Monografia Concreto Armado i

CONSTRUCCIONES EN CONCRETO ARMADO . INTRODUCCION

El sismo del 15 de Agosto ha producido muchos daños en edificaciones de concreto armado, llegando en algunos casos a producir el colapso de los edificios o hacer necesaria la posterior demolición de ellos. El comportamiento de estos edificios debe analizarse considerando la antigüedad de estas construcciones, ya que las exigencias reglamentarias  para condiciones sismo resistentes de nuestros nu estros edificios se comienzan comienz an a aplicar desde hace unos treinta años. En los edificios con más de treinta años de antigüedad, y conforme a las prácticas de diseño de esas épocas, aunque muchos diseños consideraban solicitaciones sísmicas aplicadas con criterios diferentes a los empleados actualmente, no se encuen tran disposiciones de refuerzo que permitan un comportamiento dúctil de la estructura. Se encuentra así columnas con armadura vertical hasta de ¾” de diámetro con estribos de ¼” espaciados cada 30cm en toda la altura de la columna y con traslapes o longitudes de anclaje reducidas con relación a las exigencias actuales. Esta situación se ha presentado, por ejemplo, en el Hospital Regional de Ica. Estas edificaciones han basado su resistencia sísmica en la resistencia a fuerzas cortantes de sus muros de albañilería, normalmente de ladrillos macizos en amarre de cabeza, comenzando a presentar daños en la estructura cuando se supera la resistencia de la albañilería. Este comportamiento nos muestra que es necesario hacer inversiones en estos edificios, en las zonas del país donde todavía no se han presentado sismos fuertes, para mejorar su comportamiento agregando muros de corte de concreto armado ya que no es  posible dar ductilidad a las columnas y vigas existentes. Se encuentran también edificios que han sufrido mucho daño, llegando hasta al colapso, y que tienen pocos años de haber sido construidos. Estos edificios se han proyectado y construido cuando en el país tenemos, por experiencia de eventos sísmicos propios y por los presentados en otros países, conocimientos suficientes sobre cómo construir edificios que puedan soportar adecuadamente estos movimientos. Estas experiencias se reflejan en la enseñanza en las universidades y en nuestro reglamento sísmico, muy moderno y que ha mostrado que el cumplimiento de sus exigencias da resultados satisfactorios en el comportamiento de los edificios. Sin embargo el tipo de daños presentado muestra que hay muchas edificaciones que se están construyendo sin cumplir con las exigencias sísmicas reglamentarias y esto refleja un desconocimiento de las normas, un desconocimiento de una manera simple de aplicarlas,

Vii SEMESTRE

 posiblemente el desarrollo de proyectos de estructuras por personas que no son ingenieros o que siéndolo no tienen los conocimientos necesarios para ejecutarlos. Esto también refleja de manera muy importante la falta de control municipal en la aprobación de los proyectos y en la verificación de su cumplimiento durante la construcción de ellos.

EXIGENCIAS DE LA NORMA SISMORRESISTENTE E.030

Recordemos un concepto importante de la Norma E.030 Diseño Sismorresistente. En su artículo 3 dice que la filosofía del diseño Sismorresistente consiste en: a. Evitar pérdidas de vidas  b. Asegurar la continuidad de los servicios básicos c. Minimizar los daños a la propiedad Esto significa que la estructura no debe colapsar, ni causar daños graves a las personas debido a movimientos sísmicos severos que puedan ocurrir en el sitio y que se pueden  producir daños dentro de límites aceptables. Para que una estructura resista un sismo severo con este tipo de comportamiento es necesario que cumpla dos condiciones: 1. Que sea rígida, para que los desplazamientos horizontales sean pequeños. 2. Que sea dúctil, para que en determinadas zonas pueda tener un comportamiento inelástico, lo que significa fisuración, sin perder su resistencia ni de que se  produzca una falla frágil. El cumplimiento de la condición 1 necesita de un proyecto arquitectónico que permita que además de las columnas y vigas necesarias para soportar las cargas de la estructura, permita que se coloquen muros de corte, de ladrillo macizo o de concreto armado, que aumenten la rigidez a desplazamientos horizontales de la estructura. El cumplimiento de la condición 2 necesita que se cumplan las exigencias de la norma de concreto armado, particularmente los artículos referidos al diseño sismorresistente. Esto trata principalmente del tipo de estribos, su espaciamiento, longitudes de anclaje, longitudes de traslape y detalles sobre la colocación de d e las armaduras dentro de las vigas. Además de cumplir estas condiciones, para tener un buen comportamiento ante sismos severos nuestros edificios deben tener en lo posible: Simetría, tanto en la distribución de masas como la de rigideces., para reducir excentricidades que producen rotaciones que incrementan los desplazamientos horizontales produciendo mayores daños en los elementos estructurales y no estructurales. Peso mínimo, especialmente en los pisos altos. Esto lleva a la recomendación que estamos aplicando en forma general en el diseño de nuestros edificios, de evitar los tanques elevados en las azoteas de los edificios. Es mucho más conveniente emplear 



Vii SEMESTRE

 posiblemente el desarrollo de proyectos de estructuras por personas que no son ingenieros o que siéndolo no tienen los conocimientos necesarios para ejecutarlos. Esto también refleja de manera muy importante la falta de control municipal en la aprobación de los proyectos y en la verificación de su cumplimiento durante la construcción de ellos.

EXIGENCIAS DE LA NORMA SISMORRESISTENTE E.030

Recordemos un concepto importante de la Norma E.030 Diseño Sismorresistente. En su artículo 3 dice que la filosofía del diseño Sismorresistente consiste en: a. Evitar pérdidas de vidas  b. Asegurar la continuidad de los servicios básicos c. Minimizar los daños a la propiedad Esto significa que la estructura no debe colapsar, ni causar daños graves a las personas debido a movimientos sísmicos severos que puedan ocurrir en el sitio y que se pueden  producir daños dentro de límites aceptables. Para que una estructura resista un sismo severo con este tipo de comportamiento es necesario que cumpla dos condiciones: 1. Que sea rígida, para que los desplazamientos horizontales sean pequeños. 2. Que sea dúctil, para que en determinadas zonas pueda tener un comportamiento inelástico, lo que significa fisuración, sin perder su resistencia ni de que se  produzca una falla frágil. El cumplimiento de la condición 1 necesita de un proyecto arquitectónico que permita que además de las columnas y vigas necesarias para soportar las cargas de la estructura, permita que se coloquen muros de corte, de ladrillo macizo o de concreto armado, que aumenten la rigidez a desplazamientos horizontales de la estructura. El cumplimiento de la condición 2 necesita que se cumplan las exigencias de la norma de concreto armado, particularmente los artículos referidos al diseño sismorresistente. Esto trata principalmente del tipo de estribos, su espaciamiento, longitudes de anclaje, longitudes de traslape y detalles sobre la colocación de d e las armaduras dentro de las vigas. Además de cumplir estas condiciones, para tener un buen comportamiento ante sismos severos nuestros edificios deben tener en lo posible: Simetría, tanto en la distribución de masas como la de rigideces., para reducir excentricidades que producen rotaciones que incrementan los desplazamientos horizontales produciendo mayores daños en los elementos estructurales y no estructurales. Peso mínimo, especialmente en los pisos altos. Esto lleva a la recomendación que estamos aplicando en forma general en el diseño de nuestros edificios, de evitar los tanques elevados en las azoteas de los edificios. Es mucho más conveniente emplear 



Vii SEMESTRE



equipos hidroneumáticos o de presión constante para asegurar el suministro adecuado de agua en todo el edificio. Selección y uso adecuado de los materiales de construcción. En las fotos 5 y 6 se ven los daños producidos en n edificio en Pisco, donde el muro de relleno entre las columnas y vigas que se muestran, ha sido construido con ladrillo pandereta en lugar de ladrillo macizo o de paños de concreto armado. El ladrillo pandereta es muy poco resistente a fuerzas horizontales de corte y los casos de falla han sido muy numerosos en este sismo. Se recomienda que se reduzca su empleo, empleando en su lugar ladrillos macizos.

Foto 1 –  1 –  Edificios  Edificios en buen estado

Vii SEMESTRE

Foto 2 –  2 –  Edificio  Edificio demoliéndose en Ica

Foto 3 –  3 –  Edificio  Edificio con columnas cortas, Pisco

Vii SEMESTRE

Foto 4 –  4 –  Detalle  Detalle de columnas cortas, Pisco

Foto 5 –  5 –  Edificio  Edificio con daño graves, Pisco

Vii SEMESTRE

Foto 6 –  Detalle de daños en edificio, Pisco

Foto 7 –  Edificio colapsado, Pisco

Vii SEMESTRE

Foto 8 –  Falla de columna corta, Ica







Resistencia adecuada. Esto es aplicable principalmente a los elementos verticales, ya que su falla puede producir el colapso del edificio como se ve en la foto 7. Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevación.  Es muy importante que lo elementos verticales, particularmente los más rígidos, que toman una parte importante de la fuerza horizontal no desaparezcan, creando lo que se denomina un piso blando. Inclusión de líneas sucesivas de resistencia.  Esto lleva a considerar como más adecuado el sistema dual, empleando pórticos de columnas y vigas con un sistema de muros de corte. Esta combinación le permite al edificio controlar los desplazamientos horizontales de manera que estén dentro de lo admisible por el Reglamento y en el posible caso que se exceda la resistencia de los muros de corte, tener una segunda línea de resistencia en los pórticos, los que deben tener la ductilidad necesaria para entrar a un régimen inelástico, con fisuración en las zonas donde se formen las rótulas plásticas, pero sin pérdida de resistencia y evitando fallas frágiles.

EXIGENCIAS DE LA NORMA DE CONCRETO ARMADO (ACI 318-05)

La Norma Peruana de Concreto Armado E.060 fue aprobada en Febrero de 1989 y por lo tanto es muy antigua, particularmente cuando la investigación y el análisis de las

Vii SEMESTRE

experiencias de daños sísmicos a nivel mundial se han incrementado mucho. Por esta razón, aunque es nuestra ley y tenemos que cumplirla, las exigencias para una adecuada resistencia sísmica que presentamos a continuación están referidas a la Norma ACI 318 aprobada el año 2005. 1.- La resistencia requerida por la Norma E.060 en su artículo 10.2.1 tiene que modificarse en lo referente a cargas de sismo, ya que como indica la Norma E.030 en su artículo 12, “Para el diseño por resistencia última las fuerzas sísmicas internas deben combinarse con factores de carga unitarios”.

De acuerdo con esto, las combinaciones de carga indicadas en 10.2.1 de la Norma E.060 son:

U  1,5CM  1,8CV   U  1,25(CM  CV )  CS   U  0,9CM  CS   2.- Los recubrimientos mínimos de concreto para proteger el acero de refuerzo son los siguientes:  



Concreto vaciada contra el terreno y expuesto permanentemente a él Concreto en contacto con el suelo o a la intemperie:  barras de 5/8” o menores  barras de 3/4” o menores Concreto no expuesto a la intemperie ni en contacto con el suelo: losas, muros y viguetas vigas y columnas

75mm 40mm 50mm 40mm 50mm

3.- Barras estándar ASTM.

# 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Denominación 3/8” ½”  5/8”  ¾” 7/8”  1” 1-1/8” 1-1/4” 1-3/8” 

d b(mm) 9,5 12,7 16 19 22 25 29 32 36

As(mm ) 71 129 200 284 387 510 645 819 1006

Peso(kg/m) 0,56 1,01 1,57 2,23 3,04 4,00 5,06 6,43 7,90

4.- Límites de espaciamiento entre barras.

Vii SEMESTRE

Consideramos el caso en que el agregado grueso del concreto tiene piedra de un tamaño nominal ¾”. Para vigas el mínimo espacio libre entre barras, en sentido horizontal y vertical, es igual al diámetro d b (mm) de la barra, pero no menor a 25mm. Para columnas el mínimo espacio libre entre barras, en sentido horizontal, es igual a una y media veces el diámetro d b (mm) de la barra, pero no menor a 40mm. 5.- Exigencias para el refuerzo longitudinal de elementos sometidos a flexión.

Se consideran elementos en flexión, vigas, a aquellos en los que se cumple que la fuerza amplificada de compresión axial en el elemento, Pu, no excede de Agf’c/10 y que la luz libre del elemento es mayor que cuatro veces su peralte d. El ancho bw del alma de la viga no debe ser menor a 250mm y no debe ser mayor que el ancho de la columna de apoyo más una distancia a cada lado de la columna que no exceda tres cuartas partes de la altura h de la viga. En cualquier sección de un elemento en flexión el acero mínimo de refuerzo, tanto en la  parte superior como en la inferior de la viga debe ser: '

 A s ,min 

0.8  f  c

 f y

bwd 

14

f  y

bwd  2

Para f’c = 210 kg/cm2 y acero grado 60, f y = 4200 kg/cm , se obtiene:  A s ,min   0.00333bwd 

La cuantía del acero de refuerzo en tracción no debe exceder de 0.025. Por lo menos dos barras deben disponerse en forma continua en la parte superior e inferior de la viga. La resistencia a momento positivo en la cara del nudo no debe ser menor que la mitad de la resistencia a momento negativo proporcionada en esa misma cara. La resistencia a momento negativo o positivo, en cualquier sección a lo largo de la longitud de la viga, no debe ser menor de un cuarto de la resistencia máxima a momento  proporcionada en la cara de cualquiera de los nudos. Sólo se permiten empalmes traslapados del refuerzo de flexión cuando se confina toda la zona del empalme con estribos cerrados con un espaciamiento que sea el menor valor entre d/4 ó 100mm.

