ESTRUCTURAS DE CONCRETO              ESTRUCTURAS DE CONCRETO EN LA ARQUITECTURADEFINICIÓN DE ESTRUCTURA.Una estructura pue...
la formaleta hasta que se encuentra totalmente endurecida.Los factores que hacen del concreto un material de construcción ...
Otra característica peculiar de estas estructuras es el agrietamiento, que debe de tenerse encuenta al estudiar su comport...
CIMIENTOS DE EDIFICIOSUno de los elementos principales de las estructurasde concreto son los           cimientos, los cual...
ANTECEDENTES HISTORICOS DEL CONCRETO.La historia del cemento es la historia misma del hombre en la búsqueda de unespacio p...
ESFUERZOS QUE SOPORTAN LAS ESTRUCTURAS.Dependiendo de su posición dentro de la estructura y del tipo de fuerzas que actúan...
Plasticidad: es la capacidad de deformación de un metal sin que llegue a romperse si la deformación se       produce por a...
PROPIEDADES MECÁNICAS DEL CONCRETO        o Resumen        o El desperdicio producido por las plantas premezcladoras de co...
o Para los dos tipos de agregados gruesos, naturales y reciclados, se consideró un  tamaño máximo de agregado (TMA) de 19 ...
o El equipo de trituración utilizado fue la trituradora eléctrica de muelas del laboratorio  de materiales del Instituto d...
oo En el caso del agregado fino, no se hizo una corrección granulométrica, ya que se  consideró que su granulometría era a...
oo Humedado La humedad que todos los agregados (naturales, reciclados y arena) tenían en el  momento de los experimentos s...
oo El intervalo normal de densidad relativa para la mayoría de los agregados naturales es  de 2.40–2.90 (Kosmatka et al. 1...
oo Las mezclas resultado de estas proporciones se nombraron de la siguiente manera:  las elaboradas con agregado de caliza...
o Propiedades en estado frescoo Revenimientoo Para obtener el revenimiento de las mezclas de concreto se utilizó el proced...
que los pesos volumétricos de los concretos reciclados fueron bajos en relación con   los que alcanzaron los naturales. Lo...
o Resistencia a la compresióno La resistencia a la compresión de las mezclas de concreto se obtuvo siguiendo el  procedimi...
concretos naturales como se observa en la figura 7, aunque las diferencias son    pequeñas.oo Resistencia a la tensióno Pa...
oo Al representar en una gráfica los valores obtenidos y los establecidos en el  reglamento como tendencias centrales, se ...
oo Como se observa en la tabla 12, nuevamente los concretos reciclados presentaron  valores menores que los que alcanzaron...
oo En la misma, se observa que los concretos reciclados como en todas las propiedades  mecánicas estudiadas, presentaron v...
oo Conclusioneso El reciclaje de concreto para fabricar agregado grueso y sustituir al natural es una  práctica que debe e...
o ASTM C 29/ C 29M – 90. Standard Test Method for Unit Weight and Voids in  Aggregate.o ASTM C 33 – 90. Standard Specifica...
o Bibliografía sugeridao Bjorn–Jakobse J., Elle M., Lauritzen E.K. (1988). On Site Use of Regenerated  Demolition Debris. ...
Cursó sus estudios de maestría en ingeniería (construcción) en la Universidad               Nacional Autónoma de México, o...
En Bolivia solo se fabrican los cementos del Tipo I, y IP por lo cual solo se desarrollaran estos con       mayor detalle,...
TIPO II, cemento modificado para usos generales y se emplea cuando se prevé una exposiciónmoderada al ataque por sulfatos ...
CON INCLUSIÓN DE AIRE, ASTM C150: TIPO IA, IIA Y IIIA,. Estos tipos tienen una composiciónsemejante a las de los tipos I, ...
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TorsiónUn cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo. Es el caso del esfuerzoque su...
Elementos resistentesLa resistencia de una estructura no depende solamente de las propiedades del material con el queestá ...
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vemos en construcciones industriales, grúas, gradas metálicas, postes eléctricos, etc.En las siguientes fotografías puedes...
Completa las frases con alguna de las palabras siguientes:torsión       deformables          estructura    estable     tir...
Completa las siguientes definiciones:                                                                        tracción     ...
Señala, de las siguientes propiedades, las tres que son fundamentales para cualquier estructura.     Dura                 ...
1.     Al conjunto de elementos simples, colocados de una forma determinada, que permiten soportar una     gran carga o pe...
ASTM o ASTM International es un organismo de normalización de los Estados Unidos de América.HistoriaFue fundado el 16 de m...
ELEMENTO ESTRUCTURALElemento estructural es cada una de las partes diferenciadas aunque vinculadas en que puede ser dividi...
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Antecedentes historicos del concreto
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  1. 1. ESTRUCTURAS DE CONCRETO ESTRUCTURAS DE CONCRETO EN LA ARQUITECTURADEFINICIÓN DE ESTRUCTURA.Una estructura puede definirse como el conjunto de partes o componentes que se combinanen forma ordenada para cumplir una función dada como ser el sustento o el esqueleto de unedificio, salvar un clarocomo en los puentes; encerrar un espacio, como sucede en losdistintos tipos de edificos, o contener un empuje, como en los muros de contención, entanques o silosEstaestructura debe cumplir la función para la que fue diseñada además de mantener el cosodentro de los límites económicos y satisfacer determinadas exigencias estéticas.La elección de una forma estructural dada implica la elección del material con que se piensarealizar la estructura. Al hacer esta elección el arquitecto debe tener en cuenta lascaracterísticas de la mano de obra y el equipo disponible, así como también el procedimientode construcción mas adecuado para el caso.DEFINICIÓN DE CONCRETO.El concreto es un material semejante a la piedra que se obtiene mediante una mezclacuidadosamente proporcionada de cemento, arena, grava y agua; después, esta mezcla seendurece en formaletas con la forma y dimensiones deseadas.Se pueden obtener concretos en un amplio rango de propiedades ajustando apropiadamentelas proporciones de los materiales que lo componen.Estas propiedades dependen en gran medida de las proporciones de la mezcla, del cuidadocon que se mezclan los distintos materiales constitutivos y de las condiciones de humedad ytemperatura bajo las cuales se mantenga la mezcla desde el momento en que se coloca en
  2. 2. la formaleta hasta que se encuentra totalmente endurecida.Los factores que hacen del concreto un material de construcción universal son tan evidentes que han sidoutilizados de diversas maneras por miles de años debido a su alta resistencia al fuego y a los agentes climáticos;pero una de las desventajas que presenta es porque se considera un material relativamente frágil y con una bajaresistencia a la tensión comparada con su resistencia a la compresión, lo cual impide su utilización enelementos estructurales sometidos a tensión y para solucionar esta desventaja se considero factible utilizar elacero para reforzar el concreto debido a su alta resistencia a la tensión.La combinación resultante de los dos materiales es conocida como concreto reforzado el cualcombina muchas de las ventajas de cada uno como son: su costo relativamente bajo, la buena resistencia al clima y al fuego, la buena resistencia a la compresión y, la excelente capacidad de moldeo del concreto con la alta resistencia a la compresión y la aun mayor tenacidad y ductibilidad del acero.Es precisamente esta combinación la que permite el casi ilimitado rango de usos yposibilidades del concreto reforzado en la construcción de edificios, puentes, presas,tanques, depósitos y muchas otras estructuras.ESTRUCTURAS DE CONCRETO APLICADAS A LA ARQUITECTURALas estructuras de concreto aplicadas a la arquitectura presentan ciertas características derivadas de losprocedimientos utilizados para su construcción, que las hacen distinguirse de las estructuras de otros materialesuna de estas características es su moldeabilidad, propiedad que brinda al arquitecto y proyectista gran libertaden la elección de formas; gracias a lo cual es posible construir una amplia variedad de estructuras.Otra característica importante es la facilidad con que puede lograrse la continuidad en laestructura lo cual no se consigue en estructuras metálicas y que en las estructuras deconcreto es consecuencia natural de las características mismas del material.
  3. 3. Otra característica peculiar de estas estructuras es el agrietamiento, que debe de tenerse encuenta al estudiar su comportamiento bajo las condiciones de servicio.Existen dos procedimientos principales para construir estructuras de concreto:Cuando los elementos estructurales se forman en su posición definitiva, se dice que laestructura ha sido colada, in situ o en su lugar.Si se fabrica en un lugar distinto a su posición definitiva en la estructura el procedimientorecibe el nombre de prefabricación.El arquitecto debe elegir entre estas alternativas, guiándose siempre por las ventajas económicas, constructivasy técnicas que pueden obtenerse en cada caso. Cualquiera que sea la alternativa que escoja, esta elección influyede manera importante en el tipo de estructura que se adopte.Una de las aplicaciones de las estructuras de concreto es en la construcción de puentes Puente Gateway Bridge sobre el río Brisbane, en Australia, ya que para su construcción se empleo el hormigón ligero y duradero reforzado con barras o enrejados metálicos.Puentes de Tamar
  4. 4. CIMIENTOS DE EDIFICIOSUno de los elementos principales de las estructurasde concreto son los cimientos, los cualesproporcionan un apoyo y estabilidad a los edificios,son los primeros componentes estructuralesinstalados en casi todas las obras. Los cimientos de zapata son un sistema económico empleado en obras construidas en terreno estable. En la cimentación sobre pilotes se distribuye el peso a lo largo de su longitud, a diferencia de los pilares o pozos, que transmiten la carga del edificio al lecho de roca estable sobre el que descansan. Los cimientos de losa continua son placas de hormigón reforzadas, y se utilizan cuando las cargas son relativamente grandes y el terreno es inestable; estos cimientos hacen que el edificio „flote‟ sobre el suelo como una sola unidad Las estructuras para edificios de varios pisos pueden construirse de muchas maneras, de las que aquí se muestran tres. La estructura de entramado es una red de columnas, vigas y largueros unidos para proporcionar fuerza y estabilidad. En la estructura suspendida, todos los pisos menos la planta baja están colgados de un núcleo central. Cada piso está unido directamente al núcleo y colgado mediante cables de la estructura del techo situada sobre él. La estructura estática está compuesta por pilares y vigas (pies derechos y jácenas).
  5. 5. ANTECEDENTES HISTORICOS DEL CONCRETO.La historia del cemento es la historia misma del hombre en la búsqueda de unespacio para vivir con la mayor comodidad, seguridad y protección posible. Desdeque el ser humano supero la época de las cavernas, ha aplicado sus mayoresesfuerzos a delimitar su espacio vital, satisfaciendo primero sus necesidades devivienda y después levantando construcciones con requerimientos específicos.Templos, palacios, museos son el resultado del esfuerzo que constituye las bases para el progreso de lahumanidad. El pueblo egipcio ya utilizaba un mortero – mezcla de arena con materia cementosa – para unirbloques y lozas de piedra al elegir sus asombrosas construcciones.Los constructores griegos y romanos descubrieron que ciertos depósitos volcánicos, mezclados con caliza yarena producían un mortero de gran fuerza, capaz de resistir la acción del agua, dulce o salada. Un materialvolcánico muy apropiado para estas aplicaciones lo encontraron los romanos en un lugar llamado Pozzuoli conel que aun actualmente lo conocemos como pozoluona. Investigaciones y descubrimientos a lo largo de milesde años, nos conducen a principios del año pasado, cuando en Inglaterra fue patentada una mezcla de calizadura, molida y calcinada con arcilla, al agregársele agua, producía una pasta que de nuevo se calcinaba semolía y batía hasta producir un polvo fino que es el antecedente directo de nuestro tiempo. Nota El nombredel cemento Portland le fue dado por la similitud que este tenía con la piedra de la isla de Portland del canalingles. La aparición de este cemento y de su producto resultante el concreto ha sido un factor determinantepara que el mundo adquiera una fisionomía diferente. Edificios, calles, avenidas, carreteras, presas y canales,fabricas, talleres y casas, dentro del más alto rango de tamaño y variedades nos dan un mundo nuevo decomodidad, de protección y belleza donde realizar nuestros más ansiados anhelos, un mundo nuevo paratrabajar, para crecer, para progresar, para vivir.1824: - James Parker, Joseph Aspdin patentan al Cemento Portland, materia que obtuvieron de la calcinaciónde alta temperatura de una Caliza Arcillosa.1845: - Isaac Johnson obtiene el prototipo del cemento moderno quemado, alta temperatura, una mezcla decaliza y arcilla hasta la formación del "clinker".1868: - Se realiza el primer embarque de cemento Portland de Inglaterra a los Estados Unidos.1871: - La compañía Coplay Cement produce el primer cemento Portland en los Estados Unidos.1904: -La American Standard For Testing Materials (ASTM), publica por primera vez sus estándares de calidadpara el cemento Portland.1906: - En C.D. Hidalgo Nuevo León se instala la primera fabrica para la producción de cemento en México,con una capacidad de 20,000 toneladas por año.1992: - CEMEX se considera como el cuarto productor de cemento a nivel MUNDIAL con una producción de30.3 millones de toneladas por año.
