Agua para Morteros y Hormigones

El agua para morteros y hormigones es imprescindible ya que sin la misma es imposible poder elaborar hormigón o morteros; más aún, ni siquiera puede elaborarse una pasta de cemento. Por otra parte, se debe tener en cuenta que el agua y el hormigón son dos de los materiales más utilizados por la humanidad, el agua ocupa el primer lugar y el hormigón el segundo. Así, el agua cobra importancia en la fabricación del hormigón como: agua de mezclado, agua de curado y agua de lavado.

Si bien el agua es el componente de más bajo costo para la elaboración del hormigón, es un elemento tan importante como el cemento, ya que la variación de su contenido en una mezcla, permite realizar la dosificación del hormigón variando su resistencia, plasticidad, asentamiento, trabajabilidad y permeabilidad. Además, cuando se desconoce la calidad del agua utilizada, su procedencia y composición química, se corre un gran riesgo, porque aunque la relación “a/c” sea la deseada, no se sabe si en el interior del hormigón el agua provocará un beneficio o un inconveniente.

Las impurezas del agua pueden presentarse disueltas o en forma de suspensión y pueden ser: carbonatos o bicarbonatos, cloruros, sulfatos, sales de hierro, sales inorgánicas, ácidos, materia orgánica, aceites, o sedimentos y pueden interferir en la hidratación del cemento, producir modificaciones del tiempo de fraguado, reducir la resistencia mecánica, causar manchas en la superficie del hormigón y aumentar el riesgo de corrosión de las armaduras.

En general, se establece que si el agua es potable, es adecuada para agua de mezclado, y una gran parte de los hormigones se elaboran con agua potable. Sin embargo, muchas aguas no aptas para beber son satisfactorias para el mezclado. En todo caso, El agua que se emplea en hormigones y morteros deberá ser aprobada por el Fiscalizador; será limpia, libre de impurezas, y carecerá de aceites, álcalis, ácidos, sales, azúcar y materia orgánica.

Las especificaciones establecen las cantidades máximas de impurezas que pueden ser aceptadas, dependiendo del tipo de hormigón a elaborar. Cuando existen dudas acerca de la calidad del agua de mezclado, se deben extraer muestras para someterlas a ensayos de laboratorio.

El Ministerio de Trasporte y Obras Públicas (MTOP) de la República del Ecuador en sus Especificaciones Generales para la Construcción de Caminos y Puentes, establece en su literal 804-3. Ensayos y Tolerancias; que:

» El agua para la fabricación de morteros y hormigones podrá contener como máximo las siguientes impurezas en porcentajes, que se presentan en la Tabla 804-3.1.

804.a Agua
El agua para mezcla de hormigones y morteros, no debe tener sustancias nocivas tales como:

AGUA DE MEZCLADO:

El agua de mezclado, está compuesta por el agua agregada al elaborar un pastón más la proveniente de la humedad superficial de los agregados, siendo sus principales funciones:

· Reaccionar con el cemento, produciendo su hidratación

· Actuar como un lubricante, contribuyendo a la trabajabilidad de la mezcla fresca

· Asegurar el espacio necesario en la pasta, para el desarrollo de los productos de hidratación

La cantidad de agua necesaria para una adecuada trabajabilidad del hormigón, siempre es
mayor a la cantidad necesaria para la hidratación completa del cemento (22-25 %).

Una regla simple concerniente a la aceptabilidad del agua de mezclado, es que sea potable. En otras palabras, si el agua no tiene algún gusto, olor o color particular, y no es gaseosa o espumosa cuando se agita, no hay razón para asumir que podrá dañar al hormigón cuando se use como agua de mezclado.

Por otra parte, muchas aguas inaceptables para beber, son satisfactorias para fabricar hormigones y permiten alcanzar la resistencia a compresión exigida en el proyecto a menos que estén fuertemente impurificadas e influyan desfavorablemente en el proceso de endurecimiento y fraguado.

Las aguas que pueden considerarse perjudiciales, son aquellas que contienen excesivas cantidades de azúcar, ácidos, materia orgánica, aceites, sulfatos, sales alcalinas, efluentes de cloacas, sólidos suspendidos y gases. Algunas de estas impurezas son naturales, otras están en el agua de mar o aguas provenientes de actividades industriales.

En general, no debe contener sustancias que puedan producir efectos desfavorables sobre el hormigón o sobre las armaduras.

