El Concreto en La Construcción

PROCESOS CONSTRUCTIVOS II

EL CONCRETO EN LA CONSTRUCCIÓN 1.

DEFINICION DEL

CONCRETO

El concreto es un producto produc to artifcial compuesto que consiste de un medio ligante denominado pasta, dentro del cual se encuentran encuen tran embebidas embeb idas partí cula ulas s de un medio ligado denominado denominad o agr agre egad gado. o. La pas pastta es el resultado de la combinación del mater material ial cemen cementante tante con el quí mica agua. Es la ase as e continua del con conc creto dado que sie siempre está unida con algo de ella misma a tr tra avé vés s de todo el con j junto unto de éste. El agregado es la  ase ase di dis scontinua del sus diversas partículas no concre concr eto dado que sus se enc encuentran unidas o en co contacto unas con otras sino que se encuentran separ epara adas por esp espesores diferen enttes de pas pa sta endurecida . Las La s propiedades del con onc creto están determinadas undamentalmente por las la s características ísicas y químicas de sus materiales componentes, pudien pud iendo do ser mej mejo or comprendidas si se analia la naturalea del concreto. ,

2. IM IMP POR ORT TANC NCIA IA DEL CONCRETO !ctualmente el concreto es el material de construcción de mayor uso en nuestro país. "i bien la calidad fnal del concreto depende en orma muy importantte del conocimiento del material y de la calidad pro importan pro  esional esional del desconocid o en muc#os de sus siete ingeniero, el concreto es, en general, desconocido grandes aspectos$ naturalea, materiales, propiedades selección de las proc ceso de puesta en obra, control de calidad e inspección proporciones, pro y mantenimiento de los elementos estructurales. ,

,

La principal limitación a las m%ltiples aplicaciones aplicaciones que que se pueden dar dar al concreto es el desconocimiento de alguno de los aspectos ya indicados& así como de la mayor o menor importancia de los mismos de acuerdo al empl em pleo eo qu que e se prete pretend nde e dar al ma mate teri rial al.. Ello El lo ob obli liga ga al es estu tudi dio o y actu ac tuali alia aci ción ón pe perrma mane nent ntes es pa para ra ob obte tene nerr de dell co conc ncre reto to la las s má má'i 'ima mas s posibilidades que como material puede ore orecer al (ng (nge enier niero. o.

)


3. PROPIEDADES DEL CONCRETO Las propiedades más importantes del concreto al estado no endurecido incluyen la trabajabilidad, consistencia, *uide, co#esividad, contenido de aire, segregación, e'udación, tiempo de raguado, calor de #idratación, y peso unitario. Las propiedades más importantes del concreto al estado endurecido incluyen las resistencias mecánicas, durabilidad, propiedades elásticas, cambios de volumen, impermeabilidad, resistencia al desgaste, resistencia a la cavitación, propiedades térmicas y ac%sticas, y apariencia.

4. TIPOS DE CONCRETO a. CONCRETO CICLOPEO Es el concreto simple en cuya masa se incorporan grandes piedras o bloques& y que no contiene armadura. Es aquel que esta complementado con piedras desplaadotas de tama+o má'imo, deben ser introducidas previa selección y lavado, con el requisito indispensable de que cada piedra en su ubicación defnitiva debe estar totalmente rodeada de concreto simple. El concreto ciclopeo no se considera concreto estructural. "e usa en veredas, cimiento corrido, sobre cimientos, caladuras.

b.

