SEMANA
IX:CONCRETO
“Año de la Inversión para el
Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”
UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS
Facultad de Ingeniería y Arquitectura
Escuela Académica Profesional de Ingeniería Civil
Filial - La Merced
CONCRETO
PROFESOR: REYNALDO SUAREZ LANDAURO
ALUMNO: AGUIRRE TRINIDAD GILBER
CURSO: TECNOLOGÍA DE MATERIALES
CICLO
:
IV
CHANCHAMAYO – 2014
Concreto:
Concreto:
aglomerante es en
la mayoría de las ocasiones cemento (generalmente cemento
Portland) mezclado con una proporción adecuada de agua para que se produzca una reacción
de hidratación. Las partículas de agregados, dependiendo fundamentalmente de su
diámetro medio, son los áridos (que se clasifican en grava,
gravilla y arena). La sola mezcla de cemento con arena y agua (sin la
participación de un agregado) se denomina mortero. Existen hormigones que
se producen con otros conglomerantes que no son cemento, como el hormigón
asfáltico que utiliza betún para realizar la mezcla.
El cemento es un material pulverulento que por sí
mismo no es aglomerante, y que mezclado con agua, al hidratarse se convierte en
una pasta moldeable con propiedades adherentes, que en pocas
horas fragua y se endurece tornándose en un material de consistencia pétrea.
El cemento consiste esencialmente en silicato cálcico hidratado (S-C-H),
este compuesto es el principal responsable de sus características adhesivas. Se
denomina cemento hidráulico cuando el cemento, resultante de su hidratación, es
estable en condiciones de entorno acuosas. Además, para poder modificar algunas
de sus características o comportamiento, se pueden añadir aditivos y adiciones (en
cantidades inferiores al 1 % de la masa total del hormigón), existiendo
una gran variedad de ellos: colorantes, aceleradores, retardadores de fraguado,
fluidificantes, impermeabilizantes, fibras, etc.
CLASIFICASION DE CONCRETOS
Concreto ciclopeo
Concreto ciclopeo La piedra será limpia, durable,
libre de fracturas y no meteorizada ni sucia. Tendrá un tamaño entre 15 y 30
cm y se someterá a las especificaciones del agregado grueso, salvo en lo
que se refiere a la gradación. Todas y cada una de las piedras deberán quedar
totalmente rodeadas de concreto sin que la distancia mínima entre dos piedras
adyacentes o las piedras y la cara del bloque de concreto sea menor de 10
cm. Las piedras deben quedar perfectamente acomodadas dentro de la masa de
concreto y colocadas en ésta con cuidado. Ninguna piedra puede quedar pegada a
la formaleta ni a otra piedra.
Concreto armado
La técnica constructiva del hormigón armado
consiste en la utilización de hormigón reforzado con barras o mallas de acero,
llamadasarmaduras. También se puede armar con fibras, tales como fibras
plásticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero
con fibras dependiendo de los requerimientos a los que estará sometido. El
hormigón armado se utiliza en edificios de todo tipo, caminos,puentes, presas,
túneles y obras industriales. La utilización de fibras es muy común en la
aplicación de hormigón proyectado o shotcrete, especialmente en túneles y obras
civiles en general.
Concreto Presforzado
En 1866 en California se obtuvo una patente del
concreto presforzado pero fue hasta finales de la década de los cuarentas
cuando realmente se empezó a desarrollar debido a la gran escasez de acero que
presentó Europa para ser reconstruida al finalizar la II guerra
mundial.
Se considera a Eugene Freyssinet como el padre del
concreto presforzado. Él pensó que el presfuerzo podría ser muy útil al tener
disponibilidad de acero de alta resistencia con concreto de alta calidad. Estos
materiales fueron progresando lentamente y fue hasta 1928 cuando logró
conseguir una patente de estos y publicar el libro “Una revolución en el arte
de la construcción” pero, los ingenieros de esa época supusieron que era una
idea novelesca ya que nunca alcanzaría éxito.
Sin embargo, hubo algunos como Mangel en Bélgica y
Hoyer en Alemania que reconocieron su futuro haciendo surgir ideas básicas de
los sistemas de presforzados, ya que en su época hacían falta. Se contaba con
nuevas herramientas y materiales, por lo que fueron los ingenieros europeos
quienes encabezaron el nuevo método de construcción que acaparó la atención del
resto del mundo. Algunos ejemplos se dan en Estados Unidos debido a que se
había anticipado el uso de este material tuberías, pilotes, depósitos para
agua, etc. Pero no fue hasta 1951 que realmente se utilizó el verdadero
concreto presforzado al hacer el primer puente vehicular de este material.