Carbonato alcalino y bicarbonato:

Los carbonatos y los bicarbonatos de sodio y potasio tienen diferentes efectos sobre el tiempo de fraguado de diferentes cementos. El carbonato de sodio puede causar fraguado rápido, el bicarbonato puede tanto acelerar como retardar el fraguado. Estas sales, cuando se encuentran en grandes concentraciones, pueden reducir la resistencia del hormigón.

Cuando la suma de las sales disueltas excede 1000 ppm, se hacen necesarios ensayos para el estudio de su influencia sobre la resistencia y el tiempo de fraguado.

Cloruros:

El efecto adverso de los iones cloruro sobre la corrosión de la armadura (refuerzo) es la principal razón de preocupación a respecto del contenido de cloruros en el agua usada para la preparación del hormigón.

Los iones cloruro atacan la capa de óxido protectora que se forma sobre el acero resultante de la alta alcalinidad (pH mayor que 12.5) presente en el hormigón. El nivel de iones cloruros solubles en ácido, en el cual la corrosión empieza en el hormigón, es aproximadamente del 0.2 a 0.4 % en peso de cemento (0.15 % al 0.3 % soluble en agua).

Sulfatos:

La preocupación respecto del alto contenido de sulfatos en el agua usada para la preparación del hormigón se debe a las reacciones expansivas potenciales y al deterioro por el ataque de sulfatos, principalmente en áreas donde el hormigón será expuesto a suelos o aguas con alto contenido de sulfatos.

Sales de hierro:

Las aguas subterráneas naturales raramente contienen más de 20 a 30 ppm de hierro, sin
embargo las aguas ácidas de mina pueden contener grandes cantidades de hierro. Las sales
de hierro en concentraciones de hasta 40,000 ppm normalmente no afectan la resistencia del
hormigón, pero si su aspecto estético.

Diversas sales inorgánicas:

Las sales de manganeso, estaño, cinc, cobre y plomo en el agua de mezclado pueden causar una significante reducción de la resistencia y grandes variaciones del tiempo de fraguado. De éstas, las sales de cinc, cobre y plomo son las más activas.

Las sales yodato de sodio, fosfato de sodio, arseniato de sodio y borato de sodio son especialmente activas como retardadores. Todas ellas pueden retardar muchísimo tanto el tiempo de fraguado como también el desarrollo de la resistencia, siempre que estén en bajas concentraciones respecto del contenido de cemento. El sulfuro de sodio es otra sal que puede ser perjudicial al hormigón.

Impurezas orgánicas:

El efecto de sustancias orgánicas sobre el tiempo de fraguado del cemento portland y sobre la resistencia última del hormigón es un problema muy complejo. Tales sustancias se pueden encontrar en aguas naturales. Las aguas muy coloridas, con un olor apreciable o con algas
verdes o marrones visibles se deben considerar sospechosas y, por lo tanto, hay que analizarlas.

Las algas también pueden estar presentes en los agregados, reduciendo la adherencia entre el agregado y la pasta. Se recomienda 1000 ppm como contenido máximo de algas.

Azúcar:

Un pequeña cantidad de sacarosa, del 0.03 a 0.15 % en peso de cemento, normalmente es suficiente para retardar el fraguado del cemento. El límite superior de este rango varía de acuerdo con los diferentes cementos. La resistencia a los 7 días se puede reducir mientras que la resistencia a los 28 días se puede aumentar.

El azúcar en cantidades iguales o superiores a 0.25 % en peso de cemento puede causar fraguado rápido y gran reducción de la resistencia a los 28 días. Cada tipo de azúcar influye en el tiempo de fraguado y en la resistencia de manera diferente.

El azúcar en el agua de mezcla en concentraciones inferiores a 500 ppm, normalmente no presenta efecto nocivo sobre la resistencia, pero si la concentración supera este valor, se deben hacer ensayos de tiempo de fraguado y resistencia.

Sedimentos o partículas en suspensión:

Se pueden tolerar aproximadamente 5000 ppm de arcilla en suspensión o partículas finas de rocas en el agua de mezclado. Cantidades más elevadas, posiblemente, no afecten la resistencia pero pueden influenciar otras propiedades de algunos hormigones tales como la contracción por secado, tiempos de fraguado, durabilidad o aparición de eflorescencia.

Antes de utilizarse un agua embarrada o lodosa, se la debe pasar a través de estanques de sedimentación o se la debe clarificar por cualquier otro medio para la disminución de la cantidad de sedimentos o arcillas introducidos en la mezcla a través del agua de mezcla. Estos sedimentos podrían tolerarse en cantidades superiores cuando los finos del cemento se retornan al hormigón por el uso de agua de lavado reciclada.

