Guía Técnica sobre Aditivos y Diseños de Mezcla para Concreto según las Condiciones del Suelo

La calidad y desempeño del concreto dependen en gran medida de su formulación (diseño de mezcla) y de cómo esta se adapta a las condiciones del terreno donde se coloca. En México, los fabricantes de concreto deben considerar la diversidad de suelos (arcillosos, arenosos, limosos, expansivos, etc.), así como el clima y ambiente, para garantizar mezclas durables y seguras. Esta guía aborda de forma técnica pero accesible cómo seleccionar aditivos y ajustar las mezclas de concreto de acuerdo con el tipo de suelo y las condiciones ambientales, alineándose con normativas nacionales e internacionales (ASTM, ACI, NMX) para asegurar validez científica y buenas prácticas.

Nos enfocaremos en: (1) los principales tipos de suelo en obra y su impacto en la formulación del concreto, (2) los aditivos comunes para concreto (plastificantes, retardantes, acelerantes, inclusores de aire, superplastificantes, etc.) y cómo elegirlos según el ambiente y el suelo, y (3) las mezclas recomendadas bajo distintas condiciones de humedad, presencia de sales, temperatura y cargas estructurales. Al final, incluimos tablas comparativas que relacionan tipos de suelo con aditivos recomendados y mezclas sugeridas para distintos entornos, todo acompañado de explicaciones técnicas clave con respaldo de fuentes confiables.

Tipos de suelo y su impacto en la formulación del concreto

4 tipos de suelo ©Maquinas y Herramientas Gamex SA de CV

El tipo de suelo sobre el que se vacía o apoya una estructura de concreto influye en los requerimientos de la mezcla y en las precauciones a tomar. Diferentes suelos presentan desafíos distintos: algunos retienen agua y pueden deformarse(como arcillas expansivas), otros drenan rápidamente la humedad (arenas y gravas), e incluso ciertos suelos contienen sales agresivas que pueden atacar químicamente al concreto. A continuación describimos los principales tipos de suelo y su impacto:

• Suelos arcillosos y limosos (arcilla, fango): Son finos y cohesivos; retienen agua y pueden cambiar de volumen con la humedad. En particular, las arcillas de alta plasticidad tienden a expandirse o contraerse significativamente al variar su contenido de agua. Este fenómeno de suelos expansivos puede generar levantamientos y asentamientos diferenciales que agrietan las estructuras. Además, las arcillas suelen albergar sulfatos u otras sales naturales que atacan al cemento hidratado. Al formular concreto en suelos arcillosos, se busca minimizar la adición de agua(para no agravar la humedad del terreno) y a veces emplear cementos o aditivos resistentes a sulfatos si el suelo es químicamente agresivo. También es importante evitar colar concreto directamente sobre lodo o arcilla muy blanda; la recomendación es preparar la subrasante (por ejemplo, con una capa de material compactado o lean concrete) y asegurar una base firme y uniforme.

• Suelos arenosos y gravosos (arena, grava): Son suelos granulares con partículas gruesas, poca cohesión y alta permeabilidad. Ofrecen buena capacidad de soporte si están bien compactados, pero absorben agua rápidamente. Un terreno arenoso o de grava seca puede extraer humedad del concreto fresco por succión capilar, acelerando el fraguado y reduciendo la hidratación si no se toman medidas. Por ello, es aconsejable humedecer la subbase antes de vaciar el concreto, evitando que esta absorba el agua de la mezcla. Los concretos sobre suelos muy permeables pueden requerir una consistencia (asentamiento) un poco mayor o el uso de aditivos plastificantes para garantizar la trabajabilidad necesaria sin agregar agua en exceso. Si el clima es caluroso, también conviene planificar un curado adecuado (mantener la humedad del concreto) dado que el suelo seco más temperaturas altas pueden provocar un secado rápido.

• Suelos expansivos (arcillas expansivas): Como mencionado, no es un tipo de suelo distinto sino una condición especial de ciertas arcillas ricas en minerales como la montmorillonita. Estas arcillas pueden hincharse al absorber agua y encogerse al secarse, generando presiones y movimientos irregulares. En presencia de suelos expansivos, la formulación del concreto debe enfocarse en la durabilidad y ductilidad de la estructura: se busca un concreto con baja permeabilidad (para que el agua no infiltre fácilmente hacia la arcilla subyacente), lo cual se logra con relaciones agua/cemento reducidas y aditivos reductores de agua. Un concreto de baja permeabilidad limita la variación de humedad en el suelo expansivo bajo la losa o cimentación. Asimismo, puede ser útil incorporar fibraso diseñar juntas que controlen el agrietamiento en el concreto, ya que el suelo expansivo puede inducir esfuerzos de tracción. En casos específicos, existen aditivos expansivos para concreto (basados en óxidos de calcio, por ejemplo) que hacen que la pasta de cemento expanda ligeramente durante el fraguado, contrarrestando en parte la contracción por secado y ayudando a rellenar huecos; estos se usan más en grouting o reparaciones, pero podrían considerarse para elementos que deban mantener contacto continuo con un suelo que tiende a retraerse.

