jueves, 18 de agosto de 2011

CONCRETO, ELEMENTOS III (1a lectura)




Concreto simple

Es la mezcla de agregados activos e inertes que tienen como finalidad la obtención de un material pétreo artificial con cualidades mecánicas como la dureza,  durabilidad, resistencia a la compresión.


CONCRETO =   CEMENTO      +    ARENA    +       GRAVA    +     AGUA

                        AGREGADO ACTIVO                  AGREGADOS INERTES                        AGREGADO ACTIVO     

                           
      
Se llaman agregados activos (cemento, agua) porque al entrar en contacto generan una reacción química exotérmica provocando pérdidas de humedad y que más adelante se explicará porque es muy importante este hecho.
Los agregados inertes son los pétreos (grava y arena) porque únicamente dan volumen a la mezcla.
Las proporciones de cada uno de los materiales que conforman la mezcla de concreto, variará según la resistencia que se desee obtener, pero oscila entre:


Cemento                                        del        10 al 15 %
Arena y grava                                             70 al 75 % 
Agua y aire                                                  12 al 15 %


Relación agua cemento

La durabilidad del concreto, resistencia y demás propiedades dependen de la cantidad de agua que se integra a la mezcla en proporción directa a la cantidad de cemento y a la cantidad de aire atrapado; además del poder adhesivo de la pasta que recubre y rodea a los agregados pétreos y que al endurecerse mantiene unida a toda la masa.
La cantidad real que se requiere para hidratar perfectamente el cemento es poca en comparación con la cantidad de agua requerida para mejorar la plasticidad del concreto.
La resistencia del concreto permanece sin alteración para una relación agua-cemento de la pasta, cualquiera que sea la cantidad de agregados que este embebida en la pasta; pero la cantidad de agregados que pueda mezclarse con una cantidad fija de pasta de cemento que tenga una relación agua-cemento escogida dependerá del tamaño y granulometría de la arena, la grava y la proporción que guarden entre sí, es decir; mientras mas grande sea el agregado, mayor es la cantidad de pasta que se requiere.



Tipos de cemento y su denominación


TIPO
DENOMINACIÓN

CPO
Cemento Portland Ordinario
CPP
Cemento Portland Puzolánico
TPEG
Cemento Portland con Escoria Granulada
CPC
Cemento Portland Compuesto
CPS
Cemento Portland con humo de Sílice
CEG
Cemento con Escoria Granulada de alto horno


De acuerdo a sus características especiales


NOMENCLATURA
CARACTERÍSTICAS ESPECIALES DE LOS CEMENTOS
RS
Resistente a los Sulfatos
BRA
Baja Reactividad Alcalina
BCH
Bajo Calor de Hidratación
B
Blanco


De acuerdo a su resistencia
La resistencia mínima a la compresión de un cemento es a los 28 días y se indica como 20, 30, ó 40 Newton/mm2.
En un saco de cemento su clasificación esta integrada de la siguiente manera:

Composición     +    Resistencia    +     Característica especial

Por ejemplo:
Ejemplo1: Cemento CPO 40 R
Esta clasificación indica que se trata de un cemento Portland ordinario, con alta resistencia inicial.
Cemento TPEG 30 RS
Esta clasificación indica un cemento con adición de escoria, con una resistencia normal y resistente a los sulfatos.
Cemento CPP 30 BRA / BCH Esta clasificación indica un cemento Portland puzolánico, con una resistencia normal, de baja reactividad alcalina agregada y de bajo calor de hidratación.



Usos generalizados



CEMENTO
TIPO DE CONCRETO
USO PRINCIPAL
Portland.
Normal o Standard con o sin inclusor de aire, con, mejora su plasticidad y resistencia a bajas temperaturas.
General.
Escoria granulada.
Standard, mayor plasticidad.
General.




Moderado
Fraguado lento, genera menor calor, desarrolla su resistencia a los 28 días
Cuando existe una exposición moderada a sulfatos.
Alta resistencia.
Fraguado rápido, mayor generación de calor, cambio de volumen, desarrolla su resistencia a los 7 días.
Para construcciones en donde se considera vital el ahorro de tiempo en la ejecución de la obra.
Bajo calor de hidratación.
Fraguado lento, baja generación de calor, buena resistencia con el tiempo.
Para construcciones con volúmenes masivos de concreto.

