domingo, 25 de octubre de 2015

semana 10 :concretos

CONCRETOS


Del latín concrētus, concreto  es un adjetivo que permite hacer mención a algo sólido, material  o compacto. El término se suele oponer a lo general o abstracto, ya que está referido a algo determinado y preciso.

El concreto es un material muy frecuente en la construcción  ya que tiene la capacidad de resistir grandes esfuerzos de compresión. Sin embargo, no se desempeña bien ante otros tipos de esfuerzos, como la flexión o la tracción. Por lo tanto, el concreto suele utilizarse en conjunto con el acero, en un compuesto que recibe el nombre de hormigón armado.

Es frecuente que al concreto se le añadan diversos aditivos para modificar sus características. Entre estos aditivos es posible mencionar a impermeabilizantes, colorantes y retardadores de fraguado, entre otros.


CLASIFICACIÓN:

CONCRETO SIMPLE

SE utiliza para concruir muchos tipos de estructuras como, sistemas de riego y canalización, rompeolas, embarcaderos y muelles, aceras, silos o bodegas, factorías, casas e incluso barcos. En la albañilería el concreto es utilizado también en forma de tabiques o bloques.

VENTAJAS

• 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. 
• Presenta amplia variedad de texturas y
 colores.


CONCRETO REFORZADO

Al reforzar el concreto con acero en forma de varillas o mallas, se forma el llamado concreto armado o reforzado; el cual se utiliza para dar nombre a sistemas estructurales como: vigas o trabes, losas, cimientos, columnas, muros de retención, ménsulas, etc. La elaboración de elementos de concreto presforzado, que a su vez pueden ser pretensados y postensados.

VENTAJAS

• Al interactuar concreto y acero, ahora aparte de resistir fuerzas de compresión (absorbidas por
 el concreto), también es capaz de soportar grandes esfuerzos de tensión que serán tomados por el acero de refuerzo (acero longitudinal).
• Al colocar el acero transversal
-mente a manera de estribos o de forma helicoidal, los elementos (ejem. vigas, columnas) podrán aumentar su capacidad de resistencia a fuerzas cortantes y/o torsiónales a los que estén sujetos.




CONCRETO CICLOPEO


Es el concreto simple en cuya masa se incorporan grandes piedras o bloques; y q no contiene armadura.
Es aquel que está complementado con piedras desplazadotas de tamaño máximo, de 10” cubriendo hasta el 30 %, como máximo del volumen total; éstas deben ser introducidas previa selección y lavado, con el requisito indispensable de que cada piedra en su ubicación definitiva debe estar totalmente rodeada de concreto simple.
El concreto ciclópeo no se considera concreto estructural.








CONCRETO ARMADO

La técnica constructiva del hormigón armado consiste en la utilización de hormigón reforzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras. También se puede armar con fibras, tales como fibras plásticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los requerimientos a los que estará sometido. El hormigón armado se utiliza en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, túneles y obras industriales. La utilización de fibras es muy común en la aplicación de hormigón proyectado o shotcrete, especialmente en túneles y obras civiles en general.

 DEFINICIÓN

Armadura Principal (o Longitudinal):

 Es aquella requerida para absorber los esfuerzos de tracción en la cara inferior de en vigas solicitadas a flexión compuesta, o bien la armadura longitudinal en columnas.

Armadura Secundaria (o Transversal):

 Es toda armadura transversal al eje de la barra. En vigas toma esfuerzos de corte, mantiene las posiciones de la armadura longitudinal cuando el hormigón se encuentra en estado fresco y reduce la longitud efectiva de pandeo de las mismas.

Amarra: 

Nombre genérico dado a una barra o alambre individual o continuo, que abraza y confina la armadura longitudinal, doblada en forma de círculo, rectángulo, u otra forma poligonal, sin esquinas reentrantes. Ver Estribos.

Cerco::
 Es una amarra cerrada o doblada continua. Una amarra cerrada puede estar constituida por varios elementos de refuerzo con ganchos sísmicos en cada extremo. Una amarra doblada continua debe tener un gancho sísmico en cada extremo.