  6. 6. ESFUERZOS QUE SOPORTAN LAS ESTRUCTURAS.Dependiendo de su posición dentro de la estructura y del tipo de fuerzas que actúan sobre ellos, loselementos o piezas de las estructuras soportan diferentes tipos de esfuerzos. Dichos esfuerzos pueden ser:De traccción, cuando las fuerzas que actúan sobrela pieza tienden a estirarla, tal y como sucede, porejemplo, con los cables de un puente colgante.De compresión, cuando las fuerzas que soporta lapieza tienden a aplastarla, como es el caso, porejemplo, de los pilares.De flexión, cuando las fuerzas que actúan sobrela pieza tienden a doblarla, como sucede con lasvigas.De corte o cizalladura, cuando las fuerzas quesoporta la pieza tienden a cortarla. Este es el tipode esfuerzo al que están sometidos los puntos deapoyo de las vigas.De torsión, cuando las fuerzas que soporta lapieza tienden a retorcerla. Este es el caso de losejes, los cigüeñales y las manivelas.LAS FLECHAS ROJAS = TRACCIÓN O TENSIÓNLAS FLECHAS VERDES = FLEXIÓNLAS FLECHAS AMARILLAS = COMPRESIÓNCARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y MECÁNICAS DEL ACERO PROPIEDADES MECÁNICAS: Resistencia: es la oposición al cambio de forma y a la fuerzas externas que pueden presentarse como cargas son tracción, compresión, cizalle, flexión y torsión. Elasticidad: corresponde a la capacidad de un cuerpo para recobrar su forma al dejar de actuar la fuerza que lo ha deformado
  7. 7. Plasticidad: es la capacidad de deformación de un metal sin que llegue a romperse si la deformación se produce por alargamiento se llama ductilidad y por compresión maleabilidad. Fragilidad: es la propiedad que expresa falta de plasticidad y por lo tanto tenacidad los metales frágiles se rompen en el límite elástico su rotura se produce cuando sobrepasa la carga del límite elástico. Tenacidad: se define como la resistencia a la rotura por esfuerzos que deforman el metal; por lo tanto un metal es tenaz si posee cierta capacidad de dilatación. Dureza: Es la propiedad que expresa el grado de deformación permanente que sufre un metal bajo la acción directa de una fuerza determinada. Existen dos Dureza física y dureza técnica. Ductilidad: es la capacidad que tienen los materiales para sufrir deformaciones a tracción relativamente alta, hasta llegar al punto de fractura. Resilenca: Es la capacidad que presentan los materiales para absorber energía por unidad de volumen en la zona elástica. PROPIEDADES FÍSICAS Propiedades de los cuerpos: encontramos entre otras Materia, Cuerpo, Estado de agregación, Peso, Masa, Volumen, Densidad, Peso específico(m/v) Propiedades Térmicas: están referidas a los mecanismos de calor y para ello señalamos que existen tres mecanismos: * Conducción: se produce cuando la fuente emisora está en contacto directo con el que se desea aumenta Tº * Convección: para que ocurra transferencia de calor por convección es necesario que exista un fluido quien sea el encargado de transmitir el calor de la fuente emisora hacia el cuerpo o ambiente * Radiación: Se produce porque la fuente de calor se encuentra en contacto en forma directa con el ambiente. Esta fuente emisora genera rayos infrarrojos que sirven de medio de transferencia de calor. Propiedades Eléctricas: Están relacionadas con la capacidad de conducir la corriente eléctrica. Propiedades Ópticas: están referidos a la capacidad que poseen los materiales para reflejar o absorber el calor de acuerdo a las siguientes características: Color-Brillo-Pulido. Propiedades Magnéticas: Están referidas a la capacidad que poseen los materiales metálicos para inducir o ser inducidos por un campo electromagnético, es decir actuar como imán o ser atraídos por un imán.CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y MECÁNICAS DEL CONCRETODensidadResistenciaViscosidadRigidezFluidezPlasticidadDuctilidadConsistenciaDocilidadPermeabilidadDurabilidadPropiedad visco-elasto-plástica
  8. 8. PROPIEDADES MECÁNICAS DEL CONCRETO o Resumen o El desperdicio producido por las plantas premezcladoras de concreto representa un problema de residuos sólidos que necesita solución. Este concreto puede ser utilizado para fabricar agregados. En este trabajo, se presenta el desempeño de concretos fabricados con agregados reciclados obtenidos a partir de cilindros de concreto premezclado y diferentes consumos de cemento. Los resultados experimentales mostraron que el comportamiento del concreto con agregados reciclados es similar al del concreto con agregados naturales, lo que sugiere que puede ser utilizado como un concreto clase dos, de acuerdo con el Reglamento de Construcción del Distrito Federal (RCDF). o Descriptores: Agregado reciclado, concreto reciclado, propiedades mecánicas del concreto. o Introducción o Las plantas premezcladoras de concreto generan un porcentaje importante de desperdicio (estimado en un 10%) del concreto producido. Esto representa una pérdida de las materias primas que componen el concreto, principalmente del agregado natural, ya que este insumo es un recurso natural no renovable. Además, este desperdicio también implica la necesidad de un sitio para su disposición final, lo que a su vez, representa un problema debido a la escasez de áreas disponibles para ello. Por lo tanto, resulta imperativo dar una solución al problema. En este trabajo se propone el reciclaje del concreto premezclado para fabricar agregados gruesos como una posible solución. Para mostrar la factibilidad de la propuesta, en esta investigación se evaluaron las propiedades mecánicas de concretos elaborados con agregados gruesos producto del reciclaje de especímenes de concreto premezclado, y se compararon, ante igualdad de condiciones de fabricación, con las propiedades de concretos naturales (hechos con agregados naturales). Las propiedades mecánicas comparadas fueron el módulo de elasticidad y las resistencias a la compresión, tensión y flexión, todas obtenidas mediante pruebas de laboratorio. Los resultados experimentales obtenidos mostraron que los agregados, producto del reciclaje de concreto premezclado, producen concretos reciclados que pueden utilizarse como concretos clase dos, de acuerdo con el Reglamento de Construcción del Distrito Federal (RCDF, 2003). Estos resultados muestran la factibilidad del reciclaje de concreto como una solución al problema, reutilizando el concreto premezclado y el obtenido de la demolición de estructuras existentes. o Agregados o En este trabajo, los agregados gruesos naturales utilizados fueron calizas, y a éstos se les llama como tal (agregados naturales). Por otra parte, a los agregados gruesos producto de la trituración de concreto premezclado, se les llama agregados reciclados. Estos agregados son también de caliza, ya que se tuvo especial cuidado de que el concreto premezclado utilizado para fabricarlos, estuviera compuesto solamente de caliza natural. Respecto del agregado fino, sólo se utilizó arena andesítica natural.
  9. 9. o Para los dos tipos de agregados gruesos, naturales y reciclados, se consideró un tamaño máximo de agregado (TMA) de 19 mm (3/4). De acuerdo con este TMA, se utilizó un intervalo granulométrico correspondiente a un material bien graduado, según la norma ASTM C 33.o Fabricacióno La granulometría original de los agregados naturales estaba fuera de los límites establecidos en la norma ASTM C 33 para el TMA considerado, por lo que fue necesario triturar el material para recomponer sus tamaños y cumplir así con la norma. Esta recomposición de tamaños se hizo considerando una proporción del 35% de partículas que pasan la malla de 9.5 mm (3/8) y 65% que pasan la malla de 19 mm (3/4). Esta proporción permitió cumplir con lo establecido en la norma ASTM C 33.o El proceso de recomposición granulométrica aplicado a los agregados naturales se muestra en la figura 1.o
  10. 10. o El equipo de trituración utilizado fue la trituradora eléctrica de muelas del laboratorio de materiales del Instituto de Ingeniería, UNAM (IIUNAM), la cual acepta un TMA de 75 mm (3). Para el cribado del material, se utilizó la criba eléctrica del laboratorio de mecánica de rocas del IIUNAM. Este equipo cuenta con las mallas de 19 mm (3/4), la de 9.5 mm (3/8), y la de 4.76 mm (#4). La criba entrega por separado cuatro tipos de materiales: retenido 19 mm (R19), pasa la 19 mm (P19), pasa la 9.5 mm (P9.5) y el que pasa la malla de 4.76 mm (P4.76).o Los tamaños utilizados para la recomposición granulométrica fueron el P19 y el P9.5.o Respecto de los agregados reciclados, éstos se fabricaron de acuerdo al mismo procedimiento de trituración y cribado utilizado en los agregados naturales (Figura 1), con la diferencia de que la materia prima fue concreto premezclado. En este caso se realizó una trituración primaria manual y posteriormente se siguió con el proceso de fabricación mostrado en la figura 1.o Propiedades físicaso Las propiedades físicas estudiadas para los agregados gruesos fueron la granulometría, coeficiente de forma, humedad, absorción, densidad relativa y peso volumétrico compactado. Los resultados se presentan en conjunto para los agregados naturales y reciclados con fines de comparación.o Las propiedades físicas estudiadas para el agregado fino fueron la granulometría, módulo de finura, humedad, absorción, densidad relativa y peso volumétrico compactado.o Granulometríao La granulometría de los agregados gruesos, naturales y reciclados, se controló de acuerdo a la norma ASTM C 33 para tener las mismas condiciones y así tener una base de comparación. En la figura 2 se muestran las curvas granulométricas de los dos tipos de agregados gruesos.
  11. 11. oo En el caso del agregado fino, no se hizo una corrección granulométrica, ya que se consideró que su granulometría era aceptable para ser utilizada en las mezclas de concreto. La figura 3 muestra la curva granulométrica de la arena.oo El módulo de finura de la arena se obtuvo de acuerdo con la norma ASTM C 125. El valor fue de 3.15, lo que indica que la arena es gruesa.o Coeficiente de formao El cálculo del coeficiente de forma se hizo de acuerdo con la norma francesa NFP 18– 301. La tabla 1 presenta los resultados obtenidos. En esta tabla se observa que el coeficiente de forma de los agregados gruesos naturales y reciclados es similar, lo cual era de esperarse debido a que ambos materiales son producto de trituración. La forma de las partículas de ambos agregados cumple los límites establecidos por el RCDF.
