Hacer concreto usted mismo no es un trabajo fácil. Además, los problemas comienzan al principio, cuando comienza a lidiar con la cantidad de materiales que deberá comprar. Primero, debe adivinar cuánto concreto / mortero se requerirá. Entonces resulta que las proporciones se dan en fracción de masa. E incluso considerando cuánto del mismo hormigón se requiere, no será más fácil, porque venden cemento no en volumen, sino en sacos de 25 kg y 50 kg.
En la práctica, la pregunta «cuánto pesará un cuadrado de cemento» suele referirse a cuánto pesa un metro cúbico de cemento. Para responderla correctamente hay que distinguir entre el peso específico, la densidad real y el peso volumétrico o densidad aparente.
Respuesta rápida: cuánto pesa un metro cúbico de cemento
Para los modelos M400 y M500, se toman en los cálculos 1,3 toneladas por metro cúbico.
Para los cálculos, se toma un valor promedio: 1300 kg / m³.
Por lo tanto, si necesita saber cuánto pesa un cubo de cemento, tomamos los valores promedio.
| Material o parámetro | Valor aproximado |
|---|---|
| Cemento Portland, densidad real | 3100 kg / m³ |
| Cemento Portland, peso volumétrico promedio | 1300 kg / m³ |
| Cemento M400 y M500 para cálculos | 1,3 toneladas por metro cúbico |
| Hormigón convencional | 2.400 kg por metro cúbico |
| Acero de refuerzo | 7,850 kg/m³ |
La cifra de 1300 kg / m³ corresponde al cemento suelto en condiciones medias y no debe confundirse con el peso de un metro cúbico de hormigón. Un metro cúbico de hormigón convencional pesa, de forma aproximada, 2.400 kg.
Por qué no existe una única respuesta exacta
En general, la respuesta a esta pregunta no es tan fácil como parece. En primer lugar, el cemento puede ser de diferentes marcas. Dependiendo de la marca, cambia su densidad y, por tanto, su peso.
El segundo punto, el cemento Portland se obtiene triturando un clínker especial. Como resultado de la molienda, se obtiene una sustancia polvorienta, que se llama cemento Portland.
La densidad real del cemento es de 3100 kg / m³. Pero cada partícula retiene una cierta cantidad de aire y, por tanto, la densidad aparente del cemento es menor.
Pero este también es un valor variable. Inmediatamente después de la producción, el cemento retiene la máxima cantidad de aire y, por lo tanto, pesa menos. Durante el almacenamiento y el transporte, se compacta y humedece. Entonces, en un metro cúbico de cemento ya puede haber 1600 kg.
La diferencia entre estos valores explica por qué un mismo volumen puede tener distinto peso según el estado del producto, la forma de llenado del recipiente, el tiempo de almacenamiento y la humedad absorbida.
Peso específico, densidad real y peso volumétrico
Generalmente cuando se realiza un diseño de concreto se utiliza el valor de peso específico para transformar volúmenes a masas y viceversa.
Para el cemento el valor estándar de este parámetro es de 3,18, pero estudios realizados indican que este valor es muy variable según la composición del cemento.
Kosmatka (2) señala que “El peso específico del cemento varía de 3,10 hasta 3,25, con promedio de 3,15 Mg/m3” (p. 67), en Costa Rica este parámetro se ha establecido en un valor promedio de 3,15.
Como las adiciones que poseen los cementos están dadas por rangos, este parámetro puede variar en cada uno de los tipos de cementos.
Con base al esquema experimental planteado, se logró determinar que el peso específico de los cementos varía según su composición; factor directamente ligado a sus adicciones.
En este caso se llegó a la determinación que para un diseño de concreto siempre se debe verificar el valor de este parámetro, ya que al pasar de pesos a volúmenes esa diferencia en el valor se refleja en una proporción mayor o menor del cemento requerido.
Diferencia entre densidad real y densidad aparente
La densidad real considera únicamente el volumen ocupado por las partículas sólidas del cemento. La densidad aparente incluye también los espacios de aire que quedan entre las partículas.
Por esta razón, la densidad real puede alcanzar 3100 kg / m³, mientras que el peso volumétrico promedio empleado para estimaciones prácticas es de aproximadamente 1300 kg / m³.
La densidad aparente cambia especialmente cuando el cemento se vierte, se sacude, se compacta o permanece almacenado durante mucho tiempo. Por eso, un metro cúbico medido en una obra no siempre representa la misma masa que un metro cúbico de cemento recién producido.