Estribo: 
Armadura abierta o cerrada empleada para resistir esfuerzos de corte, en un elemento estructural; por lo general, barras, alambres o malla electro soldada de alambre (liso o estriado), ya sea sin dobleces o doblados, en forma de L, de U o de formas rectangulares, y situados perpendicularmente o en ángulo, con respecto a la armadura longitudinal. El término estribo se aplica, normalmente, a la armadura transversal de elementos sujetos a flexión y el término amarra a los que están en elementos sujetos a compresión. Ver también Amarra. Cabe señalar que si existen esfuerzos de torsión, el estribo debe ser cerrado.

Zuncho: 
Amarra continua enrollada en forma de hélice cilíndrica empleada en elementos sometidos a esfuerzos de compresión que sirven para confinar la armadura longitudinal de una columna y la porción de las barras dobladas de la viga como anclaje en la columna. El espaciamiento libre entre espirales debe ser uniforme y alineado, no menor a 80 mm ni mayor a 25 mm entre sí. Para elementos hormigonados en obra, el diámetro de los zunchos no deben ser menor que 10 mm.

Barras de Repartición: 
En general, son aquellas barras destinadas a mantener el distanciamiento y el adecuado funcionamiento de las barras principales en las losas de hormigón armado.

Barras de Retracción:
 Son aquellas barras instaladas en las losas donde la armadura por flexión tiene un sólo sentido. Se instalan en ángulo recto con respecto a la armadura principal y se distribuyen uniformemente, con una separación no mayor a 3 veces el espesor de la losa o menor a 50 cm entre sí, con el objeto de reducir y controlar las grietas que se producen debido a la retracción durante el proceso de fraguado del hormigón, y para resistir los esfuerzos generados por los cambios de temperatura.

Gancho Sísmico:
 Gancho de un estribo, cerco o traba, con un doblez de 135º y con una extensión de 6 veces el diámetro (pero no menor a 75 mm) que enlaza la armadura longitudinal y se proyecta hacia el interior del estribo o cerco.

Traba: 
Barra continua con un gancho sísmico en un extremo, y un gancho no menor de 90º, con una extensión mínima de 6 veces el diámetro en el otro extremo. Los ganchos deben enlazar barras longitudinales periféricas. Los ganchos de 90º de dos trabas transversales consecutivas que enlacen las mismas barras longitudinales, deben quedar con los extremos alternados.




pilares de concreto armado


CONCRETO PRE-COMPRIMIDO O PRE-ESFORZADO

CONCRETO PRE-COMPRIMIDO

CLASIFICACIÓN O TIPOS DE CONCRETO

Pretensado
El término pretensado se usa para describir cualquier método de pres forzado en el cual los tendones se tensan antes de colocar el concreto.
Los tendones, que generalmente son de cable torcido con varios torones de varios alambres cada uno, se re-estiran o tensan entre apoyos que forman parte permanente de las instalaciones de la planta, 
Se mide el alargamiento de los tendones, así como la fuerza de tensión aplicada por los gatos.

Fabricación de un elemento pretensado
Con la cimbra en su lugar, se vacía el concreto en torno al tendón esforzado. A menudo se usa concreto de alta resistencia a corto tiempo, a la vez que curado con vapor de agua, para acelerar el endurecimiento del concreto. Después de haberse logrado suficiente resistencia, se alivia la presión en los gatos, los torones tienden a acortarse, pero no lo hacen por estar ligados por adherencia al concreto. En esta forma, la forma de pres-fuerzo es transferida al concreto por adherencia, en su mayor parte cerca de los extremos de la viga, y no se necesita de ningún anclaje especial.

PRE ESFORZADO

En el concreto presforzado los esfuerzos de compresión introducidos en las zonas donde se desarrollan los esfuerzos de tensión bajo la carga, resistirán o anularán estos esfuerzos de tensión. En este caso, el concreto reacciona como si tuviese una alta resistencia a la tensión propia y en tanto que los esfuerzos de tensión no excedan a los esfuerzos de precompresión, no podrán presentarse agrietamientos en la parte inferior de la viga.

