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MONOGRAFIA
CURSO: METODOLOGIA DEL APRENDIZAJE
TEMA: Tecnología del concreto
DOCENTE: Lic. HUALPA BENDEZU, Yeny Zahi
ALUMNO: ROQUE CHARCA, Guillermo
CODIGO: 114277
SEMESTRE: I GRUPO: “Único”
PUNO – PERU
2012
INDICE
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
1
Dedicatoria...........................................................................3
Introducción..........................................................................4
CAPITULO I. Concreto y hormigón.......................................6
1.1 Definición...........................................................6
1.2 Características del concreto...................................8
CAPITULO II. Materiales componentes del concreto...........9
2.1 Cemento............................................................9
2.2 Agregados.........................................................11
2.3 Agua.................................................................12
CAPITULO III. Tipos de Concreto.......................................14
3.1 Concreto de relleno fluido....................................14
3.2 Concreto autocompactable..................................14
3.3 Concreto de baja contracción...............................15
3.4 Concreto estructural RET.....................................16
3.5 Concreto lanzado...............................................16
3.6 Concreto ligero..................................................17
3.7 Concreto MR.....................................................17
3.8 Concreto fluido..................................................18
3.9 Concreto Antibacteriano......................................18
3.10 Concreto permeable.........................................19
3.11 Concreto arquitectónico....................................19
3.12 Concreto de baja permeabilidad.........................19
3.13 Concreto de alta resistencia...............................20
3.14 Concreto translúcido (Investigación reciente)........20
CAPITULO IV. Propiedades del concreto..............................21
2
4.1 Trabajabilidad.....................................................21
4.2 Resistencia.........................................................21
4.3 Consistencia.......................................................22
4.4 Segregación (Cangrejera)....................................22
4.5 Exudación (Estado Plástico)..................................22
4.6 Durabilidad........................................................23
CAPITULO V. Conclusiones.................................................24
CAPITULO VI. Bibliografía..................................................25
3
Introducción
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.
4
Ya sea que adquiera la forma de un camino de entrada amplio hacia una casa moderna, un paso vehicular semicircular frente a una residencia, o una modesta entrada delantera, el concreto proporciona solidez y permanencia a los lugares donde vivimos.En la forma de caminos y entradas, el concreto nos conduce a nuestro hogar, proporcionando un 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.
El concreto de uso común, o convencional, se produce mediante la mezcla de tres componentes esenciales, cemento, agua y agregados, a los cuales eventualmente se incorpora un cuarto componente que genéricamente se designa como aditivo.
Al mezclar estos componentes y producir lo que se conoce como una revoltura de concreto, se introduce de manera simultánea un quinto participante representado por el aire.
La mezcla intima de los componentes del concreto convencional produce una masa plástica que puede ser moldeada y compactada con relativa facilidad; pero gradualmente pierde esta característica hasta que al cabo de algunas horas se torna rígida y comienza a adquirir el aspecto, comportamiento y propiedades de un cuerpo sólido, para convertirse finalmente en el material mecánicamente resistente que es el concreto endurecido.
La representación común del concreto convencional en estado fresco, lo identifica como un conjunto de fragmentos de roca, globalmente definidos como agregados, dispersos en una matriz viscosa constituida por una pasta de cemento de consistencia plástica. Esto significa que en una mezcla así hay muy poco o ningún contacto entre las partículas de los agregados, característica que tiende a permanecer en el concreto ya endurecido.
Consecuentemente con ello, el comportamiento mecánico de este material y su durabilidad en servicio dependen de tres aspectos básicos:
1. Las características, composición y propiedades de la pasta de cemento, o matriz cementante, 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.
En el primer aspecto debe contemplarse la selección de un cementante apropiado, el empleo de una relación agua/cemento conveniente y el uso eventual de un aditivo necesario, con todo lo cual debe resultar potencialmente asegurada la calidad de la matriz cementante.
En cuanto a la calidad de los agregados, es importante adecuarla a las funciones que debe desempeñar la estructura, a fin de que no representen el punto débil en el comportamiento del concreto y en su capacidad para resistir adecuadamente y
5
por largo tiempo los efectos consecuentes de las condiciones de exposición y servicio a que esté sometido.
Finalmente, la compatibilidad y el buen trabajo de conjunto de la matriz cementante con los agregados, depende de diversos factores tales como las características físicas y químicas del cementante, la composición mineralógica y petrográfica de las rocas que constituyen los agregados, y la forma, tamaño máximo y textura superficial de éstos.
De la esmerada atención a estos tres aspectos básicos, depende sustancialmente la capacidad potencial del concreto, como material de construcción, para responder adecuadamente a las acciones resultantes de las condiciones en que debe prestar servicio.
Pero esto, que sólo representa la previsión de emplear el material potencialmente adecuado, no basta para obtener estructuras resistentes y durables, pues requiere conjugarse con el cumplimiento de previsiones igualmente eficaces en cuanto al diseño, especificación, construcción y mantenimiento de las propias estructuras.
CAPITULO I. CONCRETO Y HORMIGON
1.1 Definición:
“El concreto es una mezcla de cemento portland, agregado fino, agregado grueso, aire y agua en proporciones adecuadas para obtener ciertas propiedades prefijadas, especialmente la resistencia.”1
1 ABANTO CASTILLO, Flavio. (2008) “Tecnología del concreto: Teoría y problemas”. Puno – Perú. Pág. 11
6
“El concreto simple, sin esfuerzo, es resistente a la compresión, pero es débil en tensión, lo que limita su aplicabilidad como material estructural. Para resistir tensiones, se emplea refuerzo de acero, generalmente en forma de barras, colocando en las zonas donde se prevé que se desarrollaran tensiones bajo las acciones de servicio. El acero restringe el desarrollo de las grietas originadas por la poca resistencia a la tensión del concreto.”2
El uso del refuerzo no está limitado a la finalidad anterior. También se emplea en las zonas de compresión para aumentar la resistencia del elemento reforzado, para reducir las deformaciones debidas a cargas de larga duración y para proporcionar confinamiento lateral al concreto, lo que indirectamente aumenta su resistencia a la compresión.