Tipos de concretos
de acuerdo a su peso:
Concreto pesado:
Los concretos pesados se caracterizan por su
densidad, que varía entre 2.8 a 6 T/m3.
Concreto normales:
Concretos normales, que se encuentran entre 2.2
a 2.3 T/m3. La fabricación de los cementos pesados se realiza
con los cementos Portland normalizados y con agregados pesados, naturales o
artificiales, cuyas masas volumétricas absolutas se encuentran entre 3.5 a 7.6.
Dentro de estas características pueden comprenderse más de 50 elementos. Sin
embargo, generalmente sólo algunos de ellos son utilizados por razones de
disponibilidad y economía.
CONCRETOS
ESPECIALES
DEFINICIÓN
son aquellos cuyas características especiales no son las del concreto
ordinariamente concebido, ya sea por algún tipo especial de insumos, o
por la tecnología de producción y/o aplicación.
El propósito de este artículo es dar a conocer algunos de los tipos de
concretos especiales que se utilizan comúnmente. Los nombres de muchos de ellos
nos describen el uso, propiedades o condición del concreto. Es notable el
desarrollo de concretos que no utilizan cemento PORTLAND como elemento cementante.
ALGUNOS TIPOS DE
CONCRETOS ESPECIALES
CONCRETOS ESPECIALES FABRICADOS CON CEMENTO PORTLAND
1.1 CONCRETO LIVIANO
Este concreto es similar al concreto standart excepto que es te
tiene una baja densidad. Este concreto es preparado con agregados ligeros o una
combinación de estos y los agregados standart.
La densidad del concreto liviano normalmente está entre 1365 y 1850
kg/m3 y y una resistencia a la compresión a los 28 días de
aproximadamente 175kg/m2. Este concreto es usado primordialmente para
reducir el peso propio en elementos de concreto tales como losas de entrepisos
en edificios altos.
1.2 CONCRETO PESADO
Este concreto es producido con agregados pesados especiales, lográndose
una densidad por encima de los 6400 kg/m3. El concreto pesado es usado
generalmente como una pantalla contra la radiación, pero es también empleado
como contrapeso y otras aplicaciones donde la alta densidad es importante.
Como una pantalla, el concreto pesado proporciona protección adecuada a
los efectos de rayos X, rayos gamma y la radiación de neutrones. La selección
del concreto pesado como pantalla anti-radiactiva está basada en los
requerimientos de espacio y en la intensidad y tipo de la radiación. Donde los
requerimientos de espacio no es importante, el concreto estándar generalmente
proporciona la solución más económica; sin embargo si la disponibilidad de
espacio es limitada, el concreto pesado reduce notablemente el espesor de la
pantalla sin sacrificar la eficiencia.
requisitos necesarios para su
uso, mediante una selección cuidadosa de materiales y diseños. Excepto por la
densidad, las propiedades físicas del concreto pesado son similares a los
concretos estándar.
1.3 CONCRETO DE ALTA-RESISTENCIA TEMPRANA
este concreto adquiere a edad temprana una resistencia especificada
mayor que la que se obtendría a la misma edad con un concreto estándar. 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 prácticas de diseño.
- Cemento Tipo III (Alta –resistencia
temprana)
- Alto contenido de cemento (360 a 600
kg/m3)
- Baja relación agua/cemento (0.2 a
0.45)
- Aditivos químicos
- Microsílica
El concreto de
alta-resistencia-temprana 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. En pavimentos
en uso de mezclas de alta-resistencia –temprana permiten abrir el tráfico a las
24 horas después del vaceado. Los resultados de resistencia para un slump de 1
½ pulg. Son:
1.4.- CONCRETO MASIVO
Concreto masivo es definido por ACI 116 como “cualquier volumen grande
de concreto situado en un área específica con dimensiones suficientemente
extensas que requiere control de la generación del calor de hidratación y el
cambio de volumen con la mínima fisuración”
El concreto masivo incluye no solo el bajo contenido de cemento como en
el concreto que usa en presas, diques, y otras estructuras macizas, sino
también el uso moderado de concreto que incluye un alto contenido de cemento en
algunos miembros estructurales que requieren considerar el manejo de calor de
hidratación y el aumento de temperatura.
profundidad de las fracturas depende precisamente del gradiente de
temperatura.
1.5.- CONCRETO SIN SLUMP
Este concreto es definido también por ACI 116 como: concreto con una
consistencia correspondiente a un slump de ¼ pulg. O menos.
Este concreto en estado normal (seco), debe ser lo suficientemente
trabajable para ser colocado y consolidado con el equipo que va a ser usado en
el trabajo.
