El Concreto - Modificado

8/18/2019 El Concreto - Modificado

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Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la SeguridadAlimentaria"

UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTOTORIBIO DE MOGROVEJO

FACULTAD DE INGENIERÍA

Escuela Profesionalde Ingeniería Civil y Ambiental

EL CONCRETOTECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES EN LA

CONSTRUCCIÓN

DOCENTE:ING. SALVADOR SOBRECASES MARTÍ

GRUPO N°03

INTEGRANTES:

1.- BARANDIARÁN MEOÑO, Amado Miguel2.- BARRIOS LLAGAS, Francis3.- CALLE, FLORES, Rodolfo4.- GUEVARA CUBAS, Elber

5.- HORNA SILVA, Marco6.- PERICHE FIESTAS, César Iván

Chiclayo, 15 de junio del 2013



Universidad Católica Ingeniería Civil y “Santo Toribio de Mogrovejo” Ambiental

El Concreto1

Contenido

DEDICATORIA ........................................................................................................................ 4

AGRADECIMIENTO ................................................................................................................ 5

RESUMEN ............................................................................................................................. 6

OBJETIVOS ............................................................................................................................ 7

Objetivo General ................................................................................................................... 7

Objetivos Específicos ............................................................................................................. 7

INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 8

CAPÍTULO 1. GENERALIDADES DEL CONCRETO ................................................................... 9

1. Antecedentes Históricos ................................................................................................ 9

2. Definición de Concreto ................................................................................................ 10

3. Importancia del Concreto ............................................................................................ 11

4. Propiedades del concreto ............................................................................................ 11

a. Trabajabilidad .......................................................................................................... 11

b. Resistencia .............................................................................................................. 12

c. Durabilidad .............................................................................................................. 13

d. Permeabilidad y Hermeticidad ................................................................................. 13

e. Elasticidad ............................................................................................................... 14

f. Expansión ................................................................................................................ 15

g. Contracción ............................................................................................................. 15

h. Fluencia ................................................................................................................... 15

i. Resistencia al desgaste ............................................................................................ 16

5. Hidratación y curado ................................................................................................... 16

CAPÍTULO 2. CLASIFICACIÓN DEL CONCRETO .................................................................... 18

1. Según su Refuerzo ....................................................................................................... 18

a. Concreto simple....................................................................................................... 18

b. Concreto armado ..................................................................................................... 18

2. Según su Función......................................................................................................... 20

a. Concreto estructural ................................................................................................ 20

3. Cantidad de Agregado ................................................................................................. 21

a. Concreto ciclópeo .................................................................................................... 21




El Concreto2

4. Según su Peso ............................................................................................................. 21

a. Concreto ligero ........................................................................................................ 21

b. Concreto convencional ............................................................................................ 22

c. Concreto pesado ..................................................................................................... 23

5. Por su Fabricación ....................................................................................................... 24

a. Concreto premezclado ............................................................................................. 24

b. Concreto hecho en obra .......................................................................................... 25

2.6 Concretos Especiales ............................................................................................... 26

a. Concreto Proyectado ............................................................................................... 26

b. Concreto compactado con rodillo ............................................................................ 27

c. Concreto de muy alta resistencia ............................................................................. 29

d. Concreto con fibras.................................................................................................. 29

CAPÍTULO 3. COMPOSICIÓN DEL CONCRETO .................................................................... 30

1. Cemento ..................................................................................................................... 30

a. Cemento Portland ................................................................................................... 30

b. Otros cementos ....................................................................................................... 30

2. Agua ............................................................................................................................ 32

3. Áridos .......................................................................................................................... 334. Aditivos ....................................................................................................................... 33

a. En estado Fresco...................................................................................................... 33

b. En estado Endurecido .............................................................................................. 34

CAPÍTULO 4. ELABORACIÓN DEL CONCRETO ..................................................................... 35

1. Mezclado..................................................................................................................... 35

2. Tipos de Mezcladoras .................................................................................................. 40

a. Mezcladoras de eje inclinado ................................................................................... 40

b. Mezcladoras de eje horizontal ................................................................................. 41

c. Mezcladoras de eje vertical ..........................................¡Error! Marcador no definido.

d. Mezcladoras Planetarias .......................................................................................... 41

3. Duración del mezclado ................................................................................................ 42

4. Control de la mezcla .................................................................................................... 44

5. Transporte del Concreto .............................................................................................. 45

6. Compactación del Concreto ......................................................................................... 48

CAPÍTULO 5. PRUEBAS Y ENSAYOS .................................................................................... 49




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5.1 Análisis del concreto Fresco ........................................................................................... 49

a. Consistencia del concreto Fresco: Asentamiento o Cono de Abrams ........................ 49

b. Contenido de Aire .................................................................................................... 51

c. Ensayos de Temperatura ......................................................................................... 52

5.2 Resistencia a la Compresión ..................................................................................... 52

5.3 Resistencia a la Tensión ........................................................................................... 55

5.4 El Martillo de Schmidt o Esclerómetro ..................................................................... 55

CONCLUSIONES ....................................................................¡Error! Marcador no definido.57

BIBILOGRAFÍA ..................................................................................................................... 58




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DEDICATORIA

A Dios por ser PADRE

SUPREMO de nuestra

existencia, y principal

artífice de nuestros

objetivos y fin común.

A nuestras familias, que son

nuestras grandes

motivaciones para cumplir

cada una de nuestras metas.




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AGRADECIMIENTO

A la Universidad Católica

Santo Toribio de Mogrovejo

por inculcarnos el amor al

estudio, y por la oportunidad

de poder compartir con

personas que valoran el

esfuerzo que requiere un

trabajo de este tipo.

A nuestro docente el Ing.

Salvador Sobrecases Martí,

por el apoyo, guía decidida en

el camino del amor a la

investigación y por ser

colaborador de nuestro

aprendizaje.




El Concreto6

OBJETIVOS

Objetivos Generales

Estudiar y aprender acerca de

los diversos tipos de concreto.

Objetivos Específicos

Saber las diferentes utilidades

que le podemos dar a los

concretos según sus

propiedades.

Conocer bien las utilidades y

los riesgos que corremos al

usar un determinado tipo de

concreto.




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RESUMEN

El concreto es un material durable y resistente pero, dado que se trabaja en suforma líquida, prácticamente puede adquirir cualquier forma. Esta combinación decaracterísticas es la razón principal por la que es un material de construcción tanpopular para exteriores. Ya sea que adquiera la forma de un camino de entrada ampliohacia una casa moderna, un paso vehicular semicircular frente a una residencia, o unamodesta entrada delantera, el concreto proporciona solidez y permanencia a loslugares donde vivimos. En la forma de caminos y entradas, el concreto nos conduce anuestro hogar, proporcionando un sendero confortable hacia la puerta. Además deservir a nuestras necesidades diarias en escalones exteriores, entradas y caminos, elconcreto también es parte de nuestro tiempo libre, al proporcionar la superficie

adecuada para un patio.

El concreto de uso común, o convencional, se produce mediante la mezcla detres componentes esenciales, cemento, agua y agregados, a los cuales eventualmentese incorpora un cuarto componente que genéricamente se designa como aditivo. Almezclar estos componentes y producir lo que se conoce como una revoltura deconcreto, se introduce de manera simultánea un quinto participante representado porel aire. La mezcla intima de los componentes del concreto convencional produce unamasa plástica que puede ser moldeada y compactada con relativa facilidad; perogradualmente pierde esta característica hasta que al cabo de algunas horas se torna

rígida y comienza a adquirir el aspecto, comportamiento y propiedades de un cuerposólido, para convertirse finalmente en el material mecánicamente resistente que es elconcreto endurecido.

La representación común del concreto convencional en estado fresco, loidentifica como un conjunto de fragmentos de roca, globalmente definidos comoagregados, dispersos en una matriz viscosa constituida por una pasta de cemento deconsistencia plástica. Esto significa que en una mezcla así hay muy poco o ningúncontacto entre las partículas de los agregados, característica que tiende a permaneceren el concreto ya endurecido. Consecuentemente con ello, el comportamientomecánico de este material y su durabilidad en servicio dependen de tres aspectosbásicos:

1. Las características, composición y propiedades de la pasta de cemento, o matrizcementante, endurecida.

2. La calidad propia de los agregados, en el sentido más amplio.3. La afinidad de la matriz cementante con los agregados y su capacidad para

trabajar en conjunto.




El Concreto8

INTRODUCCION

La historia del concreto es la historia misma del hombre en la búsqueda de un espaciopara vivir con la mayor comodidad, seguridad y protección posible, el ser humanosupero la época de las cavernas satisfaciendo primero sus necesidades de vivienda ydespués levantando construcciones con requerimientos específicos.

El concreto es un material durable y resistente pero, dado que se trabaja en su formalíquida, prácticamente puede adquirir cualquier forma.

El concreto de uso común se produce mediante la mezcla de cemento, agua yagregados revoltura de concreto se introduce de manera simultánea el aire.

Actualmente es el material de construcción de mayor uso, su calidad depende delconocimiento del material y calidad con la que se produce.




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CAPÍTULO I

GENERALIDADES DEL CONCRETO

1.1 Antecedentes Históricos

La historia del cemento es la historia misma del hombre en la búsqueda de un espacio paravivir con la mayor comodidad, seguridad y protección posible. Desde que el ser humanosupero la época de las cavernas, ha aplicado sus mayores esfuerzos a delimitar su espacio vital,satisfaciendo primero sus necesidades de vivienda y después levantando construcciones conrequerimientos específicos.Templos, palacios, museos son el resultado del esfuerzo que constituye las bases para elprogreso de la humanidad.

El pueblo egipcio ya utilizaba un mortero - mezcla de arena con materia cementosa - para unirbloques y losas de piedra al elegir sus asombrosas construcciones. Los constructores griegos yromanos descubrieron que ciertos depósitos volcánicos, mezclados con caliza y arenaproducían un mortero de gran fuerza, capaz de resistir la acción del agua, dulce o salada.Un material volcánico muy apropiado para estar aplicaciones lo encontraron los romanos enun lugar llamado Pozzuoli con el que aun actualmente lo conocemos como pozoluona.

Investigaciones y descubrimientos a lo largo de miles de años, nos conducen a principios delsiglo antepasado, cuando en Inglaterra fue patentada una mezcla de caliza dura, molida ycalcinada 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.Los usos industriales de la cal han proporcionado importantes contratos para los químicos eingenieros desde años atrás cuando la cal y los cementos naturales fueron introducidos. En laactualidad solo se necesita mencionar las paredes y las vigas de concreto reforzado, túneles,diques y carreteras para imaginar la dependencia de la civilización actual con estos productos.La conveniencia, precio accesible, adaptabilidad, resistencia y durabilidad de ambos productoshan sido fundamentales para estas aplicaciones.

No obstante, de los modernos caminos de concreto y edificios alrededor de nosotros, es difícilimaginar el tremendo crecimiento de la industria del cemento durante el siglo pasado. Elhombre tuvo que ir descubriendo ciertas rocas naturales, las cuales a través de una calcinaciónsimple dan un producto que, al agregar agua, se endurece. El avance real no tomaba partetodavía en los estudios fisicoquímicos y de ingeniería química de poner las bases para las

plantas modernas y eficientes que trabajaran bajo condiciones controladas en una variedad demateriales crudos.

El cemento “Portland” tiene sus orígenes en la cal u óxido de calcio, a partir del cual y luego decientos de años de estudios empíricos y científicos, se llega a lo que hoy se conoce comocemento. A través de la historia de los pueblos egipcios, griegos y romanos, se utilizó la calcomo ligante en sus construcciones. En la América Prehispánica los aztecas la emplearontambién en la fabricación de tabiques y techos armados con caña y bambú.

En 1824, un albañil Inglés llamado Joseph Aspdin, patentó un producto que él llamó cementoPortland, pues al endurecerse adquiría un color semejante al de una piedra de la isla Portland

en Inglaterra. En 1838, este cemento se utilizó por primera vez en una construcción deimportancia en uno de los túneles construidos bajo el río Támesis en Londres. David Saylor, un




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técnico norteamericano, fue el primero en fabricar cemento en América, así nacía en 1850 laindustria cementera en Norteamérica. El uso del cemento Portland continuó extendiéndosehasta convertirse en el material de construcción más utilizado en el mundo.La aparición de este cemento y de su producto resultante el concreto ha sido un factor

determinante para que el mundo adquiera una fisionomía diferente.

Edificios, calles, avenidas, carreteras, presas y canales, fabricas, talleres y casas, dentro del másalto rango de tamaño y variedades nos dan un mundo nuevo de comodidad, de protección ybelleza donde realizar nuestros más ansiados anhelos, un mundo nuevo para trabajar, paracrecer, para progresar, para vivir.

Siglo XIX y XX:

1824: - James Parker, Joseph Aspdin patentan al Cemento Portland, materia que obtuvieron dela calcinación de alta temperatura de una Caliza Arcillosa.

1845: - Isaac Johnson obtiene el prototipo del cemento moderno quemado, alta temperatura,una mezcla de caliza 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 lo Estados Unidos.1904: -La American Standard For Testing Materials (ASTM), publica por primera vez susestándares de calidad para el cemento Portland.1906: - En C.D. Hidalgo Nuevo León se instala la primera fábrica para la producción de cementoen México, con una capacidad de 20,000 toneladas por año.1992: - CEMEX se considera como el cuarto productor de cemento a nivel MUNDIAL con unaproducción de 30.3 millones de toneladas por año.

1.2 Definición de Concreto

El concreto es un material de construcción bastante resistente, que se trabaja en su formalíquida, por lo que puede adoptar casi cualquier forma. Este material está constituido,básicamente de agua, cemento y otros añadidos, a los que posteriormente se les agrega uncuarto ingrediente denominado aditivo. Aunque comúnmente se le llama cemento, no se lesdebe confundir, y en verdad aquellas mezclas que hacen los camiones tolva en lasconstrucciones son en realidad concreto, es decir, cemento con aditivos para alterar suspropiedades.

Cuando todos los elementos de la mezcla se han incluido, se realiza la denominada revolturadel cemento, proceso mediante el cual se introduce el quinto elemento, el aire. Gracias a esteprocedimiento, el concreto se transforma en una masa que puede ser moldeada con facilidad,sin embargo, hay que procurar no tomarse mucho tiempo, ya que al cabo de unas horas, elconcreto se endurece. Debido a esto, al correr el tiempo, este material va perdiendo suplasticidad, poniéndose cada vez más rígido hasta endurecerse por completo.

Existe la posibilidad de realizar ciertas modificaciones a las formas líquidas y sólidas delconcreto. Lo anterior es realizable a partir de la adición de determinados elementos en formadosificada, y de este modo, poder controlar, por ejemplo, el tiempo de endurecimiento de estematerial, acortándolo o alargarlo, según sean los requerimientos del constructor. Además

gracias a este mismo mecanismo es posible reducir las demandas de agua de la mezcla, incluirmás aire, o bien, aumentar las posibilidades de su trabajabilidad.




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1.3 Importancia del Concreto

El concreto es un material durable y resistente pero, dado que se trabaja en su forma líquida,prácticamente puede adquirir cualquier forma. .Esta combinación de características es la razón

principal por la que es un material de construcción tan popular para exteriores.

Ya sea que adquiera la forma de un camino de entrada amplio hacia una casa moderna, unpaso vehicular semicircular frente a una residencia, o una modesta entrada delantera, elconcreto proporciona solidez y permanencia a los lugares donde vivimos.