Aceites:

Muchos tipos de aceites están ocasionalmente presentes en el agua. El aceite mineral (petróleo) sin mezcla de aceites vegetales o animales tiene, probablemente, menos efecto sobre el desarrollo de la resistencia que otros aceites. Sin embargo, el aceite mineral en concentraciones superiores al 2.5% en peso de cemento puede reducir la resistencia en más del 20 %.

Agua del mar:

El agua del mar, con una concentración de sales disueltas de hasta 35,000 ppm, normalmente es adecuada para el uso como agua de mezclado del hormigón que no contenga armaduras de acero.

Aproximadamente 78% de la sal es cloruro de sodio y 15 % es cloruro y sulfato de magnesio. Aunque la resistencia temprana del hormigón preparado con agua de mar pueda ser más elevada que la resistencia del hormigón normal, la resistencia a edades mayores (después de 28 días) puede resultar menor. Esta reducción de la resistencia se puede compensar con la reducción de la relación agua/cemento.

El agua de mar no es apropiada para la preparación de hormigón reforzado con acero y no se debe usar en hormigón pretensado, debido al riesgo de corrosión de la armadura, principalmente en ambientes cálidos y húmedos.

El sodio y el potasio de las sales presentes en el agua de mar, usada en la preparación del hormigón, pueden agravar la reactividad álcali-agregado. Por lo tanto, no se debe usar agua
de mar en la mezcla del hormigón donde estén presentes agregados potencialmente reactivos.

El agua de mar empleada en el hormigón también tiende a causar eflorescencias y manchas en la superficie del hormigón expuesta al aire y al agua.

Aguas ácidas:

La aceptación de aguas ácidas en la mezcla del hormigón se debe basar en la concentración de los ácidos en el agua. Ocasionalmente, la aceptación se basa en el pH, que es una medida de la concentración de los iones hidrógenos en una escala logarítmica. El valor de pH es un índice de intensidad y no es la mejor medida de la reactividad potencial de un ácido o de una base.

El pH del agua neutra es 7.0; valores inferiores a 7.0 indican acidez y valores superiores a 7.0 indican alcalinidad.

Normalmente el agua de mezclado que contiene ácido clorhídrico, ácido sulfúrico y otros ácidos inorgánicos comunes en concentraciones de hasta 10000 ppm no tiene efecto perjudicial sobre la resistencia.

Las aguas ácidas con pH menor que 3.0 pueden crear problemas de manejo y, en lo posible, se deben evitar. Los ácidos orgánicos, tal como el ácido tánico, en altas concentraciones pueden tener un fuerte efecto sobre la resistencia.

Aguas alcalinas:

Las aguas con concentraciones de hidróxido de sodio superiores al 0.5 % en peso de cemento pueden reducir la resistencia del hormigón.

El hidróxido de calcio en concentraciones de hasta 1.2% en peso de cemento tiene poco efecto sobre la resistencia del hormigón con algunos tipos de cemento, pero esto debe ser evaluado en cada caso.

Aguas de desechos industriales:

La mayoría de las aguas que cargan desechos industriales tienen menos de 4000 ppm de sólidos totales. Cuando se usa esta agua para preparar el hormigón, la reducción de la resistencia a compresión no supera el 10 a 15 %.

Las aguas de desechos industriales tales como curtiembres, fábricas de pintura, plantas de coque, plantas químicas y de galvanización pueden contener impurezas peligrosas. Lo mejor es verificar cualquier agua de desecho que contenga unos pocos cientos de partes por millón de sólidos poco comunes.

Aguas sanitarias residuales (aguas negras):

Un agua residual típica puede contener aproximadamente 400 ppm de materia orgánica. Después que el agua residual se diluye en un buen sistema de tratamiento, la concentración se reduce aproximadamente a 20 ppm o menos. Esta concentración es muy baja para afectar considerablemente la resistencia del hormigón.

AGUA DE CURADO:

El agua de curado no debe contener sustancias agresivas para el hormigón endurecido o las armaduras, ya que durante las primeras edades el hormigón es sumamente permeable.

Se debe tomar en cuenta, consecuentemente, no emplear agua con elevados contenidos de cloruros en caso de estructuras armadas, evitar sustancias que puedan provocar decoloraciones o manchas superficiales y mantener reducida la diferencia de temperatura entre el agua de curado y el hormigón para evitar la aparición de fisuras.