UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL DEPART DEP ARTAMENTO AMENTO ACADÉMICO DE CONSTRUCCIÓN CONSTRUC CIÓN
Introducción. Objetivo. I. Generalidades. II. Componentes del concreto. III. Estados del concreto y su importancia. Control de la calidad del concreto. IV.. Normativida IV Norm atividad. d. Conclusiones.
Introducción. Objetivo. I. Generalidades. II. Componentes del concreto. III. Estados del concreto y su importancia. Control de la calidad del concreto. IV.. Normativida IV Norm atividad. d. Conclusiones.
El concreto es el material de construcción de mayor uso en nuestro medio. La calidad final del concreto depende en gran medida del conocimiento de sus componentes, del diseño de mezclas y la experiencia del ingeniero ó técnico.
En general, existe cierto desconocimiento en algunos aspectos; -
Compon Comp onen ente tes s de dell co conc ncre reto to;; ce ceme ment nto, o, ag agua ua,, arena, piedra y aditivos. - Pr Prop opie ieda dade des s físi física cas s conc concre reto to;; trab trabaj ajab abililid idad ad,, fluidez, fragua, exudación. - Pr Prop opie ieda dade des s mecá mecáni nica cas; s; res resis iste tenc ncia ia,, fle flexi xión ón,, compresión diametral (tracción).
- Selección de las proporciones. - Proceso de puesta en obra y colocación del concreto. - Control de la calidad del concreto. - Inspección, y mantenimiento de los elementos estructurales. Conocimientos necesarios que nos permitirán manejar el concreto.
Conocer la naturaleza de los componentes del concreto como el ; cemento, agregados, agua. Así también los aditivos, su utilización en la mezcla del concreto con la finalidad de mejorar sus propiedades físicas y mecánicas del concreto en estado fresco y endurecido. Adición de minerales.
- 1970: EDIFICACIONES - 1975: CENTRO CIVICO - 1980: TREN ELECTRICO - 2000: HOTEL MARRIOT - 2008: HOTEL WESTIN - 2008: EDIFICIO CAPITAL - 2015: LOSA PREFABRICADA
f ‘ c = 175 kg/cm² f ‘ c = 280 kg/cm² f ‘ c = 420 kg/cm² f ‘ c = 600 kg/cm² f ‘ c = 450 kg/cm² f ‘ c = 800 kg/cm² f ‘ c = 1000 kg/cm²
OBRAS DE INGENIERIA DEL MUNDO MODERNO:
EDIFICIOS MÁS ALTOS EN LA HISTORIA DE LA CIVILIZACIÓN
EDIFICIOS DE GRAN ALTURA:
118
104
Centro Hotel Cívico Libertador (Lima) 2009 (Lima) 1974
El concreto en las Obras de Ingeniería Civil.
1.2.1 EDIFICACIONES: Edificios, Fábricas, Viviendas, Colegios, Cercos y otros.
Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTÍNEZ
Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS
Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS
Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS
Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS
Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTÍNEZ
1.2.2 TRANSPORTE Y COMUNICACIONES: Caminos, Vías Ferroviarias, y Aeropuertos.
Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTÍNEZ
1.2.3. PUENTES Y OBRAS DE ARTE: Puentes de concreto armado, pretensado, postensado, puentes colgantes y puentes atirantados.
Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTÍNEZ
1.2.4. OBRAS PORTUARIAS: Puertos y muelles.
1.2.5. OBRAS HIDRAULICAS: Irrigaciones, presas, obras de captación y de conducción.
Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTÍNEZ
1.2.6. CENTRALES: Hidroeléctricas, Térmicas, y Atómicas.
Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS
1.2.7. INFRAESTRUCTURA SANITARIA: Obras de abastecimiento de agua, alcantarillado, reservorios, lagunas de oxidación.
1.2.8. ELEMENTOS PREFABRICADOS DE CONCRETO
1.2.9. CONCRETO DE ALT A RESISTENCIA.
1.2.10 NUEVOS MATERIALES MÀXIMOS AVANCES EN LA QUIMICA DE LOS ADITIVOS CON BASE EN POLIMEROS DE LA MARCA SIKA
Concreto traslucido Muros de concreto traslucido. Muro armado: concreto traslucido + plástico de alta resistencia (varillas)
EDIFICIO MAS ALTO DEL MUNDO: BURJ DUBAI
REFORZAMIENTO SÌSMICO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES UTILIZANDO FIBRAS DE CARBONO Los productos para reforzamiento estructural comprenden láminas y mantas de fibra de carbono, los cuales son adheridos con resinas epóxicas de propiedades especiales.
AISLADORES SISMICOS (ELASTOMERICOS):
Puente colgante Akashi Kaikyo de 2 Km de luz se empleo 250000 m3 de Concreto Autocompactado con un rendimiento de 1900 m 3/día. La disminución del plazo de obra fue de 3 meses.
