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7/28/2019 Durabilidad del concreto - Pavimento de Concreto optimizado.ppt
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DURABILIDAD DEL
CONCRETO
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E L
C O N C R E T OEs el material ms usado por el
hombre en el mundo despus del
agua.
Se estima una produccin al ao
de aprox. 2 M3 de concreto por
cada habitante del planeta.
Ningn material de construccin
ha sido usado en tales cantidades
y en un futuro no parece existir
otro material de construccin que
pueda competir con el concreto
en magnitud de volumen.
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DISEO POR DURABILIDADLa durabilidad es la clave delxito en cualquier tipo de obrasciviles.
Las estructuras que se fabricanno solo deben ser resistentes a
las solicitaciones inmediatas,sino que deben permanecerestables y resistentes durantemuchos aos, a despecho de losagentes agresivos:
La intemperie, los cambios climticos, la accin de las aguassaladas, sulfatadas, cidas, desechos industriales, etc., etc.
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LAS PATOLOGIAS DEL CONCRETO
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PRINCIPALES ATAQUES AL CONCRETO E
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El ataque a la cristalizacin de sulfatos
y sales son ms severos en los lugares
donde el concreto est expuesto aciclos de humedecimiento y secado que
en el entorno en el que el concreto se
mantiene en un estado continuo de la
humedad
ATAQUES POR SULFATOS
El ataque se presenta en forma de
expansin debido a la formacin deproductos slidos cuyo volumen es
mayor que el de las sales que entran en
la reaccin.
El Sulfato de Sodio reacciona con el
aluminato de calcio hidratado y tambin
con el hidrxido de calcio, produciendo
incrementos de volumen.
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http://1.bp.blogspot.com/-Dvq4GgV5eF4/TZ5h7Oz4KbI/AAAAAAAAACI/nh1hlM22LOc/s1600/5.jpg7/28/2019 Durabilidad del concreto - Pavimento de Concreto optimizado.ppt
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Son iones muy agresivos que producen una disolucinlocalizada de la capa pasiva, dando lugar a ataquespuntuales (picaduras) que pueden reducir drsticamente laseccin de trabajo del acero en corto tiempo.
ATAQUE POR CLORUROS:
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ATAQUES DE CLORUROS
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ATAQUES DE CLORUROS
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La carbonatacin en el
concreto es la prdida de
pH que ocurre cuando eldixido de carbono
atmosfrico reacciona
con la humedad dentro
de los poros del concreto
y convierte el hidrxido
de calcio con alto pH acarbonato de calcio, que
tiene un pH ms neutral.
Por qu es un problema
la prdida de pH?
Porque el concreto, consu ambiente altamente
alcalino (rango de pH de
12 a 13), protege al acero
de refuerzo contra la
corrosin.
LA CARBONATACION
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1 % fenolftaleina + 49% alcohol + 50% agua
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Los lcalis en el cemento estn constituidospor el oxido de sodio y de potasio quienes encondiciones de temperatura y humedadpueden reaccionar con ciertos minerales delagregado, produciendo un gel expansivo
alrededor de la partcula gruesa, que danorigen a un expansin gradual de la pastahasta que se produce el fisuramiento ydesintegracin de la estructura
Reaccin lcali - slice agregado
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REACCION ALCALI-AGREGADO
Se conoce que se trata de una reaccin
lenta y de acuerdo a investigacionesarrojan como resultado evidencias que sehan observado luego de transcurridos unperiodo entre 5 y 10 aos de laconstruccin de la estructura en concreto.
Una cualidad que tiene la adicin de puzolana al cemento portland,
es la de neutralizar la reactividad lcali - slice.
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CONSECUENCIAS DEL DETERIORO
DEL CONCRETO
http://es.wikibooks.org/wiki/Archivo:Jerusalem_accidente_forjado.jpg7/28/2019 Durabilidad del concreto - Pavimento de Concreto optimizado.ppt
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S I S M O
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ALTO COSTO EN REHABILITACIONES Y REPARACIONES
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Es indispensable que el concretoresista, sin deteriorarse con el
tiempo, las condiciones para lascuales fue proyectado.
La falta de durabilidad puededeberse al medio al que est
expuesto el concreto, o a causasinternas del mismo.