Resistente a sulfatos.
Alta resistencia a sulfatos, generación de calor relativa, lenta alta resistencia con el tiempo
Subsuelos que contienen altas concentraciones de sulfatos
Puzolanas.
Concreto hidráulico.
Grandes estructuras hidráulicas.


Al concreto pueden agregarse materiales ligeros (ceniza, escoria expandida) para controlar su peso y adquirir gran resistencia, pero se ven sometidos a altas contracciones por lo que es recomendable controlar su fraguado y revenimiento.
Cuando se adicionan minerales como la perlita, vermiculita, diatomita, aumentan las propiedades aislantes del concreto siempre y cuando se tenga cuidado en su debida dosificación pues estos minerales tienden a bajar su resistencia; en realidad, todos los agregados y sus dosificaciones están sujetas a normas establecidas en los reglamentos de construcciones, estos basados en las normas contenidas en el ASTM, ACI-IMCYC. Así como las condiciones específicas para su puesta en obra.

Aditivos.
Son formulaciones preparadas que tienen marca comercial y están patentadas, como su nombre lo dice se adiciona a un concreto o mortero para mejorar determinadas cualidades que pueden ser: inclusores de aire, reductores de agua, retardadores, acelerantes, fluidizantes, etc.

Agregados pétreos.
Sirven para dar volumen y deben tener características tales como; ser angulosas, de volumen regular, libres de polvo u otras sustancias contaminantes que alteren su calidad en la obra por lo que esta debe ser supervisada periódicamente. Pertenecen al tipo sedimentarias y su obtención puede ser por medios artificiales (con trituradoras) o natural (minas o aluviones).



Clasificación de agregados pétreos
Se clasifican por su tamaño

TIPO
Ø EN mm.
Ø EN pulgadas
Arenas
  a  3.00
˜   1/8
Granzón
  a  6.00
˜   ¼ 
Confitillo
  a  13.00
˜   1/2
Grava
  a  38.00
˜   11/2
Matatena
30.01  a  152.00
˜   6


Características del concreto según el reglamento de construcciones para el Distrito Federal.
Se considera al concreto de clase I  cuando su fatiga a la compresión (f´c) ≥ 250  Kg. /cm2)
Se considera al concreto de clase II  cuando su fatiga a la compresión (f´c) ≤ 250  Kg. /cm2)
El concreto es débil al esfuerzo de tensión, aproximadamente el 10 % de su resistencia a la compresión. En obras de edificación se utilizan concretos con f´c ≤  300  Kg. /cm2), en elementos prefabricados f´c ≤  500  Kg. /cm2 y experimentalmente, en condiciones controladas f´c = 1000  Kg. /cm2.
El reglamento exige que se cumplan cuando menos los siguientes requisitos:

                                  Clase I =    1.5 √f´c
Fatiga a la tensión  
                                                   Clase II =    1.2 √f´c


                                            Clase I   =  14000 √f´c
Módulo de elasticidad  
                                                                 Clase II  =    8000 √f´c

El valor nominal de la resistencia del concreto para efectos de diseño será de 0.8 f´c

