El Concreto

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El Concreto

  1. 1. EL CONCRETOMaterial (piedra artificial) formado por la mezcla en cantidadesadecuadas y precisas de cemento, agua, arena y piedra, con la posiblepresencia de otros elementos en mínimas proporciones (aditivosquímicos, aire incorporado 0,2%-0,5% de la mezcla) utilizando latecnología y controles apropiados. Peso: 2.400 Kg/m3 Tipos1. Concreto simpleCemento mas agua, mas arena, mas piedra Pasta Agregados finos y gruesos Agua 23 % 70-80% del volumen en peso
  2. 2. 2. Concreto ciclópeo Concreto simple al que se le agregan piedras grandes. Usos enrellenos, mejorar terreno de fundación.3. Concreto masivo: Concreto simple pero el agregado grueso esde 7,5 a 20 cm. Uso en diques y represas.4. Concreto aligerado• Con piedra pómez, aliven (disminuye el 30% del peso), uotros en sustitución de agregados• Incorporación de fibras plásticas• Incorporación de aire para formar huecos sin comunicaciónentre si
  3. 3. 5. Concreto armado Concreto colocado entre refuerzos de acero formado por barras longitudinales y transversales llamados ligaduras y estribos respectivamente, que incorporan resistencia a tracción al material. Uso en elementos estructurales (vigas, losas, columnas, pantallas, fundaciones, dinteles, muros) y no estructuralesHistoriaEn 1850: Lambort ideó reforzar el concreto con otros materiales en la fabricación deun boteEn 1854 Wilkinson y Monier reforzaron el concreto por 1ª vez con barras de acero ydemostraron la afinidad de ambos materiales.En 1887, luego de 30 años de investigación, Wayss y Bauschinger expusieron losprincipios básicos del concreto armado, cuyo progreso se debe a Melan, Hool yTurner.
  4. 4. Hipótesis:•Se complementan mecánicamente, el concreto absorbecompresión y acero tracción, trabajan en conjunto y se deformancomo un todo homogéneo.• Tienen iguales coeficientes de dilatación: 0,000011 lo que lespermite soportar cambios de temperatura sin introducir esfuerzosimportantes•Se cumple la hipótesis de la proporcionalidad de los esfuerzosy la deformaciones, cuando las cargas son inferiores a las cargasusuales de trabajo•El concreto simple deja de ser frágil con bajo Ea y pasa a ser unmaterial dúctil elástico con alto Ea.
  5. 5. Para aumentar resistencia disminuyendo las secciones delos elementos estructurales en concreto armado, se utilizala técnica del concreto precomprimido que puedeser:•Pre-tensado: las armaduras de acero se tensan antes delfraguado del concreto (80%)•Post-tensado: las armaduras de acero se tensan despuésdel fraguado del concreto
  6. 6. Propiedades del concreto En estado fresco: Plasticidad para trabajabilidad ( conjunto de propiedades que permiten manejarlo sin segregaciones, colocarlo en moldes y compactarlo adecuadamente) En estado endurecido: Durabilidad y resistencia mecánica a compresión a los 28 días la cual es establecida en cálculo y especificaciones técnicas de los elementos estructurales. La mas usual es de 250 kg/cm2 pero puede alcanzar en condiciones especiales hasta 450 kg/cm2 Propiedades físicas en estado endurecido ¿¿¿¿¿: •Comportamiento ante: fuego/ agua y químicos/ calor /sonidoLas propiedades del concreto dependen de la cantidad y calidadde los componentes y del cuidado que se haya tenido en cada unade las fases del proceso de fabricación
  7. 7. Componentes del concreto, función, cantidad, calidadLas cantidades de cemento, agua, arena y piedra deben serprecisas para la resistencia que se desea obtener: Se aplicanprincipios, reglas y procedimientos de “Métodos de diseñode mezclas del concretoLa calidad de cada componente de la mezcla influyenotablemente en las propiedades del concreto.Cada componente tiene funciones físicas y químicas quecumplir en el concreto
  8. 8. Norma COVENIN2000-92 Parte II AEdificacionesCódigo de la partida:E 331 100 225 E: Edificaciones331: columna100: forma rectangular225: resistencia del concreto,acabado