  12. 12. oo Humedado La humedad que todos los agregados (naturales, reciclados y arena) tenían en el momento de los experimentos se midió siguiendo el procedimiento establecido en la norma ASTM C 566. Los valores obtenidos se presentan en la tabla 2. Se observa claramente que los agregados gruesos reciclados tenían una humedad mayor que la de los naturales. Estos valores de humedad se utilizaron para realizar los proporcionamientos de las mezclas de concreto, ya que se previnieron variaciones en las mismas.oo Absorcióno Esta propiedad se midió de acuerdo con la norma ASTM C 127 y 128, para agregados gruesos y finos, respectivamente. Los resultados se muestran en la tabla 3. Es evidente que los agregados gruesos reciclados son notablemente más absorbentes que los naturales. Sin embargo, ambos están dentro de los rangos normales, al igual que la arena.oo Densidad relativao La densidad relativa de los agregados se midió de acuerdo con las normas ASTM C 127 y 128, para agregados gruesos y finos, respectivamente. En la tabla 4 se presentan los resultados. Se aprecia que la densidad de los agregados reciclados fue menor que la de los naturales, lo cual podía esperarse, ya que el contenido de pasta de cemento en el material reciclado disminuye la densidad global del agregado.
  13. 13. oo El intervalo normal de densidad relativa para la mayoría de los agregados naturales es de 2.40–2.90 (Kosmatka et al. 1992), por lo que el agregado reciclado tiene una densidad relativa ligeramente baja respecto a la de un agregado natural. Sin embargo, el valor medido en el laboratorio (2.36) es muy bueno para ser un agregado reciclado ya que está muy próximo al rango de variación de los agregados naturales.o Peso volumétrico compactadoo Esta propiedad se midió de acuerdo con la norma ASTM C 29. De acuerdo con Kosmatka (1992), el peso volumétrico compactado de un agregado usado para concreto de peso normal, varía de 1200 a 1760 kg/m3. Los valores obtenidos en el laboratorio están dentro de este intervalo (Tabla 5).oo Elaboración de concretoso De aquí en adelante, a los concretos fabricados con los agregados naturales se les llama "concretos naturales", y a los fabricados con agregados reciclados se les llama "concretos reciclados". En ambos tipos de concreto se utilizó arena natural de andesita con las propiedades físicas descritas anteriormente.o Proporcionamientoso Para la elaboración de las mezclas de concreto se utilizó un procedimiento modificado a partir del método ACI 211 (Martínez–Soto, 2005).o El procedimiento seguido fue el siguiente: primero se fijaron los consumos de cemento a utilizar en cada mezcla, es decir, 200, 300 y 400 kg/m3 para los dos tipos de agregados, naturales y reciclados. A partir del TMA considerado y el revenimiento fijado para todas las mezclas en 10 cm, se encontró un consumo de agua establecido por el método ACI. Después se definieron los volúmenes absolutos en porcentaje para agregados finos y gruesos que se consideraron congruentes para cada consumo de cemento, ya que el volumen de agregado grueso que establece el método ACI, era el mismo para todas las mezclas, pues depende del módulo de finura de la arena. En la figura 4 se muestra el procedimiento de dosificación de las mezclas.
  14. 14. oo Las mezclas resultado de estas proporciones se nombraron de la siguiente manera: las elaboradas con agregado de caliza natural se etiquetaron como CN200, CN300 y CN400, y las elaboradas con agregado de caliza reciclada como CR200, CR300 y CR400 para cada consumo de cemento de 200, 300 y 400 kg/m3, respectivamente.o En la tabla 6 se presentan las cantidades correspondientes al agua de mezclado utilizada y a la cantidad de cemento ajustadas al peso volumétrico obtenido en el laboratorio, ya que el rendimiento de la mezcla en muchos casos fue ligeramente mayor que uno. Cuando se observa la tabla 6, es posible notar que los porcentajes de agregado que se muestran en la figura 4, no corresponde directamente a los pesos de agregados mostrados en la tabla, principalmente en los naturales. Esto se debe a que los agregados gruesos naturales tienen un peso específico mucho mayor que la arena utilizada, mientras que los agregados reciclados tanto finos como gruesos, tienen pesos específicos muy semejantes, además las cantidades presentadas están afectadas por la humedad que el material contenía en el momento que se hicieron los proporcionamientos.o Ensayes de laboratorioo Los ensayes de laboratorio practicados a los concretos elaborados, fueron en estado fresco: el revenimiento, el peso volumétrico fresco y el contenido de aire, y en estado endurecido: las resistencias a compresión, a tensión y a flexión, así como el módulo de elasticidad, según los procedimientos establecidos en las normas ASTM correspondientes.o Para el estudio de estas propiedades se fabricaron cilindros y vigas de concreto estándar de 0.15 x 0.30 m y 0.15 x 0.15 x 0.60 m, respectivamente.o Las propiedades de resistencia a la compresión se estudiaron a las edades de 7, 14 y 28 días, mientras que el resto de los ensayes se estudiaron para 28 días solamente.o Resultados y discusión
  15. 15. o Propiedades en estado frescoo Revenimientoo Para obtener el revenimiento de las mezclas de concreto se utilizó el procedimiento establecido en la norma ASTM C 143. En la tabla 7 se presentan los revenimientos obtenidos. Como se puede apreciar la mayoría de los revenimientos se encuentran dentro de los límites de tolerancia (± 2.5 cm) que están establecidos en la fracción 6.1.2 de la norma ASTM C 94. Sólo la mezcla CR300 estuvo fuera de los límites.oo Los resultados de otras investigaciones similares muestran que la trabajabilidad de las mezclas recicladas es menor que la de las mezclas naturales (e.g., Sagoe, 2001). Los resultados obtenidos en este trabajo concuerdan con esta tendencia generalizada, según se observa en la figura 5 donde se presentan los valores de revenimiento para los concretos reciclados y naturales.oo Peso volumétrico frescoo Los pesos volumétricos frescos obtenidos de acuerdo con el procedimiento establecido en la norma ASTM C 138, se presentan en la tabla 8. En ésta se observa
  16. 16. que los pesos volumétricos de los concretos reciclados fueron bajos en relación con los que alcanzaron los naturales. Lo cual era de esperarse. Otras investigaciones realizadas (Sagoe, 2001) con agregado reciclado de mayor peso específico como el basalto, han reportado mezclas recicladas de pesos volumétricos mayores a los aquí obtenidos. Esto es congruente con los resultados presentados en este trabajo donde se utilizó agregado reciclado de caliza.oo Por otra parte, según lo establecido en el RCDF, este concreto reciclado se clasifica como concretos clase dos, ya que tiene pesos volumétricos frescos de 1,900 a 2,200 kg/m3, mientras que los naturales están clasificados como concretos clase uno por tener pesos volumétricos frescos mayores a 2,200 kg/m3.o Contenido de aireo El contenido de aire de las mezclas de concreto se obtuvo de acuerdo con el procedimiento que se establece en la norma ASTM C 231. En la tabla 9 se presentan los contenidos de aire obtenidos de las seis mezclas elaboradas.oo En esta tabla se observa que todas las mezclas tuvieron contenidos de aire normales entre, el 1.5, y 2.0 %, sólo la mezcla CR300 obtuvo un contenido de aire ligeramente mayor.o Propiedades en estado endurecido
  17. 17. o Resistencia a la compresióno La resistencia a la compresión de las mezclas de concreto se obtuvo siguiendo el procedimiento establecido en la norma ASTM C 39. Las resistencias a la compresión obtenidas se presentan en la tabla 10.oo Si se representan las relaciones agua–cemento (a/c) y las resistencias a la compresión (fc) a 28 días en una gráfica, se observa que los concretos reciclados tienen mayores resistencias respecto de los naturales para una misma relación a/c. Hay que tomar en cuenta que los concretos reciclados requieren de mayores consumos de agua que los naturales para alcanzar revenimientos similares (Figura 6). En general, en la literatura técnica relacionada se han publicado valores de resistencia a la compresión simple, menores a los aquí obtenidos. Sin embargo, las referencias disponibles hasta el momento (Sagoe, 2001; Katz, 2003) no presentan los valores de sus concretos naturales homólogos, por lo que no es posible saber si la situación obtenida en esta investigación ha sido obtenida por otros autores.oo Ahora, si se relaciona el consumo de cemento con la resistencia a la compresión obtenida, se puede observar que cuando se tiene un consumo de hasta 300 kg/m 3 de cemento, la eficiencia en los concretos reciclados es mayor que en los naturales, mientras que para consumos mayores a 300 kg/m3 la eficiencia es mayor para los
  18. 18. concretos naturales como se observa en la figura 7, aunque las diferencias son pequeñas.oo Resistencia a la tensióno Para un concreto de peso normal, la resistencia a la tensión se estima en 1.20 a 1.50 veces la raíz cuadrada de la resistencia a la compresión, para concretos clase dos y clase uno, respectivamente (RCDF). Esta propiedad se obtuvo siguiendo el procedimiento establecido en la norma ASTM C 496. Las resistencias a la tensión que alcanzaron las mezclas de concreto se presentan en la tabla 11. Como se puede observar en esta tabla, los concretos reciclados alcanzaron valores de resistencia a la tensión, ligeramente menores que los concretos naturales: 96% para el CR200, 92% para el CR300 y 84% para el CR400. Abdol et al., (2001) obtuvo la misma tendencia en sus investigaciones con concretos reciclados de caliza, lo cual respalda los resultados obtenidos en esta investigación.
  19. 19. oo Al representar en una gráfica los valores obtenidos y los establecidos en el reglamento como tendencias centrales, se puede observar que los concretos reciclados pueden considerarse dentro de la clasificación para concretos clase dos, mientras que los naturales como concretos clase uno (Figura 8).oo Resistencia a la flexióno La resistencia a la flexión o módulo de ruptura para un concreto de peso normal se considera como 2 y 1.4 veces la raíz cuadrada de la resistencia a la compresión para concretos clase uno y clase dos, respectivamente. Para obtener los valores de resistencia a la flexión que alcanzaron los concretos, se siguió el procedimiento establecido en la norma ASTM C 78.o En la tabla 12 se presentan las resistencias a la flexión de los concretos estudiados.
  20. 20. oo Como se observa en la tabla 12, nuevamente los concretos reciclados presentaron valores menores que los que alcanzaron los concretos naturales, a excepción del CR200 que fue mayor que su homólogo natural. Sin embargo, los valores que alcanzaron todas las mezclas de concreto estudiadas tienen líneas de tendencia que caben dentro de la clasificación de concretos clase uno en ambos tipos de concretos como se aprecia en la figura 9.oo Módulo de elasticidado Para obtener el módulo de elasticidad de las mezclas de concreto, se utilizó la norma ASTM C 469. De acuerdo con el RCDF el módulo de elasticidad puede estimarse como 14,000 veces la raíz cuadrada de fc para concretos clase uno y como 8,000 veces la raíz cuadrada de fc para concretos clase dos.o En la tabla 13 se presentan los valores alcanzados de módulo de elasticidad para los concretos estudiados.
  21. 21. oo En la misma, se observa que los concretos reciclados como en todas las propiedades mecánicas estudiadas, presentaron valores por debajo de los alcanzados por los concretos naturales.o Como se observa en la figura 10, los valores alcanzados por los concretos reciclados tuvieron módulos de elasticidad superiores a los correspondientes a concretos de clase dos (RCDF), mientras que los concretos naturales se clasificaron dentro de los concretos clase 1.oo Las deformaciones unitarias máximas que alcanzaron los concretos reciclados fueron del mismo orden que los naturales y se encontraron en el intervalo de 0.0029 a 0.0036, como se muestra en la figura 11. Los trabajos disponibles en la literatura técnica hasta el momento, no presentan resultados comparables a los obtenidos en esta investigación, ya que las condiciones de los ensayes de otros autores (e.g., Katz, 2003) no son las mismas que las de este trabajo.