CONCRETO ARMADO

)


na estructura de #ormigón o concreto armado está ormada$ de #ormigón -cemento portland, arena y canto rodado y de una armadura metálica, que consta de #ierros redondos, la que se coloca donde la estructura, debido a la carga que soporta, está e'puesta a esueros de tracción. en cambio, se deja #ormigón solo, sin armadura metálica, donde este sure esueros de compresión. tal disposición de los dos materiales -#ormigón y #ierro está basado en el #ec#o de que el #ormigón resiste de por sí muy bien a la compresión. /racias a esta resistencia que brinda el #ormigón armado es que #oy en día se pueden observar grandes obras arquitectónicas que en el pasado se creían imposibles de realiar.

c. CONCRETO ALIGERADO n concreto para ser usado en elementos secundarios de las edifcaciones que requieran ser ligeras para reducir las cargas muertas o para elementos de relleno que no soporten cargas estructurales, también puede ser usado en$ losas y muros, muros divisorios, capas de nivelación, relleno de nivelación, etc. El concreto ligero es similar al concreto celular en cuanto ambos son concretos aligerados, pero el concreto ligero tiene mejor comportamiento como aislante térmico y ac%stico, resistencia a los ataques químicos, resistencia al uego, resistencia a la compresión y durabilidad. "us principales usos son$ contra pisos, carpetas, nivelación, rellenos e inyecciones, muros o tabiques. Este tipo de concreto también es compatible con los agentes #umectantes, densifcadores, retardantes, estabiliadores de poros y otros aditivos usuales.

)


d. CONCRETO MASIVO "e defne al concreto masivo cualquier volumen cuantioso de concreto colado en el lugar, con dimensiones lo sufcientemente grandes, que obliguen a tomar medidas para enrentar problemas provocados por las altas temperaturas y el cambio volumétrico a fn de minimiar los agrietamientos. Es un material temporalmente plástico, que puede colarse y moldearse, después se convierte en una masa solida por reacción química. sos$ cimentaciones de edifcios y silos, muros y losas de cuartos anti radioactivos.

5.

ELEMENTOS QUE CONFORMAN EL CONCRETO

A. CEMENTO

)


El cemento es un conglomerante ormado a partir de una mecla de calia y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. El producto resultante de la molienda de estas rocas es llamado clin0er y se convierte en cemento cuando se le agrega yeso para que adquiera la propiedad de raguar al a+adirle y endurecerse posteriormente. 1eclado con agregados pétreos -grava y arena y agua, crea una mecla uniorme, maleable y plástica que ragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada #ormigón -en Espa+a, parte de "uramérica y el 2aribe #ispano o concreto -en 1é'ico, 2entroamérica y parte de "uramérica. "u uso está muy generaliado en construcción e ingeniería civil.

TIPOS DE CEMENTO "e pueden establecer dos tipos básicos de cemento$

DE ORIGEN ARCILLOSO$ obtenidos a partir de arcilla y piedra calia en proporción ) a 3 apro'imadamente.

DE ORIGEN PUZOLNICO! la puolana del cemento puede ser de origen orgánico o volcánico elemento, dierentes por su composición, por sus propiedades de resistencia y durabilidad, y por lo tanto por sus destinos y usos. 4esde el punto de vista químico se trata en general de una mecla de silicatos y aluminatos de calcio, obtenidos a través del cocido de calcáreo, arcilla y arena. El material obtenido, molido muy fnamente, una ve que se mecla con agua se #idrata y solidifca progresivamente. 5uesto que la composición química de los cementos es compleja, se utilian terminologías específcas para defnir las composiciones.

CEMENTO PÓRTLAND ORDINARIO. CPO NM"#C#414#$NNCCE

)


1á'imo desempe+o de alta resistencia, raguado rápido y durabilidad en la construcción de losas de concreto, columnas, castillos, dalas, apatas, alcantarillados, obras sanitarias y preabricados de todo tipo -pretensados, tabicones, adoquines, bloques, postes de lu, lavaderos, balaustradas, piletas, etc.. Este cemento es compatible con todos los materiales convencionales, tales como$ arenas, gravas, piedras, cantera, mármol, etc., así como con los pigmentos -preerentemente los que resisten la acción solar y aditivos, siempre que se usen con los cuidados y dosifcaciones que recomienden sus abricantes.