La combinación de concreto simple con refuerzo constituye lo que se llama concreto reforzado.
“El concreto presforzado es una modalidad del concreto reforzado, en la que se crea un estado de refuerzos de compresión en el concreto antes de la aplicación de acciones. De este modo, los esfuerzos de tensión producidos por las acciones quedan contrarrestados o reducidos. La manera más común de presforzar consiste en tensar en acero de refuerzo u anclarlo en los extremos del elemento.”3
CONCRETO = CEMENTO PORTLAND + AGREGADOS + AIRE + AGUA
El cemento y el agua reaccionan químicamente uniendo las partículas de los agregados, constituyendo un material heterogéneo.
Algunas veces se añaden ciertas sustancias, llamadas aditivos, que mejoran o modifican algunas propiedades del concreto.
“El hormigón, corresponde a una mezcla natural de grava y arena. El hormigón se usa para preparar concreto de baja calidad, como el empleado en cimentaciones corridas, sobrecimientos, falsos pisos, falsas zapatas, muros, etc.”4
“La invención del hormigón armado se suele atribuir al constructor William Wilkinson, quien solicitó en 1854 la patente de un sistema que incluía armaduras de hierro para, la mejora de la construcción de viviendas, almacenes y otros edificios resistentes al fuego.”5
“El francés Joseph Monier patentó varios métodos en la década de 1860, pero fue François Hennebique quien ideó un sistema convincente de hormigón armado, patentado en 1892, que utilizó
2 GONZALES CUEVAS, Oscar M. (1985) “Concreto Reforzado”. México. Pág. 233 GONZALES CUEVAS, Oscar M. (1985) “Concreto Reforzado”. México. Pág. 244 LA TORRE BARRA, Orlando E. (1999) “Tecnología del concreto: Problemas resueltos”. Perú. Pág. 75 Http: //es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n
7
en la construcción de una fábrica de hilados en Tourcoing, Lille, en 1895.”6
[]
El hormigón es el material resultante de unir áridos con la pasta que se obtiene al añadir agua a un conglomerante. []El conglomerante puede ser cualquiera, pero cuando nos referimos a hormigón, generalmente es un cemento artificial, y entre estos últimos, el más importante y habitual es el cemento portland.[]
Los áridos proceden de la desintegración o trituración, natural o artificial de rocas y, según la naturaleza de las mismas, reciben el nombre de áridos silíceos, calizos, graníticos, etc. El árido cuyo tamaño es superior a 5 mm se llama árido grueso o grava, mientras que el inferior a 5 mm se llama árido fino o arena.[]
La pasta formada por cemento y agua es la que confiere al hormigón su fraguado y endurecimiento, mientras que el árido es un material inerte sin participación en el fraguado y endurecimiento.[]
Una característica importante del hormigón es poder adoptar formas distintas, a voluntad del proyectista. Al colocarse en obra es una masa plástica que permite rellenar un molde, previamente construido con una forma establecida, que recibe el nombre de encofrado.[]
1.2 Características del concreto.
“A manera de síntesis, en la tabla se relacionen las principales características de los agregados y los correspondientes aspectos del comportamiento del concreto en que ejercen mayor influencia, tanto para el caso del concreto recién mezclado como ya en estado endurecido.”7
CARACTERISTICAS DE LOS AGREGADOS
ASPECTOS INFLUIDOS EN EL CONCRETO
CONCRETO FRESCO CONCRETO ENDURECIDO
GranulometríaManejabilidadRequerimiento de aguaSangrado
Resistencia mecánicaCambios volumétricosEconomía
6 Http: // es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n 7 COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD. (1998) “Manual de tecnología del concreto: Definición y requisitos de los componentes del concreto”. Págs. 100 - 101
8
Limpieza (materia orgánica, limo, arcilla y otros finos indeseables)
Requerimientos de aguaContracción plástica
DurabilidadResistencia mecánicaCambios volumétricos
Densidad (gravedad especifica) Peso unitario Peso unitario
Sanidad Requerimiento de agua Durabilidad
Absorción y porosidadPerdida de revenimientoContracción plástica
DurabilidadPermeabilidad
Forma de partículasManejabilidadRequerimiento de aguaSangrado
Resistencia mecánicaCambios volumétricosEconomía
Textura superficial ManejabilidadRequerimiento de agua
DurabilidadResistencia al desgaste
Tamaño máximo
SegregaciónPeso unitarioRequerimiento de agua
Resistencia mecánicaCambios volumétricosPeso unitarioPermeabilidad
Reactividad con los álcalis Durabilidad
Módulo de elasticidad Módulo de elasticidadCambios volumétricos
Resistencia a la abrasión Resistencia a la abrasiónDurabilidad
Resistencia Mecánica(Por aplastamiento) Resistencia mecánica
Partículas friables y terrones de arcilla Contracción plástica
Resistencia mecánicaDurabilidadReventones superficiales
Coeficiente de expansión Propiedades térmicas
CAPITULO II. COMPONENTES O MATERIALES DEL CONCRETO
2.1 Cemento
“El concreto fresco es una mezcla semilíquida de cemento portland, arena (agregado fino), grava o piedra triturada (agregado grueso) y agua. Mediante un proceso llamado hidratación, las partículas del cemento reaccionan químicamente con el agua y el concreto se endurece y se convierte en un material durable.”8
Cuando se mezcla, se hace el vaciado y se cura de manera apropiada, el concreto forma estructuras sólidas capaces de soportar las temperaturas extremas del invierno y del verano sin requerir de mucho mantenimiento. El material que se
8 ARTHUR H., Nilson “Diseño de estructuras de concreto” (2000) San Francisco. Págs. 3 – 4
9
utilice en la preparación del concreto afecta la facilidad con que pueda vaciarse y con la que se le pueda dar el acabado; también influye en el tiempo que tarde en endurecer, la resistencia que pueda adquirir, y lo bien que cumpla las funciones para las que fue preparado.