• Suelos rocosos o grava cementada: Si el terreno es muy firme (por ejemplo, roca madre, tepetate u otra base pétrea), el desafío para el concreto no proviene de la estabilidad del suelo sino de la adherencia o colabilidad. En cimentaciones sobre roca fracturada puede ser necesario usar lechadas o morteros de relleno. En estos casos, un concreto fluido con superplastificante ayuda a rellenar cavidades. El suelo rocoso no absorbe agua como la arena, pero puede presentar superficies secas; se recomienda limpiar y eventualmente saturar superficialmente la roca antes del colado para mejorar la unión.

• Suelos con alta salinidad o sulfatos: Algunos suelos (especialmente en zonas costeras, áridas o cerca de depósitos minerales) contienen concentraciones elevadas de sulfatos solubles (como sulfato de calcio, sodio o magnesio). Estos sulfatos atacan el concreto al reaccionar con los componentes hidratados del cemento (como el aluminato tricálcico), formando productos expansivos (ettringita) que causan agrietamiento y deterioro. Para suelos considerados agresivos por sulfatos, las normas internacionales (ACI, ASTM) y nacionales indican medidas especiales: por ejemplo, usar cemento resistente a sulfatos – ASTM Tipo V según ASTM C150 (o su equivalente NMX) – el cual limita el contenido de aluminatos para reducir la reacción deletérea. A mayor concentración de sulfato, más estrictas las precauciones: en exposiciones moderadas puede usarse cemento Tipo II (moderada resistencia a sulfatos) mientras que en exposiciones severas se exige Tipo V; en casos muy severos incluso Tipo V con adiciones puzolánicas suplementarias. Además, se debe mantener una relación a/c baja y asegurar un curado correcto para minimizar la penetración de sulfatos. (Ampliaremos estas recomendaciones en secciones posteriores sobre mezclas para ambientes agresivos).

"El terreno influye tanto en la ejecución del colado (ej. preparación de la base, método de curado) como en el diseño de la mezcla de concreto".

La siguiente tabla resume distintos tipos de suelo y las estrategias de aditivos/mezcla recomendadas en cada caso:

Tipo de suelo	Características e impacto	Recomendaciones de aditivos/mezcla
Arcilloso / limoso (ej. arcilla blanda, fango)	- Suelo fino, alta plasticidad. Retiene agua; puede saturarse o secarse lentamente.- Posible comportamiento expansivo si minerales activos. Puede contener sulfatos.	- Reductor de agua (plastificante): permite bajar el agua de la mezcla y mantener trabajabilidad, evitando exceso de agua en contacto con la arcilla.- Baja permeabilidad: diseño con relación agua/cemento reducida (p.ej. ≤0.50) para limitar infiltración de agua al suelo.- Cemento resistente a sulfatos: si el suelo tiene sulfatos significativos, usar cemento Tipo V o adicionantes puzolánicos.- No colar sobre lodo: preparar una subbase firme; de ser posible, colocar una capa de concreto pobre (lean mix) antes.
Arenoso(arena suelta o compactada)	- Suelo granular de alta permeabilidad. Drena y absorbe agua rápidamente.- Baja cohesión; requiere buena compactación para soportar cargas.	- Pre-humedecer subrasante: terreno húmedo antes del colado para que no absorba el agua de la mezcla.- Plastificante: reduce el agua necesaria manteniendo la consistencia, útil dado que la arena seca “roba” humedad.- Retardante (si clima cálido): dado que el suelo arenoso seco acelera la pérdida de agua, un retardador ayuda a prolongar el fraguado y evitar juntas frías en clima caluroso.
Gravoso / roca fracturada(grava, piedra)	- Suelo grueso muy permeable y estable.- Poca deformabilidad; la superficie rugosa puede absorber algo de agua inicial.	- Concreto fluido con superplastificante: facilita el llenado de huecos entre rocas sin agregar agua en exceso, logrando buena adherencia.- Vibrado y curado adecuados: aunque el suelo no se deforma, asegurar que el concreto se compacte bien en los intersticios y mantenerlo húmedo (la roca puede ser fría o seca y extraer algo de calor/humedad).
Suelos expansivos(arcilla activa)	- Arcilla con cambios de volumen significativos al variar humedad.- Causa levantamientos y asentamientos cíclicos que ponen en tensión al concreto.	- Concreto de baja permeabilidad: reducir agua/cemento y usar aditivos plastificantes para minimizar la porosidad; así se limita la variación de humedad bajo la estructura.- Impermeabilizantes integrales: opcionalmente, aditivos hidrofugantes que reducen la transmisión de humedad a través del concreto en contacto con suelo húmedo.- Refuerzo y juntas adecuadas:aunque no es un “aditivo”, es crucial diseñar refuerzos (fibras, malla) y juntas de control para manejar el agrietamiento provocado por movimientos del suelo.
Suelos con sulfatos(suelo salino o químicamente agresivo)	- Suelo (o agua subterránea) con iones sulfato (SO₄²⁻) >0.2% en peso o >1500 ppm en solución, considerado ambiente agresivo.- Ataca al concreto convencional causando expansión interna y pérdida de resistencia.	- Cemento especial: utilizar cemento resistente a sulfatos (Clase MS o HS, equivalente a ASTM Tipo II o V según severidad).- Adiciones puzolánicas:incorporar ceniza volante, escoria u otra puzolana para amarrar la cal libre y reducir el aluminato susceptible.- Relación a/c baja: ≤0.45 preferentemente, para limitar la absorción de sulfatos. ACI 318 y NMX recomiendan valores máximos según la exposición (ej. 0.50 en moderada, 0.45 en severa).- Curado y protección: asegurar un curado húmedo prolongado y, si es necesario, usar recubrimientos o membranas protectoras en la parte del concreto expuesta al suelo agresivo.