Cómo convertir volumen de cemento en peso
La fórmula básica para transformar un volumen en masa es:
Peso = Volumen x Densidad.
Si se adopta para el cemento un peso volumétrico promedio de 1300 kg / m³, el cálculo se realiza de la siguiente manera:
- 1 m³ de cemento × 1300 kg / m³ = 1300 kg.
- 0,5 m³ de cemento × 1300 kg / m³ = 650 kg.
- 0,1 m³ de cemento × 1300 kg / m³ = 130 kg.
- 0,01 m³ de cemento × 1300 kg / m³ = 13 kg.
El resultado es una estimación, porque el valor real depende de la densidad aparente del cemento que se esté utilizando.
Cómo calcular el volumen a partir del peso
Para realizar la operación inversa se utiliza la fórmula:
Volumen = Peso / Densidad.
Con un peso volumétrico de 1300 kg / m³:
- 25 kg de cemento ocupan aproximadamente 0,019 m³.
- 50 kg de cemento ocupan aproximadamente 0,038 m³.
- 1300 kg de cemento ocupan aproximadamente 1 m³.
En las tiendas, el cemento se vende empaquetado en sacos de 25 kg o 50 kg, y las proporciones de hormigón, yeso y mortero se dan en fracciones de volumen.
Es decir, los componentes deben medirse no por peso, sino por volumen, y esta es la dificultad.
Cuánto cemento hay en un balde
Es más fácil con baldes, ya que puede determinar experimentalmente cuántos baldes de cemento hay en una bolsa.
Compramos una bolsa de carpeta, la vertimos en cubetas y contamos la cantidad.
Al verter el cubo, no tenemos miedo, no sellamos la carpeta.
En general, todo es sencillo.
La cantidad de cemento en un balde depende de su capacidad y de la densidad aparente del material. Si el balde tiene 12 litros y se usa el valor medio de 1300 kg / m³, el cálculo aproximado es:
- 0,012 m³ × 1300 kg / m³ = 15,6 kg.
Esta cifra es orientativa, porque el cemento no debe compactarse durante la medición.
Si hay menos cemento en tu balde o tu recipiente no es de 12 litros, o el cemento está fresco, lo cual es muy bueno, o te han vendido un ligante de baja calidad, una de las características diferenciadoras es el menor peso.
Cómo pesar un balde de cemento correctamente
Puede averiguar exactamente cuánto pesa un cubo de cemento si tiene una báscula convencional.
Primero, pese el recipiente, agregue aglutinante. Pero no debe compactarse de ninguna manera.
Simplemente vierte la sustancia de la bolsa o usa una pala para tirarla del montón.
Coloque la balanza y reste la tara de la cifra resultante.
La operación correcta es:
Peso del cemento = peso del recipiente lleno − peso del recipiente vacío.
Este procedimiento permite obtener el peso real del cemento utilizado, en lugar de aplicar una densidad promedio que puede no coincidir con el estado concreto del producto.
Influencia de la marca y la composición
En los últimos años se ha utilizado cemento con grado M400 y no inferior, a pesar de que es más caro.
El segundo punto que obliga al uso de cementos de alta calidad es que ganan resistencia más rápido que los cementos de baja calidad.
El cemento Portland es de color verde grisáceo, el cemento Portland de escoria es gris con un tinte azulado.
Estas son las marcas que pueden llamarse buenas.
El cemento que se utilizó en el diseño fue el MM/B(P-C)-28, uno de los más comunes en el mercado y para obtener el peso específico de este se utilizó el ensayo correspondiente bajo la normas ASTM 188-95, AASHTO T-133 (8).
En el presente artículo, se exhibirán los resultados experimentales obtenidos al dosificar concretos bajo la metodología ACI-211.1-91, utilizando cementos mixtos adicionados como el tipo MM/B(P-C)-28, el cual tiene adiciones de puzolanas, caliza y yeso.
La metodología está basada en cementos puros con factores clinker de hasta 95% que en el caso del cemento utilizado este factor posee un valor entre el 65% y 79%.
Para el caso del cemento que se utilizó en esta investigación, el MM/B (P-C)-28, se buscó utilizar el valor indicado en el cuadro 3.
Cómo influye la composición en el peso específico
Una vez caracterizados los agregados que se utilizaron en el trabajo y bajo la hipótesis que el factor de los cementos que produce una variación en el peso específico son las adiciones (debido a que el factor clinker en algunos casos es el mismo para diferentes tipos de cementos siendo la única variante la composición de las adiciones como las calizas, puzolanas, escoria de Alto Horno y humo de sílice).