Además de los ingredientes de la mezcla de concreto en sí misma, será necesario un marco o cimbra y un refuerzo de acero para construir estructuras sólidas. La cimbra generalmente se construye de madera y puede hacerse con ella desde un sencillo cuadrado hasta formas más complejas, dependiendo de la naturaleza del proyecto. El acero reforzado puede ser de alta o baja resistencia, características que dependerán de las dimensiones y la resistencia que se requieran. El concreto se vacía en la cimbra con la forma deseada y después la superficie se alisa y se le da el acabado con diversas texturas.
2.1.1 Cemento Portland
“El cemento portland es un producto comercial de fácil adquisición en cual cuando se mezcla con agua, ya sea solo o en combinación con arena, piedra u otros materiales similares, tiene la propiedad de reaccionar lentamente con el agua hasta formar una masa endurecida. Esencialmente es un Clinker finamente molido, producido por la cocción a elevadas temperaturas, de mezclas que contienen cal, alumina, fierro y sílice en proporciones determinadas.”9
2.1.2 Cementos portland simples, mezclados y expansivos
Para la elaboración del Clinker portland se emplean materias primas capaces de aportar principalmente cal y sílice, y accesoriamente óxido de fierro y alúmina, para lo cual se seleccionan materiales calizos y arcillosos de composición adecuada. Estos materiales se trituran, dosifican, muelen y mezclan íntimamente hasta su completa homogeneización, ya sea en seco o en húmedo.
La materia prima así procesada, ya sea en forma de polvo o de lodo, se introduce en hornos rotatorios donde se calcina a temperaturas del orden de 1400 C, hasta que alcanza un estado de fusión incipiente. En este estado se producen las reacciones químicas requeridas y el material se subdivide y aglutina en fragmentos no mayores a 6 cm, cuya forma se regulariza por efecto de la rotación del horno. A este material fragmentado, resultante de la calcinación, se le denomina Clinker portland, una vez frío, el Clinker se muele conjuntamente con una reducida proporción de yeso, que tiene la función de regular el tiempo de fraguado, y con ello se obtiene el polvo fino de color gris que se conoce como cemento portland simple. Además durante, la molienda, el Clinker puede combinarse con una escoria o un material puzolánico para producir un cemento mezclado portland-escoria o portland-puzolana, o bien puede molerse con determinados materiales de carácter sulfo-calcio-aluminoso para obtener los llamados cementos expansivos.
También es factible incorporar aditivos durante la molienda del Clinker, siendo de uso frecuente los auxiliares de molienda y los inclusores de aire. Estos últimos dan por resultado los cementos inclusores de aire para concreto, cuyo empleo es bastante común en EUA pero no se acostumbra en Perú.
9 LA TORRE BARRA, Orlando E. (1999) “Tecnología del concreto: Problemas resueltos”. Perú. Pág. 5 - 6
10
De conformidad con lo anterior, a partir del Clinker portland es posible fabricar tres principales grupos o clases de cementos hidráulicos para la elaboración de concreto:
1) Los cementos portland propiamente dichos, o portland simples, moliendo solamente el Clinker y el yeso sin componentes cementantes adicionales.
2) Los cementos portland mezclados, combinando el Clinker y el yeso con otro cementante, ya sea este una escoria o una puzolana.
3) Los cementos expansivos que se obtienen añadiendo al Clinker otros componentes especiales de carácter sulfatado, cálcico y aluminoso.
El primer grupo constituye los cementos que se han utilizado tradicionalmente para la fabricación del concreto hidráulico en el país. Los del segundo grupo son cementos destinados al mismo uso anterior, y cuya producción se ha incrementado en los últimos 20 años, al grado que actualmente representan más de la mitad de la producción nacional.
Finalmente, los cementos del tercer grupo son más recientes y aún no se producen regularmente en Perú, si bien su utilización tiende a aumentar en EUA para las llamadas estructuras de concreto de contracción compensada. Así, mediante ajustes en la composición química del Clinker, o por medio de la combinación con otros cementantes, o por la adición al Clinker de ciertos materiales especiales, es factible obtener cementos con características y propiedades adecuadas para cada uso específico del concreto hidráulico.