  9. 9. Componentes del concreto. Funciones Componente Función química Función físicaPasta Cemento Activa Pega: unir agregados Agua Ocurre reacción Durabilidad química, desprende Resistencia mecánica calor inicial, contracción, gel fragua y endurece.Agregados Arena Inerte (sin reacción) Estabilidad del Piedra volumen de la pasta que fue contraido por la hidratación. Relleno económico, dureza Resistencia mecánicaRefuerzo Acero Inerte (sin reacción) Resistencia mecánicaconcreto Fibras Control de grietasarmado
  10. 10. Relaciones importantes 1. Relación agua/cemento (a/c) 2. Relación arena/ agregado total (A/ A + P) 1. Relación agua/cemento (a/c) Es el cociente del peso del agua y cemento empleados en la mezcla (no del volumen). Es llamada “Ley de Abrams” y se relaciona con el valor de resistencia del concreto a la compresión. Es la mas conocida y de mayor aplicación, fue planteada en los años XX por ABRAMS quien también creó el ensayo del “cono de asentamiento del concreto” ( relaciona la cantidad agua para la consistencia y fluidez)La Ley de Abrams establece:“ a una determinada relación de a/c corresponde un valor de resistencia del concreto ala compresión a una edad específica” Con los valores Abrams dibujó la curva para1,3,5,7,14 y 28 días en la cual se veía como el concreto ganaba resistencia a menorrelación a/c. Relación a/c : 0,30 menos plasticidad mas resistencia 0,45 0,50 mas plasticidad menos resistencia
  11. 11. 2. Relación arena/ agregado total (A/ A P)Esta relación mas reciente, surge de la investigación para reducircantidad de piedra y aumento de arena para facilitar bombeoespecialmente en los concretos premezclados, sin que se pierdanpropiedades de la mezcla.En los años 40 la arena representaba 1/3 de la mezclaHoy día el valor (A/ A P) se sitúa en un rango entre 0,40 y 0,60
  12. 12. Fases de fabricación del concreto1ª Selección de componentes de la mezcla2º Diseño teórico de la mezcla3º Ajustes prácticos del diseño teórico4ª Mezclado5ª Transporte6ª Colocación: vaciado o proyectado7ª Compactación8ª Curado9ª Desencofrado10ª Mantenimiento
  13. 13. Fases de fabricación del concreto1º Selección de componentes de la mezcla: Se definen laspropiedades de los componentes2º Diseño teórico de la mezcla: Con el “Método de diseño demezclas de concreto” se determinan las cantidades(dosificación) de los componentes en función a la resistenciamecánica, trabajabilidad, durabilidad y economía precisas paracada caso en particular. La calidad final está influenciada por eldiseño de la mezcla3º Ajustes prácticos del diseño teórico: Se deben garantizarlas calidades y cantidades definidas en el diseño teórico.
  14. 14. 4ª Mezclado: La pasta debe cubrir todas la partículas de agregadogarantizando una mezcla homogénea, de trabajabilidad adecuada yresistencia prevista en el diseño.La tecnología dependerá del volumen de producción en obra: Poco volumen: a mano, máquinas mezcladoras sencillas Alto volumen: en planta instalada en obra o premezcladocomercial.Se debe escoger adecuadamente el sitio de mezcladoSe deben almacenar cuidadosamente los componentesLas máquinas deben estar niveladas, limpias y probadas conanterioridad
  15. 15. La medición de cantidades de materiales debe ser dosificadaspor peso.Las balanzas niveladas.Las tolerancias para el ajuste son: agregados 2% y cemento yagua 1%.Cuidado con medición de los aditivos. Operación de mezclado: ½ Agregado grueso ½ Agua Cemento Arena Resto agregado grueso Resto de agua
  16. 16. 5ª Transporte del concreto fresco recién salido dela mezcladora al encofrado donde se va a colocar.Puede ser en tobos, carretillas, tubos, elevadores,torres grúas, camión de volteo, cintas transportadoras,equipos de bombeo.Debe ser con el mínimo de operaciones y tiempo parapreservar homogeneidad.Debe evitarse segregación de componentes de lamezcla, pérdida o aumento de humedad, asentamientode agregados gruesos al fondo, falso fraguado.