Vii SEMESTRE

 No deben emplearse empalmes traslapados dentro de los nudos, ni en una distancia de dos veces la altura h de la viga medida desde la cara del nudo, ni donde el análisis indique que se puede formar una rótula plástica por desplazam ientos laterales inelásticos del pórtico. 6.- Exigencias para el refuerzo transversal de elementos sometidos a flexión.

Deben colocarse estribos cerrados de confinamiento en una longitud igual a dos veces la altura h de la viga, medida desde la cara del nudo hacia el centro de la luz, en ambos extremos de la viga. El primer estribo cerrado debe estar a no más d e 50mm de la cara del nudo y los restantes deben tener un espaciamiento que sea el menor valor entre d/4 ó 100mm. En la viga deben colocarse estribos de acuerdo a la necesidad por esfuerzo cortante. En mi práctica  profesional, acostumbro colocar en la parte central de la viga como mínimo estribos de 3/8” cada 20cm. 7.- Resistencia a fuerza cortante.

La resistencia de diseño a fuerza cortante, Ve, se debe determinar a partir de las reacciones isostáticas de las cargas de gravedad entre las c aras de los nudos, en los extremos de la viga, más la fuerza cortante hiperestática producida po r los momentos probables M pr  que actúan en la parte superior de la viga en un extremo y en la parte inferior de la viga en el otro extremo, como se aprecia en la figura adjunta. Estos momentos se calculan con el área de acero que se ha colocado en la viga, con un esfuerzo de fluencia real estimado de 1,25f y y con un factor Φ=1,0. El refuerzo de estribos necesario en la zona determinada en el acápite 6 anterior, se debe calcular suponiendo Vc = 0 cuando se produzcan simultáneamente las dos condicione siguientes: La fuerza cortante inducida por el sismo representa la mitad o más de la resistencia máxima a cortante requerida en esas zonas; 

Vii SEMESTRE

8.- Exigencias para el refuerzo de columnas.

La resistencia a flexión de las columnas debe satisfacer la siguiente condición:  Mnc  1,2  M nb en donde: ΣMnc = suma de los momentos nominales de flexión de las columnas que llegan al nudo, calculados en la cara del nudo. ΣMnb = suma de los momentos nominales de flexión de las vigas que llegan al nudo, calculados en la cara del nudo. La condición anterior debe satisfacerse para momentos en vigas que actúen en ambas direcciones en el plano vertical del pórtico en estudio.

Vii SEMESTRE

HISTORIA DEL CONCRETO ARMADO El concreto fue usado por primera vez en Roma alrededor de la tercera centuria antes de Cristo. Estaba constituido por agregados unidos mediante un aglomerante conformado por una mezcla de cal y ceniza volcánica. Este material podía sumergirse en agua manteniendo sus propiedades a diferencia de los morteros de cal usados siglos antes en la antigua isla de Creta. La obra mas grande erigida por los romanos fue el panteón con su bóveda de 43.20 m. de diámetro. El uso de este material en la construcción paso al olvido con la caída del imperio y no fue sino hasta mediados del siglo XVIII que su uso se extendió nuevamente. El primer registro del uso del concreto en los tiempos modernos, se remonta a 1760 cuando, en Inglaterra, John Smeaton descubrio, mientras proyectaba el faro Eddistone, que la mezcla de la caliza calcinada y arcilla daba lugar a un conglomerante hidráulico resistente al agua. En 1824 joseph Aspdin elaboro cemento mezclando arcilla y caliza de diferentes canteras y calentándolo en un horno. El concreto obtenido con este aglomerante se asemejaba a las piedras propias de la isla de Portland, al sur de Inglaterra, motivo por el cual se le llamo cemento Portland, material que comenzó a fabricarse con mayor fuerza desde entonces. En ocasiones, la mezcla era calentada en exceso y se endurecía, siendo desechada por considerase inutil. En 1845, I C. Johnson descubrió que el mejor cemento provenía de la pulverización de esta sustancia " inutil " denominada clinker es el cemento que se conoce hoy en dia. .Este El concreto armado se uso desde la tercera decada del siglo XIX. Entre 1832 y 1835, Sir Marc Isambard y Francois Martin Le Brun erigieron, en Inglaterra y Francia, respectivamente, estructuras de este material tales como arcos y edificaciones. En 1848, Joseph Louis Lambot construyo un bote de concreto reforzado el cual presento en la exposicion de Paris en 1854 y patentoen 1855. En Inglaterra W.B. Wilkinson, registro, en 1855un piso de concreto reforzado de cuerdas de acero desechadas en la misma. Un año despues, Francois Coignet patento un sistema de refuerzos para pisos consiste en barras de acero embebidas en el concreto.

A pesar de los procedentes antes indicados, Josep Montier, frances es considerado el creador delo concreto reforzado. Dedicado a la jardineria, fabrico mecetas de concreto con refuerzos de malla de alambre, registrando el sistema en 1867. En los años siguientes patento el uso de esta tecnica para la costruccion de tanques,tuberias, vigas, columnas y escaleras . En 1879 G. A. Wayss, de la firma Wayss and Freitag de Alemania, compro la patente de Montier y en 1887, publico acerca de su metodos constructivos. Por su parte, Rudolph Schuster, de austria adquirio tambien los derechos de lapatente. De este modo el nombre de Montier, como creador del concreto armado, se extendio por todo europa. 

Egipto Antiguo

Los egipcios usaron el yeso calcinado para dar al ladrillo o a las  estructuras de piedra una capa lisa.



Grecia antigua

Una aplicación similar de piedra caliza calcinada fue utilizada por los Griegos antiguos.

Vii SEMESTRE

Antigua Roma



El Coliseo Romano Los Romanos utilizaron con frecuencia el agregado quebrado del ladrillo embutido en una mezcla de la masilla de la cal con polvo del ladrillo o la ceniza volcánica. Construyeron una variedad amplia de estructuras que incorporaron la piedra y  concreto, incluyendo los caminos, los acueductos, los templos y los palacios. Los Romanos antiguos utilizaron losas de concreto en muchas de sus estructuras públicas grandes como el Coliseo y el Partenón. El concreto también fue utilizado en la pared de la defensa que abarca  Roma,  más muchos caminos y los acueductos que todavía existen hoy. Los Romanos utilizaron muchas  técnicas innovadoras para manejar el peso del concreto. Para aligerar el peso de estructuras enormes, encajonaron a menudo tarros de barro vacíos en las paredes. También utilizaron barras de metal como refuerzos en el concreto cuando fueron construidos techos estrechos sobre callejones. 

1774

El Faro de Smeaton John Smeaton había encontrado que combinar la cal viva con otros materiales creaba un material extremadamente duro que se podría utilizar para unir juntos otros materiales. Él utilizó este  conocimiento para construir la primera estructura de concreto desde la Roma antigua. "John Smeaton, uno de los grandes ingenieros del siglo dieciocho, logró un triunfo al construir el faro de Eddystone en  Inglaterra.  Los faros anteriores en este punto habían sido destruidos por las tormentas y el sitio estaba expuesto a la extrema fuerza del mar. Pero Smeaton utilizó un  sistema en laconstrucción de su cantería que la limita junta en un todo extremadamente tenaz. Él bloqueó las piedras unas en otras y para las fundaciones y el material de junta utilizó una mezcla de la cal viva, arcilla, arena y escoria de hierro machacada  –  concreto, eso es. Esto ocurrió en 1774... [y] es el primer uso del concreto desde el período romano." (Citado de Espacio, Tiempo y  Arquitectura: el crecimiento de una nueva tradición, por Sigfried Giedion, Harvard University Press, 1954. Aguafuerte del  informe de Smeaton sobre el faro, una narrativa del edificio y una  descripción de la construcción del faro de Eddystone.) 

1816

El primer puente de concreto (no reforzado) fue con struido en Souillac,  Francia. 

1825

Paso del canal El primer concreto moderno producido en  América se utiliza en la construcción del canal de Erie. Se utilizó el cemento hecho de la "cal hidráulica" encontrada en los condados de Madison en Nueva York, de Cayuga y de Onondaga. Primero llamado "La zanja de Clinton", el canal de Erie se abrió en 1825. Fue un instrumento en la apertura de la expansión a través de la región de Los Grandes Lagos. Su  éxito comercial fue

Vii SEMESTRE

atribuido a menudo al hecho de que el coste de  mantenimiento de los pasos de concreto era muy bajo. Elvolumen del concreto usado en su construcción le hizo el  proyecto de construcción de concreto más grande de sus días. 

1897

Sears Roebuck ofreció el artículo #G2452, un barril de "Cemento, natural" en $1,25 por barril y el artículo #G2453, "cemento Portland, importado" en $3,40 por barril de 50 galones. 

1901 Abrazadera de columna Arthur Henry Symons diseñó una abrazadera de columna que se utilizaría con las formas de concreto  trabajo – construidas. Arthur Henry Symons diseñó una abrazadera de columna para encofrado de concreto en su departamento de herrero en la ciudad de Kansas. Era ajustable y mantenía las formas cuadradas, dos características apreciadas por los contratistas de concreto. La abrazadera llegó a ser rápidamente popular y los contratistas pidieron que él hiciera más equipo para resolver sus necesidades en la construcción de concreto. Pronto, A.H. Symons hacía una variedad amplia de equipo para la cada vez mayor industria de la construcción en concreto. 

1902

August Perret diseñó y construyó un edificio de apartamentos en París que usa las aplicaciones qué él llamó "sistema trabeated   para el concreto reforzado". Fue estudiado y también imitado ampliamente y además influenció profundamente la construcción en concreto por décadas. August Perret diseñó los apartamentos en la 25bis el rue Franklin  con vistas maravillosas hacia el Río Sena y la Torre Eiffel. Su área agrandada de ventanas con las pequeñas masas de soporte fue radical en sus días. Se considera una estructura seminal en el temprano  movimiento arquitectónico moderno porque utilizó la fuerza extraordinaria del concreto reforzado para crear un edificio que tenía un marco de soporte que no dependía del espesor de las paredes. 

1905 Templo Unity

Frank Lloyd Wright comenzó la construcción del famoso templo de la Unidad en Oak Park, Illinois. Tomando tres años para terminar, Wright diseñó la masiva estructura con cuatro caras idénticas de modo que su costoso encofrado se pudiera utilizar múltiples veces.

Vii SEMESTRE

Falling Waters Frank Lloyd Wright creyó que el concreto era un material de construcción importante que debe ser utilizado en muchas maneras. Él lo utilizó como vigas ocultas de ayuda, losas, paredes y techos en la mayoría de sus trabajos desde 1903 en adelante. El templo de la unidad se hizo casi enteramente de concreto reforzado; la famosa casa " Falling Waters" usa las losas de concreto para soporte y efecto dramático; en muchos de sus trabajos posteriores usó sus bloques de concreto diseñados para soporte y efecto decorativo. 

1908 Edison con casa modelo Thomas Alva Edison construyó 11 hogares de concreto moldeados en sitio en Union, Nueva Jersey. Esos hogares aún siguen siendo utilizados. Él también puso la primera milla del camino en concreto cerca de New Village, Nueva Jersey. Thomas Edison creyó que el concreto era el material que revolucionaría los hogares. Él quería que el trabajador promedio pudiera vivir en casas finas, que el concreto haría rentable. Este modelo adornado era similar a los 11 hogares que él construyó. Usando concreto y formas avanzados, cada hogar era vertido de piso a techo en un día.

La construcción del Canal de Panamá El Canal de Panamá fue abierto después de décadas de construcción. Ofrece tres pares de exclusas de concreto con suelos tan gruesos como 20 pies y las paredes tan gruesas como 60 pies en el fondo. El Canal de Panamá tomó más de 30 años para terminarse a un costo de $347 millones. Los desafíos de ingeniería encontrados fueron enormes. Las condiciones geológicas difíciles, la obtención de las materias primas necesarias y mano de obra, más la enorme escala del equipo requirieron lainnovación ilimitada. Las formas de acero para las superficies interiores de las exclusas fueron 80 pies de alto y 36 pies de ancho. 

1917

Vii SEMESTRE

El local en Chicago Symons se mudó a un local más grande en Chicago para acomodar el crecimiento. Arthur Henry Symons mudó su negocio desde la ciudad de Kansas a Chicago en 1917 para acomodar el crecimiento del negocio. El estar más cerca al buen transporte para la adquisición de la materia prima y distribución del producto,  trabajo experto y un mercado que crecía estimuló más crecimiento. 

1918

Anuncio Symons lanzó su primer anuncio en la Engineering News-Review (ENR). Esto extendió la palabra sobre sus productos y dió lugar incluso a mayor crecimiento y expansión de los productos y  servicios de Symons. "La abrazadera de columna SYMONS" dice el título en el primer anuncio de Symons en la Engineering NewsReview (ENR). Este anuncio apareció en la edición de ENR del 14 agosto de 1918 y se han  estado publicando anuncios allí desde entonces. 

