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Concreto

Es un material compuesto empleado en construcción, formado esencialmente por un aglomerante al que se añade partículas o fragmentos de un agregado, agua y aditivos específicos.

Este carece del acero de refuerzo y solo podrá usarse en elementos sometidos a compresión.

Concreto armado

Se le da este nombre al concreto simple más acero de refuerzo; básicamente cuando tenemos un elemento estructural que trabaja a compresión y atracción

(tensión). Ningún esfuerzo de presión será soportado por el concreto, es por ello que se debe incluir un área de acero que nos asuma esta solicitación, dicho valor se

traducirá en el número de varillas y su diámetro, así como su disposición.

Componentes del concreto

Cemento

Es un conglomerante formado a partir de una

mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al

contacto con el agua. Hasta este punto la molienda entre estas rocas es llamada clinker, esta se

convierte en cemento cuando se le agrega yeso, este le da la propiedad a esta mezcla para que pueda fraguar y endurecerse. Mezclado

con agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada hormigón (en España, parte de Suramérica y el Caribe hispano) o concreto (en México y parte de Suramérica). Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil.

Agregados

Generalmente se entiende por "agregado" a

la mezcla de arena y piedra de granulometría variable. El concreto es un material compuesto

básicamente por agregados y pasta cementicia, elementos de comportamientos bien

diferenciados.

Existen varias formas de clasificar a los agregados, algunas de las cuales son:

-Por su naturaleza Los agregados pueden ser naturales o artificiales, siendo los naturales de uso

frecuente, además los agregados utilizados en el concreto se pueden clasificar en: agregado grueso, fino y hormigón (agregado global) y pueden llegar hasta 10mm.

El agregado fin: se define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200, el más usual es la arena producto resultante de la desintegración de las rocas.

El agregado grueso: es aquel que queda retenido en el tamiz N°4 y proviene de la

desintegración de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.

El hormigón: 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. Se emplea

comúnmente es el de 19 mm o el de 25 mm

Por su densidad Se pueden clasificar en agregados de peso específico normal comprendidos entre 2.50 a 2.75, ligeros con pesos específicos menores a 2.5, y agregados pesados cuyos

pesos específicos son mayores a 2.75.

Por el Origen, Forma y Textura Superficial Por naturaleza los agregados tienen forma irregularmente geométrica compuestos aleatoriamente por caras redondeadas y angularidades. En términos

descriptivos la forma de los agregados pueden ser: Angular: Poca evidencia de desgaste en caras y bordes.

Sub angular: Evidencia de algo de desgaste en caras y bordes. Sub redondeada: Considerable desgaste en caras y bordes.

Redondeada: Bordes casi eliminados. Muy Redondeada: Sin caras ni bordes

Agua

Se utiliza como plastificante y como agente reactivo para el proceso del fragüe y

luego del endurecimiento.

Calidad del agua: debe ser limpia, potable e

improvista de impurezas. El agua dulce impide el fragüe del cemento. El agua de lluvia ataca al cemento Pórtland. El agua destilada disuelve la cal.

Temperatura del agua : la temperatura va a

influir en el proceso de endurecimiento, cuando la temperatura es mayor más rápido endurece.

Cantidad de agua : solo como reactivo del proceso de fragüe el 25 %.

A medida que tenga más agua el preparado menos resistente resultara, por eso hay que limitarse con la cantidad de agua. Si hay exceso de agua en el preparado, en el secado el excedente de agua se evaporara, lo que nos dejara un material poroso y con poca resistencia. En los hormigones el agua se calcula a partir de la suma de todos los componentes haciendo relación, lo que casi siempre da un 15 %. En la relación agua-cemento la cantidad de agua es para hidratar el cemento, para que cumpla su poder aglutinante y obtener una mezcla con la debida consistencia. Por lo tanto la relación agua-cemento es el cociente entre la cantidad de litros de agua utilizados en el amasado y la cantidad de kg utilizados de cemento.

Aditivos para el concreto

Los aditivos del concreto son productos capaces de disolverse en agua, que se adicionan durante el mezclado en porcentajes no mayores de 5% de la masa de cemento, con el propósito de producir una modificación en el comportamiento de concreto en su estado fresco y/o en condiciones de trabajo. Esta definición excluye, por ejemplo, a las fibras metálicas, las puzolanas y otros. En la actualidad los aditivos permiten la producción de concretos con características diferentes a los

tradicionales, han dado un creciente impulso a la construcción y se consideran como un nuevo ingrediente, conjuntamente con el cemento, el agua y los agregados.

Tipos de Aditivos

Los aditivos pueden clasificarse tentativamente según las propiedades que

modifican en el concreto fresco o endurecido. En estado fresco:

Incrementar la Trabajabilidad sin aumento de agua o reducir el contenido de agua con similar Trabajabilidad.