En la forma de caminos y entradas, el concreto nos conduce a nuestro hogar, proporcionandoun sendero confortable hacia la puerta.

Además de servir a nuestras necesidades diarias en escalones exteriores, entradas y caminos,el concreto también es parte de nuestro tiempo libre, al proporcionar la superficie adecuada

para un patio.

Actualmente el concreto es el material de construcción de mayor uso. Sin embargo, si bien sucalidad final depende en forma muy importante tanto de un profundo conocimiento delmaterial como de la calidad profesional del ingeniero, el concreto en general es desconocidoen muchos de sus siete grandes aspectos: naturaleza, materiales, propiedades, selección, ymantenimiento de los elementos estructurales.

Las posibilidades de empleo del concreto en la producción son cada día mayores, pudiendo enla actualidad ser utilizados para una amplia variedad de propósitos. La única limitación a susmúltiples aplicaciones puede ser el desconocimiento por parte del ingeniero de todos los

aspectos ya indicados; así como de la importancia relativa de los mismos de acuerdo al uso quese pretenda dar al material.

1.4 Propiedades del concreto

a. Trabajabilidad

La facilidad de colocar, consolidar y acabar al concreto recién mezclado, se denominatrabajabilidad. El concreto debe ser trabajable pero no se debe segregar excesivamente.

El sangrado es la migración del agua hacia la superficie superior del concreto recién mezcladoprovocada por el asentamiento de los materiales sólidos – cemento, arena y piedra dentro dela masa. El asentamiento es consecuencia del efecto combinado de la vibración y de lagravedad.

Un sangrado excesivo aumenta la relación agua-cemento cerca de la superficie superior,pudiendo dar como resultado una capa superior débil de baja durabilidad, particularmente sise llevan a cabo las operaciones de acabado mientras está presente el agua de sangrado.Debido a la tendencia del concreto recién mezclado a segregarse y sangrar, es importantetransportar y colocar cada carga lo más cerca posible de su posición final. El aire incluidomejora la trabajabilidad y reduce la tendencia del concreto fresco de segregarse y sangrar.




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Para una trabajabilidad y una cantidad de cementos dados, el concreto con aire incluidonecesita menos agua de mezclado que el concreto sin aire incluido. La menor relación agua –cemento, que es posible lograr en un concreto con aire incluido, tiende a compensar lasresistencias mínimas inferiores del concreto, particularmente en mezclas con contenidos de

cemento pobres e intermedios.

b. Resistencia

La resistencia a la compresión se puede definir como la máxima resistencia medida de unespécimen de concreto o de mortero a carga axial. Generalmente se expresa en kilogramospor centímetro cuadrado (Kg/cm2).

Para determinar la resistencia a la compresión, se realizan pruebas especímenes de mortero ode concreto. La resistencia del concreto a la compresión es una propiedad física fundamental,y es frecuentemente empleada en los cálculos para diseños de puentes, edificios y otrasestructuras. El concreto de uso generalizado tiene una resistencia a la compresión entre 210 y350 kg/cm². Un concreto de alta resistencia tiene un aguante a la compresión de cuandomenos 420 kg/cm².

La resistencia a la flexión del concreto se utiliza generalmente al diseñar pavimentos y otraslosas sobre el terreno. La resistencia a la compresión se puede utilizar como índice de laresistencia a la flexión, una vez que entre ellas se ha establecido la relación empírica para losmateriales y el tamaño del elemento en cuestión. La resistencia a la flexión, también llamadamódulo de ruptura, para un concreto de peso normal se aproxima a menudo de1.99 a 2.65veces el valor de la raíz cuadrada de la resistencia a la compresión.

El valor de la resistencia a la tensión del concreto es aproximadamente de 8% a 12% de suresistencia a compresión y a menudo se estima como 1.33 a 1.99 veces la raíz cuadrada de laresistencia a compresión.

La resistencia a la torsión para el concreto está relacionada con el módulo de ruptura y con lasdimensiones del elemento de concreto.

La resistencia al cortante del concreto puede variar desde el 35% al 80% de la resistencia acompresión.

La correlación existe entre la resistencia a la compresión y resistencia a flexión, tensión,torsión, y cortante, de acuerdo a los componentes del concreto y al medio ambiente en que seencuentre. El módulo de elasticidad, denotando por medio del símbolo E, se puede definircomo la relación del esfuerzo normal la deformación correspondiente para esfuerzos detensión o de compresión por debajo del límite de proporcionalidad de un material. Paraconcretos de peso normal, E fluctúa entre 140,600 y 422,000 kg/cm², y se puede aproximarcomo 15,100 veces el valor de la raíz cuadrada de la resistencia a compresión.

Los principales factores que afectan a la resistencia son la relación agua – cemento y la edad, oel grado a que haya progresado la hidratación. Estos factores también afectan a la resistencia aflexión y a tensión, así como a la adherencia del concreto con el acero. Cuando se requiera devalores más precisos para el concreto se deberán desarrollar curvas para los materialesespecíficos y para las proporciones de mezclado que se utilicen en el trabajo.




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c.

Durabilidad

Cuando el concreto no se deteriora con el paso del tiempo, se afirma que el concreto esdurable. La falta de durabilidad puede deberse al medio al que está expuesto el concreto o a

causas internas del mismo.

Las causas externas pueden ser físicas, químicas o mecánicas (temperaturas externas, acciónelectrolítica, abrasión, gases industriales, etc.). El grado de deterioro dependerá de la calidaddel concreto, aunque en condiciones extremas, cualquiera que esté mal protegido se daña.

La permeabilidad es una característica importante para la durabilidad. La penetración demateriales en solución puede afectar el concreto, por ejemplo cuando lixivian con Ca(OH) ocon ataques de líquidos agresivos.

En si existen seis grandes grupos de factores que afectan la durabilidad del concreto:

• Características de los materiales en el concreto • Propiedades físicas del concreto endurecido • Condiciones a las que está expuesto el concreto • Cargas transmitidas al concreto • Procedimientos constructivos usados en la colocación del concreto • Tipo de estructura en la cual se va a usar el concreto.

Como regla general se puede establecer que mientras menos poroso sea el concreto menossusceptible será al ataque de los agentes físicos o químicos.

d.

Permeabilidad y Hermeticidad

La hermeticidad se define a menudo como la capacidad del concreto de refrenar o retener elagua sin escapes visibles. La permeabilidad, a su vez, se refiere a la cantidad de migración deagua a través del concreto cuando el agua se encuentra a presión, o a la capacidad delconcreto de resistir la penetración de agua u otras sustancias (líquido, gas, iones, etc.).

La penetración de materiales en solución puede afectar adversamente la durabilidad delconcreto, especialmente cuando está expuesto a líquidos agresivos. Esta penetración dependede la permeabilidad del concreto, determinado por la facilidad relativa con que el concretopuede saturarse de agua, muchas veces asociado con la vulnerabilidad del concreto a lacongelación.

En el caso del concreto reforzado, el acceso de la humedad y el aire tiene como resultado lacorrosión del acero de repuesto, que a su vez hace que aumente el volumen del acero, lo cualorigina grietas y descascaramientos.

La permeabilidad va con relación a lo hermético de las estructuras que retienen líquidos y deotras. Además la penetración de humedad en el concreto afecta sus propiedades deaislamiento térmico.Tanto la pasta de cemento como el agregado contienen poros, además el concreto tienehuecos causados por una compactación incompleta o por sangrado; dichos huecos puedenocupar una fracción comprendida entre 1 y 3 Tensión: reacción de un cuerpo elástico ante lasfuerzas que tienden a deformarlo.




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El concreto empleado en estructuras que retengan agua o que estén expuestas a mal tiempo oa otras condiciones de exposición severa debe ser virtualmente impermeable y hermético.Generalmente las mismas propiedades que convierten al concreto menos permeable tambiénlo vuelven más hermético.

La permeabilidad total del concreto al agua es una función de la infiltración de la pasta, de laporosidad y granulometría del agregado, y de la proporción relativa de la pasta con respecto alagregado. La disminución de permeabilidad mejora la resistencia del concreto a larestauración, al ataque de sulfatos y otros productos químicos y a la penetración del Ioncloruro.

La permeabilidad también afecta la capacidad de destrucción por congelamiento encondiciones de saturación. Aquí la permeabilidad de la pasta es de particular importanciaporque la pasta recubre a todos los constituyentes del concreto. La permeabilidad de la pastadepende de la relación agua –cemento y del agregado de hidratación del cemento o duración

del curado húmedo. Un concreto de baja permeabilidad requiere de una relación agua –cemento baja y un periodo de curado húmedo adecuado.

La inclusión de aire ayuda a la hermeticidad aunque tiene un efecto mínimo sobre lapermeabilidad que aumenta con el secado. La permeabilidad de rocas comúnmente utilizadascomo agregado para concreto varía desde aproximadamente 1.7 x10e9 hasta 3.5×10E-13cm/seg. La permeabilidad de un concreto maduro de buena calidad es de aproximadamente1×10E- 10cm/seg5.

Las relaciones agua –cemento bajas también reducen la segregación y el sangrado,contribuyendo adicionalmente a la hermeticidad. Para ser hermético, el concreto también

debe estar libre de agrietamientos y de celdillas.

Ocasionalmente el concreto poroso (concreto sin finos que permite fácilmente el flujo de aguaa través de sí mismo) se diseña para aplicaciones especiales.

En estos concretos, el agregado fino se reduce grandemente o incluso se remueve totalmenteproduciendo un gran volumen de huecos de aire. El concreto poroso ha sido utilizado encanchas de tenis, pavimentos, lotes para estacionamientos, invernaderos estructuras dedrenaje.

e. Elasticidad

Se dice que un material es perfectamente elástico si sufre deformaciones unitarias en elmomento de aplicar un esfuerzo y desaparecen al quitarlo. Esta definición no implica unarelación lineal de esfuerzo-deformación unitaria. Un comportamiento elástico con una relaciónno lineal de esfuerzo-deformación unitaria se presenta, por ejemplo, en el vidrio y algunasrocas.

Las propiedades del agregado también influyen sobre el módulo de elasticidad aunque por logeneral no afecta la resistencia a la compresión: mientras más alto sea el módulo deelasticidad del agregado mayor será el módulo del concreto resultante.

La magnitud de las formaciones unitarias observadas y la curvatura de la relación esfuerzo-

deformación unit*aria depende al menos de una parte, de la velocidad de aplicación de lacarga. Cuando el esfuerzo se aplica con rapidez extrema, las deformaciones unitarias se




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reducen mucho y la inflexión de la curva de esfuerzo-deformación unitaria llega a ser muypequeña.

Las magnitudes de contracción y fluencia son del mismo orden que de la de deformación

unitaria elástica dentro de los límites usuales de esfuerzo, de modo que los diversos tipos deformación unitaria deben tomarse en cuenta. Por tanto la deformación unitaria se incrementamás rápidamente que la aplicación del esfuerzo.

Bajo carga sostenida, sin embargo la deformación unitaria se deforma con el tiempo o sea, elconcreto presenta una fluencia. Independientemente de que esté sometido a carga elconcreto se contrae al secarse, y este proceso es conocido como contracción.

Aún después del fraguado ocurren cambios de volumen en forma de contracción o dilatación.Una continua hidratación cuando hay abastecimiento de agua puede llegar a una expansión,pero cuando no se permite el movimiento de humedad ya sea hacia dentro o hacia fuera del

concreto, se produce una contracción.

f.

Expansión

La pasta de cemento o el concreto curado continuamente en agua desde el momento de lacolación presentan aumentos en volumen y peso. Esta expansión se debe a la absorción deagua por el gel de cemento: las moléculas de agua actúan sobre las fuerzas de cohesión ytienden a forzar las partículas del gel y apartarse unas de otras resultando una presión deexpansión. La expansión va acompañada de un incremento en el peso del orden del 1%.6 Elincremento en peso es por lo tanto considerablemente mayor que el aumento en volumen, yaque el agua ocupa los huecos creados por la disminución de volumen en la hidratación.

g.

Contracción

La contracción del sistema conservador se conoce como cambio de volumen autógeno ocontracción autógena, en la práctica esto se produce en el interior de una gran mesa deconcreto. El cambio de volumen autógeno con un alto contenido de cemento y con el uso decementos finos tiende a incrementarse a temperaturas elevadas. La magnitud del movimientoestá entre 40×10, a la edad de un mes, y de 100×107, después de 5 años (medida comodeformación unitaria lineal).

Por lo tanto, la contracción es relativamente pequeña y en la práctica (excepto estructuras deconcreto masivo) no es necesario tomarlo como factor de contracción por secado externo. El

cambio en el volumen del concreto no es igual al volumen de agua retirada. La pérdida de agualibre que tiene lugar al principio causa contracción muy pequeña o nula.

h. Fluencia

El incremento en la deformación unitaria mientras actúa la carga completa o parte de ella, sedebe a la fluencia del concreto. Podemos definirlo como un aumento en deformación unitariabajo esfuerzo sostenido y como dicho aumento puede ser varias veces mayor a al deformaciónunitaria debida a la carga, la fluencia reviste considerable importancia en la mecánicaestructural.

De otro punto de vista, si las restricciones son tales que una muestra de concreto bajoesfuerzo se ve sometida a una deformación unitaria constante, la fluencia aparecerá como la




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reducción progresiva del esfuerzo con el tiempo. La dependencia de una deformación unitariainstantánea respecto a la velocidad de carga dificulta mucho la demarcación entre lasdeformaciones unitarias elásticas y las de la fluencia.

En condiciones normales de carga la deformación unitaria instantánea observada depende dela rapidez de la aplicación de la carga de modo que no solo incluye la deformación unitaria porcarga, sino también algo de fluencia.

i. Resistencia al desgaste

Los pisos, pavimentos y estructuras hidráulicas están sujetos al desgaste; por tanto, en estasaplicaciones el concreto debe tener una resistencia elevada a la abrasión. Los resultados depruebas indican que la resistencia a la abrasión o desgaste está estrechamente relacionada conla resistencia la compresión del concreto. Un concreto de alta resistencia a compresión tienemayor resistencia a la abrasión que un concreto de resistencia a compresión baja.

Como la resistencia a la compresión depende de la relación Agua – Cemento baja, así como uncurado adecuado son necesarios para obtener una buena resistencia al desgaste. El tipo deagregado y el acabado de la superficie o el tratamiento utilizado también tienen fuerteinfluencia en la resistencia al desgaste. Un agregado duro es más resistente a la abrasión queun agregado blando y esponjoso, y una superficie que ha sido tratada con llana de metalresistente más el desgaste que una que no lo ha sido.

1.5 Hidratación y curado

El curado es el mantenimiento de un adecuado contenido de humedad y temperatura en el

concreto a edades tempranas, de manera que este pueda desarrollar las propiedades para lascuales fue diseñada la mescla. El curado comienza inmediatamente después del vaciado(colado) y el acabado, de manera que el concreto pueda desarrollar la resistencia y ladurabilidad deseada. Sin un adecuado suministro de humedad, los materiales cementantes enel concreto, no puede reaccionar para formar un producto de calidad. El secado puedeeliminar el agua necesaria para esta reacción química denominada hidratación y por lo cual elconcreto no alcanzará sus propiedades potenciales. La temperatura es un factor importante enun curado apropiado, basándose en la velocidad de hidratación y por lo tanto, el desarrollo deresistencia es mayor a más altas temperaturas, generalmente, la temperatura del concretodebe ser mantenida por encima de los 10°C para un ritmo adecuado de desarrollo deresistencia. Además debe mantenerse una temperatura uniforme atreves de la sección del

concreto, mientras está ganando resistencia, para evitar las grietas por choque térmico.