1921

Hangar de aeronaves Los vastos y parabólicos hangares de dirigibles en el aeropuerto de Orly en París fueron terminados. Los hangares extensos de los dirigibles de Eugene Freyssinet (comenzados en 1916) fueron construidos de costillas parabólicas pretensadas. La forma permitió la más grande y posible fuerza estructural para el enorme volumen necesario para contener los dirigibles. La naturaleza incombustible del concreto fue el factor principal que convenció al equipo de Orly a que aprobara el diseño altamente inusual.



1933

Alcatraz La Penitenciaría de Alcatraz fue abierta. Los primeros internos fueron la cuadrilla de trabajo de la prisión que la construyó. Esta prisión federal en la isla de Alcatraz fue cerrada por el ejército en 1933 y se convirtió oficialmente en una Penitenciaría en 1934. El agregado para el concreto en muchos de los edificios es ladrillo machacado de la prisión militar. 

1946

Vii SEMESTRE

Symons comenzó la fabricación Wood-Ply®, un sistema de formación modular que consistió en formas de madera reutilizables con la dotación físicade acero.



1955

Fue introducido Steel-Ply®, el sistema de formación de concreto más popular de Symons. Utilizado enoperaciones "handset " y "gangform", provee a los contratistas la máxima flexibilidad de forma con grados fiables de la carga. El sistema de Steel-Ply combina los resistentes carrioles de acero y los travesaños con el chapeado especial de Symons de ½" de plywood HDO para un grado de 1000 psf. Este grado de la carga:



reduce los requisitos de unión comparados al encofrado típico trabajo-construído. aumenta la productividad



1973



La Casa de Ópera Se inaugura la casa de ópera en Sydney, Australia. Sus distintivos picos de concreto se convirtieron rápidamente en un símbolo para la ciudad. La distribución internacional de los productos de Symons comienza.

La línea dramática de la azotea en la Casa de Ópera en Sydney es una perdurable  imagen de Sydney, Australia. Las múltiples áreas de presentaciones dentro de los picos son reconocidas por sus exquisitas calidades acústicas. 

1982

La línea química de productos de concreto de Symons de amplía con la  introducción de desbloqueadores líquidos, compuestos para curar, selladores de acrílico y endurecedores. 

1987

Vii SEMESTRE

Se introducen el "Room Tunnel"  molde para el formado repetitivo de cuartos y el sistema de formación de concreto "Flex-Form"  para paredes curvas. El sistema de formado Room Tunnel  es un sistema de "medio túnel" que es más simple, más ligero y más rápido de manejar que productos competidores de "túnel entero". El diseño del "medio túnel" también proporciona una mayor flexibilidad dimensional para la potencial reutilización en otro sproyectos. El "Room Tunnel" está diseñado con un revestimiento de placa 3/16" de acero respaldada con costillas de acero. Este robusto diseño reduce al mínimo el apoyo interior para lograr un área despejada. El diseño también proporciona un acabado liso sin desviación. Los asentamientos magnéticos rápidos y eficientes reducen los costos para los bordes y los "blockouts" de la losa, mejorando la duración del ciclo. El sistema "Room Tunnel" se ha utilizado para "un cuarto, por día, por forma". Eso significa horarios más rápidos para la terminación del proyecto y costos reducidos para el contratista y el propietario. Los paneles de "Flex-Form" se entregan al sitio del trabajo pre-ensamblados al radio requerido. No hay costosos modelos trabajo-construidos necesarios para poner este sistema patentado de formación en uso. El sistema de "Flex-Form" consiste en un panel flexible 3/16" de acero que sigue la forma de una costilla rodada en ángulo. La costilla se emperna a los refuerzos del panel para llevar a cabo con  seguridad la forma al radio especificado. Cambiar el radio de formación para diversas condiciones del proyecto es tan simple como cambiar la costilla. El sistema de formación de concreto "Flex-Form" produce una excelente superficie de concreto que no requiere normalmente ningún acabado adicional. Debido a que el panel de "Flex-Form" se dobla para formar el radio, las estrías se eliminan virtualmente.

Museo JFK El Museo John F. Kennedy en Boston fue terminado. La dramática estructura de concreto y cristal fue diseñada por el reconocido arquitecto I. M. Pei. La ceremonia de dedicatoria para el Museo John Fitzgerald Kennedy fue presidida por el presidente Clinton. Él comentó de su reunión en su infanciacon el presidente Kennedy y cómo éste influenció su vida. El museo por sí mismo es una estructura dramáticamente angular de cristal verde y concreto blanco que se aprovecha del inclinado terreno costero con dramáticas vistas del mar y de la ciudad.



1996

Vii SEMESTRE

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CONCRETO ARMADO se le da este nombre al concreto simple y sumado más el acero de refuerzo, básicamente cuando tenemos elementos que trabajan a comprensión o a tracción ( tensión ). Existen varias categorías del concreto como por ejemplo el concreto pretensado y concreto postensado, el concreto armado está constituido por ventajas y desventajas que favorecen a la contruccion de edificaciones; que a continuación se presentan : Ventajas: 1. Es durable a lo largo del tiempo y no requiere de una gran inversión para su mantenimiento. Tiene una vida útil extensa 2. Tiene gran resistencia a la compresión en comparación con otros materiales. 3. Es resistente al efecto del agua 4. En fuegos de intensidad media el concreto armado sufre daños superficiales si se provee un adecuado recubrimiento de acero. Es mas resistente al fuego que la madera y el acero estructural 5. Se le puede dar forma que uno desee haciendo uso del encofrado adecuado 6. Le confiere un carácter monolítico a sus estructuras lo que les permite resistir más eficientemente las cargas laterales del viento o sismo. 7. No requiere mano de obra muy calificada 8. Su gran rigidez y masa evitan problemas de vibraciones en las estructuras erigidas con el. 9. En la mayoría de lugares, es el material más económico 10. Por su gran peso, la influencia delas variaciones de cargas móviles es menor. Desventajas: 1. Tiene poca resistencia a la tracción aproximadamente la décima parte de su resistencia a la compresión. Aunque el acero se coloca de modo que absorba estos esfuerzos, la formación de grietas es inevitable. 2. Requiere de encofrado lo cual implica su habilitación, vaciado, esperar hasta que el concreto Alcance la resistencia requerida y desencofrado, con el tiempo que estas operaciones implican. El costo del encofrado puede alcanzar entre un tercio y dos tercios del costo total de la obra 3. Su relación resistencia a la compresión versus peso está muy por debajo que la correspondente al acero, el cual es más eficiente cuando se trata de cubrir grandes luces. El concreto requiere mayores secciones y por ende el peso propio es una carga muy importante en el diseño. 4. Requiere de un permanente control de calidad, pues estase v e afectada por las operaciones de mezcla, colocación, curado etc.

Vii SEMESTRE

METODOS DE DISEÑO En la actualidad existen, básicamente dos métodos de diseño en concreto armado; diseño elástico o por cargas de servicio y diseño a la rotura o por resistencia ultima. El primero fue utilizado con mucha fuerza hacia mediados del siglo y el segundo ha adquirido impulso en los últimos cuarenta años. El diseño elástico parte de la hipótesis que es posible predecir la distribución del esfuerzos en el refuerzo y el concreto, al ser sometida a cargas de servicio. Asume un comportamiento elástico de ambos materiales, el diseño consiste en conseguir que los esfuerzos no excedan los esfuerzos admisibles que son una fracción de la resistencia del concreto y del esfuerzo de fluencia del acero. En la actualidad pruebas de laboratorio han permitido comprobar que el complejo comportamiento del concreto con el paso del tiempo conlleva a una constante redistribución del esfuerzos entre este y el acero, en el diseño elástico solo se considera una de estas distribuciones. En el diseño de estructuras, es importante considerar el tipo de fall a, dúctil o frágil, que presenta un elemento bajo determinadas solicitaciones y, en medida de lo posible orientar la falla según sea conveniente. El método elástico no considera este punto el método elástico tampoco determina la carga que ocasiona la rotura de la pieza y por ello, su factor de seguridad no es considerada. El diseño por rotura se fundamenta en la predicción de la carga que ocasiona la falla del elemento en estudio y analiza el modo de colapso del mismo. En pruebas de laboratorio se ha podido comprobar que es posible predecir estas cargas con precisión suficiente . este método toma en consideración el comportamiento inelástico del acero y el concreto y por lo tanto, se estima mejor capacidad de carga de la pieza.

LA TEORÍA ELÁSTICA : es ideal para calcular los esfuerzos y deformaciones que se presentan en una estructura de concreto bajo las cargas de servicio. Sin embargo esta teoría es incapaz de predecir la resistencia última de la estructura con el fin de determinar la intensidad de las cargas que provocan la ruptura y así poder asignar coeficientes de seguridad, ya que la hipótesis de proporcionalidad entre esfuerzos y deformaciones es completamente errónea en la vecindad de la falla de la estructura.

LA TEORÍA PLÁSTICA : es un método para calcular y diseñar secciones de concreto reforzado fundado en las experiencias y teorías correspondientes al estado de ruptura de las teorías con sideradas.

Ventajas del Diseño Plástico:

1. En la proximidad del fenómeno de ruptura, los esfuerzos no son proporcionales a las deformaciones unitarias, si se aplica la teoría elástica, esto llevaría errores hasta de un 50% al calcular los momentos resistentes últimos de una sección. En cambio, si se aplica la teoría plástica, obtenemos valores muy aproximados a los reales obtenidos en el laboratorio. 2. La carga muerta en una estructura, generalmente es una cantidad invariable y bien definida, en cambio la carga viva puede variar mas allá del control previsible. En la teoría plástica, se asignan diferentes factores de seguridad a ambas cargas tomando en cuenta sus características principales. 3. En el cálculo del concreto presforzado se hace necesario la aplicación del diseño plástico, porque bajo cargas de gran intensidad, los esfuerzos no son proporcionales a las deformaciones.

Hipótesis del diseño plástico

Vii SEMESTRE

Para el diseño de los miembros sujetos a carga axial y momento flexionante, rompiendo cumpliendo con las condiciones aplicables de equilibrio y compatibilidad de deformaciones, las hipótesis son: A) Las deformaciones unitarias en el concreto se supondrán directamente proporcionales a su distancia del eje neutro. Excepto en los anclajes, la deformación unitaria de la varilla de refuerzo se supondrá igual a la deformación unitaria del concreto en el mismo punto. B) La deformación unitaria máxima en la fibra de compresión extrema se supondrá igual a 0.003 en la ruptura. C) El esfuerzo en las varillas, inferior al límite elástico aparente Fy, debe tomarse igual al producto de 2.083 x 106 kg/cm2 por la deformación unitaria de acero. Para deformaciones mayores que corresponden al límite elástico aparente, el esfuerzo en las barras debe considerarse independientemente de la deformación igual el límite elástico aparente Fy. D) Se desprecia la tensión en el concreto en secciones sujetas a flexión. E) En la ruptura, los esfuerzos en el concreto no son proporcionales a las deformaciones unitarias. El diagrama de los esfuerzos de compresión puede suponerse rectangular, trapezoidal, parabólico, o de cualquier otra forma cuyos resultados concuerden con las pruebas de los laboratorios. F) La hipótesis anterior puede considerarse satisfecha para una distribución rectangular de esfuerzos definida como sigue: En la ruptura se puede suponer un esfuerzo de 0.85 f'c, uniformemente distribuido sobre una zona equivalente de compresión, limitada por los bordes de la sección transversal y una línea recta, paralela al eje neutro y localizada a una distancia a = ß1 c a partir de la fibra de máxima deformación unitaria en compresión y el eje neutro, se medirá perpend icularmente a dicho eje. El coeficiente “ß1” se tomará como 0.85 para esfuerzos f'c hasta de 280 kg/cm2 y se reducirá contínuamente en una proporción de 0.05 por cada 70 kg/cm2 de esfuerzo en exceso de los 280 kg/cm2. Análisis de las Hipótesis La hipótesis (A), acepta la variación lineal de las deformaciones unitarias. Lo cual es cierto, excepto en la vecindad de la ruptura, pero las diferencias son muy pequeñas y no son dignas de tomarse en cuenta. En cuanto a la deformación unitaria de las varillas de refuerzo es igual a la del concreto en el mismo punto, es indispensable para el trabajo conjunto del acero de refuerzo y el concreto. La hipótesis (B), señala la ruptura del concreto, la deformación unitaria 0.003 cuyo valor concuerda con el promedio de los datos obtenidos en el laboratorio, resultando ligeramente conservador. La hipótesis  (C), se fundamenta en el diagrama esfuerzo-deformación de los aceros de refuerzo, y, para deformaciones mayores que las correspondientes al límite elástico aparente debe considerarse el esfuerzo en las varillas, independiente e igual a “Fy” porque se encuentran dichas deformaciones en la zona plástica

del diagrama, el cual puede considerarse horizontal sin mucho error. La hipótesis (D), desprecia la resistencia a la tensión del concreto, en miembros sujetos a flexión. El error que con ello se comete es muy pequeño y permite establecer fórmulas mucho más sencillas que si se considera dicha resistencia La hipótesis (F), se basa en una solución presentada en 1937 por Charles S. Whitney y tiene la ventaja de proporcionar un método muy sencillo de análisis de las cuñas de esfuerzos de compresión.

