Concreto

Material de clase Ing. Ligia María Vélez Moreno [email protected]

ING.LIGIA MARÍA VÉLEZ MORENO. CONCRETO 1



C O M P O S IC IÓ N M ÍN IM A D E L C O N C R E T O

7

5 9

1 41 C E M E N T O

P O R T L A N DA G R E G A D O S

A G U A

A IR E YA D IT IV O S

C O M P O S IC IÓ N M Á X IM A D E L C O N C R E T O

1 5

7 6

1 83 C E M E N T O

P O R T L A N DA G R E G A D O S

A G U A

A IR E YA D IT IV O S








TIPO I: USO COMÚN-PARA OBRAS DE CONCRETO EN GENERAL-100% DE CALOR

GENERADO-%RESISTENCIA 1DIA 100%-28DIAS 100%

TIPO II: RESISTENCIA MODERADA A SULFATOS-PARA OBRAS DE CONCRETO EN CONTACTO

CON AGUAS SUBTERRANEAS-80-85% DE CALOR GENERADO-%RESISTENCIA 1DIA 75%-

28DIAS 90%

TIPOIII: ALTA RESISTENCIA INICIAL-PARA OBRAS DE CONCRETO QUE REQUIERAN PONERSE

AL SERVICIO-150% DE CALOR GENERADO-%RESISTENCIA 1DIA 190%-28DIAS 100%

TIPO IV: MUY BAJO CALOR DE HIDRATACIN-PARA OBRAS DE CONCRETO MASIVO EJ PRESAS-

40-60% DE CALOR GENERADO-%RESISTENCIA 1DIA 55%-28DIAS 75%

TIPO V: ALTA RESISTENCIA A SULFATOS-PARA OBRAS DE CONCRETO EN SUELOS-60-75% DE

CALOR GENERADO-%RESISTENCIA 1DIA 65%-28DIAS 85%



ENTRE EL 14%-18% DEL VOLUMEN DE LA MEZCLAFUNCIÓN : HIDRATAR AL CEMENTO PORTLAND, POR MEDIO DE

REACCIONES QUIMICASIMPUREZAS: ALCALIS, ÁCIDOS, MATERIA VEGETAL, ACEITES, AGUAS

RESIDUALES, CANTIDADES EXCESIVAS DE LIMOCARACTERISTICAS TÉCNICAS DEL AGUA MEZCLADO:ENSAYO VALOR UNIDAD NORMACOLOR 215 UPC -TURBIDEZ 0.95 NTU NTC881PH 7.74 - ASTM D-1293CLORO RESIDUAL 1 mg/l de CL2 NTC 1623

ALCALINIDAD 30 mg/l de CaCO3 ASTMD-1067

DUREZA 25 mg/l de CaCO3 NTC 1604

SÓLIDOS DISUELTOS 75 mg/l ASTM D-1888SÓLIDOS TOTALES 105 mg/l -CONTENIDO DE HIERRO 0.08 mg/l de Fe -CONTENIDO DE ALUMINIO0.15 mg/l de Al -



Ocupa entre el 1% y 3% del volumen de la mezcla, o cuando se incluye aire intencionalmente entre 1% y 7% con aditivos o inclusores de aire.


Modifican algunas de las propiedades iniciales del concreto, Ejemplo

TIPO DESCRIPCIÓN NORMAA Reductores de agua NTC 1299B Retardantes de fraguado NTC 1299C Acelerantes de fraguado NTC 1299D Reductores de agua y retardantes NTC 1299E Reductores de agua y acelerantes NTC 1299F Aditivos reductores de agua de alto rango NTC 1299G Aditivos reductores de agua de alto rango y retardantes

NTC1299 Aditivos inclusores de aire NTC 3502 Aditivos minerales ASTM C-618


Sistema de colocación y

compactación

Resistencia a la compresión

Tiempo de fraguado

Tamaño máximo de agregado

Apariencia Durabilidad Consistencia Peso Especifico

POR:


Descripción Mpa Kg/cm2 Lb/Pul2

Normal 7-42 70-420 1000-6000Alta 42-100 420-1000 6000-14000 Ultra alta Más de 100 Más de 1000 Más de 14000

La resistencia es la capacidad del material de soportar esfuerzos mecánicos compresión, tracción, flexión, cortante y torsión. De los cuales el de compresión esta afectado por:tipo de mezcla, propiedades del agregado, tiempo y calidad del curado.