Nota: Incluso con un buen diseño de mezcla, es esencial preparar correctamente el terreno. Por ejemplo, nunca se debe vaciar concreto sobre suelo congelado o demasiado fangoso; si el terreno está helado, hay que calentarlo o remover la capa afectada, y si está lodoso, se debe estabilizar o drenar. Una base uniforme y condiciones controladas permiten que el concreto fragüe y cure en forma adecuada sobre cualquier tipo de suelo.

Tipos de arenas y gravas. ©Maquinas y Herramientas Gamex SA de CV

Aditivos comunes y cómo seleccionarlos según el ambiente y el suelo

“La clave está en seleccionar el aditivo adecuado según el suelo, el clima y el propósito estructural del concreto.”

Los aditivos químicos para concreto son componentes adicionales (distintos del cemento, agua y agregados) que se incorporan durante el mezclado en pequeñas proporciones para modificar las propiedades del concreto fresco o endurecido. Según la clasificación establecida en normas como ASTM C494 (Standard Specification for Chemical Admixtures for Concrete) y su equivalente mexicana NMX-C-255, los aditivos se dividen en categorías dependiendo de su efecto principal. Los cinco tipos básicos son:

• Plastificantes o reductores de agua (Tipo A): reducen la cantidad de agua requerida para una misma trabajabilidad (slump), aumentando la cohesión y la resistencia final del concreto al disminuir la relación agua/cemento. Funcionamiento: estas sustancias producen una carga electrostática en las partículas de cemento que las dispersa (repulsión), facilitando la hidratación y fluidificando la mezcla. Efecto: permiten reducir ~10% del agua de la mezcla manteniendo la consistencia, logrando la misma resistencia con menos cemento o mayor resistencia con la misma dosificación. Son útiles en prácticamente cualquier condición de suelo, ya que un menor contenido de agua mejora la calidad del concreto (menos porosidad, menos retracción). Por ejemplo, en suelos arcillosos ayudan a evitar que se agregue agua excesiva (la cual podría quedar retenida en la arcilla) y en suelos arenosos compensan la demanda de agua de la arena. Muchos plastificantes comunes se formulan a base de lignosulfonatos modificados u otros polímeros y se dosifican típicamente entre 0.2% y 0.5% del peso de cemento.