  22. 22. oo Conclusioneso El reciclaje de concreto para fabricar agregado grueso y sustituir al natural es una práctica que debe empezar a realizarse a la brevedad posible, ya que la disponibilidad de bancos de materiales pétreos es cada día más escasa.o Este trabajo de investigación reveló que el agregado reciclado con granulometría adecuada produce mezclas de buena calidad y con un comportamiento mecánico similar al de los concretos naturales.o Los concretos reciclados pueden ser utilizados como concretos clase dos, lo que lo convierte en un concreto con una cantidad de aplicaciones nada despreciables.o En las resistencias a la tensión y flexión, se encontró que para consumos de cemento de 300 kg/m3 y mayores, la relación ft/fc1/2 y MR/fc1/2 eran menores para los concretos reciclados, lo que se puede deber a que a bajas relaciones agua–cemento, domina el comportamiento del agregado grueso y a altas relaciones agua–cemento domina el de la pasta. Lo que conlleva a pensar que el agregado reciclado tiene su mejor aplicación en consumos de cemento bajos hasta 300 kg/m3, debido a que para consumos mayores pueden resultar mezclas antieconómicas.o Por último, esta investigación constituye el punto de partida de investigaciones complementarias.oo Agradecimientoso Este trabajo se realizó gracias a las facilidades prestadas por el IIUNAM para la realización de los experimentos en su laboratorio de estructuras y materiales.o Asimismo, se agradece el apoyo moral y económico que el Instituto brindó para la realización de esta investigación.o Referenciaso Abdol R.C., Shiou–San K., Jamshid M.A., James P.D. (2001). Test of Recycled Concrete Aggregate in Accelerated Test Track. Journal of Transportation Engineering, Vol. 127, No. 6, November/December, pp. 486–492.o ACI 211.1 – 89. Standard Practice for Selecting Proportions Normal, Heavyweight, and Mass Concrete.
  23. 23. o ASTM C 29/ C 29M – 90. Standard Test Method for Unit Weight and Voids in Aggregate.o ASTM C 33 – 90. Standard Specification for Concrete Aggregates.o ASTM C 39. Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens.o ASTM C 78 – 84. Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Third–Point Loading).o ASTM C 94 – 90. Standard Specification for Ready–Mixed Concrete.o ASTM C 127 – 88. Standard Test Method for Specific Gravity and Absorption of Coarse Aggregate.o ASTM C 128 – 88. Standard Test Method for Specific Gravity and Absorption of Fine Aggregate.o ASTM C 136 – 84a. Standard Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates.o ASTM C 138 – 81. Standard Test Method for Unit Weight, Yield, and Air Content (Gravimetric) of Concrete.o ASTM C 143 – 90a. Standard Test Method for Slump of Hydraulic Cement Concrete.o ASTM C 192 – 90a. Standard Practice for Making and Curing Test Specimens in the Laboratory.o ASTM C 231 – 91. Standard Test Method for Air Content of Freshly Mixed Concrete by the Pressure Method.o ASTM C 469 – 87a. Standard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poissons Ratio of Concrete in Compression.o ASTM C 496 – 90. Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical Concrete Specimens.o ASTM C 511 – 85. Standard Specification for Moist Cabinets, Moist Rooms, and Water Storage Tanks Used in the Testing of Hydraulic Cements and Concretes.o ASTM C 566 – 89. Standard Method for Total Moisture Content of Aggregate by Drying.o ASTM C 617. Standard Practice for Capping Cylindrical Concrete Specimens.o Comisión Federal de Electricidad (CFE), (1994). Manual de tecnología del concreto, sección 1. Ed. Limusa, México .o Comisión Federal de Electricidad (CFE), (1994). Manual de tecnología del concreto, sección 3. Ed. Limusa, México.o Katz A. (2003). Properties of Concrete Made With Recycled Aggregate From Partially Hydrated Old Concrete. Cement and Concrete Research, Vol. 33, pp. 703–711.o Kosmatka S.H., Panarese W.C. (1992). Diseño y control de mezclas de concreto. Ed. IMCyC, México.o Martínez–Soto I.E. (2005). Reciclaje de concreto premezclado para la fabricación de agregados, Tesis de Maestría en Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, México.o NMX C 414 – 2004. Industria de la construcción –cementos hidráulicos– especificaciones y métodos de prueba.o Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal (2003). Ed. México Sista.o Sagoe–Crentsil K.K., Brown T., Taylor A.H. (2001). Performance of Concrete Made with Commercially Produced Coarse Recycled Concrete Aggregate. Cement And Concrete Research, Vol. 31, pp. 707–712.
  24. 24. o Bibliografía sugeridao Bjorn–Jakobse J., Elle M., Lauritzen E.K. (1988). On Site Use of Regenerated Demolition Debris. In: Kasai Y. (Ed.), Demolition and Reuse of Concrete and Masonry, Reuse of Demolition Waste, Vol. 2, E&FN SPON, London, pp. 537–546.o Gómez–Soberón J.M.V. (2002). Porosity of Recycled Concrete with Substitution of Recycled Concrete Aggregate, an Experimental Study. Cement and Concrete Research, 32, pp. 1301–1311.o Hendriks C.F. (1994). Certification System for Aggregates Produced from Building Waste and Demolished Buildings. In: Goumans J.J.J.M., Van Der Sloot H.A., Aalbers T.G. (Eds.), Environmental Aspects of Construction with Waste Materials, Elsevier, Amsterdam, The Netherlands, pp. 821–843.o How–Ji C., Tsong Y., Kuan–Hung C. (2003). Use of Building Rubbles as Recycled Aggregates. Cement and Concrete Research 33, pp. 125–132.o Kasai J., Kasai Y. (1993). Guidelines and the Present State of the Use of Demolished Concrete in Japan. In: Lauritzen E.K. (Ed.), Demolition and Reuse of Concrete and Masonry, Guidelines for Demolition and Reuse of Concrete and Masonry, E&FN SPON, Denmark, pp. 93–104.o Luc T., Peter De P., Jan D. (1999). Concrete with Recycled Materials as Coarse Aggregates: Shrinkage and Creep Behavior, Materials and Construction: Exploring the Connection. Proceedings of the Fifth ASCE Materials Engineering Congress held in Cincinnati, Ohio, May 10–12, pp. 720–727.o Nataatmadja A. and Tan Y.L. (2001). Resilient Response of Recycled Concrete Road Aggregates. Journal of Transportation Engineering, Vol. 127, No. 5, September/October, pp. 450–453.o Nixon P.J. (1978). Recycled Concrete as an Aggregate for Concrete – A Review, RILEM TC–37–DRC. Materials and Structures (RILEM), 65, pp. 371–378.o Rashwan, M., and Aourizk, S. (1997). Factors Affecting Properties Of Concrete Made With Reclaimed Material in Ready Mix Plants. ACI Concrete International, Vol. 10, No. 7, pp. 56–60.o Rashwan M. and Aourizk S. (1997). The Properties Of Recycled Concrete. ACI Concrete International, Vol. 19, No. 7, pp. 56–60.o RILEM 121–DRG (1994). Specification for Concrete With Recy cled Aggregates, Materials and Structures 27 (173), pp. 557–559.o Shiou–San K., Abdol R.C., and Jamshid M.A. (1999). Testing and Evaluation of Recycled Concrete Aggregate (ACR) as Mixture and Base Material, Materials and Construction: Exploring the Connection. Proceedings of the Fifth ASCE Materials Engineering Congress held in Cincinnati, Ohio, May 10–12, pp. 704–711.o Stamatia A., Frondistou–Yannas and Taichi I. (1977). Economic Feasibility of Concrete Recycling. Journal of the Structural Division, Vol. 103, No.4, April, pp. 885–899.o Vyncke J., Rousseau E. (1993). Recycling of Construction and Waste in Belgium: Actual Situation and Future Evolution. In: Lauritzen E.K. (Ed.), Demolition and Reuse of Concrete and Masonry, Guidelines for Demolition and Reuse of Concrete and Masonry, E&FN SPON, Denmark, pp. 57–69.o Semblanza de los autoreso Iris Esmeralda Martínez–Soto. Obtuvo el título de ingeniera civil en la Escuela de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad Autónoma de Sinaloa en el año de 2001.
  25. 25. Cursó sus estudios de maestría en ingeniería (construcción) en la Universidad Nacional Autónoma de México, obteniendo el grado en el año 2005. A lo largo de tres años de carrera profesional como ingeniero civil, ha participado en diversos proyectos de desarrollo de infraestructura, tanto en el sector privado como en el público, en el área de construcción e ingeniería de costos. En la investigación, colaboró en el Instituto de Ingeniería de octubre de 2003 a agosto de 2005, como becaria, en proyectos de investigación dentro del área de concreto, relacionados con el distribuidor vial del Distrito Federal, la aplicación del concreto reciclado en edificacione s y sobre el aspecto térmico del uso del material para el ahorro de energía en edificios de concreto. También ha dictado conferencias en el ACI México sobre el desarrollo de sus investigaciones. Asimismo, ha sido coautora en publicaciones del área de matemáticas aplicadas a la construcción y autora en los boletines informativos del ACI México. Actualmente se desempeña como coordinadora de precios unitarios en el Aeropuerto Internacional de la Ciudad de México. o Carlos Javier Mendoza–Escobedo. Es ingeniero civil por la Universidad Autónoma de Yucatán y maestro en ingeniería por la Universidad Nacional Autónoma de México. Es investigador del Instituto de Ingeniería desde 1971. Es secretario del Comité Asesor en Seguridad Estructural del Distrito Federal, presidente de la Comisión de Especialidad de Ingeniería Civil de la Academia de Ingeniería, miembro de la Comisión evaluadora del PRIDE de la ENEP Acatlán, UNAM y miembro del Consejo Técnico del Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción. Sus campos de interés son la tecnología y las estructuras de concreto, y sobre estos temas, ha publicado 146 trabajos técnicos, ha participado en la elaboración de varias Normas Mexicanas y en la preparación de las nuevas Normas Técnicas Complementarias del Reglamento de Construcciones del Gobierno del Distrito Federal. o Tipos de Cemento Portland En el mundo existen una gran variedad de tipos de cementos, estos tipos se distinguen según los requisitos tanto químicos como físicos. La norma ASTM especifica:8 tipos de cemento Pórtland, ASTM C150: I, IA, II, IIA, III, IIIA, IV, V.6 tipos de cemento hidráulico mezclado, ASTM C595: IS, IP, P, I(PM), I(SM), S.Tipo IS.- Cemento Pórtland de alto hornoTipo IP.- Cemento Pórtland con adición Puzolanica.Tipo P.- Cemento Pórtland con puzolana para usos cuando no se requiere alta resistencia inicial.Tipo I (PM).- Cemento Pórtland con Puzolana modificado.Tipo I (SM).- Cemento portland con escoria, modificado.Tipo S.- Cemento con escoria para la combinación con cemento Portland en la fabricación de concreto y en combinacióncon cal hidratada en la fabricación del mortero de albañilería.3 tipos de cemento para mampostería, ASTM C91: N, M, S.
  26. 26. En Bolivia solo se fabrican los cementos del Tipo I, y IP por lo cual solo se desarrollaran estos con mayor detalle, del resto solo se presentaran sus características principales.TIPO I, cemento común, para usos generales, es el que más se emplea para fines estructurales cuando no se requierende las propiedades especiales especificadas para los otros cuatro tipos de cemento.En las tablas 1.5 y 1.6 se dan diferentes características para los cementos Tipo I.