Los objetivos del curado del concreto son por lo siguiente:

Una ganancia de resistencia predecible. Los ensayos de laboratorio muestran que elconcreto en un ambiente seco puede perder tanto como un 50% de su resistenciapotencial, comparado con un concreto similar que es cuando en condicioneshúmedas. El concreto vaciado bajo condiciones de alta temperatura ganara unaresistencia temprana rápidamente, pero después las resistencias pueden serreducidas.

Durabilidad mejorada. El concreto bien curado tiene mejor dureza superficial yresistirá mejor el desgaste superficial y la abrasión. El curado también hace al concreto




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más impermeable al agua, lo que evita que la humedad y las sustancias químicasdisueltas en agua entren dentro del concreto, en consecuencia aumenta la durabilidady la vida en servicio.

Mejores condiciones de servicio y apariencia. Una losa de concreto a la que se le hapermitido que se seque demasiado temprano, tendrá una superficie frágil con pobreresistencia al desgaste y la abrasión. El curado apropiado reduce el resquebrajamientoo cuarteo, la pulverización y descascara miento.




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CAPÍTULO II

CLASIFICACION DEL CONCRETO

2.1 Según su esfuerzo

a. Concreto simple

El concreto simple se utiliza para construir muchos tipos de estructuras, como autopistas,calles, puentes, túneles, presas, grandes edificios, pistas de aterrizaje, sistemas de riesgo ycanalización, rompeolas, embarcaderos, muelles, aceras y casas.

En la albañilería el concreto simple es utilizado también en forma de tabiques o bloques. Lasventajas de este tipo de concreto son:

Resistencia a fuerzas de compresión elevadas. Bajo costo. Larga duración (En condiciones normales, el concreto se fortalece con el paso

del tiempo). Puede moldearse de muchas formas.

El uso del concreto simple con fines estructurales se limitará a:

Miembros que estén apoyados sobre el suelo en forma continua, o soportadospor otros miembros estructurales capaces de proporcionar apoyo vertical

continuo. Miembros para los cuales la acción de arco origina compresiones bajo todas las

condiciones de carga Muros y pedestales. No se permite el uso del concreto simple en columnas con

fines estructurales.

b. Concreto armado

Es el material idóneo para elementos que estén sometidos únicamente a esfuerzos decompresión. Pero eventos externos como sismos pueden generar esfuerzos multidireccionalesque someten elementos tanto a compresión como a tensión, pero siendo la capacidad a

resistir tensión del concreto cercana al 10% de su capacidad a compresión, es necesariosuplirle un soporte o elemento que pueda sopesar esta carencia, y ese soporte es




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normalmente el acero estructural ya que posee una resistencia a tensión de más de 100 vecesla del concreto.

El descubrimiento del concreto armado es atribuido a Joseph-Louis en 1848 quien

experimento con la incorporación de acero a la pasta de concreto con el fin de aumentar suresistencia, incluso hay registros de un barco de concreto armado que presento en la FeriaMundial en Paris en 1855. Pero la primer patente de concreto reforzado la obtuvo JosephMonier, quien utilizo el concreto reforzado para la elaboración de macetas, tubos y tanquesentre otros.

Pero estos descubrimientos del siglo dieciocho no produjeron el cambio en los sistemasconstructivos ya que sus creadores no los supieron aprovechar, no fue hasta 1879 que FrançoisHennebique, un albañil francés comenzó a promocionar el concreto como un sistema queprotegía del fuego a los elementos de acero. Este nuevo sistema tuvo una buena aceptación yla empresa de Hennebique pasó de 6 proyectos anuales a más de 7000, esta gran cantidad de

proyectos fue la incubadora de innovaciones, en la construcción de elementos de concretoarmado. El concreto reforzado obtiene sus ventajas al combinar características del concreto yel acero y compensar las carencias de uno con el otro.

Una de las características que ha permitido la combinación del concreto y el acero es susimilitud en el coeficiente de expansión térmica, lo que evita los desplazamientos relativosentre el acero y el concreto circundante por cambios de temperatura.

La ventaja de combinar dos materiales es aprovechar las ventajas de ambos y tratar quecompensar las carencias o debilidades del otro, en la tabla 6 se puede apreciar como la pocaresistencia a tensión del concreto es compensada por la alta resistencia del acero y las

deficiencias del acero en cuanto a alta corrosión, alta conductividad térmica y alto costo soncompensados por el concreto, pero para que el concreto pueda proteger la armadura internaes necesario respetar los recubrimientos mínimos y en los casos que la armadura se debaseparar del borde inferior de la chorrea utilizar helados de concreto y no madera piedras uotro elemento que pueda variar o perjudicar la chorrea.Un elemento de concreto reforzado debe tener una cantidad balanceada de concreto y acero,debido a que los elementos con un exceso de acero son elementos rígidos y en caso de falla sepuede presentar un aplastamiento del concreto antes que el acero llegue a fluir y en caso deno tener suficiente acero el elemento colapsará ante la presencia de la primera grieta. En unelemento es deseable que el acero fluya antes de una falla para poder apreciar los problemasen el elemento antes que este colapse. Con el fin de que un elemento de concreto reforzado,

funcione como un todo, se deben evitar desplazamientos relativos entre las varillas y elconcreto circundante, para este fin el acero de refuerzo posee, el acero por si solo genera ungran agarre con el concreto y al incorporar estrías en las varillas se aumenta más esa tracción,pero esta adherencia está en función del área circundante del a varilla en contacto con elconcreto, por lo que al aumentar la longitud de esta se aumenta dicha área. Con el fin degenerar esta longitud se ha normado, en función del diámetro de la varilla, el concretoutilizado o una longitud mínima.

http://www.arqhys.com/

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El Concreto2

2.2 Según su función

a. Concreto estructural

El concreto estructural es utilizado en edificios, puentes, bancos, oficinas gubernamentales,escuelas, museos, teatros, auditorios, embajadas, hospitales y hoteles

Concreto diseñado para cumplir con los más estrictos requisitos de seguridad, especialmenteen obras localizadas en zonas sísmicas, donde son necesarios valores superiores de resistenciaa la compresión, densidad y módulo de elasticidad.

Elaborado con agregados densos y de características óptimas controladas, da como resultadoun producto que satisface la más alta exigencia de calidad en la industria de la construcción.

El Concreto Estructural cumple con la Norma NMX-C-403; especificado para la construcción deobras y estructuras de concreto de gran importancia, en las cuales se requiere de niveles deseguridad superiores para resguardar vidas humanas, valores, obras de arte, documentos,medio ambiente, entre otros. La resistencia a la compresión mínima es de 250 Kg/cm2.

Las ventajas que cumple el concreto estructural son las siguientes:

Medición correcta y calidad controlada de todos los materiales. Uniformidad en aspecto, color y resistencia.

Ofrece mayor seguridad en la construcción de estructuras con necesidades deseguridad superior.

Características superiores de resistencia, peso volumétrico y módulo de elasticidad,gracias a la selección de todos sus materiales.

Mayor rigidez y mejor comportamiento bajo la acción de cargas dinámicas. Menor deformación durante toda la vida útil del elemento.




El Concreto2

2.3 Cantidad de agregado

a. Concreto ciclópeo

Se denomina concreto ciclópeo al concreto simple que esta complementado con piedrasdesplazadoras de tamaño máximo de 10”. Cubriendo hasta el 30% como máximo , del volumentotal.

Este es un sistema que ha quedado prácticamente en desuso, se usaba en construcciones concargas poco importantes, exceptuando las construcciones auxiliares como vallas decerramiento en terrenos suficientemente resistentes.

Los cimientos del concreto ciclópeo se pueden hacer a lo largo y bajo los muros, el concretociclópeo se realiza añadiendo piedras más o menos grandes a medida que el concreto sefragüe, para economizar los materiales. Utilizando este sistema, se puede emplear piedra más

pequeña que en los cimientos de mampostería hormigonada.

La técnica del concreto ciclópeo consiste en lanzar las piedras desde el punto más alto de lazanja sobre el concreto en masa, que se depositará en el cimiento.

2.4 Según su peso

a. Concreto ligero

El concreto ligero aquel cuya densidad en estado plástico, no es mayor a 1,900kg/m3. Siendoasí más ligero que el concreto convencional, que usualmente pesa entre los 2,200 y2,400kg/m3. El concreto ligero se ha utilizado por más de 50 años. Su resistencia esproporcional a su peso, es decir entre más ligero sea menor será su resistencia a lacompresión, con lo que respecta a su resistencia al desgaste por la acción atmosférica es casicomo la del concreto ordinario. Sus ventajas están en los ahorros en acero estructural y en lostamaños disminuidos de la cimentación debido a cargas disminuidas y una resistencia y un

aislamiento mejores contra el fuego, el calor y sonido. Sus desventajas incluyen un mayor




El Concreto2

costo (30 a 50 por ciento); la necesidad de más cuidado en la colocación; la mayor porosidad ysu mayor contracción por secado.La disminución de la densidad de estos concretos se produce por la adición de un aditivoincluso también se produce por el aire, lo cual forma pequeñas burbujas en la pasta. Esta

presencia de vacíos ocasiona la disminución de la resistencia del concreto, por lo que muchasveces la resistencia no es la condición predominante para los concretos, y en otros casos secompensa. En construcciones de concreto, el peso propio de la estructura representa unaproporción importante en la carga total de la estructura por lo que reducir la densidad delmismo resulta beneficioso. Así se reduce la carga muerta, con la consiguiente reducción deltamaño de los distintos elementos estructurales, llegando a los cimientos y al suelo conmenores cargas. Básicamente el uso de concretos ligeros depende de las consideracioneseconómicas.

CARACTERÍSTICA ESPECIFICACIÓNResistencia a la compresión (f'c) Desde 100 Kg/cm2 hasta 200 Kg/cm2

Resistencia a la flexión (MR) No aplica

Revenimiento 10 cm, 14 cm y 18 cm

Tamaño máximo del agregado 20 mm

Masa Unitaria en estado plástico 1,800 Kg/m3 máximo

Capacidad a ser bombeado No presenta ningún problema nisegregación

Color Puede fabricarse en cualquier color

b. Concreto convencional

Este tipo de concreto está diseñado para el colocado de elementos estructurales tales como:Zapatas, losas, pisos, trabes, dalas, dados, muros, escaleras, vigas, cerramientos, columnas,castillos, etc. El concreto convencional cumple las siguientes ventajas:

Garantía de calidad del producto. Reducción de costos al emplear menor número de obreros para la elaboración y

colocación del concreto. Entrega de grandes volúmenes en tiempo programado. Medición correcta y calidad controlada de todos los materiales. Uniformidad en aspecto, calor y resistencia.

Sustituye ventajosamente al concreto hecho en obra.




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c. Concreto pesado

Se define el concreto pesado o de alta densidad como el "Concreto de densidadsustancialmente más alta que la del hecho con el empleo de agregados de peso normal, por locomún obtenido por el uso de agregados pesados y que se usa en especial para el blindajecontra la radiación".’ Aun cuando el blindaje contra la radiación es el uso principal del concreto

pesado, también se emplea en la fabricación de contrapesos o, sencillamente, como un mediopara aumentar económicamente el peso muerto de alguna instalación, sin aumentar elvolumen de la masa, como sería el caso con el concreto de peso normal. Cuando se habla deconcreto pesado, normalmente se hace referencia a concreto que tiene una densidad por

arriba de 150 pcf (pounds par cubic foot, libras por pie cúbico) y que, sobre la base del tamañode los agregados y los procedimientos de colado, puede alcanzar una densidad tan alta como400 pcf.

Los concretos pesados se caracterizan por su densidad, que varía entre 2.8 a 6 T/m3, adiferencia de los concretos normales, que se encuentran entre 2.2 a 2.3 T/m3. La fabricaciónde los cementos pesados se realiza con los cementos Portland normalizados y con agregadospesados, naturales o artificiales, cuyas masas volumétricas absolutas se encuentran entre 3.5 a7.6. Dentro de estas características pueden comprenderse más de 50 elementos. Sin embargo,generalmente sólo algunos de ellos son utilizados por razones de disponibilidad y economía.

Se define el concreto pesado o de alta densidad como el "Concreto de densidadsustancialmente más alta que la del hecho con el empleo de agregados de peso normal, por locomún obtenido por el uso de agregados pesados y que se usa en especial para el blindajecontra la radiación".’ Aun cuando el blindaje contra la radiación es el uso principal del concreto

pesado, también se emplea en la fabricación de contrapesos o, sencillamente, como un mediopara aumentar económicamente el peso muerto de alguna instalación, sin aumentar elvolumen de la masa, como sería el caso con el concreto de peso normal. Cuando se habla deconcreto pesado, normalmente se hace referencia a concreto que tiene una densidad porarriba de 150 pcf (pounds par cubic foot, libras por pie cúbico) y que, sobre la base del tamañode los agregados y los procedimientos de colado, puede alcanzar una densidad tan alta como400 pcf.

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Los agregados pesados deben tener granulometría conveniente, resistencia mecánica ycompatibilidad con el cemento Portland. Generalmente se usan agregados como las baritas,minerales de fierro como la magnetita, limonita y hematita. También, agregados artificialescomo el fósforo de hierro y partículas de acero como subproducto industrial.

La aplicación principal de los concretos pesados la constituye la protección biológica contra losefectos de las radiaciones nucleares. También se utiliza en paredes de bóvedas y cajas fuertes,en pisos industriales, en elementos, que sirven de contra-peso y en la fabricación decontenedores para desechos radiactivos.

Los primeros usos de este concreto se remonta a los años 60 del siglo XX . El concreto de altadensidad tiene propiedades de utilidad como material de protección contra la radiación. Suaplicación en la industria de la construcción es relativamente reciente, y coincide con eldesarrollo de la energía nuclear. Una pantalla de este tipo de concreto puede servir comoprotección contra los rayos gamma y los rayos X y además suponer un ahorro económico

respecto a los concretos ordinarios.

Ya que para la misma protección se necesitan espesores mayores. A pesar de que con lasnuevas tecnologías el grado de conocimiento de este material ha aumentadoconsiderablemente, es cierto que aún queda un largo camino que recorrer. Son pocos ypuntuales las construcciones en territorio peruano, por ejemplo uno de ellos lo constituye elblindaje del block del reactor nuclear construido en Huarangal Lima, en las que se ha utilizadoeste tipo de hormigón, lo que aún denota su grado de desconocimiento y/o la dificultad paraobtener los aglomerados necesarios para producirlo.

2.5 Según su fabricación

a. Concreto premezclado

El concreto premezclado es uno de los materiales más versátiles en la industria de laconstrucción hoy en día. Las grandes obras de arquitectura como puentes, edificios altos yrepresas requieren de los más altos estándares de ingeniería. Con la ayuda de nuestrosaditivos, el concreto es capaz de satisfacer dichos estándares.




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Nuevas tecnologías como concretos de alta resistencia, concretos permeables, concretos auto- consolidables, y la aplicación de color y textura han aumentado el atractivo del concretocomo material de construcción.Aplicable a todos los tipos de concreto premezclado, del básico al de muy alta resistencia,

nuestro amplio rango de aditivos mejora la retención de asentamiento, la colocación, bombeo,acabado, apariencia y en general, las características de desempeño como se requiera.