1.6.- CONCRETO ROLADO-COMPACTADO
Este es un concreto sin slump, y seco que esw compactado mediante un
rodillo vibratorio un equipo en forma de una platea de compactación. Este
concreto es una mezcla de agregado, cemento y agua; ocasionalmente
materiales cementantes como el Fly Ash también puede ser usado. El contenido de
cemento varía desde 60 a 360 kg/m3. La mezcla puede ser hrecha con una
mezcladora tradicional, o en algunas ocasiones con camiones mezcladores o
mixer. Este concreto-rolado-compactado está considerado como el mas rápido y
económico método de construcción en presas de gravedad, pavimentos,
aeropuertos, caminos rurales, y como sub-bases para caminos y avenidas que
luego serán pavimentadas.
Una resistencia a la compresión de 70 a 315 kg/m2 pueden ser obtenidas
para concreto-rolado-compactado en proyectos de presas. Los proyectos de
pavimentos sin embargo requieren de un diseño a la compresión de
aproximadamente 350 kg/cm2.
1.7.- SUELO-CEMENTO
El suelo-cemento es una mezcla de suelo pulverizado o material granular,
cemento y agua. La mezcla es compactada para lograr alta densidad y ocurre la
reacción de hidratación del cemento que liga los agregados proporcionando la
fragua y la durabilidad.
El suelo-cemento es primordialmente usado como una base para caminos,
calles, aeropuertos y áreas de parqueo.
1.8.- SHOTCRETE
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
verticales u horizontales sin ocurrir disgregación.
abovedadas o en la construcción de túneles para la estabilización de
fragmentos de roca suelta y expuesta.
Las propiedades del shotcrete endurecido son muy dependientes del operador.
Shotcrete puede ser producidos mediante un proceso seco o húmedo.
En el proceso seco se hace un pre-mezclado del cemento y los agregados;
luego ésta mezcla, supuesta homogénea es 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.
1.9.- CONCRETO BLANCO, CONCRETO
COLOREADO
1.9.1.- CONCRETO BLANCO.-El cemento blanco portland es usado para
producir concretos blancos. Es un material usado ampliamente como material arquitectónico.
El cemento blanco es fabricado de acuerdo a ASTM C150. Este concreto es
producido con agregados y agua que no contengan materiales que puedan modificar
la coloración del concreto.
1.9.2.- CONCRETO COLOREADO.-
Este concreto, puede ser producido usando agregados coloreados, añadiendo
pigmentos de colores o ambos. Cuando son usados los agregados de colores
ellos deberán ser expuestos en la superficie del concreto.
2.- CONCRETO DE ALTO RENDIMIENTO USO
DE LA MICROSILICA
2.1.- Introducción
Históricamente, el rendimiento (performance) del concreto fue especificado y
evaluados en términos de resistencia, a mayor resistencia, mejor expectativa de
rendimiento. La experiencia sin embargo, muestra que aquellas estructuras
diseñadas para servicio de larga vida: puentes, pistas, estructuras marinas,
plantas de tratamiento, están fallando en medio ambientes hostiles debido al
problema de durabilidad y no a deficiencias de resistencia. Para ser durable,
el concreto tiene que resistir intemperismo, ataques químicos, abrasión y otros
procesos de deterioro. La resistencia a estos procesos está relacionada a
estabilidad dimensional y permeabilidad.
El término concreto de alto rendimiento (High Performance Concrete –
HPC) fue acuñado para describir un material no solo con alta resistencia, sino
también con un significativamente alto módulo de elasticidad, mínimo cambio
volumétrico y baja permeabilidad.
El concreto de alto rendimiento debe cumplir los siguientes
requerimientos:
- Permeabilidad: como un indicador de
su durabilidad no deberá exceder de 500 coulomb en un test de permeabilidad del
ion cloro AASHTO 227. Este requerimiento lo haría prácticamente impermeable.
- Estabilidad dimensional: medido en un
alto módulo de elasticidad, baja contracción y deformación, y bajo valor de
hidratación. Estas características son indispensables para evitar cualquier
efecto de esfuerzos indeseables en las est5ructuras.
- Otras características de resistencia
y trabajabilidad pueden ser añadidas dependiendo del uso final.
Los diseñadores deben darse cuenta que el HPC no es una extensión simple
del concreto estándar, por lo que los códigos de diseño existentes solo pueden
aplicarse en determinados casos.
