Tema 6 - Concreto (Parte 1)

UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA

¡Segunda Universidad Fundada en el Perú! UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA

M. Sc. Ing. Hemerson Hemerson Lizarbe Alarc Alarcón ón http://hemersonlizarbe.wordpress.com/

Tema: CONCRETOS Y MORTEROS

Materiales de Construcción - Ingeniería Civil M.Sc.Ing. Hemerson Lizarbe Alarcón

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¡Segunda Universidad Fundada en el Perú!

ANTECEDENTES HISTÓRICOS Hace tiempo atrás.  Egipto Grecia  Roma

Emplearon aglomerantes en la construcción de diversas infraestructuras Los Romanos construyeron las cisternas romanas. En sus construcciones tanto griegos como romanos empleaban material puzolánico mezclado con cal para preparar morteros hidráulicos o concretos.

ANTECEDENTES HISTÓRICOS Los mejores concretos empleados en las más famosas construcciones romanas, fueron hechos de ladrillo roto, cal y puzolana (ejm. El Panteón de Adriano).


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ANTECEDENTES HISTÓRICOS … Hace tiempo atrás.

En 1756, el ingles Jhon Smeaton efectúa una severa investigación de morteros en relación con la constr construcción ucción del Faro del poblado de Eddystons, Eddystons, en Inglaterra.

ANTECEDENTES HISTÓRICOS … Hace tiempo atrás. En 1824, Joseph Asphin y I.C. Johnson, patentan el denominado cem cemento ento portland portland estableciendo que este debe ser fabricado combinando materiales calizos y arcillosos en proporciones determinadas, calentando calentando el material en un horno, y pulverizando el producto hasta conseguir un polvo muy fino. En 1892, el francés Feret establece los primeros principios modernos para el proporcionamiento de las mezclas de morteros o concreto.


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UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA


ANTECEDENTES HISTÓRICOS … Hace tiempo atrás. En 1907, los norteamericanos Fuller y Thopson publican sus investigaciones en relación con el concreto a ser empleado por la Comisión del Acueducto de la ciudad de Nueva York. En este trabajo se pone énfasis en la densidad del concreto.

ANTECEDENTES HISTÓRICOS … Hace tiempo atrás. En 1918, como conclusión de un programa de investigaciones realizado en el Lewis Institute de la ciudad de Chicago, se desarrolla la primera teoría coherente sobre el proporcionamiento de mezclas de concreto. En 1923, el norteamericano Gilkey plantea las primeras observaciones a la ley de Abrams y sostiene que el agregado no es un material inerte de relleno.


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ANTECEDENTES HISTÓRICOS … Hace tiempo atrás. En 1926, los norteamericano Bolomey propone una curva teórica modificada a ser utilizada en granulometrías continuas. Durante la década de los 30, Weymouth desarrolló la teoría de que “es necesario estudiar la estructura total y diferenciar entre los vacíos debidos a la pasta.

ANTECEDENTES HISTÓRICOS … Hace tiempo atrás. En los últimos 50 años se realizan mayores estudios relacionados al diseño de mezclas y sus propiedades . Asimismo, se ha publicado normas técnicas y recomendaciones para el diseño de mezclas. También, se desarrollan los aditivos como modificadores de las propiedades del concreto.


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DEFINICIÓN DEL CONCRETO

DEFINICIÓN DEL CONCRETO El CONCRETO, también denomi nado HORMIGON en algunos países de Iberoamérica, es el material resultante de la mezcla de cemento (u otr o conglomerante) con áridos (grava, gravill a y arena) y agua. Hoy en día se maneja un nuevo concepto. Concreto = cemento + arena + piedra + agua + aire + aditivos


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TIPOS DE CONCRETO

TIPOS DE CONCRETO  Concreto

Liviano  Concreto Pesado  Concreto de Alta Resistencia  Concreto Masivo  Concreto Sin Slump  Concreto Rolado Compactado  Concreto Shotcrete


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CONCRETO LIVIANO

CONCRETO LIVIANO  Similar al concreto estándar excepto que tiene baja

densidad. Es preparado con agregados ligeros o combinados con los agregados estándar. La densidad varia entre 1365 y 1850 Kg/m3 y una resistencia a la compresión a los 28 días de aproximadamente 175 kg/cm2. Este concreto es usado primordialmente para reducir el peso propio en elementos de concreto tales como losas de entrepiso en edificios altos.


