo (0,10 - 0,20 por ciento), se debera especificar el uso de cemento prtland Tipo II (contenido mximo de C3A igual a ocho por ciento, de acuerdo con ASTM C 150). SedeberaespecificarcementoprtlandTipoVparaloshormigonesexpuestosaungradodeataquedesulfatossevero, especialmentecuandoelsuelooelaguasubterrneatienenunelevadocontenidodesulfatos.Laelevadaresistenciaalos sulfatos del cemento Tipo V se atribuye a su bajo contenido de aluminato triclcico (contenido mximo de C3A igual a cinco por ciento). Ciertoscementosmezclados(C595)tambinproporcionanresistenciaalossulfatos.Cuandoelgradodeexposicinalos sulfatosesdemoderadoaseverotambinsepuedenutilizarotrostiposdecementosproducidosconbajoscontenidosde C3A.Laresistenciaalossulfatostambinaumentacuandoseincorporaaireycuandoloscontenidosdecementoson elevados (relaciones agua-material cementicio bajas). Antesdeespecificaruncementoresistentealossulfatoselingenierodebeverificarsudisponibilidad.Generalmenteel cementoTipoIIseconsiguesindificultad;elcementoTipoVsloseconsigueenciertasreasenlascualesesnecesario disear para ambientes donde el grado de ataque de los sulfatos es severo o muy severo. Los cementos mezclados pueden ser difciles de conseguir. 4.4PROTECCIN CONTRA LA CORROSIN DE LAS ARMADURAS Los cloruros pueden ingresar al hormign a travs de sus ingredientes: el agua de mezclado, los agregados, el cemento y los aditivos,obiencuandoelhormignestexpuestoalassalesanticongelantes,elaguademaroelairecargadodesalque caracteriza los ambientes costeros. Los valores mximos del contenido de cloruros indicados en la Tabla 4.4.1 se aplican a losclorurosaportadosporlosingredientesdelhormign,noalosprovenientesdelambientequerodeaalaestructura. Limitarelcontenidodeclorurosesresponsabilidaddelfabricantedelhormign,quesedebeasegurarquelosingredientes utilizados paraelaborarel hormign (cemento, agua, agregadosy aditivos) produzcan un hormignenelcualelcontenido de cloruros est dentro de los lmites especificados para las diferentes condiciones de exposicin. De acuerdo con 4.4.1, para determinar el contenido de cloruros de los ingredientes individuales o de muestras de hormign endurecido se deben utilizar los procedimientos de ensayo especificados en ASTM C 1218. Adems de un elevado contenido de cloruros, para inducir el proceso de corrosin es necesaria la presencia de oxgeno y humedad. La disponibilidad de oxgeno y humedad cerca de las armadurasvarasegnlascondicionesdeexposicinqueexistandurantelavidadeserviciodelaestructura,yestas condiciones difieren de una estructura a otra e incluso entre diferentes elementos de una misma estructura. Siseanticipaquelosmaterialesautilizarparaprepararelhormignaportarncantidadessignificativasdecloruros,se deben ensayar los ingredientes individuales del hormign, incluyendo el agua, los agregados, el cemento y los aditivos, para verificarquelaconcentracintotaldeclorurosaportadaporlosingredientesnosupereloslmitesindicadosenlaTabla 4.4.1. Estos lmites han sido establecidos para lograr un umbral mnimo de proteccin contra la corrosin de las armaduras 2 - 12 previoalascondicionesdeexposicindeservicio.Loscontenidosmximosdeclorurosparalaproteccincontrala corrosin tambin dependen del tipo de construccin y del ambiente al cual estar expuesto el hormign durante su vida de servicio, tal como se indica en la Tabla 4.4.1. Todoslosingredientesusadosparaelaborarelhormigncontienencantidadesvariablesdecloruros.Existencloruros solublesenaguayclorurosinsolublesenagua,peroslolosclorurossolublesenaguainducenlacorrosin.Hayensayos quepermitendeterminartantoelcontenidodeclorurossolublesenaguacomoelcontenidototaldecloruros(solublese insolubles). El ensayo para determinar el contenido de cloruros solubles es ms lento y difcil de controlar, y por lo tanto es mscostosoqueelensayoparadeterminarelcontenidototaldecloruros.Sepuedeobtenerunaestimacininicialdel contenidodeclorurosensayandolosdiferentesingredientesdelhormignparadeterminarsucontenidototaldecloruros (solubles e insolubles). Si el contenido total de cloruros es menor que el valor permitido por la Tabla 4.4.1 no ser necesario determinar el contenido de cloruros solubles en agua. Pero si el contenido total de cloruros es mayor que el valor permitido sernecesarioensayarmuestrasdelhormignendurecidoparadeterminarsucontenidodeclorurossolublesenaguay compararlosresultadosobtenidosconlosvaloresdelaTabla4.4.1.Algunosdelosclorurossolublesdelosingredientes reaccionarnconelcementoduranteelprocesodehidratacinysevolverninsolubles,reduciendoaselcontenidode cloruros solubles, o sea la causa de la corrosin. Del contenido total de cloruros del hormign endurecido solamente del 50 al 85 por ciento es soluble en agua; el resto es insoluble. Observar que el hormign endurecido debe tener como mnimo una edad de 28 das antes de tomar las muestras para los ensayos. Los cloruros son uno de los materiales ms abundantes que existen en la tierra; todos los ingredientes usados para elaborar hormigncontienencantidadesvariablesdecloruros.Losmaterialesycondicionesquepotencialmentepodranaportar elevadoscontenidosdeclorurosincluyen:elusodeaguademarcomoaguademezcladoocomoaguaparalavarlos agregados,yaqueelaguademarcontienecantidadessignificativasdesulfatosycloruros;elusodeagregadosdeorigen marino,yaqueestosagregadosamenudocontienensalprovenientedelaguademar;elusodeagregadosquehansido contaminados porel airecargado desal delasreas costeras;el uso deaditivos que contienen cloruros,como porejemplo clorurodecalcio;yelusodesalesanticongelantescomoenelcasodelaslosasdelosedificiosparaestacionamientode vehculos.Elingenierodebetenerencuentaelpotencialriesgoquerepresentanlosclorurosparaelhormignenlos ambientesmartimosoenotroscasosdondehayexposicinalassalessolubles.Investigacionesrealizadasindicanqueel valor lmite del contenido de cloruros solubles en agua necesario para proteger a las armaduras contra la corrosin puede ser muy bajo, tan bajo como 0,15 por ciento en peso del cemento. Si el contenido de cloruros es mayor que este valor lmite y hay oxgeno y humedad disponibles, es muy probable que se produzca corrosin. Si el contenido de cloruros es menor que este valor lmite, el riesgo