  27. 27. TIPO II, cemento modificado para usos generales y se emplea cuando se prevé una exposiciónmoderada al ataque por sulfatos o cuando se requiere un moderado calor de hidratación. Estascaracterísticas se logran al imponer limitaciones en el contenido de C3A y C3S del cemento. El cementotipo II adquiere resistencia con más lentitud que el tipo I; pero a final de cuentas, alcanza la mismaresistencia. Este tipo de cemento se usa en el hormigón expuesto al agua de mar.TIPO III, cemento de alta resistencia inicial, recomendable cuando se necesita una resistenciatemprana en una situación particular de construcción. Este cemento se obtiene por un molido más finoy un porcentaje más elevado de C3A y C3S. El hormigón tiene una resistencia a la compresión a los 3días aproximadamente igual a la resistencia a la compresión a los 7 días para los tipos I y II y unaresistencia a la compresión a los 7 días casi igual a la resistencia a la compresión a los 28 días para lostipos I y II. Sin embargo, la resistencia última es más o menos la misma o menor que la de los tipos I yII.Dado que el cemento tipo III tiene un gran desprendimiento de calor, no se debe usar en hormigonesmasivos. Con un 15% de C3A presenta una mala resistencia a los sulfatos. El contenido de C3A puedelimitarse al 8% para obtener una resistencia moderada a los sulfatos o a 5% cuando se requiere altaresistencia.TIPO IV. Cemento de bajo calor de hidratación. Los porcentajes de C2S y C4AF son relativamentealtos; El bajo calor de hidratación en el cemento tipo IV se logra limitando los compuestos que másinfluyen en la formación de calor por hidratación, o sea, C3A y C3S. Dado que estos compuestostambién aportan la resistencia inicial de la mezcla de cemento, al limitarlos se tiene una mezcla quegana resistencia con lentitud. Este cemento se usa para estructuras de hormigón masivo, con bajasrelaciones superficie/volumen. Requiere mucho más tiempo de curado que los otros tipos.TIPO V. cemento resistente a los sulfatos. La resistencia al sulfato se logra minimizando el contenidode C3A (≤5%), pues este compuesto es el más susceptible al ataque por sulfatos.Este tipo se usa en las estructuras expuestas a los sulfatos alcalinos del suelo o del agua, a los sulfatosde las aguas freáticas y para exposición al agua de mar.Las resistencias relativas de los hormigones preparados con cada uno de los cinco tipos de cemento secomparan en la tabla 1.9, a cuatro edades diferentes; en cada edad, se han normalizado los valores deresistencia para comparación con el hormigón de cemento tipo I.
  28. 28. CON INCLUSIÓN DE AIRE, ASTM C150: TIPO IA, IIA Y IIIA,. Estos tipos tienen una composiciónsemejante a las de los tipos I, II y III, excepto que durante la fabricación, se muele junto con estosúltimos un agente inclusor de aire. Este constituye un mal método para obtener aire incluido, ya queno se puede hacer variar la dosis del agente para compensar otros factores que influyan en elcontenido de aire en el hormigón.Estos cementos se usan para la producción de hormigón expuesto a heladas severas.
  29. 29. CEMENTOS MEZCLADOS ASTM C595: TIPO IS, IP, P, I(PM), I(SM), S. Estos cementos consisten enmezclas, que se muelen juntas, de clinker y ceniza muy fina, puzolana natural o calcinada, o bien,escoria, dentro de los límites en porcentaje especificados de los componentes. También puedenconsistir en mezclas de cal de escoria y cal de puzolana. En general, pero no necesariamente, estoscementos dan lugar a una resistencia mayor a la reacción álcali-agregado, al ataque por sulfato y alataque del agua de mar, pero requieren un curado de mayor duración y tienden a ser menosresistentes a los daños por la sal para deshelar y descongelar. Dan lugar a una menor liberación decalor y es posible que ganen resistencia con mayor lentitud, en especial a bajas temperaturas.Cementos Puzolánicos1.- Endurecen más lentamente, en especial en ambiente frío, y requieren engeneral más agua de amasado que el Pórtland normal; pero a largo plazo llegan a superar lasresistencias de este, confiere al hormigón una elevada densidad, disminuyendo su porosidad yhaciéndolo más compacto, lo que aumenta su resistencia química. Todo ello lo hacerecomendable para gran numero de obras (canales, pavimentos. obras en aguas muy puras oambientes medianamente agresivos, hormigonados bajo agua, obras marítimas, etc.).Cemento de Alto Horno.- Se obtiene por enfriamiento brusco en agua de la ganga fundida procedentede procesos siderúrgicos. Dado su contenido en cal combinada, la escoria no es una simple puzolana,sino que tiene de por si propiedades hidráulicas, es decir, que es un verdadero cemento, fragua yendurece muy lentamente, por lo que debe ser acelerada por la presencia de algo que libere cal, comoel clinker de Pórtland.Estos cementos presentan poca retracción y un débil calor de hidratación, por lo que pueden serutilizados sin riesgo en grandes macizos. A cambio y por la misma razón, son muy sensibles a las bajastemperaturas, que retardan apreciablemente su endurecimiento, por lo que no deben utilizarse pordebajo de los + 5 ºC.PARA MAMPOSTERÍA, ASTM C91, TIPO N, S Y M. Son cementos de baja resistencia utilizadosexclusivamente en albañilería. El tipo M tiene la resistencia más alta, alcanzando 20MPa. Unacaracterística de este tipo de cemento es su mayor plasticidad. Este tipo se usa también para revoque;asimismo, suele contener una piedra caliza finamente molida junto con el clinker y un plastificanteinclusor de aire. Una marca que se encuentra en el mercado es CALCEMIT.CEMENTO BLANCO. Este tipo cumple con los requisitos del tipo I o del tipo III, o los de ambos. En él seutilizan materias primas de bajo hierro y bajo manganeso y un apagado especial para producir un colorblanco puro.
  30. 30. API especial 10 para pozos petroleros. Este tipo consta de varias clases y está diseñado para satisfacer las condiciones de presión y temperatura elevadas que se encuentran en la inyección de grout en los pozos petroleros. Este tipo produce una pasta aguada de baja viscosidad y fraguado lento, tan líquida como es posible para facilitar el bombeo a presión en los pozos profundos. Es de bajo contenido de C3A, de molido grueso y no puede contener alguna sustancia para ayudar a la pulverización. TIPOS EXPANSIVOS. Estos tipos se usan para inhibir la contracción del hormigón y minimizar el agrietamiento. Tienen baja resistencia al sulfato. CEMENTOS DE ALTA ALÚMINA. Este tipo contiene aluminatos de calcio, en lugar de silicatos de calcio. Tiene una elevada resistencia temprana (a las 24hrs) y propiedades refractarias. Puede experimentar un 40% de regresión en la resistencia después de secar durante un periodo de 6 meses, si el hormigón no se mantiene frío durante las primeras 24 h después de mezclar y vaciar. TracciónDecimos que un elemento está sometido a un esfuerzo de tracción cuando sobre él actúan fuerzas quetienden a estirarlo. Los tensores son elementos resistentes que aguantan muy bien este tipo de esfuerzos. CompresiónUn cuerpo se encuentra sometido a compresión si las fuerzas aplicadas tienden a aplastarlo o comprimirlo. Lospilares y columnas son ejemplo de elementos diseñados para resistir esfuerzos de compresión.Cuando se somete a compresión una pieza de gran longitud en relación a su sección, se arquea recibiendoeste fenómeno el nombre de pandeo. FlexiónUn elemento estará sometido a flexión cuando actúen sobre el cargas que tiendan a doblarlo. Ha este tipo deesfuerzo se ven sometidas las vigas de una estructura.
  31. 31. TorsiónUn cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo. Es el caso del esfuerzoque sufre una llave al girarla dentro de la cerradura. CortaduraEs el esfuerzo al que está sometida a una pieza cuando las fuerzas aplicadas tienden a cortarla o desgarrarla. Elejemplo más claro de cortadura lo representa la acción de cortar con unas tijeras.A la hora de diseñar una estructura esta debe de cumplir tres propiedades principales: ser resistente, rígida yestable. Resistente para que soporte sin romperse el efecto de las fuerzas a las que se encuentra sometida, rígida para que lo haga sin deformarse y estable para que se mantenga en equilibrio sin volcarse ni caerse.
  32. 32. Elementos resistentesLa resistencia de una estructura no depende solamente de las propiedades del material con el queestá hecha, sino también de la disposición del conjunto de elementos resistentes que la forman.En cualquier estructura podemos encontraremos uno o varios de los siguientes elementosresistentes, encargados de proporcionarle la suficiente resistencia para soportar las cargas a la queestá sometida: Pilares | Vigas | Tirantes | Arcos | Triángulos | Tubos PilaresElementos resistentes dispuestos en posición vertical, que soportan el peso de los elementos que seapoyan sobre ellos. Cuando presentan forma cilíndrica se les denomina columnas.VigasElementos colocados normalmente en posición horizontal que soportan la carga de la estructura y latransmiten hacia los pilares. Están constituidas por uno o más perfiles.
  33. 33. Los perfiles son las formas comerciales en que se suele suministrar el acero u otros materiales. El tipode perfil viene dado por la forma de su sección. Perfiles cerrados Perfiles abiertos TirantesSon cables, normalmente constituidos por hilos de acero, que dan rigidez y permiten mejorar laresistencia de la estructura. Soportan bien los esfuerzos que tienden a estirarlos y pueden sertensados mediante tensores o trinquetes como el que se puede observar en la fotografía siguiente: ArcosForma geométrica muy utilizada a lo largo de la historia como solución arquitectónica. Permitetrasmitir las cargas que soporta hacia los elementos que sustentan la estructura.
  34. 34. TriángulosPuede demostrarse, de forma experimental, que el triángulo es la forma geométrica más estable, alno deformarse al actuar sobre él fuerzas externas. Esta es la razón por la que se utiliza latriangulación para aportar mayor rigidez a las estructuras. En caso contrario nos encontraremos conuna estructura articulada. Estructuras articuladas Estructuras rígidasEn ocasiones la colocación de una simple escuadraotorga a la estructura la rigidez y resistencia quenecesita.A menudo nos encontramos estructuras que se hayan formadas por un conjunto de perfilesagrupados geométricamente formando una red de triángulos, son las denominadas cerchas. Las
  35. 35. vemos en construcciones industriales, grúas, gradas metálicas, postes eléctricos, etc.En las siguientes fotografías puedes observar algunos ejemplos comunes de utilización de estructurastriangulares: TubosPor último, otro tipo de elementos que presentan gran resistencia son los tubos o estructurastubulares. Su geometría cilíndrica permite un reparto equitativo de las cargas sobre sus paredes .Una de sus principales aplicaciones es la construcción de canalizaciones.
  36. 36. Completa las frases con alguna de las palabras siguientes:torsión deformables estructura estable tirantes deformables Las formas geométricas que tiene más de tres lados son estableUna estructura es si se mantiene en equilibrio sin caerse. tirantesLos están constituidos por hilos de acero y permiten mejorar la resistencia de laestructura. estructuraLlamamos a un conjunto de elementos capaces de soportar peso y cargas sinromperse no deformarse. torsiónAl atornillar un tornillo lo sometemos fundamentalmente a un esfuerzo de .Identifica cada uno de los siguientes elementos resistentes con su definición: arco cercha pilar tirante viga Elementos resistentes formados por uno o más perfiles dispuestos en pilar posición vertical.Porción de una línea curva utilizada como elemento resistente. arcoElementos diseñados para soportar esfuerzos de tracción. tiranteUnión de elementos resistentes que adoptan una disposición de celdillas triangulares. cerchaElementos resistentes formados por uno o más perfiles dispuestos normalmente en vigaposición horizontal.