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CONCRETO PESADO

CONCRETO PESADO  Producido con agregados pesados especiales, lográndose una densidad por encima de los 6400kg/m3. Es usado generalmente como una pantalla contra la radiación o como contrapeso y otras aplicaciones donde la densidad es importante. Como pantalla: proporciona protección contra rayos gamma, X, radiación de neutrones. La selección de este concreto esta basado en los requerimientos de espacio, intensidad y tipo de radiación. Se utilizan agregados de alta densidad tales como barita, ferro fósforo, geotita, hematita, ilmetita, limonita, magnetita y escoria de acero . Excepto por la densidad las propiedades físicas del concreto pesado son las mismas del concreto estándar. Se le puede agregar aditivos de acuerdo a las necesidades.


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CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA

CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA  Adquiere a edad temprana una alta resistencia. El periodo de tiempo en el que se desea que el concreto

adquiera una determinada resistencia muestra un rango muy amplio: va desde unas pocas horas hasta algunos días. Para lograr un concreto con estas características se puede usar los materiales y las mismas practicas de diseño. La resistencia puede ser obtenida por una o una combinación de los siguientes materiales dependiendo de las condiciones de trabajo que las especificaciones lo requieran:


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CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA  Cemento tipo III (Alta resistencia temprana).  Alto contenido de cemento (360 a 600 Kg.

Sobre metro cúbico). Baja relación agua-cemento (0.2-0.45).  Aditivos químicos. Microsílice. Es usado para concreto pretensado, concreto premezclado, para una rápida producción de elementos, construcciones rápidas, construcciones en climas fríos, pavimentación para uso inmediato y otros usos.

CONCRETO MASIVO


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CONCRETO MASIVO  Cualquier volumen grande de concreto con

dimensiones suficientemente extensas que requiere control de la generación del calor de hidratación y el cambio de volumen con la mínima figuración (ACI 116). Incluye bajo contenido de cemento (como el concreto que se usa en diques, presas y otras estructuras macizas), además un uso moderado de concreto que incluye un alto contenido de cemento en algunos miembros estructurales que requieren manejar el manejo del calor de hidratación y el aumento de temperatura.

CONCRETO MASIVO  En este tipo de concreto el aumento de temperatura

es causado por el calor de hidratación que trae como consecuencia una diferencia de temperatura entre la parte interior y la superficie, gradiente que ocasiona esfuerzos de tensión y rajaduras en la superficie del concreto: el ancho y la profundidad de las fracturas depende precisamente del gradiente de la temperatura.


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CONCRETO SIN SLUMP

CONCRETO SIN SLUMP  Concreto con una consistencia

correspondiente a un slump de ¼ pulgada o menos (ACI 116). En estado seco debe de ser lo suficientemente trabajable para ser trabajado y consolidado con el equipo que va a ser usado en el trabajo.


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CONCRETO ROLADO COMPACTADO

CONCRETO ROLADO COMPACTADO  Concreto sin slump, y seco que es compactado

mediante un rodillo vibratorio de compactación. Es una mezcla de agregado, cemento y agua. El contenido de cemento varia de 60 a 360 kg/m3, mezclándose con una mezcladora tradicional o un mixer. Este concreto es considerado como el mas rápido y económico método de construcción en presas de gravedad, pavimentos, aeropuertos, y como sub-bases para caminos y avenidas que luego serán pavimentadas.


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CONCRETO ROLADO COMPACTADO  La resistencia a la compresión obtenida es de 70 a 315

kg/m2, sin embargo los pavimentos requieren de una resistencia a la compresión de aproximadamente 350 kg/cm2. Debe reunir algunas condiciones para su colocación: Tener suficiente espesor para que la compactación sea uniforme y completa con los equipos usados (8 a 12 pulgadas cuando va a ser colocado y consolidado con equipo convencional de movimientos de tierra o equipos de pavimentos).  ACI 207.5 especifica ampliamente el proceso de mezclado y procedimientos de construcción.

CONCRETO SHOTCRETE


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SHOTCRETE  Es un mortero de concreto

que es lanzado neumáticamente sobre una superficie a alta velocidad. La relativamente seca mezcla es consolidada por la fuerza de impacto y puede ser colocada sobre superficies vertical y horizontal sin ocurrir disgregación.

SHOTCRETE  Es usado para construcciones

nuevas pero es mas común su uso en reparaciones. Su aplicación es particularmente importante en estructuras abovedadas o en la construcción de túneles para la estabilización de fragmentos de roca suelta y expuesta.