Retardar o acelerar el fraguado. Modificar el asentamiento. Disminuir la exudación

Reducir la segregación Mejorar la actitud al bombeo

En el concreto endurecido: Acelerar la ganancia de resistencia temprana. Incrementar la resistencia. Mejorar la durabilidad frente a exposición severa, Disminuir la permeabilidad. Producir expansión o controlar la contracción. Incrementar la adherencia con las barras de acero de refuerzo. Impedir la corrosión de las barras de refuerzo.

Controlar la reacción al cali-agregado

Patologías del concreto más comunes.

Encontramos hormigueros,

fisuras, grietas.

Debido al mal vibrado se ocasionan “hormigueros”, estos son bolsas de aire que quedaron al momento del

vaciado. Oxidación del acero, perder adherencia acabados.

Al haber altas temperaturas, mucho viento y mal curado, el concreto se “consume” toda el agua presente y se “reseca” generando una contracción que puede producir fisuras

y hasta grietas.

Variación de la relación a/c implica reducción en la resistencia final ; en obra es común la adición de agua para recuperar manejabilidad y debido a ello se modifica ostensiblemente dicha relación.

Exceso de aditivos, ya sea para retardar, acelerar, plastificar, puede desencadenar grandes problemas en el fraguado y en la resistencia.

Propiedades del concreto

Las propiedades del concreto son sus características o cualidades básicas. Las

cuatro propiedades principales del concreto son:

Las características del concreto pueden variar en un grado considerable, mediante

el control de sus ingredientes. Por tanto, para una estructura específica, resulta económico utilizar un concreto que tenga las características exactas necesarias, aunque esté débil en otras.

Trabajabilidad: Es una propiedad importante para muchas aplicaciones del concreto. En esencia, es la facilidad con la cual pueden mezclarse los ingredientes

y la mezcla resultante puede manejarse, transportarse y colocarse con poca pérdida de la homogeneidad.

Durabilidad: El concreto debe ser capaz de resistir la intemperie, acción de productos químicos y desgastes, a los cuales estará sometido en el servicio. Impermeabilidad: Es una importante propiedad del concreto que puede mejorarse, con frecuencia, reduciendo

la cantidad de agua en la mezcla.

Resistencia: Es una propiedad del concreto que, casi siempre, es motivo de preocupación. Por lo general se determina por la resistencia final de una probeta en compresión. Como el concreto suele aumentar su resistencia en un periodo largo, la

resistencia a la compresión a los 28 días es la medida más común de esta propiedad.

Módulo de elasticidad

El concreto no es un material eminentemente elástico, esto se puede observar fácilmente si se somete a un espécimen a esfuerzos de compresión crecientes hasta llevarlo a la falla, si para cada nivel de esfuerzo se registra la deformación unitaria del material, se podría dibujar la curva que

relaciona estos parámetros, El módulo de elasticidad es un parámetro muy importante en el análisis de las estructuras de concreto ya que se emplea en el cálculo de la rigidez de los elementos estructurales, en algunos lugares como en la ciudad de México y a raíz de los terremotos de 1985, se han hecho cambios en el Reglamento de construcciones del Distrito Federal, estos cambios demandan valores mínimos para el módulo de elasticidad dependiendo del tipo de concreto que se emplee en la

obra, por lo tanto ahora, además de la f’c se debe garantizar Ec. En algunos estructuristas existe la tendencia a suponer valores de Ec, para lo cual emplean fórmulas sugeridas por diversas

Resistencia

Se relaciona con la integridad de la Estructura y de cada una de sus partes,

sometidas a cualquiera y todas las cargas posibles. Para ello se elige primero el

sistema estructural y se establecen las cargas que actuarán sobre él y se compara con el tipo y magnitud de las tensiones que el material puede resistir sin peligro. Se

usan coeficientes de seguridad de magnitud diversa para tener en cuenta las incertidumbres en cuanto acondiciones de carga y propiedades de los materiales. El proyectista debe verificar la resistencia ante distintas condiciones de carga a fin de obtener la peor configuración de tensiones en puntos significativos de la estructura.

Acero de refuerzo

Es un importante material para la industria de la construcción utilizado para el refuerzo de

estructuras y demás obras que requieran de este elemento, de conformidad con los diseños y detalles

mostrados en los planos y especificaciones. Por su importancia en las edificaciones, debe estar

comprobada y estudiada su calidad. Los productos

de acero de refuerzo deben cumplir con ciertas normas que exigen sea verificada su resistencia, ductilidad, dimensiones y límites físicos o químicos de la materia prima

utilizada en su fabricación.

