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Construcción de estructuras de concreto 1

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  • 1. Realizado Por: Candelario Oramas Sánchez
  • 2.
    • 1.1.- Propiedades Del Concreto Y Sus Componentes.
    • 1.2.- Mezclas en el sitio.    
    • 1.3.- Mezclas en planta.     
    • 1.4.-Transportacion del concreto.
    • 1.5.- Manejo y colocación del concreto.
    • 1.6.- Colocación del concreto bajo temperaturas extremas.
    • 1.7.- Juntas de construcción.
    • Literatura citada
  • 3.
    • El concreto es un material pétreo, artificial, obtenido de la mezcla, en proporciones determinadas, de cemento , agregados y agua . El cemento y el agua forman una pasta que rodea a los agregados, constituyendo un material heterogéneo. Algunas veces se añaden aditivos o adicionantes, que mejoran o modifican algunas propiedades del concreto.
    • El concreto simple, sin refuerzo es resistente a la compresión, pero es débil en tensión, lo que limita su aplicabilidad como material estructural. Para resistir tensiones , se emplea refuerzo de acero, generalmente en forma de barras , colado en las zonas donde se prevé que se desarrollaran tensiones bajo las acciones de servicio. (Cuevas, Robles, Villegas; 2004)
    • Las propiedades del concreto son Trabajabilidad , Consolidación , Hidratación, Tiempo de fraguado, Endurecimiento, Resistencia , Densidad .
  • 4.
    • El cemento es un material de construcción formado por la mezcla de varios elementos adhesivos. Este resistente material debe su nombre a lo que los romanos denominabas “opus caementitium”, que del latín al español es traducible como obra cementicia.
    • El cemento se conoce también por el nombre de cemento hidráulico, nombre que incluye a todas aquellas sustancias aglomerantes que hacen fraguar y endurecer la mezcla con agua, lo que puede suceder incluso, bajo el agua.
  • 5.
    • Los agregados que se usan en concreto ocupan aproximadamente las ¾ partes del volumen del concreto. Como son menos caros que el cemento, es deseable usar la mayor cantidad de ellos que sea posible. Se emplean tanto agregados finos (Arena) como agregados gruesos (Grava o Piedra triturada).
    • Los agregados deben ser fuertes, durables y limpios. Si se encuentran en ellos polvo u otras partículas, pueden interferir en la adherencia entre las pasta de cemento y los agregados. La resistencia de los agregados tienen un efecto importante en la resistencia del concreto, y las propiedades de los agregados afectan considerablemente la durabilidad del concreto. (McCormac; 2005)
  • 6.
    • Cualquier agregado que pasa la malla No. 4 (malla con alambres separados ¼ in entre sí en ambas direcciones) se considera agregado fino. (McCormac; 2005)
    • La cantidad y naturaleza del material más fino que la malla No. 200 ha de recibir atención especial. Las cantidades excesivas de finos menores que la malla No. 200, aumentan el requerimiento de agua de mezclado, la velocidad de perdida por revenimiento, la contracción por secado y reducen la resistencia. (IMCYC; 1990)
  • 7.
    • El agua potable, es en la mayoria de los casos, satisfactoria como agua de mezclado y este es el criterio de calidad que se especifica usualmente. Por lo general, se debe conocer la presencia de impurezas dañinas, como alcalis, acidos, material vegetal en descomposicio, aceite, aguas de albañal,o cantidades excesivas de limo. El agua de calidad dudosa debera enviarse aun laboratorio para que se efectuen pruebas; o si no se dispone de tiempo, comparar la resistencia y durabilidad de especimenes de cemento o mortero hechos con dicha agua con las de especimenes de control hechos con agua que se sabe que es satisfactoria. (IMCYC;1999)
  • 8.
    • Los agregados gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamaño máximo de agregado que se emplea comúnmente es el de 19 mm o el de 25 mm. (González; 2004)
  • 9.  
  • 10.
    • La facilidad de colocar, consolidar y acabar al concreto recién mezclado. Se denomina trabajabilidad. El concreto debe ser trabajable pero no se debe segregar excesivamente. El sangrado es la migración de el agua hacia la superficie superior del concreto recién mezclado provocada por el asentamiento de los materiales Sólidos – Cemento, arena y piedra dentro de la masa.
    • Un sangrado excesivo aumenta la relación Agua - Cemento cerca de la superficie superior, pudiendo dar como resultado una capa superior débil de baja durabilidad, particularmente si se lleva a cabo las operaciones de acabado mientras está presente el agua de sangrado. (González Sandoval; 2004)
  • 11.