de corrosin es bajo. Dependiendo deltipo deconstrucciny del ambientealcualla construccinestar expuesta durante su vida deservicio,y dependiendotambin dela proteccin provista paralimitar el ingreso de cloruros, el nivel decloruros del hormign puede aumentar con la edad y la exposicin. La proteccin del hormign contra el ingreso de cloruros se trata en la Seccin 4.4.2 y la Tabla 4.2.2. Para proteger contra la corrosin "a las armaduras del hormign expuesto al ingreso de cloruros provenientes deproductosqumicosanticongelantes,aguassalobres,aguademaroatmsferasafectadasporestasfuentes,"sedebe especificar una relacin w/c mxima igual a 0,40 y una resistencia mnima de 5000 psi. La resistencia a la corrosin de las armaduras tambin mejora cuando se utilizan recubrimientos de hormign de mayor espesor. Si el hormign estar expuesto afuentesexternasquepodranprovocarelingresodecloruros,laSeccinR7.7.5recomiendautilizarunrecubrimiento mnimo de hormign de 2 in. para los tabiques y losas hormigonados en obra y de 2-1/2 in. para los dems elementos. Para los elementos prefabricados producidos en una planta los recubrimientos mnimos de hormign recomendados son de 1-1/2 in. y 2 in., respectivamente. Otrosmtodosparareducirlacorrosinprovocadaporelmedioambienteincluyenelusodearmadurasconrevestimiento epoxi,aditivosinhibidoresdelacorrosin,tratamientossuperficialesyproteccincatdica.Revestirlasarmadurascon resinaepoxiimpidequeloscloruroslleguenalacerodelasarmaduras.Losaditivosinhibidoresdelacorrosinintentan detenerqumicamentelareaccindecorrosin.Lostratamientossuperficialesintentandeteneroreducirlapenetracinde clorurosenlassuperficiesexpuestas de hormign.Losmtodos de proteccincatdicainviertenel flujo dela corriente de corrosinatravsdelhormignylasarmaduras.Sedebeobservarque,dependiendodelapotencialseveridaddela exposicinalosclorurosydeltipoeimportanciadelaconstruccin,sepuedencombinardosomsdelosmtodos mencionadosafindelograrunaproteccin"aditiva."Porejemplo,paralaslosaspretensadasusadasparaestacionamiento de vehculos en climas fros en los cuales se utilizan sales anticongelantes para retirar la nieve y el hielo, toda la armadura convencional y los cables de postesado pueden tener revestimiento epoxi, y todo el sistema de cables incluyendo los anclajes se pueden encapsular en un sistema impermeable al agua especialmente diseado para ambientes agresivos. Junto con estas 2 - 13 medidas se puede utilizar hormign de alta calidad (impermeable), cubriendo toda la superficie de la losa con un tratamiento superficialconmltiples capas demembrana. Enalgunoscasosse pueden justificar estasmedidas de proteccin extremas. Paraasegurarlaresistenciacontralacorrosintambinsepuedenrealizarensayosparadeterminarlapermeabilidadalos cloruros. La normaASTM C 1202,lacualseintrodujo a partir dela edicin 2002 delCdigo, proporciona un mtodo de ensayoparaobtenerunaindicacinelctricadelacapacidaddelhormignderesistirlapenetracindeloscloruros.Esta norma se basa en la AASHTO T 277-83, documento anteriormente referenciado por el Cdigo. CAPTULO 5 CALIDAD, MEZCLADO Y COLOCACIN DEL HORMIGN ACTUALIZACIN PARA EL CDIGO 2002 1.Se agreg una oracin al final del artculo 5.1.1 que estable que la resistencia a la compresin especificada del hormign, f'c, debe ser mayor o igual que 2500 psi. 2.Seintrodujeronvariasrevisionessignificativasconrespectoalassobrerresistenciasdediseoyloscriteriosde conformidad de los hormigones que tienen una resistencia a la compresin especificada, f'c, mayor que 5000 psi. Estas revisiones incluyen una modificacin del clculo de la resistencia a la compresin promedio requerida, f'cr, indicado en la nueva Tabla 5.3.2.1 (cuando hay datos de ensayos disponibles que permiten determinar la desviacin estndar) y en la Tabla5.3.2.2existente(cuandonohaydatosdeensayosdisponibles).Tambinseintrodujeronloscambios correspondientes en los artculos 5.6.3.3(b), 5.6.5.1 y 5.6.5.2. Los criterios de conformidad actuales para los hormigones detodaslasresistenciasrequierenrealizarunainvestigacincuandolosresultadosdelosensayosderesistenciaestn msde500psipordebajodef'c.Elnuevocriteriodeconformidadparaloshormigonesdemsde5000psiexige realizar una investigacin cuando los resultados de los ensayos de resistencia estn ms de un 10 por ciento por debajo de f'c. Este nuevo criterio permitir quela variacin delos resultados delosensayos de resistenciaseamayor que 500 psi (por ejemplo, 600 psi para f'c = 6000 psi; 700 psi para f'c = 7000 psi; 800 psi para f'c = 8000 psi). Esto se fundamenta en el anlisis exhaustivo de los resultados de ensayos de hormigones de alta resistencia que se han realizado durante los ltimosveinteaos.EstasrevisionesfueronrecomendadasporelComitACI363(HormigndeAltaResistencia),el ComitACI214(EvaluacindelosDatosobtenidosdeEnsayosdeResistencia)yelComitACIC211(Dosificacin del Hormign), y su objetivo es proporcionar criterios ms razonables y realistas para los hormigones de alta resistencia. 3.Tambin se revisaron los mtodos de preparacin y almacenamiento de los testigos luego de su extraccin y los lmites de tiempo especificados para su ensayo (ver 5.6.5.3). 5.1.1 Dosificacin del hormign por resistencia La dosificacin por resistencia de las mezclas de hormign se basa en conceptos probabilsticos cuya intencin es garantizar queelhormigndesarrolleunaresistenciaadecuada.Elartculo5.1.1enfatizaquelaresistenciapromediodelhormign producidodebesermayorquelaf'cespecificadaenbasealosrequisitosdediseoestructuralomayorquelamnima resistenciarequeridaporlascondicionesespecialesdeexposicindescriptasenelCaptulo4,cualquieraseaelvalorque resultemayor.Esposiblequelosresultadosdelosensayosderesistenciadeunhormigndosificadodeacuerdoconel enfoqueprobabilsticodelCdigoseanmenoresquelaresistenciaalacompresinespecificada,f'c.LaSeccin5.1.1 introduce este concepto observando que la intencin del Cdigo es "minimizar la frecuencia de las resistencias por debajo de f'c." Si el resultado de un ensayo de resistencia es menor que f'c, la aceptabilidad de esta menor resistencia se determina en base a los requisitos de la Seccin 5.6.2.3. Enlaedicin2002delCdigoseagregunalimitacinqueestablecequelaresistenciamnimaalacompresin