CEMENTO PORTLAND COMPUESTO. CPC. NM"#C#414#$NNCCE. E'celente desempe+o, alta resistencia, raguado rápido y durabilidad en la construcción de losas de concreto, columnas, castillos, dalas, apatas, alcantarillados, obras sanitarias y preabricados de todo tipo. Este cemento es compatible con todos los materiales de construcción convencionales como$ arenas, gravas, piedras, cantera, mármol, etc., así como con los pigmentos -preerentemente los que resisten la acción solar y aditivos, siempre que se usen con los cuidados y dosifcaciones que recomienden sus abricantes.

CEMENTO PORTLAND PUZOLANICO. C.P.P. NM"# C#414#$NNCCE E'celente desempe+o, alta resistencia, raguado rápido y durabilidad en la construcción de losas de concreto, columnas, castillos, dalas, apatas, alcantarillados, obras sanitarias y preabricados de todo tipo. (deal en la construcción de apatas, pisos, columnas, castillos, dalas, muros, losas, pavimentos, guarniciones, banquetas, muebles municipales -bancas, mesas, uentes, escaleras, etc. Especialmente dise+ado para ma'imiar la durabilidad de la construcción sobre suelos salinos. El mejor para obras e'puestas a ambientes químicamente agresivos. !lta durabilidad en preabricados para alcantarillados como$ brocales para poos de visita, coladeras pluviales, registro y tubería para drenaje.

CEMENTO PÓRTLAND COMPUESTO %LANCO. CPC &%' NM"#C# 414#$NNCCE

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E'celente para obras ornamentales o arquitectónicas como$ ac#adas, monumentos, lápidas, barandales, escaleras, etc. /ran rendimiento en la producción de mosaicos, terraos, balaustradas, lavaderos, 6.2. rurales, tiroles, ad#esivos cerámicos, etc. En ac#adas y recubrimiento de muros, a#orra gastos de repintado. Este producto puede pigmentarse con acilidad& para obtener el color deseado se puede meclar con los materiales de construcción convencionales, siempre y cuando estén libres de impureas. 5or su alta resistencia a la compresión tiene los mismos usos estructurales que los otros tipos de cemento.

CEMENTO PÓRTLAND COMPUESTO RESISTENTE A LOS SULFATOS. CPC &RS' NM"#C#414#$NNCCE . El 2emento 5órtland 2ompuesto 7esistente a los "ulatos proporciona mayor resistencia química para concretos en contacto con aguas o suelos agresivos -aguas marinas, suelos con alto contenido de sulatos o sales, recomendable para la construcción de presas, drenajes municipales y todo tipo de obras subterráneas.

MORTERO &CEMENTO PARA AL%A(ILER)A'. NM"#C#$21#1*+1 4ise+ado especialmente para trabajos de alba+ilería$ juntos o pegados de bloques, tabiques, ladrillos, piedra y mampostería& aplanados, entortados, enjarres, repellado y resanes& frmes, plantillas y banquetas. 8o debe utiliarse en la construcción de elementos estructurales.

%. AGREGADO "e defne como agregado al conjunto de partículas inorgánicas, de origen natural o artifcial, cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fjados en la 8orma 895 3::.:)). Los agregados son la ase discontinua del concreto. Ellos son materiales que están embebidos en la pasta y ocupan entre el ;<= y el >?= de la unidad c%bica del concreto. n adecuado conocimiento de la naturalea ísica y química del concreto, así como del comportamiento de éste, implica necesariamente el de los materiales que conorman la cortea

)


terrestre, estudiados a la lu de la geología y, específcamente, de la petrología.