Vii SEMESTRE

COMPONENTES DEL CONCRETO AGUA: El agua es un componente esencial en las mezclas de concreto y morteros, pues permite que el cemento desarrolle su capacidad ligante. Para cada cuantía de cemento existe una cantidad de agua del total de la agregada que se requiere para la hidratación del cemento; el resto del agua solo sirve para aumentar la fluidez de la pasta para que cumpla la función de lubricante de los agregados y se pueda obtener la manejabilidad adecuada de las mezclas frescas. El agua adicional es una masa que queda dentro de la mezcla y cuando se fragua el concreto va a crear porosidad, lo que reduce la resistencia, razón por la que cuando se requiera una mezcla bastante fluida no debe lograrse su fluidez con agua, sino agregando aditivos plastificantes. El agua utilizada en la elaboración del concreto y mortero debe ser apta para el consumo humano, 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 no comprobada, 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 inciden en la calidad del concreto se presentan a continuación: · Las aguas que contengan menos de 2000 p.p.m. de sólidos disueltos generalmente son aptas para hacer concretos; si tienen más de esta cantidad deben ser ensayados para determinar sus efectos sobre la resistencia del concreto. · Si se registra presencia de carbonatos y bicarbonatos de sodio o de potasio en el agua de la mezcla, estos pueden reaccionar con el cemento produciendo rápido fraguado; en altas concentraciones también disminuyen la resistencia del concreto. · El alto contenido de cloruros en el agua de mezclado puede producir corrosión e n el acero de refuerzo 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 problemas para el concreto. · Las aguas acidas con pH por debajo de 3 pueden crear problemas en el manejo u deben ser evitadas 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 al 5% la reduccion dela resistencia es del 30%. El agua del curado tiene por objeto mantener el concreto saturado para que se l ogre la casi total hidratación del cemento, permitiendo el incremento de la resistencia.

Vii SEMESTRE

Las sustancias presentes en el agua para el curado pueden producir manchas en el concreto y atacarlo causando su deterioro, dependiendo del tipo de sustancias presentes. Las causas más frecuentes de manchas son: El hierro o la materia orgánica disuelta en el agua. 1

Los límites máximos permisibles de concentración de sustancias en el agua son los siguientes: Sustancias y Ph

Límite máximo

Cloruros

300 ppm

Sulfatos

200 ppm

Sales de magnesio

125 ppm

Sales solubles

300 ppm

Sólidos en suspensión

10 ppm

Materia orgánica expresada en oxígeno consumido

0.001 ppm

Ph

6 < pH < 8

AGREGADOS INTRODUCCIÓN: Antiguamente se decía que los  agregados eran elementos inertes dentro del  concreto ya que no intervenían directamente dentro de las reacciones químicas, la  tecnología moderna se establece que siendo este material el que mayor % de participación tendrá dentro de la unidad cúbica de concreto sus propiedades y características diversas influyen en todas las propiedades del concreto. La influencia de este material en las propiedades del concreto tiene efectos importante no sólo en el acabado y calidad final del concreto sino también sobre la trabajabilidad y consistencia al  estado plástico, así como sobre la durabilidad, resistencia,  propiedades elásticas y térmicas, cambios volumétricos y peso unitario del concreto endurecido. La norma de concreto E-060, recomienda que ha pesar que en ciertas circunstancias agregados que no cumplen con los requisitos estipulados han demostrado un buen  comportamiento en experiencias de obras ejecutadas, sin embargo debe tenerse en cuenta que un comportamiento satisfactorio en el pasado no garantiza buenos resultados bajo otras condiciones y en diferentes localizaciones, en la medida de lo posible deberán usarse agregados que cumplan con las especificaciones del  proyecto. CONCEPTOS: Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometría variable. El concreto es un material compuesto básicamente por agregados y pasta cementicia, elementos de comportamientos bien diferenciados: Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre los  límites fijados en la NTP 400.011. Los agregados son la fase discontinua del concreto y son  materiales que están embebidos en la pasta y que ocupan aproximadamente el 75% del volumen de la unidad cúbica de concreto. Los agregados son materiales inorgánicos naturales o artificiales que están embebidos en los aglomerados (cemento, cal y con el agua forman los concretos y morteros). Los agregados generalmente se dividen en dos  grupos:  finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamaño máximo de agregado que se emplea comúnmente es el de 19 mm o el de 25 mm. Los agregados conforman el esqueleto granular del concreto y son el elemento mayoritario ya que representan el 80-90% del peso total de concreto, por lo que son responsables de gran parte de las características del mismo. Los agregados son generalmente inertes y estables en sus dimensiones.

Vii SEMESTRE

La pasta cementicia (mezcla de cemento y  agua) es el material activo dentro de la masa de concreto y como tal es en gran medida responsable de la resistencia, variaciones volumétricas y durabilidad del concreto. Es la matriz que une los elementos del esqueleto granular entre sí. Cada elemento tiene su rol dentro de la masa de concreto y su proporción en la mezcla es clave para lograr las propiedades deseadas, esto es: trabajabilidad, resistencia, durabilidad y  economía. CLASIFICACIÓN: Existen varias formas de clasificar a los agregados, algunas de las cuales son: POR SU NATURALEZA: Los agregados pueden ser naturales o artificiales, siendo los naturales de uso frecuente, además los agregados utilizados en el concreto se pueden clasificar en: agregado grueso, fino y hormigón (agregado global). a. El agregado fino, se define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200, el más usual es la arena producto resultante de la desintegración de las  rocas. b. El agregado grueso, es aquel que queda retenido en el tamiz N°4 y proviene de la desintegración de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava. c. El hormigón,  es el material conformado por una mezcla de arena y grava este material mezclado en proporciones arbitrarias se encuentra en forma natural en la corteza terrestre y se emplea tal cual se extrae en la cantera. POR SU DENSIDAD: Se pueden clasificar en agregados de peso especifico normal comprendidos entre 2.50 a 2.75, ligeros con pesos específicos menores a 2.5, y agregados pesados cuyos pesos específicos son mayores a 2.75. POR EL ORIGEN, FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL: Por naturaleza los agregados tienen forma irregularmente geométrica compuestos aleatoriamente por caras redondeadas y angularidades. En términos descriptivos la forma de los a gregados pueden ser: Angular: Poca evidencia de desgaste en caras y bordes. Sub angular: Evidencia de algo de desgaste en caras y bordes. Sub redondeada: Considerable desgaste en caras y bordes. Redondeada: Bordes casi eliminados. Muy Redondeada: Sin caras ni bordes     

AGREGADOS DEL CONCRETO GRUESO Los agregados ocupan del 70 al 80% del volumen del concreto, por lo tanto muchas de las características del concreto dependen de las propiedades de los agregados.

AGREGADO GRUESO FUNCION Teniendo en cuenta que el concreto es una piedra artificial, el agregado grueso es la materia prima para fabricar el concreto. En consecuencia s e debe usar la mayor cantidad posible y del tamaño mayor, teniendo en cuenta los requisitos de colocación y resistencia. Hasta para la resistencia de 250kgr/cm2 se debe usar el mayor tamaño posible del agregado grueso; para resistencias mayores investigaciones recientes han demostrado que el menor consumo de concreto para mayor resistencia dada (eficiencia), se obtiene con agregados de menor tamaño. Se llama eficiencia del concreto a la relación entre la resistencia del concreto y el contenido de cemento

Vii SEMESTRE

En concreto de alta resistencia, mientras más alta sea esta, menor deberá ser el tamaño máximo para que la eficiencia sea máxima. Parra cada resistencia existe un margen estrecho del valor del tamaño máximo por debajo del cual es necesario aumentar el contenido del cemento. En concretos de mediana y baja resistencia mientras mayor sea el tamaño mayor es la eficiencia. CARACTERISTICAS DE UN BUEN AGREGADO GRUESO PARA CONCRETO Un buen agregado grueso debe poseer las siguientes características: *Una buena gradación con tamaños intermedios, la falta de de dos o más tamaños sucesivos puede producir problemas de segregación. *Un tamaño máximo adecuado a las condiciones de la estructura. *Debe evitarse el uso de agregados planos o alargados, ya que además de producir bajas masas unitarias y baja resistencia mecánica, tienen tendencia a colocarse horizontalmente formándose bajo su superficie bolsas de agua cuando esta sube a la superficie debido a la sedimentación de las partículas solidas; esta agua almacenada bajo las partículas deja un espacio vacío cuando después del fraguado el agua evapora, por lo cual trae como consecuencia una notable reducción de la resistencia del concreto. Una adecuada densidad aparente está entre 2.3 y 2.9 gr/cm3. Cuanto mayor es su densidad mejor es su calidad y mejor su absorción, que oscila entre 1 y 5%. · Las partículas con formas angulosas producen mezclas ásperas y difíciles de manejar. +Una superficie rugosa, limpia y sin capa de arcilla. · No debe contener terrones de arcilla, ni partículas deleznables; generalmente se limita al contenido de finos entre 1 y 3%, para que permita una adecuada adherencia de las partículas y el cemento en las mezclas. +El agregado grueso debe tener una resistencia al desgate en la máquina de los ángeles que garantice su dureza. Los límites recomendados son: Si el agregado va a ser usado en lozas de concreto o en pavimentos rígidos el desgaste debe ser menor del 35%, si va a ser usado en otras estructuras el sesgaste debe ser menor del 40%. Agregados con partículas esféricas y cubicas son los más convenientes para concreto, porque tienen mayor resistencia y es menor el consumo de cemento debido al mayor acomodo de las partículas, o sea mayor cantidad de material por unidad de volumen. Respecto a los resultados del agregado sometido al ensayo de ataque de los sulfatos, las especificaciones para los materiales utilizados en la obra son: Si la solución empleada es sulfato de sodio, la pérdida total en el agregado grueso no debe ser mayor del 12% y si la solución empleada es sulfato de magnesio la pérdida total no debe ser mayor del 18%.

 Vii SEMESTRE

EL AGREGADO FINO

FUNCION 

El agregado fino o arena se usa como llenante, además actúa como lubricante sobre los que ruedan los agregados gruesos dándole manejabilidad al concreto. Una falta de arena se refleja en la aspereza de la mezcla y un exceso de arena demanda mayor cantidad de agua para producir un asentamiento determinado, ya que entre más arena tenga la mezcla se vuelve más cohesiva y al requerir mayor cantidad de agua se necesita mayor cantidad de cemento para conservar una determinada relación agua cemento CARACTERISTICAS DE UN BUEN AGREGADO FINO PARA CONCRETO

Un buen agregado fino al igual que el agregado grueso debe ser bien gradado para que puedan llenar todos los espacios y producir mezclas más compactas. La cantidad de agregado fino que pasa los tamices 50 y 100 afecta la manejabilidad, la facilidad para lograr buenos acabados, la textura superficial y la exudación del concreto. Las especificaciones permiten que el porcentaje que pasa por el tamiz No 50 este entre 10% y 30%; se recomienda el límite inferior cuando la colocación es fácil o cuando los acabados se hacen mecánicamente, como en los pavimentos, sin embargo en los pisos de concreto acabado a mano, o cuando se desea una textura superficial tersa, deberá usarse un agregado fino que pase cuando menos el 15% el tamiz 50 y 3% el tamiz 100.

El modulo de finura del agregado fino utilizado en la elaboración de mezclas de concreto, deberá estar entre 2,3 y 3,1 para evitar segregación del agregado grueso cuando la arena es muy fina; cuando la arena es muy gruesa se obtienen mezclas ásperas. La presencia de materia orgánica en la arena que va a utilizarse en la mezcla de concreto llega a interrumpir parcial o totalmente el proceso de fraguado del cemento. A continuación se dan los resultados del ensayo colorimétrico sobre contenido de materia orgánica en la arena y su utilización: CONTENIDO DE MATERIA OBSERVACIONES ORGANICA

0 - 1 Arena excelente 1 - 2 Arena que se puede utilizar en concretos de alta resistencia 2 - 3 Arena que se utiliza en concretos de mediana resistencia 3 - 4 Arena que no se puede utilizar en concreto 4 - 5 Arena demasiado mala.