  17. 17. 6ª Colocación del concreto vaciado en los moldes o encofrados generalmente de madera, plástico o metal u otros de menor uso como cartón piedra, concreto endurecido. La colocación debe ser en capas sucesivas Los encofrados requieren especial cuidado en su forma, resistencia, estabilidad y rigidez para soportar peso del concreto sin deformaciones, así como en limpieza y lubricación.Se deben untar con aceite o mojarlos antes de la colocación paraevitar absorción de agua de la mezclaEl número y distribución de los puntales en elementos horizontalesse calculan para garantizar estabilidad La colocación también puede ser proyectada sobre la armadura. Ejemplo: muros de contención tipo “pantallas de concreto proyectado”
  18. 18. 7ª Compactación para eliminar presencia de vacios en el concretoque pueden reducir resistencia y durabilidad. La compactaciónfavorece adherencia con acero entre agregados y pasta, entre sucesivascapas de concreto, un acabado superficial uniforme sin oquedades.Se utilizan barras de acero o vibradores eléctricos.Se deben disponer varios vibradores, con tamaño acorde a la piezavaciada, y volumen a compactarEs preferible vibrar en muchos sitios pero separados 50 cms, Elexceso de vibración produce segregaciónEl tiempo es entre 5 y 15 segundos, se suspende al formarse películade agua y cementoNo se deben compactar capas mayores de 60 cms y penetrar mas de10 cm en la capa inferior No se deben tocar las armaduras ni encofrados, ni los ductos detensado del acero en el concreto precomprimido
  19. 19. 8ª Curado de los elementos vaciados para evitarevaporación de agua de la mezcla, la cual afecta laresistencia y calidad del concreto porque le produce grietas,desmejora apariencia, reduce durabilidadO se evita la evaporación o se repone el agua evaporada poragentes del medio ambiente y hasta por el propio calor delconcretoEl curado se inicia poco antes de media hora del vaciado,por un período de 2 o 4 días dependiendo de la piezaLos elementos se cubren con sacos de cemento mojados ocon plásticos
  20. 20. 9ª Desencofrado de los elementos vaciados ya endurecidos Lapsos mínimos de tiempo para desencofrar Tipo de Costados Losas Losas con Losas con cemento de vigas, con L mayor L mayor pilares y L menor 3.00 y 5.00 muros 3.00 m menor de Vigas con 5.00 m L mayor de 6.00 m Portland tipo I 2 días 6 días 12 días 2,5x L días Portland alta 1 día 2 días 6 días 1,10x L resistencia días
  21. 21. Factores que determinan propiedades del concreto•Diseño de mezclas/ dosificación•Relación a/c•Relación A/ A P•Composición química y finura del cemento•Forma, textura, porosidad,, dureza, granulometría de losagregados (con tendencia a finos requiere mas agua y cemento/con tendencia a los gruesos tiende a segregación)•Humedad del agregado•Impurezas en el agua y agregados•Aire incluido•Temperatura del concreto y medio ambiente•Uso de aditivos (COVENIN 356 y ASTM) 0,2-0,5 % en mezcla(retardantes, aceleradores, reductores de agua, incorporación deaire, impermeabilizantes, colorantes. Fabricantes: sika, adesitop,cloriant)•Tiempo transcurrido en traslado• Mezclado
  22. 22. Ensayos en el concreto1. Prueba del “cono de Abrams” para medir el asentamiento de la mezcla del concreto.El asentamiento se relaciona con la cantidad de agua de la mezcla. Mientras mas alto es el asentamiento mas fluida es la mezcla.La fluidez indica consistencia y plasticidad, se mide valores de asentamiento.Asentamiento recomendable: entre10 y12 cmAsentamiento antes de agregar aditivo: mayor o = a 4 cm
  23. 23. Medición del asentamiento del concreto con el cono de Abrams (Norma COVENIN 339)1º El cono se coloca ensuperficie lisa,horizontal, noabsorbente 10cm2º Humedecer interior3º Llenar con muestravaciando en 3 capas 30 cm1/3 volumenCon una barra deacero de 60cm se vacompactando cada 20 cmcapa con 25 golpes entodo su espesor4º Se llena por excesohasta borde superior
  24. 24. 5º Operación dellenado debecompletarse en 1minuto y ½6º Se alza el molde einmediatamente sedetermina diferenciaentre altura del moldey altura promedio dela base superior delcono deformado Asentamiento Cantidad de aguaSi presenta falla o corte con separación de masa, se rechaza ensayo y se repite denuevo2 ensayos con igual resultado indica concreto sin plasticidad ni cohesión
  25. 25. 2. Ensayo de resistencia a compresión del concreto (Norma COVENIN 338)1º Limpiar molde, aceitarlo 2º Tomar muestras para 2 cilindros mínimo evitando transportarlos antes de 20 horas 3º Llenado de moldes y compactación de mezclas: 2 capas si se usa vibrador(asentamiento menor a 2,5 cm), 3 capas si se usa barra (asentamiento mayor de 2,5).Preferible usar método de compactación utilizado en la obra)
  26. 26. 4º Curado de cilindros:cubrir con plástico, ensombra, mojar o sumergiren agua.5º Retirar los moldes entre20 y 48 horas después yalmacenar hasta el ensayo Los ensayos pueden ser enobra o laboratorio entre los7 y 28 días. Si hay quetransportarlos debe ser 2días antes del ensayo encajas cubiertas de arenahúmeda u otro materialpara evitar vibraciones ygolpes.
