Usos y aplicación del concreto
El concreto, se diseña para utilizarse en elementos estructurales que soportaran esfuerzos de carga a la compresión y a la flexión, en el primero de los casos elementos como las cimentaciones cimentaciones,, pavimentos, columnas, y en el segundo caso las vigas, o que soporte una combinación de estas cargas como las losas de piso. Es necesario indicar que el concreto por si solo no puede soportar grandes cargas y esfuerzos, si va a soportar cargas que impliquen flexión este deberá ser reforzado con un alma de acero, conformadas con varillas de acero corrugadas, que conjunto con el concreto, conforman lo que se conoce como, concreto armado. Su empleo es habitual en obras de arquitectura e ingeniería, tales como edificios, puentes, diques, puertos, canales, túneles, pistas de aterrizaje, aceras, presas, sistema de riego y canalización, etc. Incluso en edificaciones cuya estructura principal es el acero su utilización es imprescindible para conformar la cimentación.
El concreto es casi el único material de construcción que llega en bruto a la obra esta característica hace que sea útil en una construcción ya que puede moldearse de manera muy fácil.
Puente atirantado de concreto
Edificación de concreto
CARACTERISTICA DEL CONCRETO Las propiedades del concreto en estado fresco (plástico) y endurecido, se pueden modificar agregando aditivos al concreto, usualmente en forma liquida, durante su dosificación. Los aditivos se usan comúnmente para ajustar el tiempo de fraguado o endurecimiento, reducir la demanda de agua, aumentar la trabajabilidad, incluir intencionalmente aire, y ajustar otras propiedades del concreto. Después de un proporcionamiento adecuado, así como, dosificación, mezclado, colocación, consolidación, acabado, y curado, el concreto endurecido se transforma en un material de construcción resistente, no combustible, durable, resistencia al desgaste y prácticamente impermeable que requiere poco o nulo mantenimiento.
CARACTERISTICAS PRINCIPALES TRABAJABILIDAD La facilidad de colocación, consolidación y acabado del concreto fresco y el grado que resiste a la segregación se llama trabajabilidad. El concreto debe ser trabajable pero los ingredientes no deben separarse durante el transporte y manoseo. El sangrado es la migración del agua hacia la superficie superior del concreto recién mezclado provocada por el asentamiento de los materiales sólidos – cemento, arena y piedra dentro de la masa. El asentamiento es consecuencia del efecto combinado de la vibración y de la gravedad.
Un sangrado excesivo aumenta la relación agua-cemento cerca de la superficie superior, pudiendo dar como resultado una capa superior débil de baja durabilidad, particularmente si se llevan acabo las operaciones de acabado mientras está presente el agua de sangrado. Debido a la tendencia del concreto recién mezclado a segregarse y sangrar, es importante transportar y colocar cada carga lo más cerca posible de su posición final. El aire incluido mejora la trabajabilidad y reduce la tendencia del concreto fresco de segregarse y sangrar .
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RESISTENCIA
El concreto posee una resistencia a la comprensión muy buena con valores típicos en el país entre 210 y 350 kgf /cm2.Sin embargo, se producen actualmente concretos de alta resistencia con valores de resistencia hasta de 1200 kgf/cm2.Tambien tiene sus desventajas, como su poca resistencia a la tracción, aproximadamente la decima parte de la de comprensión. La deficiente resistencia a tensión del concreto simple dificulta su uso como material en vigas o elementos de flexión. Es necesario combinarlo con acero que tiene alta resistencia a la tensión, dando origen al concreto reforzado (con varillas) y al concreto preesforzado, que introduce esfuerzos de comprensión que contrarrestan los esfuerzos de tensión (tracción) en las secciones donde se presentan.
DURABILIDAD
Cuando el concreto no se deteriora con el paso del tiempo, se afirma que el concreto durable. La falta de durabilidad puede deberse al medio al que está expuesto el concreto o a causas internas del mismo. Las causas externas pueden ser físicas, químicas o mecánicas (temperaturas externas, acción electrolítica, abrasión, gases industriales, etc.). El grado de deterioro dependerá de la calidad del concreto, aunque en condiciones extremas, cualquiera que esté mal protegido se daña. La permeabilidad es una característica importante para la durabilidad. La penetración de materiales en solución puede afectar el concreto, por ejemplo cuando lixivan con Ca(OH) o con ataques de líquidos agresivos. En si existen seis grandes grupos de factores que afectan la durabilidad del concreto.