especificada,f'c,debesermayoroigualque2500psi.DeestemodoelCdigoesahoraconsistenteconlosrequisitos mnimos establecidos en algunos de los cdigos modelo utilizados a nivel nacional, incluyendo el IBC. 5.1.3 Edad del hormign para el ensayo de resistencia La Seccin 5.1.3 permite basar f'c en ensayos realizados a edades diferentes a la edad habitual de 28 das. Si los ensayos se realizanaunaedaddiferentealos28das,estaedaddebeestarindicadaenlosplanosoespecificacionestcnicas.Enlos edificiosenalturamuchasvecesseutilizanhormigonesconresistenciasalacompresinsuperioresa6000psi,yhastase hanllegadoautilizarhormigonesconresistenciasde20.000psi.Enestoscasossejustificarealizarlosensayosde 2 - 14 resistenciaaedadessuperioresalos28das.Elprocesoconstructivodelosedificiosenalturaquerequierenhormignde alta resistencia es tal que las columnas de los pisos inferiores no estn totalmente cargadas hasta que ha transcurrido un ao omsdesdeeliniciodesuconstruccin.Porestemotivohabitualmenteseespecificanresistenciasalacompresin,f'c, obtenidas de ensayos realizados a edades de 56 90 das. 5.2 DOSIFICACIN DEL HORMIGN La Referencia 2.1 contiene recomendaciones para la dosificacin de las mezclas de hormign. Las normas ACI 211.5 y ACI 211.1(Referencias2.5y2.6)tambincontienenrecomendacionesparaseleccionarladosificacindediferentestiposde hormign. Elusodelaexperienciarecabadaenobraodepastonesdepruebapreparadosenlaboratorio(ver5.3)eselmtodode preferencia para seleccionar la dosificacin de una mezcla de hormign. Si no hay datos de experiencias previas ni ensayos en laboratorio disponibles, el profesional matriculado puede obtener autorizacin para basar la dosificacin del hormign en "otras experiencias o informacin," segn lo especificado en la Seccin 5.4. 5.3 DOSIFICACIN EN BASE A LA EXPERIENCIA EN OBRA Y/O PASTONES DE PRUEBA 5.3.1 Desviacin estndar Paraestablecerladosificacindeunamezcladehormignserecomiendautilizarpastonesdepruebapreparadosen laboratoriooexperienciarecabadaenobracomolabasesobrelacualseleccionarlarelacinagua-materialcementicio requerida.ElCdigoenfatizaelusodeunenfoqueestadsticoparaestablecerlaresistenciameta,f'cr,requeridaafinde asegurar que se logre la resistencia a la compresin especificada, f'c. Si se conoce una desviacin estndar aplicable, s, para losensayosderesistenciadelhormignsepuedeestablecerelnivelderesistenciametaparaelcualsedebedosificarel hormign. Si no se conoce la desviacin estndar la dosificacin se debe seleccionar de manera de producir una resistencia metaconservadorasuficienteparapermitirunelevadogradodevariabilidadentrelosresultadosdelosensayosde resistencia. Si desea obtener informacin sobre los conceptos estadsticos utilizados y cmo se relacionan con el hormign, el lector puede consultar las Referencias 2.7 y 2.8. Elhormignutilizadoenlosensayospreviosrealizadosparadeterminarladesviacinestndarseconsidera"similar"al especificado si fue elaborado con los mismos tipos generales de ingredientes, bajo condiciones de control de calidad y con mtodosdeproduccinnomsrestrictivosquelosespecificadosparalasobraspropuestas,ysisuresistenciaespecificada nosedesvadelvalordef'cespecificadoenmsde1000psi.Lamodificacindeltipodehormignoelaumento significativo del nivel de resistencia puede provocar un aumento de la desviacin estndar. Esta situacin podra ocurrir si se modificaeltipodeagregados(porejemplo,sisecambianagregadosnaturalesporagregadoslivianosoviceversa)osise modifican las caractersticas del hormign (por ejemplo, si se cambia hormign con incorporacin de aire por hormign sin incorporacindeaire).Ladesviacinestndartambinpuedeaumentarsiseincrementasignificativamenteelnivelde resistencia promedio, aunque en este caso el aumento de la desviacin estndar debera ser menor que el valor directamente proporcionalalaumentoderesistencia.Siexisteunadudarazonableencuantoasuconfiabilidad,cualquierdesviacin estndar estimada utilizada para calcular la resistencia promedio requerida siempre debera ser conservadora (elevada). Normalmentelasdesviacionesestndaresseestablecenusandocomomnimo30ensayosconsecutivossobremateriales representativos.Silacantidaddeensayosdisponiblesesmenorque30peromayoroigualque15,laSeccin5.3.1.2 especificaunaumentoproporcionaldeladesviacinestndarcalculadaamedidaqueelnmerodeensayosconsecutivos disminuye de 29 a 15. Losmtodosestadsticosconstituyenunavaliosaherramientaparaevaluarlosresultadosdelosensayosderesistencia.Es importantequelostcnicosdelhormigncomprendanellenguajebsicodelaestadsticayqueseancapacesdeemplear esta herramienta de forma efectiva para evaluar los resultados de ensayos. 2 - 15 LaFigura2-1ilustraalgunosconceptosestadsticosfundamentales.Lospuntosrepresentanlosresultados*deseis(6) ensayos de resistencia consecutivos realizados sobre una clase dada de hormign. La recta horizontal representa el promedio delosensayos,quesedesignacomoX.Elpromediosecalculasumandotodoslosvaloresobtenidosdelosensayosy dividiendo por el nmero de valores sumados. Por ejemplo, en la Figura 2-1: Figura 2-1 Interpretacin de los trminos estadsticos ( ) X 400 2500 3000 4000 5000 2500 / 6 3500 psi = + + + + + = El promedioX proporciona una medida del nivel de resistencia global del hormign ensayado. Tambin sera til tener un valor nico que representara la variabilidad de los datos con respecto al promedio. En la Figura 2-1lasdesviacionesporencimaypordebajodelpromedio(3500psi)serepresentanmediantelneasverticales.Si acumulramoslalongitudtotaldeestaslneasverticalessinfijarnossiestnporencimaopordebajodelpromedio,ysi dividiramoslalongitudtotalporelnmerodeensayos,elresultadoqueobtendramosseralalongitudpromedio,ola distancia promedio a partir de la resistencia promedio: ( ) 500 1000 500 500 1500 1000 / 6 833 psi + + + + + = Estaesunamedidadelavariabilidad.Silosresultadosdelosensayosfueranmuyvariablesestaslneasverticalesseran largas. Por el contrario, si todos los resultados fueran similares las lneas seran cortas. Pararesaltarelimpactodeunospocosvaloresdeensayomuyaltosomuybajos,losexpertosenestadsticarecomiendan utilizar el cuadrado de las longitudes de las lneas verticales. La raz cuadrada de la sumatoria del cuadrado de las longitudes dividida por el nmero de ensayos menos uno (algunos textos utilizan directamente el nmero de ensayos) se conoce como la desviacin estndar. Esta medida de la variabilidad habitualmente se representa mediante la letra s. Matemticamente s se expresa como: ( )2X Xsn 1= donde: s = desviacin estndar, psi