Tipos de concreto
Simple
 Fabricado in situ, es decir en la obra a realizar, cuando fabricarlo en obra:
  • Cuando el volumen de concreto es poco (menor de 7m 3).
  • Construcciones de pocos niveles (máximo 3).
  • Cuando se cuenta con poca cimbra
  • La ubicación de una premezcladora con respecto a la obra es importante
Problemas que se pueden presentar en la preparación del concreto en obra si no se tiene la debida supervisión de acuerdo al IMCYC.
·         Reducción de la durabilidad.
·          Agrietamientos.
·         Segregación de los materiales componentes.
·         Importantes contracciones.
·         Aumento en la permeabilidad.
·          Aumento en el sangrado.
Es necesario supervisar en su fabricación:
·         El almacenaje del cemento en lugares protegidos de los agentes atmosféricos
·         Calidad de los agregados pétreos y el agua, que esta sea potable.
·         Control del proporcionamiento de los agregados.
·         Relación agua-cemento, si la mezcla excede el volumen de agua requerido para su hidratación se corre el riesgo de “lavar” el cemento y tener pérdidas de la resistencia preestablecida.
·         Verificar posiciones de armado, anclas, soportes, colgadores, etc. y juntas de dilatación.
·         Consultar reglamentos locales.
·         Que las instalaciones vayan perfectamente ahogadas.
·         Cimbra completa, segura y limpia con impregnación de alguna sustancia que evite que se pegue al concreto.
 Premezclado.
Cuando su fabricación se hace en un lugar especializado para tal fin (planta).Si hablamos de estructuras complejas o con requerimientos especiales, entonces debemos, de alguna manera apuntar a un eficiente control de la calidad, resistencia.
 La dosificación del concreto premezclado se realiza siempre por peso en las plantas premezcladoras. El operador de la planta recibe del personal del laboratorio las dosificaciones finales con las que debe trabajar, cuyos contenidos están dentro de los límites establecidos por las normas en vigencia, determinando la humedad de los materiales y garantizando de esta manera una proporción adecuada de agregado grueso y fino, lo que redundará en un concreto más homogéneo, cohesivo en estado plástico y más durable en estado endurecido. Las balanzas de reloj y las celdas de carga que se emplean como sistema de pesaje de las plantas dosificadoras se revisan y calibran periódicamente, quedando siempre una constancia de dicho procedimiento. Las cantidades utilizadas en cada entrega quedan registradas en el parte de carga emitido por el sistema de automatización, con el objetivo de revisar que realmente se emplearon las cantidades indicadas en las dosificaciones y llevar adelante el control de stock de los inventarios.
Uno de los aspectos más destacables en la producción de concreto premezclado es el elemento humano. Las empresas premezcladoras ponen especial atención en la capacitación y experiencia del personal encargado de manejar la planta, teniendo éste por lo general muchos años de experiencia en el medio. Es así que el encargado conoce a simple vista la trabajabilidad y cohesión del concreto que está produciendo, y junto con el responsable del laboratorio de la planta realizan los ajustes adecuados, si son necesarios, para no alterar el contenido de cemento y producir un concreto de calidad. El control de calidad sobre el producto terminado se realiza de manera rigurosa mediante muestreos en la planta premezcladora o en la obra misma, determinando primero el revenimiento, la trabajabilidad, la cohesión y la elaboración continua de cilindros de ensaye para determinar la resistencia a la compresión del concreto. Con los resultados obtenidos de estas determinaciones se realiza un registro estadístico para verificar la uniformidad y el cumplimiento de las normas en vigencia de concreto premezclado (Normas NMX o ASTM).

Factores importantes
·          La ubicación de la obra, accesibilidad y relación con el entorno urbano circundante.
·          Las clases de concreto y el propósito de las estructuras.
·          Requerimientos técnicos.
·          Calidad.
·          Cantidad total a ser producida.
·         Tipo y tamaño de cada elemento estructural.
·          Disponibilidad de concreto premezclado en el ámbito local.
·          Programa.
·         Tipo de contrato, diseño y construcción, características del cliente o constructor.
Lanzado
Cuando los agregados son transportados a través de una manguera y proyectado reumáticamente a gran velocidad sobre una superficie, pegándose perfectamente y con una buena compactación.
En opinión de CEMEX las ventajas son las siguientes:
  • El control de calidad de las materias primas y del producto final es riguroso y de acuerdo con las normas vigentes exigidas.
  • Facilita la colocación de la mezcla.
  • Los desperdicios y el rebote son mínimos y no necesita vibrado ni compactación adicional.
  • Permite dar el acabado deseado.
  • Reduce costos de formaleta.
  •   Permite altos rendimientos en mano de obra.
  • Disminuye los tiempos de ejecución de obras.
Usos
·         Estructuras con secciones curvas o alabeadas.
·          Revestimiento de túneles.
·         Recubrimiento de mampostería para protección o acabados.
·         Refuerzos o reparación de estructuras de concreto.
·         Estabilización de taludes.
·         Protección del acero estructural.
·         Muros de contención. Canales de agua y cunetas.
·         Tanques de agua y en todas aquellas estructuras que requieran ser construidas o tratadas con concreto lanzado

Reforzado que puede ser pretensado y postensado.



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