Un ejemplo sería el tratar de alzar un montículo de ladrillos acomodados verticalmente, si la fuerza de compresión se aplica en un punto que esté por encima de la mitad de los ladrillos, este tenderá a separarse por debajo, en cambio, si la fuerza se le aplica por debajo de la mitad del montículo no tenderá a separarse y se le podrá poner más peso encima aplicando más compresión al montículo.

Este ejemplo se aplica cuando necesitamos salvar un claro grande, se detienen las piezas de concreto prefabricado con una obra falsa, esta se quita al terminar y si se tiene compresión en el concreto este es capaz de resistir cargas encima.

La flexión es tan solo una de las condiciones que se deben de tomar en cuenta, otra de estas condiciones es la fuerza cortante, esta se desarrolla en la viga debido a fuerzas de tensión diagonales y provocarán grietas en la viga, especialmente cerca de los puntos de apoyo. Con el concreto presforzado se puede calcular esta tensión diagonal y hacer que la fuerza de compresión sea mayor que la tensión diagonal.

Una viga presforzada sujeta a carga experimenta una flexión y la compresión interna disminuye gradualmente. Al retirar la carga se restituye la compresión y la viga regresa a su condición original, demostrando la resiliencia del concreto presforzado. Más aún. Las pruebas han demostrado que puede efectuarse un número virtualmente ilimitado de dichas inversiones de carga, sin afectar la capacidad de la viga para soportar la carga de trabajo o reducir su capacidad de carga última. En otras palabras, el presforzado dota a la viga de una gran resistencia a la fatiga.

Como ya se ha mencionado, si la carga de trabajos de los esfuerzos de tensión ocasionados por la misma no exceden del presfuerzo el concreto no se agrietará en la zona de tensión, pero si sobrepasa la carga de trabajo y los esfuerzos de tensión resultan mayores que el presfuerzo, surgirán grietas. Sin embargo, si esta carga se retira el concreto presforzado tiende a desaparecer estas grietas, las cuales no aparecen bajo las cargas de trabajo.

Esta precompresión se logra mediante el empleo de gatos aplicados externamente, los cuales después de comprimir la mayor parte de la losa entre dos apoyos fijos, se pueden substituir por el resto de la losa.

Lo anterior no es un método de aplicación práctica en la mayoría de los elementos estructurales, ya que el método usual consiste en emplear “tendones” de hacer tensados que se incorporan permanentemente al elemento.

Por lo general los tendones se forman de alambre de alta resistencia, torones o varillas, que se colocan aisladamente o formando cables. Existen dos métodos básicos para usar tendones: pretensado y postensado.

En el pretensado, primero se tensa al acero entre los muertos de anclaje y en moldes que dan la forma al elemento. Cuando el concreto ha alcanzado suficiente resistencia a la compresión, se libera al acero de los muertos de anclaje. Transfiriendo la fuerza al concreto a través de la adherencia existente entre ambos.

En el postensado, primero se coloca al concreto fresco dentro del molde y se deja endurecer previo a la aplicación del presfuerzo. El acero puede colocarse en posición con un determinado perfil, quedando ahogado en el concreto, para evitar la adherencia se introduce el acero dentro de una camisa metálica protectora; o bien puede dejarse ductos en el concreto, pasando el acero a través de ellos una vez que ha tenido lugar el endurecimiento. En cuanto se ha alcanzado la resistencia requerida del concreto, se tensa el acero contra los extremos del elemento y se ancla, quedando así el concreto en compresión. El perfil curvo del acero permite la distribución efectiva del presfuerzo dentro de la sección, de acuerdo con lo dispuesto por el proyectista.






TIPOS DE CONCRETO DE ACUERDO A SU PESO






2. CONCRETO PESADO
 Los concretos pesados se caracterizan por su densidad, que varía entre 2.8 a 6
T/m3
, a diferencia de...



ALGUNOS TIPOS DE CONCRETO ESPECIALES

Concreto de alta resistencia

Aunque el desarrollo de los fluidificantes de concreto ha permitido la producción de concretos con relaciones muy bajas de agua/cemento, la trabajabilidad no se ha visto afectada negativamente. Ello ha originado un aumento sustancial de la resistencia a compresión. Según ASTM 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 de concreto en la edificación ya que a menudo el concreto es más económico que las estructuras de perfiles de acero comparables.