2.1.3 Otros cementos con Clinker portland
En el país se producen otros cementos a base de Clinker portland para usos diferentes a la fabricación de concreto hidráulico convencional, siendo principalmente los que a continuación se mencionan:
*Cemento blanco
El Clinker portland para este cemento se produce seleccionando materias primas con muy bajas proporciones, e incluso nulas, de hierro y manganeso. En Perú se le fabrica normalmente conforme a NOM C-1(4) y de acuerdo con su composición química puede ser clasificado como portland tipo lo tipo III. Se le destina principalmente a trabajos arquitectónicos y decorativos, en donde no se requieren grandes consumos de cemento, ya que su precio es relativamente alto.10
*Cemento para pozo petrolero
10 http://www.monografias.com/trabajos4/concreto/concreto.shtml
11
Para las lechadas, morteros y concretos que se emplean en los trabajos de perforación y mantenimiento de pozos petroleros y geotérmicos, deben utilizarse cementantes cuyos tiempos de fraguado sean adecuados a las condiciones de colocación ya las elevadas temperaturas y presiones que en el sitio existan. Con esta finalidad, en las Especificaciones API 10A (7) se reglamentan seis diferentes clases de cemento, aplicables de acuerdo con la profundidad de colocación en el pozo. En el país se produce en forma limitada un cemento para esta aplicación, conforme a la NOM C 315. A falta de este cemento, en condiciones poco severas puede suplirse con un cemento portland tipo II de producción normal, junto con aditivos reguladores del fraguado añadidos en obra. Por el contrario, en condiciones muy rigurosas de presión y temperatura, puede ser necesario emplear cementos distintos al portland como los que eventualmente se elaboran en EUA (16) mediante una mezcla de silicato di cálcico y sílice finamente molida.
*Cemento de mampostería
El cemento de mampostería se emplea en la elaboración de morteros para aplanados, junto de bloques y otros trabajos similares, por cuyo motivo también se le denomina cemento de albañilería. Dos características importantes de este cemento son su plasticidad y su capacidad para retener el agua de mezclado. Tomando en cuenta que sus requisitos de resistencia son comparativamente menores que los del portland, esas características suelen fomentarse con el uso de materiales inertes tales como caliza y arcilla, que pueden molerse conjuntamente con el Clinker o molerse por separado y mezclarse con el cemento portland ya elaborado. La Especificación ASTM C 91(8) considera tres tipos de cemento de mampostería (N, S y M) con tres diferentes niveles de resistencia. En Perú se produce normalmente agregado fino un solo tipo de este cemento conforme a la NOM C-21(9) cuyos requisitos son equiparables a los del cemento de nivel inferior de resistencia (tipo N) reglamentado por la ASTM.
2.2 Agregados
Llamados también áridos, son materiales inertes que se combinan con los aglomerantes (cemento, cal, etc.) y el agua formando los concretos y morteros. La importancia de los agregados radica en que constituyen alrededor del 75% en volumen, de una mezcla típica de concreto. Por lo anterior, es importante que los agregados tengan buena resistencia, durabilidad y resistencia a los elementos, que su superficie, este libre de impurezas como barro, limo y materia orgánica, que puedan debilitar el enlace con la pasta de cemento.11
Los agregados pueden constituir hasta las tres cuartas partes en volumen, de una mezcla típica de concreto; razón por la cual haremos un análisis minucioso y detenido de los agregados utilizados en la zona.
Los agregados finos y gruesos deberán ser manejados como materiales independientes. Los agregados seleccionados deberán ser procesados, transportados manipulados, almacenados y dosificados.
* Agregado grueso
11 ABANTO CASTILLO, Flavio. (2008) “Tecnología del concreto: Teoría y problemas”. Puno – Perú. Pág. 23
12
La grava o agregado grueso es uno de los principales componentes del concreto, por este motivo su calidad es sumamente importante para garantizar buenos resultados en la preparación de estructuras de concreto.
El agregado grueso estará formado por roca o grava triturada obtenida de las fuentes previamente seleccionadas y analizadas en laboratorio, para certificar su calidad. El tamaño mínimo será de 4.8mm. El agregado grueso debe ser duro, resistente, limpio y sin recubrimiento de materiales extraños o de polvo, los cuales, en caso de presentarse, deberán ser eliminados mediante un procedimiento adecuado, como por ejemplo el lavado.
La forma de las partículas más pequeñas del agregado grueso de roca o grava triturada deberá ser generalmente cúbica y deberá estar razonablemente libre de partículas delgadas, planas o alargadas en todos los tamaños.
*Agregado fino
Se define como agregado fino al proveniente de la desintegración natural o artificial de las rocas, que pasa el tamiz 9.51 mm. (3/8") y queda retenido en el tamiz 74 um (Nº200). El agregado fino deberá cumplir con los siguientes requerimientos:12
- El agregado fino puede consistir de arena natural o manufacturada, o una combinación de ambas. Sus partículas serán limpias, de perfil preferentemente angular, duro, compactas y resistentes.
- El agregado fino deberá estar libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículas escamosas o blandas, esquistos, pizarras, álcalis, materia orgánica, sales, u otras sustancias dañinas.
2.3 Agua
El agua es un elemento fundamental en la preparación del concreto, estando relacionado con la resistencia, trabajabilidad y propiedades del concreto endurecido.13
2.3.1 Requisitos que debe de cumplir el agua
*El agua a emplearse en la preparación del concreto, deberá ser limpia u estará libre de cantidades perjudiciales de aceites, ácidos, álcalis, sales, material orgánico y otras sustancias que puedan ser nocivas al concreto o al acero.
Si se tuviera dudas de la calidad del agua a emplearse en la preparación de una mezcla de concreto, será necesario realizar un análisis químico de esta, para comparar los resultados con los valores máximos admisibles de las sustancias existentes en el agua a utilizarse en la preparación del concreto que a continuación indicamos:14
12 http://www.monografias.com/trabajos65/concreto-translucido/concreto-translucido2.shtml13 ABANTO CASTILLO, Flavio. (2008) “Tecnología del concreto: Teoría y problemas”. Puno – Perú. Pág. 2114 ABANTO CASTILLO, Flavio. (2008) “Tecnología del concreto: Teoría y problemas”. Puno – Perú. Pág. 21
13
SUSTANVIAS DISUELTAS VALOR MAXIMO ADMISIBLE
Cloruros
Sulfatos
Sales de magnesio
Sales solubles
P.H.