    • La vibración pone en movimiento a las partículas en el concreto recién mezclado, reduciendo la fricción entre ellas y dándole a la mezcla las cualidades móviles de un fluido denso. La acción vibratoria permite el uso de la mezcla dura que contenga una mayor proporción de agregado grueso y una menor proporción de agregado fino.
    • Con una consolidación adecuada de las mezclas más duras y ásperas pueden ser empleadas, lo que tiene como resultado una mayor calidad y economía. (González Sandoval; 2004)
  • 12.
    • La propiedad de liga de las pastas de cemento Portland se debe a la reacción química entre el cemento y el agua llamada hidratación.
    • Los dos silicatos de calcio, los cuales constituyen cerca del 75% del peso del cemento Portland, reaccionan con el agua para formar dos nuevos compuestos: el hidróxido de calcio y el hidrato de silicato de calcio. Las propiedades ingenieriles del concreto, - fraguado y endurecimiento, resistencia y estabilidad dimensional - principalmente dependen del gel del hidrato de silicato de calcio. Es la medula del concreto.
    • La composición química del silicato de calcio hidratado es en cierto modo variable, pero contiene cal (CaO) y sílice (Si02), en una proporción sobre el orden de 3 a 2. La formación de esta estructura es la acción cementante de la pasta y es responsable del fraguado, del endurecimiento y del desarrollo de resistencia. Cuando el concreto fragua, su volumen bruto permanece casi inalterado, pero el concreto endurecido contiene poros llenos de agua y aire, mismos que no tienen resistencia alguna. La resistencia está en la parte solida de la pasta, en su mayoría en el hidrato de silicato de calcio y en las fases cristalinas. Entre menos porosa sea la pasta de cemento, mucho más resistente es el concreto. (González Sandoval; 2004)
  • 13.
    • La resistencia a la compresión se puede definir como la máxima resistencia medida de un espécimen de concreto o de mortero a carga axial. Generalmente se expresa en kilogramos por centímetro cuadrado (Kg/cm2) a una edad de 28 días se le designe con el símbolo f’ c. Para determinar la resistencia a la compresión, se realizan pruebas especímenes de mortero o de concreto; en los Estados Unidos, a menos de que se especifique de otra manera, los ensayes a compresión de mortero se realizan sobre cubos de 5 cm. en tanto que los ensayes a compresión del concreto se efectúan sobre cilindros que miden 15 cm de diámetro y 30 cm de altura.
    • La resistencia del concreto a la compresión es una propiedad física fundamental, y es frecuentemente empleada en los cálculos para diseño de puente, de edificios y otras estructuras. El concreto de uso generalizado tiene una resistencia a la compresión entre 210 y 350 kg/cm cuadrado. Un concreto de alta resistencia tiene una resistencia a la compresión de cuando menos 420 kg/cm cuadrado. Resistencia de 1,400 kg/cm cuadrado se ha llegado a utilizar en aplicaciones de construcción. (González Sandoval; 2004)
  • 14.
    • El concreto convencional, empleado normalmente en pavimentos, edificios y en otras estructuras tiene un peso unitario dentro del rango de 2,240 y 2,400 kg por metro cúbico (kg/m3). El peso unitario (densidad) del concreto varia, dependiendo de la cantidad y de la densidad relativa del agregado, de la cantidad del aire atrapado o intencionalmente incluido, y de los contenidos de agua y de cemento, mismos que a su vez se ven influenciados por el tamaño máximo del agregado. Para el diseño de estructuras de concreto, comúnmente se supone que la combinación del concreto convencional y de las barras de refuerzo pesa 2400 kg/m3. (González Sandoval; 2004)
  • 15.
    • Este tipo de mezclado se utiliza en obras relativamente pequeñas, además se debe de cuidar la calidad del concreto.   Para ello es necesario seguir las diferentes etapas para su realización, utilizando materia prima de mayor calidad para que el concreto tenga la calidad deseada.  
    • Que son:  
    • -Materiales  
    • Cemento, Arena y Grava, Agua. El empleo de materias primas de calidad, no contaminadas y correctamente almacenadas, son esenciales para la calidad del concreto hecho en obra.  
    • -Proporciona miento  
    • Una mezcla bien diseñada reduce costos (porque emplea sólo el cemento requerido); garantiza la Trabajabilidad en estado fresco y la resistencia-durabilidad en estado endurecido. 
    • Dosificación  
    • La forma más fácil de dosificar el concreto en obra es por volumen (litros), mientras que el concreto premezclado se dosifica de manera exacta por peso (kilogramos).
    • -Mezclado  
    • Se deben obtener mezclas uniformes y homogéneas. Una revoltura mal mezclada tiene partes “pobres” (falta de cemento) en algunas zonas y “ricas o chiclosas” (cargada de cemento) en otras.