CLASIFICACION El agregado empleado en la preparación del concreto se clasifca en agregado fno, agregado grueso y #ormigón, conocido este %ltimo como agregado integral. "e defne como agregado fno a aquel, proveniente de la desintegración natural o artifcial de las rocas, que pasa el 9ami de @A?B y queda retenido en el tami 8C <::. El más usual de los agregados fnos es la arena, defnida como el producto resultante de la desintegración natural de las rocas. "e defne como agregado grueso a aquel que queda retenido en el 9ami 8< 3 y es proveniente de la desintegración natural o artifcial de las rocas. El agregado grueso suele convertirse en grava y piedra triturada o c#ancada La grava es el agregado grueso proveniente de la d)sgregac)ón y abrasión natural de materiales 5étreos. "e le encuentra generalmente en canteras y lec#os de ríos depositado en orma natural. La piedra c#ancada, o piedra triturada, es el agregado grueso obtenido por trituración artifcial de rocas y gravas "e defne como #ormigón, o agregado integral, al material conormado por una mecla de arena y grava. Este material, meclado en proporciones arbitrarias se da en orma natural en la cortea terrestre y se le emplea tal como se le e'trae de la cantera. •

FUNCIONES DEL AGREGADO

Las tres principales unciones del agregado en el concreto son. a.

5roporcionar un relleno adecuado a la pasta, reduciendo el contenido de ésta por unidad de volumen y, por lo tanto, reduciendo el costo de la unidad c%bica de concreto.

b. 5roporcionar una masa de partículas capa de resistir las acciones mecánicas, de desgaste, que puedan actuar sobre el concreto e. 7educir los cambios de volumen resultantes de los procesos de raguado y endurecimiento, de #umedecimiento y secado& o de calentamiento de la pasta.

CLASIFICACION DE LOS AGREGADOS POR SU ORIGEN )


5or su origen los agregados se clasifcan en$ !gregados 8aturales !gregados !rtifciales "e considera como agregados naturales a las partículas que son el resultado de un proceso de obtención o transormación natural Los agregados obtenidos por trituración mecánica y tamiado de rocas se consideran dentro de la clasifcaron de agregados naturales. Entre los principales grupos de agregados naturales se encuentran la arena y canto rodado de río o cantera, las arenas naturales muy fnas& la piedra pome natural y la lava volcánica porosa. "e defne como agregados artifciales a las partículas obtenidas como el resultado de un proceso de transormación industrial de un elemento natural, como en el caso de las arcillas y esquistos e'pansionados& o como subproducto de un proceso industrial, como sería el caso de las arcillas de alto #orno. 

AGREGADO FINO

"e defne como agregado fno a aquel proveniente de la desintegración natural o artifcial de las rocas, el cual pasa el 9ami 895 D.3 mm -@A?B y cumple con los límites establecidos en las 8ormas 895 3::.:@> ó !"91 2 @@.

REQUISITOS El agregado podrá consistir de arena natural o manuacturada, o una combinación de ambas "us partículas serán limpias, de perfl preerentemente angular, duras, compactas y resistentes, libres de polvo, terrones, partículas escamosas o blandas, esquistos, piarras, álcalis, materia orgánica, sales u otras sustancias da+inas para el concreto.

GRANULOMETRIA El agregado estará graduado dentro de los límites indicados en la 8ormas 895 3::.:@> ó !"91 2 @@. La granulometría seleccionada será preerentemente uniorme y continua, con valores retenidos en las mallas 8<3 a 8< ):: de la "erie 9yler "e recomiendan para el agregado los siguientes límites.

)


AGREGADO GRUESO "e defne corno agregado grueso al material retenido en el 9ami 895 3.> mm -8C 3 y que cumple con los límites establecidos en las 8ormas (9(89E2 3::.:@> ó !"91 2 @@

CARACTERISTICAS El agregado grueso puede consistir de piedra partida, grava natural o triturada, agregados metálicos naturales o artifciales, concreto triturado, o una combiF nación de ellos. Estará conormado por partículas cuyo perfl sea preerentemente angular o semianqular, limpias, duras, compactas, resistentes, de te'tura preerentemente rugosa, y libres de material escamoso o partículas blandas.