Sólidos en suspensión
Materia orgánica
300 ppm
300 ppm
150 ppm
1500 ppm
Mayor de 7
1500 ppm
10 ppm
*También deberá hacerse el ensayo de Resistencia a la compresión a los 7 y 28 días, preparando testigos con agua destilada o potable u con el agua cuya calidad se requiere evaluar, considerándose como satisfactorias aquellas que arrojen una resistencia mayor o igual a 90% que la del concreto preparado con agua potable.
*Un método rápido para reconocer la existencia de ácidos en el agua, es por medio de un papel tornasol, el que sumergido en agua acida tomara un color rojizo.
Así mismo para determinar la presencia de yeso u otro sulfato es por medio de cloruro de bario; se filtra el agua (unos 500 grs) y se le hecha algunas gotas de ácido clorhídrico; luego más gotas de solución de cloruro de bario, si se forma un precipitado blanco (Sulfato de bario) es señal de presencia de sulfatos. Esta agua debe entonces mandarse analizar a un laboratorio para saber su concentración y ver si está dentro del rango permisible.
*El agua de mar, se puede usar en la elaboración de concreto bajo ciertas restricciones que indicamos a continuación:
a) El agua de mar puede ser empleada en la preparación de mesclas para estructuras de concreto simple.
b) En determinados casos puede ser empleada en la preparación de mezclar para estructuras de concreto armado, con una densificación y compactación adecuadas.
c) No debe utilizarse en la preparación de concretos de alta resistencia o concreto que van a ser utilizados en la preparación de elementos pretensados, postensados.
14
d) No debe de emplearse en la preparación de mezcla, de concreto que va a recibir un acabado superficial de importancia, concretos expuestos; ya que el agua de mar tiende a producir humedad permanente y florescencia e la superficie de concreto terminado.
e) Para diseñar mezclas de concreto en las cuales se va a utilizar agua de mar se recomienda para compensar la reducción de la resistencia final, utilizar un Promedio de resistencia concentrada de 110% a 120%.
CAPITULO III. TIPOS DE CONCRETO
3.1 Concreto de relleno fluido
Material de relleno cementante Autocompactable de baja resistencia controlada, usado principalmente en vez de un relleno compactado. El mismo es cuidadosamente dosificado en masa y mezclado para ser entregado en obra en estado fresco con la fluidez necesaria (generalmente con asentamiento mayor a 20 cm.) y densidad compatible con los requerimientos del proyecto, sustituto de suelo, que se coloca de forma líquida y que una vez endurecido presenta un mejor comportamiento y mejores propiedades que las de un relleno tradicional hecho con materiales granulares.
Ventajas
Resistencia a la compresión de 1 a 15 kg/cm2. No requiere compactación. No requiere curado. Garantiza un relleno completo en cepas y cavidades. Las excavaciones pueden hacerse de sección menor. No requiere de personal calificado para su colocación. Ahorros de tiempo y dinero en trabajos de relleno y compactación. Ahorros de tiempo y dinero en la ejecución de ensayes de terracerías. Rápida apertura al tráfico. Fácilmente excavable. Puede cortarse con serrucho.
15
3.2 Concreto autocompactable
El concreto Autocompactable es un concreto diseñado para que se coloque sin necesidad de vibradores en cualquier tipo de elemento. A condición de que la cimbra sea totalmente estanca, este concreto puede ser colocado en:
Muros y columnas de gran altura Elementos de concreto aparente Elementos densamente armados Secciones estrechas Cimbras de formas caprichosas Elementos prefabricados, presforzados o postensados Bombeos a grandes distancias horizontales o verticales Pisos industriales Losas de entrepiso o sobre terreno Casas de interés social coladas en cimbra metálica o de madera Cadenas de cimentación excavadas en el terreno
El concreto Autocompactable aporta al Profesional de la Construcción, entre otros beneficios:
Puede elaborarse para cualquier extensión de revenimiento Puede elaborarse en cualquier grado de viscosidad El concreto se compacta dentro de las cimbras por la acción de su propio
peso Fluye dentro de la cimbra sin que sus componentes se segreguen Llena todos los resquicios de la cimbra aún con armado muy denso No se requiere de personal para colocar el concreto Acabados aparentes impecables Se elimina el resanado de las superficies Colocación silenciosa al eliminarse el uso de vibradores Con relaciones a/c muy bajas (0.3) se elimina el curado a vapor Con relaciones a/c muy bajas (0.3) pueden lograrse resistencias de 200
kg/cm2 a las 4 horas Puede elaborarse en cualquier color Ahorros en: personal, vibradores, combustibles y tiempo de colocación
3.3 Concreto de baja contracción
El concreto de baja contracción mantiene estabilidad volumétrica, deformaciones predecibles y adherencia al concreto endurecido. Está diseñado para usarse en la construcción de elementos que requieren de mayor estabilidad volumétrica que el concreto convencional:
Pisos en naves industriales Edificios de gran altura Elementos pretensados o postensados Pavimentos de tráfico intenso Patios de maniobras Grout para bases de equipos Hangares Losas y pisos postensados
El concreto de baja contracción aporta al Profesional de la Construcción los siguientes beneficios:
16
Fraguado uniforme y controlado Fácil acabado de las superficies Notable reducción del agrietamiento y alabeo de los pisos Elimina los costos de reparaciones prematuras El diseñador puede emplear los criterios de diseño de manera eficiente El diseñador puede especificar la máxima contracción tolerada Mayor espaciamiento de juntas Puede suministrarse en cualquier color Evita la aplicación de endurecedores superficiales minerales o metálicos La aplicación de endurecedores superficiales líquidos es opcional
3.4 Concreto estructural RET
