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La relación agua-cemento adecuada para el diseño del concreto afecta la resistencia a la compresión, la permeabilidad y la durabilidad general de las estructuras de concreto. La idea de la relación a/c es que cuanto mayor sea el valor, más contenido de agua tendrá el hormigón, más diluida estará la pasta de cemento y viceversa. En este artículo se analizan brevemente algunas características relacionadas con la elección de la relación a/c adecuada para el hormigón.
contenido:
Tabla de contenido
diferentes proporciones agua-cemento
Se utilizan diferentes proporciones de agua y cemento para diferentes aplicaciones de hormigón. Para estructuras de hormigón de alta calidad, se adopta una relación agua-cemento baja de 0,4. Las estructuras de hormigón, como las entradas de vehículos y las aceras, suelen utilizar relaciones a/c en el rango de 0,6 a 0,7. Los rangos prácticos para las relaciones agua-cemento varían de 0,3 a 0,8, produciendo concreto duro y débil, respectivamente. Concreto débil significa concreto bastante húmedo. El hormigón con una relación agua-cemento de 0,4 tiene una resistencia a la compresión de aproximadamente 5600 psi. El uso de una relación agua-cemento de 0,8 reduce este valor a 2000 psi.
¿Cómo elegir la relación agua-cemento?
En función de las condiciones y los requisitos de exposición, el cliente o la autoridad responsable seleccionan la relación a/c. La relación a/c puede obtenerse de los datos disponibles o de acuerdo con los estándares nacionales respectivos recomendados o adheridos por ACI. La Tabla 6.3.3 de ACI 211.1 muestra la cantidad de agua en la mezcla de concreto con base en diferentes valores de asentamiento requeridos y tamaños de agregados utilizados.
Tabla 1: Valores de contenido de agua recomendados por ACI 211.1 para varios tamaños de asentamiento y agregados.
Los estudios han demostrado que cuando w/c excede 0,40, los poros capilares comienzan a conectarse entre sí. Todos los poros capilares están conectados cuando w/c es mayor que 0,70. Por lo tanto, la mayoría de las normas recomiendan una relación a/c máxima de 0,70. Cuanto mayor, menos agresivo es el entorno y menor la relación a/c. Para concreto expuesto a ambientes muy agresivos, w/c debe ser menor a 0.40.
Relación agua-cemento y resistencia del hormigón
La resistencia general del hormigón disminuye con el aumento de la relación agua-cemento. Agregar más agua da como resultado una pasta diluida con más poros a nivel micro. Estos debilitan el concreto y causan problemas de agrietamiento y retracción. Los áridos y las partículas de cemento absorben el exceso de agua contenida en el hormigón. Este consumo no se puede controlar si hay una gran cantidad de agua presente en el hormigón. Por lo tanto, se crea un canal separado y se produce sangrado en la superficie. Esto crea zonas débiles en el hormigón que son propensas a agrietarse bajo las cargas de trabajo.
Figura 1: Relación entre la resistencia a la compresión y la relación agua-cemento a los 28 días según normas BIS y ACI
Una relación agua-cemento más baja contribuye a un concreto de alta calidad y alta resistencia. Sin embargo, la relación agua-cemento por sí sola no produce un buen concreto. Las proporciones de mezcla adecuadas y los agregados y aglutinantes de alta calidad contribuyen a un buen diseño de mezcla. Una relación agua-cemento baja es, por tanto, uno de los factores que influye en un buen diseño de mezcla.
Relación agua-cemento y permeabilidad
Un diseño de formulación con una baja relación agua-cemento o un alto contenido de cemento da como resultado un hormigón menos permeable. El hormigón de alta resistencia tiende a dar un hormigón menos permeable. Esto aumenta la durabilidad de las estructuras de hormigón. La figura 3 a continuación muestra la relación entre la relación agua-cemento del hormigón y el coeficiente de permeabilidad.
Figura 2: Relación entre la relación agua-cemento del hormigón y la conductividad hidráulica.