En los concretos de alta resistencia, la contracción autógena es mayor que en el concreto convencional, y el valor de la fluencia específica del material es mayor. Esta combinación de parámetros es la responsable del elevado potencial para la formación de fisuras de los concretos 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 para garantizar una durabilidad adecuada. EI pretensado de los concretos de alta resistencia puede reducir este potencial de formación de fisuras de este tipo de concreto.

Concreto autocompactante

La disponibilidad de concretos de alta resistencia en combinación con zonas densamente reforzadas ha cumplido los requisitos de la industria de la construcción con relación a unas estructuras más estables y dúctiles. A la hora de construir este tipo de estructuras, el concreto se debe poder trabajar fácilmente, pero no se debe segregar ni debe sangrar demasiado. Desde 1980 los investigadores han creado mezclas de concreto con una buena trabajabilidad. EI concreto autocompactantese puede definir como un concreto fluido que se puede colar in situ sin vibraciones, exento espacios huecos.

Los ingredientes imprescindibles del concreto autocompactante son los fluidificantes, los agregados que modifican la viscosidad y los agregados minerales finos como las cenizas volantes o caliza molida. Aunque los agregados son muy costosos, con un colado rápido y sin compactación adicional se puede obtener ahorros que compensen con creces los costos adicionales. La mayoría de los concretos autocompactantes se emplean en plantas de prefabricados, pero también para la fabricación de concreto premezclado.


CARACTERISTICAS

DOSIFICACIÓN

Es importante tener diseños de mezclas alternativos para los trabajos de concreto en climas cálidos.

ADITIVOS RETARDADORES DE FRAGUA

Es recomendable su uso porque permite al concreto tomar sus propias tracciones y reducir las fisuras por retracción de fragua.

ADITIVOS REDUCTORES DE FRAGUA

Estos aditivos permiten para una misma cantidad de agua mayor trabajabilidad de la mezcla sin pérdida de resistencia final.
No es recomendable usar mayor cantidad de cemento para mantener la relación agua – cemento, ya que el mayor contenido de cemento supondría mayores temperaturas de la mezcla (cuando el cemento empieza a hidratarse genera calor).

ALMACENAMIENTO DE LOS MATERIALES
Debemos tener las siguientes consideraciones:
1. Para evitar mayor absorción del calor se recomienda:
Mantener los agregados a cubierto de los rayos solares cubiertos
Mantener los acopios de los agregados debidamente humedecidos no solo para bajarle la temperatura sino para evitar el resecamiento de los mismos
2.- En lo posible evitar el uso del cemento recién salido de la molienda por presentar temperaturas mal altas que la normal
3.- El agua en los posible debe estar en lo estante a la sombra pintado de blanco. No olvidar que el agua tiene de 4 a 5 veces mas que calor especifico que los otros componentes del concreto.

PREPARACIÓN DE LA MEZCLA
La temperatura ideal para la colocación del concreto es de 15 C° que es imposible conseguir en climas calidos, siendo la tendencia de temperaturas del concreto mayores por lo que se debe hacer el máximo esfuerzo para bajar la temperatura de colocación debajo de los 30C°.
La forma mas directa de mantener baja la temperatura del concreto fresco es regulando las temperaturas de sus componentes en función de su calor especifico, temperatura propia y cantidad ah ser usado.
Un método fácil y de bajo costo es utilizando hielo en escamas o picado en el agua.

TRANSPORTE DE LA MEZCLA
Se deberán tomar las siguientes medidas:
Si se usan aditivos reductores de agua es preferibles colocarlos en la mezcla antes de colocarlo en su posición definitiva o de la tolva de la bomba. La eficiencia del reductor es mejor.
Reducir al mínimo el tiempo de transporte porque el proceso de fragua y el exceso de amasado producen aumento de temperatura de la mezcla.
Cuando se usa bomba de concreto la tubería debe mantenerse humeda exteriormente