Concreto en el cual han sido introducidos esfuerzos internos de tal magnitud y distribución, que los esfuerzos resultantes debido a cargas externas son contrarrestados a un grado deseado. Diseñado para obras de elevada exigencia estructural donde se requiera un descimbrado rápido de los elementos colados. Puede solicitarse especificando una determinada resistencia a la compresión, por ejemplo, a 16, 24, 36, 48 ó 72 horas. Se puede aplicar en la construcción de cualquier tipo de edificación o en la construcción de elementos prefabricados, presforzado o postensados.15
El concreto estructural AR aporta al Profesional de la Construcción los siguientes beneficios:
Acelera la velocidad de construcción Rápido descimbrado Optimiza el uso de las cimbras Menores costos de construcción Acelera la puesta en servicio de la estructura
3.5 Concreto lanzado
Con el concreto lanzado sea por vía seca o por vía húmeda se logra una excelente adherencia entre el concreto y el sustrato sobre el cual es lanzado. Mediante el lanzado a gran presión el concreto puede colocarse en lugares de difícil acceso o en elementos de forma irregular. Algunas aplicaciones del concreto lanzado:
Estabilización de taludes en minas y carreteras Estabilización de roca en minas
15 http://www.solostocks.com.mx/venta-productos/construccion/materiales-construccion/concreto-estructural-ret-423560
17
Recubrimiento de mampostería, piedra o tabique Reparaciones en superficies horizontales, verticales o sobre cabeza Revestimiento de túneles Construcción de cúpulas Construcción de cisternas y albercas
El concreto lanzado aporta para el Profesional de la Construcción beneficios como:
No requiere de cimbra Se adapta a la forma del elemento que se va a colar Adherencia superior en piedra, concreto, acero y madera Puede ser colocado en lugares inaccesibles para un operario o una bomba
convencional Con el procedimiento de vía húmeda el rebote es menor al 5% y
prácticamente sin desprendimiento de polvo Puede ser reforzado con fibras de acero o de polipropileno de alto
desempeño Puede elaborarse en cualquier color Puede dársele el acabado que se desee Puede diseñarse para su autocurado
3.6 Concreto ligero
Un concreto para ser usado en elementos secundarios de las edificaciones que requieran ser ligeras para reducir las cargas muertas o para colar elementos de relleno que no soporten cargas estructurales, también puede ser usado para construir viviendas con aislante térmico.
Este concreto puede ser usado en:
Losas y muros Muros divisorios Capas de nivelación Relleno de nivelación Aislante
El concreto ligero proporciona al Profesional de la Construcción entre otros beneficios:
Disminuye el peso de la estructura Disminuyen las cargas a la cimentación Disminuye el consumo de energía en sitios con clima extremo
3.7 Concreto MR
Este concreto se ha diseñado para ser utilizado en la construcción de elementos que estén sujetos a esfuerzos de flexión, por lo tanto su campo de aplicación se encuentra en la construcción de:16
Pavimentos Pisos industriales Infraestructura urbana Proyectos carreteros
16 http://www.cruzazul.com.mx/2008/producto/tiposConcreto.aspx
18
El concreto MR ofrece la Profesional de la Construcción, entre otros, los siguientes beneficios:
Cumple especificaciones SCT Bajos costos de mantenimiento Mayor durabilidad que los pavimentos de asfalto Mayor seguridad en la conducción de vehículos Superficie texturizada para evitar derrapes Mayor adherencia entre los neumáticos y el pavimento Mayor reflectividad de la luz con el consiguiente ahorro de energía eléctrica
3.8 Concreto fluido
El concreto fluido (revenimiento mayor a 20 cm), puede ser aplicado en obras en las que se requiera de concretos convencionales o estructurales. Una aplicación especialmente exitosa es la construcción de casas de interés social.
Para colar elementos estrechos o de difícil acceso Para colar elementos en cimbras modulares Para intersecciones de trabes y columnas muy armadas Para colados rápidos Para colar con menor cantidad de gente Para minimizar la necesidad de compactación Para lograr acabados de alta calidad
Con los concretos fluidos el Profesional de la Construcción puede obtener estos beneficios:
Excelente trabajabilidad Reducir el costo de colocación Reducir el costo del vibrado Reducir el costo de mano de obra Mayor rapidez en la construcción Minimizar los defectos superficiales Minimizar los costos por resanes Gran facilidad para el bombeo aún a grandes distancias horizontales o
verticales Uniformidad en el aspecto, color y resistencia Puede suministrarse en cualquier color
3.9 Concreto Antibacteriano
El concreto antibacteriano es concreto fresco al que se le incorporan aditivos que contienen una combinación de agentes biocidas y funguicidas.
El concreto antibacteriano inhibe el crecimiento de colonias de bacterias tanto en la superficie como en el interior de las estructuras de concreto; esta propiedad lo hace apto para ser aplicado en la construcción de:
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Hospitales Restaurantes Cocinas Albercas Gimnasios Granjas avícolas o porcícolas Establos Rastros Bodegas de almacenamiento de alimentos para consumo humano o animal Abrevaderos para ganado Canales de conducción de agua
3.10 Concreto permeable
El concreto permeable se fabrica sin materiales finos como la arena, la cual es sustituida por otro aditivo que reacciona con el cemento, provocando un rápido incremento de su resistencia durante los primeros minutos del fraguado, creando una muestra porosa, muy maleable, fácil de usar y colar, de muy alta resistencia a la compresión. Una vez colocado permite el paso del agua pluvial hacia el subsuelo lo que permite la recuperación de los mantos freáticos, por lo que puede ser aplicado en la construcción de:
Andadores Banquetas Carpeta de rodamiento para tránsito ligero Estacionamientos a cielo abierto
3.11 Concreto arquitectónico
El concreto arquitectónico, estructural o decorativo, puede ser solicitado en cualquier resistencia a la compresión, tamaño máximo de agregado y grado de trabajabilidad.