  37. 37. Completa las siguientes definiciones: tracción Decimos que un elemento está sometido a un esfuerzo de cuando sobre él actúan fuerzas que tienden a estirarlo compresiónUn cuerpo se encuentra sometido a si las fuerzas aplicadas tienden a aplastarlo ocomprimirlo. cortaduraLa es el esfuerzo al que está sometida a una pieza cuando las fuerzas aplicadastienden a cortarla o desgarrarla. torsiónUn cuerpo sufre esfuerzos de cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo. flexiónUn elemento estará sometido a cuando actúen sobre el cargas que tiendan adoblarlo.Indica cuales de las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) y cuales falsas (F): V F Un polígono cerrado de tres lados constituye una estructura rígida. El nombre de los perfiles viene dado por la forma de su sección. Los pilares son elementos estructurales colocados normalmente en posición horizontal. La acción de cortar con las tijeras constituye un ejemplo típico de esfuerzo de cortadura. Una estructura es rígida si es capaz de mantenerse en pie, sin volcarse ni caerse. Los tirantes son cables formados normalmente por hilos de acero. Decimos que un cuerpo está sometido a un esfuerzo de tracción cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo.
  38. 38. Señala, de las siguientes propiedades, las tres que son fundamentales para cualquier estructura. Dura Frágil Rígida Articulada Pesada Plástica Resistente Elástica Estable LigeraEn el siguiente esquema se representa una viga sometida a flexión. ¿Serías capaz de asociar los cincoelementos señalados con su definición? 1 Deformación máxima producida flecha 2 Fibra que no está sometida a esfuerzos fibra neutra 3 Distancia que separa los apoyos de la viga luz 4 Punto sobre el que se sustenta la viga apoyo 5 Dimensión correspondiente a la altura de la viga canto
  39. 39. 1. Al conjunto de elementos simples, colocados de una forma determinada, que permiten soportar una gran carga o peso sin romperse ni deformarse se denomina: Perfiles Estructura Reductor Polipasto2. Cuando a una viga o columna de hormigón se le introducen unas barras de acero, decimos que se trata de: Hormigón armado Cimientos Estructura metálica Hormigón acerado3. A un perfil colocado verticalmente que sirve para soportar pesos o cargas, se le conoce con el nombre de: Viga Cartela Columna Cimientos4. Los tirantes resisten bien los esfuerzos de: Tracción Compresión Flexión Ninguno5. Las patas de la silla en la que estás sentado soportan un esfuerzo de: Flexión Tracción Compresión Flexión y compresión6. Un entramado de perfiles agrupados geométricamente formando triángulos, recibe el nombre de: Prensillas Cimiento Cerchas Arco7. Un ejemplo típico de un objeto sometido a esfuerzos de cortadura es: Unas tijeras Un martillo Un botón Una viga8. Un cuerpo sobre el que actúan dos pares de fuerza contrarias en sentido opuesto, y que sus secciones tienden a tomar un movimiento de rotación unas en sentido contrario a las otras, se encuentra sometido a: Tracción Pandeo Flexión Torsión9. La deformación máxima que se produce entre los apoyos de un cuerpo que se encuentra sometido a flexión se le denomina: Canto Viga Luz Flecha10. La principal propiedad que debe de tener una estructura es que sea: Pesada Dura Resistente Frágil
  40. 40. ASTM o ASTM International es un organismo de normalización de los Estados Unidos de América.HistoriaFue fundado el 16 de mayo de 1898, como American Section of the International Association for TestingMaterials por iniciativa de Charles Benjamín Dudley, entonces responsable del (diríamos hoy) Control Calidadde Pennsylvanya Railroad, quien tuvo la iniciativa de hacer que los hasta entonces rivales ferrocarriles y lasfundiciones de acero coordinaran sus controles de calidad.Algunos años antes se había fundado la International Association for Testing Materials (IATM), y justamente el16 de junio de 1898 los setenta miembros de la IATM se reunieron en Filadelfia para fundar la secciónamericana de la organización.En 1902, la sección americana se constituye como organización autónoma con el nombre de: American Societyfor Testing Materials, que se volverá universalmente conocida en el mundo técnico como ASTM. Dudley fue,naturalmente, el primer presidente de la ASTM.El campo de acción de la ASTM se fue ampliando en el tiempo, pasando a tratar no solo de los materialesferroviarios, sino todos los tipos de materiales, abarcando un espectro muy amplio, comprendiendo losrevestimientos y los mismos procesos de tratamiento.El desarrollo de la normatización en los años 1923 al 1930 llevó a un gran desarrollo de la ASTM (de la cual porejemplo Henry Ford fue miembro). El campo de aplicación se amplió, y en el curso de la segunda guerramundial la ASTM tuvo un rol importante en la definición de los materiales, consiguiendo conciliar lasdificultades bélicas con las exigencias de calidad de la producción en masa. Era por lo tanto natural un ciertoreconocimiento de esta expansión y en 1961 ASTM fue redefinida como American Society for Testing andMaterials, habiendo sido ampliado también su objetivo. A partir de ese momento la cobertura de la ASTM,además de cubrir los tradicionales materiales de construcción, pasó a ocuparse de los materiales y equiposmás variados, como las muestras metalográficas, cascos para motociclistas, equipos deportivos, etc.En el 2001 la ASTM asume su nombre actual: ASTM International como testimonio del interés supranacionalque actualmente han alcanzado las técnicas de normalización.ASTM HoyLa ASTM Hoy, está entre los mayores contribuyentes técnicos del ISO, y mantiene un sólido liderazgo en ladefinición de los materiales y métodos de prueba en casi todas las industrias, con un casi monopolio en lasindustrias petrolera y petroquímica.Algunas normas de uso común.Algunos elementos de uso común, tales como los que conectan el contador de agua potable a la tubería,probablemente están elaborados con un procedimiento de forjado conforme a ASTM A 105, en la práctica, unacero de buena calidad, mientras que los tubos quizás respondan a la norma ASTM A 589. Las láminas deplástico que se usan para envolver los alimentos, si no se rompen, probablemente han sido fabricadas ycomprobadas con la norma ASTM D 682. Las ollas de acero inoxidable, posiblemente respondan a la ASTM A240 Tp 304 o 321; y si son de calidad superior, cumplirán la norma 316.
  41. 41. ELEMENTO ESTRUCTURALElemento estructural es cada una de las partes diferenciadas aunque vinculadas en que puede ser dividida unaestructura a efectos de su diseño. El diseño y comprobación de estos elementos se hace de acuerdo con losprincipios de la ingeniería estructural y la resistencia de materiales.Contenido1 Clasificación de los elementos1.1 Elementos lineales1.2 Elementos bidimensionales1.3 Elementos tridimensionales2 Diseño de elementos estructurales2.1 Resistencia2.2 Rigidez2.3 Inestabilidad elástica2.4 Estados límite3 Referencia3.1 Bibliografía1 CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOSEn el caso de construcciones, estos tienen nombres que los identifican claramente aunque en el mundohispano parlante, estos nombres cambian de país a país. Básicamente los elementos estructurales puedentener estados de tensión uniaxiales, biaxiales o triaxiales según su dimensionalidad y según cada una de lasdirecciones consideradas pueden existir tanto tracciones como compresiones y finalmente dicho estadopuede ser uniforme sobre ciertas secciones transversales o variar de punto a punto de la sección. Loselementos estructurales suelen clasificarse en virtud de tres criterios principales:Dimensionalidad del elemento, según puedan ser modelizados como elementos unidimensionales (vigas,arcos, pilares, ...), bidimensionales (placas, láminas, membranas) o tridimensionales.Forma geométrica y/o posición, la forma geométrica concreta afecta a los detalles del modelo estructuralusado, así si la pieza es recta como una viga o curva como un arco, el modelo debe incorporar estasdiferencias, también la posición u orientación afecta al tipo de estado tensional que tenga el elemento.Estado tensional y/o solicitaciones predominantes, los tipos de esfuerzos predominantes pueden ser tracción(membranas y cables), compresión (pilares), flexión (vigas, arcos, placas, láminas) o torsión (ejes detransmisión, etc.). Unidimensionales Bidimensionales Solicitaciones rectos curvos planos curvos predominantes viga recta, dintel, viga balcón, placa, losa, forjado, muro de lámina, Flexión arquitrabe arco contención cúpula Tracción cable tensado catenaria membrana elástica Compresión pilar muro de carga1.1 ELEMENTOS LINEALESLos elementos lineales o unidimensionales o prismas mecánicos, están generalmente sometidos a un estadode tensión plana con esfuerzos tensiones grandes en la dirección de línea baricéntrica (que puede ser recto ocurvo). Geométricamente son alargados siendo la dimensión según dicha línea (altura, luz, o longitud de arco),
  42. 42. mucho mayor que las dimensiones según la sección transversal, perpendicular en cada punto a la líneabaricéntrica. Los elementos lineales más comunes son según su posición y forma:Verticales, comprimidos y rectos: Columna (sección circular) o pilares (sección poligonal), pilote (cimentación).
  43. 43. Horizontales, flexionados y rectos: viga o arquitrabe , dintel , zapata corrida paracimentación, correa de sustentación de cubierta.Diagonales y rectos: Barras de arriostramiento de cruces de San Andrés, barras diagonales de una celosía , o entramado triangulado, en este caso los esfuerzospueden ser de flexión tracción dominante o compresión dominante.
  44. 44. Flexionados y curvos, que corresponden a arcos continuos cuando los esfuerzos se dan según el plano decurvatura o a vigas balcón , cuando los esfuerzos son perpendiculares al planode curvatura.1.2 ELEMENTOS BIDIMENSIONALESLos elementos planos pueden aproximarse por una superficie y tienen un espesor pequeño en relación a lasdimensiones generales del elemento. Es decir, en estos elementos una dimensión, llamada espesor, es muchomenor que las otras dos. Pueden dividirse según la forma que tengan en elementos:Horizontales, flexionados y planos, como los forjados , las losas decimentación , y las plateas o marquesinas.
  45. 45. Verticales, flexionados y planos, como los muros de contención .Verticales, comprimidos y planos, como los muros de carga , paredes o tabiques .Flexionados y curvos, como lo son las láminas de revolución, como los depósitos cilíndricos para líquidos. Traccionados y curvos son las membranas elásticas , como las paredes de depósitos con fluidos a presión.Aunque pueden obtenerse otros cuando se combinan.1.3 ELEMENTOS TRIDIMENSIONALES
  46. 46. Los elementos tridimensionales o volumétricos son elementos que en general presentan estados de tensiónbiaxial o triaxial, en los que no predomina una dirección dimensión sobre las otras. Además estos elementossuelen presentar tracciones y compresiones simultáneamente según diferentes direcciones, por lo que suestado tensional es complicado. Entre este tipo de elementos están: Las mensulas de sustentación Las zapatas que presentan compresiones según direcciones cerca de la vertical al pilar que sustentan y tracciones en direcciones cerca de la horizontal.2 DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALESLos elementos estructurales son diseñados, es decir, calculados o dimensionados para cumplir una serie derequisitos, que frecuentemente incluyen:Criterio de resistencia, consistente en comprobar que las tensiones máximas no superen ciertas tensiones admisibles para el material delque está hecho el elemento.Criterio de rigidez, consistente en que bajo la acción de las fuerzas aplicadas las deformaciones odesplazamientos máximo obtenidos no superan ciertos límites admisibles.Criterios de estabilidad, consistente en comprobar que desviaciones de las fuerzas reales sobre las cargasprevistas no ocasionan efectos auto amplificados que puedan producir pérdida de equilibrio mecánico oinestabilidad elástica .Criterios de funcionalidad, que consiste en un conjunto de condiciones auxiliares relacionadas con losrequisitos y solicitaciones que pueden aparecer durante la vida útil o uso del elemento estructural.