* El resultado de un ensayo de resistencia es igual al promedio de las resistencias de dos probetas cilndricas preparadas del mismo pastn de hormign y ensayadas a la misma edad.010002000300040005000X21 X3 X4 X5 X6 XX6000Resistencia (psi)Ensayo No. 2 - 16 indica la sumatoria X = resultado de un ensayo de resistencia individual, psi X = resistencia promedio, psi n = nmero de ensayos Por ejemplo, para los datos graficados en la Figura 2-1, la desviacin estndar sera: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )2 2 2 2 2 21 2 3 4 5 6X X X X X X X X X X X Xs6 1 + + + + + = valor que se calcula de la siguiente manera: Desviacin ( )X X (longitud de las lneas verticales) ( )2X X (longitud al cuadrado)4000 3500 = +500 +250.0002500 3500 = 1000 +1.000.0003000 3500 =500 +250.0004000 3500 =+500 +250.0005000 3500 =+1500 +2.250.0002500 3500 =1000 +1.000.000Total +5.000.000 5.000.000s 1000 psi5= =(valor muy elevado) Pararesistenciasdelhormigncomprendidasentre3000y4000psi,ladesviacinestndaranticipada,representativade diferentes niveles de control de calidad, variar de la siguiente manera: Desviacin estndarRepresenta 300 a 400 psiExcelente control de calidad 400 a 500 psiBuen control de calidad 500 a 600 psiRegular control de calidad > 600 psiPobre control de calidad Paraloshormigonesdemuyaltaresistencia,tambinconocidoscomohormigonesdealtacalidad,quetienenresistencias superiores a los 10.000 psi, la desviacin estndar anticipada variar de la siguiente manera: 300 a 500 psiExcelente control de calidad 500 a 700 psiBuen control de calidad > 700 psiPobre control de calidad Resultaobvioquecalcularsdelamaneraantesdescriptaseraunprocesomuylaboriosoylento.Lamayoradelas calculadoras cientficas pueden calcular la desviacin estndar de forma directa. Las calculadoras vienen con las ecuaciones matemticasprogramadas,yparaobtenerladesviacinestndardeunconjuntodedatoselusuariosimplementedebe ingresarlosdatosestadsticos(valoresdeensayo)yluegopresionarlatecladefuncinadecuada.ElEjemplo2.2ilustra cmo se realiza una evaluacin estadstica tpica de los resultados obtenidos de los ensayos de resistencia. Elcoeficientedevariacinessimplementeladesviacinestndarexpresadacomoporcentajedelvalorpromedio.La expresin matemtica es la siguiente: 2 - 17 sV 100%X= Para los resultados de ensayo graficados en la Figura 2-1: 1000V 100 29%3500= = Ladesviacinestndarsepuedecalcularyaseaapartirdeunnicogrupodeensayossucesivosdeunaclasedadade hormign, o bien a partir de dos grupos de ensayos. En el este ltimo caso se debe utilizar un valor promedio estadstico de la desviacin estndar, que se calcula aplicando los mtodos estadsticos habituales de la siguiente manera: ( )( ) ( )( )2 21 1 2 23totaln 1 s n 1 ssn 2 + = donde: 1n= nmero de ensayos en el grupo 1 2n= nmero de ensayos en el grupo 2 total 1 2n n n = + s1 o s2 se calculan de la siguiente manera: ( ) ( ) ( )2 2 21 2 nX X X X ... X Xsn 1 + + + = Para simplificar los clculos, 2 2 2 2 21 2 3 nX X X ... X nXsn 1+ + + + = o( )( )21 2 3 n 2 2 2 21 2 3 nX X X ... XX X X ... Xnsn 1+ + + ++ + + + = dondeX1,X2,X3,Xnsonlosresultadosdelosensayosderesistenciaindividualesyneselnmerototaldeensayosde resistencia realizados. 5.3.2 Resistencia promedio requerida Silasinstalacionesdondeseelaboraelhormignllevanunregistroenbaseaunmnimode30ensayosderesistencia consecutivosrepresentativosdematerialesycondicionessimilaresalasanticipadas(ounregistroenbaseaunnmerode ensayos consecutivos comprendido entre 15 y 29 con la desviacin estndar calculada modificada por el factor aplicable de laTabla5.3.1.2),laresistenciautilizadacomobaseparaseleccionarladosificacindelhormignparaunaresistenciaala compresin especificada, f'c, mayor o igual que 5000 psi debe ser el mayor de los siguientes valores: ' 'cr cf f 1, 34 s = +Tabla 5.3.2.1, (5-1) 2 - 18 y ' 'cr cf 0, 90 f 2, 33 s 500 = + Tabla 5.3.2.1, (5-2) Para resistencias a la compresin especificadas, f'c, superiores a 5000 psi, la resistencia usada como base para seleccionar la dosificacin del hormign debe ser el mayor de los siguientes valores: ' 'cr cf f 1, 34 s = +Tabla 5.3.2.1, (5-1) y ' 'cr cf 0, 90 f 2, 33 s = +Tabla 5.3.2.1, (5-3) Sinoseconoceladesviacinestndar,laresistenciapromediorequerida,f'cr,usadacomobaseparaseleccionarla dosificacin del hormign se debe determinar de la Tabla 5.3.2.2: Para 'cf menor que 3000 psi ' 'cr cf f 1000 psi = +comprendida entre 3000 y 5000 psi' 'cr cf f 1200 psi = +mayor que 5000 psi ' ' 'cr c cf f 1,10 f 700 psi = + + Las frmulas para calcular las resistencias meta requeridas se basan en los siguientes criterios: 1.Unaprobabilidadde1en100dequeelpromediode3ensayosderesistenciaconsecutivosestarpordebajodela resistencia especificada, ' ' 'c cr cf : f f 1, 34 s = + , y 2.Unaprobabilidadde1en100dequeelresultadodeunensayoderesistenciaindividualestarmsde500psipor debajo de la resistencia especificada ' ' 'c cr cf : f f 2, 33 s 500 = + (para resistencias menores o iguales que 5000 psi), y 3.Una probabilidad de 1 en 100 de que el resultado de un ensayo de resistencia individual estar ms de 'c0, 9fpor debajo de la resistencia especificada 'cf(para resistencias mayores que 5000 psi): ' 'cr cf 0, 90 f 2, 33 s = + . ConelCriterio(1)seobtendrnresistenciasmetamayoresqueconelCriterio(2)cuandolasdesviacionesestndaresson bajasomoderadas,dehasta500psi.Sinembargo,paradesviacionesestndaresmselevadaselcriteriodeterminanteser en Criterio (2). La intencin de los requisitos de resistencia promedio de la Seccin 5.3.2 es proporcionar un nivel de seguridad aceptable de quelasresistenciasdelhormignsonaceptablesdesdelossiguientespuntosdevista:(1)elpromediodelosensayosde resistencia a lo largo de un perodo de tiempo apreciable (tres ensayos consecutivos) es mayor o igual que la resistencia a la compresin especificada, f'c; o (2) el resultado de un ensayo de resistencia individual no est ms de 500 psi por debajo de f'c (para resistencias menores o iguales que 5000 psi); o (3) el resultado de un ensayo de resistencia individual no est ms de 0,90f'c por debajo de f'c (para resistencias superiores a los 5000 psi). 