Concreto aparente Concreto elaborado con cemento blanco Concreto de cualquier color Los colores son integrales, la superficie puede ser martelinada Colores uniformes en toda la superficie del concreto Colores que no se degradan por la acción de la luz ultravioleta Concreto con agregado expuesto sin necesidad de martelinar Concreto con agregado de mármol Concreto estampado
3.12 Concreto de baja permeabilidad
El concreto de baja permeabilidad impide la ascensión por capilaridad del agua en contacto con el concreto en muros y cimentaciones, ayudando a mitigar los ataques por agentes químicos agresivos para el concreto tales como sulfatos y bióxido de carbono disueltos en agua.
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3.13 Concreto de alta resistencia
El concreto de Alta Resistencia tiene un módulo de elasticidad más alto, se somete a fuerzas más altas, y por lo tanto un aumento en su calidad generalmente conduce a resultados más económicos. Se elabora para obtener valores de resistencia a la compresión entre 500 y 1000 kg/cm2.
Las aplicaciones para un concreto de estas características:
Edificios de gran altura Puentes Elementos pretensados o postensados Pisos con gran resistencia a la abrasión sin necesidad de usar endurecedores
superficiales
Con este tipo de concreto el Profesional de la Construcción, obtiene estos beneficios:
Reducción en la geometría de elementos verticales y horizontales Mayor área de servicio Menor peso de los edificios Altas resistencias a edades tempranas Concreto de baja permeabilidad Concreto de mayor durabilidad
3.14 Concreto translúcido
El concreto translucido es la combinación de materiales convencionales, como es el cemento, agregados y agua, más las fibras de vidrio.
Fue creado con el propósito de brindar mejor apariencia frente a la luz, sin descuidar propiedades fundamentales como la resistencia a la compresión.
Este revolucionario concreto tiene la capacidad de ser colado bajo el agua y ser 30 por ciento más liviano que el concreto hasta ahora conocido. Es un concreto más estético que el convencional, permite el ahorro de materiales de acabado, como yeso, pintura y posee la misma utilidad.17
Además, en este nuevo concreto pueden introducirse objetos, luminarias e imágenes, ya que tiene la virtud de ser translúcido hasta los dos metros de grosor, sin distorsión evidente.
Este producto representa un avance en la construcción de plataformas marinas, presas, escolleras y taludes en zonas costeras, ya que sus componentes no se deterioran bajo el agua.
*¿Qué es el aditivo ILUM?
El aditivo "ilum" es único en el mundo, ya que le confiere al concreto 15 veces más resistencia 4,500Kg/cm2 con nula absorción de agua, permite el paso de la luz es traslúcido, tiene un peso volumétrico 30 por ciento inferior al comercial y puede ser colado bajo el agua.
17 http://www.monografias.com/trabajos65/concreto-translucido/concreto-translucido.shtml
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CAPITULO IV. PROPIEDADES DEL CONCRETO
4.1 Trabajabilidad
La facilidad de colocar, consolidar y acabar al concreto recién mezclado se denomina trabajabilidad.18
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 mezclado provocada por el asentamiento de los materiales como arena y piedra dentro de la masa. El asentamiento es consecuencia del efecto combinado de la vibración y de la gravedad.
4.2 Resistencia
La resistencia a la compresión se puede definir como la máxima resistencia medida de un espécimen de concreto o de mortero a carga axial. Generalmente se expresa en kilogramos por centímetro cuadrado (Kg/cm2) a una edad de 28 días se le designe con el símbolo f"c.
La resistencia del concreto a la compresión es una propiedad física fundamental, y es frecuentemente empleada en los cálculos para diseño de puente, de edificios y otras estructuras. El concreto de uso generalizado tiene una resistencia a la compresión entre 210 y 350 kg/cm2.19
La resistencia a la flexión del concreto se utiliza generalmente al diseñar pavimentos y otras losas sobre el terreno. La resistencia a la compresión se puede utilizar como índice de la resistencia a la flexión, una vez que entre ellas se ha establecido la relación empírica para los materiales y el tamaño del elemento en cuestión. La resistencia a la flexión, es también llamada módulo de ruptura.
El valor de la resistencia a la tensión del concreto es aproximadamente de 8% a 12% de su resistencia a compresión y a menudo se estima como 1.33 a 1.99 veces la raíz cuadrada de la resistencia a compresión.
La resistencia a la torsión para el concreto está relacionada con el módulo de ruptura y con las dimensiones del elemento de concreto. La resistencia al cortante del concreto puede variar desde el 35% al 80% de la resistencia a compresión.
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 se encuentre.
18 ABANTO CASTILLO, Flavio. (2008) “Tecnología del concreto: Teoría y problemas”. Puno – Perú. Pág. 4719 GONZALES CUEVAS, Oscar M. (1985) “Concreto Reforzado”. México. Pág. 32
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Los principales factores que afectan a la resistencia son la relación Agua-Cemento y la edad, o el grado a que haya progresado la hidratación. Estos factores también afectan a la resistencia a flexión y a tensión, así como a la adherencia del concreto con el acero.