El concreto premezclado es un producto de valor agregado y su consumo está creciendoaceleradamente en el norte del Perú gracias al desarrollo económico de esta región en losúltimos años. Las ciudades del norte de Perú van abriéndose paso a la modernidad gracias a lainversión privada y pública que cada año muestra un dinamismo más pronunciado. Lacapacidad de producción en nuestras plantas de Chimbote, Trujillo, Pacasmayo, Chiclayo,Piura, Cajamarca y Rioja garantiza el abastecimiento oportuno y los volúmenes solicitados entoda la región norte y noreste del país.

También podemos decir que el concreto premezclado es aquel que es entregado al clientecomo una mezcla en estado no endurecido (mezcla en estado fresco). El concreto premezcladoes uno de los materiales de construcción más populares y versátiles, debido a la posibilidad deque sus propiedades sean adecuadas a las necesidades para soportar una amplia variedad decondiciones ambientales.

Las mezclas de concreto son proporcionadas para obtener las propiedades requeridas paradeterminada aplicación. Deben tener la consistencia o el asentamiento (revenimiento)correcto para facilitar la manejabilidad y la colocación, así como una adecuada resistencia ydurabilidad para soportar cargas, las condiciones ambientales que se anticipan y las

condiciones de servicio.

b. Concreto hecho en obra

Este tipo de concreto se ejecuta de la manera siguiente: Sobre un entarimado (duela otablones) impermeable o bien sobre una superficie plana preparada (se cubre la superficie conuna capa de concreto pobre perfectamente apisonado y a nivel, fraguado se podrá mezclar

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todo tipo de morteros y de concretos) se extiende en primer lugar la arena, a continuación sevacía el cemento mezclando con pala (la arena y el cemento) hasta que se obtenga un coloruniforme (generalmente con 2 o 3 vueltas completas es suficiente).

Después de tener la arena y el cemento perfectamente revueltos se extenderá la mezclaobtenida, añadiendo el agregado grueso hasta que quede una capa uniforme muy bienmezclada, precediéndose a abrir un cráter, añadiendo la cantidad necesaria y adecuada deagua. Luego de derrumbar las orillas del cráter se mezcla el conjunto de un lado hacia otrohasta que se observe que la revoltura presenta un color uniforme. Si la revoltura empieza afraguar (no deberá pasar de 20 a 30 minutos), la operación del colado, asimismo después dehaber depositado el agua necesaria, no se deberá permitir que se le agregue más agua. Larevoltura que por descuido haya endurecido o sobrado, por ningún motivo deberá usarse enelementos estructurales; en último caso solo se podrá usar en firmes.

2.6 Concretos especiales

a. Concreto proyectado

Durante el siglo pasado, el concreto proyectado ha reemplazado los métodos tradicionales derevestimiento de túneles y se ha convertido en una alternativa muy importante en laestabilización de túneles excavados. La construcción moderna de túneles sin concretoproyectado es inconcebible. El concreto proyectado es un término único que describe varios

componentes de una tecnología completa.

El material del concreto proyectado. El proceso de proyección El sistema del concreto proyectado (equipos)

Esos tres componentes definen toda una tecnología que tiene una larga tradición, enormepotencial innovador y gran futuro. El material del concreto proyectado se utiliza en un diseñode mezcla de concreto que está determinada por los requerimientos de aplicación y losparámetros especificados. Como regla general, esto significa una reducción en el tamañomáximo del agregado a 8 mm o máximo 16 mm, un aumento en el contenido de cementante y

el empleo de aditivos especiales para el concreto proyectado que controlan las propiedades

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El Concreto2

del material. Se usó por primera vez en 1914 y desde entonces ha sido desarrollado ymejorado permanentemente a lo largo de las décadas recientes.

La construcción con concreto proyectado es usada en muy diversos tipos de proyectos.

La flexibilidad y economía de este material sobresale en edificaciones superficiales, túneles yen construcciones subterráneas especiales, de hecho en toda la industria de la construcción.Los siguientes usos son los más difundidos:

Estabilización de excavaciones en tunelería y construcción subterránea. Revestimiento de túneles y cámaras subterráneas. Estabilización en la construcción de minas y galerías. Reparación de concreto (reemplazo de concreto y reforzamiento). Restauración de edificios históricos (estructuras de piedra).

En términos de importancia, encabezan la lista la tunelería, la minería y la reparación deconcretos. En tunelería y minería, los usos principales son la estabilización de la excavación, ylos arcos de revestimiento temporal o permanente. El concreto proyectado se empleatambién en otros trabajos, a menudo, por ejemplo, grandes cavidades se llenan con concretoproyectado. Este material ha confirmado y reforzado su posicionamiento junto con las dovelasde revestimiento de túneles (entubado) y el anillo interior de concreto como los principalesmétodos de colocación de concreto. Las limitaciones de su utilización radican en aspectostécnicos y económicos comparados con los otros procesos de colocación del concreto y/ométodos de construcción.

b. Concreto compactado con rodillo

El Concreto Compactado con Rodillo (CCR), utilizado para construcción de presas, tiene unahistoria relativamente corta que se remonta a 1960 en Taiwan, ahí se utilizó para laconstrucción de la presa Shihmen y en 1961 se construyó la presa Alpe Gera en Italia.

A principios de la década siguiente, varios ingenieros propusieron la utilización del concretoCCR en la construcción de presas por gravedad. Pero fue solo hasta 1974 con la construcciónde la presa Tarbela en Pakistan que el concreto compactado con rodillo comienza a ser vistocomo un material competitivo en las construcciones presas.




El Concreto2

Desde entonces son más las obras que evalúan y definen al Concreto Compactado con Rodillocomo el material para conformación de presas.

En Colombia la primera presa construida en CCR fue Porce II; este proyecto ubicado en el

departamento de Antioquia inició su construcción en el año 1994. Otra presa construida fue LaMiel I entre el año 2000 y 2004, ubicada en el departamento de Caldas. El solo hecho de haberutilizado este tipo de concreto y no el concreto convencional significó un ahorro de costosfinales para el proyecto del 20%. Para el año 2014 se tiene previsto construir la ataguía delproyecto hidroeléctrico Ituango en Concreto Compactado con Rodillo.

Aunque su mayor uso se ha dado en la construcción de presas, este concreto se ha utilizadotambién para la construcción de pavimentos, aeropuertos, obras de drenaje y concretosmasivos.

Al CCR lo podemos definir como un concreto seco, con asentamiento “cero”, con bajos

contenidos de cemento que pueden ir entre 60 y 240 kg/m3 y que debe ser compactado conun rodillo vibratorio. Esta mezcla debe cumplir con una humedad mínima, que evite que losequipos de colocación se hundan, pero a la vez suficiente para garantizar la uniformidad de lapasta de cemento dentro de la mezcla.

Por su naturaleza, este material puede ser diseñado considerando la tecnología de suelos ytambién la tecnología de concretos. Usando la tecnología de suelos, se considera el materialcomo un suelo estabilizado con un material cementante. Se desarrollan curvas densidad-humedad con diferentes grados de compactación y se determina el grado de humedad óptima

y la densidad seca máxima.

Esta tecnología de compactación del suelo debe estar ligada a los desarrollos de los diseños deconcreto, que se basa en la relación A/C.

La consistencia de la mezcla se determina usando un Consistómetro VeBe, que es una mesavibratoria en la que se mide el tiempo requerido de vibración para lograr la consolidación de lamisma; este tiempo puede estar alrededor de los 20 segundos.

Dentro de las recomendaciones de colocación se debe tener en cuenta que la superficie deapoyo para colocar este concreto debe estar nivelada, por lo general se pone una capa de

apoyo en concreto convencional compactada con vibrador de inmersión.El transporte de este concreto se puede hacer con volquetas o cualquier equipo de volteo y/obandas transportadoras.

El concreto se coloca por capas (alrededor de 30 cm) que deben ser compactadas con rodillovibratorio de acuerdo a lo especificado en el diseño; por ejemplo: pueden solicitar unadensidad mínima del 98% con respecto a la densidad máxima teórica.




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c. Concreto de muy alta resistencia

Aunque el desarrollo de los fluidificantes de concreto ha permitido la producción de concretoscon relaciones muy bajas de agua/cemento, la trabajabilidad no se ha visto afectadanegativamente. Ello ha originado un aumento sustancial de la resistencia a compresión. SegúnASTM el concreto de alta resistencia se define con una resistencia a compresión de 55 MPa.

Los concretos con resistencias hasta 120 MPa están presentes en el mercado estadounidense.La disponibilidad de los concretos de alta resistencia ha originado un aumento del consumo deconcreto en la edificación ya que a menudo el concreto es más económico que las estructurasde perfiles de acero comparables.

En los concretos de alta resistencia, la contracción autógena es mayor que en el concretoconvencional, y el valor de la fluencia específica del material es mayor. Esta combinación deparámetros es la responsable del elevado potencial para la formación de fisuras de losconcretos de alta resistencia. Este elevado potencial de formación de fisuras puede influir en la

durabilidad de la estructura, de manera que se deben tomar medidas correspondientes paragarantizar una durabilidad adecuada. EI pretensado de los concretos de alta resistencia puedereducir este potencial de formación de fisuras de este tipo de concreto.

d. Concreto con fibras

EI concreto convencional con fibras discontinuas diferentes se define como concreto reforzadocon fibras. Para ello se utilizan fibras de diferentes formas y tamaños de acero, plástico, vidrio,carbono y fibras naturales, pero para que pueda ser eficaz el refuerzo debe tener una rigidezmayor que la matriz de concreto a la que deben reforzar. En general se puede decir que lasfibras con una reducida rigidez (de plástico o de fibra natural) únicamente ofrecen ventajas

para mejorar la resistencia a tensión de los concretos plásticos y que por eso se utilizanprincipalmente para reducir la contracción plástica o la formación de fisuras por contracción.




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EI acero es el material que más se emplea en las fibras, los reducidos porcentajes en volumende fibras (inferior al 1 %) se emplean para reducir la formación de fisuras por contracción. Lasmás comunes son las fibras de acero redondas que se producen a través del corte de alambres

y generalmente tienen diámetros que varían entre los 0.25 y 1 mm. Los volúmenes medios(entre el 1 y el 2%) mejoran la resistencia a tensión, flexión y torsión, la tenacidad contrarotura y la resistencia al impacto, mejorando la resistencia hasta tres veces la del concretosimple.

Las mezclas de concreto que contienen más de un 2% pueden ser difíciles de manejar y colocardebido a la tendencia de las fibras a apelotonarse. El refuerzo de fibras puede influirclaramente en la trabajabilidad del concreto. Por eso se debe tener en cuenta este hecho a lahora de realizar las mezclas de los concretos reforzados con fibras.

CAPÍTULO III

COMPOSICION DEL CONCRETO

3.1 Cemento

El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas yposteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua.Mezclado con agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleabley plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada hormigón(en España, parte de Suramérica y el Caribe hispano) o concreto (en México y parte deSuramérica). Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil.

a. Cemento portland

El poso de cemento más utilizado como aglomerante para la preparación del concreto es elcemento portland, producto que se obtiene por la pulverización del clinker portland con la

adición de una o más formas de yeso (sulfato de calcio). Se admite la adición de otrosproductos siempre que su inclusión no afecte las propiedades del cemento resultante. Todoslos productos adicionales deben ser pulverizados conjuntamente con el clinker. Cuando elcemento portland es mezclado con el agua, se obtiene un producto de características plásticascon propiedades adherentes que solidifica en algunas horas y endurece progresivamentedurante un período de varias semanas hasta adquirir su resistencia característica. El procesode solidificación se debe a un proceso químico llamado hidratación mineral.

Con el agregado de materiales particulares al cemento (calcáreo o cal) se obtiene el cementoplástico, que fragua más rápidamente y es más fácilmente trabajable. Este material es usadoen particular para el revestimiento externo de edificios.




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b. Otros cementos

b.1 Cementos de mezclas

Los cementos de mezclas se obtienen agregando al cemento Portland normal otroscomponentes como la puzolana. El agregado de estos componentes le da a estos cementosnuevas características que lo diferencian del Portland normal.

- Cemento puzolánicoSe denomina puzolana a una fina ceniza volcánica que se extiende principalmente en la regióndel Lazio y la Campania, su nombre deriva de la localidad de Pozzuoli, en las proximidades deNápoles, en las faldas del Vesubio. Posteriormente se ha generalizado a las cenizas volcánicasen otros lugares. Ya Vitrubio describía cuatro tipos de puzolana: negra, blanca, gris y roja.

Mezclada con cal (en la relación de 2 a 1) se comporta como el cemento puzolánico, y permitela preparación de una buena mezcla en grado de fraguar incluso bajo agua.

Esta propiedad permite el empleo innovador del hormigón, como ya habían entendido losromanos: El antiguo puerto de Cosa (puerto) fue construido con puzolana mezclada con calapenas antes de su uso y colada bajo agua, probablemente utilizando un tubo, para depositarlaen el fondo sin que se diluya en el agua de mar. Los tres muelles son visibles todavía, con laparte sumergida en buenas condiciones después de 2100 años.

La puzolana es una piedra de naturaleza ácida, muy reactiva, al ser muy porosa y puedeobtenerse a bajo precio. Un cemento puzolánico contiene aproximadamente:

55-70% de clinker Portland 30-45% de puzolana 2-4% de yeso

Puesto que la puzolana se combina con la cal (Ca(OH)2), se tendrá una menor cantidad de estaúltima. Pero justamente porque la cal es el componente que es atacado por las aguasagresivas, el cemento puzolánico será más resistente al ataque de éstas. Por otro lado, comoel 3CaOAl2O3 está presente solamente en el componente constituido por el clinker Portland, lacolada de cemento puzolánico desarrollará un menor calor de reacción durante el fraguado.Este cemento es por lo tanto adecuado para ser usado en climas particularmente calurosos opara coladas de grandes dimensiones.

Se usa principalmente en elementos en las que se necesita alta impermeabilidad y durabilidad.

- Cemento siderúrgico

La puzolana ha sido sustituida en muchos casos por la ceniza de carbón proveniente de lascentrales termoeléctricas, escoria de fundiciones o residuos obtenidos calentando el cuarzo.Estos componentes son introducidos entre el 35 hasta el 80%. El porcentaje de estosmateriales puede ser particularmente elevado, siendo que se origina a partir de silicatos, es unmaterial potencialmente hidráulico. Ésta debe sin embargo ser activada en un ambientealcalino, es decir en presencia de iones OH-. Es por este motivo que debe estar presente por lomenos un 20% de cemento Portland normal. Por los mismos motivos que el cementopuzolánico, el cemento siderúrgico tiene mala resistencia a las aguas agresivas y desarrollamás calor durante el fraguado. Otra característica de estos cementos es su elevada alcalinidadnatural, que lo rinde particularmente resistente a la corrosión atmosférica causada por lossulfatos.

Tiene alta resistencia química, de ácidos y sulfatos, y una alta temperatura al fraguar.