CONCRETO DURABLE =IMPERMEABLE
Todas las causas de deterioro sedesencadenan por la permeabilidad
del concreto, este factor determinaen gran medida la vulnerabilidad delconcreto ante los agentes externosy por ello un concreto durable debeser relativamente IMPERMEABLE.
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Es un aglomerante proveniente de la pulverizacin del clinker, el cual es
obtenido por fusin incipiente de materiales arcillosos y calizos, que
contengan xidos de calcio, silicio, aluminio y fierro en cantidades
dosificadas, adicionndole posteriormente yeso sin calcinar.
EL CEMENTO
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MOLIENDA HORIZONTAL
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HORNO DE CALCINACION
CLINKERESQUEMA DEL HORNO
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Hot_Clinker_2.jpghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Kiln_ciment.png7/28/2019 Durabilidad del concreto - Pavimento de Concreto optimizado.ppt
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COMPUESTOS QUIMICOS DEL CEMENTO
El C3S y el C2S constituyen el 75 % del cementoy se debe a estos la resistencia mecnica
COMPUESTO ABREVIATURA PORCENTAJE
SILICATO TRICALCICO C3S 30% - 50%
SILICATO BICALCICO C2S 15% - 30%
ALUMINATO TRICALCICO C3A 4% - 12%
FERRO ALUMINATO TETRACALCICO C4AF 8% - 13%
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LOS TIPOS DE CEMENTO:
CEMENTOS PORTLAND SIN ADICION NTP 334.009 ASTM C 150
CEMENTO TIPO I : Para usos que no requiera propiedades especialesCEMENTO TIPO II : Cuando se requiera moderada resistencia a los sulfatos
CEMENTO TIPO III : Cuando se requiera altas resistencias iniciales
CEMENTO TIPO IV : Cuando se desea bajo calor de hidratacin
CEMENTO TIPO V : Cuando se requiere alta resistencia a los sulfatos
+CLINKER YESO
LOS TIPOS DE CEMENTO
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CLINKER
+ +
YESO PUZOLANA
CEMENTOS PORTLAND ADICIONADOS NTP 334.090 ASTM C 595Contienen adems del clinker dos o mas constituyentes inorgnicos que contribuyen a
MEJORAR LAS PROPIEDADES DEL CEMENTO
TIPOS SEGUN LA ADICION : PUZOLANA IP 20% - 40 %IPM menos de 20% de adicin de puzolana. (Modificado)
ESCORIA IS 25% - 70%ISM menos de 25%
COMPUESTO ICO filler calizo (travertino) hasta 30%
LOS TIPOS DE CEMENTO:
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CLINKER
PUZOLANA
YESO
Cemento Tipo I,II,V Cemento Tipo IP
PROPORCIONES - CEMENTOS TIPO I,II,V y IP
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TECNOLOGIA DEL CEMENTO ADICIONADO
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Estructura de un concreto con cemento 1P
Concreto con cemento Tipo 1 Concreto con cemento Tipo 1P
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Piedra de cemento endurecida observada al microscopio de
barrido electrnico (SEM) (lnea blanca = 0,005 mm).
Hidratacin del cemento
Silicatos de calcio hidratados
Hidrxido de calcio
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Partculas de cemento portland SIN HIDRATAR (ampliacin 2000 SEM)
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Partculas de cemento portland HIDRATADAS Parcialmente (ampliacin 4000 SEM)
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Acercamiento de una sola Partcula de cemento HIDRATADO (ampliacin 11000 SEM)
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TECNOLOGIA DEL CEMENTO
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-Una mayor impermeabilidad se puede lograr con una baja relacin agua-cemento y una ejecucin constructiva cuidadosa.
-La porosidad del concreto depende de la relacin agua-cemento y su grado dehidratacin.
-Cuanto menor sea esta relacin ms estrecha es la interrelacin de los granosde cemento uno del otro.
- La porosidad disminuye a medida que avanza la hidratacin.