4.3 Consistencia
Está definida por el grado de humedecimiento de la mezcla, depende principalmente de la cantidad de agua usada.20
4.4 Segregación (Cangrejera)
Es una propiedad del concreto fresco, que implica la descomposición de este en sus partes constituyentes o lo que es lo mismo, la separación del agregado Grueso del Mortero. Es un fenómeno perjudicial para el concreto, produciendo en el elemento llenado, bolsones de piedra, capas arenosas, cangrejeras, etc. La segregación es una función de la consistencia de la mezcla, siendo el riesgo mayor cuanto más húmeda es esta y menor cuando más seca lo es.21
En el proceso de diseño de mezclas, es necesario tener siempre presente el riesgo de segregación, pudiéndose disminuir este, mediante el aumento de finos (cemento o Agregado fino) de la consistencia de la mezcla, Generalmente procesos inadecuados de manipulación y colocación son las causas del fenómeno de segregación en las mezclas.
La segregación ocurre cuando parte del concreto se mueve más rápido que el concreto adyacente, por ejemplo, el traqueteo de las carretillas con ruedas metálicas tiende a producir que el agregado grueso se precipite al fondo mientras que la lechada asciende a la superficie. Cuando se suelta el concreto de alturas mayores de 1/2 metro el efecto es similar, también se produce segregación cuando se permite que el concreto corra por canaletas, sobre todo si estas presentan cambios de dirección.
El excesivo vibrado (meter y sacar) de la mezcla produce segregación.
4.5 Exudación (Estado Plástico)
Se define como el ascenso de una parte del agua de la mezcla hacia la superficie como consecuencia de la sedimentación de los sólidos, este fenómeno se presenta momentos después de que el concreto ha sido colocado en el encofrado.
La exudación puede ser producto de una mala dosificación de la mezcla, de un exceso de agua en la misma, de la utilización de aditivos, y de la temperatura, en la medida en que a mayor temperatura mayor es la velocidad de exudación.
La exudación es perjudicial para el concreto, pues como consecuencia de este fenómeno la superficie de contacto durante la colocación de una capa sobre otra puede disminuir su
20ABANTO CASTILLO, Flavio. (2008) “Tecnología del concreto: Teoría y problemas”. Puno – Perú. Pág. 4721ABANTO CASTILLO, Flavio. (2008) “Tecnología del concreto: Teoría y problemas”. Puno – Perú. Pág. 50
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resistencia debido al incremento de la relación agua cemento en esta zona.22
4.6 Durabilidad
El concreto debe ser capaz de resistir la intemperie, acción de productos químicos y desgaste, a los cuales estará sometido en el servicio. Gran parte de los daños por intemperie sufrido por el concreto pueden atribuirse a los ciclos de congelación y descongelación.23
La resistencia del concreto a esos daños puede mejorarse aumentando la impermeabilidad incluyendo de 2% a 6% de aire con su agente inclusor de aire, o aplicando un revestimiento protector a la superficie.
22ABANTO CASTILLO, Flavio. (2008) “Tecnología del concreto: Teoría y problemas”. Puno – Perú. Pág. 5423ABANTO CASTILLO, Flavio. (2008) “Tecnología del concreto: Teoría y problemas”. Puno – Perú. Pág. 57
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CAPITULO V. CONCLUSIONES
*En la actualidad existen cientos de métodos para determinar la composición de las mezclas de hormigón convencional, siendo la elección de uno u otro en función de varios factores, básicamente el tipo de hormigón requerido y la experiencia o costumbres del lugar. Sin embargo, la evolución del mercado hacia la producción de hormigón de forma industrializada nos indica que las plantas de prefabricación hayan desarrollado su propia metodología, sobre todo para ser más competitivas y obtener el máximo ahorro en el consumo de cemento.
* Es importante tener en cuenta que la optimización de los costes totales (económicos, medioambientales) es uno de los propósitos esenciales en todo proceso de dosificación. Por esto, se ha demostrado que el cemento representa alrededor de las tres cuartas partes del costo de los materiales para fabricar un metro cúbico de hormigón normal sin aditivos químicos, por lo que su reducción, sin comprometer por ello trabajabilidad, resistencia y durabilidad, supone grandes beneficios económicos y la disminución del consumo de petróleo en la fabricación del cemento.
*El objetivo de la dosificación es hallar la mejor combinación de ingredientes que dé respuesta, en cada caso, a las tres fases principales de la vida de un hormigón, esto es, la puesta en obra, la edad contractual y, a partir de ésta, la vida útil. Esto se traduce en requisitos de trabajabilidad, de resistencia y de durabilidad, respectivamente.
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CAPITULO VI. BIBLIOGRAFIA
ABANTO CASTILLO, Flavio. (2008) “Tecnología del concreto: Teoría y problemas”. Puno – Perú.
ARTHUR H., Nilson “Diseño de estructuras de concreto” (2000) San Francisco.
COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD. (1998) “Manual de tecnología del concreto: Definición y requisitos de los componentes del concreto”.
GONZALES CUEVAS, Oscar M. (1985) “Concreto Reforzado”. México. Pág. 23
http://www.monografias.com/trabajos4/concreto/concreto.shtml
http://www.monografias.com/trabajos65/concreto-translucido/concreto-translucido2.shtml
http://www.solostocks.com.mx/venta-productos/construccion/materiales-construccion/concreto-estructural-ret-423560
http://www.monografias.com/trabajos65/concreto-translucido/concreto-translucido.shtml
http:// es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n
LA TORRE BARRA, Orlando E. (1999) “Tecnología del concreto: Problemas resueltos”. Perú.
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LIC. Hualpa Bendezu, Yeny muy buenas noches, ruego revise mi trabajo, esta vez espero que este bien nuevamente, y si no hágamelo saber. GRACIAS...
ATT. GUILLERMO ROQUE
Espero te sirva, Lucero!!!!