CONSTITUCIÓN DEL CONCRETO: En un metro cúbico de concreto What is Concrete? Air / Porosity Water Cement Fine Aggregate - Sand Coarse Aggregate - Stone
1 cubic meter
a) DEFINICIÒN: El concreto es un
producto artificial conformado por una pasta, dentro del cual se encuentra los agregados. PASTA = CEMENTO + AGUA
CONCRETO = PASTA + ARENA + PIEDRA + AIRE ATRAPADO
b) COMPONENTES DEL CONCRETO: Cemento, arena , piedra, agua y aire atrapado. AGUA
AGREGADOS = ARENA + PIEDRA
CEMENTO
AIRE ATRAPADO
Las propiedades del concreto están determinadas fundamentalmente por las características físicas y químicas de sus materiales componentes.
c) DIFERENTES MEZCLAS DE CONCRETO:
CEMENTO AGREGADOS = ARENA + PIEDRA
AGUA
=
CONCRETO CON ADITIVO = MORTERO + PIEDRA + ADITIVO + AIRE ATRAPADO
ARENA
AGUA CEMENTO
PIEDRA
ADITIVO
=
CONCRETO A. R. = MORTERO + PIEDRA + ADITIVO + MICROSILICE + AIRE ATRAPADO
CEMENTO
ADITIVO
ARENA + PIEDRA
=
AGUA MICROSILICE
Material inorgánico finamente dividido que, amasado con agua, forma una pasta que
fragua y endurece en virtud a reacciones químicas con el agua generando el proceso hidratación del cemento, una vez endurecido, conserva su resistencia y estabilidad incluso bajo el agua. NOTA: Fragua y endurece por reacción química con el agua (hidratación del cemento).
CEMENTOS PORTLAND:
Clinker + Yeso
Silicato dicálcico hidratado
Silicato tricálcico hidratado
Cemento portland hidratado
Micrografías electrónicas - pasta de cemento endurecida
CEMENTOS PORTLAND ADICIONADOS:
Clinker + Yeso + ADICIÓN MINERAL
ADICIÓN MINERAL: Materiales inorgánicos que se incorporan al cemento o al concreto, con el fin de mejorar sus propiedades.
PRINCIPALES ADICIONES: a)Puzolanas. b)Escoria de Alto Horno. c)Microsílice. d)Ceniza volante.
Ceniza volante
Micrografía de partículas de ceniza volante
MICROSILICE
DISTRIBUCION GRANULOMETRICA
CEMENTOS PORTLAND REQUISITOS FÍSICOS REQUISITOS FÍSICOS NORMA ASTM NORMA TÉCNICA PERUANA
Tipo I
Tipo II
Tipo V
Tipo MS
IP, I(PM), ICo
ASTM C 150 NTP 334.009
ASTM C 150 NTP 334.009
ASTM C 150 NTP 334.009
ASTM C 1157 NTP 334.082
ASTM C 595 NTP 334.090
120 190 280*
100 170 280*
80 150 210
100 170 280*
130 200 250
45 375
45 375
45 375
45 420
45 420
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
----
----
0,04* (14 días)
0,10 (6 meses)
0,10* (6 meses)
-------
290* ----
-------
-------
290* 330*
Resistencia a compresión 3 días, kg/cm2, mín. 7 días, kg/cm2, mín. 28 días, kg/cm2, mín.
Tiempo de fraguado, min. Inicial, mín. Final, máx.
Expansión en autoclave, %, máximo.
Resistencia a los sulfatos, % máximo de expansión.
Calor de hidratación, 7 días, máx, kJ/kg 28 días, máx, kJ/kg *Requisito opcional.
CEMENTOS PORTLAND REQUISITOS QUÍMICOS REQUISITOS QUÍMICOS
Tipo I
Tipo II
Tipo V
Tipo MS Tipo IP, I(PM) Tipo ICo
ASTM C 150 NTP 334.009
ASTM C 150 NTP 334.009
ASTM C 150 NTP 334.009
ASTM C 1157 NTP 334.082
ASTM C 595 NTP 334.090
ASTM C 1157 NTP 334.090
Óxido de magnesio (MgO), máx, %
6,0
6,0
6,0
----
6,0
6,0
Trióxido de azufre (SO3), máx, %
3,5
3,0
2,3
----
4,0
4,0
Pérdida por ignición, máx, %
3,0
3,0
3,0
----
5,0
8,0
Residuo insoluble, máx, %
0,75
0,75
0,75
----
----
----
Aluminato tricalcico(C3A), máx, %
----
8
5
----
----
----
Álcalis Equivalentes (Na2O + 0,658 K 2O), máx, %
0,6*
0,6*
0,6*
----
----
----
NORMA ASTM NORMA TÉCNICA PERUANA
*Requisito opcional.
Los agregados son los componentes básicos para la elaboración del concreto.
La calidad del concreto depende mucho de las características de los agregados ya que estos conforman casi los ¾ partes del volumen total de una mezcla de concreto.
Mediante la utilización de equipos mecánicas (palas mecánicas) se extraen el material de las canteras los cuales son llevados por camiones volquetes hacia las chancadoras tipo “mandíbula” TRITURADORA O CHANCADORA: Equipo mecánico de trituración de rocas y/o minerales.