Los concretos convencionales de alta resistencia pueden ser
incompatibles con los diseños HPC. Por esto la selección de materiales
componentes: cementos, agua, agregados, aditivos, requieren de una cuidadosa
selección en función a su propia durabilidad y también a la interacción entre
ellos. El solo hecho de bajar la relación Agua/Cemento no produce HPC. El uso
de aditivos especializados y la cuidadosa selección de agregados puede influir
en forma significativa en las propiedades, por ello la secuencia de
mezclado, eficiencia de la mezcladora, el manejo y el curado del concreto
que son importantes en concreto normal, son aún más importantes en el
HPC. Las pruebas muestran el efecto de factores tales como el orden
en que los materiales son añadidos, la energía de la mezcladora, y lo mas
importante, el adecuado curado del concreto. El manejo de este tipo
de concreto en obra es también determinante.
Los altos requerimientos de calidad convierten en mandatario un estricto
control de calidad. El control para HPC puede exceder la capacidad de la
mayoría de las máquinas de prueba usadas por laboratorios uy algunas de sus
características innovadoras tales como baja permeabilidad y estabilidad
dimensional requieren de aparatos de medición sumamente sensibles
difícilmente disponibles en los laboratorios estándar.
En los últimos tiempos, debido al desarrollo de nuevas
tecnologías, implementación de nuevos materiales y mejoramiento del uso
de otros que ya se venían utilizando, ha sido posible la obtención de concretos
en los que las características de resistencia, durabilidad, trabajabilidad y
peso propio ofrecen altos estándares de comportamiento.
Para lograr durabilidad, debemos por consiguiente, lograr un concreto
m{as impermeable. La permeabilidad está asociada a la fisuración,
microfisuración y densidad o porosidad del concreto.
Todos estos parámetros se pueden controlar mediante:
a. La optimización del uso del cemento, el cuál intrínsecamente tiene
ciertos comportamientos negativos para la masa del concreto, por el cual debe
limitarse su uso al mínimo necesario para cumplir los requerimientos de
resistencia. En otras palabras un diseño de concreto con mayor contenido de
cemento puede no ser un Concreto de Alto Rendimiento, justamente porque
el exceso de cemento afecta la durabilidad del mismo: los efectos térmicos,
químicos y de variabilidad volumétrica del cemento producen en su entorno
fenómenos y sub productos que afectan negativamente entre otras cosas la permeabilidad
del concreto. En algunos casos las sílices de los agregados reaccionan con los
álcalis de los cementos provocando la destrucción den los mismos.
b. Uso de diseño en las cantidades mínimas posibles. Para producir la
fragua del cemento, solo se requiere entre 15 y 20% de su peso en agua, todo
exceso sirve para dar trabajabilidad al concreto y para la absorción de los
agregados en caso de que físicamente lo requieran.
Un diseño estándar, en consecuencia tiene entre 2 y 3 veces mas agua que
la requerida para la fragua del cemento y este exceso una vez colocado el
concreto, tiende a salir a la superficie, abriéndose paso a través de
conductos que atraviesan la masa del concreto y constituyen los futuros caminos
de ingreso para todos los agentes externos. Parte de ésta agua queda
atrapada bajo los agregados y armadura de3 acero haciendo perder la adherencia
de estos elementos.
La pérdida de un volumen apreciable de agua causa variación volumétrica
en la masa del concreto, en consecuencia un concreto con mayores cantidades de
agua tiene mayor posibilidad de sufrir variaciones volumétricas, presentándose
la fisuración que es el principio del fin del concreto.
c.- Los agregados deben tener
una textura y graduación optima de acuerdo al
tamaño
máximo y al uso del concreto.
La granulometría y textura de los agregados nos determinan en primera instancia
el volumen de vacíos que deberá ser rellenada con la lechada de agua-cemento y
algún aditivo. Por lo tanto, como un concreto mal graduado tiene una mayor
cantidad de vacíos, requerirá de mayores cantidades de agua y cemento con las
consecuencias que ya se han explicado.
d.- El uso de
tecnologías, agentes y/o materiales que nos permitan evitar hasta donde sea
posible exceso de consumo de cemento y agua:
Esto incluye cementos adicionados, en los que la adición es un elemento
capaz de reaccionar con los sub productos nocivos de la fragua del
cemento. Esta reacción produce a su vez un elemento cementante que
contribuye a incrementar la resistencia e impermeabilidad del mismo.
Obviamente mientras mas cerca se llegue a los granos del cemento respecto
al tamaño de los granos del cemento, mayor posibilidad tendrán de
acercarse a éstos y lograr los efectos benéficos.
2.2.- ADITIVOS DE ALTO RANGO
Los aditivos de alto rango nos permiten evitar el uso de un porcentaje
significativo del agua de los diseños normales de concreto, en consecuencia nos
permiten obtener a relaciones agua/cemento adecuadas a las exigencias de
concreto de alto rendimiento y adicionalmente el efecto plastificante, permite
que la mayor homogeneización mecánico.
