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ACI 318-19 establece los requisitos de durabilidad para el concreto en función de la categoría de exposición y la clase de exposición de la estructura, según las condiciones climáticas y del suelo locales. Cada categoría de exposición contiene diferentes clases de exposición.
La clase de exposición representa el grado de severidad de las condiciones ambientales. Si un miembro estructural cae en clases de exposición múltiple, se utiliza la clase expuesta más severamente para el miembro.
La clase de exposición influye en las proporciones de la mezcla, los tipos de cemento y materiales cementicios y los porcentajes de aditivos químicos como los aditivos aireados.
Tabla de contenido
un poco categoría de exposición
ACI 318-19 presenta cuatro categorías de exposición diferentes para garantizar que las estructuras sean lo suficientemente duraderas para soportar los elementos agresivos que pueden ocurrir durante la vida útil de la estructura. Estas categorías de exposición abarcan diferentes clases de exposición para abordar la gravedad de la situación ambiental.
1. Categoría de exposición F
Esta categoría de exposición se aplica al concreto expuesto a la humedad y una serie de congelaciones y descongelaciones con o sin productos químicos descongelantes. Hay cuatro clases de categoría de exposición (F). La Tabla 1 muestra varias clases de exposición y sus situaciones de exposición.
mesa 1 Categoría de exposición al hormigón F y su clase de exposición
| clase de exposición | condiciones de exposición |
| F0 | Hormigón que no ha sufrido un ciclo de congelación-descongelación |
| F1 | El hormigón se somete a ciclos de congelación y descongelación con una exposición limitada al agua |
| F2 | Concreto expuesto a ciclos de hielo-deshielo con exposición frecuente al agua |
| F3 | Hormigón sometido a ciclos de hielo-deshielo con exposición continua al agua y exposición a agentes descongelantes |
2. Categoría de exposición S
Se utiliza para hormigón que entra en contacto con agua y suelo que contiene iones de sulfato que se disuelven en agua. La severidad de la exposición a los sulfatos en el concreto se clasifica en cuatro clases, como se muestra en la Tabla 2.
mesa 2 Categoría de exposición al hormigón F y su clase de exposición
| Clase de exposición | condiciones de exposición | condiciones de exposición |
| – | Sulfatos solubles en agua (SO4^2–) en suelo, porcentaje de masa | Sulfato disuelto en agua (SO4^2–), ppm |
| S0 | menos de 0.10 | menos de 150 |
| S1 | 0,10 o más y menos de 0,2 | 150 o más y menos de 1500 |
| S2 | 0,2 o más y 2 o menos | 1500 o más y 10000 o menos |
| S3 | mayor que 2 | 10000 o más |
3. Clase de exposición W
Esta categoría de exposición se aplica al hormigón en contacto con el agua. Se dividen en tres clases, como se muestra en la Tabla 3.
mesa 3 Categoría de exposición al hormigón W y su clase de exposición
| Clase de exposición | condiciones de exposición |
| W0 | Secado de concreto en servicio |
| W1 | Hormigón en contacto con el agua donde no se requiera baja permeabilidad. Los miembros estructurales que no requieren baja permeabilidad y están expuestos a fuentes de agua constantes u ocasionales o que son capaces de absorber agua del suelo circundante se encuentran dentro de esta clase de exposición. |
| W2 | Hormigón en contacto con agua donde se requiere baja permeabilidad. Los elementos estructurales se clasifican en esta clase W2 si la penetración de agua en el hormigón reduce la capacidad de servicio o la durabilidad. |
4. Categoría de exposición C
Esta categoría se aplica al hormigón sin pretensar y pretensado sujeto a condiciones que requieren protección adicional para evitar la corrosión de las barras de refuerzo. Como se muestra en la Tabla 4, se crean tres clases dentro de la Categoría de exposición C (Protección contra la intensificación de la corrosión) según la gravedad de las condiciones.
mesa cuatro Categoría de exposición del hormigón C y su clase de exposición
| Clase de exposición | condiciones de exposición |
| C0 | Concreto protegido de la humedad y secado durante el uso. |
| C1 | El concreto está en contacto con la humedad, pero las fuentes externas de cloruro no lo alcanzan. |
| C2 | Concreto expuesto a humedad o fuentes externas de cloruro tales como agentes descongelantes, sal, agua salobre, agua de mar o aerosoles de estas fuentes. |
Requisitos de durabilidad basados en la clase de exposición
Una clase de exposición particular de la estructura del concreto puede regir varios aspectos del concreto, como las proporciones de mezcla, la resistencia, la adición de minerales y aditivos químicos.