• Características de los materiales en el concreto • Propiedades físicas del concreto endurecido • Condiciones a las que está expuesto el concreto • Cargas transmitidas al concreto • Procedimientos constructivos usados en la colocación del concreto
• Tipo de estructura en la cual se va a usar el concreto. Como regla general se puede establecer que mientras menos poroso sea el concreto menos susceptible será al ataque de los agentes físicos o químicos.
PERMEABILIDAD Y HERMETICIDAD
La hermeticidad se define a menudo como la capacidad del concreto de refrenar o retener el agua sin escapes visibles. La permeabilidad, a su vez, se refiere a la cantidad de migración de agua a través del concreto cuando el agua se encuentra a presión, o a la capacidad del concreto de resistir la penetración de agua u otras sustancias. La penetración de materiales en solución puede afectar adversamente la durabilidad del concreto, especialmente cuando esta expuesto a líquidos agresivos. Esta penetración depende de la permeabilidad del concreto, determinado por la facilidad relativa con que el concreto puede saturarse de agua, muchas veces asociado con la vulnerabilidad del concreto a la congelación. En el caso del concreto reforzado, el acceso de la humedad y el aire tiene como resultado la corrosión del acero de repuesto, que a su vez hace que aumente el volumen del acero, lo cual origina grietas y descaramientos. La permeabilidad va con relación a lo hermético de las estructuras que retienen líquidos y de otras. Además la penetración de humedad en el concreto afecta sus propiedades de aislamiento térmico. .
ELASTICIDAD
Se dice que un material es perfectamente elástico si sufre deformaciones unitarias en el momento de aplicar un esfuerzo y desaparecen al quitarlo. Esta definición no implica una relación lineal de esfuerzo-deformación unitaria. Un comportamiento elástico con una relación no lineal de esfuerzo-deformación unitaria se presenta, por ejemplo, el vidrio y en algunas rocas. Las propiedades del agregado también influyen sobre el módulo de elasticidad aunque por lo general no afecta la resistencia a la compresión: mientras más alto sea el módulo de elasticidad del agregado mayor será el módulo del concreto resultante.
EXPANSIÓN
La pasta de cemento o el concreto curado continuamente en agua desde el momento de la colación presentan aumentos en volumen y peso. Esta expansión se debe a la absorción de agua por el gel de cemento: las moléculas de agua actúan sobre las fuerzas de cohesión y tienden a forzar las partículas del gel y apartarse unas de otras resultando una presión de expansión. La expansión va acompañada de un incremento en el peso del orden del 1%.6 El incremento en peso es por lo tanto considerablemente mayor que el aumento en volumen, ya que el agua ocupa los huecos creados por la disminución de volumen en la hidratación.
CONTRACCIÓN
La contracción del sistema conservador se conoce como cambio de volumen autógeno o contracción autógena, en la práctica esto se produce en el interior de una gran mesa de concreto. El cambio de volumen autógeno con un alto contenido de cemento y con el uso de cementos finos tiende a incrementarse a temperaturas elevadas. La magnitud del movimiento está entre 40×10, a la edad de un mes, y de 100×107, después de 5 años (medida como deformación unitaria lineal).
Por lo tanto, la contracción es relativamente pequeña y en la práctica (excepto estructuras de concreto masivo) no es necesario tomarlo como factor de contracción por secado externo. El cambio en el volumen del concreto no es igual al volumen de agua retirada. La pérdida de agua libre que tiene lugar al principio causa contracción muy pequeña o nula.
FLUENCIA
El incremento en la deformación unitaria mientras actúa la carga completa o parte de ella, se debe a la fluencia del concreto. Podemos definirlo como un aumento en deformación unitaria bajo esfuerzo sostenido y como dicho aumento puede ser
varias veces mayor a al deformación unitaria debida a la carga, la fluencia reviste considerable importancia en la mecánica estructural.
De otro punto de vista, si las restricciones son tales que una muestra de concreto bajo esfuerzo se ve sometida a una deformación unitaria constante, la fluencia aparecerá como la reducción progresiva del esfuerzo con el tiempo.
VERSATILIDAD Todas las obras de concreto se diseñan a la medida de las necesidades del usuario. Ya sea que se utilice como un elemento estructural importante de un edificio o se emplee para fabricar elementos decorativos en jardinería ornamental, tiene la facilidad de diseñarse específicamente para satisfacer el uso previsto. Para producir el concreto necesario para un trabajo en particular, el proyectista puede variar la resistencia, peso volumétrico, color, trabajabilidad y tiempo de fraguado del concreto, entre muchas otras de las múltiples posibilidades. Los aditivos también permiten dotar al concreto de características específicas.