COLOCACIÓN DEL CONCRETO
Para mantener la calidad del concreto en el proceso de colocación se recomiendo lo siguiente:
El terreno natural y los encofrados deben humedecerse mediante el regado para que no absorban agua de la mezcla
Cuando hay demora en el vaciado aplicar riego tipo neblina ala superficie para evitar formación de juntas frias y grietas
Si se formaron juntas frias se recomienda humedecer con lechada de cemento antes de colocar el concreto fesco.
Las grietas deben ser rellenadas con lechada de cemento mortero o algún pegamento epóxido.
En el caso se vaciados masivos y concreto con alto contenido de cemento los efectos descritos anteriormente se magnifican por lo que deberá tomarse precauciones adicionales
Será preferible colocar el concreto en horas de menor temperatura e inclusive hacerlo de noche

 CURADO Y PROTECCIÓN DEL CONCRETO
Se deberán tomar las siguientes medidas:
Inicio del curado los antes posible
Es preferible que el curado continuo con agua
Proteger las superficies expuestas en especial losas y pavimentos de la acción del viento
Si el curado húmedo no prosigue a cubrir las superficies con membranas de curado cuando la superficie el concreto este aun humeda.
En superficies verticales usar membranas de curado. Si se usan mantas estas deben mantenerse en todo momento saturas por agua
Tomar testigos adicionales los que serán curados con los mismos métodos que la estructura principal

CONCRETOS EN CLIMAS FRIOS
GENERALIDADES
Si aun no se iniciado el proceso de endurecimiento y el concreto se congela, el agua de amasado aun libre se convierte en hielo y el proceso de endurecimiento se detiene, debido a que el aumento volumétrico del agua en estado solido rompe la débil adherencia entre las partículas del concreto.
Si el endurecimiento ah alcanzado a iniciarse este quedara suspendido hasta que el concreto se descongele reiniciándose el proceso en el punto que quedo, sin embargo habrá una merma en la resistencia final grado de compactación y adherencia tanto mayor como menor sea la edad a la que se inicio el proceso.
No hay criterio común sobre cual es la resistencia mínima por lo que la congelación del concreto no produce reducciones significativas en la resistencia final ya que el ACI dice: 35kg/cm2 las normas inglesas BS 8110 dicen: 50kg/cm2, la asociación de cemento y concreto y el autor Sadgrove dicen : 20kg/cm2 y otros autores mas conservadores dan 50 kg/cm2 y no menores que el 50% de la resistencia de diseño.

LOGRO DE UN OPTIMO RESULTADO
Para lograr un óptimo debemos cuidarnos de dos puntos significativos:
Tener el control de la temperatura durante la preparación transporte, colocación y curado
Evitar que el concreto se congele hasta que se logre el endurecimiento para evitar la perdida significativa de resistencia final y asi mismo deterioro en el acabado.

USO DEL CONCRETO

 DOSIFICACIÓN
Cuando se estiman temperaturas menores que el limite señalado anteriormente es conveniente tener mezclas de diseño alternativos de forma que se puedan proseguir los trabajos en formas normales.
  
DISEÑO DE MEZCLAS ALTERNATIVOS
Se pueden utilizar algunos de los siguientes procedimientos:
Mayores dosis de cemento
Cemento de alta resistencia o aceleradores de fragua
Aditivos plastificantes para reducir la relación agua cemento
Aditivos incorporadores de aire cuando existen ciclos de hielo y deshielo
El uso de cloruros como aceleradores de fragua en proporciones menores al 2% dan resultados aceptable, ya que adicionalmente bajan el punto de congelación del agua asegurando el endurecimiento del concreto
Los elementos del concreto presforsado, concretos porosos o cuando aya posibilidad de ataques de sulfatos no deberá de usarcé cloruros
ALMACENAMIENTO DE LOS MATERIALES
Se recomienda hacerlo de la siguiente forma:
Cemento en silos lugares cubiertos agregados en sitios secos bajo cubierta
Caso de agregados lavados especialmente arena cubrir con mantas térmicas (evitar formación de hielo entre partículas)
El agua almacenada en depósitos cerrados lo mas cerca posible al lugar de mezcla
PREPARACIÓN DE LA MEZCLA
El ACI recomiendo temperaturas mínimas de colocación en función de la dimensión mínima del encofrado dependerá el calentamiento del agua o áridos la existencia de la temperatura adecuada. No calentar el cemento o los aditivos.
La temperatura de los materiales al ingresar y la del concreto al salir no deben ser mayores que los dados en la siguiente tabla N°1
Temperatura máxima para el agregado materiales



