La resistencia del concreto (f’c) es la capacidad que tiene el material para soportar cargas de compresión, y es el parámetro más importante en diseño estructural. En esta guía aprenderás cómo se calcula, qué factores la afectan y cómo aplicarlo en proyectos reales.
contenido
- Concreto definición
- Materiales
- Dosificación de concreto
- Como calcular un metro cúbico
- Tabla de dosificación
- Calculadora de materiales
Definición de concreto
El concreto es una mezcla de cemento, arena, grava, adictivos y agua. es uno de los procesos bases más comunes en la construcción, por eso la importancia de conocer las cantidades, la dosificación de los materiales, el tipo de material que se debe utilizar y el tipo de concreto que se requiere. Entre los tipos de concretos más comunes encontramos concreto estructural, concreto arquitectónico, concreto permeable, concreto autocompactable, concreto ligero y concreto de alta resistencia.
Pero estos tipos de concreto nos darán para escribir otro artículo, por lo tanto nos concentraremos en el concreto convencional el más común en obras pequeñas. El concreto y el hormigón son lo mismo, solo cambia su nombre dependiendo del pais, Comenzaremos hablando primero del cemento como un aglutinante que une los demás materiales para formar el concreto.
Materiales de concreto
Cemento
El cemento Portland como es conocido generalmente, es un material aglutinante y reacciona con el agua, está formado de piedra caliza y arcilla como base, además de sílice, alúmina y óxido de hierro. Estos compuestos dan propiedades al cemento según las cantidades proporcionadas. El resultado de la trituración de estos materiales produce el Clinker, por último se agrega el yeso el porcentajes pequeños que actúa como retardante y permite fraguar al añadirle agua y posteriormente endurecer.
El cemento más utilizado se puede encontrar en dos presentaciones cemento convencional (uso general) y cemento estructural, normalmente vienen en bolsas de cemento o bultos de cemento de 50 kg y es la medida que utilizaremos para los ejemplos de dosificación que se mencionan en la parte inferior del texto. El cemento de uso general es utilizado en construcciones de pisos, losas, muros de contención con el cual se logran resistencias hasta 3500 PSI y alcanza su mayor resistencia a los 28 días, este tipo de cemento será el que mencionaremos para la dosificación de hormigón.
El cemento estructural es utilizado para grandes edificaciones alcanza resistencias de 6000 PSI a los 28 días, el tiempo de fraguado es más corto y con adictivos puede acelerar el tiempo en el que logra su resistencia máxima.
Arena y Grava
la grava y la arena son agregados en la construcción y teniendo en cuenta el tipo de concreto del cual hablaremos, un concreto para pega, pisos, muros de contención, columnas o losas. Por lo cual el tipo de arena que debemos utilizar es arena gruesa. la arena fina o mediana es utilizada normalmente para repellos o terminados más finos y superficiales.
La piedra varía según el tipo de estructura en el cual va ser vaciado el concreto, si se utilizan para pisos, cimientos y ciclópeos se puede utilizar una piedra grande lo que le permite un mayor volumen de concreto, pero si se necesita un concreto estructural (Estructura interna de acero) como losas macizas, columnas o muros de contención es recomendado la piedra triturada o piedra angular que no sobrepase los 25mm por lo general producida por la minería en un depósito de roca, la cual permite que el concreto pase por lugares más pequeños y no se creen espacios vacíos en la estructura.
Aditivos de concreto
El uso de adictivo para concreto es muy común, son utilizados para mejorar las propiedades del concreto y también dependiendo de las condiciones del lugar donde se está realizando la obra, algunos sitios pueden ser muy fríos, altas temperaturas o sitios costeros donde se encuentre presenta sales de cloro. Los tiempos de entrega o el desencofrado son otro de los factores por los cuales utilizan estos adictivos, Los más comunes los acelerantes, impermeabilizantes, inclusores de aire, inhibidores de corrosión, ante-deslave y adherencia. Otro tema que nos da para escribir un artículo más completo.
Entre los 4 más utilizados se encuentran los tipos de plastificantes o reductores de agua, que mejoran la fluidez del concreto sin necesidad de añadir más agua, logrando mezclas más manejables y resistentes.
Por otro lado, los impermeabilizantes para concreto reducen la absorción de agua y protegen las estructuras frente a la humedad, filtraciones y agentes agresivos, siendo ideales para obras expuestas a condiciones climáticas exigentes.
También se encuentran los incorporadores de aire, que generan microburbujas dentro de la mezcla, aumentando la durabilidad del concreto frente a ciclos de congelación y deshielo, además de mejorar su resistencia a agentes externos.
Finalmente, los retardadores de fraguado permiten controlar el tiempo de endurecimiento del concreto, facilitando su colocación en climas cálidos o en proyectos de gran escala donde se requiere mayor tiempo de manipulación.
El uso adecuado de estos aditivos químicos para concreto no solo mejora el rendimiento del material, sino que también optimiza los costos y garantiza estructuras más seguras, eficientes y duraderas, convirtiéndose en una solución clave en la ingeniería civil y la construcción sostenible.
Agua
El agua es muy importante en la resistencia y consistencia del concreto, en su preparación y posterior curado del concreto. El agua debe estar limpia y no debe poseer sustancias como aceites o sales, esto puede perjudicar el tiempo en que el concreto llega a su máxima resistencia, las únicas mezclas que se deben realizar con el agua son los adictivos de concretos antes mencionados que son especializados para morteros y hormigones. El porcentaje de agua en la tabla de dosificación se encuentra promediada, teniendo encuentra si los agregados (arena y grava) se encuentran húmedos, en la dosificación por bulto se puede reducir o aumentar los litros de agua, esto lo debe supervisar un constructor con experiencia. La prueba de asentamiento le permite verificar la manejabilidad del concreto y calcular la cantidad de agua sea la adecuada.