  47. 47. 2.1 RESISTENCIAPara comprobar la adecuada resistencia de un elemento estructural, es necesario calcular la tensión (fuerzapor unidad de área) que se da en un elemento estructural bajo la acción de las fuerzas solicitantes. Dada unadeterminada combinación o distribución de fuerzas, el valor de las tensiones es proporcional al valor de lafuerza actuante y del tipo de elemento estructural.En los elementos lineales el vector tensión en cada punto se puede expresar en función de las componentesintrínsecas de tensión y los vectores tangente, normal y binormal:Y las dos tensiones principales que caracterizan el estado de tensión de una viga recta vienen dados por:Y a partir de ahí pueden calcularse los parámetros de la teorías de fallo adecuada según el material que formael elemento estructural. En elementos bidimensionales que se pueden modelizar aproximadamente por lahipótesis cinemática de Love-Kirchhoff, que juega un papel análogo a la teoría de Navier-Bernouilli para vigas,los vectores de tensiones según planos perpendiculares a las líneas de curvatura vienen dado en términos delos vectores tangente a las líneas de curvatura y el vector normal a al elemento bidimensional mediante:2.2 RIGIDEZLa rigidez de un elemento estructural es un tensor que vincula el tensor de las fuerzas aplicadas con lascoordenadas de las deformaciones o desplazamientos unitarios. En un elemento estructural existe unconjunto de parámetros de rigidez que relaciona las fuerzas que se producen al aplicar un desplazamientounitario en particular. Las coordenadas de desplazamiento necesarias y suficientes para determinar toda laconfiguración deformada de un elemento se llaman grados de libertad.En un material de comportamiento elástico las fuerzas se correlacionan con las deformaciones medianteecuaciones de líneas rectas que pasan por el origen cartesiano cuyas pendientes son los llamados módulos deelasticidad. El concepto de rigidez más simple es el de rigidez axial que quedó formulado en la ley de Hooke.La pendiente que correlaciona el esfuerzo axial con la deformación unitaria axial se denomina módulo deYoung. En un material isotrópico la pendiente que correlaciona el esfuerzo axial con la deformación unitarialateral se denomina coeficiente de Poisson.El número mínimo de coordenadas de desplazamiento que se necesita para describir la configuracióndeformada de un cuerpo se denomina número de grados de libertad. La llamada ley de Hooke puede hacerseextensiva para correlacionar de manera matricial la rigidez con los grados de libertad y expresar así laconfiguración deformada del elemento o cuerpo bajo estudio.El concepto de rigidez puede hacerse extensivo a los estudios de estabilidad en que se indaga la rigidez"detrimental" que ofrece la geometría del elemento.2.3 INESTABILIDAD ELÁSTICAArtículo principal: Inestabilidad elástica.La inestabilidad elástica es un fenómeno de no linealidad que afecta a elementos estructuralesrazonablemente esbeltos, cuando se hallan sometidos a esfuerzos de compresión combinados con flexión otorsión.
  48. 48. 2.4 ESTADOS LÍMITEEl método de los estados límites es un método usado en diversas instrucciones y normas de cálculo(Eurocódigos, CTE, EHE, etc) consistentes en considerar un conjunto de solicitaciones o situacionespotencialmente riesgosas y comprobar que el efecto de las fuerzas y solicitaciones actuantes sobre elelemento estructural no exceden de las respuestas máximas asumibles por parte del elemento. Algunos de losEstados Límites típicos son: Estados Límite Últimos (ELU) ELU de agotamiento por solicitación normal (flexión, tracción, compresión) ELU de agotamiento por solicitación tangente (cortadura, torsión). ELU de inestabilidad elástica (Pandeo, etc.) ELU de equilibrio.Estados Límite de Servicio (ELS) ELU de deformación excesiva. ELU de vibración excesiva. ELU de durabilidad (oxidación, fisuración, etc.)3 REFERENCIA3.1 BIBLIOGRAFÍAPopov, Egor P; Engineering Mechanics of Solids, Prentice Hall, Englewood Cliffs, N. J; 1990, ISBN 0-13-279258-3Monleón Cremades, Salvador, Análisis de vigas, arcos, placas y láminas, Universidad Politécnica de Valencia,1999, ISBN 84-7721-769-6.
  49. 49. IMPORTANTE: Incrementa el 7% de la cantidad cuantificada ya que existen desperdicios al memento de cortary habilitar. Este porcentaje es aproximado y puede variar de acuerdo al análisis detallado del despiece devarillas.TIP’SAl realizar un pedido proporcionar la cantidad en tonelado o número de varillas, el grado de acero y eldiámetro en pulgadas u octavos de pulgada.El grado 42 es el más uado en la edificación y equivale a una resistencia de 4,200 kg/cm2
  50. 50. ARMADODespués de habilitar el acero (cortes y dobleces), es necesario armar (unir) cada barra o elemento, tal y comose especifica en el proyecto estructural.IMPORTANTE: Revisar y verificar la cantidad de acero y los detalles de armado, que no falten varillas oestribos, que se cumplan con las separaciones y áreas de acero indicadas.ARMADOS
  51. 51. En este manual se analiza el comportamiento de elementos de hormigón armado sometidos a esfuerzos axiales y ala combinación de los mismos con esfuerzos de flexión. Nos referiremos específicamente a columnas y tabiques.Las columnas son elementos estructurales que soportan esfuerzos axiales, de compresión o tracción,generalmente combinados con flexión, por lo que en consecuencia deben además soportar los esfuerzos de cortederivados de la flexión.El comportamiento de la columna, y en definitiva su modo de falla depende del grado de esfuerzo axial conrespecto a la intensidad de los esfuerzos de flexión.Se dice que una columna no es esbelta cuando su carga última, para una excentricidad dada (y en consecuenciaflexión asociada), está controlada por la resistencia de los materiales componentes y de sus dimensionestransversales. En una columna esbelta sin embargo, la esbeltez es causal de momentos adicionales que tieneninfluencia sobre el valor de la carga última que puede desarrollar la columna. Más adelante se tratará el tema de lascolumnas esbeltas. Por ahora se trata a las columnas cuya falla no está influenciada por no linealidad geométrica,sino por el comportamiento no lineal de material los materiales.
  52. 52. La columna es el elemento estructural vertical empleado para sostener la carga de la edificación. Es utilizadoampliamente en arquitectura por la libertad que proporciona para distribuir espacios al tiempo que cumple con lafunción de soportar el peso de la construcción; es un elemento fundamental en el esquema de una estructura y laadecuada selección de su tamaño, forma, espaciamiento y composición influyen de manera directa en sucapacidad de carga.Para la columna se indica las características que la definen así como el comportamiento para definir los aspectos a tomaren cuenta en el diseño de las columnas de madera, acero y concreto armado.Concepto:La columna es un elemento sometido principalmente a compresión, por lo tanto el diseño está basado en la fuerzainterna, conjuntamente debido a las condiciones propias de las columnas, también se diseñan para flexión de tal formaque la combinación así generada se denomina flexocompresión.Según el uso actual de la columna como elemento de un pórtico, no necesariamente es un elemento recto vertical, sinoes el elemento donde la compresión es el principal factor que determina el comportamiento del elemento. Es por elloque el predimensionado de columnas consiste en determinar las dimensiones que sean capaces de resistir la compresiónque se aplica sobre el elemento así como una flexión que aparece en el diseño debido a diversos factores1. Cabedestacar que la resistencia de la columna disminuye debido a efectos de geometría, lo cuales influyen en el tipo de falla.El efecto geométrico de la columna se denominan esbeltez2 y es un factor importante, ya que la forma de fallardepende de la esbeltez, para la columna poco esbelta la falla es por aplastamiento y este tipo se denomina columnacorta, los elemento más esbeltos se denominan columna larga y la falla es por pandeo. La columna intermedia es dondela falla es por una combinación de aplastamiento y pandeo. Además, los momentos flectores que forman parte deldiseño de columna disminuyen la resistencia del elemento tipo columna (Galambos, Lin y Johnston, 1999; Singer y Pytel,1982).
  53. 53. La losa compuesta (Respuesta a grietas en la zona de momentos negativos)Este tipo de grietas no tienen que ver con los efectos de contracción en el concreto o fallas estructurales.Sino al efecto natural de una viga al flexionarse bajo su propio peso. Se combina además con que el acero que se colocapor temperatura no queda a una altura suficiente para absorber los esfuerzos a tensión que se generan al quitar lospostes de soporte.Para evitar estas grietas se pueden seguir las siguientes recomendaciones: Usar los claros recomendados por el fabricante del sistema losa-acero No utilizar soportes intermedios para la lamina Colar con hilos o a nivel y evitar el uso de escantillónLo anterior permite que la losa se flexione en el estado fresco del concreto lo que le induce a la lamina un ligero pre-esfuerzo y es seguro si están colocados adecuadamente los pernos de cortante y/o un soporte que permita dicha flexiónen el estado fresco del concreto. Esta flexión prematura ya no se incrementa cuando el concreto endurece por la tantola losa queda a nivel y sin grietas.
  54. 54. El concreto simple, sin refuerzo, es resistente a la compresión, pero débil en tensión, lo que limita su aplicabilidadcomo material estructural. Para resistir tensiones, se emplea refuerzo de acero, generalmente en forma de barras,colocado en las zonas donde se prevé que se desarrollarán tensiones bajo las acciones de servicio. El acerorestringe el desarrollo de las grietas originadas por la poca resistencia a la tensión del concreto.Título de Libro : CONCRETO REFORZADOAutor : Gratis para descargarPeso : 0.421mbFormato : PdfEl uso del refuerzo no está limitado a la finalidad anterior, también se emplea en zonas de compresión paraaumentar la resistencia del elemento reforzado, para reducir las deformaciones debidas a cargas de larga duracióny para proporcionar confinamiento lateral al concreto, lo que indirectamente aumenta su resistencia a lacompresión.La combinación de concreto simple con refuerzo constituye lo que se llama concreto reforzado.El concreto presforzado es una modalidad del concreto reforzado, en la que se crea un estado de esfuerzos decompresión en el concreto antes de la aplicación de las acciones. De este modo, los esfuerzos de tensiónproducidos por las acciones quedan contrarrestados o reducidos. La manera más común de presforzar consiste entensar el acero de refuerzo y anclarlo en los extremos del elemento.
