GUIA LABORATORIO N° 02

UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓNFACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURAE. A. P. DE INGENIERÍA CIVILLABORATORIO DE TECNOLOGIA DE MATERIALES Y CONCRETO

Guía de Laboratorio N° 021

GUÍA DE LABORATORIO

PRACTICA N° 02

“ AGUA PARA EL CONCRETO”

1. NORMATIVA

NTP 339.088; ASTM D…..

2. GENERALIDADES

El agua de mezcla cumple dos funciones muy importantes, permitir la

hidratación del cemento y hacer la mezcla manejable. De toda el agua que se

emplea en la preparación de un mortero o un concreto, parte hidrata el

cemento, el resto no presenta ninguna alteración y con el tiempo se evapora;

como ocupaba un espacio dentro de la mezcla, al evaporarse deja vacíos los

cuales disminuyen la resistencia y la durabilidad del mortero o del hormigón. La

cantidad de agua que requiere el cemento para su hidratación se encuentra

alrededor del 25% al 30% de la masa del cemento, pero con esta cantidad la

mezcla no es manejable, para que la mezcla empiece a dejarse trabajar, se

requiere como mínimo una cantidad de agua del orden del 40% de la masa del

cemento, por lo tanto, de acuerdo con lo anterior como una regla práctica, se

debe colocar la menor cantidad de agua en la mezcla, pero teniendo en cuenta

que el mortero o el concreto queden trabajables.

Como norma general se considera que el agua es adecuada para producir

mortero u hormigón si su composición química indica que es apta para el

consumo humano, sin importar si ha tenido un tratamiento preliminar o no; es

decir, casi cualquier agua natural que pueda beberse y que no tenga sabor u

olor notable sirve para mezclar el mortero o el concreto. Sin embargo, el agua

que sirve para preparar estas mezclas, puede no servir para beberla.

El agua puede extraerse de fuentes naturales cuando no se tienen redes de

acueducto y puede contener elementos orgánicos indeseables o un alto

contenido inaceptable de sales inorgánicas. Las aguas superficiales en

particular, a menudo contienen materia en suspensión tales como: aceite,



arcilla, sedimentos, hojas y otros desechos vegetales; lo cual puede hacerla

inadecuada para emplearla sin tratamiento físico preliminar, como filtración o

sedimentación para permitir que dicha materia en suspensión se elimine.

Para la producción de concreto se debe de utilizar cualquier agua natural

siempre y cuando, esta, sea potable. Sin embargo, algunas no potables pueden

ser adecuadas para la elaboración de concreto. Las impurezas excesivas en el

agua no solo pueden afectar el tiempo de fraguado y la resistencia del concreto,

sino puede ser causa de eflorescencia, manchado, corrosión de refuerzo,

inestabilidad volumétrica y una menor durabilidad. El agua que contiene menos

de 2000 partes por millón (ppm) de solidos disueltos totales puede ser utilizada

de manera satisfactoria para elaborar concreto.

3. EMPLEO DE AGUA

Agua de lavado de agregados

Es la utilizada durante el proceso de trituración, para retirar impurezas y

exceso de finos presentes en los conglomerantes de los que provienen, así

como las partículas muy finas formadas durante la trituración. Debe ser lo

suficientemente limpia como para no introducir contaminación a los

materiales procesados, como puede ser exceso de partículas en suspensión,

especialmente materia orgánica o sales, que posteriormente afectan la

calidad del concreto producido con estos.

Agua de mezclado

Se adiciona junto con los agregados y el cemento. Se necesita éste último

para producir una pasta hidratada con fluidez tal, que permita la lubricación

adecuada de la mezcla de concreto cuando se encuentre en estado plástico,

esta pasta va estructurándose de forma diferente para producir el gel de

cemento.