Vii SEMESTRE

Si la arena presenta alto contenido de materia orgánica, se le puede lavar o elegir otra, dependiendo del análisis de costos. Para concreto de alta calidad de resistencia las arenas gruesas, clasificadas y muy limpias Las arenas medias y las arenas finas se utilizan para concretos de menores resistencias

ADITIVOS PARA CONCRETO Es comun que , en lugar de usar un cemento especial para atender un caso particular, a este se le pueden cambiar algunas propiedades agregandole un elemento llamado aditivo. Un aditivo es un material diferente a los normales en la composicion del concreto , es decir es un material que se agrega inmediatamente antes , despues o durante la realizacion de la mezcla con el proposito 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 liquido y solido, en polvo y pasta. aunque sus efectos estan descritos por los fabricantes, cada uno de ellos debera verificarse cuidadosamente antes de usarse el producto, pues sus cualidades estan aun por definirse. Los aditivos mas comunes empleados en la actualidad pueden clasificarse de la siguiente manera: 1.-Inclusores de aire: Es un tipo de aditivo que al agregarse a la mezcla de concreto, produce un incremento en su contenido de aire provocando, por una parte, el aumento en la trabajabilidad y en la resistencia al congelamiento y , por otra , la reduccion en el sangrado y en la segregacion. algunos de estos productos son : Inclusair LQ , Sika-Aire, Fest-Aire , Vinres 1143, Resicret 1144, etc. 2.- Fluidizantes :  Estos aditivos producen un aumento en la fluidez de la mezcla, o bien , permiten reducir el agua requerida para obtener una mezcla de consistencia determinada, lo que resulta en un aumento de la trabajabilidad, mientras se mantiene el mismo revenimiento. Ademas, pueden provocar aumentos en la resistencia tanto al congelamiento como a los sulfatos y mejoran la adherencia. Algunos de estos son : Festerlith N , Dispercon N, dENSICRET, Quimiment , Adiquim, Resecret 1142 y 1146 , Adicreto , Sikament, Plastocreto , etc. 3.- Retardantes del fraguado : Son aditivos que retardan el tiempo de fraguado inicial en las mezclas y , por lo tanto , afectan su resistencia a edades tempranas. Estos pueden disminuir la resistencia inicial . Se recomienda para climas calidos , grandes volumenes o tiempos largos de transportacion. Algunos de estos son: Resicret 1142, Durotard , Duro-Rock N-14, Festerlith R, Sonotard, Festard, Retarsol, Adicreto R , Densiplast R , etc. 4 .- Acelerantes de la resistencia :  Estos producen , como su nombre lo indica, un adelanto en el tiempo de fraguado inicial mediante la aceleracion de la resistencia a edades tempranas . Se recomienda su uso en bajas temperaturas para adelantar descimbrados. Ademas, puden disminuir la resistencia final. Dentro de estos productos tenemos : Rrmix , Festermix , Secosal, Dispercon A , Rapidolith , Daracel 1145 , Sikacrete , Fluimex , etc. 5.-Estabilizadores de volumen :   Producen una expansion controlada que compensa la contraccion de la mezcla durante el fraguado y despues la de este. Se recomienda su empleo en bases de apoyo de maquinaria , rellenos y resanes. Algunos de estos productos son : Vibrocreto 1137 , Pegacreto , Inc 1105, Expancon, Ferticon Imp , Kemox B , Interplast C , Ferrolith G , Fester Grouth NM , Ferroset , etc. 6.- Endurecedores : Son aditivos que aumentan la resistencia al desgaste originado por efectos de impacto y vibraciones. Reducen la formacion de polvo , y algunos de este tipo son: Master Plate , Anviltop , Lapidolith , Ferrolith IT , Ferrofest H , Duracreto , etc. Tambien se cuenta con otro tipo de aditivos como son los impermeabilizantes, las membranas de curado y los adhesivos . dentro de estos productos tenemos para los impermeabilizantes , Fluigral Pol , Festegral , Impercon , Sikalite, etc. Para membranas , el Curacreto, Curafilm 1149 , curalit, etc. y , para los adhesivos

Vii SEMESTRE

que se usan para ligar concreto viejo con nuevo , Adhecon B , Fester bond , Pegacreto , Epoxicreto NV , Ligacret, etc. Dentro de las aplicaciones comunes en donde se utilizan aditivos , se encuentran las siguientes: a) Construccion de cisternas y tanques en la que se emplean impermeabilizantes. b) Para llevar concreto a alturas elevadas por medio de bombeo , se pueden aplicar aditivos fluidizantes y/o retardadores del fraguado. c) En la reparacion de estructuras dañadas , donde se debe ligar concreto viejo con nuevo , se utilizan aditivos adhesivos. d) En colados , donde las temperaturas son bajas , usamos aditivos inclusores de aire para obtener para obtener concretos resistentes al efecto del congelamiento. e) Para el correcto y eficiente anclaje de equipo y maquinaria se usan aditivos expansores , los cuales proporcionan estabilidad dimensional a las piezas por anclar. Es obvio volver a recalcar que el uso de aditivos debe hacerse conociendo, en primera instancia, el requerimiento y , de esta manera , poder definir adecuadamente el producto a emplear. Tambien es de suma importancia conocer perfectamente las caracteristicas del aditivo que deberemos utilizar para obtener los resultados esperados. En general los aditivos para concreto modifican propiedades del concreto para adecuarlo a la obra.

Mezclado del Son tres los que hay que proceso: Características de los

Concreto aspectos básicos e importantes considerar en este

ingredientes

Dosificación Mezcla Examinemos ahora con detenimiento cada uno de los elementos: CARACTERÍSTICAS DE LOS INGREDIENTES Es indispensable que el cemento que utilices se encuentre en buenas condiciones. a. Cemento:

ado que este ingrediente tiene gran influencia en varias de las propiedades del concreto, es indispensable que esté en buenas condiciones. Para lograrlo, sigue las siguientes recomendaciones: - No coloques el cemento directamente sobre el suelo. - Protégelo de la lluvia (Ver figura 63). - De preferencia colócalo en un

Vii SEMESTRE

almacén cerrado, en el cual no haya presencia de humedad. - Usa el cemento por orden de llegada.

La arena debe estar limpia de elementos extraños. b. Arena gruesa: - Debe ser de cantera natural. - Debe estar libre de: restos de plantas partículas escamosas arcilla salitre otras sustancias dañinas - Deben tener perfil preferentemente angular. - Debe ser de partículas duras, compactas y resistentes.

Característica de la piedra chancada utilizada para preparar un buen concreto. c. Piedra chancada: - Debe ser grava natural o triturada. - Debe estar limpia, y ser dura y compacta. - Textura preferentemente rugosa. - Perfil preferentemente angular o semiangular.

d. Agua: El Reglamento Nacional de Edificaciones nos recomienda que en la preparación y en el curado, usemos agua potable. Por supuesto, el agua no debe haber sido utilizada previamente en otras tareas. Cuando se usa agua no potable (acequia, río, etc.) o agua potable usada, éstas pueden contener impurezas (compuestos químicos) las cuales pueden afectar seriamente la calidad del concreto.

He aquí algunas consecuencias si no sigues esta recomendación:

 Vii SEMESTR E

-Disminuye su resistencia. -Altera el tiempo en el que el concreto se endurece totalmente. -Causa corrosión en el refuerzo. -Puede producir también eflorescencia (polvo de color blanco conocido como salitre) sobre la superficie.

Tipos de mezcladoras Las mezcladoras se clasifican en función de la posición del eje de rotación de la cuba, siendo dos tipos: o Mezcladoras de eje inclinado, de cuba basculante. o Mezcladoras de eje horizontal. Las mezcladoras de cemento facilitan el trabajo y son un producto que realmente ayuda a disminuir la carga de trabajo de varias personas que realizan pequeños trabajos. La única alternativa real para usar una mezcladora de cemento es uno que no es muy fácil, y toma mucho trabajo. Si decide no utilizar un mezclador de cemento, y luego de estar dispuesto a hacer mucho trabajo a mano y empezar a sudar.

Vii SEMESTRE

Las concreteras de eje inclinado o tambor basculante  pueden adoptar diferentes inclinaciones del eje para cada etapa del trabajo: sea llenado, amasado, o descarga. Esta operación se facilita mediante un volante, que hace pivotar el tambor alrededor de un eje horizontal mediante un sistema de piñones dentados. El tambor, conocido también como “trompo”, realiza

un movimiento de rotación alrededor de su eje, con una inclinación de 15 a 20 grados aproximadamente. El valor de este ángulo es una característica importante de la mezcladora, pues define su capacidad y la calidad del concreto. Las mezcladoras basculantes son adecuadas para pequeños volúmenes de concreto y en especial para mezclas plásticas o con agregado grueso de tamaño apreciable. En todos los casos, la descarga de estas mezcladoras es buena pues se realiza de manera inmediata y sin segregación. Las mezcladoras de eje horizontal se caracterizan por el tambor, de forma cilindro-cónica, que actúa girando alrededor de un eje horizontal con una o dos aspas o paletas que giran alrededor de un eje no coincidente con el eje del tambor. Disponen, en la mayoría de los casos, de dos aberturas, una para cargar el material y la otra para descargar el concreto. Existen modelos en que el tambor es fijo y un eje, provisto de aspas, describe una trayectoria circular alrededor del eje del tambor. En todos los casos, el movimiento relativo entre las paletas y el concreto no varía y todo el material se mezcla siempre en el fondo del recipiente. Las mezcladoras de eje horizontal se distinguen según la forma en que se realiza la descarga. Como el eje de la mezcladora permanece fijo horizontalmente, la descarga se efectúa: a) Invirtiendo el sentido de la rotación del tambor b) insertando una canaleta en el tambor c) en los casos que el tambor está compuesto por dos secciones, que se unen borde a borde, se separan estos para el efecto de descarga. Las mezcladoras de eje horizontal están provistas de tolvas cargadoras. Al operar este tipo de mezcladoras debe cuidarse que, luego de cargadas, no quede material en la tolva; y al descargar, que no se produzca segregación o quede en el interior de la mezcladora agregado grueso. Las mezcladoras de eje horizontal son favorables para grandes volúmenes de concretado.

Capacidad de la mezcladora La tendencia moderna determina la capacidad de la mezcladora según el volumen del concreto homogéneo y compactado que puede mezclar en una acción de amasada. Anteriormente se consideraba, para definir la capacidad, el volumen de los materiales componentes del concreto, que en estado suelto podían introducirse en el tambor para un mezclado eficiente. Es por ello que en algunos casos se designa la capacidad de la mezcladora por expresiones del tipo 10/7, 14/10, valores que expresan en pies cúbicos los dos conceptos mencionados. El volumen geométrico del tambor es dado en algunas ocasiones. En estos casos, en condiciones normales de eficiencia, la relación entre el volumen de los materiales y el volumen geométrico es aproximadamente el siguiente: Mezcladoras basculantes: 0.7 Mezcladoras de eje horizontal: 0.4 Procedimiento para cargar la mezcladora No existe una norma que defina el procedimiento para cargar la mezcladora. Generalmente se acepta que se coloque inicialmente en el tambor una pequeña proporción del agua de mezcla, aproximadamente el 10%, añadiendo luego los materiales sólidos conjuntamente con el 80% del agua. El 10% restante se termina de introducir cuando todos los materiales se encuentran en la mezcladora. En las mezcladoras basculantes se aconseja introducir el agregado grueso después de la arena y el cemento. Duración del mezclado

Vii SEMESTRE

El tiempo requerido para producir de manera continua una mezcla homogénea es una característica de cada tipo de mezcladora. Este valor, generalmente garantizado por el fabricante, puede sufrir variaciones según la trabajabilidad de la mezcla. La duración del mezclado se establece a partir del instante en que los componentes del concreto, incluyendo el agua, se introducen en la cuba, hasta la descarga de la misma. Los factores intrínsecos que modifican los requerimientos del amasado son: o El tipo y tamaño del agregado o La cantidad de agua de mezcla. El porcentaje de finos de la arena. o En la práctica, la duración del mezclado se puede expresar ya sea en minutos o por el número de vueltas que debe realizar el tambor para producir una mezcla homogénea. En el cuadro siguiente se dan los tiempos mínimos de mezcla, según la capacidad de la mezcladora, recomendados por Bureau of Reclamation y el ASTM.

Existe la tendencia a reducir el tiempo de mezclado para incrementar el rendimiento de la mezcladora. Para cada tipo de mezcladora existe una relación entre el tiempo de mezclado y la uniformidad de la mezcla proyectada. Tiempos de mezclado inferiores al minuto y medio, producen concretos de características variables. Sin embargo, a partir de los dos minutos, no se obtiene un mejoramiento de la mezcla. La resistencia es menos afectada por el tiempo de mezclado, especialmente luego de los dos minutos. Es posible encontrar modernas mezcladoras de gran tamaño que producen concretos de buena calidad con tiempo de 1 a 1 ½ minutos. Las mezcladoras denominadas de alta velocidad son aquellas en las que el tiempo de mezclado

puede ser inclusive inferior a 1 minuto. Amasadoras Para mezcla de concreto secas, especialmente en prefabricación, se utilizan amasadoras de eje vertical, denominadas “de mezcla forzada”, pues el mezclado no se realiza por acción de la gravedad, sino por los

movimientos relativos entre la cámara de amasado y las paletas. La operación requiere un apreciable suministro de energía para romper las fuerzas de enlace del concreto. Estas amasadoras, que recuerdan a las utilizadas en la industria del pan, permiten una alta productividad y calidad, siendo de gran versatilidad, aplicables a cualquier tipo de mezcla.

Vii SEMESTRE

TRASNSPORTE DEL CONCRETO 1. El concreto puede ser transportado satisfactoriamente por varios métodos: carretillas, chutes, buggy, elevadores, baldes, fajas y bombas, la descripción de que método emplear depende sobre todo de la cantidad de concreto por transportar, de la distanc ia y dirección (vertical u horizontal) del transporte y de consideraciones económicas. 2. las exigencias básicas un buen método de transporte son: a. No debe ocurrir segregación, es decir separación de los componentes del concreto. La segregación ocurre cuando se permite que parte del concreto se mueva má s rápido que el concreto adyacente. Por ejemplo: el traqueteo de las carretillas con ruedas metálicas tiende a producir que el agregado más grande se hunda mientras que la lechada asciende a la superficie; Cuando se suelta el concreto desde una altura mayor de 1 m. el efecto es semejante. b. No debe ocurrir perdida de materiales, especialmente de la pasta de cemento. El equipo debe ser estanco y su diseño debe ser tal que asegure la transferencia del concreto sin derrames. c. La capacidad de transporte debe estar coordinada con la cantidad de concreto a colocar, debiendo ser suficiente para impedir la ocurrencia de juntas frías. Debe tenerse en cuenta que el concreto debe depositarse en capas horizontales de no las de 60 cms. De espesor, cada capa colocarse cuando la inferior esta aun plástica permitiendo la penetración del vibrador. 3. El bombeo es un método muy eficiente y seguro para transportar concreto. Debe tenerse en cuenta lo siguiente: a. No se puede bombear concreto con menos de 3” de slump: segregara y la tubería se obstruirá. b. No se puede bombear concretos con menos de 7 sacos de cemento por m3. el cemento es el lubricante y por debajo de esas cantidades es suficiente: el concreto atascara la tubería. c. Antes de iniciar el bombeo concreto debe lubricarse la tubería, bombeando una mezcla muy rica en cemento o, alternativamente, una lechada de cemento y arena con un tapón que impida el flujo descontrolado. d. El bloqueo de la tubería puede ocurrir por: bolsón de aire, concreto muy seco o muy fluido, concreto mal mezclado, falta de arena en el concreto, concreto dejado demasiado tiempo en la tubería y escape de lechada por las uniones.