• Superplastificantes o reductores de agua de alto rango (Tipo F o G): son aditivos más potentes que los plastificantes convencionales, logrando reducciones de agua del 15% al 25% o más, y se usan para producir concretos de muy alta fluidez o alta resistencia. Permiten elaborar concretos autocompactantes o de asentamiento muy alto sin segregación, así como mezclas con relaciones agua/cemento muy bajas (≤0.40) para resistencias superiores a 600 kg/cm² (60 MPa). Uso recomendado: en elementos con armados densos donde se requiere alta trabajabilidad (p.ej. muros esbeltos, prefabricados), en concretos de alto desempeño (HPC) para cargas estructurales elevadas, o cuando se vacía concreto mediante bombeo a grandes distancias. Estos aditivos, a menudo basados en policarboxilatos, deben agregarse poco antes de la colocación ya que su efecto superfluidificante puede ser temporal (pierde efectividad tras ~30-60 minutos). Bajo condiciones de calor, los superplastificantes también ayudan a compensar la pérdida de revenimiento. Las normas ASTM C494/NMX-C-255 los contemplan como Tipo F (reductor de agua de alto rango) o Tipo G (alto rango y retardante combinado). Por ejemplo, un superplastificante típico cumple con ASTM C494 Tipo A y F a la vez. En resumen, se seleccionan superplastificantes cuando se necesita máxima reducción de agua (para alta resistencia o baja permeabilidad) o máxima fluidez (para colar fácilmente en geometrías complicadas) sin sacrificar desempeño.

• Aditivos acelerantes (Tipo C o E): acortan el tiempo de fraguado inicial y/o aumentan la velocidad de desarrollo de resistencia del concreto. Aplicación principal: colocación en clima frío o cuando se requiere alta resistencia temprana. Al reducir el tiempo que el concreto permanece fresco, se mitiga el riesgo de congelación inicial en climas fríos y se puede remover cimbras o abrir al servicio más pronto. Clásicamente el acelerante más conocido es el cloruro de calcio (CaCl₂), muy eficaz para ganar resistencia rápidamente, pero su uso está limitado por inducir corrosión en el acero de refuerzo. Por ello, en concreto reforzado se emplean acelerantes sin cloruros (basados en nitratos, formatos o tiocianatos de calcio, entre otros compuestos). Estos suelen dosificarse según indicaciones del fabricante (p.ej. 500 mL a 2000 mL por cada 100 kg de cemento, en el caso de acelerantes libres de cloruro). Selección según ambiente: en obras con temperaturas ambientales bajas (generalmente >0 °C pero <5 °C), un acelerante acelera la hidratación compensando la lentitud de las reacciones a esas temperaturas. ACI 306R (concreción en clima frío) recomienda considerar acelerantes cuando la temperatura del concreto cae por debajo de ~10 °C. También se usan acelerantes en reparaciones urgentes o concretes proyectados (shotcrete) donde se necesita un fraguado casi instantáneo. En suelos muy húmedos o fríos, acelerar el fraguado puede ser útil para reducir el tiempo en que el concreto plástico está expuesto al agua o para alcanzar cierta resistencia antes de que el terreno congelado comience a descongelarse. Precaución: algunos acelerantes incrementan la contracción por secado, así que puede ser necesario un curado más estricto para evitar fisuras.

• Aditivos retardantes (Tipo B o D): hacen lo opuesto a los acelerantes, es decir, retrasan la reacción de fraguado del cemento. Aplicación principal: colocación en clima cálido o en elementos voluminosos donde se desea un fraguado controlado. En temperaturas altas (>30 °C), el concreto tiende a fraguar muy rápido, lo que puede causar juntas frías entre capas de colado o dificultades para terminar la superficie. Un retardante de fraguado prolonga el tiempo manejable del concreto, manteniéndolo plástico por más tiempo. Esto es esencial en vaciados grandes (losas extensas, cimentaciones masivas) bajo sol y calor, donde sin retardador una parte del concreto podría endurecer antes de terminar de colocar el resto. También son útiles si el tránsito o la logística implican tiempos largos entre la planta y la obra. Ejemplos: lignosulfonatos modificados, azúcares, ácidos hidroxi-carboxílicos (citratos) y boratos son compuestos usados como retardantes. Las dosis típicas van de 0.1% a 0.5% del cemento. Selección según ambiente: en climas cálidos es casi estándar incluir un aditivo retardante o un plastificante retardante (Tipo D) para evitar problemas de colocación. De hecho, el ACI 301 permite temperaturas del concreto por encima de 32 °C solo si se usan retardantes para controlar el fraguado. En suelos muy permeables o secos (arenas calientes), un retardante puede contrarrestar la pérdida de humedad rápida. No se recomienda retardar en exceso en clima frío o en elementos delgados, pues podría demorar demasiado el setting. Muchos aditivos comerciales combinan funciones (ejemplo: un plastificante Tipo D según ASTM C494 es reductor de agua y retardante a la vez, útil en clima cálido para mantener trabajabilidad prolongada).