    • -Transporte  
    • Se debe garantizar la conservación de las características de uniformidad y cohesión de la mezcla.
    • -Vaciado  
    • El concreto en el interior de la cimbra debe quedar denso (sin huecos) y uniforme (sin segregación) para asegurar el correcto desempeño ante cargas y medio ambiente al cual es sometido  
    • -Compactación
    • Es vital eliminar el aire atrapado y hueco en la mezcla para obtener un concreto denso y de mayor impermeabilidad..
  • 16.
    • El concreto premezclado puede mezclarse en una planta central y transportarse a la obra en camiones agitadores o no-agitadores.
    • Las instalaciones de concreto premezclado bien equipadas y controladas constituyen una excelente fuente de concreto de calidad. Un problema que requiere una atención especial en estas operaciones es la adición no controlada de cantidades incorrectas de agua de mezclado con la resultante reducción en la calidad del concreto.
    • La responsabilidad de la calidad del concreto premezclado puesto en sitio se comparte entre el proveedor del concreto y el contratista colocador, quienes mediante una estrecha cooperación, deben utilizar controles de trabajo apropiados, para evitar demoras debidas a procedimientos inadecuados de despacho, manejo colocación o consolidación. La seguridad de que se emplean métodos apropiados de control para obtener la calidad requerida del concreto ya colocado, depende finalmente del inspector designado por el propietario. (IMCYC; 1990)
  • 17.  
  • 18.
    • El concreto puede ser transportado por métodos y equipos diversos, tales como camión-revolvedor, camión de caja fija, con o sin agitadores; cucharones transportadores por camión o carro de ferrocarril; por conductos o mangueras, o por bandas transportadoras. Cada tipo de transportación posee ventajas y desventajas especificas que dependen de las condiciones de uso, los ingredientes de la mezcla, la accesibilidad y ubicación del sitio de colocación, la capacidad y tiempo de entrega requeridos, y las condiciones ambientales.
    • El método de transporte que se utilice debe entregar eficazmente el concreto en el punto de colocación, sin alterar de manera significativa las propiedades deseadas en cuanto a la relación agua/cemento, revenimiento, contenido de aire y homogeneidad. (IMCYC; 1990)
  • 19.
    • Tambor giratorio
    • El camion-revolvedora sirve como unidad agitador de transporte. El tambor se gira a velocidad de carga durante la carga y luego se reduce a velocidad de agitacion o se detiene despues de completar la carga. El tiempo transcurrido para la descarga del concreto puede ser el mismo que en el caso del mezclado en camion, y el volumen transportado puede aumentarse hasta el 80% de la capacidad del tambor.
    • Camion de caja fija, con o sin agitador
    • Las unidades empleadas en esta forma de transporte constan de una caja abierta, montada sobre un camion. La caja metalica debe tener superficies de contacto lisas, perfiladas, y, en general, estan diseñadas para descargar el concreto por la parte de atrás, cuando la caja esta volteada.
    • Recipientes para concretos montados en camiones o carros de ferrocarril
    • Es un metodo comun de transporte de concreto masivo desde la planta de mezclado hasta un punto cerca del lugar de colocacion. Una grua entonces levanta el recipiente hasta el punto final de colocacion.
    • El transporte de concreto mediante banda transportadora y por metodos de bombeo. (IMCYC; 1990)
  • 20.
    • La colocación del concreto se efectúa con recipientes, tolvas carritos propulsados de mano o con motor, conductos o tubos de caída, bandas transportadoras, aire comprimido, bombeo, tubo embudo, y equipo para pavimentar. Un requisito básico del equipo y métodos de colocación, como de todos los demás equipos y métodos de manejo, es que debe conservar la calidad del concreto en lo referente a la relación de agua/cemento, revenimiento, contenido de aire y homogeneidad.
    • Debe preverse suficiente capacidad de colocación, mezclado y transporte, de manera que el concreto pueda mantenerse plástico y libre de juntas frías mientras se coloca. Debe colocarse en capas horizontales que no excedan de 60 cm de espesor, evitando capas inclinadas y juntas de construcción. (IMCYC; 1990)
  • 21.
    • Para construccion monolitica, cada capa debe colocarse cuando la capa subyacente todavia responda a la vibracion, y las capas deban ser lo suficientemente poco profundas como para permitirla union entre si, mediante una vibracion apropiada. El concreto debe depositarse en su posicion final de colocacion o cerca de ella, eliminando la tendecia a segregarse cuando tiene que ser movido lateralmente a su lugar. En superficies inclinadas, el concreto debe colocarse primero en la porcion mas baja de la pendiente , continuando hacia arriba , y asu aumentar la natural consolidacion del concreto. El acero de refuerzo debe estar limpio, en posicion correcta, y bien sostenido y asegurado antes de empezar la colocacion del concreto. El equipo y el metodo utilizados para colocar el concreto deben evitar la separacion de agregado grueso del concreto. (IMCYC; 1990)
  • 22.