COLOCACION EL CONCRETO SEGREGARA Y ADECUADAMENTE COLOCADO

SUS COMPONENTES SE SEPARAN SI NO ES EN LOS ENCOFRADOS

Vii SEMESTRE

COLOCACIÓN DEL CONCRETO EN LA PARTE ALTA DE UNA FORMA ANGOSTA a. CORRECTO. Descarga el concreto en una tolva que alimenta a su vez un chute flexible. De esta manera se evita la segregación, el encofrado y el acero que el concreto los cubra. b. INCORRECTO. Si se permite que el concreto del chute o del buggy choque contra el concreto el encofrado o rebote contra el encofrado y la armadura, ocurrirá segregación del concreto y cangrejeras en la parte inferior.

CONSISTENCIA DEL CONCRETO EN FORMAS PROFUNDAS Y ANGOSTAS a. CORRECTO: Utilizar un concreto cada vez mas seco (usando un slump variable) conforme sube el llenado de concreto en el encofrado. b. INCORRECTO: Si se usa un slump constante ocurre exceso de agua en la parte superior de la llenada, con perdida de resistencia y durabilidad en las partes altas. COLOCACIÓN DEL CONCRETO A TRAVES DE ABERTURAS a. CORECTO: Colocar el concreto en un bolsón exterior al encofrado, ubicado junto a cada abertura, de tal manera que el concreto fluya al interior de la misma sin segregación.

Vii SEMESTRE

b. INCORRECTO: Si se permite que el chorro de concreto ingrese los encofrados en un ángulo distinto de la vertical. Este procedimiento termina, inevitablemente, en segregación.

COLOCACIÓN DEL CONCRETO EN COLUMNAS Y MUROS MEDIANTE BOMBA.

COLOCACIÓN EN LOSAS a. CORRECTO: Colocar el concreto contra la cara del concreto llenado. b. INCORRECTO: Colocar el concreto alejándose del concreto ya llenado.

COLOCACIÓN DEL CONCRETO EN PENDIENTES

FUERTES

a. CORRECTO: Colocar una retención en el exterior del chute para evitar la segregación y asegurar que el concreto permanece en la pendiente. b. INCORRECTO: Si se descarga el concreto del extremo libre del chute en la pendiente, ocurre segregación y el agregado grueso va al fondo de la pendiente. Adicionalmente la velocidad de descarga tiende a mover el concreto hacia la parte inferior. COLOCACIÓN DEL CONCRETO EN PENDIENTES SUAVES a. CORRECTO: Colocar el concreto en la parte inferior de la pendiente de modo tal que se aumenta la presión por el peso del concreto añadido. La vibración proporciona la compactación. b. INCORRECTO: si se comienza a colocar el concreto en la parte alta de la pendiente, la vibración transporta el concreto hacia la parte inferior.

VIBRACION a. CORRECTO: Los vibradores deben penetrar verticalmente unos 10 cms en la llenada previa. La ubicación de los vibradores debe ser a distancias regulares, sistemáticas, para obtener la compactación correcta. b. INCORRECTO: Si se penetra al azar, en diferentes ángulos y espaciamientos sin alcanzar la llenada previa, se impide la obtención del monolitísmo del concreto.

Vii SEMESTRE

BOLSONES DE AGRAGADOS GRUESOS a. CORRECTO: Cuando ocurre un bolsón de piedras, trasladarlas a una mas arenosa y compactar con vibración o con pisadas fuertes. b. INCORRECTO: Si se trata de resolver el problema añadiendo mortero al bolsón de agregado grueso.

RESISTENCIA DEL CONCRETO Desde el momento en que los granos del cemento inician su proceso de hidratación comienzan las reacciones de endurecimiento, que se manifiestan inicialmente con el “atiesamiento” del fraguado y

continúan luego con una evidente ganancia de resistencias, al principio de forma rápida y disminuyendo la velocidad a medida que transcurre el tiempo. En la mayoría de los países la edad normativa en la que se mide la resistencia mecánica del concreto es la de 28 días, aunque hay una tendencia para llevar esa fecha a los 7 días.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESISTENCIA MECÁNICA DEL CONCRETO Contenido de cemento El cemento es el material más activo de la mezcla de concreto, por tanto sus características y sobre todo su contenido (proporción) dentro de la mezcla tienen una gran influencia en la   resistencia del concreto a cualquier edad. A mayor contenido de cemento se puede obtener una mayor resistencia y a menor contenido la resistencia del concreto va a ser menor. 

Vii SEMESTRE



Relación agua-cemento y contenido de aire

En el año de 1918 Duff Abrams formuló la conocida “Ley de Abrams”, según la cual, para los mismos

materiales y condiciones de ensayo, la  resistencia del concreto  completamente compactado, a una edad dada, es inversamente proporcional a la relación agua-cemento. Este es el factor más importante en la resistencia del concreto: Relación agua-cemento = A/C Donde: A= Contenido de agua en la mezcla en kg C= Contenido de cemento en la mezcla en kg De acuerdo con la expresión anterior, existen dos formas de que la relación agua-cemento aumente y por tanto la resistencia del concreto disminuya: aumentando la cantidad de agua de la mezcla o disminuyendo la cantidad de cemento. Esto es muy importante tenerlo en cuenta, ya que en la práctica se puede alterar la relación agua-cemento por adiciones de agua después de mezclado el concreto con el fin de restablecer asentamiento o aumentar el tiempo de manejabilidad, lo cual va en detrimento de la resistencia del concreto y por tanto esta práctica debe evitarse para garantizar la resistencia para la cual el concreto fue diseñado. También se debe tener en cuenta si el concreto va a llevar aire incluido (naturalmente atrapado más incorporado), debido a que el contenido de aire reduce la resistencia del concreto, por lo tanto para que el concreto con aire incluido obtenga la misma resistencia debe tener una relación agua -cemento más baja. Influencia de los agregados - La distribución granulométrica juega un papel importante en la resistencia del concreto, ya que si esta es continua permite la máxima capacidad del concreto en estado fresco y una mayor densidad en estado endurecido, lo que se traduce en una mayor resistencia. - La forma y textura de los agregados también influyen. Agregados de forma cúbica y rugosa permiten mayor adherencia de la interfase matriz-agregado respecto de los agregados redondeados y lisos, aumentando la resistencia del concreto. Sin embargo este efecto se compensa debido a que los primeros requieren mayor contenido de agua que los segundos para obtener la misma manejabilidad. - La resistencia y rigidez de las partículas del agregado también influyen en la resistencia del concreto. Tamaño máximo del agregado Antes de entrar a mirar cómo influye el tamaño máximo en la  resistencia del concreto, se debe mencionar 



el término “eficiencia del cemento” el cual se obtiene de dividir la resistencia de un concreto por su

contenido de cemento. Recientes investigaciones sobre la influencia del  tamaño máximo del agregado en la resistencia del concreto concluyen lo siguiente: - Para concretos de alta resistencia, mientras mayor sea la resistencia requerida, menor debe ser el tamaño del agregado para que la eficiencia del cemento sea mayor. - Para concretos de resistencia intermedia y baja, mientras mayor sea el tamaño del agregado, mayor es la eficiencia del cemento. - En términos de relación agua-cemento, cuando esta es más baja, la diferencia en resistencia del concreto con tamaños máximos, menores o mayores es más pronunciada.

Fraguado del concreto Otro factor que afecta la resistencia del concreto es la velocidad de endurecimiento que presenta la mezcla al pasar del estado plástico al estado endurecido, es decir el tiempo de fraguado. Por tanto es muy importante su determinación. Edad del concreto En general, se puede decir que a partir del momento en que se presenta el fraguado final del concreto, comienza realmente el proceso de adquisición de resistencia, el cual va aumentando con el tiempo. 



Vii SEMESTRE

Con el fin de que la resistencia del concreto sea un parámetro que caracterice sus propiedades mecánicas, se ha escogido arbitrariamente la edad de 28 días como la edad en la que se debe especificar el valor de resistencia del concreto. Se debe tener en cuenta que las mezclas de concreto con menor  relación agua-cemento aumentan de resistencia más rápidamente que las mezclas de concreto c on mayor relación agua-cemento. Curado del concreto El curado del concreto es el proceso mediante el cual se controla la pérdida de agua de la masa de concreto por efecto de la temperatura, sol, viento, humedad relativa, para garantizar la completa  hidratación de los granos de cemento y por tanto garantizar la resistencia final del concreto. El objeto del curado es mantener tan saturado como sea posible el concreto para permitir la total hidratación del cemento; pues si está no se completa la resistencia final del concretos se disminuirá. Temperatura La temperatura es otro de los factores externos que afecta la resistencia del concreto, y su incidencia es la siguiente: - Durante el proceso de curado, temperaturas más altas aceleran las reacciones químicas de la hidratación aumentando la resistencia del concreto a edades tempranas, sin producir efectos negativos en la resistencia posterior. - Temperaturas muy altas durante los procesos de colocación y fraguado del concreto incrementan la resistencia a muy temprana edad pero afectan negativamente la resistencia a edades posteriores , especialmente después de los 7 días, debido a que se da una hidratación superficial de los granos de cemento que producen una estructura físicamente más pobre y porosa. 



Norma de verificación Precisamente, la Norma E-060: Concreto Armado, en sus Artículos 4.12 y 4.15, nos recomienda, en su Capítulo "Requisitos de construcción", aplicar lo siguiente en todas nuestras obras: "La verificación del cumplimiento de los requisitos para f´c, se basará en los resultados de probetas de concreto preparadas y ensayadas de acuerdo a las Normas. Se considera como un ensayo de resistencia, al promedio de los resultados de dos probetas cilíndricas preparadas de la misma muestra de concreto y ensayadas a los 28 días de moldeadas las probetas". Esto quiere decir que la verificación de la resistencia a la compresión del concreto se realiza mediante ensayos de probetas en laboratorios de estructuras, las probetas son elaboradas previa mente en obra de acuerdo a simples procedimientos normalizados que explicamos en la sección Capa citándonos. Vaciando las columnas: Una parte de la mezcla se usa para verificar la resistencia a la compresión del concreto. Los planos estructurales (f´c); de esta manera, se establece con absoluta precisión si el co ncreto cumplió con lo indicado. Si el resultado fuera positivo, la estructura tendrá un comportamiento adecuado, tal y como planificó el ingeniero estructural; caso contrario, la edificación tendrá problemas en el futuro. Otro factor importante a considerar, es que según la Norma E-060, deben ser dos probetas las que se ensayen como mínimo y ambas obtenidas de la misma muestra de concreto. Para entender mejor lo explicado hasta aquí, veamos una de las experiencias de Juan Seguro: Al maestro Juan Seguro, el sábado 30/07/11, le tocó vaciar 20 columnas en la obra que está realizando. Él ya decidió preparar y vaciar sucesivamente tres tandas exactamente iguales (forma de preparación, dosificación, transporte, colocación, compactación, etc.).

Vii SEMESTRE

Concreto de columnas: f´c = 210 kg/cm2 Con este dato y muy cuidadosamente, Juan Seguro brinda las instrucciones precisas a su personal sobre la forma de preparación, dosificación, transporte, colocación, compactación, etc., a fin que, una vez endurecido el concreto (28 días), cumpla con dicha especificación. Con estos cuidados, Jua n ordena empezar con la preparación del concreto en obra para luego hacer el vaciado. Pero Juan quiere estar seguro de hacer lo correcto y despejar cualquier duda, por eso, consideró además elaborar dos probetas con el concreto de las columnas para realizar los ensayos que recomienda la Norma E060. Para ello, procedió de la siguiente manera:





omo las tres tandas las preparó exactamente de la misma manera, seleccionó la segunda para sacar un poco de mezcla, con la cual hizo sus dos probetas. (Figura 2 y 3). Esperó cuidadosamente que los días transcurrieran y con el tratamiento correspondiente, su concreto vaciado cumplió los 28 días al igual que sus probetas, así todo quedó preparado para la verificación de la resistencia a la compresión.

El mismo día que las dos probetas cumplieron 28 días (27/08/11), Juan las llevó a un Laboratorio de Estructuras de una reconocida universidad, solicitó la realización de 2 ensayos de compresión (uno por cada probeta), a un costo muy bajo (7.00 soles por probeta, precio referencial en Lima), se hicieron las pruebas solicitadas y le entregaron los siguientes resultados: Promedio = 215.6 + 232.4 = 224 kg/cm2 2 Como verás, la cifra es mayor que lo especificado en el plano estructural (f´c = 210 kg/cm2), este resultado es positivo y le dice al maestro lo siguiente: a. La calidad del concreto está garantizada. b. Juan Seguro respeta las indicaciones de los planos estructurales. c. La estructura se comportará bien ante fuerzas externas (sismos). d. La forma como trabaja Juan Seguro es la correcta, pues le brinda buenos resultados. e. Juan trabajará en el futuro con mucha seguridad. f. Juan se sentirá bien y aumentará su prestigio y autoestima como maestro.