Dependiendo de la cantidad de agua adicionada la fluidez de la pasta será

mayor o menor y al endurecerse una cantidad del agua quedará fija como

parte de la estructura y otra permanecerá como agua libre. Si la medida

de agua de mezclado aumenta, la parte fija es la misma y por consiguiente

el agua libre aumenta, con lo cual se aumenta la porosidad, debido a que

con el tiempo, esta agua libre se evapora dejando unos pequeños conductos

en el interior del concreto endurecido. Con este aumento se disminuye la

resistencia y el concreto se hace más permeable. De ahíla importancia del



control de la cantidad de agua utilizada en la mezcla.

Agua de curado

Una vez el concreto ha fraguado, es necesario el suministro de agua para

garantizar la completa hidratación del grano de cemento, esta agua

adicionada

depende de la temperatura y humedad del ambiente donde se encuentre el

concreto' ya que a menor humedad relativa, la evaporación es mayor. El

objeto del curado es mantener el concreto saturado, o lo más próximo

posible a la saturación, hasta que los espacios que inicialmente estaban

saturados de agua se llenen hasta un nivel deseado con los productos de la

hidratación del cemento.

El agua que se utiliza en la mezcla, generalmente, es apta para el

curado, sin embargo, la causa más común de las manchas en las

superficies del concreto, es por la presencia de una alta concentración

relativa de hierro o materias orgánicas.

Así mismo, bajas concentraciones de estas impurezas pueden causar

manchas si el agua fluye lentamente sobre el concreto y se evapora. No

existe ningún método práctico y confiable que relacione las posibilidades de

manchas con los contenidos de impurezas orgánicas o de hierro contenido en

el agua En la evaluación de las impurezas que contienen las aguas de

curado se deben tener las siguientes dos consideraciones:

Que no manchen las superficies del concreto.

Que no ataquen ni deterioren el concreto.

En algunos casos, las manchas superficiales no son tan importantes, pero

siempre es necesario que el agua de curado esté libre de sustancias que

ataquen el concreto endurecido Por otro lado, en el caso de concretos

arquitectónicos o a la vista resulta mucho más perjudicial emplear aguas con

impurezas durante su curado que en su amasado' Es el caso del agua del

mar, se puede usar para amasar concreto no reforzado, pero no se puede

utilizar durante su curado.

4. CALIDAD DEL AGUA

El agua que a de ser empleada en la preparación del concreto deberá cumplir



con los requisitos de la Norma NTP 339.088 y ser, de preferencia potable. No

existen criterios uniformes en cuanto a los límites permisibles para las sales y

sustancias presentes en el agua que va a emplearse.

La Norma Peruana NTP 339.088 considera aptas para la preparación y curado

del concreto, aquellas aguas cuyas propiedades y contenidos de sustancias

disueltas están comprendidos dentro de los siguientes límites:

Descripción Limite Permisible

Sólidos en suspensión 5000 ppm Máximo

Materia Orgánica 3 ppm Máximo

Alcalinidad (NaCHCO3) 1000 ppm Máximo

Sulfatos (ion SO4) 600 ppm Máximo

Cloruro (ion CL) 1000 ppm Máximo

pH 5 a 8 ppm Máximo

Tabla 01. Límites permisibles para el agua de mezcla y curado

Recomendaciones Adicionales:

Si la variación de color es un requisito que se desea controlar, el

contenido máximo de fierro, expresado en ion férrico, será de 1 ppm.

El agua deberá estar libre de azúcares o sus derivados. Igualmente lo

estará de sales de potasio o de sodio.

Si se utiliza aguas no potables, la calidad del agua, determinada por

análisis de Laboratorio, deberá ser aprobada por la Supervisión.

La selección de las proporciones de la mezcla de concreto se basará en

resultados en los que se ha utilizado en la preparación del concreto el

agua de la fuente elegida.

5. EFECTOS DE LAS SUSTANCIAS DE DISUELTAS

El efecto que las sustancias orgánicas presentes en las aguas naturales puedan

afectar el tiempo de fraguado del cemento Portland o en la resistencia última del

concreto, es un problema que presenta una complejidad considerable. Las aguas

que estén muy coloreadas, las aguas con un olor notable o aquellas aguas en

que tengan visibles algas verdes o cafés deberán ser vistas con desconfianza y

en consecuencia ensayadas.