5.3.3 Documentacin de la resistencia promedio Los procedimientos de aprobacin de la mezcla son necesarios para asegurar que el hormign entregado realmente satisfaga los requisitos de resistencia. Los pasos a seguir para la aprobacin de una mezcla se pueden resumir de la siguiente manera: 1.Determinar la desviacin estndar anticipada a partir de las experiencias previas. a.Esto se hace examinando un registro de 30 ensayos consecutivos realizados sobre una mezcla similar. b.Siresultadifcilhallarunamezclasimilarparalacualsehayanrealizado30ensayosconsecutivos,ladesviacin estndar se puede calcular en base a dos mezclas, siempre y cuando el nmero total de ensayos sea mayor o igual que 30.Enestecasolasdesviacionesestndarsecalculanporseparadoyluegosepromedianusandoelmtodo estadstico descripto en prrafos precedentes. 2 - 19 2.Usar la desviacin estndar para seleccionar la resistencia meta apropiada, el mayor de los valores de las Tablas 5.3.2.1 (5-1), (5-2) y (5-3). a.Porejemplo,siladesviacinestndaresiguala450psi,lasobrerresistenciadebeserelmayordelossiguientes valores: ( ) 1, 34 450 603 psi =( ) 2, 33 450 500 549 psi = Porlotanto,paraunaresistenciade3000psi,laresistenciapromediousadacomobaseparaseleccionarla dosificacin de la mezcla de hormign debe ser de 3600 psi. b.Observar que si no hay registros de ensayos aceptables disponibles la resistencia promedio debe ser 1200 psi mayor que f'c (es decir, una resistencia promedio de 4200 psi para un hormign con una resistencia especificada de 3000 psi), ver Tabla 5.3.2.2. 3.Proveerdocumentacinqueestablezcaquelamezclapropuestaproporcionarlaresistenciapromediorequerida.Esta documentacin pueden consistir en: a.Un registro de 30 ensayos del hormign en obra. Este generalmente ser el mismo registro usado para documentar la desviacin estndar, pero puede corresponder a un conjunto de 30 resultados diferentes; o bien b.Datos de ensayos realizados en laboratorio, obtenidos de una serie de pastones de prueba. Siladocumentacindelaresistenciapromediopararesistenciassuperioresa5000psisebasanenpastonesdeprueba preparadosenlaboratorioestpermitidoaumentarelvalordef'ccalculadoenlaTabla5.3.2.2paratomarencuentala posibilidadquelaresistenciaobtenidaenlaspruebasenlaboratoriosseamenorquelaresistenciacorrespondienteala produccin real. Elartculo 5.3.3.2(c) establecetolerancias paraelasentamientoyel contenido deaire delasmezclas dosificadas en basea pastones de prueba preparados en laboratorio. Los lmites de tolerancia se establecen como valores mximos permitidos, ya quelamayoradelasespecificaciones,independientementedesuforma,permitenestablecerunvalormximoparael asentamiento o el contenidode aire. Estastolerancias paraelasentamientoy el contenido deaire solamentesonaplicables en caso que se utilicen pastones de prueba, y no en el caso que se utilicen registros de ensayos realizados sobre el hormign en obra. El Ejemplo 2.3 ilustra la seleccin de la dosificacin de un hormign en base a pastones de prueba. 5.4 DOSIFICACIN SIN EXPERIENCIA EN OBRA NI PASTONES DE PRUEBA Sinohayinformacinrecabadadelaexperienciaenobranidepastonesdeprueba,paraseleccionarlarelacinagua-material cementicio se pueden usar "otras experiencias o informacin." Sin embargo, esta opcin solamente se permite con la aprobacindelingeniero/arquitectoresponsableporelproyecto.Observarquenecesariamenteestaopcindebeser conservadora, y requiere una sobrerresistencia meta bastante elevada (1200 psi). Si, por ejemplo, la resistencia especificada es de 3000 psi, la resistencia usada como base para seleccionar la dosificacin de la mezcla de hormign (relacin agua-material cementicio) debe ser de 4200 psi. Por motivos de economa, esta opcin se debera usar exclusivamente en aquellos casos en quenosejustificaelcostoadicionalqueimplicaraobtenerdatossobrepastonesdeprueba.Observartambinqueesta alternativa se aplica solamente para resistencias a la compresin especificadas de hasta 5000 psi; para resistencias ms elevadas se exige que la dosificacin se base en la experiencia en obra o en pastones de prueba. La edicin 1999 del Cdigo limitaba la mxima resistencia dosificada sin experiencia en obra ni pastones de prueba a 4000 psi. 5.6 EVALUACIN Y CONFORMIDAD DEL HORMIGN 5.6.1 Tcnicos que realizan los trabajos en laboratorio y en obra 2 - 20 Los procedimientos de ensayo para el hormign indicados en el Cdigo demandan personal con conocimientos y habilidades especficas.Laexperienciahademostradoquesolamentelostcnicosenobracorrectamentecapacitadosyelpersonalde laboratoriocertificadobajoprogramasreconocidosanivelnacionalpuedenasegurarelnivelnecesarioparaobtener resultadosdeensayosignificativos.EnelCdigo2002seagregaronrequisitosenlaSeccin5.6.1queexigenquelos ensayosenobrasobrehormignfrescoylosprocedimientosrequeridosparaprepararlasprobetasdehormignparalos ensayosderesistenciadebenserejecutadospor"untcnicoenensayosenobracalificado."Losprocedimientos habitualmenterealizadosenobrayquedebernserejecutadosportcnicoscalificadosincluyenelmuestreodelhormign fresco;elensayodeasentamiento,contenidodeaireytemperatura;ylapreparacin ycuradodelasprobetasparaensayo. Los tcnicos a cargo de estas tareas en obra pueden ser Tcnicos en Ensayos de Hormign en Obra certificados a travs del Programa de Certificacin Grado I de ACI. LaSeccin5.6.1tambinrequierequetodoslosensayosdelaboratoriorequeridosseanrealizadospor"tcnicosde laboratorio calificados." Los tcnicos de laboratorio que realizan ensayos del hormign pueden ser Tcnicos en Ensayos de HormignenLaboratoriooTcnicosenEnsayosdeResistenciadelHormigncertificadosporACI,obientcnicos certificados en los requisitos de ASTM C 1007. La siguiente discusin del Captulo 5 del Cdigo se ocupa de la dosificacin de las mezclas de hormign por resistencia, en base a conceptos probabilsticos. 