• Aditivos inclusores de aire (Air entrainers): incorporan micro-burbujas de aire distribuidas uniformemente en la mezcla. Estas burbujas actúan como “amortiguadores” de la presión interna cuando el agua dentro del concreto se congela y expande; por lo tanto, mejoran drásticamente la resistencia del concreto al ciclo hielo-deshielo. Son fundamentales en climas fríos donde las estructuras de concreto pasan por congelamiento y deshielo, o cuando están expuestas a sales descongelantes. Además, la inclusión de aire suele mejorar la trabajabilidad del concreto plástico y reducir la segregación y el sangrado (exudación de agua) en mezclas con agregados pobres en finos. Dosificación: típicamente 0.05% a 0.15% del peso de cemento, buscando un contenido de aire intencional de ~4% a 6% en el concreto (para estructura expuesta a la intemperie). Selección según ambiente: en México, el uso de inclusores de aire está más asociado a concretos para pavimentos, pistas o estructuras en zonas de alta montaña (donde puede helar). En la mayor parte del territorio con clima templado o cálido no serían prioritarios, pero si existe la posibilidad de temperaturas bajo cero, este aditivo es crucial para prevenir daños por congelación. Incluso en ausencia de congelamiento, pequeñas dosis de aire a veces se usan para mejorar la cohesión en concretos bombeados o reducir el riesgo de segregación en mezclas fluidas. La norma ASTM C260 y la NMX-C-418 (Norma Mexicana para inclusores de aire) establecen especificaciones para estos aditivos.

• Otros aditivos especializados: Existen otros tipos para necesidades específicas. Por ejemplo, aditivos impermeabilizantes (hidrófugos) que cristalizan o sellan los poros del concreto para volverlo prácticamente impermeable al agua – útiles en cimentaciones en contacto constante con humedad, sótanos o tanques (estos aditivos a prueba de agua reducen la transmisión de humedad a través del concreto en contacto con suelos húmedos). También hay inhibidores de corrosión (protegen las varillas en ambientes con cloruros, como suelo marino), aditivos anticongelantes (permite colar por debajo de 0 °C bajando el punto de congelación del agua, aunque su uso es limitado), aditivos reductores de retracción (mitigan la fisuración por secado en elementos grandes), entre otros. Cada uno debe seleccionarse caso por caso. Las normas de ACI 212 proporcionan guías sobre el uso de muchos de estos aditivos especiales, y en México la NMX-C-255 y la normativa N-CMT-2-02-004/04(Secretaría de Comunicaciones y Transportes) incluyen requisitos para su desempeño.

Enfoque de selección: La decisión de qué aditivos usar dependerá de las condiciones particulares de la obra (tipo de suelo, ambiente, requisitos de la estructura). Por ejemplo, en un clima cálido sobre suelo arenoso seco, probablemente usemos un plastificante retardante (obteniendo los beneficios de ambos) para mantener el concreto trabajable y evitar un fraguado prematuro. En cambio, en un clima frío sobre suelo húmedo, optaremos por un acelerante sin cloruros para garantizar que el concreto desarrolle resistencia rápidamente y no quede vulnerable al hielo. Si además hay riesgo de heladas, añadiremos un inclusor de aire. Para una cimentación en suelo con sulfatos, priorizaremos cemento y agregados adecuados, apoyados quizá por reductores de agua para bajar la porosidad, en vez de confiar en un aditivo químico específico (ya que no hay un "antídoto químico" directo contra sulfatos aparte de la composición del cemento y uso de puzolanas). La siguiente sección integrará estas consideraciones en recomendaciones de mezcla completas según distintas condiciones.

Mezclas de concreto según humedad, sales, temperatura y carga estructural

En esta sección abordamos cómo ajustar la diseño de mezcla del concreto (proporciones, tipo de cemento y uso de aditivos) para responder a condiciones ambientales específicas y requisitos estructurales. Las condiciones más relevantes a considerar son:

• Humedad del suelo: Si el suelo está muy húmedo, saturado o con un nivel freático alto.

• Presencia de sales agresivas en el terreno: Principalmente sulfatos en el suelo o agua subterránea, pero también cloruros en ambientes marinos que puedan penetrar desde el subsuelo.

• Temperatura ambiente durante el colado y curado: Climas cálidos extremos vs. climas fríos o riesgo de congelamiento.

• Carga estructural esperada: Si el elemento de concreto soportará cargas muy elevadas (p.ej. cimientos para columnas pesadas, losas industriales, muros de contención) que requieran altas resistencias y desempeño superior.

A continuación, se presentan sugerencias técnicas de mezclas para estas condiciones. Cabe notar que no se trata de fórmulas exactas universales, sino de lineamientos respaldados por normas (ACI 318, ACI 305/306, ASTM C94, NMX, etc.) y la práctica de ingeniería, los cuales deben ajustarse en el laboratorio de acuerdo a materiales locales.