Tipo Tamaño Máximo mm Usos

Gravilla fina 4.76-19.10 Columnas, paredes o

elementos estructurales

Gravilla común 19.1-38.1 Estructuras

Grava gruesa 38.1-152.4 Pavimentos, presas


TIPO DESVIACIÓN TIEMPOS DESVIACIÓN RESISTENCIA TIPO

ADITIVO

LENTO 1 A 3.30h DESPUÉS Hasta 25% más Retardante

NORMAL 1 A 1.30h 100% a los 28 días Reductor

de agua

RAPIDO 1 A 3.3h Hasta 25% más Acelerante


TIPO PESO ESPECIFICO CONCRETO PESO ESPECIFICO AGREGADO

LIVIANO 2000 Kg./cm3 60-1040 Kg../cm3

NORMAL 2000-2800 Kg../cm3 1300-1600 Kg../cm3

PESADO Mayor 2800 Kg../cm3 3400-7500 Kg../cm3


RESISTENCIA: es la capacidad del material de soportar esfuerzos mecánicos compresión, tracción, flexión, cortante y torsión. de los cuales el de compresión esta afectado por: tipo de mezcla, propiedades del agregado, tiempo y calidad del curado

DURABILIDAD: es la capacidad que tiene un material para soportar ataques producidos por sustancias químicas, ambientes marinos, abrasión, ciclos de humedecimiento y secado, congelamiento y deshielo, calentamiento y enfriamiento , y cambios de presión.

DENSIDAD: relacionada con las cargas, el peso por masa o volumen de un material se relaciona con el peso especifico de agua como sustancia patrón manejabilidad

ACABADO: se refiere al terminado de la capa superficial , en el concreto es dada por las condiciones de la formaleta, concreto a la vista concreto arquitectónico, o concreto de acabado

RELACIÓN AGUA-CEMENTO: condiciona la resistencia, porosidad, manejabilidad y tiempo de fraguado del concreto


1.RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN EN CILINDROS NTC 673

PREDICCIÓN DE RESISTENCIAS FUTURAS NTC 1513

2.MANEJABILIDAD O FLUIDEZ EN LA MASA DE CONCRETO NTC 111

3. DETERMINACIÓN DE TIEMPO DE FRAGUADO DE MEZCLAS POR MEDIO DE RESISTENCIA A LA PENETRACIÓN NTC 890

4. DETERM,INACIÓN DE LA EXUDACIÓN DEL HORMIGON NTC 1294

5. DETERMINACIÓN DEL ASENTAMIENTO NTC 396

6. RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN VIGAS NTC 120

7. RESISTENCIA A LA TRACCIÓN INDIRECTA SOBRE CILINDROS NTC 722

8. RESISTENCIA AL CORTANTE EN VIGAS

9.ENSAYO DE CONTENIDO DE AIRE DE HORMIGON FRESCO NTC 1028/NTC 1032

10.ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Y TRACCIÓN INDIRECTA SOBRE NÚCLEOS DE HORMIGON NTC 889


PROCESOS:

ANALITICOS

EXPERIMENTALES

SEMIANALITICOS

EMPIRICOS

PROPORCIONES DE INGREDIENTES

ECONOMIA

MANEJABILIDAD

RESISTENCIA

DURABILIDAD

PESO UNITARIO

ESTABILIDAD VOLUMETRICA

APARIENCIA

METODOS:

ACI AMERICAN CONCRETE INSTITUTE

PCA PORTLAND CONCRETE ASOCIATION

RNL ROAD NOTE LABORATORY

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ELEGIR ASENTAMIENTO NTC 396

ELEGIR TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL TMN

ESTIMAR EL CONTENIDO DE AIRE NTC 3502

ESTIMAR LA CANTIDAD DE AGUA DE MEZCLADO NTC 3459

ELEGIR LA RELACIÓN AGUA CEMENTO a/c

CALCULAR EL CONTENIDO DE CEMENTO

VERIFICAR GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS NTC 174

CUMPLEN ESTIMAR CONTENIDO AGREGADO GRUESO Y FINO

AJUSTAR LA CANTIDAD DE AGUA POR EL CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO

AJUSTAR MEZCLAS DE PRUEBA

OPTIMIZAR GRANULOMETRIA ESTIMAR CONTENIDO DE ARENA Y GRAVA

SI NO

ConcretoEl concreto de resistencia

normal empleado para fines estructurales puede ser de dos clases: clase 1, con peso volumétrico en estado fresco superior a 22 kN/m³ (2.2 t/m³) y clase 2 con peso volumétrico en estado fresco comprendido entre 19 y 22 kN/m³ (1.9 y 2.2 t/m³).