 

Esta secuencia es considerada en dos maneras para el ingreso a la tolva de mezclado
Cuando el agua es calentada deberá ingresar junto con el agregado grueso la mitad del agua de amasado ,luego se agrega la arena cemento y el resto del agua
Cuando se calienta los agregados y el agua: ingresar la grava sigue el cemento, la arena y por ultimo el agua. Esta secuencia es considerada en dos maneras para el ingreso a la tolva de mezclado.
El cemento no debe estar en contacto con el agua o agregados a mas de 60C°.
En general siempre conviene calentar el agua antes que los aridos porque el agua tiene un calor especifico de 4 a 5 veces mayor que la piedra y la arena.

METODOS PATA CALENTAR EL AGUA
Pueden ser con calderos industriales o baterías de calentadores domesticos a gas o eléctricos. El agua no debe calentarse mas de 70C°
METODOS PARA CALENTAR LOS AGREGADOS
En general son mas complicados recomendándose los siguientes:
Chorros a vapor
No usar chorros de secado o chorros de aire caliente
Evitar el fuego directo (tiende a producir calentamiento no uniforme difícil de controlar)
Ninguno de los aridos deben calentarse a temperaturas superiores a los 100C°
Una ves calentados los áridos se deben proteger con mantas, lonas u otros medios para evitar perdida de temperatura
FORMULA DE LA TEMPERATURA DEL CONCRETO FRESCO

T=temperatura del concreto fresco
Ta=temperatura de los agregados
Pa=peso seco de los agregados
Tc=temperatura del concreto
Pc=peso del cemento
Tw=temperatura del agua
Pw=peso del agua
Ph=peso del agua en los agregados

TRASPORTE DE LA MEZCLA
Se realizan de tal manera de evitar perdida de temperatura o que sea la minima. No se acepta la trasferencia a otros transportes hay que tener especial cuidado en el transporte de vehículos descubiertos sobre todo en tramos largos.
Las siguientes expresiones nos da una idea de la perdida de temperatura en C° por hora de espera según el tipo de vehiculo en la cual es trasportada la mezcla
Camión concreto: dT= 0,25(T-Ta)
Camion volquete cubierto: dT=0,10(T-Ta)
Camión volquete descubierto: dT=0,20(T-Ta)
Siendo:
dT=perdida de temperatura
T=temperatura deseada en obra
Ta=temperatura ambiente
Cuando de usa bomba concreto la tubería debe portegida con forro aíslate
COLOCACIÓN DEL CONCRETO
SE deben seguir las siguientes recomendaciones:
Observar si en el terreno u encofrado hay presencia de hielo
Calentar el acero de refuerzo de diámetro de 1"" o mas a temperaturas por encima del punto de congelación por temperaturas menores de -10C°
En el caso de juntas de llenado, se debe calentar el concreto antiguo previo a la colocación del concreto
El espesor de las capas debe ser e mayor posible según el equipo de vibración con el fin de retener la mayor cantidad de temperatura
Tabla N°2
Temperatura de colocación del concreto en tiempos frios
espesor del cemento (cm)
temperatura minima C°
menor que 30
13
entre 30-80
10
mayor que 80
5

La temperatura del concreto freso recomendable que no sea mayor de 6C° de las temperaturas mínimas indicas en la tabla N°2.
Es posible realizar vaciados con temperaturas ambientes debajo del punto de congelación del agua, por lo que se debe mantener la temperatura minima en la mezcla
Tabla N°3
temperatura ambiente C°
temeperatura minima
menor que -18
21
entre -18 y -1
18
mayor que -1
16

CURADO Y PROTECCIÓN DEL CONCRETO
Incidir en dos puntos muy esenciales:
Mantener la temperatura de la mezcla suministrando calor adicional
Mantener la humedad de la mezcla





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ALGUNOS TIPOS DE CONCRETOS ESPECIALES


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