CONCRETO DURABLE =IMPERMEABLE
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OBRAS CON CEMENTO PORTLAND ADICIONADO IP
Puerto de Matarani
Represa del ro Torata -Moquegua
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Estadio Jorge Basadre Tacna Estadio 25 de Noviembre - Moquegua
OBRAS CON CEMENTO PORTLAND ADICIONADO IP
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Presa Pillones Planta de Sulfuros - ILO
OBRAS CON CEMENTO PORTLAND ADICIONADO IP
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Concentradora de Cobre - Cerro Verde
OBRAS CON CEMENTO PORTLAND ADICIONADO IP
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OBRAS CON CEMENTO PORTLAND ADICIONADO IP
Edificio Comercial - Cusco
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Facultad de Ingeniera Civil UNCV
OBRAS CON CEMENTO PORTLAND ADICIONADO IP
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Nueva planta de cemento Yura LINEA 3 , se utilizo encofrado deslizante
PROYECTO LINEA 3
YURA S.A.
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RESISTENCIAS EN CONCRETOS IP LINEA 3 (fc=420)
3 DAS 7 DAS 28 DAS 87 DAS
Kgr/Cm2 Kgr/Cm2 Kgr/Cm2 Kgr/Cm2
341 433 519.60 751
335 416 499.20 722
287 383 459.60 715
304 415 498.00 689
304 405 486.00 700
308 445 534.00 620
361 459 550.80 655
309 455 546.00 704
316 405 486.00 577
359 493 591.60 590
248 417 500.40 652
301 420 504.00 671
372 447 536.40 726
292 400 480.00 640
333 437 524.40 623
3
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PLANTA YURA LINEA 3
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PLANTA YURA LINEA 3
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PLANTA YURA LINEA 3
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PLANTA YURA LINEA 3
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PLANTA YURA LINEA 3
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PLANTA YURA LINEA 3 - CONCRETO MASIVO
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PLANTA YURA LINEA 3 - CONCRETO MASIVO
P ANTA YURA INEA 3 CONCRETO MASIVO
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PLANTA YURA LINEA 3 - CONCRETO MASIVO
PLANTA YURA LINEA 3 CONCRETO MASIVO
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PLANTA YURA LINEA 3 - CONCRETO MASIVO
PLANTA YURA LINEA 3 CONCRETO MASIVO
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PLANTA YURA LINEA 3 - CONCRETO MASIVO
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PLANTA YURA LINEA 3
PLANTA YURA LINEA 3
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PLANTA YURA LINEA 3
PLANTA YURA LINEA 3
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PLANTA YURA LINEA 3
PLANTA YURA LINEA 3
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PLANTA YURA LINEA 3
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PAVIMENTOS DE CONCRETO
OPTIMIZADOS
PAVIMENTO DE ASFALTO
VS
PAVIMENTO DE CONCRETO
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- ENORME VIDA UTILMs de 20 aos de duracin
- MENOR VIDA UTILEl Asfalto requiere recapeado cada3 o 5 aos
PAVIMENTO DE ASFALTO VS PAVIMENTO DE CONCRETO
- MATERIA PRIMA IMPORTADAEl costo del asfalto estntimamente relacionado al preciointernacional del petrleo,hacindolo sumamente inestable yvariable.
- MATERIA PRIMA NACIONALEl precio del cemento en el mismoperiodo, es mucho ms constante,predecible y razonable.
PAVIMENTO DE ASFALTO
VS
PAVIMENTO DE CONCRETO
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- NO SE DEFORMAConserva integra su seccin
transversal. No se deforma en laszonas de frenado y arranque.
La superficie permanece integra a lolargo del tiempo.
Al no deformarse, no hay desperdicio
de energa ni desperdicio decombustible.
- SE DEFORMASe ablanda, se forman grietas y
baches. Se deforman las zonas defrenado y arranque de vehculos.
La superficie se deteriora ydeforma perjudicando el confort yla seguridad.
Las deformaciones ocasionanmayor consumo de combustible.
PAVIMENTO DE ASFALTO VS PAVIMENTO DE CONCRETO
Representacin exagerada de una llanta de camin rodando sobre asfalto (Izquierda) yconcreto (derecha)
PAVIMENTO DE ASFALTO
VS
PAVIMENTO DE CONCRETO
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- MENOR COSTO DE ILUMINACIONLa superficie del pavimento de concreto
es naturalmente ms brillante yreflectante. Por lo tanto, requiere menosenerga.
Mejora la iluminancia en un 30% msque el asfalto, mejorando la seguridad alos usuarios.
- MAYOR COSTO DEILUMINACIONEl asfalto no refleja la luz, por lo quese requiere mayor iluminacin. (Mspostes de alumbrado).