Condición del entorno	Diseño de mezcla y aditivos recomendados
Suelo muy húmedo o nivel freático alto(cimentación permanentemente en contacto con agua)	Objetivo: concreto impermeable y durable en contacto constante con humedad. - Relación a/c baja: Máx. 0.50 o incluso 0.45. Una baja relación agua/cemento reduce la porosidad y absorción del concreto, volviéndolo menos permeable. Se logra reduciendo agua e incorporando plastificantes. - Aditivo plastificante o superplastificante: Para compensar la reducción de agua y mantener la trabajabilidad necesaria. Esto permite un concreto denso sin sacrificar la facilidad de colocación. - Aditivo impermeabilizante integral (opcional): Por ejemplo, aditivos cristalinos o hidrofóbicos que bloquean los poros. Útiles en muros de sótano, losas sobre subsuelo saturado, etc., para prácticamente anular la absorción capilar. - Cemento compuesto o con adiciones: Usar cementos con puzolana (CPC) o añadir humo de sílice, que ayudan a refinar la microestructura haciéndola menos permeable. - Curado exhaustivo:Mantener el concreto húmedo los primeros 7 días mínimo para asegurar la hidratación completa en presencia de agua externa (paradójicamente, un concreto diseñado para ser impermeable necesita curarse bien para que desarrolle esa impermeabilidad).
Suelo con presencia de sulfatos (ambiente químicamente agresivo)	Objetivo: concreto resistente a ataques químicos (sulfato) y durable. - Cemento resistente a sulfatos: Emplear cementos Clase MS o HS (Moderada o Alta Resistencia a Sulfatos) conforme ASTM C150 / NMX, equivalentes a Tipo II o V. Estos cementos limitan el C₃A, reduciendo la formación de etringita expansiva. - Uso de adiciones puzolánicas: Incorporar materiales cementantes suplementarios (puzolanas) como ceniza volante tipo F, escoria granulada de alto horno o metacaolín. Estos reaccionan con la cal libre y mitigan la reacción deleterea con sulfatos, aumentando la durabilidad. - Reductor de agua: Aditivos plastificantes para lograr la trabajabilidad con el mínimo agua. Así se logra una estructura interna más densa y menos penetrable por las soluciones de sulfato. - Relación a/c controlada: Según ACI y normas mexicanas, mantener a/c ≤ 0.50 para exposición moderada, ≤ 0.45 para severa y ≤ 0.40 para muy severa (con puzolana). Esto suele resultar en concretos de ≥280 kg/cm² (f'c ≥ 28 MPa) para cumplir con estos límites. - Sin cloruros: Asegurarse de que los aditivos usados (ej. acelerantes) no contengan cloruros, ya que en suelos sulfatados a menudo también hay cloruros; minimizar cualquier factor que promueva corrosión de acero es importante en ambientes agresivos.
Clima cálido extremo durante colado(> 30-35 °C, baja humedad, mucho viento)	Objetivo: concreto manejable y uniforme a pesar del calor, evitando fraguado prematuro y fisuras por retracción plástica. - Aditivo retardante de fraguado: Indispensable para retrasar la hidratación del cemento y extender el tiempo de trabajabilidad bajo calor. Previene juntas frías y permite un acabado adecuado, especialmente en vaciados grandes. - Reductor de agua (incluso superplastificante): En climas cálidos aumenta la demanda de agua y la evaporación rápida puede subir la consistencia requerida. Un plastificante (o superplastificante) ayuda a mantener la fluidez sin agregar agua extra, contrarrestando el aumento de demanda por la temperatura. Esto también reduce la generación de calor interno al limitar el contenido de cemento necesario para cierta trabajabilidad. - Bajar la temperatura de la mezcla: Aunque no es un aditivo, es una técnica de mezcla importante: usar agua fría o hielo en la dosificación, sombrear los agregados y el silo de cemento, enfriar el tambor, etc.. Un concreto más frío fragua más lentamente y agrieta menos. (Algunos aditivos modernos llamados controladores de hidratación también pueden usarse, que actúan casi como un “apagador” temporal del cemento). - Curado inmediato: En clima cálido, aplicar curado mediante membrana de curado, agua nebulizada o cubiertas apenas terminado el acabado, para evitar la pérdida de agua superficial. ACI 305R enfatiza el curado oportuno para minimizar agrietamientos.
Clima frío o con riesgo de heladas(< 5 °C, o noches bajo 0 °C)	Objetivo: concreto que fragüe y gane resistencia adecuadamente en frío, sin sufrir daños por congelamiento temprano. - Aditivo acelerante (no clorurado): Recomendada su adición para acelerar la tasa de fraguado y desarrollo resistente a bajas temperaturas. Esto ayuda a que el concreto pase menos tiempo en estado plástico (vulnerable) y comience a endurecer generando calor de hidratación. Dosis típicas según indicaciones del proveedor, evitando exceder para no generar demasiada contracción. menciona que los aceleradores permiten que la mezcla no permanezca plástica por periodos prolongados en clima frío, reduciendo el riesgo de congelación. - Cemento de alta resistencia inicial: Si es posible, utilizar cemento Portland Tipo III (alto temprano) o añadir un 10-15% más de cemento a la mezcla. Esto complementa al acelerante y asegura una ganancia de resistencia más rápida. Cuidado: aumentar mucho el cemento eleva el calor, pero en frío moderado esto ayuda.- Inclusor de aire: Si el concreto endurecido estará expuesto a ciclos de congelación y deshielo (por ejemplo, zapatas superficiales en climas donde hiela, o pavimentos exteriores), incluir 4-6% de aire atrapado mediante aditivo inclusor. Esto es crucial para durabilidad en clima frío extremo. Para elementos completamente enterrados puede no ser necesario, pero generalmente cualquier estructura en ambiente frío húmedo se beneficia del aire incluido para evitar daños internos. - Protección y curado térmico: Nuevamente, no es aditivo pero es vital: en clima frío se debe mantener la temperatura del concreto recién colocado por encima de 10 °C por al menos 2 días (usando mantas aislantes, curado con calor, etc.). Los acelerantes ayudan, pero aún así hay que evitar que el concreto se enfríe demasiado pronto.
Cargas estructurales elevadas(requerimientos de alta resistencia > 300 kg/cm², o alta durabilidad)	Objetivo: concreto de alto desempeño mecánico (alta resistencia y módulo) y durable bajo servicio pesado. - Diseño de alta resistencia: Usar relación agua/cemento baja (0.40 o menor) para lograr resistencias características superiores (f’c 350, 400 kg/cm² o más según necesidad). Esto típicamente requiere superplastificantes para viabilizar la mezcla con tan poca agua. Los superplastificantes permiten concretos de muy alta resistencia al posibilitar bajas relaciones a/c sin pérdida de trabajabilidad, e incluso son indispensables más allá de cierto rango resistente. destaca que estos aditivos hacen posible el desarrollo de concretos de muy alta resistencia. - Cemento y adiciones: Emplear cementos de alta resistencia (como CPC 40 o CPP) y adicionar microsílice (humo de sílice) o metacaolín si se busca resistencia >600 kg/cm². La microsílice refuerza la matriz y eleva la resistencia ~15-20%, pero requiere superplastificante ya que aumenta la viscosidad. - Aditivos adicionales según ambiente: Si, además de cargas altas, el elemento estará en clima cálido, sumar retardante; si es clima frío, usar acelerante (pero ojo: no usar CaCl₂ en concretos preesforzados o con altas resistencias pues puede generar corrosión acelerada). En ambientes agresivos, usar inhibidores de corrosión si hay riesgo para las armaduras. - Curado interno y externo: Para maximizar la resistencia real alcanzable, puede usarse un aditivo curing aid o expansor que retenga agua para curado interno, y complementar con curado externo (mantas húmedas, membranas). Las altas resistencias solo se logran si la hidratación es óptima.