FORMA DE PARTICULA Y TEXTURA SUPERFICIAL
Para producir un concreto trabajable, las partículas elongadas, angulares, de textura rugosa necesitan mas agua que los agregados compactos, redondeados y lisos. En consecuencia, las partículas de agregado que son angulares, necesitan un mayor contenido de cemento para mantener la misma relación agua-cemento. La adherencia entre la pasta de cemento y un agregado generalmente aumenta a medida que las partículas cambian de lisas y redondeadas a rugosas y angulares.
PROPIEDADES ACUSTICAS
Aquí se considera solamente las propiedades del material, pues la influencia de la forma estructural y de los detalles de construcción son de otro tema especializado. Se pueden distinguir dos propiedades acústicas de un material de construcción: absorción y transmisión del sonido. Cuando la energía de las ondas choca contra la pared, una parte se absorbe y la otra se refleja, y se puede definir un coeficiente de absorción como la medida de la proporción de energía del sonido absorbida por
una superficie con respecto a la energía total que incide sobre ella. La diferencia de acústica se relaciona con la variación en porosidad y textura, y es posible que en una estructura que haga fluir el aire aumente mucho la absorción del sonido al convertir en calor la energía del sonido, por alrededor del obstáculo del sonido, pero en lo que se refiere al muro divisorio mismo, existen otros factores además del peso: la hermeticidad, la rigidez a la flexión y la presencia de cavidades.
CONSOLIDACIÓN En una mezcla de concreto plástico todos los granos de arena y las piezas de grava o de piedra que eran encajonados y sostenidos en suspensión. Los ingredientes no están predispuestos a segregarse durante el transporte; y cuando el concreto endurece, se transforma en una mezcla homogénea de todos los componentes.
VELOCIDAD DE SECADO El concreto ni endurece ni se cura con el secado. El concreto (o de manera precisa, el cemento en el contenido) requiere de humedad para hidratarse y endurecer. El secado del concreto únicamente esta relacionado con la hidratación y el endurecimiento de manera indirecta. Al secarse el concreto, deja de ganar resistencia; el hecho de que este seco, no es indicación de que haya experimentado la suficiente hidratación para lograr las propiedades físicas deseadas. El conocimiento de la velocidad de secado es útil para comprender las propiedades o la condición física del concreto. Por ejemplo, tal como se menciono, el concreto debe seguir reteniendo suficiente humedad durante todo el periodo de curado para que el cemento pueda hidratarse. El concreto recién colado tiene agua abundante, pero a medida de que el secado progresa desde la superficie hacia el interior, el aumento de resistencia continuara a cada profundidad únicamente mientras la humedad relativa en ese punto se mantenga por encima del 80%.
ADHERENCIA DEL CONCRETO AL ACERO DE REFUERZO Cuando se especifica acero de refuerzo en una estructura de concreto, resulta necesario que el concreto forme una liga mecánica sumamente estrecha con este acero; a esta propiedad del concreto se le llama resistencia por adherencia. En una estructura de concreto reforzado, la mezcla endurecida de concreto se adhiere al acero de refuerzo y proporciona resistencia al deslizamiento o movimiento del acero. Como podemos observar, esta adherencia al acero es una propiedad del concreto que permite que las construcciones tengan bases más sólidas, permitiendo así la elaboración de construcciones fuertes.
PESO ESPECIFICO El peso especifico (densidad relativa) de un agregado es la relación de su peso respecto al peso de un volumen absoluto igual de agua (agua desplazada por inmersión). Se usa en ciertos cálculos para proporcionamiento de mezclas y control, por ejemplo en la determinacion del volumen absoluto ocupado por el agregado.
PESO UNITARIO El peso volumétrico (también llamado peso unitario o densidad en masa) de un agregado, es el peso del agregado que se requiere para llenar un recipiente con un volumen unitario especificado.
ESTABILIDAD VOLUMÉTRICA El concreto endurecido presenta ligeros cambios de volumen debido a variaciones en la temperatura, en la humedad en los esfuerzos aplicados. Estos cambios de volumen o de longitud pueden variar de aproximadamente 0.01% hasta 0.08%. En le concreto endurecido los cambios de volumen por temperatura son casi para el acero. El concreto que se mantiene continuamente húmedo se dilatara ligeramente. Cuando se permite que seque, el concreto se contrae. El principal factor que influye en la magnitud de la contracción por el secado aumenta directamente con los incrementos de este contenido de agua.
BIBLIOGRAFIA http://notasdeconcretos.blogspot.com/2011/04/concreto-trabajabilidad.html http://www.arqhys.com/resistencia-concreto.html Tecnologia de concreto de lng. Jaime Gomezjurado Sarria http://www.arquba.com/monografias-de-arquitectura/planteamiento-sel-problema/