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SHOTCRETE  Sus propiedades son muy dependientes del

operador, tiene una resistencia a la compresión y un peso especifico similar al de un concreto de alta resistencia y uno Standard respectivamente. Pueden ser usados agregados con un tamaño máximo ¾ de pulgada. Puede ser producido mediante un proceso seco o húmedo.

SHOTCRETE : PROCESO SECO  Se hace un pre-mezclado del cemento

y los agregados: luego esta mezcla supuestamente homogénea va a ser impulsada por una compresora de aire hacia la boquilla. El agua es adicionada a la mezcla en la boquilla a la salida mezclándose íntimamente, para que inmediatamente sea lanzada, proyectada sobre la superficie.


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SHOTCRETE : PROCESO HUMEDO  Todos los ingredientes son premezclados y

luego lanzados sobre la superficie. Si se adiciona al final de la boquilla una compresora de aire se incrementa la velocidad del lanzamiento de la mezcla sobre la superficie.

CONCRETOS ESPECIALES


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CONCRETOS ESPECIALES Son aquellos cuyas características principales no son las del concreto ordinariamente concebido, ya sea por algún tipo especial de insumos, o por la tecnología de aplicación y/o producción. Muchos de los concretos especiales no contienen cemento Pórtland.

Algunos tipos de concretos especiales CONCRETOS ESPECIALES FABRICADOS CON CEMENTO PORTLAND C. con aire incluido C. arquitectónico C. colado centrifugado C. coloreado C. con densidad controlada C. ciclópeo C. con epóxicos C. con agregados expuestos Ferrocemento C. reforzado con fibras C. fluido C. con cenizas volantes C. tipo grounting C. pesado

C. con alta resistencia temprana C. aislante C. con látex modificado C. con baja densidad C. masivo C. liviano con resistencia moderada C. sin slump C. modificado con polímeros C. poroso C. puzolánico C. precolado C. con graduaciones discontinuas


C. perforable C. pretensado C. rolado compactado C. protegido Shotcrete C. microsílica Suelo cemento C. liviano-estructural C. con súper plastificante C. terrazo C. blanco C. con cero slump C. compensado en la concentración de fragua

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¡Segunda Universidad Fundada en el Perú! Algunos tipos de concretos especiales CONCRETOS ESPECIALES SIN USO DE CEMENTO PORTLAND

C. acrílico C. asf áltico C. aluminio y calcio C. epóxico

C. látex

C. poliéster C. polimero C. silicato y potasio C. sodio y potasio C. sulfuroso

CURADO DEL CONCRETO


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CURADO DEL CONCRETO

El CURADO tiene por finalidad mantener en el concreto el contenido del agua adecuado para alcanzar la máxima hidratación del cemento.

Curado del Concreto El concreto deberá ser curado por lo menos los 7 primeros días después de su colocación, en el caso del concreto de alta resistencia inicial este tiempo podrá reducirse a 3 días, si se usa cemento tipo IP ó IPMel curado se suspenderá antes que el concreto de las probetas curadas bajo condiciones de obra alcancen una resistencia del 70% de la resistencia especificada.


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METODOS DE CURADO  Curado

con agua  Materiales sellantes  Curado a vapor

METODOS DE CURADO Curado

con agua

Se contemplan varios pro cedimientos: Por inmersión: Es el método que produce los mejores resultados, pero presenta inconvenientes de tipo pr áctico, pues implica inundar o sumergir completamente el elemento de concreto.


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METODOS DE CURADO … Curado con agua Mediante el empleo de rociadores o fumigadores: Con este método se consiguen buenos resultados y es fácil de ejecutar. Tiene el inconveniente de la intermitencia que puede conducir a un curado deficiente.

METODOS DE CURADO … Curado con agua Coberturas húmedas: Estos tejidos como el yute, mantienen la humedad en superficies tanto verticales como ho rizontales, pero deben ser humedecidos p eriódicamente, con el riesgo de que si no se mantienen el nivel de humedad el curado es defici ente. Presentan el problema de absorber, eventualmente el agua útil del concreto.


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METODOS DE CURADO … Curado con agua Curado con arena, tierra o aserrín Se emplea con algún éxi to el curado mediante el cubri miento del concreto. Es muy útil cuando se presentan vi entos fuertes. Tiene el problema de que puede manchar o deteriorar el concreto .