  55. 55. Agrietamiento de las superficies de concreto¿CUÁLES son algunas formas de grietas?El concreto (hormigón), al igual que otros materiales de construcción, se contrae y expande con los cambiosde humedad y temperatura, y se deforma dependiendo de la carga y de las condiciones de apoyo. Puedenocurrir grietas cuando no se han tomado las medidas necesarias en el diseño y la construcción para soportardichos movimientos. Algunas formas comunes de grietas son:■Figura A: Grietas por retracción plástica■Figura B: Grietas debidas a la colocación de juntas inapropiadas ■Figura C: Grietas debidas a restricciones continuas externas (Ejemplo: muro colocado en un lugarrestringido a lo largo del eje del fondo del cimiento)■Figura D: Grietas debidas a la falta de una junta de aislamiento■Figura E: Grietas en D por congelación y deshielo■Figura F: Resquebrajamiento o grietas aleatorias■Figura G: Grietas por asentamiento
  56. 56. La mayoría de las grietas aleatorias que aparecen a edad temprana, aunque son antiestéticas, raramenteafectan la integridad estructural o la vida útil del concreto. Las grietas con patrones poco espaciados,debidas a la congelación y el deshielo, que típicamente aparecen a edades posteriores, son una excepción ypueden conducir a un deterioro último.¿POR QUÉ se agrietan las superficies de concreto?La mayoría de las grietas del concreto ocurren usualmente debido a un diseño y a prácticas de construccióninadecuadas, tales como:■Omisión de juntas de contracción y aislamiento y prácticas inadecuadas de realización de juntas.■Inadecuada preparación de la superficie de colocación.■La utilización de un concreto de elevado asentamiento o excesiva adición de agua en el lugar.■Acabado o terminación inadecuada.■Curado inadecuado o nulo¿CÓMO prevenir o minimizar el agrietamiento?Todo concreto tiene tendencia a agrietarse y no es posible producir un concreto completamente libre degrietas, sin embargo, el agrietamiento puede ser reducido y controlado si se siguen las prácticas básicas deconstrucción:a) Sub-base y Encofrado. Toda la capa vegetal y las zonas blandas deben ser removidas. El suelo debajo de lalosa deberá ser un suelo compacto o un relleno granular, bien compactado con rodillo, vibración oapisonado. La losa y por supuesto la sub-base deben tener pendientes para el drenaje. En el invierno, hayque remover la nieve y el hielo antes de vaciar el concreto y nunca colocarlo sobre una sub-base congelada.Las sub-bases lisas y a nivel ayudan a prevenir el agrietamiento. Todo encofrado debe ser construido yreforzado de manera que resista la presión del concreto para evitar movimiento. Las barreras de vapor queestán directamente debajo de una losa de hormigón incrementan la exudación (sangrado) y elevan elagrietamiento potencial, especialmente con un concreto de elevado asentamiento (revenimiento). Cuandose utiliza una barrera de vapor, cúbrala con 3 a 4 pulgadas de un relleno granular compactable, como porejemplo un material de trituración, para reducir la exudación. Justo antes de la colocación del concreto,humedezca ligeramente la sub-base, el encofrado y el refuerzo si existen condiciones severas de secado.b) El Concreto. En general, utilice concreto con moderado asentamiento (no mayor de 5 pulgadas, o sea 125mm). Evite efectuar el retemplado o acomodo de la mezcla de concreto para incrementar su asentamientoantes del vaciado. Un elevado asentamiento (de hasta 6 ó 7 pulgadas, o sea de 150 a 175 mm) puede serutilizado si la mezcla está diseñada para aportar la resistencia requerida sin exudación y/o segregaciónexcesiva. Esto se logra generalmente mediante la utilización de un aditivo reductor de agua. Especifique unconcreto con aire incorporado para losas exteriores sometidas a la congelación.
  57. 57. c) Terminación. El enrase inicial deberá ser seguido inmediatamente por el allanado. NUNCA ejecute lostrabajos de nivelación y alistado con la presencia de agua en la superficie o antes de que el concreto hayacompletado su exudación. No sobrecargue o sobre-termine la superficie. Para una mejor fricción sobre lassupericies exteriores utilice un acabado con cepillado (terminación con escoba). Cuando las condicionesambientales conducen a una elevada tasa de evaporación, utilice medios para evitar un rápido secado y conello el agrietamiento por retracción plástica, mediante barreras de viento, atomizador con agua(nebulizador), y cubriendo el concreto con mantas húmedas o con láminas de polietileno entre lasoperaciones de acabado.d) Curado. El curado es un paso importante para asegurar un concreto resistente al agrietamiento.Comience a curar tan pronto como sea posible. Selle la superficie con un compuesto curador de membranao cúbralo con mantas húmedas y manténgalo mojado como mínimo por 3 días. Una segunda aplicación delcompuesto de curado al día siguiente es un buen paso de aseguramiento de la calidad.e) Juntas. Los cambios volumétricos anticipados, debidos a la temperatura y/o a la humedad deben serresueltos mediante juntas de construcción o de contracción aserrando, encofrando o ejecutando conherramientas que hagan ranuras de alrededor de 1/4 a 1/3 del espesor de la losa, espaciados entre 24 a 36veces dicho espesor. Las juntas hechas con herramientas o cortadas con sierra deben ser ejecutadas en elmomento apropiado. Se recomienda un espaciamiento máximo de 15 pies (4.57 m) para las juntas decontracción. Las losas o paneles deben ser cuadrados y su longitud no debe exceder de 1,5 veces su ancho.Deben preverse juntas de aislamiento siempre que se anticipen restricciones a la libertad del movimientovertical u horizontal, como en los casos de pisos que se encuentren con muros, columnas o cimientos. Estasson juntas de la misma profundidad del elemento y se construyen insertando una barrera de algún tipo paraevitar la adherencia entre la losa y los otros elementos.f) Recubrimiento sobre el Acero de Refuerzo. Asegurando suficiente recubrimiento de concreto (comomínimo de 2 pulgadas o 50 mm), para mantener la sal y la humedad fuera del contacto con el acero, seevitarán las grietas en el concreto armado debidas a la expansión del óxido sobre el acero de refuerzo.Siga estas reglas para evitar el agrietamiento1. Diseñe los miembros para soportar todas las cargas previstas.2. Prevea las juntas apropiadas de contracción y aislamiento.3. En los trabajos de losas sobre el suelo, prepare una sub-base estable.4. Coloque y dé acabado al concreto de acuerdo a las prácticas recomendadas y establecidas.5. Proteja y cure el concreto de forma apropiada.
  58. 58. 1. LOSAS DE ENTREPISOLosas o placas de entrepiso son los elementos rígidos que separan un piso de otro, construidos monolíticamente o enforma de vigas sucesivas apoyadas sobre los muros estructurales. 2. FUNCIONESLas losas o placas de entrepiso cumplen las siguientes funciones: Función arquitectónica: Separa unos espacios verticales formando los diferentes pisos de una construcción; para que esta función se cumpla de una manera adecuada, la losa debe garantizar el aislamiento del ruido, del calor y de visión directa, es decir, que no deje ver las cosas de un lado a otro. Función estructural: Las losas o placas deben ser capaces de sostener las cargas de servicio como el mobiliario y las personas, lo mismo que su propio peso y el de los acabados como pisos y revoques. Además forman un diafragma rígido intermedio, para atender la función sísmica del conjunto. 3. CLASIFICACIÓNLas losas o placas de entrepiso se pueden clasificar así:SEGÚN LA DIRECCIÓN DE CARGA: Losas unidireccionales: Son aquellas en que la carga se transmite en una dirección hacia los muros portantes; son generalmente losas rectangulares en las que un lado mide por lo menos 1.5 veces más que el otro. Es la más corriente de las placas que se realizan en nuestro medio. Losa o placa bidireccionales: Cuando se dispone de muros portantes en los cuatro costados de la placa y la relación entre la dimensión mayor y la menor del lado de la placa es de 1.5 o menos, se utilizan placas reforzadas en dos direcciones.SEGÚN EL TIPO DE MATERIAL ESTRUCTURAL Losas o placas en concreto (hormigón) reforzado: Son las más comunes que se construyen y utilizan como refuerzo barras de acero corrugado o mallas metálicas de acero. Losas o placas en concreto (hormigón) pretensado : Son las que utilizan cables traccionados y anclados, que le transmiten a la placa compresión. Este tipo de losa es de poca ocurrencia en nuestro medio y sólo lo utilizan las grandes empresas constructoras que tienen equipos con los cuales tensionan los cables. Losa o placas apoyada en madera: Son las realizadas sobre un entarimado de madera, complementadas en la parte superior por un diafragma en concreto reforzado. Losa o placa en lámina de acero: Son las que se funden sobre una lámina de acero delgada y que configura simultáneamente la formaleta y el refuerzo inferior del concreto que se funde encima de ella. Tiene un uso creciente en el medio constructivo nacional Losas o placas en otro material: Son placas generalmente prefabricadas realizadas en materiales especiales como arcilla cocida, plástico reforzado, láminas plegadas de fibrocemento, perfiles metálicos etc.
  59. 59. CLASIFICACIÓN DE LAS LOSAS O PLACAS VACIADAS EN EL SITIOEstas losas requieren formaletas especiales, generalmente formadas por una cama (tableros o entarimados), apoyos(tacos y cerchas ) y riostras (diagonales). Las losas o placas vaciadas en el sitio pueden construirse aligeradas(nervadas) o macizas. Losas aligeradas : Son las que utilizan un aligerante para rebajar su peso e incrementar el espesor para darle mayor rigidez transversal a la losa . Los aligerantes pueden ser rígidos o flexibles, y pueden ser: Recuperable : Cuando después de vaciada y fraguada la losa se puede sacar el aligerante y darle uso en otras losas. Los hay moldeados en porón y en plástico reforzado, o ensamblados, como los de madera y láminas metálicas, el uso más frecuente es en losas que se deja a la vista la cara inferior. Perdido: Es el aligerante que no se puede recuperar después de vaciada la losa y son generalmente de madera o esterilla de guadua.Para utilizarlos, se funde o vacía primero una torta o capa de mortero con un espesor de 2.5 cm, reforzada con mallaelectrosoldada o malla de alambre tipo gallinero; luego se colocan los cajones aligerantes, se ubica el refuerzo deacuerdo al plano estructural, se funde el hormigón y finalmente, en la parte superior del aligerante, se funde una capa(diafragma) monolítica con las nervaduras de la losa y de unos 5 cm de espesor Losas macizas: Son las fundidas o vaciadas sin ningún tipo de aligerante. Se usan con espesores hasta de 15 cm, generalmente utilizan doble malla de acero una en la parte inferior y otra en la parte superior. 4. PROCESO CONSTRUCTIVO DE LA LOSAEl proceso constructivo de la losa consta de los siguientes pasos: 1. PREPARAR PUESTO DE TRABAJO: Herramientas: Serrucho, escuadra, martillo, marco de sierra con segueta, gancho para amarrar el acero (bichiroque), pala, pica, palustre, boquillera, grifa (perro), flexómetro, hilo, lápiz. Equipo: Mezcladora, andamio, escalera, baldes, banco para figurar el acero, carretilla. Materiales: Madera, (tablas, largueros, tacos), clavos de 3",2",21/2, acero de refuerzo , tuberías PVC sanitaria y eléctrica, alambre cocido No. 18, cemento, arena, triturado, agua, impermeabilizante. 2. ARMAR ENCOFRADO:El encofrado: Es la estructura temporal que sirve para darle al concreto la forma definitiva. Su función principal esofrecer la posibilidad de que el acero de refuerzo sea colocado en el sitio correcto, darle al concreto la forma y servirle deapoyo hasta que endurezca, está constituido por el molde y los puntales(tacos), que pueden ser metálicos o de madera.Condiciones generales de los encofrados* Los encofrados metálicos presentan un desgaste mínimo con un manejo adecuado. Se deben limpiar bien luego deusarlos, e impregnarlos con un producto desmoldante comercial: aceite, petróleo ó , ACPM con parafina al 50%,dependiendo del acabado que se quiera lograr.* Se debe evitar la oxidación protegiéndolos periódicamente con pintura anticorrosiva, sobre todo si va a estar muchotiempo a la intemperie.* Debe protegérsele también de los rayos del sol y de la lluvia.* Se debe almacenar en sitios cubiertos y secos, debidamente codificados, colocado verticalmente o ligeramenteinclinado cuando se recuesten sobre un muro y levantados del piso sobre zancos o estibas.* Las piezas o componentes defectuosos se deben reparar o reemplazar debida y oportunamente.

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