5.6.2 Frecuencia de los ensayos LadosificacindeunhormigndeacuerdoconelenfoqueprobabilsticodelCdigorequiereunnmeroestadsticamente aceptabledeensayosderesistencia.Exigiendolarealizacindeensayosderesistenciasiguiendounafrecuenciamnima especificada se obtiene una base estadstica. A continuacin resumimos el criterio de frecuencia mnima indicado en el Cdigo para la toma de muestras para los ensayos de resistencia**, en base a un criterio diario y a un criterio por proyecto (el ms estricto de los cuales ser el determinante***) para cada clase de hormign. 5.6.2.1 Mnimo nmero de ensayos de resistencia por da Este nmero no debe ser menor que: Un ensayo por da, ni menor que Un ensayo cada 150 yardas cbicas de hormign colocado, ni menor que Un ensayo cada 500 pies cuadrados de rea superficial de losas o tabiques colocados. 5.6.2.2 Mnimo nmero de ensayos de resistencia por proyecto Este nmero no debe ser menor que: Cincoensayosderesistenciadecinco(5)pastonesseleccionadosaleatoriamenteodecadapastnsielnmerode pastones es menor que cinco. Si la cantidad total de hormign colocado en un proyecto es menor que 50 yardas cbicas, el artculo 5.6.2.3 permite obviar los ensayos de resistencia si la autoridad fiscalizadora as lo permite. De acuerdo con la norma ASTM para la elaboracin de probetas de hormign en obra (ASTM C 31), las probetas de ensayo deben ser cilndricas, 6 12 in., a menos que las especificaciones tcnicas establezcan otras dimensiones. Ahoraquesehapopularizadoelusodehormigonesdealtaresistencia(resistenciassuperioresa10.000psi),lasprobetas cilndricasnormalizadasrequierenequiposdeensayodemuyelevadacapacidad,ynotodosloslaboratoriostienenestos equipos.Enconsecuencia,lamayoradelosproyectosenloscualesseusarhormigndemuyaltaresistencia especficamente permiten utilizar probetas cilndricas 4 8 in. Las probetas 4 8 in. requieren aproximadamente la mitad de lacapacidaddeensayoquerequierenlasprobetas612in.Adems,parasucontroldecalidadinternolamayoradelos productores de hormign prefabricado utilizan probetas cilndricas 4 8 in.

**Ensayo de resistencia = Promedio de las resistencias de dos probetas cilndricas (ver 5.6.1.4) *** Para un proyecto dado, si el volumen total de hormign es tal que con la frecuencia de los ensayos requerida por 5.6.1.1 para una clase determinada de hormign habr menos de cinco ensayos, el criterio determinante ser el criterio por proyecto. 2 - 21 Sedebeobservarqueelnmerototaldeprobetascilndricaspreparadasparaunproyectonormalmentesermayorqueel nmeromnimoindicadoenelCdigonecesarioparadeterminarlaconformidaddelaresistenciadelhormign(dos probetas por cada ensayo de resistencia). Para un determinado proyecto sera prudente incluir probetas para realizar ensayos a 7 das o para curarlas en obra y verificar el desarrollo de resistencia temprana para el desencofrado, ms una o dos probetas de reserva, en caso que alguna probeta se rompa o que sea necesario repetir un ensayo. ElEjemplo2.4ilustraloscriteriosdefrecuenciadescriptosenlosprrafosprecedentesparaunproyectodegran envergadura (5.6.2.1 es determinante). El Ejemplo 2.5 ilustra el caso de un proyecto menor (5.6.2.2 es determinante). 5.6.3.3 ConformidaddelhormignElnivelderesistenciadeunaclaseindividualdehormignseconsidera satisfactorio si se satisfacen los dos criterios siguientes: 1.Ningn resultado de un ensayo de resistencia individual (el promedio de las resistencias de un mnimo de dos probetas de un pastn) debe estar ms de 500 psi por debajo de la resistencia a la compresin especificada cuando f'c es menor o igualque5000psi(porejemplo,menorque2500psiparaunaresistenciaalacompresinespecificadadelhormign igual a 3000 psi); ni ms de 10 por ciento por debajo de f'c cuando f'c es mayor que 5000 psi. 2.Elpromediodelosresultadosdetresensayosderesistenciaconsecutivoscualesquieradebesermayoroigualquela resistencia a la compresin especificada, f'c. LosEjemplos2.6y2.7ilustranresultadosdeensayosderesistencia"aceptables"(oconformes)y"noaceptables"(ono conformes o de baja resistencia). 5.6.5 Investigacin a realizar cuando los resultados de los ensayos indican que la resistencia es baja Sielpromediodelosresultadosdetresensayosconsecutivosesmenorquelaresistenciaespecificadasedebentomar medidasparaaumentarelnivelderesistenciadelhormign(ver5.6.3.4).Sielresultadodeunensayoderesistencia individual est ms de 500 psi por debajo de la resistencia especificada cuando f'c es menor o igual que 5000 psi, o est ms de 10 por ciento por debajo de f'c cuando f'c es mayor que 5000 psi, es posible que haya problemas an ms serios. Es por ello que se debe realizar una investigacin de acuerdo con los procedimientos indicados en la Seccin 5.6.5. Observarque,paradeterminarlaconformidaddelhormign,elresultadodeunensayoderesistenciaindividual(un "ensayo")siempreeslaresistenciapromediodedosprobetasensayadasalaedadespecificada,quenormalmenteesde28 das.Debidoalasnumerosasvariablespotencialesquesepresentanenlaelaboracinyelmanipuleodelhormign,la conformidaddelhormignnuncasebasaenelensayodeunanicaprobeta.Doscausashabitualesqueprovocanbajos resultadosdeensayo2.9son:(1)elincorrectomanipuleoyensayodelhormign,detectadocomofactorcontribuyenteenla mayora de los casos investigados; y (2) la reduccin de la resistencia del hormign debida a un error en la produccin, o la adicin de demasiada agua en obra. Esto ltimo generalmente ocurre cuando la colocacin del hormign se demora o cuando serequierenhormigonesdeasentamientoelevado.Unelevadocontenidodeaireprovocadoporlasobredosificacindeun aditivo incorporador de aire en la planta elaboradora tambin puede ser la causa de las bajas resistencias. Siseinformaunaresistenciainsuficiente,esfundamentalrealizarunainvestigacinsiguiendounasecuencialgicade posiblescausasyefectos.Antesdetomarningunamedidasedebenrevisartodoslosinformesdeensayosyanalizartodos los resultados. Se debe investigar si los resultados de los ensayos se ajustan a algn patrn que permita inferir la causa. Hay algoqueindiquequesehanvioladolasespecificaciones?Esnecesarioobservarelasentamiento,elcontenidodeaire,la temperaturadelhormign,latemperaturaambiente,elnmerodedasquelasprobetaspermanecieronenobrayenqu condiciones de curado, y cualquier defecto de las probetas que se haya informado. Siladeficienciajustificaunainvestigacin,enprimertrminosedebeverificarlaprecisindelosensayos,yluego