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- Cemento de fraguado rápidoEl cemento de fraguado rápido, también conocido como "cemento romano ó prompt natural", secaracteriza por iniciar el fraguado a los pocos minutos de su preparación con agua. Se produceen forma similar al cemento Portland, pero con el horno a una temperatura menor (1.000 a1.200 °C). Es apropiado para trabajos menores, de fijaciones y reparaciones, no es apropiadopara grandes obras porque no se dispondría del tiempo para efectuar una buena colada. Aunque se puede iniciar el fraguado controlado mediante retardantes naturales (E-330) como elácido cítrico, pero aun así si inicia el fraguado aproximadamente a los 15 minutos (a 20 °C). Laventaja es que al pasar aproximadamente 180 minutos de iniciado del fraguado, se consigueuna resistencia muy alta a la compresión (entre 8 a 10 MPa), por lo que se obtiene granprestación para trabajos de intervención rápida y definitivos. Hay cementos rápidos quepasados 10 años, obtienen una resistencia a la compresión superior a la de algunoshormigones armados (mayor a 60 MPa).

- Cemento aluminosoEl cemento aluminoso se produce principalmente a partir de la bauxita con impurezas de óxidode hierro (Fe2O3), óxido de titanio (TiO2) y óxido de silicio (SiO2). Adicionalmente se agrega

óxido de calcio o bien carbonato de calcio. El cemento aluminoso también recibe el nombre de«cemento fundido», pues la temperatura del horno alcanza hasta los 1.600 °C, con lo que sealcanza la fusión de los componentes. El cemento fundido es colado en moldes para formarlingotes que serán enfriados y finalmente molidos para obtener el producto final.

El cemento aluminoso tiene la siguiente composición de óxidos:

35-40% óxido de calcio 40-50% óxido de aluminio 5% óxido de silicio 5-10% óxido de hierro 1% óxido de titanio

Su composición completa es:

60-70% CaOAl2O3 10-15% 2CaOSiO2 4CaOAl2O3Fe2O3 2CaOAl2O3SiO2

Por lo que se refiere al óxido de silicio, su presencia como impureza tiene que ser menor al 6%, porque el componente al que da origen, es decir el (2CaOAl 2O3SiO2) tiene pocaspropiedades hidrófilas (poca absorción de agua).

- Reacciones de hidratación

CaOAl2O3+10H2O → CaOAl2O310H2O (cristales hexagonales)2(CaOAl2O3)+11H2O → 2CaOAl2O38H2O + Al(OH)3 (cristales + gel)2(2CaOSiO2)+ (x+1)H2O → 3CaO2SiO2xH2O + Ca(0H)2 (cristales + gel)

Mientras el cemento Portland es un cemento de naturaleza básica, gracias a la presencia decal Ca(OH)2, el cemento aluminoso es de naturaleza sustancialmente neutra. La presencia delhidróxido de aluminio Al(OH)3, que en este caso se comporta como ácido, provocando laneutralización de los dos componentes y dando como resultado un cemento neutro.

El cemento aluminoso debe utilizarse en climas fríos, con temperaturas inferiores a los 30 °C.En efecto, si la temperatura fuera superior, la segunda reacción de hidratación cambiaría y setendría la formación de 3CaOAl2O36H2O (cristales cúbicos) y una mayor producción de Al(OH)3,lo que llevaría a un aumento del volumen y podría causar fisuras.




El Concreto3

3.2 Agua

El agua es un componente esencial en las mezclas de concreto y morteros, pues permite queel cemento desarrolle su capacidad ligante.

Para cada cuantía de cemento existe una cantidad de agua del total de la agregada que serequiere para la hidratación del cemento; el resto del agua solo sirve para aumentar la fluidezde la pasta para que cumpla la función de lubricante de los agregados y se pueda obtener lamanejabilidad adecuada de las mezclas frescas. El agua adicional es una masa que quedadentro de la mezcla y cuando se fragua el concreto va a crear porosidad, lo que reduce laresistencia, razón por la que cuando se requiera una mezcla bastante fluida no debe lograrsesu fluidez con agua, sino agregando aditivos plastificantes.

El agua utilizada en la elaboración del concreto y mortero debe ser apta para el consumohumano, libre de sustancias como aceites, ácidos, sustancias alcalinas y materias orgánicas.En caso de tener que usar en la dosificación del concreto, agua no potable o de calidad nocomprobada, debe hacerse con ella cubos de mortero, que deben tener a los 7 y 28 días un

90% de la resistencia de los morteros que se preparen con agua potable.

Algunas de las sustancias que con mayor frecuencia se encuentran en las aguas y que incidenen la calidad del concreto se presentan a continuación:

· Las aguas que contengan menos de 2000 p.p.m. de sólidos disueltos generalmente son aptaspara hacer concretos; si tienen más de esta cantidad deben ser ensayados para determinar susefectos sobre la resistencia del concreto.

· Si se registra presencia de carbonatos y bicarbonatos de sodio o de potasio en el agua de lamezcla, estos pueden reaccionar con el cemento produciendo rápido fraguado; en altasconcentraciones también disminuyen la resistencia del concreto.

· El alto contenido de cloruros en el agua de mezclado puede producir corrosión en el acero derefuerzo o en los cables de tensionamiento de un concreto pre esforzado.

· El agua que contenga hasta 10000 p.p.m. de sulfato de sodio, puede ser usada sin problemaspara el concreto.

· Las aguas acidas con pH por debajo de 3 pueden crear problemas en el manejo u deben serevitadas en lo posible.

· Cuando el agua contiene aceite mineral (petróleo) en concentraciones superiores a 2%,pueden reducir la resistencia del concreto en un 20%.

· Cuando la salinidad del agua del mar es menor del 3.5%, se puede utilizar en concretos no

reforzados y la resistencias del mismo disminuye en un 12%, pero si la salinidad aumenta al5% la reduccion dela resistencia es del 30%.

El agua del curado tiene por objeto mantener el concreto saturado para que se logre la casitotal hidratación del cemento, permitiendo el incremento de la resistencia.

Las sustancias presentes en el agua para el curado pueden producir manchas en el concreto yatacarlo causando su deterioro, dependiendo del tipo de sustancias presentes. Las causas másfrecuentes de manchas son: El hierro o la materia orgánica disuelta en el agua.

3.3 Áridos

Se denomina árido al material granulado que se utiliza como materia prima en la construcción,principalmente.




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El árido se diferencia de otros materiales por su estabilidad química y su resistencia mecánica,y se caracteriza por su tamaño. No se consideran como áridos a aquellas sustancias mineralesutilizadas como materias primas en procesos industriales debido a su composición química.

3.4 Aditivos

Es común que, en lugar de usar un cemento especial para atender un caso particular, a este sele pueden cambiar algunas propiedades agregándole un elemento llamado aditivo.

Un aditivo es un material diferente a los normales en la composición del concreto, es decir esun material que se agrega inmediatamente antes, después o durante la realización de lamezcla con el propósito de mejorar las propiedades del concreto, tales como resistencia ,manejabilidad , fraguado , durabilidad , etc.

En la actualidad, muchos de estos productos existen en el mercado, y los hay en estado líquidoy sólido, en polvo y pasta. Aunque sus efectos están descritos por los fabricantes, cada uno deellos deberá verificarse cuidadosamente antes de usarse el producto, pues sus cualidades

están aún por definirse.a. En estado fresco

- Incrementar la trabajabilidad sin aumentar el contenido de agua.- Disminuir el contenido de agua sin modificar su trabajabilidad.- Reducir o prevenir asentamientos de la mezcla.- Crear una ligera expansión.- Modificar la velocidad y/o el volumen de exudación.- Reducir la segregación.- Facilitar el bombeo.- Reducir la velocidad de pérdida de asentamiento.

b. En estado endurecido

- Desarrollo inicial de resistencia.- Incrementar las resistencias mecánicas del concreto.- Incrementar la durabilidad del concreto.- Disminuir el flujo capilar del agua.- Disminuir la permeabilidad de los líquidos.- Mejorar la adherencia concreto-acero de refuerzo.- Mejorar la resistencia al impacto y la abrasión.




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CAPÍTULO IV

ELABORACION DEL CONCRETO

Todo ingeniero involucrado enla construcción de estructurasde concreto sea una prensa, unrascacielos, una carretera o unpuente debe de diseñar sumescla de concreto. Adiferencia del acero, no sepuede seleccionar en uncatálogo de proveedores.Podemos entonces definir alconcreto actual como una

piedra artificial integrada porcemento portland, agregados,agua y aire, de estos componentes se tenía la hipótesis de que el cemento era la parte activaque reacciona con el agua, utilizando los agregados como material de relleno con el carácterde inerte, aportaciones importantes han puesto en evidencia que los agregados participanactivamente en la vida del concreto lo que desmiente la idea que se guardó por muchotiempo.Con una idea muy general se puede hablar de los integrantes de concreto se encuentrandistribuidos tomando como base su peso en los porcentajes siguientes:pasta (cemento + agua) de un 23% a un 25 %, agregados (grava y arena) de un 73% a 75% yaire atrapado 2%.

4.1 Mezclado

Proceso por el cual se convierte el agua, el cemento y los agregados en una pasta homogénea.Hay dos tipos de mezclado, el manual y el mecánico; el primero solo se recomienda para obrasmuy pequeñas. El mezclado mecánico se realiza en mezcladoras.

Para realizar un buen concreto existen nueve etapas: etapa 1, materiales; etapa 2, proporcionamiento; etapa 3, dosificación; etapa 4, mezclado; etapa 5, transporte; etapa 6, vaciado; etapa7, compactación o vibrado; etapa 8, acabado; etapa 9, curado. En este caso explicaremos laetapa del mezclado ya que es la etapa más importante para obtener un buen concreto.

Antes de diseñar una mezcla de concreto se debe conocer: El asentamiento requerido. La resistencia estructural, para el cual se va a diseñar el concreto. Las propiedades y características de los agregados, para lo cual se deben realizar los

ensayos como: granulometría, pesos unitarios sueltos y compactos, pesos específicossaturados y superficialmente secos, absorciones, etc.

El espaciamiento del acero de refuerzo. La menor dimensión de formaleta. Espesores de las losas. Característica de la obra, en cuanto al proceso del concreto, mezclado, transporte y

curado.

Condiciones ambientales del trabajo. Control de calidad, etc.

AIRE

PASTA

AGREGADOS




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Por siguiente, para producir concreto que pueda ser colocado fácilmente al menor costo. Elconcreto debe ser trabajable y cohesivo cuando está fresco. Una vez fraguado endurece paradar un concreto resistente y durable.

El diseño de la mezcla debe considerar el medio ambiente en el que estará el concreto; esdecir, exposición al agua de mar, a tránsito vehicular, peatonal, climas extremos de calor o frio,etc. Es decir el concreto que se produce debe mantener una calidad que resista y seacompacto frente al ambiente.

Para concretos que van a estar expuestos a la acción del agua. Las sustancias químicas másagresivas con el concreto, son: los sulfatos y los ácidos. Los sulfatos reaccionan con el aluminiotricálcico del cemento que producen expansiones que agrietan el concreto; y los ácidosreaccionan con el Ca(OH)2(Hidróxido de calcio).Para evitar el deterioro del concreto por acción del medio ambiente es necesario:

Construir concretos impermeables, empleando una relación agua – cementoadecuada.

Diseñar la estructura para que tenga una geometría tal que reduzca al mínimo lacaptación de agua y que adicionalmente disponga de un buen drenaje.

Recubrir el acero de refuerzo con adecuando espesor, ya que al corroerse el aceroinduce problemas al concreto que lo llevan a su destrucción.

No utilizar aceleran tés en los lugares no recomendados para ello.

Dentro de las patologías que disminuyen la durabilidad del concreto, podemos citar dosespecialmente:

1) La carbonatación es un fenómeno originado por la reacción del dióxido de carbono

(CO2) contenido en la atmosfera y que al penetrar en el concreto poroso encuentra elHidróxido De Calcio (Ca(OH)2) contenido en el concreto. Esta reacción disminuye elPH. Hoy en día la lluvia acida y el incremento del tráfico favorecen a la carbonatación.

2) Los Iones Sulfato (SO3), suministrados por aguas residuales, o aguas subterráneas olos suelos, lo que se considera ataque eterno, y los aportados por algunos materialescontribuyente del cemento, ataque interno, reaccionan con el aluminato tricálcico delcemento, produciendo ETRINGITA, que es una solución expansiva, aumentando así elvolumen y originando una rotura de la matriz, lo que conduce a pérdida de laresistencia

Por otro lado para evitar las patologías que influyen en el concreto existen 4 variables que se

consideran al hacer una mezcla de concreto son: la relación agua/cemento, el contenido decemento (relación cemento-agregado), la distribución granulométrica de los agregados, y laconsistencia de la mezcla fresca (deben obtenerse consistencias que garanticen entre 80mm y120mm, en la prueba del cono).

Para manipular una buena inversión económica y exactitud anivel nacional, es común la práctica de dosificar por volumen.Esto se logra empleando un cajón de madera de dimensionestales que en el quepa el contenido de un saco de cemento. Serecomienda uno en el que se acomode un saco de 50 kg (cajónde 34cm x 34cm x 34cm). Tanto la piedra como la arena se

miden usando este cajón. Sin embargo la recomendación se




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hace para agregados secos. La arena según el contenido de humedad, aumenta su volumenhasta 1.4 veces de su equivalente seco.

Otra opción es la dosificación con cubeta (un balde de 19 litros 5 galones); en este caso, un

saco de cemento de 50 kg equivale a 2cubeta. Con esta medida también puede dosificarse porvolumen.

Por otro lado la secuencia de operaciones para realizar y obtener un buen concreto debe serla siguiente: las cantidades correctas de cemento, agregado, agua y posiblemente aditivo paramezcla, se introducen y resuelven en la mezcladora de concreto. Se produce así concretofresco: “el concreto es una mezcla de cemento, agua, agregados grueso y fino, y aditivos”

Para realizar una buena mezcla y por consiguiente un buen concreto. Utilizamos tres tipos deagregados (arena, cemento, piedras) además del agua y aditivos.Como también el uso de las granulometrías de la arena y del agregado grueso. Se basa a que

para obtener un buen concreto es fundamental tener una buena granulometría de la mezclaarena-grava. Una óptima relación de estos agregados proporciona una masa unitaria máxima,obteniendo así una porosidad mínima y por consiguiente una menor cuantía de cemento.

Esta se logra combinando la arena y la grava en porcentajes óptimos, obtenidos mediante elmétodo para lograr una granulometría determinada combinando dos materiales. La curvagranulométrica que se procura obtener al mezclar los dos materiales, es la conocida comoPARÁBOLA DE FULLER.

P 100

Dónde:P porcentaje de material que pasa por el tamiz de abertura d.

D tamaño máximo del agregado.La gran ventaja de esta curva es su simplicidad, pero para concretos con bajo contenido decemento, menos de 300 kg/m3 presenta deficiencia en el contenido de arena que puedecorregirse aumentando la cantidad.

La arena nos sirve para reducir las fisuras que aparecen en la mezcla cuando esta seendurecerse y da volumen. Debe estar limpia y libre de materia extraña; no debe ser muy fina,porque esto le resta fortaleza a la mezcla. Si la arena está demasiado húmeda, debe agregarsemenos agua a la mezcla; si por lo contrario está demasiada ceca debe agregarse más agua a la

hora de mezclarse.

La piedra su tamaño baria desde 6mm y 38mm de diámetro, debe ser dura, limpia y estar librede materia orgánica. El tamaño depende de la obra en la que se va utilizar. Su forma debe serla más cubica posible, evitando a las piedras alargadas y planas, tampoco deben ser demasiado

finas. Para paredes, el tamaño debe ser mayor de del espesor de la dimensión menor del

elemento estructural, para lozas el tamaño debe ser del espesor de la loza.