Resistencia a compresiónLos concretos clase 1 tendrán

una resistencia especificada, fc’, igual o mayor que 25 MPa (250 kg/cm²). La resistencia especificada de los concretos clase 2 será inferior a 25 MPa (250 kg/cm²) pero no menor que 20 MPa (200 kg/cm²).

En ambas clases deberá comprobarse que el nivel de resistencia del concreto estructural de toda construcción cumpla con la resistencia especificada Todo concreto estructural debe mezclarse por medios mecánicos. ING.LIGIA MARÍA VÉLEZ MORENO.

CONCRETO 25

Para diseñar se usará el valor nominal, fc*, determinado con la expresión siguiente.

fc*=0.8 fc’ El valor fc* se determinó de

manera que la probabilidad de que la resistencia del concreto en la estructura no lo alcance es de dos por ciento. Puesto que fc* es una medida de la resistencia del concreto en la estructura, para que sea válida deben cumplirse los requisitos de transporte, colocación, compactación y curado

Se hace hincapié en que el proporcionamiento de un concreto debe hacerse para una resistencia media, c f , mayor que la especificada, fc’ , y que dicha resistencia media es función del grado de control que se tenga al fabricar el concreto.



a) concreto clase 1

Módulo de elasticidad

Pueden usarse otros valores de Ec que estén suficientemente respaldados por resultados de laboratorio.En problemas de revisión estructural de construccionesexistentes, puede aplicarse el módulo de elasticidaddeterminado en corazones de concreto extraídos de laestructura, que formen una muestra representativa de ella.


Contracción por secadoPara concretos clase 1, la contracción por secado final, εcf,se supondrá igual a 0.001 y para concreto clase 2 setomará igual a 0.002.Deformación diferidaPara concreto clase 1, el coeficiente de deformación axialdiferida final,

se supondrá igual a 2.4 y para concreto clase 2 se supondráigual a 5.0. Las cantidades δf y δi son las deformaciones axiales final e inmediata, respectivamente.



1.7. CONCRETO REFORZADO

El concreto es un material por naturaleza frágil, fuerte en compresión pero débil en tensión y

sin ductilidad. Por lo tanto se necesita de un refuerzo para resistir los esfuerzos de tensión que

resulten de las cargas que se aplican a un elemento.

El acero de refuerzo para el concreto consiste de varillas, alambres, torones y mallas,

caracterizados por ser fuertes en tensión y bastante dúctiles, aunque con poca capacidad de

soportar cargas en compresión.

El objetivo de esta combinación es que el refuerzo absorba las cargas de tensión en tanto que

el concreto soporta las cargas de compresión agregando al conjunto una mayor ductilidad.


Resistencia a la fluencia: capacidad de deformarse en condiciones sucesivas de carga

Designación del grado de acero: relacionada con el contenido de carbono

Diámetro de la varilla o alambre: en relación con la cantidad de área del acero con la cantidad de área del concreto, su finalidad es la cuantía


Ventajas

• Los materiales que se emplean en su fabricación son fáciles de encontrar y existen en todas partes del mundo.•Por su plasticidad se le puede dar la forma que se desee.•Mejora su resistencia con el paso del tiempo.• Se moldea y endurece a casi cualquier temperatura, incluso bajo agua.•Resiste diversas condicionesambientales, tiene durabilidad y no se corroe.•Es resistente al fuego (por lo menoshasta 400ºC) y al envejecimiento.

Desventajas:

• En comparación con otros materiales tiene un alto peso específico.• La durabilidad del concreto se veafectada por muchas variables difíciles de controlar• Su baja resistencia a la tracción que se manifiesta en la presencia de grietas.• Deben usarse formaletas y cimbras para la construcción de elementos de concreto.•Su relativa baja resistencia por unidad de peso o volumen.•Cambios de volumen en el tiempo



MEZCLA CEMENTO Kg. ARENA m3 TRITURADO m3 RESISTENCIA 28 DIAS

Kg/cm21:2:2 420- 8 1/2 0.670 0.670 220-2601:2:21/2 380-7 1/2 0.600 0.760 210-2601:2:3 350-7 0.550 0.835 200-2401:2:31/2 320-6 1/2 0.515 0.900 190-2401:2:4 300-6 0.475 0.950 180-2401:21/2:4 280-5 1/4 0.555 0.890 170-2301:3:3 300-6 0.715 0.715 150-1901:3:4 260-5 1/4 0.625 0.835 140-1801:3:5 230-4 1/2 0.555 0.920 110-1401:3:6 210-4 0.500 1.000 100-1301:4:7 175- 3 1/2 0.555 0.975 80-1101:4:8 160- 3 1/4 0.515 1.025 70-100


Agentes:

ACIDOS

SULFATOS

LECHOSIDADES

OXIDO DE CALCIO Y DE MAGNESIO

Efecto

NO RESISTE-SER SATISFACTORIO (IMPERMEABILIDAD)

DETERIORO POR SULFATOS DE MAGNESIO Y SODIO

LECHOSIDAD O HIDRATACIÓN DEL CEMENTO, DEPOSITO DE CARBONATO DE CALCIO Y LUEGO DESINTEGRACIÓN

HIDRATACIÓN DE CAL Y DE MAGNESIO SE CONOCE COMO FALTA DE SOLIDEZ


En la actualidad se distinguen tres tipos concretos que utilizan polímeros como material compuesto:

1.Concreto impregnado con polímeros (PIC), el cual es un concreto con cemento Pórtland impregnado con un monómero y seguidamente polimerizado “in situ”.

2. Concreto de cemento Pórtland polimérico (PPCC), es un material premezclado en el cual un monómero o un polímero en fase líquida, en polvo o dispersa, se adiciona a una mezcla de concreto fresco, en seguida se realiza su curado, y de ser necesario, se polimeriza en el sitio.

3. Concreto polimérico (PC), es un material compuesto formado por la mezcla de un monómero y agregados polimerizados. El monómero polimerizado es el cementante del agregado.


En principio, con la adición de monómeros y polímeros se busca alterar las propiedades del concreto endurecido. Cuando se habla de aditivo, se refiere a adiciones en pequeñas cantidades de polímeros para modificar las propiedades del concreto fresco. Un monómero es una especie molecular que está capacitada para combinarse químicamente con moléculas de igual tipo, o con otros monómeros, para formar un material de alto peso molecular, conocido como un polímero.


Del mismo modo, un polímero está compuesto de unidades repetidas de monómeros que se unen en una estructura de tipo cadena. El proceso químico a través del cual esa unión tiene lugar se conoce como polimerización. Se habla de homopolimerización cuando se usa un solo tipo de molécula de monómero para formar un polímero y de copolimerización cuando se usan más de una especie química como monómero. Se distinguen dos grandes procesos de polimerización, a saber, la adición y la condensación, pero el proceso puede lograrse de una gran variedad de formas dependiendo de la especie química usada.




ESCORIA DE FERRONIQUEL COMO AGREGADO PARA CONCRETO ESTRUCTURAL, ELEVA LA RESISTENCIA, DISMINUYE ABSORCIÓN, Y ES RESISTENTE A SULFATOS

ADICIÓN MICROSÍLICA Y SUPERPLASTIFICANTE, DISMINUYE LA POROSIDAD Y AUMENTA LA TRABAJABILIDAD

ADICIÓN DE CONCRETO RECICLADO, SE UTILIZA EL RECICLADO COMO AGREGADO GRUESO, APTO PARA MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL, PROTEGE CANTERAS NATURALES

POLIMEROS , NO SE CORROE Y LOS MEJORES RESULTADOS SON CON :CONCRETO LN 2% LATEX NATURALCONCRETO RA 2% COLBÓNCONCRETO CAPA 1.5% PRODUCTO FABRICADO.


Sánchez, D.; Tecnología del concreto y del mortero. Blander Editores, Santafé de

Bogotá, 1996. Sánchez, D.; Concretos y morteros certificados –

Manejo y control. Asociación Colombiana de Productores de Concierto - ASOCRETO, Santafé de

Bogotá, 1996. Waddell, J. y Dobrowolski, J.; Manual para la

Construcción con Concreto, Tomo I. McGraw-Hill/


Interamericana Editores, Tercera Edición, México, 1997. Nawy, N.; Concreto Reforzado - Un enfoque básico.

Prentice Hall. Beton- Kalender, Ernst & Sohn Verlag, Berlin, 1996. Polymers in concrete; Reported by ACI Committee 548.

American Concrete Institute. 1977 Amorocho, C. y Grimaldos, F.; Estudio y análisis de la

escoria de ferro–níquel como posible agregado liviano para mezclas de concreto estructural.

Proyecto de grado. UIS. 1998


Arango, J. y Quiñonez, O.; Posible aplicación del concreto reciclado para su utilización como

agregado de concreto estructural. Proyecto de grado. UIS. 1999.

García, R. y Roa, J.; Diseño de mezclas de concreto con adición de microsílica y

superplastificante para obtener alta resistencia a compresión. Proyecto de grado. UIS. 1998.

Vergara, L.; Reatiga, W.; Utilización de polímeros en el mejoramiento de resistencia a la corrosión del concreto. Proyecto de grado. UIS. 2001.

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