Es necesario distinguir entre los efectos del agua de mezclado y el ataque al



concreto endurecido por partes de agua de aguas agresivas. En general las

especificaciones de la calidad del agua para amasado plantean la necesidad que

el agua se encuentre limpia y libre de substancias perjudiciales. En algunos

casos se establece que si el agua a emplearse proviene de una fuente

desconocida, deben prepararse concretos con esta y con el agua destilada o

conocida, cantidad de aire atrapado o incluido, etc. Se considera que el agua de

calidad desconocida y los preparados con agua destilada, es mayor del 85%.

Partículas en suspensión

El agua que contiene muchos sólidos en suspensión debe dejarse asentar

antes de ser utilizada, debido a que no es conveniente añadir cantidades

grandes de limo o partículas de menor tamaño.

Para el agua de mezcla se tiene un límite de 2.000 ppm de sedimentos o

arcillas suspendidas, porque contenidos superiores pueden incrementar la

demanda de agua, la contracción por secado o causar eflorescencias. Las

aguas con lodos deberán dejarse sedimentar en tanques de decantación

antes de su uso.

Solidos Disueltos

El agua que contiene menos que 2.000 ppm de sólidos disueltos puede en

muchos casos ser utilizada, sin embargo, esto depende de la naturaleza del

material disuelto. Es así, que sulfito de sodio en cantidades superiores a 100

ppm, cloruro en más 500 ppm, carbonatos en más de 1.000 ppm, pueden

causar problemas al concreto.

La cantidad de partículas en suspensión y sólidos disueltos presentes,

causan diferentes efectos sobre el concreto y son función de la fuente de

donde provienen, razón por la cual, es importante tener presente los

efectos de las aguas que a continuación se enumeran.

• Agua de mar

El agua de mar está principalmente compuesta de sulfatos y cloruros de

sulfato y magnesio, tal como se aprecia en la tabla 4.1. Tiene una

salinidad de 3.5 % (34.000 ppm de sales disueltas), lo cual hace que se

afecten los tiempos de fraguado y que se produzca una resistencia

temprana mayor, pero a largo plazo menor. Por lo general no son

importantes los efectos sobre el fraguado, siempre y cuando la pérdida de

resistencia sea inferior al 15 %. El agua con grandes cantidades de

cloruro tiende a causar humedad persistente, eflorescencia y



descascaramientos en la superficie del concreto, por consiguiente, el agua

de mar no se deberá emplear en casos arquitectónicos, en que sea

importante la apariencia.

En el concreto reforzado, el agua de mar aumenta el riesgo de corrosión

del acero de refuerzo, por lo que en la práctica no es recomendable

utilizarla en la mezcla. Sin embargo, en los casos en que sea imposible

evitar su utilización es necesario proteger la armadura con

recubrimientos y utilizar concretos densos para evitar los problemas de

corrosión.

El agua de mar ha sido utilizada en concretos masivos con resultados

aceptables en resistencias, dentro del límite del 85% anotado

anteriormente, pero el mayor problema ha ocurrido cuando el agua

contiene algas u otras impurezas orgánicas.

Tabla 02. Composición típica del agua de mar

• Aguas con impurezas orgánicas o algas

Aguas coloreadas generalmente indican la presencia de material orgánico

disuelto, el cual, al igual que la presencia de algas en el agua de

mezcla, tiende a generar una gran inclusión de aire y reducción de

adherencia, con la consecuente pérdida de las resistencias mecánicas.

• Aguas con azúcar

La presencia de azúcar en pequeñas cantidades 0,03 % - 0,15 %, por

masa de cemento, en el agua de mezcla generalmente retarda el

fraguado del cemento. Cuando la concentración se incrementa al 0,2% por

de cemento, el fraguado generalmente se acelera y si se incrementa a

0,25% o más, puede causar fraguado rápido y una sustancial reducción

de resistencia a 28 días. Cuando es menos de 500 ppm de azúcar en la

mezcla, generalmente no tienen efecto adverso sobre la resistencia del

concreto, pero al exceder esa cantidad, deberá probarse el tiempo de

fraguado y la resistencia.