Dosificación concreto
El cálculo de concreto por metro cúbico es muy importante, el concreto u hormigón debe cumplir unas especificaciones para lograr el desempeño y la duración teniendo en cuenta el tipo de concreto y la función que va cumplir, Esta dosificación se calculara como un proceso realizado en obra, donde no hablaremos de concretos premezclados o concreto lanzado los cuales son enviados directamente por cementeras o empresas especializadas, para lograr la dosificación del hormigón en obra se debe utilizar una mezcladora de concreto, y tener un recipiente el cual nos permita tener medidas iguales en los diferentes tipos de materiales como la arena, la grava, cemento y agua. Logrando de esta manera respetar las propiedades del concreto.
Para la preparación de 1 metro cúbico de concreto (mt3) podemos hacer un cajón con medidas internas de 33 cm X 33 cm x 33 cm esto nos permitirá tener una medida estándar, esta medida es muy importante
para realizar concretos con diferentes especificaciones.
La resistencia del concreto se calcula dividiendo la fuerza máxima aplicada en una prensa hidráulica entre el área de la sección transversal, se expresa comúnmente en:
- MPa (MegaPascal)
- Kg/cm2 (MegaPascal)
- PSI (libra-fuerza por pulgada cuadrada)
Medidas estandar de cajón, para dosificación de materiales
Dosificación de materiales para resistencia de 3224 PSI - 22 MPA - 226 Kg/cm2.
Para calcular un metro cúbico de concreto de 3224 PSI (7 bultos de cemento) se utiliza una relación (1:2:3) por un bulto de cemento de 50 kg se necesitan 2 cajones de arena gruesa (medida anterior), 3 cajones de graba y 25.71 litros de agua aproximadamente. La relación del agua y el concreto infiere en la resistencia del concreto, mucha agua puede hacer perder resistencia al concreto. Revisar la tabla de dosificación de concreto para otras resistencias.
Calcular metros cúbicos
Volumén = Longitud X Ancho X Espesor.
Por ejemplo deseamos fundir una losa maciza de 10 metros por un ancho de 6 metros y un espesor de 20 cm ¿cómo calculamos cuantos metros cúbicos (mt3) de concreto necesitamos?
Tomamos todas las medidas en metros y las multiplicamos, en este caso seria:
10 mts X 6 mts X 0.20 mts = 12 mt3.
Conociendo la cantidad de mt3 que necesitamos para la fundición de nuestra losa, podemos calcular las cantidades de materiales para el concreto.
Es importante tener en cuenta los otros materiales que se incluyen en una losa como el acero o tuberías embebidas, en estos casos se debe restar al calculo.
Medidas de losa concreto (ancho, largo y espesor)
Cálculo de columnas de concreto
El cálculo de columnas de concreto armado abarca el predimensionamiento por cargas, el diseño estructural de la sección y la cubicación de materiales. Se determinan las dimensiones en función del área tributaria y el número de pisos.
Es importante aclarar que los diseños de concreto debe ser realizado por un ingeniero estructural, pero como recomendación una columna deberia superar como minimo los 3200 PSI - 22 MPA - 226 Kg/cm2
Segun las predimensiones que usaremos de ejemplo tenemos una columna de 2.50 mts de alto, 0.40 mts de ancho y 0.30 mts de espesor. Por lo cual multiplicamos los tres lados lo que nos dara como resultado el volumén de la columna en medida de metros cúbicos.
2.50 X 0.40 X 0.30 = 0.30 mts3 (metros cúbicos).
Segun los diseños de resistencia, la cantidad de materiales varian. Para esto podemos observar en la tabla de dosificación de concreto las cantidades de material necesarias.
Importante tener en cuenta que las medidas sean lo mas exactas en lo posible, en muchos casos en la fundición de cimentación como zapatas, se realizan de acuerdo a las excavaciones que no siempre se cuentan con cortes perfectos, por lo tanto en el momento del calculo de materiales se debe agregar un porcentaje adicional.
Medidas de columna de concreto (ancho, largo y espesor)
Tabla dosificación de concreto
El cálculo de materiales varía según las especificaciones, se incrementa proporcionalmente el cemento y se reducen los otros materiales cuando se quieren resistencias más altas, En el caso contrario se reduce el cemento y se aumentan los otros materiales. En la siguiente tabla encontrara las relaciones para concretos de las resistencias de concreto más utilizadas: 4000 PSI, 3500 PSI, 3224 PSI, 2500 PSI, 2000 PSI y 1500 PSI.
Calculadora de materiales
%
Resultado
- Ingrese las medidas en mts o cms que desee calcular, el valor máximo para realizar la estimación de materiales es de 99999 mts por unidad.
- Verifique la unidad de medida con la cual desea calcular. puede utilizar la combinación de metros (MTS) o centímetros (CMS).
- Todos los resultados serán entregados en metros cúbicos, es la medida más común en el momento de solicitar materiales de rio o triturado y el concreto en sus cálculos.
- Todos los cálculos son valores aproximados, estos calculos varian .
- El porcentaje por defecto es del 5%, pero esto según el tipo de obra y el control puede reducirse hasta un 2% o aumentar el desperdicio hasta un 10%. Esto lo debe tener en cuenta en el momento de realizar un cálculo aproximado.