GRANULOMETRIA El agregado grueso estará graduado dentro de los límites especifcados en las 8ormas 895 3::.:@> o !"91 2 @@. La granulometría seleccionada deberá ser preerentemente continua para obtener la má'ima densidad del concreto con una adecuada trabajabilidad en unción de las condiciones de colocación de la mecla. La granulometría seleccionada no deberá tener más del = del agregado retenido en la malla de ) )A
,ORMIGON El #ormigón, conocido también en el 5er% como agregado integral, es una mecla natural, en proporciones arbitrarias, de grava y arena procedentes de río o cantera. "u granulometría deberá estar comprendida entre el material retenido en la malla 8C <:: como mínimo y el que pase la malla de
RECOMENDACIONES DE EMPLEO En lo que sea aplicable se seguirán para el #ormigón las recomendaciones correspondientes a los agregados fno y grueso. "iempre deberá eectuarse un análisis granulométrico a fn de determinar la proporción de agregados fno y grueso presente en el agregado integral. Las características ísicas se determinan teniendo en consideración el porcentaje de cada uno de los agregados componentes.

C. AGUA

)


El agua presente en la mecla de concreto con el material cementante para lograr$ a. b.

reacciona

químicamente

La ormación de gel 5ermitir que el conjunto de la masa adquiera las propiedades que$

4ebe recordarse que no todas las aguas que son adecuadas para beber son convenientes para el meclado y que, igualmente, no todas las aguas inadecuadas para beber son inconvenientes para preparar concreto. En general, dentro de las limitaciones que en las dierentes secciones se #an de dar, el agua de meclado deberá estar libre de sustancias colorantes, aceites y a%cares. !dicionalmente, el agua empleada no deberá contener sustancias que puedan producir eectos desavorables sobre el raguado, la resistencia o durabilidad, apariencia del concreto, o sobre los elementos metálicos embebidos en éste. 

REQUISITOS DE CALIDAD

El agua que a de ser empleada en la preparación del concreto deberá cumplir con los requisitos de la 8orma 895 @@D.:?? y ser, de preerencia, potable. 8o e'isten criterios uniormes en cuanto a los límites permisible para las sales y sustancias presentes en el agua que va a emplearse. 

UTILIZACION DE AGUAS NO POTA%LES

2uando el agua a ser utiliada no cumpla con uno o vanos de los requisitos& se deberá realiar ensayos comparativos empleando el agua en estudio y agua destilada o potable, manteniendo similitud de materiales y procedimientos. 4ic#os ensayos se realiarán, de preerencia, con el mismo cemento que será usado. 4ic#os ensayos incluirán la determinación del tiempo de raguado de las pastas y la resistencia a la compresión de morteros a edades de > y
LIMITACIONES

)


Las sales u otras sustancias da+inas que puedan estar presentes en los agregados yAo aditivos, deberán sumarse a la cantidad que pudiera aportar el agua de meclado a fn de evaluar el total de sustancias inconvenientes que pueden ser da+inas al concreto, el acero de reuero, o los elementos metálicos embebidos. El agua empleada en la preparación del concreto para elementos presorados, o en concretos que tengan embebidos elementos de aluminio o de ferro galvaniado, incluyendo la porción del agua de la mecla con la que contribuyen la #umedad del agregado o las soluciones de aditivos, no deberá contener cantidades de ion cloruro mayores del :.;= en peso del cemento. 

AGUA DE MAR

En algunos casos muy e'cepcionales puede ser necesario utiliar agua de mar en la preparación del concreto. En estos casos debe conocerse el contenido de sales solubles, así como que para una misma concentración los eectos diferen su #ay un contacto duradero, con renovación o no del agresivo, o si se trata de una infltración 4ebe recordarse que muc#o menor intensidad tiene el ataque del agua de mar al concreto si se trata de un contacto sin renovación ya que el agente activo se agota y su acción se modifca por la presencia de nuevos productos ormados por la reacción, caso en que la reacción tiende a anularse.