DURABILIDAD Y PATOLOGIA

1.-

DURABILIDAD Y PATOLOGIA

1.1.-

DURABILIDAD

Vii SEMESTRE

Este libro no es únicamente, un estudio de los diversos agentes que atacan al concreto, ni se limita a referirse a sus causas y mecanismos o a la forma en que pueden dañarlo o destruirlo, sino que plantea posibles formas de control, proponiendo alternativas de solución. Para los fines de este trabajo se entiende por: (a) concreto simple a la mezcla de cemento, agua, y agregados fino y grueso, sin refuerzo metálico; (b) por concreto armado a la mezcla de concreto simple y refuerzo metálico; (c) por concreto presforzado a la mezcla de concreto simple y refuerzo pre ó post-tensado.

La durabilidad de una estructura de concreto o sea “su variación en el tiempo sin modificaciones esenciales en su comportamiento” es definida por el Comité 201 del American Concrete Institute (ACI) como “la habilidad del concreto para resistir la acción del intemperismo, ataques químicos, abrasión, o cualquier otro tipo de deterioro”. Algunos investigadores prefieren decir que “es aquella propiedad del concreto endurecido que define la capacidad de éste para resistir la acción del medio ambiente que lo rodea; los ataques, ya sea químicos, físicos o biológicos, a los cuales puede estar expuesto; los efectos de la abrasión, la acción del fuego y las radiaciones: la acción de la corrosión y/o cualquier otro proceso de deterioro”.

Otros investigadores se inclinan a definir la durabilidad de una estructura como ”la capacidad del concreto para soportar, durante la vida útil para la que ha sido proyectado, las condiciones físicas y químicas a las que estará expuesto, y que podrían llegar a provocar su degradación como consecuencia de efectos diferentes a las cargas y solicitaciones consideradas en el análisis estructural, siempre que las acciones del medio ambiente y las condiciones de exposición se consideren como factores de diseño y construcción de las estructuras”.

Los investigadores concluyen en que la durabilidad es aspecto esencial de la calidad de una estructura siendo tan importante como la resistencia. Los costos de mantenimiento y de reparación hacen aún más importante un adecuado diseño, el cual exige información sobre las tensiones que plantea el medio ambiente y de su efecto en el concreto. En este trabajo nos ocuparemos de los diversos aspectos e interrelaciones que pueden contribuir a disminuir la durabilidad del concreto.

Vii SEMESTRE

1.2.-

PATOLOGIA

La Patología del Concreto se define como el estudio sistemático de los procesos y características de las “enfermedades” o los “defectos y daños” que puede sufrir el concreto, sus causas, sus consecuencias y remedios. En resumen, en este trabajo se entiende por Patología a aquella parte de la Durabilidad que se refiere a los signos, causas posibles y diagnóstico del deterioro que experimentan las estructuras del concreto.

El concreto puede sufrir, durante su vida, defectos o daños que alteran su estructura interna y comportamiento. Algunos pueden ser congénitos por estar presentes desde su concepción y/o construcción; otros pueden haberlo atacado durante alguna etapa de su vida útil; y otros pueden ser consecuencia de accidentes. Los síntomas que indican que se está produciendo daño en la estructura incluyen manchas, cambios de color, hinchamientos, fisuras, pérdidas de masa u otros. Para determinar sus causas es necesaria una investigación en la estructura, la cual incluye:

1.-

Conocimiento previo, antecedentes e historial de la estructura, incluyendo cargas de diseño, el microclima que la rodea, el diseño de ésta, la vida útil estimada, el proceso constructivo, las condiciones actuales, el uso que recibe, la cronología de daños, etc.

2.-

Inspección visual que permita apreciar las condiciones reales de la estructura.

3.-

Auscultación

de los elementos

afectados, ya sea mediante

mediciones de campo o pruebas no destructivas.

4.-

Verificación de aspectos de la mezcla de concreto que pueden ser importantes en el diagnóstico, tales como la consistencia empleada; tamaño máximo real del agregado grueso empleado; contenido de aire; proceso de elaboración de los especimenes; procedimiento de

Vii SEMESTRE

determinación de las resistencias en compresión, flexión y tracción; verificación de características especiales o adicionales, según requerimientos.

5.-

Conocimiento del diseño y cálculo de la estructura; los materiales empleados; las prácticas constructivas; y los procedimientos de protección y curado; los cuales son factores determinantes del comportamiento de la estructura en el tiempo

6.-

Conocimiento del tipo, cantidad y magnitud de los procesos de degradación de las armaduras de refuerzo, los cuales determinan, a través del tiempo, la resistencia, rigidez y permeabilidad de la estructura; recordando que sus condiciones superficiales influyen, y todo ello se refleja en su seguridad, funcionalidad, hermeticidad y apariencia; en suma en su comportamiento y vulnerabilidad.

7.-

Verificación que

el acero de refuerzo cumpla con la resistencia

requerida por el Ingeniero Estructural de acuerdo con las especificaciones indicadas en los planos y memoria de cálculo de las estructuras. Correspondiendo al Ingeniero Constructor y a la Supervisión comprobar que se cumplan las Normas ASTM correspondientes.

Deben tomarse muestras representativas del acero de refuerzo, de acuerdo a Norma, con la frecuencia y alcance indicados en las especifi caciones de obra. Estas muestras deben ser seleccionadas al azar y se definen como un conjunto de barras o rollos extraídos aleatoriamente de un lote, del que se obtiene la información necesaria que permita apreciar una o más de las características, de manera de facilitar la toma de decisiones sobre su empleo. Una muestra se considerará como una fracción extraída de la barra o rollo con una longitud de un metro para ser sometida al ensayo. Se recomienda que las muestras para los ensayos de calidad de cada diámetro del acero empleado, deben estar conformadas cuanto menos por cinco unidades de productos de características similares por cada 40 toneladas o cantidad inferior; dos se emplearán en la

Vii SEMESTRE

ejecución de ensayos para evaluación de las propiedades mecánicas (una para cada ensayo) y tres para efecto de los demás ensayos.

De acuerdo con las especificaciones técnicas definidas por el Ingeniero Estructural, y con las exigencias y tolerancias definidas en las Normas ASTM ó NTP, el certificado de calidad de las propiedades y características de cada diámetro suministrado del acero de refuerzo, debe contener como mínimo lo siguiente:

Nombre y dirección de la obra. .-

Fecha de recepción de las muestras y de realización de los ensayos.

.-

Norma bajo la cual se fabricó el material y bajo la cual se efectúan los ensayos.

.-

Peso por unidad de longitud de la barra, alambre, malla, o torón de refuerzo y su conformidad con las variaciones permitidas y su diámetro nominal.

.-

Características del corrugado, si lo hay.

.-

Resultados el ensayo de tracción, incluyendo resistencia a la fluencia y resistencia última, y porcentaje de alargamiento obtenido del ensayo.

.-

Conformidad con la Norma de Fabricación.

.-

Nombre y firma del responsable del ensayo y el Director del Laboratorio.

La importancia del ataque debido a procesos corrosivos justifica un tratamiento especial de las causas y consecuencias del mismo, así como de su forma de control, lo que se verá en detalle en el Capítulo correspondiente. El valor mínimo de recubrimiento con concreto para la protección de las armaduras debe ser de por lo menos 35 mm. Para ello deben respetarse las Normas que hacen referencia a los requisitos de recubrimiento del refuerzo convencional y de tendones de refuerzo no adheridos. Una recomendación final muy importante es que cuando se requiere protección del acero de refuerzo contra el fuego, los recubrimientos deben incrementarse.

2.-

VIDA PREVISTA Y VIDA UTIL

Vii SEMESTRE

2.1.-

Se

VIDA PREVISTA

entiende por vida prevista de una estructura de concreto al período para

el cual es diseñada y construída a fin de que satisfaga el conjunto de requisitos arquitectónicos, funcionales, estructurales, de durabilidad, de comportamiento y de seguridad, sin que se generen costos inesperados por mantenimiento o por reparación. Para estructuras convencionales la vida prevista puede ser de 50 años. Para obras de infraestructura, de 100 años ó más. Recuérdese que el Panteón de Adriano es una estructura romana en forma de bóveda que tiene 2000 años de antiguedad y está en perfectas condiciones y que el Acueducto de Segovia tiene más de 1500 años.

Debe estudiarse, si está técnica y económicamente justificado el costo que garantiza la permanencia en el tiempo de las condiciones originales, analizando, en un estudio comparativo, si es más apropiado reparar, demoler o reconstruir la estructura. Existe un fuerte vacío en los conocimientos sobre los diversos aspectos de la durabilidad y patología del concreto por parte de los ingenieros proyectistas, los arquitectos y, especialmente, los contratistas, lo cual contribuye a acortar la vida de las obras. Neville ha descrito esta falta de conocimientos en el área de la Durabilidad del Concreto, y la atribuye a la pobre atención de las Facultades de Ingeniería Civil en la enseñanza de variados y vitales aspectos de la Tecnología del Concreto, si se la compara con el tiempo dedicado a la enseñanza del diseño estructural.

2.2.-

VIDA UTIL

Se define como “vida útil del proyecto” al período previsto para que un mecanismo de daño, o un agente agresor, dé inicio al deterioro del concreto, habiéndose vencido la barrera de protección, pero sin que aún se haya iniciado el debilitamiento de la estructura. Se define como “vida útil de servicio” al período desde la ejecución de la estructura hasta que se complete un nivel aceptable de deterioro. Este tiempo es muy variable en función del nivel de aceptación del proyecto. Se define como “vida útil total” o “límite de fractura” al período que va

Vii SEMESTRE

desde que se inicia la ejecución de la estructura hasta que se presenta un colapso total o parcial como consecuencia de los mecanismos de daño. La “vida útil r esidual” corresponde al período, contado a partir de la fecha de la supervisión, en que la estructura todavía es capaz de desempeñar sus funciones. El plazo final puede ser el límite del proyecto, de las condiciones de servicio, o de fractura, dándose origen a tres vidas útiles residuales.

3.-

OBTENCION DE LA DURABILIDAD

3.1.-

ASPECTOS GENERALES

Una estructura durable puede conseguirse si se considera todos los posibles factores de degradación y se actúa consecuentemente en cada una de las fases de proyecto, ejecución y uso de la estructura. El

incremento de la

durabilidad debe tener en consideración que en una estructura

puede haber

diferentes elementos portantes sometidos a distintos tipos de ambientes, o diversas formas de ataques.

En todos los casos el Ingeniero Proyectista debe recordar que la durabilidad no incumbe sólo a los elementos

estructurales, dado que, muchas

veces, son los elementos no estructurales los que conllevan problemas importantes. Estos problemas pueden consistir en el deterioro del propio elemento (por ejemplo la degradación de las aceras de los puentes), o pueden ser la consecuencia de un comportamiento inadecuado del mismo (por ejemplo, mal funcionamiento del drenaje).

3.2.-

LA DURABILIDAD EN LA FASE DEL PROYECTO

El proyecto de una estructura de concreto debe incluir las medidas necesarias para que la estructura alcance su vida útil estimada, de acuerdo con las condiciones de agresividad ambiental y con el tipo de estructura. Para ello se debe incluir una estrategía de durabilidad, incluyendo la agresividad a la que estará sometida la estructura, la cual se identificará por el tipo de ambiente.

Vii SEMESTRE

En la memoria se incluirá la justificación de las clases de exposición consideradas para la estructura. Así mismo, en los planos se reflejará el tipo de ambiente para el que se ha proyectado cada elemento. El proyecto deberá definir formas y detalles estructurales que faciliten la evacuación del agua y sean eficaces frente a los posibles mecanismos de degradación del concreto.

Los elementos de equipamiento, tales como apoyos, juntas, drenajes, etc. pueden tener una vida más corta que la de la propia estructura por lo que, en su caso, se estudiará la adopción de medidas de proyecto que faciliten el mantenimiento y sustitución de dichos elementos durante la fase de uso.

En la protección frente a los ataques químicos agresivos, las medidas preventivas suelen ser las más eficaces y menos costosas. Por ello, la durabilidad es una cualidad que debe tenerse en cuenta durante la realización del proyecto, estudiando la naturaleza e intensidad potencial previsible del medio agresivo y seleccionando las formas estructurales, los materiales, las dosificaciones y los procedimientos de puesta en obra más adecuados en cada caso.

La identificación del medio ambiente deberá tener en cuenta la existencia de un conjunto de factores que son capaces de modificar el grado de agresividad que, a priori, podría considerarse como característico de la zona geográfica en la que se encuentra la estructura. Así, localizaciones relativamente próximas pueden presentar distintas clases de exposición en función de la altitud topográfica, la orientación general de la estructura, la naturaleza de la superficie, la existencia de zonas urbanas, la proximidad a cursos de agua, etc.