El parámetro del peso específico requerido no se encuentra en dicha investigación por lo que se debió proceder con la realización del ensayo correspondiente para obtener el dato.
El cemento que se utilizó en el diseño fue el MM/B(P-C)-28, uno de los más comunes en el mercado y para obtener el peso específico de este se utilizó el ensayo correspondiente bajo la normas ASTM 188-95, AASHTO T-133 (8).
La metodología más utilizada para proporcionar concreto es la del ACI, dando como resultado los pesos de las cantidades de materiales que componen el concreto (Agregados, Agua y Cemento) para lograr obtener la resistencia final requerida a los 28 días de edad.
En este aspecto esta metodología puede dar los resultados por pesos, pero también se pueden transformar a volúmenes que en la práctica facilita el proceso de dosificación del concreto.
Por qué el cemento envejecido puede pesar más
Por lo tanto, comprar cemento para uso futuro no es una buena decisión.
Si tiene rancio, al amasar, la cantidad debe aumentarse de 2 a 4 veces, dependiendo de la vida útil.
También es deseable agregar aceleradores de endurecimiento a la composición.
Dado que, además de la pérdida de resistencia, durante el almacenamiento a largo plazo, el tiempo de endurecimiento aumenta considerablemente.
Durante el almacenamiento y el transporte, se compacta y humedece.
El cemento compactado puede ocupar menos volumen y, al mismo tiempo, presentar una masa mayor por cada cubo medido. La humedad también altera sus propiedades y puede provocar la formación de grumos.
Cómo comprobar la frescura del cemento
El razonamiento habitual es que los fabricantes reclaman más durabilidad de lo que realmente son.
Quizás sea así, pero tenga en cuenta que el fabricante garantiza la resistencia declarada durante 2-3 meses a partir de la fecha de producción.
Entonces, al comprar, preste atención a la "frescura" del aglutinante.
Por lo tanto, no debe comprar cemento empaquetado en almacenes de materiales de construcción, porque no está claro cuándo se produjo.
Si el cemento Portland se empaqueta en la planta, la fecha se fecha inmediatamente.
Es fácil navegar aquí.
No se sabe cuánto tiempo estuvo el cemento en el almacén.
La fecha de embalaje, si lo hacen, no nos dará nada.
El segundo punto que obliga al uso de cementos de alta calidad es que ganan resistencia más rápido que los cementos de baja calidad.
| Cemento | Condiciones indicadas | Resistencia aproximada alcanzada |
|---|---|---|
| M500 | 3-4 días, temperatura no inferior a + 20 °C y suficiente humedad | 50% |
| M400 | 7-8 días, mismas condiciones | 50% |
Por ejemplo, el hormigón de cemento Portland M500 ganará un 50% de resistencia después de 3-4 días (a una temperatura no inferior a + 20 ° C y suficiente humedad).
Cuando se usa la marca M400 en las mismas condiciones, es necesario esperar el 50% de la concentración durante 7-8 días.
Consecuencias de calcular mal el peso específico
Para poder transformar las cantidades de peso a volumen se usa el parámetro de peso específico del cemento.
Una vez caracterizado los materiales se dosificó concreto bajo la metodología del ACI 211.1-91. utilizando un peso específico para el cemento de 3,18 transformando así los pesos obtenidos a volúmenes, para producir 50 litros de concreto.
Obtenidos los datos del primer diseño se verificó el valor del peso específico del cemento utilizado según la norma ASTM C 188-95, dando un valor distinto al usualmente utilizado por los laboratorios.
Los especímenes preparados se fallaron para la comprobación de la resistencia a la compresión a los 28 días y en este primer diseño la resistencia con el valor de peso específico de cemento de 3,18 para obtener una resistencia final de 280 kg/cm2.
En una segunda comprobación se volvió a diseñar para la misma resistencia, pero con un valor para peso específico de 2,81 y en este caso el resultado promedio de la resistencia a los 28 días fue de 185,79 kg/cm2 con una desviación estándar de 1,10 kg/cm2.
Esta diferencia de casi 100 sacos de cemento podría estar faltando o estar sobrando en una obra de construcción.
Los costos económicos se pueden cuantificar en el aumento de hasta un 10% y también en un concreto ese faltante de cemento puede bajar de manera considerable la resistencia final requerida o en caso contrario, sería un exceso que puede provocar problemas de sobre rigidez, sobre costos y resistencias muy altas para lo requerido.