compararlosrequisitosestructuralesconlaresistenciamedida.Enlasprimerasetapasdelainvestigacinsedebeprestar particular atencin al manipuleo y ensayo de las probetas. Probablemente si hay discrepancias menores en el curado de los cilindros en climas moderados, esto no afectar mucho la resistencia, pero si las discrepancias son significativas puede haber unareduccinimportantedelaresistencia.Casitodaslasdeficienciasrelacionadasconelmanipuleoyelensayodelas probetasdisminuirsuresistencia.Silareduccinessignificativapuedequehayasidooriginadaporvariasviolaciones 2 - 22 simultneas. Los ejemplos de este tipo de violaciones incluyen: probetas que permanecen en obra demasiados das; probetas curadasaunatemperaturasuperiora80F;probetascongeladas;probetasquehansufridoimpactosdurantesutransporte; demora del curado hmedo en el laboratorio; y falta de cuidado al aplicar la carga a las probetas. Parainvestigarelhormigncolocadoenobraesfundamentalconocerenqupartedelaestructuraseencuentrael "hormignensayado"ydeculpastn(camin)setomelhormign.Estainformacindebeformarpartedelosdatos registrados en el momento en que se moldean las probetas. Si se encuentra que los resultados de los ensayos son deficientes, puede ser necesario realizar ensayos de resistencia sobre testigos tomados del hormign colocado y endurecido para verificar laconformidadcon el Cdigoyconla documentacintcnica.Sila resistenciaes mayor quela requerida notiene sentido investigar la resistencia del hormign colocado y endurecido. Sin embargo, si los procedimientos de ensayo se ajustan a las normas y los resultados de los ensayos indican que la resistencia del hormign es menor que la requerida para el elemento en cuestin, es posible que sea necesario investigar el hormign colocado y endurecido (ver 5.6.5). Loslaboratoriosdebenserresponsablesporlasdeficienciasdesusprocedimientos.Elusodepersonalcalificadoesde importancia fundamental. El personal a cargo de la toma de muestras de hormign, la preparacin de las probetas cilndricas, ydelaoperacindelosequiposdelaboratoriodebeestarcertificadobajoelprogramadecertificacindeACIosu equivalente (ver 5.6.1). Sifueranecesarioensayartestigosdehormign,laextraccindelostestigosdelreacuestionadasedeberealizarde acuerdo con los procedimientos descriptos en ASTM C 42. El ensayo de los testigos de hormign se debe realizar con sumo cuidado,tantoenlaoperacindelpropioensayocomoenlainterpretacindelosresultados.ASTMC42presenta procedimientosdetallados.Lossiguienteslineamientosayudanagarantizarquelosprocedimientosdeextraccinyensayo de los testigos sean adecuados: 1.Esperar 14 das (mnimo) antes de extraer los testigos. 2.Extraer tres testigos del rea cuestionada. 3.Extraer los testigos usando brocas de diamante. 4.Extraer testigos de un dimetro de 2-1/2 in. (mnimo) o dos veces el tamao mximo del agregado. 5.Evitar que en los testigos haya cualquier tipo de armadura. 6.La longitud del testigo debe ser como mnimo igual a 1 dimetro del testigo, pero preferentemente debe ser igual a 2 dimetro del testigo. 7.Si fuera posible, tomar un testigo de la totalidad del espesor del elemento. 8.Dejar una longitud adicional de 2 in. en el extremo del testigo, la cual luego se quebrar. 9.Usar cuas de madera para retirar las porciones de los extremos que han de ser quebradas. 10.Aserrar los extremos quebrados para lograr superficies planas. 11.Sibajocondicionesdeservicioelhormignestseco,secaralairelostestigosdurante7das(60a70F,humedad relativa ambiente 60%). Ensayar los testigos secos. 12.Si bajo condiciones de servicio el hormign est hmedo, sumergir los testigos en agua (73,4 3F) durante 40 horas. Ensayar los testigos hmedos. 13.Enrasar los extremos de los testigos con una capa de material de 1/8 in. de espesor (o menos). 14.Centrar correctamente el testigo en el aparato de ensayo. 15.Silarelacinentrelalongitudyeldimetrodeltestigoesmenorque2,corregirlaresistenciacomoseindicaa continuacin (interpolar linealmente entre los valores listados): Relacin longitud-dimetroFactor de correccin de la resistencia 1,94 2,101,00 1,750,98 1,500,96 1,250,93 1,000,87 2 - 23 Adems de los procedimientos indicados en ASTM C 42, se agreg un nuevo prrafo en el Comentario de la Seccin 5.6.5 delCdigo2002queadvierteque,cuandoparaobtenerlostestigosseutilizaunabrocaenfriadaconagua,elproceso provoca un gradiente de humedad entre el exterior y el interior de los testigos, el cual afectar adversamente su resistencia a la compresin. Por lo tanto, se impone una restriccin al inicio de los ensayos sobre los testigos a fin de permitir un tiempo suficiente para que este gradiente de humedad se disipe. En la edicin 2002 del Cdigo hay varios cambios significativos que afectan el almacenamiento y ensayo de los testigos de hormign.Losrequisitosde5.6.5.3fuerontotalmenterevisados,yahoraexigenqueseretireelaguasuperficialdelos testigosusandountraposecoinmediatamentedespusdesuextraccinyquesecoloquenenbolsasorecipientes impermeables antes de su transporte y almacenamiento. Los testigos se deben ensayar no menos de 48 horas antes ni ms de 7dasdespusdesuextraccin,amenosqueelprofesionaldediseoapruebeunaedaddiferente.Enlasediciones anteriores del Cdigolascondiciones de almacenamientoy restricciones referidasalmomento de ensayarlostestigoseran diferentessielhormignseibaautilizarenestructurasquebajocondicionesdeservicioestaran"secas"oenestructuras que tendran "humedad superficial." Alahoradeevaluarlosresultadosdelosensayosrealizadossobrelostestigos,elhechodequelasresistenciasdelos testigos pueden no ser iguales a la resistencia especificada para las probetas moldeadas no debe ser motivo de preocupacin. Lasresistenciasespecificadasparalasprobetasmoldeadasincluyenunampliomargenparaconsiderarlasincgnitas referidas a la colocacin y condiciones de curado en obra adems de la variabilidad normal. En los testigos que se extraen de laestructurareallasincgnitasyahanejercidosuinfluencia,yporlotantosepuedereducirelmargendelaresistencia medida por encima de la resistencia requerida. LaSeccin5.6.5.4establecequeunhormignseconsideraestructuralmenteadecuadosilaresistenciapromediodetres