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El cemento trabaja como aglutinante ya que al mezclarse con agua produce una reacciónquímica, que permite que este empiece el proceso de fraguado. Se coloca en la mezcla antesde la arena y después de la piedra.Podemos Calcular las proporciones de los diferentes componentes del concreto. Si ya

conocemos las cuantías del cemento y el agua. Pueden determinarse las cantidades de laarena y está compuesto de:

Vc + Var + Vp + Vag + V (aire) 1Dónde:

Vc: volumen de las partículas del cemento en m3/m3.Var: volumen de las partículas de arena en m3/m3.Vp: volumen de las partículas de grava en m3/m3.Vag: volumen de agua en 1/m3.V (aire): volumen del aire incluyendo dentro de la masa del concreto en m3/m3, el cual tieneun valor de 1.5% de volumen total, cuando no se usan aditivos inclusores de aire

V (ar + p) = 1- (Vc + Vag + V (aire)).

V (ar + p) = 1- ( + Vag + V (aire))

Dónde:

Mc = masa del cemento en kg/m3.dc = densidad de las partículas de cemento en kg/m3.

También debemos preguntarnos como podemos ajustar la humedad de los agregados. Primerodebe tenerse en cuenta la humedad de los agregados para pesarlos correctamente.

Generalmente los agregados están húmedos y a su peso seco debe sumarse el peso de aguaque contienen, tanto absorbida como superficial.

El agua que va agregarse a la mezcla debe reducirse o aumentarse en una cantidad igual a lahumedad libre de los agregados, esto es, la humedad natural menos la absorción.Para poder hacer esto, es necesario tomar la humedad natural de los agregados antes de hacerla mezcla de prueba, para lo cual deben pesarse húmedos, dejarlos en el horno hasta quetengan peso constante y pesarlos secos.

Los aditivos son productos generalmente líquidos que se adicionan durante el proceso demezclado existen de muchos tipos, y su objetivo es mejorar una o barias propiedades del

concreto. Tenemos los que se aplican durante el proceso de mezclado y que sirven paramejorar la manipulación y colado de la mezcla. Mientras que otros trabajan en la etapa deendurecimiento, ya que funcionan para acelerar o retardar este proceso. Por ultimo están losque funcionan cuando el concreto ya está endurecido, por ejemplo los colorantes o losimpermeables. Como también, inclusores de aire, fluidizantes, retardantes del fraguado,

acelerantes de la resistencia, etc. El uso de aditivos, no podrá considerarse como sustituto de

una práctica correcta de mezclado y colocación del concreto. Por otro lado el agua da plasticidad a la mezcla para que sea manipulable y provoca la

reacción química que produce el fraguado. La relación agua cemento requerida se determina no solo por los requisitos de resistencia,sino también por los factores como durabilidad y propiedades para el acabado.




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A la curva debe entrarse con la resistencia esperada a los 28 días. Para condiciones severas deexposición, la relación agua-cemento deberá mantenerse baja, aun cuando los requisitos deresistencia puedan cumplirse con un valor más alto.Es necesario hacer hincapié que al escoger la relación de agua-cemento, deberá hacerse con

sumo cuidado, por cuanto de esto depende no solo la resistencia de la mezcla sino también laeconomía.

Como Calculamos el contenido de cemento:La cantidad de cemento (C) en kilogramo por unidad de volumen de concreto se obtiene dedividir el contenido de agua (A) entre la relación agua – cemento.

Por otro lado los pasos para realizar una buena mezcla ya sea obra pequeña o mediana lospasos para un buen concreto es:

El concreto se debe mezclar en una mezcladora de eje inclinado, para que los materiales no secontaminen. Primero se coloca, un aproximado del 10% de la cantidad del agua necesaria parael mezclado, seguida de la piedra el cemento y la arena, si es posible se debe adicionar el restodel agua al mismo tiempo que los materiales. El agua debe estar limpia. Se debe calcular lacantidad de agua de manera que no quede con poca resistencia o por lo contrario pocomanipulable. El tiempo de mezclado es de aproximadamente un minuto y medio (90segundos); se cuanta desde el momento que se incorpora los materiales a la máquina; Nodebe excederse el tiempo de mezclado porque el agua puede evaporarse ocasionando que setrituren los agregados más gruesos o separar los componentes de la mezcla.

Una vez hecha la mezcla se le lleva para el relleno, pero a la hora de transportarla no debe

sufrir mucho movimiento por que el concreto puede que se segregue. A la hora de agregar elconcreto al encofrado debe rellenarse de forma vertical sin dejar espacios. Siguiendo así laetapa 7, 8,9.

Las propiedades de la mezcla fresca del concreto dura entre una o tres horas, tiempo quepermite su traslado al lugar de colocación, el llenado de los moldes y su compactación.La segregación, los huecos, la falta de envoltura de las armaduras se evitan con latrabajabilidad de la mezcla conseguida mediante una adecuada dosificación y un tamañomáximo del agregado grueso para cada elemento estructural a llenar, teniendo en cuenta quese necesita mayor trabajabilidad en vigas y columnas y menor trabajabilidad en losas y bases.

Por otro lado las mezclas endurecidas, como la hidratación de la pasta cementicia no esinstantánea, el comportamiento del cemento va variando a lo largo del tiempo,incrementando su resistencia, cambiando volumétricamente bajo la acción de la temperatura,la humedad y las cargas de larga duración (fluencia lenta).




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4.2 Tipos de mezcladoras

Existen muchas variedades según su capacidad y el modo de mezclar, considerado este últimoparámetro hay dos tipos principales, las de mezclado por gravedad y las de mezclado forzado.

Las primeras son los equipos que más se usan en todas sus variedades: fijas o basculantes, deeje horizontal o inclinado, descarga por volteo o por marcha reversible, tambor o aspas fijas ogiratorias. Se acostumbra designarlas por su capacidad de 310 litros de concreto. Esconveniente operar estas mezcladoras lo más cerca posible de su capacidad nominal, porquesu eficiencia se reduce al trabajarlas con poca o demasiada carga.

Las mezcladoras de mezcla forzada suelen denominarse de turbina y se emplean normalmenteen la producción de concretos secos; son muy usados en la industria de los prefabricados.Antes de iniciar el mezclado se recomienda preparar primero una revoltura de desecho, oincrementar en la primera mezcladora la cantidad de cemento en un 10% para evitar que laprimera mezcla resulte muy llena de grava, porque el mortero se queda adherido a la pared de

la mezcladora.La función que cumple el mezclado de cemento es la de revestir la superficie de los agregadoscon pasta de concreto, la cual dará como resultado una masa perfectamente homogénea. Paraasegurar este concreto de manera uniforme se utilizan unas máquinas llamadas mezcladoras.

Están compuestas por un recipiente metálico denominado tambor, con paletas fijas en suinterior. Esta mezcla se efectúa cuando cada una de los componentes del concreto sonelevados, vuelta a vuelta, por dichas paletas durante la rotación del tambor de lasmezcladoras, de forma que en un cierto punto, son volcadas hacia la parte inferior paramezclarse con las demás porciones, hasta constituir esta masa homogénea. La mezcla en estasmáquinas se puede distinguir dos tipos de mezcladoras:

a. Mezcladoras de eje inclinado

Mezcladoras Las mezcladoras de eje inclinado tienen la capacidadde tomar diferentes inclinaciones del eje, así sea para trabajos dellenado, de amasado, o incluso de descarga. Esto se realizamediante un volante que permite girar el tambor alrededor de uneje horizontal mediante un sistema de piñones dentados. Este tipode mezcladoras poseen un tambor en el cual su función es realizarun movimiento de rotación alrededor de su propio eje, con unainclinación de entre 15º a 20º aproximadamente. Es importantetener en cuenta que esto puede definir la calidad y la capacidaddel concreto. Por otro lado estas mezcladoras pueden ajustarse apequeños volúmenes de concreto sobre todo cuando se trata de

mezclas plásticas o con algún agregado grueso de tamaño visible. Gracias a estas mezcladorasla descarga que se realizan siempre será excelente, ya que ésta realiza su función de una formainmediata.




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b. Mezcladoras de eje horizontal

El tipo de mezcladoras son las de eje horizontal estas secaracterizan por su tambor, ya que este posee una formacilíndrica, la cual funciona girando alrededor de un ejehorizontal con una o dos paletas que giran alrededor de uneje que no coincide con el eje del tambor. Generalmenteen su mayoría poseen dos aberturas, de las cuales unasirve para cargar el material y la otra para descargar elcemento. Son muy recomendables para situaciones en lasque se trata de grandes volúmenes de concreto. También,podemos encontrar modelos en donde su tambor es fijo yposee un eje, provisto de palas por el cual se realiza una trayectoria circular alrededor del ejedel tambor. Este tipo de mezcladoras se diferencian según la forma en la que se realiza sudescarga: variando el sentido de la rotación del tambor o fijando una canaleta en el tambor. Siéste está compuesto por dos secciones que se unen borde con borde, entonces se deberánseparar con el efecto de descarga.

c. Mezcladoras de eje vertical

Estas se caracterizan por su recipiente estático, deforma cilíndrica, la cual gira en un eje vertical

situado en el centro del recipiente con paletas quegiran mezclando las materias primas. Generalmenteen su mayoría poseen una abertura, la cual sirvepara descargar el concreto listo para su usoposterior. Son muy recomendables para situacionesen las que se trata de grandes volúmenes de

concreto. Estos tipos de mezcladoras en las cuales el recipiente es estacionario y eldesplazamiento de los materiales se logra mediante la rotación simple o múltiple dedispositivos mezcladores internos.

d. Mezcladoras planetarias

La mezcladora planetaria de contracorriente es especialmente adecuada para su utilización encentrales de componentes de prefabricados con sistemas de distribución de concreto. Elbastidor de la mezcladora es una estructura robusta de acero. Las placas en el fondo de lamezcladora, las palas de mezclado y el rascador son todas piezas intercambiables, que sonfabricadas de acero. Hay dos compuertas de servicio en la cubierta de la mezcladora, y unapuerta deservicio en el lateral para una fácil limpieza y mantenimiento.

Es importante que tengamos en cuenta que al realizar mezcla del concreto en este tipo demezcladoras se debe tener especial cuando se realicen las cargas, ya que no puede quedarmaterial en el tambor; también se debe ser cuidadoso al descargar el material para que no seproduzca una segregación o incluso que quede en el interior de la mezcladora. El tiempo demezclado debe ser el justo, ya que si es insuficiente la composición de las raciones que lleva la

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mezcla puede ser no uniforme, lo cual es un gran inconveniente, en especial si con la mismacarga se alimentan varios lotes de concreto. Si el tiempo de mezclado es excesivo, el tamañode la materia gruesa puede reducirse mucho por lo que pierde parte de su efectividad para elcorrecto funcionamiento del tambor de estas mezcladoras. En general, el tiempo de mezclado

es de entre 10 y 15 minutos. Con respecto a las Mezcladoras de concreto sabemos que el ruidopuede ser muy molesto y aunque parezca increíble, estas molestias pueden transformarse engraves afecciones en el caso que la exposición a estas mezcladoras sea prolongada.

Algunos ejemplos son tensión, aumento de las pulsaciones, tensión muscular, pérdida de lavisión o modificación del ritmo respiratorio. En caso de soportar niveles superiores a 90decibeles que es equivalente al sonido de un taladro, se puede llegar a padecer una sorderairreversible. Esto también puede ocasionar algunas alteraciones en el ritmo cardíaco,hipertensión arterial, excitabilidad vascular y hasta riesgos coronarios. Con respecto al aparatodigestivo de puede producir un incremento de la enfermedad gastroduodenal por la dificultaddurante el descanso. De todas maneras los casos de estas afecciones son escasos.

4.3 Duración del mezclado

El tiempo de mezclado debe ser el minimo necesario para que la mezcla alcancehomogeneidad y depende de la capacidad nominal del equipo.

El tiempo de mezclado se cuenta a partir del momento en que todos los matriales seescuentran dentro de la mezcladora. El tiempo de mezclado, varia según el tipo de mezcladoray no es el tiempo empleado, sino el numero de revoluciones de la mezclarora el que marca elcriterio a seguir para un mezclado eficiente del concreto. Como existe una velocidad derotacion recomendada por el fabricante, el numero de revoluciones y el tiempo de mezcladoson independientes.

Cuando no existen especificaciones dadas por el fabricante el tiempo de mezclado paramezcladora con una capacidad de 0.76 m3 ó menos es de un minuto. Para mezcladoras demayor capacidad adicional.

Si solo se da la velocidad de la mezcladora, el tiempo de mezclado se puede calcular como elnecesario para que el tambor complete veite revoluciones. Tiempos de mezclado prolongadosdespues de haber obtenido la homogeniedad de la mezcla pueden ser peligrosos, por quepueden reducir la trabajabilidad por perdida de agua por evaporacion; desintegracion parcialdel agregado po el proceso de continua abrasion a que es sometido, cuya consecuencia, es unexceso de finos en la mezcla.

Es decir que el tiempo requerido para producir de manera continua una mezcla homogénea es

una característica de cada tipo de mezcladora. Este valor, generalmente garantizado por elfabricante, puede sufrir variaciones según la trabajabilidad de la mezcla. La duración del

http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=MEZCLADORAS+DE+EJE+PLANETARIAS&source=images&cd=&cad=rja&docid=AJqzk7iI8Mb6RM&tbnid=vO2i0l_LwEWAsM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.rapidinternational.com/es/productos/gama-des-mezcladoras/mezcladora-planetaria&ei=vNarUbu7KpC40AG32YCwBw&psig=AFQjCNE5QB4pAu5RAnORJfRRnGykPHcYcg&ust=13703024965864




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mezclado se establece a partir del instante en que los componentes del concreto, incluyendoel agua, se introducen en la cuba, hasta la descarga de la misma.

Los factores intrínsecos que modifican los requerimientos del amasado son:

El tipo y tamaño del agregado. La cantidad de agua de mezcla. El porcentaje de finos de la arena.

En la práctica, la duración del mezclado se puede expresar ya sea en minutos o por el númerode vueltas que debe realizar el tambor para producir una mezcla homogénea. En el cuadrosiguiente se dan los tiempos mínimos de mezcla, según la capacidad de la mezcladora,recomendados por BUREAU OF RECLAMATION Y EL ASTM.

TIEMPO M NIMO DE MEZCLADO

CAPACIDAD DE MEZCLADORA TIEMPO (EN MINUTOS)

Yarda cubica m3 Bureau Of Reclamation ASTM

1 0.75 … 1

2 1.51 1

3 2.3 21

4 32

2

Existe la tendencia a reducir el tiempo de mezclado para incrementar el rendimiento de lamezcladora. Para cada tipo de mezcladora existe una relación entre el tiempo de mezclado y launiformidad de la mezcla proyectada.

Tiempos de mezclado inferiores al minuto y medio, producen concretos de característicasvariables. Sin embargo, a partir de los dos minutos, no se obtiene un mejoramiento de lamezcla. La resistencia es menos afectada por el tiempo de mezclado, especialmente luego delos dos minutos. Es posible encontrar modernas mezcladoras de gran tamaño que producenconcretos de buena calidad con tiempo de 1 a 1 ½ minutos. Las mezcladoras denominadas dealta velocidad son aquellas en las que el tiempo de mezclado puede ser inclusive inferior a 1minuto.