Con menor iluminacin, menorseguridad.
PAVIMENTO DE ASFALTO VS PAVIMENTO DE CONCRETO
CONCRETO ASFALTO
PAVIMENTO DE ASFALTO
VS
PAVIMENTO DE CONCRETO
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- NO ES AFECTADA POR EL CALORMenor temperatura en servicio, noabsorbe radiacin solar. Menorgeneracin de calor.
Menor desgaste de llantas por altatemperatura.
- ALTAS TEMPERATURASPRODUCE ABLANDAMIENTO Y
PERDIDA DE MATERIALAbsorbe radiacin solar, generandomayor calor.
Esta alta temperatura genera mayordesgaste de llantas.
PAVIMENTO DE ASFALTO VS PAVIMENTO DE CONCRETO
PAVIMENTO DE ASFALTO
VS
PAVIMENTO DE CONCRETO
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- MENOR COSTO TOTALINCLUYENDO CONSTRUCCION YMANTENIMIENTO
-EL DERRAME DE COMBUSTIBLENO LE AFECTA Y ES RESISTENTEAL FUEGO
-SE PUEDE DAR A LA SUPERFICIELA TEXTURA DESEADA CON GRANRESISTENCIA AL DERRAPAJE
- MAYOR COSTO TOTALINCLUYENDO CONSTRUCCIN YMANTENIMIENTO
- EL DERRAME DE COMBUSTIBLELA DETERIORAN Y NO RESISTEAL FUEGO
- LA SUPERFICIE ES LISA YRESBALADIZA CUANDO ESTMOJADA
-UNA RUGOSIDAD SUPERFICIAL
RETIENE EL AGUA
PAVIMENTO DE ASFALTO VS PAVIMENTO DE CONCRETO
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VP (%)
Aos15 20
TCP
Costo de mantencin menor en 20 Aos
COSTO DE MANTENIMIENTO
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El sistema TCP (Thin Concrete Pavement) consiste en cambiar el diseo de las
losas de pavimentacin tradicional por unas de geometra optimizada, capacesde distribuir mejor la carga y evitar el agrietamiento.
PAVIMENTO DE CONCRETO CON LOSAS OPTIMIZADAS
Normalmente las losas de
concreto convencional(AASHTO) son de 3,5m de
ancho por 4m de largo, lo
cual hace posible que varios
sets de ruedas de un camin
se posen en ella al mismo
tiempo, generando asgrandes tensiones.
Esta circunstancia se evita con el diseo TCP, que propone un
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sistema de losas de dimensiones ms pequeas en que se admite sloun set de ruedas a la vez, lo que hace posible disminuir el espesor delas losas entre 4 y 10 cm (hasta un 40%), generando as un ahorrosustancial en materiales y, en consecuencia, disminuyendo la
inversin requerida.
1,4 m largo
1,75 m largo
2,5 m largo
4,5 m largo
Al b T i i l
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450 cm x350 cmThickness= 25 cm
Delta T=-14 C LinearCurling= 0,1915
Top Tensile stress= 9,24 kg/cm2
450 cm x350 cmThickness= 18 cm
Delta T=-14 C LinearCurling = 0, 2416 cm
Top Tensile stress= 14,02 kg/cm2
240 cm x175 cmThickness= 18 cm
Delta T=-14 C LinearCurling = 0,0824cm
Top Tensile stress= 3,66 kg/cm2
140 cm x175 cmThickness= 18 cm
Delta T=-14 C LinearCurling = 0,049 cm
Top Tensile stress= 1,83 kg/cm2
Alabeo y Tensiones para igual
Gradiente Trmico
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TAMBIEN HAY VENTAJAS CONSTRUCTIVAS
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Menor movimiento de tierras (Aprox. 30%).
Menor tiempo de ejecucin (Aprox. 20%).
Apertura al trnsito de obra en 24 horas.
Apertura del servicio de la va al pblico en
72 horas.
Menor congestin de transporte durante la
construccin.
TAMBIEN HAY VENTAJAS CONSTRUCTIVAS
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MUCHASGRACIAS
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Ing. Jos Valdivia BernedoE-MAIL :[email protected]
RPM : # 940935CEL : 996316240
mailto:[email protected]:[email protected]