En recientes investigaciones realizadas en Costa Rica sobre el diseño de concreto como la del Instituto Costarricense del Cemento y el Concreto (ICCYC), en el año 2020, se determinó que un 45% del concreto utilizado en la GAM (Gran Área Metropolitana) no cumple con la resistencia mínima a la compresión especificada por el Código Sísmico de Costa Rica: 210 kg/cm2 o 20,594 MPa.
Cómo se calcula el peso del hormigón armado
El hormigón armado es la mezcla de concreto y refuerzo de acero.
Esta mezcla proporciona una estructura más fuerte y resistente que el hormigón solo.
El peso del hormigón armado depende de dos factores principales: el peso del hormigón y el peso del acero de refuerzo incluido en él.
Calcular el peso del hormigón armado no es tan complicado como parece. Se basa en el volumen del hormigón y la densidad del material.
La fórmula es simple: Peso = Volumen x Densidad.
El hormigón tiene una densidad aproximada de unos 2,400 kg/m³ (kilogramos por metro cúbico).
Esto significa que un metro cúbico de hormigón puro pesa alrededor de 2,400 kilogramos.
El acero utilizado en el hormigón armado varía en cantidad según el diseño y la función estructural.
Generalmente, puede representar entre el 1% y el 5% del volumen total de la sección de hormigón armado.
El acero tiene una densidad mucho más alta, alrededor de 7,850 kg/m³.
Para calcular el peso total del hormigón armado, se debe considerar tanto el volumen como la proporción de hormigón y acero.
Por ejemplo, en un metro cúbico de hormigón armado con un 2% de acero, el peso total sería la suma del peso del hormigón (aproximadamente 2,400 kg) más el peso del acero (2% de 1 m³ de acero a 7,850 kg/m³).
Este cálculo es una simplificación y el peso exacto puede variar dependiendo de las especificaciones exactas del hormigón armado utilizado en un proyecto en particular.
Si tienes una zapata de 1,5 m³ de hormigón armado, su peso rondará los 3.600 kg.
Como acabamos de ver, la respuesta rápida es: unos 2.400 kg.
Como hemos señalado al principio del artículo, el dato anterior aplica al hormigón estructural convencional, pero hay casos en los que el peso puede variar (y de forma notable además).
Diferencia entre hormigón, hormigón armado y hormigón aligerado
El concreto es el material más utilizado en la industria de la construcción en México debido a su resistencia, durabilidad y capacidad de adaptación a múltiples sistemas constructivos.
Sin embargo, su gran desventaja es su peso.
El concreto armado es una combinación de hormigón y acero.
El hormigón aligerado es menos denso y pesado que el hormigón armado.
Se utiliza principalmente para reducir la carga total de una estructura, pero no tiene la misma resistencia que el hormigón armado.
Concreto con aligerantes volumétricos:Esferas de poliestireno, envases vacíos, etc.
Aunque el concreto aligerado reduce peso significativamente, no todas sus versiones son estructurales.
Rocapanel es un sistema constructivo diseñado para ofrecer una solución ligera, rápida de instalar y altamente eficiente para muros y envolventes.
En arquitectura y construcción en México, cada kilogramo cuenta.
El concreto armado seguirá siendo indispensable para la estructura pesada, pero cuando se trata de muros y elementos donde el peso afecta la eficiencia, el concreto aligerado y los sistemas ligeros son alternativas superiores.
Ventajas e inconvenientes del hormigón armado
Ventajas
- Resistencia: Es extremadamente fuerte y resistente.
- Durabilidad: Tiene una larga vida útil.
- Versatilidad: Puede ser moldeado en casi cualquier forma.
Inconvenientes
- Peso: Puede ser demasiado pesado para ciertas estructuras.
- Coste: Generalmente, es más caro que el hormigón simple.
- Corrosión del acero: Si no se maneja adecuadamente, el acero puede corroerse.
Procedimiento práctico para comprar y dosificar cemento
- Determine el volumen de concreto / mortero que se requerirá.
- Compruebe si las proporciones están expresadas en peso o en volumen.
- Verifique la marca y la composición del cemento.
- Preste atención a la "frescura" del aglutinante.
- Considere que el cemento puede compactarse y humedecerse durante el almacenamiento.
- Utilice el peso específico real cuando el diseño requiera transformar masas en volúmenes.
- Para una medición práctica, pese el recipiente vacío y después el recipiente lleno sin compactar el cemento.
- Reste la tara del peso total para obtener la masa del cemento.
La presente información permite estimar cuánto pesará un cuadrado de cemento y diferenciar ese valor del peso de un cubo de hormigón convencional o de hormigón armado.