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4.4 Control de la mezcla

Al poner en servicio una mezcladora, cuando se considere necesario constatar su estado overificar el tiempo conveniente de mezcla, es recomendable efectuar una prueba de eficiencia.

El ASTM ha establecido un procedimiento de evaluación en la norma de concretopremezclado, que puede considerarse exigente y que establece lo siguiente: De dos muestrasque representen el concreto producido se establece la diferencia de los resultados de ensayosdeterminados que no deben exceder de las siguientes tolerancias:1. Peso por metro cúbico, calculado en base a concreto libre de aire: 1,6 MPa (16 kg/cm2),

2. Contenido de aire, porcentaje por volumen de concreto: 1,0%.3. Asentamiento: Si el asentamiento promedio es de 10 cm, (4″) o menos: 2,5 cm. (1,0″). Si el asentamiento es de 10 cm. a 12 cm. (4″ a 6″): 3,8 cm. (1.5″).

4. Contenido de agregado grueso, porción en peso de cada muestra retenida en un tamiz 4,76mm. (Nº 4), en porcentaje: 6,0%,

5. Masa unitaria de mortero libre de aire, basado en el promedio de todas las muestrascomparativas ensayadas, en porcentaje: 1,6%.6. Resistencia promedio a la compresión a los 7 días para cada muestra, basado en laresistencia promedio de todas las probetas, en porcentajes; 7,5%.

El concreto es una mezcla endurecida de materiales heterogéneos que está sujeta a la acciónde muchas variables, dependientes de los materiales que lo constituyen y de los métodosseguidos durante los procesos de diseño: dosificación, mezclado, transporte, colocación,compactación, acabado, y curado.

Sin embargo, las propiedades y características del concreto en estado plástico como

endurecido, son predecibles a pesar de su heterogeneidad, mediante una adecuada seleccióny combinación de sus componentes y de un buen control de calidad.Un concreto será de buena calidad cuando cumpla las especificaciones para las cuales fuediseñado. Esto se logra si las técnicas y los materiales empleados para producirlo son de buenacalidad. Una calidad deficiente en el concreto que se utiliza representa un riesgo para laestabilidad de la obra. El control de calidad del concreto al igual que el de cualquier productose basa en tres actividades: control de materias primas. supervisión del proceso completo de fabricación. verificación total del producto terminado.

En el concreto se requiere de un tiempo después de concluido el proceso para que el producto

pueda considerarse terminado, lo que es un inconveniente porque en el lapso de esperacorrespondiente al período de endurecimiento y adquisición de propiedades, la construccióncontinua y los datos que se obtienen de la calidad del concreto son extemporáneos para suoportuna aplicación.

Lo anterior, indica que el control de calidad del concreto fresco cobra cada día más aplicación,porque se puede mejorar la uniformidad del concreto en su elaboración, verificando yajustando las proporciones de sus componentes. Las pruebas que más se utilizan en el controlde calidad del concreto fresco son: asentamiento, peso unitario y contenido de aire.En el concreto endurecido la resistencia a la compresión es el parámetro principal paracontrolar la calidad del concreto, pero existen otros parámetros igualmente válidos, como: la

resistencia a la flexión y la relación agua-cemento.




El Concreto4

Para determinar la resistencia a la compresión del concreto puesto en obra, se elaborancilindros testigos según la Norma NTC Nº 550, cilindros se elaboran tomando el concretofresco que se va a vaciar en diferentes partes de la obra y se ensayan a diferentes edadessegún el uso determinado que se les quiera dar.

La toma de cilindros testigos y la posterior determinación de su resistencia persigue algunos delos siguientes fines:

1. comprobar la dosificación de la mezcla diseñada, para saber si cumple con la resistenciaespecificada.2. controlar la calidad.

2.1ensayos de aceptación del concreto.2.2control interno de producción.

Los ensayos de aceptación son realizados por la interventoría; estos cilindros son elaborados,

curados y ensayados bajo condiciones normales de laboratorios sumergidos en agua con cal yensayados a los 28 días.

Los cilindros para el control interno de producción son ensayados a edades tempranas concurado acelerado de 24 horas según Norma NTC Nº 1513, o a la edad de siete días curados enlas mismas condiciones del concreto de la estructura. Los cilindros para el control interno deproducción persiguen dos objetivos:1. determinar a edades tempranas la resistencia del concreto puesto en obra;2. determinar el tiempo, necesario para quitar los encofrados o la formaleta, o ponerse enservicio la estructura.

Existe gran variación en el resultado de las resistencias de los cilindros testigos, lo que obedecea factores como: la variación en las características del concreto producido, que puede serdebida a los cambios en los agregados, o en la dosificación, etc. A variaciones inherentes a laprueba de los cilindros.

4.5 Transporte del concreto

El transporte del concreto desde la mezcladora hasta el lugar de colocacion debe ser:

Rapido, para evitar que se seque y pierda concistencia antes de ser colocado. Eficaz, para evitar que se produzca segregacion y perdida de mortero o lechada.

Los medios de transporte que se emplean con mayor frecuencia son: Carretillas y vagonetas para movilizar volumenes pequeños de concreto en distanciascortas.

Para lograr la eficiencia con este medio de transporte es necesario habilitar vias de acceso,usar vagonetas con llantas de goma.




El Concreto4

DOSIFICACION Y MEZCLADO

Mezclado Estacionario

Las mezcladoras estacionarias funcionan mezclado en obra comolas mezcladoras en central de concreto premezclado. Usadaspara el mezclado completo o para mezclado cortoExiaten tipos de mezcladoras que funcionan hasta 9 m 3.La Basculante o fijo: De tipo de pala rotatoria con aberturasuperior o del tipo paletaEl tiempo para el mezclado completo es mínimo 1 minuto parahasta 1 m3 o menor capacidad, más 15 segundos para cada m3 adicional o una fracción del m3.

Concreto Premezclado

Concreto parcialmente mezclado: Se mezclaparcialmente en la mezcladora estacionaria y elmezclado se completa en el camión mezclador.

Concreto mezclado en el camión: se mezclacompletamente en el camión mezclador.

Concreto mezclado en central Se mezcla completamente en la

mezcladora estacionaria Entrega en: camión agitador, camión mezclador operando en la

velocidad de agitación, camión no agitador

Concreto Mezclado En Camión

Se mezcla de 70 a 100 revoluciones del tambor a una velocidad de 6 a 18 rpm Después del mezclado la velocidad de agitación del tambor debe ser de 2 a 6 rpm Descargue antes de 300 revoluciones del tambor Descargue antes de 1½ horas

Camión No Agitador

Usado para transportar concreto en distancias cortas sobre

pavimentos lisos.Sus ventajas se aplican el costo de capital del equipo no agitador esmenor que el de los camiones agitadores o mezcladores.Y los puntos a fijarse es el revenimiento del concreto se debe limitar.Posibilidad de segregación. Se necesita de una altura libre paralevantar la caja del camión en la descarga.




El Concreto4

TRANSPORTE

Carretillas Manuales y Motorizadas: Usadas para transporte corto y plano en todos los tiposde obra, especialmente donde la accesibilidad al área de trabajo es restricta, las ventajas son

versátiles, ideales en interiores y en obras donde las condiciones de colocación estáncambiando constantemente. Los puntos a fijarse ya sea lentas y de trabajo intensivo.Bandas transportadoras: usadas para transportar horizontalmente el concreto o a niveles másabajo o más arriba. Las ventajas son: un alcance ajustable, desviador viajero y velocidadvariable. Los puntos a fijarse son necesarios arreglos en los extremos de descarga paraprevenir la segregación y para no dejar mortero en la banda de regreso. En climas adversos(calurosos y ventosos) las bandas largas necesitan de cubiertas. Por otro lado la bandatransportadora montada sobre camión mezclador es usada para transportar el concreto a unnivel inferior, al mismo nivel o a un nivel más alto. Las ventajas es que los equipos llegan con elconcreto. Tienen alcance ajustable y velocidad variable. Y los puntos a fijarse son necesariosarreglos en las extremidades de descarga para prevenirse la segregación y para no dejar

mortero en la banda de regreso.

BACHA (BALDES O CUBO)

Usados con: grúas, cable vías y helicópteros.Ventajas: Permite el aprovechamiento total de la versatilidad de las grúas, cable vías yhelicópteros. Descarga limpia. Gran variedad de capacidades.Puntos a fijarse: Escoja la capacidad del cubo de acuerdo con el tamaño de la mezcla y lacapacidad del equipo de colocación. Se debe controlar la descarga.

GRÚA Y BACHA

Usados para: trabajo arriba del nivel del terreno.Ventajas: Pueden manejar concreto, refuerzo de acero, cimbra y artículos secos en puentes yedificios con estructura de concreto.Puntos a fijarse: Tiene uno sólo gancho. Se hace necesario una planeación cuidadosa entre desu operación para mantener la grúa ocupada.

BOMBAS

Usadas para: transportar concreto directamente desde el punto de descarga del camión haciala cimbra (encofrado).

Ventajas: La tubería ocupa poco espacio y se la puede extender fácilmente. La descarga escontinua.

Puntos a fijarse: Se hace necesario un suministro de concreto fresco constante conconsistencia media y sin la tendencia a segregarse.




El Concreto4

4.6 Compactación del concreto

La compactación del concreto es la operación mediante la cual se dota a la mezcla de ladensidad adecuada, de acuerdo con la dosificación del concreto.

El vertido del concreto en los encofrados, durante el proceso de colocación no proporciona, encontra de lo que pudiera pensarse, una adecuada compactación del concreto; por ello se hacenecesaria la utilización de medios de compactación adecuados a la consistencia de la mezcla,tales como:

a) Vibración mecánica interna. Por ejemplo: utilización de vibradores de aguja.b) Vibración mecánica externa. Por ejemplo: utilización de vibradores que se colocan por

fuera de la formaleta y una fuerza excéntrica provoca la vibración del elementoestructural.

c) Envarillado.

En el proceso de compactación hay que evitar:

1) Un exceso de compactación de la mezcla. Con ello se evita la segregación del agregadogrueso que, en el caso de concretos normales, se depositaria en el fondo delencofrado, y en el caso de concretos ligeros, ascendería a la superficie.

2) Una compactación insuficiente. Con ello se evita la formación de “hormigueros” en la

mezcla y en la superficie de las piezas que estén contacto con el encofrado.

Y para terminar con un buen concreto encofrado y con una buena compactación es necesariauna vibración adecuada.

VIBRACIÓN

La vibración, interna o externa, es el método más utilizado parala consolidación del concreto. Cuando se hace vibrar el concreto,la fricción interna entre las partículas del agregado se destruyetemporalmente y el concreto se comporta como un líquido. Elconcreto se acomoda en los encofrados, bajo la acción de lagravedad, y los vacíos grandes de aire atrapado suben hacia lassuperficies más fácilmente. La fricción interna se restablececuando la vibración se interrumpe. Para consolidar el concretoen muros, columnas, vigas y losas, se utilizan vibradores internos

o de inmersión. Es importante utilizarlos adecuadamente paraobtener los mejores resultados.Los vibradores no se deben utilizarse para mover el concretohorizontalmente, pues pueden causar segregación. Siempre que

sea posible, el vibrador debe bajarse verticalmente en el concreto, con espaciamientosregulares, bajo la acción de la gravedad. Debe penetrar hasta el fondo de la capa que se estécolocando y, por lo menos, hasta 150 mm (6pulg.) dentro de cualquier capa colocadaanteriormente. La altura de la capa debe de ser aproximadamente de la longitud de la cabezadel vibrador o, generalmente, no superior a 500 mm (20pulg.), en encofrados regulares. Enlosas delgadas, sebe insertarse el vibrador inclinado u horizontalmente, a fin de que semantenga su cabeza completamente inmersa. Sin embargo, no debe arrastrarse el vibrador, de

forma aleatoria, en la losa. En losas sobre el terreno, el vibrador no debe entrar en contactocon la subrasante.




El Concreto4

CAPÍTULO V

PRUEBAS Y ENSAYOS DE CONCRETO

Desde luego, no es suficiente saber cómo seleccionar y especificar una mezcla de concreto, detal forma que se pueda contar con ciertas propiedades, sino que también es necesariogarantizarlas.

El método básico para verificar que el concreto cumple con las especificaciones requeridas esprobar su resistencia usando cubos o cilindros hechos con muestras de concreto fresco, inclusoantes de que sea colado, pero, desafortunadamente, estas pruebas son muy complejas einadecuadas para el lugar de trabajo. Consecuentemente, la resistencia de un concretoendurecido tiene que ser determinada pero, para entonces, pudo haberse colocado unacantidad considerable de concreto sospechoso. Para compensar esta desventaja, en ocasionesse usan pruebas de resistencia acelerada, como una base para determinar la docilidad delconcreto.

Cabe destacar que la no docilidad de sólo un espécimen de prueba, o aun de un grupo, nosignifica necesariamente que el concreto con el cual se hayan hecho los especímenes deprueba sea inferior al especificado; por tanto, el ingeniero debe investigar el concreto. Estopuede ser la forma de pruebas no destructivas en el concreto en la estructura o tomandocorazones de prueba para evaluar la resistencia.

5.1 Ensayos del concreto fresco

a. Consistencia del concreto fresco: Asentamiento o cono de Abrams

Los ensayos de consistencia del concreto se efectuarán siguiendo las recomendaciones de laNorma ASTM C 143 o NTP 339.035 y en los plazos indicados en las especificaciones de obra;siempre que la Supervisión considere conveniente; y tan frecuentemente como se considerenecesario para propósitos de control y aceptación del concreto.

La medida de la consistencia de un concreto fresco por medio del cono de Abrams es unensayo muy sencillo de realizar en obra, no requiriendo equipo costoso ni personalespecializado y proporcionando resultados satisfactorios, razones que han hecho que esteensayo sea universalmente empleado aunque con ligeras variantes de unos países a otros. Eneste ensayo el concreto se coloca en un molde metálico troncocónico de 30 cm de altura y de

10 y 20 cm de diámetro, superior e inferior respectivamente.




El Concreto5

Llenado.

La cantidad de concreto necesaria para efectuar este ensayo no será inferior a 8 litros.

Se coloca el molde sobre la plancha de apoyo horizontal, ambos limpios y humedecidos sólocon agua. No se permite emplear aceite ni grasa.El operador se sitúa sobre las pisaderas evitando el movimiento del molde durante el llenado.Se llena el molde en tres capas y se apisona cada capa con 25 golpes de la varilla-pisóndistribuidas uniformemente.La capa inferior se llena hasta aproximadamente 1/3 del volumen total y la capa media hastaaproximadamente 2/3 del volumen total del elemento, es importante recalcar que no se debellenar el cono por alturas, si no por volúmenes.

Apisonado

Al apisonar la capa inferior se darán los primeros golpes con la varilla-pisón ligeramenteinclinada alrededor del perímetro. Al apisonar la capa media y superior se darán los golpes demodo que la varilla-pisón hasta la capa subyacente. Durante el apisonado de la última capa sedeberá mantener permanentemente un exceso de concreto sobre el borde superior del molde,puesto que los golpes de la varilla normalizada producirán una disminución del volumen porcompactación.Se enrasa la superficie de la capa superior y se limpia el concreto derramado en la zonaadyacente al molde.Inmediatamente después de terminado el llenado, enrase y limpieza se carga el molde con lasmanos, sujetándolo por las asas y dejando las pisaderas libres y se levanta en dirección verticalsin perturbar el concreto en un tiempo de 5 +/- 2 segundos.