3.3.-

LA DURABILIDAD EN LA FASE DE EJECUCION

La buena calidad de la ejecución de la obra y, especialmente, del proceso de curado, tienen una influencia decisiva para conseguir una estructura durable. Por ello, las especificaciones relativas a la durabilidad deberán cumplirse en su totalidad durante la fase de ejecución. No debería permitirse compensar los efectos derivados del incumplimiento de algunas de ellas. La estrategia de durabilidad deberá incluir, al menos, los siguientes aspectos: .-

Selección de formas estructurales adecuadas

Vii SEMESTRE

.-

Consecución de una calidad adecuada del concreto y, en especial de su capa exterior.

.-

Adopción de un espesor de recubrimiento adecuado para la protección de las armaduras.

.-

Control del valor máximo de abertura de fisuras.

.-

Disposición de protecciones superficiales en el caso de ambientes muy agresivos.

.-

Adopción de medidas contra la corrosión de las armaduras

.-

Disminución al máximo de la permeabilidad.

En

el

proyecto

deberán

definirse

esquemas

estructurales,

formas

geométricas y detalles, que sean compatibles con la consecución de una adecuada durabilidad de la estructura, en función del entorno en que ella ha de estar ubicada. Se procurará evitar el empleo de diseños estructurales que sean especialmente sensibles frente a la acción del agua; y se tenderá a reducir al mínimo el contacto directo entre la superficie del concreto y el agua.

Se diseñarán los detalles del proyecto necesarios para facilitar la rápida evacuación del agua, previendo los sistemas adecuados para su conducción y drenaje. En especial, se procurará evitar el paso del agua sobre las zonas de  juntas y sellados. Igualmente, en la medida de lo posible, se evitará la existencia de superficies sometidas a salpicaduras o encharcamiento de agua; y se procurará limitar a un mínimo los poros capilares. Cuando la estructura presente secciones con aligeramientos u oquedades internas, se procurará disponer los sistemas necesarios para su ventilación y drenaje. Se deberá prever, en la medida de lo posible, el acceso a todos los elementos de la estructura, estudiando la conveniencia de disponer sistemas específicos que faciliten la inspección y el mantenimiento durante la fase de servicio.

Un principio básico para el logro de una estructura durable consiste en obtener, en la medida de lo posible, el máximo de aislamiento respecto al agua. La mayoría de los ataques que sufre el concreto están relacionados con ésta. Así, en algunos casos, provienen de sustancias disueltas que penetran a través del concreto, caso de los ataques químicos. En otras ocasiones, es la propia agua la

Vii SEMESTRE

que provoca el deterioro (mecanismos de hielo-deshielo). Finalmente, hay veces que si bien el agua no es la causa única o suficiente, si es un elemento necesario para que se desarrollen los procesos de degradación (corrosión).

3.4.-

FACTORES QUE AFECTAN EL PROCESO DE DETERIORO

El deterioro del concreto se puede ver adicionalmente afectado por el efecto de tres factores: la humedad, la temperatura, y la presión. El factor principal es la humedad en el concreto y no en la atmósfera circundante, aunque ésta última contribuye con los fenómenos de deterioro en la medida que se presentan ciclos de humedecimiento y secado en el concreto. El efecto de la temperatura es muy importante por cuanto ella incide en la velocidad con la cual pueden ocurrir los fenómenos de deterioro en el concreto. Las reacciones químicas se aceleran con el aumento de la temperatura, considerándose que un aumento de la temperatura de 10°C dobla la velocidad de la reacción. Los climas tropicales se consideran más agresivos que otros.

La presión atmosférica y el régimen de vientos tienen incidencia sobre la durabilidad al contribuir al deterioro debido a la erosión de partículas arrastradas por el viento; que pueden promover los ciclos de humedecimiento y secado; o afectar los ciclos de enfriamiento y calentamiento de la superficie de la tierra. La acción de la presión del medio (líquido, sólido, o gaseoso) en estructuras sumergidas en el suelo o agua puede ser muy importante por cuanto se promueve la penetración de elementos que pueden percolar el concreto.

3.6.-

RECOMENDACIONES SOBRE EL CONCRETO

Una estrategia enfocada a la durabilidad de una estructura debe tratar de conseguir una calidad adecuada del concreto, en especial de las zonas más superficiales donde se pueden producir los procesos de deterioro. Por un concreto de calidad adecuada se entiende aquel que cumple las siguientes condiciones:

.-

Selección de materias primas acorde con las Normas.

Vii SEMESTRE

.-

Dosificación adecuada.

.-

Puesta en obra correcta

.-

Curado adecuado del concreto.

.-

Resistencia acorde con el comportamiento estructural esperado y congruente con los requisitos de durabilidad.

.-

Comportamiento acorde con los servicios que se esperan de la estructura.

Debe buscarse tiempos de transporte cortos; colocación por medio de sistemas ágiles; vibración apropiada. Debe recordarse que el grado de compactación tiene un papel importante en el peso unitario y en la calidad del concreto colocado y que un alto grado de compactación genera una baja relación de vacíos y, por tanto, una baja permeabilidad con alto grado de uniformidad y resistencia,

siendo

todo

ello

especialmente

importante

en

la

capa

de

recubrimiento.

El curado a través de su influencia en la porosidad, la permeabilidad y la hermeticidad del concreto, tiene un papel muy importante en la durabilidad. El concreto debe madurar bajo condiciones apropiadas de humedad y temperatura para desarrollar todas sus características y propiedades. Un curado adecuado asegura que el concreto será resistente, tenga baja permeabilidad, se encuentre libre de fisuras y, por lo tanto, sea durable.

Durante la etapa inicial del proceso de puesta en obra debe tenerse cuidado de los siguientes aspectos:

.-

Asegurarse que los procesos de fraguado y endurecimiento sean los más adecuados para las condiciones ambientales de obra, la tecnología disponible, y el tiempo transcurrido. Es decir, que el vaciado del concreto deberá efectuarse de tal manera que se alcanzen unos niveles de resistencia determinados en tiempos también determinados, de manera que se evite la formación de futuras fisuras.

Vii SEMESTRE

.-

Asegurarse que el concreto no se vea afectado por la probabilidad de ocurrencias de heladas tempranas, lo cual es propio de climas frios o muy fríos. El concreto sufre daños permanentes en el caso que se presenten heladas durante las primeras 24 horas. El método de curado elegido debe garantizar que el concreto no se helará hasta que obtenga un determinado grado de endurecimiento. Las gradientes térmicas que normalmente se presentan en la sección transversal de un elemento durante su fraguado y/o endurecimiento pueden dar lugar a movimientos diferenciales debidos a la expansión térmica del concreto; y, en circunstancias desfavorables, ello puede ocasionar tracciones que causen fisuras en el concreto. Por ello, el método que se elija debe asegurar que las variaciones térmicas estén controladas hasta tal punto que la calidad del concreto no se vea afectada por la presencia de fisuras.

4.-

AGRESIVIDAD DEL MEDIO AMBIENTE

El medio ambiente que rodea una estructura de concreto tiene

una

incidencia directa sobre los procesos de deterioro de la misma, debiendo tenerse en cuenta el macroclima, el clima local y el microclima. La presencia de aire poluto y lluvias ácidas puede tener fuerte impacto sobre la durabilidad. El clima local, que rodea a la estructura hasta pocos metros de distancia; y el microclima próximo a la superficie de la estructura ejercen una influencia decisiva en la durabilidad de ésta. La clasificación de la agresividad del medio ambiente debe tener en cuenta el macroclima, el clima, el microclima, y la durabilidad del concreto y el acero

Se define como ambiente ligero o débil a aquellos ambientes interiores secos y ambientes exteriores con humedad relativa menor al 60%. Se define como ambiente moderado al interior de edificaciones los ambientes húmedos y cambiantes con humedad relativa entre 60% y 98%. Ello incluye riesgo temporal de vapores de agua; condensaciones de agua; exposición

a ciclos de

humedecimiento y secado; contacto con agua dulce en movimiento; ambientes rurales lluviosos; ambientes urbanos sin alta concentración de gases agresivos; estructuras en contacto con suelos ordinarios.

Vii SEMESTRE

Se define como ambiente severo a aquellos ambientes húmedos con hielo de agua dulce y agentes de deshielo; ambientes marinos o con macroclima industrial y humedad relativa entre el 60% y el 98%: ambientes urbanos con alta condensación de gases agresivos; y estructuras en contacto con suelos agresivos. Se define como ambientes muy severos a las zonas de salpicaduras o sumergidas en el agua del mar con una cara expuesta al aire; elementos en aire saturado de sal; ambientes

con agua de mar y hielo; exposición

directa a líquidos con

pequeñas cantidades de ácidos, ambientes salinos o aguas fuertemente oxigenadas; gases agresivos o suelos particularmente agresivos; y ambientes industriales muy agresivos.

5.-

ACCIONES Y RECOMENDACIONES

Para aplicar al deterioro por fallas en la durabilidad un tratamiento adecuado, es conveniente seguir las

indicaciones del ACI 364.1R que a

continuación se indican:

a) Mantener la estructura en su condición presente y contrarrestar posteriores deterioros. b) Restablecer los materiales, la forma o la apariencia que tenía la estructura en una época determinada. c) Reemplazar o corregir materiales, componentes o elementos de la estructura,

los

cuales

se

encuentran

deteriorados,

dañados

o

defectuosos. d) Reparar o modificar la estructura hasta llevarla a una condición deseada. e) Incrementar la capacidad de la estructura o de una parte de ella para resistir cargas.

6.-

MUESTREO Y ACEPTACION DEL CONCRETO

Con la finalidad de evitar futuras fallas en el elemento estructural el concreto como material debe de cumplir con todos los requisitos indicados por el

Vii SEMESTRE

Proyectista. La toma de muestras de concreto para comprobar si la calidad del mismo corresponde a las necesidades de las especificaciones es aspecto fundamental en el control de la durabilidad del concreto.

Las muestras de concreto deben tomarse cumpliendo con lo indicado en las respectivas Normas ASTM o NTP y estar compuestas de porciones de distintas partes del volumen que conforma la porción central de la descarga del concreto muestreado, y nunca de la porción inicial o final de la descarga. La muestra debe tomarse de una sola tanda, protegerse del sol y el viento, y su volumen debe ser suficiente para efectuar todos los ensayos solicitados incluyendo:

.-

Determinación

de

la

temperatura

del

concreto

fresco,

el

asentamiento y el contenido de aire. .-

Elaboración de seis probetas estándar de 15 x 30 cms. Dos para ensayo a los 7 días, dos para ensayo a los 28 días y dos como testigos. Todas debidamente marcadas y curadas.

.-

Para la resistencia en flexión se elaborarán seis viguetas estándar de 15x15x50 cms. Dos para los 7 días, dos para los 28 días, y dos como testigos. Todas debidamente marcadas y curadas.

Las muestras para ensayos de resistencia se tomarán no menos de una vez por día, ni menos de una vez por cada 40 m3 de concreto, o una vez cada 200 m2 de área de placas o muros. Adicionalmente, si el volumen total de concreto es tal que la frecuencia de los ensayos da lugar a menos de 5 ensayos de resistencia para una misma clase de concreto, las muestras deberán tomarse de por lo menos 5 mezclas seleccionadas al azar, o en cada mezcla si se usan menos de 5.

Se entiende por “ensayo” el valor individual de resistencia a la compresión de dos probetas de la misma edad, elaboradas de la misma mezcla. El Constructor y la Supervisión deberán llevar un registro riguroso y adecuado de cada muestra de concreto, que incluya la siguiente información:

.-

Fecha y hora de la toma de muestras.

.-

Identificación de las probetas o viguetas elaboradas.

Vii SEMESTRE

.-

Tipo de concreto.

.-

Ubicación de los elementos vaciados con el concreto de la muestra.

.-

Temperatura del concreto fresco.

.-

Consistencia.

.-

Resultado de los ensayos de resistencia a la compresión de todas las probetas y viguetas ensayadas.

CONCLUSIONES

La Inspección Técnica exigirá el control periódico de las características del concreto elaborado en obra. Estos controles incluirán como mínimo la medición del asentamiento de cono y la determinación de la razón agua/cemento real. Si el asentamiento de cono excede en más de 5 cm al previsto al efectuar la dosificación del concreto, éste no podrá ser utilizado en obra. Si el asentamiento de cono excede en más de 2 cm, pero no más de 5 cm al previsto, en 3 medidas sucesivas, la Inspección Técnica rechazará el concreto. Si para mantener la trabajabilidad es necesario agregar agua en un volumen que haga aumentar la razón agua/cemento en más de 0,05, el Contratista deberá también aumentar la dosis de cemento para restablecer la razón agua/cemento teórica.

Vii SEMESTRE

El Contratista deberá mantener en obra, antes y durante el vaciado, un cono reglamentario para la prueba de asentamiento.

RECOMENDACIONES

1. deben cumplir las especificaciones tecnicas requeridas 2. debe almacenarse adecuadamente 3. los agregados seran controlados principalmente en su granulometria 4. si se detecta arcilla mat. organica, salitres en el agregado fino, esta se lavara. 5. el cemento debera ser almacenado en rumas no mas de 10 bolsas sobre tablones y protegidas 6. los agregados y el cemento debera ubicarse lo mas cercano posible al preparado y colocado 7. los agregados que hallan sido mojados por la lluvia, debera controlarse su humedad para hacer la correcion del agua en el mezclado. eligir el tipo de equipo ha utilizar. controlar que el cargado de los materiales a la mezcladora en una tanda debe hacer cuando se descarga totalmente la tanda anterior.

Vii SEMESTRE