Los requisitos de durabilidad del hormigón exigen una baja relación agua-cemento y la adición de materiales cementosos (humo de sílice, cenizas volantes, escoria de alto horno molida, etc.) para reducir la penetración de agua en el hormigón. La Tabla 5 muestra varios materiales cementosos que pueden resistir el ataque de los sulfatos.
En algunos casos, la clase de exposición del hormigón determina la resistencia para asegurar que los elementos estructurales tengan suficiente fuerza y resistencia a los elementos agresivos, como se muestra en la Tabla 6.
Además, los requisitos de durabilidad pueden obligar al uso de mezclas como las mezclas aireadas para mejorar la resistencia a la congelación y descongelación (Tabla 7).
mesa Cinco Selección de materiales cementosos en función de los requisitos de exposición de las estructuras de hormigón.
| Clase de exposición | Tipos de cemento definidos en ASTM C 150 | Tipos de cemento definidos en ASTM C 595 | Tipos de cemento definidos en ASTM C 1157 |
| S1 | Ⅱ | (MS) tipo especificado | EM |
| S2 | Ⅴ | (SA) tipo de designación | SA |
| S3, opción 1 | V más puzolana o cemento de escoria | (HS) designación plus, tipo con cemento puzolánico o de escoria | HS más cemento puzolánico o de escoria |
| S3, opción 4 | Ⅴ | (SA) tipo de designación | SA |
Nota:
- ASTM C150 proporciona composiciones para cementos Tipo II y V. Son adecuados para tolerancia moderada y alta al ácido sulfúrico, respectivamente.
- Los diversos tipos de cementos definidos en la norma ASTM C 595 y utilizados con fines de resistencia a los sulfatos incluyen el cemento Portland de escoria de alto horno (IS), el cemento Portland puzolánico (IP), el cemento Portland de piedra caliza (IL) y el cemento mixto original (IT).
- Los diferentes tipos de cemento definidos en la norma ASTM C 1157 y utilizados por razones de resistencia a los sulfatos son resistencia al sulfato media (MH) y resistencia al sulfato alta (HS).
Tabla 6 Relación de agua a material cementoso y resistencia mínima del hormigón según la clase de exposición
| Clase de exposición | Relación de agua a material cementoso, % | Resistencia mínima del hormigón, MPa |
| F0 | – | 17 |
| F1 | 0,55 | veinticuatro |
| F2 | 0,45 | 31 |
| F3 | 0.40 | 35 |
| S0 | – | 17 |
| S1 | 0.50 | 28 |
| S2 | 0,45 | 31 |
| S3, opción 1 | 0,45 | 31 |
| S3, opción 2 | 0.40 | 35 |
| W0 | – | 17 |
| W1 | – | 17 |
| W2 | 0.50 | 28 |
| C0 | – | 17 |
| C1 | – | 17 |
| C2 | 0.40 | 35 |
mesa 7 Contenido total de aire del hormigón expuesto a ciclos de congelación-descongelación
| Tamaño de agregado máximo nominal, mm | Volumen de aire objetivo, % | Volumen de aire objetivo, % |
| – | F1 | F2 y F3 |
| 9.5 | 6.0 | 7.5 |
| 12.5 | 5.5 | 7.0 |
| 19 | 5.0 | 6.0 |
| Veinticinco | 4.5 | 6.0 |
| 37.5 | 4.5 | 5.5 |
| 50 | 4.0 | 5.0 |
| 75 | 3.5 | 4.5 |
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