Toda la operación de llenado y levantamiento del molde no debe demorar más de 2.5 minutos.

Medición del asentamiento.

Una vez levantado el molde se mide inmediatamente la disminución de altura del concretomoldeado respecto al molde, aproximando a 0,5 cm. La medición se hace en el eje central delmolde en su posición original. De esta manera, la medida del asiento permite determinarprincipalmente la fluidez y la forma de derrumbamiento para apreciar la consistencia delconcreto.




El Concreto5

b. Contenido de aire

Los ensayos de contenido de aire del concreto fresco se realizarán únicamente en losconcretos con aire incorporado y con la frecuencia que se dispongan las especificaciones deobra y cuando la Supervisión lo estime conveniente. Los ensayos no deberán ser menores deuna vez al día si se observan variaciones importantes en la consistencia de la mezcla.

Para la determinación del contenido de aire de una mezcla de concreto podrá utilizarsealternativamente los Norma ASTM C 231 (Método de Presión); ASTM C 173 (MétodoVolumétrico), o ASTM C 138 (Método Gravimétrico), o las correspondientes normas NTP339.081; o 339.046.

La variación aceptable en el contenido de aire será de 1% para concretos de peso normal.

Si el contenido de aire no cumple con los requisitos de las especificaciones de obre, dentro delos límites de variación indicado, deberá realizarse mediante un nuevo ensayo decomprobación con otra porción de la misma mezcla de concreto.

Muestra de ensayo

El tamaño de la muestra de concreto fresco será superior a 30 litros y su extracción se realizaráde acuerdo a lo establecido en la norma NCH 171.- Colocación y compactación de la muestra.Llenar el recipiente con la muestra de concreto según el método de compactación que se

aplique.

Apisonado

Se aplica cuando la docilidad es mayor a 5 cm de asentamiento.- Colocar el concreto en tres capas de igual volumen.- Apisonar cada capa con 25 golpes de pisón distribuidos en toda el área. La capa inferior seapisona en toda su altura sin golpear el fondo y las capas superiores se apisonarán de modoque el pisón penetre aproximadamente 3 cm en la capa subyacente.- Después de apisonar, golpear los costados del recipiente 10 a 15 veces con un mazo.




El Concreto5

Vibrado

Se aplica este procedimiento a concreto con docilidad máxima de 10 cm de asentamiento.- Llenar en dos capas de igual volumen, vibrando cada capa con una o dos inserciones delvibrador, sin tocar con éste las paredes ni el fondo del recipiente.- La vibración se aplicará hasta que la superficie del concreto tenga una apariencia suave ybrillante, retirando lentamente el vibrador. Se evitará la sobrevibración.- Una vez compactada la muestra, se enrasa y alisa la superficie ajustadamente al nivel delborde del recipiente.

Medida del contenido de aire

- Limpiar los bordes y en especial la goma de sello, colocar la tapa y ajustar herméticamente

con las llaves de aprete.- Cerrar las válvulas para aire y abrir las llaves para agua. Mediante una jeringa de gomaintroducir agua por una de las llaves de agua hasta que fluya por la otra llave. Golpearlateralmente con un mazo para expulsar burbujas de aire atrapadas en el agua introducida.- Bombear aire a la cámara de presión hasta que la aguja del dial llegue a la marca de presióninicial. Reposar algunos segundos para enfriar el aire comprimido. Estabilizar la aguja,mediante bombeos o purga, en la marca de presión inicial.- Cerrar las dos llaves de agua y abrir la válvula de entrada de aire comprimido de la cámara deaire al recipiente. Golpear suavemente los costados del recipiente, como también la tapa deldial para estabilizar la lectura.- Leer con aproximación a 0,1% el contenido de aire registrado en el dial. Antes de abrir la

tapa, mantener cerradas las válvulas de aire y abrir las llaves de agua para liberar la presión deaire existente en el recipiente.

c. Ensayos de Temperatura

No hay un método estandarizado para medir la temperatura de concreto fresco. Si lasespecificaciones de obra fijan los límites para la misma, podrá emplearse termómetrosespecialmente diseñados para esta finalidad, o calcularse a partir de los ingredientes de lamuestra.

5.2 Resistencia a la compresión

La resistencia a la compresión de las mezclas de concreto se puede diseñar de tal manera quetengan una amplia variedad de propiedades mecánicas y de durabilidad, que cumplan con losrequerimientos de diseño de la estructura.

La resistencia a la compresión del concreto es la medida más común de desempeño queemplean los ingenieros para diseñar edificios y otras estructuras.

La resistencia a la compresión se mide tronando probetas cilíndricas de concreto en unamáquina de ensayos de compresión, en tanto la resistencia a la compresión se calcula a partirde la carga de ruptura dividida entre el área de la sección que resiste a la carga y se reporta enmegapascales (MPa) en unidades SI.

Realización




El Concreto5

• Las cilindros para pruebas de aceptación deben tener un tamaño de 6 x 12 pulgadas (150 x

300 mm) o 4 x 8 pulgadas (100 x 200 mm), cuando así se especifique. Las probetas máspequeñas tienden a ser más fáciles de elaborar y manipular en campo y en laboratorio.

• El diámetro del cilindro utilizado debe ser como mínimo tres veces el tamaño máximo

nominal del agregado grueso que se emplee en el concreto.

• El registro de la masa de la probeta antes de cabecearla constituye una valiosa información

en caso de desacuerdos.

• Con el fin de conseguir una distribución uniforme de la carga, generalmente los cilindros se

cabecean con mortero de azufre (ASTM C 617) o con almohadillas de neopreno (ASTM C 1231).El cabeceo de azufre se debe aplicar como mínimo dos horas antes y preferiblemente un díaantes de la prueba.

• Las almohadillas de neopreno se pueden usar para medir las resistencias del concreto entre

10 a 50 MPa. Para resistencias mayores de hasta 84 Mpa se permite el uso de las almohadillasde neopreno siempre y cuando hayan sido calificadas por pruebas con cilindros compañeroscon cabeceo de azufre. Los requerimientos de dureza en durómetro para las almohadillas deneopreno varían desde 50 a 70 dependiendo del nivel de resistencia sometido a ensaye. Lasalmohadillas se deben sustituir si presentan desgaste excesivo.

• No se debe permitir que los cilindros se sequen antes de la prueba.

• El diámetro del cilindro se debe medir en dos sitios en ángulos rectos entre sí a media altura

de la probeta y deben promediarse para calcular el área de la sección. Si los dos diámetrosmedidos difieren en más de 2%, no se debe someter a prueba el cilindro.

• Los extremos de las probetas no deben presentar desviación con respecto a la

perpendicularidad del eje del cilindro en más 0.5% y los extremos deben hallarse planosdentro de un margen de 0.002 pulgadas (0.05 mm).

• Los cilindros se deben centrar en la máquina de ensayo de compresión y cargados hasta

completar la ruptura. El régimen de carga con máquina hidráulica se debe mantener en unrango de 0.15 a 0.35 MPa/s durante la última mitad de la fase de carga. Se debe anotar el tipode ruptura. La fractura cónica es un patrón común de ruptura.

• La resistencia del concreto se calcula dividiendo la máxima carga soportada por la probetapara producir la fractura entre el área promedio de la sección. ASTM C 39 presenta los factoresde corrección en caso de que la razón longituddiámetro del cilindro se halle entre 1.75 y 1.00,lo cual es poco común. Se someten a prueba por lo menos dos cilindros de la misma edad y sereporta la resistencia promedio como el resultado de la prueba, al intervalo más próximo de0.1 MPa.

• El técnico que efectúe la prueba debe anotar la fecha en que se recibieron las probetas en el

laboratorio, la fecha de la prueba, la identificación de la probeta, el diámetro del cilindro, laedad de los cilindros de prueba, la máxima carga aplicada, el tipo de fractura y todo defecto

que presenten los cilindros o su cabeceo. Si se mide, la masa de los cilindros también deberáquedar registrada.




El Concreto5

• La mayoría de las desviaciones con respecto a los procedimientos estándar para elaborar,

curar y realizar el ensaye de las probetas de concreto resultan en una menor resistenciamedida.

• El rango entre los cilindros compañeros del mismo conjunto y probados a la misma edaddeberá ser en promedio de aproximadamente. 2 a 3% de la resistencia promedio. Si ladiferencia entre los dos cilindros compañeros sobrepasa con demasiada frecuencia 8%, o 9.5%para tres cilindros compañeros, se deberán evaluar y rectificar los procedimientos de ensayeen el laboratorio.

• Los resultados de las pruebas realizadas en diferentes laboratorios para la misma muestra de

concreto no deberán diferir en más de 13% aproximadamente del promedio de los dosresultados de las pruebas• Una prueba a los tres o siete días puede ayudar a detectar problemas potenciales

relacionados con la calidad del concreto o con los procedimientos de las pruebas en ellaboratorio, pero no constituye el criterio para rechazar el concreto.• La norma ASTM C 1077 exige que los técnicos del laboratorio que participan en el ensaye del

concreto deben estar certificados.

• Los informes o reportes sobre las pruebas de resistencia a la compresión son una fuente

valiosa de información para el equipo del proyecto para el proyecto actual o para proyectosfuturos.

• Los reportes se deben remitir lo más pronto posible al productor del concreto, al contratista

y al representante del propietario.

5.3 Resistencia a la tensión

El concreto se caracteriza por tener una excelente resistencia a la compresión, sinembargo su capacidad a la tensión es tan baja que se le desprecia para propósitosestructurales. La poca capacidad del concreto a la tensión le ayuda a disminuir losagrietamientos que se puedenproducir por la influencia de tensiones inducidas por restricciones estructurales, cambiosvolumétricos u otros fenómenos, generalmente el valor de la capacidad a la tensión seencuentra alrededor del 9% de la capacidad a compresión en concretos de peso y resistencianormal. La capacidad a tensión no se obtiene probando al material en tensión directa, sino se

acostumbra a obtenerlo en forma indirecta con pruebas como la Prueba Brasileña, que sepuede realizar según la norma ASTM C-496 o su equivalente NMX-C-163 “Tensión por

Compresión Diametral”, en la prueba se emplea un cilindro estándar colocándolo en la forma

que se aprecia :

La resistencia a la tensión se puede calcular mediante la siguiente fórmula:




El Concreto5

5.4 El martillo de Schmidt

Se han hecho muchos intentos de crear pruebas no destructivas, pero muy pocas de ellas hansido realmente exitosas. Un método para el que se ha encontrado aplicación práctica dentrode un campo limitado es la prueba del martillo de rebote, desarrollada por Ernst Schmidt.

También se conoce como la prueba de martillo de impacto o Esclerómetro.

La prueba está basada en el principio de que el rebote de una masa elástica depende de ladureza de la superficie sobre la que golpea la masa. En la prueba del martillo de rebote, unamasa impulsada por un resorte tiene una cantidad fija de energía que se le imprime alextender el resorte hasta una posición determinada; esto se logra presionando el émbolocontra la superficie del concreto que se quiere probar. Al liberarlo, la masa rebota del émboloque aún está en contacto con el concreto y la distancia recorrida por la masa, expresada comoporcentaje de la extensión inicial del resorte, es lo que se llama número de rebote y esseñalado por un indicador que corre sobre una escala graduada. El número de rebote es unamedida arbitraria, ya que depende de la energía almacenada en el resorte y del volumen de la

masa.

El martillo tiene que utilizarse sobre una superficie plana, de preferencia cimbrada; por lotanto, no es posible probar concreto de textura abierta. Las superficies llanadas deben frotarsehasta que queden lisas. Cuando el concreto a prueba no forma parte de una masa mayor, debesujetarse firmemente, pues los golpes durante la prueba pueden dar como resultado una

disminución del número de rebote registrado.




El Concreto5

La prueba es sensible a variaciones locales en el concreto; por ejemplo un partícula grande deagregado inmediatamente debajo del émbolo daría como resultado un número de reboteanormalmente elevado; por el contrario, la presencia de un vacío en el mismo lugar daría unresultado demasiado bajo. Por esta razón, es recomendable tomar 10 o 12 lecturas bien

distribuidas en el área puesta a prueba y considerar un valor promedio como representativodel concreto. El error estándar de la media es más elevado que cuando la resistencia sedetermina mediante la prueba de compresión, pero el ahorro en esfuerzo, tiempo y costo esconsiderable.

El émbolo siempre debe estar en posición normal respecto a la superficie del concreto aprueba, pero la posición del martillo respecto a la vertical afecta el número de rebote. Esto sedebe a la acción de la gravedad sobre el recorrido de la masa en el martillo. Así pues, elnúmero de rebote de un piso será menor que el de una viga peraltada, y las superficiesinclinadas y verticales rendirán valores intermedios.

La prueba determina, en realidad, la dureza de la superficie del concreto y, aunque no existeuna relación especial entre la dureza y resistencia del concreto, puede determinarse relacionesempíricas para concretos similares curados de tal manera, que tanto las superficies probadascon el martillo y las regiones centrales, cuya resistencia es lo importante, tengan la mismaresistencia. Los cambios que afectan sólo a la superficie del concreto, tales como el grado desaturación en la superficie o la carbonización, serían engañosos en lo que respecta a laspropiedades del concreto dentro de la estructura.

El tipo de agregado empleado afecta el número de rebote, por lo que la relación entre elnúmero de rebote y la resistencia deben determinarse experimentalmente para cada concretoutilizado en la obra.

Se puede observar, entonces, que la prueba es sólo de naturaleza comparativa, y que las

aseveraciones de los fabricantes acerca de que el número de rebote puede convertirsedirectamente en un valor de la resistencia a la compresión no están justificadas.




El Concreto5

CONCLUCIONES

El concreto constituido por mezcla en ciertas proporciones de cemento, agua,

agregados y opcionalmente aditivos, desempeña un papel activo, envolviendo

los granos inertes y rellenando los poros que se pueden generar.

Al combinar la cal viva con otros materiales se crea un material

extremadamente duro que se puede utilizar para unir juntos otros materiales.

Características que debe tener un concreto plástico, son: maleabilidad,

segregación, uniformidad, trabajabilidad, cohesividad, contenido de aire,

exudación, tiempo de fraguado, calor de hidratación y peso unitario.

El concreto endurecido, cualidades: resistencia, durabilidad, propiedades

elásticas, cambios de volumen, impermeabilidad, resistencia al desgaste,resistencia a la cavitación.

El agua de mezclado, debe ser potable; porque las impurezas excesivas en el

agua no solo pueden afectar el tiempo de fraguado y la resistencia del

concreto.




BIBLIOGRAFIA

González Cuevas y Robles Fernández. 2007. Aspectos Fundamentales del

Concreto Reforzado. Cuarta Edición. LIMUSA

Merrit, Frederick.1982. Manual del Ingeniero Civil. México. Libros Mc Graw Hill.

Nilson, Arthur y George Winter. Proyecto de Estructuras de Hormigón. PrimeraEdición. Universidad de Cornell. L. C. URQUHART Y C.E. O´ROURKE

Nilson, Arthur y Mc Graw Hill. 1999. Diseño de Estructuras de Concreto. Duodécima Edición. Barcelona. Universidad de Cornell L. C. URQUHART Y C.E.O´ROURKE

Documents

El Concreto - Modificado