CHANCADORA PRIMARIA: Realiza la trituración artificial de rocas o gravas hasta obtener dimensiones menores o iguales a 4 “.
CANTERA DE AGREGADOS DE UNICON EN JICAMARCA
CHANCADORA SECUNDARIA: Realiza la segunda parte de la trituración hasta obtener dimensiones en el rango de 1 ½” -- Tamiz Nº200 inclusive, luego son tamizados mecánicamente. Finalmente, son separados por tamices normalizados; el agregado grueso por un lado y agregado fino por otro lado.
TAMICES NORMALIZADOS:
AGREGADO FINO, N.T.P. 400.011: Es el proveniente de la desintegración natural de las rocas o tipo artificial, siendo sus dimensiones comprendidas entre los límites fijados por las normas.
Se considera Agregado fino, al material que pasa por el tamiz Nº4 (4.76 mm.), y queda retenido en el tamiz Nº200. AGREGADO TAMIZ o MALLA
FINO
GRUESO
149 um
Nº 100
2,38 um 595 um 1,19 um 2,38 um
Nº 50 Nº 30 Nº 16 Nº 8
4,76 um 9,51 mm
Nº 4 3/8 "
12,7 mm 19,0 mm
1/2 " 3/4"
25,4 mm
1 "
38,1 mm 50,8 mm 64,0 mm
1 1/2 " 2 " 2 1/2 "
76,1 mm 90,5 mm
3 " 3 1/2 "
101,6 mm
4 "
Mg. Ing. CARLOS VILLEGAS M.
AGREGADO GRUESO, N.T.P. 400.012 : Es el retenido en el Tamiz Nº 4 (4.76 mm.), y es el proveniente de la desintegración natural o mecánica de las rocas. AGREGADO TAMIZ o MALLA
FINO
GRUESO
Mg. Ing. CARLOS VILLEGAS M.
149 um
Nº 100
2,38 um
Nº 50
595 um
Nº 30
1,19 um 2,38 um
Nº 16 Nº 8
4,76 um
Nº 4
9,51 mm
3/8 "
12,7 mm
1/2 "
19,0 mm
3/4"
25,4 mm
1 "
38,1 mm
1 1/2 "
50,8 64,0 76,1 90,5
2 2 3 3
mm mm mm mm
101,6 mm
" 1/2 " " 1/2 "
4 "
GRAVA: Proveniente de la desintegración natural de materiales pétreos, encontrándoseles en canteras y lechos de los ríos, depositados en forma natural. PIEDRA CHANCADA: Agregado grueso obtenido por la trituración artificial de rocas o gravas.
HORMIGÒN: Es el material compuesto por grava y arena empleado en forma natural de extracción .
AGREGADO TAMIZ o MALLA
FINO
GRUESO
149 um Nº 100 2,38 um Nº 50 595 um Nº 30 1,19 um Nº 16 2,38 um Nº 8 4,76 um Nº 4 9,51 mm 3/8 " 12,7 mm 1/2 " 19,0 mm 3/4" 25,4 mm 1 " 38,1 mm 1 1/2 " 50,8 mm 2 " 64,0 mm 2 1/2 " 76,1 mm 3 " 90,5 mm 3 1/2 " 101,6 mm 4 "
TAMICES NORMALIZADOS:
El agua a utilizar debe de ser agua potable y en la mezcla de concreto reacciona químicamente con el material cementante para lograr;
• •
•
La formación de la pasta. Facilita una adecuada manipulación y colocación del concreto fresco Se convierte en un producto de las características deseadadas en el estado endurecido.
DEFINICIÓN Productos capaces de disolverse en agua, que se adicionan durante el mezclado en porcentajes no mayores del 3% de la masa de cemento, con el propósito de producir una modificación en el comportamiento del concreto en su estado fresco y endurecido.
Permiten la producción de concretos con características diferentes, han dado un creciente impulso a la construcción y se consideran como un nuevo ingrediente, con el cemento, el agua y los agregados.
EVOLUCION DE LOS ADITIVOS EN EL TIEMPO MEJORAN SU PERFORMANCE
CONCRETO+ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE = CONCRETO AUTOCOMPACTANTE
0.90% a 2.00% DEL PESO EL CEMENTO DENSIDAD: 1.10 gr./cm.3
PASTA+ARENA+PIEDRA+ADITIVO = AIRE ATRAPADO +ADICION MINERAL
CONCRETO ALTA RESISTENCIA
Ceniza volante
Micrografía de partículas de ceniza volante (aumento 1000X)
MAXIMOS AVANCES EN LA QUIMICA DE LOS ADITIVOS CON BASE EN POLIMEROS DE LA MARCA SIKA
CONCRETO CON ADITIVO PLASTIFICANTE:
CONCRETO CON ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE:
CONCRETO NORMAL:
Concreto fluido con alto asentamiento se coloca fácilmente, incluso en áreas con alta congestión de armadura.
Conocimiento de técnicas vigentes:
las
normas
- Reglamento Nacional de Edificaciones, E-060 de Concreto Armado - ACI 318-2013 - Normas Técnicas Peruanas. - ASTM.
Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTÍNEZ
82