    • Equipos de colocacion:
    • Tolvas de seccion circular y rectangulares
    • El empleo de tolvas de seccion circular con descarga por la parte inferior , diseñadas apropiadamente, permiten la colocacion del concreto con el mas bajo revenimiento practico, compatible con la consolidacion mediante vibracion. En cuanto a las tolvas de seccion rentangular, criterios similares de diseño, con paredes laterales inclinadas y suficiente amplitud de abertura, de acuerdo con el tamaño maximo del agregado y revenimiento del concreto.
    • Carros manuales o motorizados “buggies”
    • Las distancias maximas de entregas recomendadas para carritos mecanizados es aproximadamente de 120 m y para carritos impulsados manualmente y carretillas, aproximadamente de 60 m.
    • Canalones y tubos de caida
    • Los canalones se emplean con frecuencia para trasladar concreto de elevaciones superiores a inferiores. Deben ser de fondo curvo y construidos o forros de metal y tener suficiente capacidad para evitar derrames.
    • Bandas Transportadoras
    • El empleo de transportadoras de banda se ha establecido bien en la construcción de concreto.
    • Las transportadoras deben estar apoyadas adecuadamente para lograr un transporte suave, sin vibración, a lo largo de la banda, y el Angulo empleado de inclinación o de declive debe controlarse para eliminar la tendencia del agregado grueso a separarse del mortero de la mezcla. (IMCYC; 1990)
  • 23.  
  • 24.  
  • 25.  
  • 26.
    • La fabricación de concreto premezclado, en condiciones climáticas extremas, ya sean de altas temperaturas o de bajas temperaturas, influye de manera directa en sus características en cualquier etapa del mismo: mezclado, transporte, colocación, curado, así como en las propiedades físicas y mecánicas. Ello constituye una preocupación tanto para los fabricantes como para los constructores, por las evidentes consecuencias negativas que puede tener (Ortiz, 2005; Ortiz et al. , 2003).
    • Una solución muy habitual para hacer frente a este problema consiste en realizar un ajuste en el contenido de cemento del concreto, sobredosificando cemento y agua manteniendo constante la relación agua/cemento. (González Sandoval; 2004)
  • 27.
    • El concreto monolitico puede colocarse en inyecciones sucesivas de la lechada mientras esta permanezca fluida; comunmente esto dura hasta 8 horas cuando se usa un fluidificante, o por algo de mas tiempo a bajas temperaturas.
    • Cuando la inyeccion de la lechada bajo el agua no es continua, si esta se endurece, se formara nata en las superficies de union, entre las colocaciones sucesivas. Esta nata puede causar un debilitamiento en la adhesion entre los vaciados, a menos que la junta se limpie completamente con un chorro de arena u otros metodos aceptables, antes de vaciar la capa siguiente. (IMCYC;1990)
    • La superficie donde se encuentran dos vaciados sucesivos de concreto, a través de la que puede ser deseable que haya adherencia y a través de la que el refuerzo puede ser continuo”. Las juntas de construcción deben dividir la estructura en segmentos que puedan construirse de manera lógica y eficiente. De ser posible, los detalles deben aparecer en los planos. (González Sandoval; 2004)
  • 28.
    • Tipos:
    • JUNTA FRÍA. Una discontinuidad resultante de una demora en la colocación del concreto, que impide una unión del material en dos vaciados sucesivos.
    • JUNTA DE CONTRACCIÓN. Una ranura formada o cortada en una estructura de concreto, de manera de crear un plano débil y provocar la aparición de una fisura en una ubicación determinada, permite controlar una fisuración desordenada.
    • JUNTA DE EXPANSIÓN. Una separación entre partes adyacentes de una estructura para permitir el movimiento cuando es probable que la expansión sea mayor que la contracción. (González Sandoval; 2004)
  • 29.
    • IMCIC;1990; Practica recomendable para la medición, mezclado, transporte y colocación del concreto.
    • limusa, 6ta Ed., Pág.. 94.
    • IMCIC;1999; Manual para supervisar obras de concreto.
    • limusa, Pág.. 212.
    • González Sandoval, Federico; Manual de Supervisión de Obras de Concreto.
    • Limusa, 2004, 2da Ed.
    • McCormac C, Jack; Diseño de concreto reforzado.
    • Alfaomega, 5ta Ed., Pág.. 791

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