Concreto, Agregados y Acero de Refuerzo

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Concreto, agregados, segregación, exudación, acero de refuerzo

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CONCRETO, AGREGADOS Y ACERO DE REFUERZO

1. INTRODUCCINEl concreto es un compuesto artificial que consiste de un medio ligante denominado pasta, dentro del cual se encuentran embebidas partculas de un medio ligado que se denominan agregado.La pasta es el resultado de la combinacin qumica del material cementante con el agua. Es la fase continua del concreto dado que siempre est unida con algo de ella misma a travs de todo el conjunto de ste.El agregado es la fase discontinua del concreto dado que sus diversas partculas no se encuentran unidas o en contacto unas con otras, sino que estn separadas por espesores diferentes de pasta endurecida.Las propiedades del concreto estn determinadas fundamentalmente por las caractersticas fsicas y qumicas de sus materiales componentes, pudiendo ser mejor comprendidas si se analiza la naturaleza del concreto.El concreto endurecido se compone de: pasta y agregados.La PASTA comprende de cuatro partes:-El gel, nombre con el que se denomina al producto resultante de la reacin qumica e hidratacin del cemento.-Los poros incluidos en ella.-El cemento no hidratado, si lo hay.Los cristales de hidrxido de calcio, o cal libre, que puede haberse formado durante la hidratacin del cemento.La pasta tiene cuatro grandes funciones en el concreto:a. Contribuir a dar las propiedades requeridas al producto endurecido.b. Separar las partculas de agregado.c. Llenar los vacos entre las partculas de agregado y adherirse fuertemente a ellas.d. Proporcionar lubricacin a la masa cuando sta an no ha endurecido.

2. AGREGADOS EN EL CONCRETOSe define como agregado al conjunto de partculas inorgnicas, de origen natural o artificial, cuyas dimensiones estn comprendidas entre los lmites fijados en la Norma NTP 400.0011. Ocupan entre el 62% y el 78% de la unidad cbica del concreto.Se tiene agregado fino, agregado grueso y hormign o agregado global, definindose de la siguiente manera:a. El agregado fino, se define como aquel que pasa el tamiz 3/8 y queda retenido en la malla N 200, el ms usual es la arena producto resultante de la desintegracin de las rocas.b. El agregado grueso, es aquel que queda retenido en el tamiz N4 y proviene de la desintegracin de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.c. El hormign, es el material conformado por una mezcla de arena y grava este material mezclado en proporciones arbitrarias se encuentra en forma natural en la corteza terrestre y se emplea tal cual se extrae en la cantera.Funciones del agregado:Las tres principales funciones del agregado en el concreto son:a. Proporcionar un adecuado relleno a la pasta, reduciendo el contenido de sta por unidad de volumen y, reduciendo el costo.b. Proporcionar una masa de partculas capaz de resistir las acciones mecnicas de desgaste o de intemperismo que puedan actuar sobre el concreto.c. Reducir los cambios de volumen resultantes de los procesos de fraguado y endurecimiento, de humedecimiento y de secado; o de calentamiento de la pasta.Interrelacin agregado-cementoLas propiedades del concreto resultantes del empleo de un agregado determinado dependen de:a. La composicin mineral de las partculas de agregado, la cual influye fundamentalmente sobre la resistencia, durabilidad y elasticidad del concreto.b. Las caractersticas superficiales de las partculas, las cuales influyen especialmente sobre la trabajabilidad, fluidez y consistencia del concreto; as como sobre la adherencia entre la pasta y el agregado.c. La granulometra de los agregados fino y grueso, definida por s misma, as como por la superficie especfica, mdulo de fineza y tamao mximo del agregado grueso. Estas propiedades influyen fundamentalmente sobre las propiedades del concreto al estado endurecido, sobre su densidad y sobre la economa de la mezcla.d. El volumen del agregado por unidad de volumen del concreto, el cual influye especialmente en los cambios de volumen debidos a los procesos de humedecimiento y secado as como en el costo.e. La porosidad y absorcin del agregado, las cuales influyen sobre la relacin agua-cemento efectiva, as como sobre las propiedades del conncreto en estado no endurecido.Propiedades del AgregadoPropiedades fsicasa. DensidadDepende de la gravedad especfica de sus constituyentes slidos como de la porosidad del material mismo. La densidad de los agregados es especialmente importante para los casos en que se busca disear concretos de bajo o alto peso unitario. Las bajas densidades indican tambin que el material es poroso y dbil y de alta absorcin.

b. PorosidadLa palabra porosidad viene de poro que significa espacio no ocupado por materia slida en la partcula de agregado es una de las ms importantes propiedades del agregado por su influencia en las otras propiedades de ste, puede influir en la estabilidad qumica, resistencia a la abrasin, resistencias mecnicas, propiedadeselsticas, gravedad especfica, absorcin y permeabilidad.