Explicación de términos clave: Al hablar de mezclas de concreto, hemos mencionado conceptos técnicos que resumimos brevemente a modo de glosario:

• Relación agua/cemento (a/c): Proporción entre la masa de agua y la masa de cemento en la mezcla. Es crítica: valores bajos implican concreto más resistente y duradero (pero menos trabajable), valores altos facilitan el manejo pero producen concreto débil y poroso.

• Trabajabilidad: Facilidad de colocar y consolidar el concreto fresco en moldes o cimbras, usualmente cuantificada por el asentamiento (slump). Un concreto trabajable se acomoda en el encofrado y rodea las armaduras sin esfuerzos excesivos ni dejar huecos.

• Fraguado inicial: Momento en que el concreto pasa de plástico a sólido (pierde su fluidez). Aditivos acelerantes o retardantes modifican cuánto tarda en ocurrir este evento.

• Resistencia a la compresión (f’c): Capacidad del concreto endurecido para soportar carga de compresión, medida en probetas estándar a 28 días. Depende de la a/c, del cemento, aditivos y curado. Se expresa en MPa o kg/cm².

• Sulfato y ataque sulfatado: Los sulfatos son sales que pueden provenir del suelo o agua; reaccionan con componentes del concreto causando expansión interna. El ataque sulfatado se combate con cementos especiales y diseño de mezcla adecuado.