testigosescomomnimoigualal85porcientodef'c,yningunadelasresistenciasindividualesesmenorqueel75por ciento de la resistencia a la compresin especificada. Un hormign se puede considerar aceptable desde el punto de vista de laresistenciasilosresultadosdelosensayosrealizadosentestigosparaunaubicacindadasatisfacenestosrequisitos.El ingeniero estructural debera examinar aquellos casos en los cuales la resistencia de los testigos no satisface estos criterios, a findedeterminarsihayalgnmotivodepreocupacindesdeelpuntodevistadelcomportamientoestructural.Silos resultados obtenidos a partir de ensayos correctamente realizados son tan bajos que ponen en duda la integridad estructural es posible que sea necesario implementar otras acciones. Comoltimorecurso,encasoqueexistandudasimportantes,paradeterminarsiunelementosestructuralesadecuadose pueden especificar ensayos de carga. Generalmente estos ensayos solamente son adecuados para los elementos solicitados a flexin losas, vigas y similares pero algunas veces se pueden aplicar a otros elementos. En cualquier caso los ensayos de carga son ensayos altamente especializados que solamente deben ser realizados e interpretados por un ingeniero plenamente capacitadoenlastcnicascorrespondientes.Losprocedimientosparalosensayosdecargayloscriteriosparasu interpretacin se especifican en el Captulo 20 del Cdigo. En el caso poco frecuente que un elemento estructural no pase el ensayo de carga, o si el anlisis estructural de un elemento inestableindicaquestenoesadecuado,sedebenimplementarmedidascorrectivasadecuadas.Dependiendodelas circunstancias particulares de cada caso, las alternativas son: Reducir la carga aplicada para que tenga un nivel consistente con la resistencia del hormign. Mejorar la construccin para llevar su capacidad de carga a los valores anticipados. Esto puede implicar agregar nuevos elementos estructurales o aumentar las dimensiones de los elementos existentes. Reemplazar el hormign no aceptable (o no conforme). 2 - 24 REFERENCIAS 2.1 Design and Control of Concrete Mixtures, 13 Edicin, Publicacin EB001T, Portland Cement Association, Skokie, IL, 1988. 2.2 ASTMD3963-99,StandardSpecificationforFabricationandJobsiteHandlingofEpoxy-CoatedReinforcingSteel Bars, American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania,1999. 2.3 ASTM A 775-01, Standard Specification for Epoxy-Coated Steel Reinforcing Bars, American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania, 2001. 2.4 ASTMA934-01,StandardSpecificationforEpoxy-CoatedPrefabricatedSteelReinforcingBars,AmericanSociety for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania, 2001. 2.5 ACI Committee 211.1, Standard Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavyweight andMassConcrete(ACI 211.1-9 (Reaprobada en 1997), Revisada en 1985), American Concrete Institute, Farmington Hills, 1997. 2.6 ACICommittee211.2,StandardPracticeforSelectingProportionsforStructuralLightweightConcrete(ACI211.2-98), American Concrete Institute, Farmington Hills, 1998. 2.7 ACICommittee214,RecommendedPracticeforEvaluationofCompressionTestResultsofConcrete(ACI214-77, Reaprobada en 1997), American Concrete Institute, Farmington Hills, 1997. 2.8 Guideline Manual to Quality Assurance / Quality Control NRMCA Publication 190, National Ready Mixed Concrete Association, Silver Springs, MD 1999. 2.9 What, Why & How? Low Concrete Cylinder Strength, Concrete in Practice, CIP-9, National Ready Mixed Concrete Association, Silver Spring, MD, 2000. 2 - 25 Ejemplo 2.1 Seleccin de la relacin agua-material cementicio por resistencia ydurabilidad Se pide dosificar el hormign para una losa de un muelle de carga que estar expuesto a condiciones hmedas en un clima con temperaturas de congelamiento y deshielo, aunque no estar expuesto a sales anticongelantes. Para el diseo estructural se ha especificado una resistencia a la compresin f'c de 3000 psi. Se especifica cemento Tipo I y agregado de peso normal con un tamao mximo de 3/4 in. Referencia Clculos y discusin del Cdigo 1.Determinarlaresistenciamnimarequeridaylamximarelacinw/cparaeltrabajopropuestoafinde satisfacertantolosrequisitosderesistenciacomolosrequisitoscorrespondientesalascondicionesde exposicin. Para los hormigones expuestos a temperaturas de congelamiento y deshielo en estado hmedo la Tabla 4.2.2 requiere que la relacin agua-material cementicio sea menor o igual que 0,45 y que la resistencia mnima f'c sea de 4500 psi. Como la resistencia requerida para las condiciones de exposicin es mayor que la resistencia requerida por el diseo estructural (f'c = 300 psi), la resistencia requerida por las condiciones de exposicin ser determinante (f'c = 4500 psi). 2.Seleccionar una relacin w/c para satisfacer la resistencia requerida determinante, f'c = 4500 psi. Loshormigonesexpuestosatemperaturasdecongelamientoydeshielodebenteneraireincorporado;el contenido de aire requerido se indica en la Tabla 4.2.1. Para los hormigones en regiones fras y expuestos a condicionesdecongelamientoydeshieloserequiereuncontenidodeairemetade6%parauntamao mximo de agregado de 3/4 in. La seleccin de la relacin agua-material cementicio para la resistencia requerida se debe basar en pastones de pruebaoendatosobtenidosenobraapartirdelosmaterialesqueseutilizarnenlaconstruccin,para determinar la relacin entre la relacin w/c y la resistencia. Asumir que los datos de resistencia del Ejemplo 2.2, para los cuales se ha establecido una desviacin estndar de353psi,sonrepresentativosdematerialesycondicionessimilaresalasqueseanticipanparaeltrabajo propuesto: a.hormign de peso normal con incorporacin de aire b.laresistenciaespecificada(4000psi)difiereenmenosde1000psidelarequeridaparaeltrabajo propuesto (4500 psi) c.hay 30 resultados de ensayos de resistencia disponibles. Para una desviacin estndar de 353 psi la resistencia a la compresin promedio requerida, f'c, a utilizar como base para dosificar el hormign debe ser igual al mayor de los siguientes valores: ( )' 'cr cf f 1, 34 s 4500 1, 34 353 5000 psi = + = + =Ec. (5-1) ( )' 'cr cf f 233 s 500 4500 2, 33 353 500 4800 psi = + = + =Ec. (5-2) Por lo tanto 'crf 5000 psi = . 5.2.14.2.24.2.15.35.3.1.15.3.2 2 - 26 Nota:Laresistenc