• Aguas ácidas

Las aguas que contengan ácidos inorgánicos comunes, tales como el

clorhídrico o el sulfúrico, en concentraciones inferiores a 10 000 ppm no

tienen efectos adversos en la resistencia del concreto. Sin embargo

aguas naturales que contengan ácidos orgánicos, tales como, el húmico,

son peligrosas para su elaboración, ya que pueden atrapar grandes

cantidades de aire y ejercer efectos adversos sobre el endurecimiento. Se

debe evitar las aguas ácidas con valores de pH inferiores a 3.

Tabla 03. Concentración tolerable de impurezas en agua de mezcla

• Aguas alcalinas

Aguas que tengan concentraciones de hidróxido de sodio de 0.5% en

masa de cemento, no afectan las resistencia, siempre que no aceleren el

fraguado; pero mayores concentraciones pueden reducir la resistencia.

Para algunos cementos pueden permitirse aguas con concentración de

hidróxido de potasio hasta de t.2 % de la masa del cemento, valor que

puede ser peligroso para otros cementos.



Por lo general, contienen unas 400 ppm de materia orgánica. Luego de

diluidas en un buen sistema de tratamiento, la concentración se reduce

aproximadamente a 20 ppm o menos, que no causa problemas al

concreto.

En la tabla 03 se presenta un resumen de los valores máximos

recomendados de concentraciones de impurezas en el agua de mezclado

y en la tabla 04 están los efectos de las impurezas sobre las

propiedades de concreto.

Tabla 04. Efectos negativos sobre el concreto si se supera los valores límites

permisibles de sustancia en el agua

6. ALMACENAMIENTO

El agua a emplearse en la preparación del concreto se almacenara, de

preferencia, en tanques metálicos o silos. Se tomaran las precauciones que

eviten su contaminación. No es recomendable almacenar agua de mar en

tanques metálicos.

7. MUESTREO

El muestreo del agua de mezclado se efectuara de acuerdo en lo indicado en la



Norma. Se tendrá en consideración que:

En las especificaciones de la obra (Exp. Técnico) se indicara la frecuencia

de muestreo caso contrario es la supervisión quien determinara la

frecuencia de la toma de muestras.

Las muestras remitidas al laboratorio serán representativas del agua

puede no ser representativa si existen variaciones de composición en

función del tiempo como consecuencia de las variaciones climáticas u

otros motivos.

Si se duda de la representatividad de muestra, se deberán tomar

muestras periódicas a distintas edades y días o eventualmente, a la

misma hora en distintos lugares. Igualmente cuando se presume que

puede haber variado la composición del agua.

Cada muestra tendrá un volumen mínimo de cinco litros. Las muestras

envasaran en recipientes cilíndricos de plásticos o vidrios incoloro,

perfectamente limpios. El cierre será hermético. Los recipientes serán

adecuadamente embalados y acondicionados para evitar su rotura.

8. ENSAYOS SOBRE AGUA

Con el objetivo de evaluar la calidad del agua para la producción de concreto, se

deben efectuar ensayos que permitan verificar que no se modifican ni el tiempo

de fragua ni la resistencia.

Para el ensayo del agua se tendrán en consideración las siguientes Normas:

NTP 339.070: Toma de muestras de agua para la preparación y curado de

morteros y concretos de cemento Pórtland.

NTP 339.071: Ensayo para determinar el residuo sólido y el contenido de

materia orgánica de las aguas.

NTP 339.072: Método de ensayo para determinar por oxidabilidad el

contenido de materia orgánica de las aguas.

NTP 339.073: Método de ensayo para determinar el ph de las aguas.

NTP 339.074: Método de ensayo para determinar el contenido de sulfatos

de las aguas.

NTP 339.075: Método de ensayo para determinar el contenido de hierro

de las aguas.

NTP 339.076: Método de ensayo para determinar el contenido de cloruros

de las aguas.



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GUIA LABORATORIO N° 02