METODOS DE CURADO Materiales sellantes Incluye esta categoría las láminas y l os compuestos curadores líquidos que forman membrana, como son: Películas de plástico Papel impermeable Compuestos de curado (Norma ASTM C309-81)


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METODOS DE CURADO Curado a vapor Puede ser usado con ventaja cuando es imp ortante ganar resistencia inicial en el conc reto o cuando se requiera de calor adicional para completar la hidratación, como para concretos en climas fríos. Se usan 2 métodos: Curado a vapor a la presión atmosférica Curado a vapor en autoclaves a altas temperaturas.

PROPIEDADES DEL CONCRETO


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PROPIEDADES DEL CONCRETO Resistencia a la compresión: Para una determinada clase de concreto es designada con el símbolo F`c , y corr esponde a la resistencia que debe alcanzar el concreto a lo s 28 días a partir de su elaboración. Los valores us uales de resistencia que se suele especificar en lo s proyectos van desde 140 kg/cm2 hasta 350 kg/cm2 y aún mayores en proy ectos especiales.

PROPIEDADES DEL CONCRETO Trabajabilidad y consistencia del concreto fresco: La trabajabilidad es la propiedad del concreto en estado fresco requerida para ser transport ado, colocado y compactado en los encofrados, sin pérdida de homogeneidad (componentes del concreto distribuidos uniformemente y en la misma proporción en cualquier porción de la masa de concreto).


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PROPIEDADES DEL CONCRETO … Trabajabilidad y consistencia del concreto fresco: La consis tencia abarca diversos grados de fluidez, desde mezclas secas o rígidas, hasta mezclas fluidas o sueltas. Es elegida teniendo en cuenta el elemento o componente a construirs e y el método de compactación a emplearse en la colocación. Es recomendable, especialmente cuando se trata de losas, columnas y muros , trabajar con mezclas de consistencia plástica.

PROPIEDADES DEL CONCRETO Durabilidad: Se refiere a su competencia para resistir en el tiempo severas condiciones de exposi ción como son los cicl os de congelación y deshielo, típicos en la región de nuestr a sierra. Este fenómeno se caracteriza por la generación de esfuerzos en la masa de concreto descongelamiento del agua contenida en sus por os, esfuerzos que eventualmente , pueden ocasionar la fisuración y hasta la desintegración del concreto.


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FORMAS DE OBTENER UN CONCRETO

FORMAS DE OBTENER UN CONCRETO  En Laboratorio: Trompo  En Obra: Mezcladora  Premezclado: Mixer


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CONCRETOS HECHOS EN EL PERU  Bombeables De fragua Retardada De fragua acelerada De resistencia acelerada De alta resistencia  Rheoplásticos Relleno Fluido Celulares Livianos

Contracción Controlada Impermeabilizados Con Inhibidores de

Corrosión Para Pavimentos Lanzado Con fibra Postensado  Pretensado White topping

IMPORTANCIA DE LA DOSIFICACION DE LAS MEZCLAS

En la dosificación de las mezclas de concreto deberá tenerse cuidado de que haya la cantidad de pasta necesaria no solo para recubrir el agregado y facilitar su movilidad, sino también para facilitar su movilidad, y ocupar los vacíos existentes entre partículas. La trabajabilidad y consistencia del concreto deberán ser las adecuadas para que la mezcla ocupe totalmente los encofrados y recubra el acero de refuerzo y elementos embebidos.


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¡Segunda Universidad Fundada en el Perú! COLOCACION DEL CONCRETO Transporte desde la salida de la Mezcladora A mano: utilizando Latas o baldes Con Carretillas Con Boogies Con Fajas transportadoras ”Sin Fin” Con Canaletas del Mixer

COLOCACION DEL CONCRETO

Transporte para elevar el Concreto. Se Usa: Winches con Plataforma Grúas Baldes (Elevador) Bombeo y Superbombeo .


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¡Segunda Universidad Fundada en el Perú! PROVEEDORES DE CONCRETO En Lima Concreteras: UNICON, PREMIX, MIXERCON, FIRTH, LIDERMIX, PROME Con Mezcladoras colocadas en las afueras de la obra: Industrias de Maquinarias En AAHH se realiza en las afueras de la obra sobre la vereda o tierra (Es de pésima calidad).

PROVEEDORES DE CONCRETO

En Provincias Dependerá de la disponibilidad. Plantas Móviles Mezcladoras Mezcla sobre el suelo (Pésima Calidad )


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