• Concreto permeable vs impermeable: Un concreto es permeable si su red de poros permite el paso fácil de agua/iones; impermeable si tiene poros desconectados o llenos de productos que bloquean el paso del agua. La impermeabilidad se logra con baja a/c, aditivos reductores de agua y/o impermeabilizantes, y buen curado.

• Junta fría: Unión no planificada que ocurre cuando una parte del concreto fragua antes de colocar la siguiente capa, generando una discontinuidad débil. Los retardantes ayudan a evitar esto extendiendo el tiempo de fraguado.

• Curado: Mantenimiento de condiciones de humedad y temperatura adecuadas después del colado para que el concreto desarrolle su resistencia potencial. En clima cálido es crucial evitar la desecación rápida (curado con agua o selladores), y en clima frío evitar la congelación.

Conclusiones y recomendaciones finales

Adaptar la mezcla de concreto a las condiciones del terreno y el ambiente es indispensable para lograr estructuras duraderas y seguras. Hemos visto que el tipo de suelo influye en consideraciones como la necesidad de reducir la permeabilidad (en arcillas expansivas o suelos húmedos), la elección del tipo de cemento (suelos con sulfatos requieren cementos especiales) y las precauciones de colocación (suelos muy secos requieren prehumedecerse, suelos blandos requieren estabilización). Asimismo, los aditivos químicos proveen herramientas valiosas para ajustar el comportamiento del concreto fresco y endurecido: desde plastificantes que mejoran la resistencia reduciendo agua, hasta acelerantes que aseguran un fraguado seguro en climas fríos, o inclusores de aire que protegen contra ciclos de hielo-deshielo. La selección correcta de aditivos, conforme a normas ASTM C494, ACI 212 y NMX-C-255, permite optimizar la mezcla para cada situación.

“Un concreto óptimo nace de la combinación entre buena fórmula, materiales de calidad, aditivos bien elegidos y equipos confiables.”

Es importante recalcar que todas estas recomendaciones deben validarse mediante ensayos y un control de calidad riguroso. Antes de un vaciado importante, es conveniente hacer pruebas de laboratorio o en obra simulando las condiciones (por ejemplo, si se usará retardante en clima cálido, verificar el tiempo de fraguado en condiciones de temperatura similar; si se formula un concreto para suelo con sulfatos, hacer ensayos de durabilidad acelerada, etc.). Además, la asesoría de un ingeniero civil especializado en tecnología del concreto es fundamental para interpretar las normativas ACI, ASTM y NMX aplicables a cada proyecto.

Por último, cabe mencionar que la ejecución exitosa de un concreto técnicamente diseñado requiere también de un equipamiento adecuado en planta y obra. Contar con sistemas de dosificación precisos y equipos de mezcla y transporte eficientes garantiza que las proporciones calculadas y aditivos dosificados realmente se reflejen en cada carga de concreto. Por ejemplo, el uso de silos para cemento bien calibrados, bandas transportadoras y plantas dosificadoras confiables (como las fabricadas por HEGAMEX en México) ayuda a mantener la uniformidad y calidad de la mezcla en producciones industriales, evitando variaciones que pudieran contrariar el diseño técnico. En síntesis, un concreto óptimo surge de la suma de una buena fórmula + materiales de calidad + aditivos adecuados + procedimientos correctos.

Referencias Bibliográficas:

• ACI Committee 305. (2020). Hot Weather Concreting (ACI 305R-20). American Concrete Institute.

• ACI Committee 306. (2021). Cold Weather Concreting (ACI 306R-21). American Concrete Institute.

• ASTM International. (2017). ASTM C494/C494M-17 Standard Specification for Chemical Admixtures for Concrete.

• ONNCCE. (2017). NMX-C-255-ONNCCE-2017: Industria de la Construcción – Aditivos químicos – Especificaciones.

• PCA – Portland Cement Association. (2016). Design and Control of Concrete Mixtures (16th ed.).

• IMCYC – Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto. (2015). Manual de Diseño de Mezclas de Concreto.

• Imperquimia. (2022). Ficha técnica de aditivos expansores.

• GCP Applied Technologies. (2023). Soluciones para suelos arcillosos y estabilización química.

• Eucomex. (2023). Catálogo de productos y aditivos conforme ASTM/NMX.

• PSI Concreto. (2021). Aditivos para concreto: tipos y sus usos. https://psiconcreto.com/blog/aditivos-para-concreto

• Treechem México. (2019). Hablando de cementos. https://treechem.com/blog/hablando-de-cementos/

• LACCEI. (2022). Cements and Sulfates in Strip Foundations. Proceedings of the LACCEI International Multi-Conference.