c. Peso UnitarioEs el resultado de dividir el peso de las partculas entre el volumen total incluyendo los vacos. Al incluir los espacios entre partculas influye la forma de acomodo de stos. El procedimiento para su determinacin se encuentra normalizado en ASTM C 29 y NTP 400.017. Es un valor til sobre todo para hacer las transformaciones de pesos a volmenes y viceversa.por ejemplo para un agregado grueso pesos unitarios altos significan que quedan muy pocos huecos por llenar con arena y cemento.

d. Porcentaje de VacosEs la medida de volumen expresado en porcentaje de los espacios entre las partculas de agregados, depende del acomodo de las partculas por lo que su valor es relativo como en el caso del peso unitario. Se evala usando la siguiente expresin recomendada por ASTM C 29.

Donde:S: Peso especfico de masa.W: Densidad del agua.P.U.C.: Peso unitariomcompactado seco del agregado.

e. Humedad. Es la cantidad de agua superficial retenida por la partcula, su influencia esta en la mayor o menor cantidad de agua necesaria en la mezcla se expresa de la siguiente forma:

Propiedades Resistentesa. ResistenciaLa resistencia de los agregados dependen de su composicin textura y estructura y laresistencia del concreto no puede ser mayor que el de los agregados; Si los granos de los agregados no estn bien cementados unos a otros consecuentemente sern dbiles. La resistencia al chancado o compresin del agregado deber ser tal que permita la resistencia total de la matriz cementante. La norma britanica establece un metodo para medir resitencia a la compresin de los agregados utilizando cilindros de 25.4 mm de dimetro y altura

b. TenacidadEsta caracterstica esta asociada con la resistencia al impacto del material. Esta directamente relacionada con la flexin, angularidad y textura del material.

c. DurezaSe define como dureza de un agregado a su resistencia a la erosin abrasin o en general al desgaste. La dureza de las partculas depende de sus constituyentes . Entre las rocas a emplear en concretos stas deben ser resistentes a procesos de abrasin o erosin y pueden ser el cuarzo, la cuarzita, las rocas densas de origen volcnico y las rocas silicosas.

d. Mdulo de elasticidad.Es definido como el cambio de esfuerzos con respecto a la deformacin elstica, considerndosele como una medida de la resistencia del material a las deformaciones. El mdulo elstico se determina en muy inusual su determinacin en los agregados sin embargo el concreto experimentara deformaciones por lo que es razonable intuir que los agregados tambin deben tener elasticidades acordes al tipo de concreto. El valor del modulo de elasticidad adems influye en el escurrimiento plstico y las contracciones que puedan presentarse.

Propiedades Trmicasa. Coeficiente de expansinCuantifica la capacidad de aumento de dimensiones de los agregados en funcin de la temperatura, depende mucho de la composicin y estructura interna de las rocas y varia significativamente entre los diversos tipos de roca.En los agregados secos es alrededor de un 10% mayor que en estado parcialmente saturado. Los valores oscilan normalmente entre 0.9 x 10 6 a 8.9 x 10 6 / C.

b. Calor especficoEs la cantidad de calor necesaria para incrementar en un grado centgrado la temperatura. No varia mucho en los diversos tipos de roca salvo en el caso de agregados muy ligeros y porosos.

c. Conductividad trmicaEs la mayor o menor facilidad para conducir el calor. Esta influenciada bsicamente por la porosidad siendo su rango de variacin relativamente estrecho. Los valores usuales en los agregados son de 1.1 a 2.7 BTU/ pie.hr.F.

d. DifusividadRepresenta la velocidad con que se pueden producir cambios trmicos dentro de una masa. se expresa como el cociente de dividir la conductividad entre el producto de calor especifico por la densidad.Propiedades Qumicasa. Reaccin Alcali-SliceLos lcalis en el cemento estn constituidos por el Oxido de sodio y de potasio quienes en condiciones de temperatura y humedad pueden reaccionar con ciertos minerales , produciendo un gel expansivo Normalmente para que se produzca esta reaccin es necesario contenidos de lcalis del orden del 0.6% temperaturas ambientes de 30C y humedades relativas de 80% y un tiempo de 5 aos para que se evidencie la reaccin .Existen pruebas de laboratorio para evaluar estas reacciones que se encuentran definidas en ASTM C227, ASTM C289, ASTM C-295 y que permiten obtener informacin para calificar la reactividad del agregado.

b. Reaccin Alcali-carbonatosSe produce por reaccin de los carbonatos presentes en los agregados generando sustancias expansivas , en el Per no existen evidencias de este tipo de reaccin .Los procedimientos para la evaluacin de esta caracterstica se encuentran normalizados en ASTM C-586.

3. GRANULOMETRA DE LOS AGREGADOSLa granulometra es la distribucin por tamaos de las partculas de agregado. Ello se logra separando el material por procedimiento mecnico empleando tamices de aberturas determinadas.El ag