  27. 27. 6º Realización del ensayoSe coloca de capa remate en la parte superior con mortero 1:2 de espesor 6,2 cmSe colocan cilindros en la máquina, centrados y comprimidos
  28. 28. Se van aplicando las cargas simultáneamente con el giro del cilindro y se van registrando los valores de resistencia a compresión (kg/cm2) a una velocidad constante.La resistencia a compresión es igual al cociente entre la carga máxima y el área de lasección media del cilindro
  29. 29. Concretopremezclado(COVENIN 633)Es elaborado en plantay luego transportado ala obra. Es paralelo a laexistencia de laprefabricación.Apareció en las 1as décadas del siglo xx y alcanzó su mayordesarrollo después de la 2ª guerra mundial.En Vzla en 1948, con la empresa Mixto Listo. Hoy día existe unacapacidad instalada de 30.000 m3 diarios.Su uso depende de la magnitud de la obra: volumen diario requerido,disponibilidad de maquinaria para mezclado y colocación, espaciopara maquinaria en obra, controles de calidad en sitio.
  30. 30. VentajasGarantiza calidad (plasticidaden estado fresco, resistenciamecánica según laespecificada en el proyecto ydurabilidad)Alto volumen de vaciado entiempo mínimoEvita errores en dosificacióny desperdicios en mezclado
  31. 31. Se recibesolicitud delproductoSe prepara y setransporta deinmediato
  32. 32. Concreto en obra limpia o arquitectónicoEs aquel que queda a la vista, sin recubrimientos ni acabados.A principios del siglo xx en los puentes se utilizada concretopero con recubrimientos simulando la mamposteríaPor la necesidad de disminuir operaciones para reducir costos yla aparición del concreto pretensado en 1930 para disminuir lassecciones de los elementos, en los puentes se comenzó a dejarel concreto a la vista teniendo mayor cuidado en la calidad delos encofrados.Mas tarde con la prefabricación, un proceso similar se dio en lasedificaciones pero con cierto desplazamiento en el tiempo
  33. 33. Ventajas del concreto•Usos estructurales y no estructurales•Adaptabilidad a cualquier clima•Facilidad de mano de obra, maquinaria y equipo en cualquier lugar•Durabilidad prolongada•Monolitismo estructural•Posibilidades de control•Alta resistencia al fuego, química y eléctrica•Versatilidad de apariencias
  34. 34. Tipologías estructurales- Muros de contenciónMuros por gravedad Pantallas Muro colado Pantalla concreto proyectad atirantada Tablestaca Escamas Sistemas alternativos
  35. 35. Tipologías estructurales Sistema -Losas macizas horizontal 1 y 2 direcciones resistente - Losas nervadas 1 y 2 direcciones - Losas superficiales - Losas espaciales Superestructura Sistema -Pórticos vertical - Pantallas resistente -Pórticos-pantallasEstructura -Mampostería -Espaciales -Colgantes -Otras :tubo/ tuboen tubo Infraestructura Vigas de riostra Zapatas -Directas Losas Fundaciones -Indirectas---Pilotes

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