D. ADITIVOS ADICIONES n aditivo es defnido, tanto por el 2omité ));7 del !merican 2oncrete lnstitute como por la 8orma !"91 2)<, como Gun material que no siendo agua, agregado, cemento #idráulico, o fbra de reuero, es empleado como un ingrediente del mortero o concreto, y es a+adido a la tanda inmediatamente antes o durante su mecladoH. Los aditivos son materiales utiliados como componentes del concreto o el mortero, los cuales se a+aden a éstos durante el meclado a fn deI

)


a 1odifcar una o algunas de sus propiedades, a fn de permitir que sean más adecuados al trabajo que se está eectuando& b

Jacilitar su colocación

c

7educir los costos de operación

En la decisión sobre el empleo de aditivos debe considerarse en casos$ a "u utiliación puede ser la %nica alternativa para lograr los resultados deseados b

Los objetivos deseados pueden lograrse, con mayor economía y mejores resultados, por cambios en la composición o proporciones de la mecla. 

CONDICIONES DE EMPLEO

Los aditivos utiliados deberán cumplir con los requisitos de las 8ormas !"91 o (9(89E2 correspondientes. "u empleo deberá estar indicado en las especifcaciones del proyecto, o ser aprobado por la "upervisión El empleo de aditivos incorporadores de aire es obligatorio en concretos que, en cualquier etapa de su vida, pueden estar e'puestos a temperaturas ambiente menores de K2. En otros casos, el empleo de estos aditivos sólo es obligatorio cuando puede ser la %nica alternativa para lograr los resultados deseados. El empleo de aditivos no autoria a disminuir el contenido de cemento seleccionado para la unidad c%bica de concreto. 

RAZONES DE EMPLEO

Entre las principales raones de empleo de aditivos, para modifcar las propiedades del concreto no endurecido, se puede mencionar$ a b

7educción en el contenido de agua de la mecla& (ncremento en la trabajabilidad sin modifcación del contenido de agua& o disminución del contenido de agua sin modifcación de la trabajabilidad,

e

7educción, incremento o control del asentamiento&

d

!celeración o retardo del tiempo de raguado inicial&

e

7educción o prevención de la segregación& o desarrollo de una ligera e'pansión&

E. AIRE ATRAPADO- AIRE INCORPORADO

)


El aire presente en la masa del concreto puede variar entre dos e'tremos en su relación con la estructura granular del concretoI a 5or una parte pueden presentarse masas de aire enteramente rodeadas por partículas de agregado, las cuales pueden estar sometidas %nicamente a la presión del agua subyacente& y b

5or otro lado, pueden presentarse burbujas encerradas dentro de un mortero de cemento y agregado fno, las cuales no están sometidas a otro tipo de presión que no sea la del concreto que está encima de ellas. 

AIRE ATRAPADO

El primer tipo de aire al cual se #a #ec#o reerencia es conocido con los nombres de aire atrapado o aire natur

F. CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETO. 5ara que tanto las construcciones en que se emplea concreto como su posterior comportamiento resulten satisactorios, se requiere que el concreto posea ciertas propiedades específcas. El control de calidad y las pruebas son parte indispensable del proceso constructivo porque confrman que se están obteniendo las propiedades antes mencionadas. La e'periencia y el buen juicio deberán apoyarse en ta evaluación de las pruebas y en la estimación de su importancia con respecto al comportamiento %ltimo del concreto. En general las especifcaciones para el concreto y para los materiales que lo componen dan requisitos detallados en cuanto a los límites de su aceptabilidad. Estos requisitos pueden aectar las características de la mecla, tales como el tama+o má'imo del agregado o el contenido mínimo de cemento, las características del cemento. agua. agregados y aditivos& y las características del concreto resco y del concreto endurecido, como la temperatura, el revenimiento, el contenido de aire o la resistencia a la compresión. Los cementos se prueban para verifcar su conormidad con los estándares establecidos a fn de evitar cualquier comportamiento anormal corno lo sería la presencia de endurecimientos. prematuros, raguados retrasados o resistencias bajas en el concreto.

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El Concreto en La Construcción

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