Tipos de acero

Los aceros se clasifican en cinco grupos principales:

Aceros al carbono: El acero al carbono, constituye el principal producto delos

aceros que se producen, estimando que un 90% dela

producción total producida mundialmente corresponde a aceros al carbono. Estos aceros son también conocidos

como aceros de construcción, La composición química de los aceros al carbono es compleja, además del hierro y el

carbono que generalmente no supera el 1%, hay en la aleación otros elementos necesarios para su producción,

tal escomo silicio y manganeso. El aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción, incrementa el índice de fragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y la ductilidad.

Aceros aleados: Estos aceros están compuestos por una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos; además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono. Estos aceros se emplean para fabricar engranajes, ejes, cuchillos, etc.

Aceros de baja aleación ultra resistente: Es la familia de aceros más reciente de las

cinco. Estos aceros son más baratos que los aceros convencionales debido a que contienen menor cantidad de materiales costosos de aleación. Sin embargo, se les da un tratamiento especial que hace que su resistencia sea

mucho mayor que la del acero al carbono. Este material se emplea para la fabricación de vagones porque al ser más

resistente, sus paredes son más delgadas, con lo que la capacidad de carga es mayor. Además, al pesar menos, también se pueden cargar

con un mayor peso. También se emplea para la fabricación de estructuras de edificios

Aceros inoxidables: Estos aceros contienen cromo, níquel, y otros elementos de aleación que los mantiene brillantes y resistentes a la oxidación. Algunos aceros inoxidables son muy duros y otros muy resistentes, manteniendo esa resistencia durante mucho tiempo a temperaturas extremas.

Debido a su brillo, los arquitectos lo emplean mucho con fines decorativos. También se emplean mucho

para tuberías, depósitos de petróleo y productos químicos por su resistencia a la oxidación y para la fabricación de instrumentos

quirúrgicos o sustitución de huesos porque resiste a la acción de los fluidos corporales .Además se usa para la fabricación de útiles de cocina, como pucheros,

gracias a que no oscurece alimentos y es fácil de limpiar.

Aceros de herramientas: Estos aceros se emplean para fabricar herramientas y

cabezales de corte y modelado de máquinas. Contiene wolframio, molibdeno y otros elementos

de aleación que le proporcionan una alta resistencia, dureza y durabilidad.

Existen otros tipos como el Acero Corten: El Acero Corten es un Acero común al que no le afecta la corrosión y una aleación de Acero con níquel, cromo, cobre y fósforo que, tras un proceso de humectación y secado alternativos forma una delgadísima película de óxido de apariencia rojizo-púrpura.

Acero Calmado: El Acero Calmado o Reposado es

aquel que ha sido desoxidado por completo

previamente a la colada, por medio de la adición de metales. Mediante este procedimiento se consiguen

piezas perfectas pues no produce gases durante la solidificación, evitando las sopladuras.

Acero Corrugado: Barra de Acero cuya superficie presenta resaltos o corrugas que mejoran la adherencia

con el hormigón, que forman estructuras de hormigón armado.

Acero Galvanizado: Galvanizado por inmersión en

caliente es un producto que combina las características

de resistencia mecánica del Acero y la resistencia a la corrosión generada por el Cinc.

Propiedades del Acero Galvanizado

Resistencia a la abrasión

Resistencia a la corrosión

Acero Inoxidable: Se denomina Acero Inoxidable a cualquier tipo de Acero aleado cuyo peso contenga

como mínimo 10,50 % de Cromo, pero no más de 1,20 % de Carbono, con cualquier otro elemento de aleación o sin él. Acero Laminado: una barra de acero sometida a tracción, con los esfuerzos se deforma aumentando su longitud. Si se quita la tensión, la barra de acero

recupera su posición inicial y su longitud primera, sin sufrir deformaciones remanentes.

Acero al Carbono: Acero constituido por un mínimo no especificado de elementos de aleación; el aumento de la proporción de carbono reduce su ductilidad y soldabilidad aunque aumenta su resistencia.

Clasificación

Su alta resistencia, homogeneidad en la calidad y fiabilidad de la misma, soldabilidad, ductilidad, incombustible, pero a altas temperaturas sus propiedades mecánicas fundamentales se ven gravemente afectadas, buena resistencia a la corrosión en condiciones normales. Clasificación del acero estructural o de refuerzo:

Según su forma, se clasifica en:

PERFILES ESTRUCTURALES: Los perfiles estructurales son piezas de acero laminado cuya sección transversal puede ser en forma de I, H, T, canal o ángulo.

BARRAS: Las barras de acero estructural son piezas de acero laminado, cuya sección transversal puede ser circular, hexagonal o cuadrada en todos los tamaños. PLANCHAS: Las planchas de acero estructural son productos planos de acero

laminado en caliente con anchos de 203 mm y 219 mm, y espesores mayores de 5,8 mm y mayores de 4,5 mm, respectivamente.

Aceros para Hormigón – Acero de refuerzo para armaduras - Barras corrugadas - Alambrón - Alambres trefilados ( lisos y corrugados) - Mallas electro soldables de acero – Mallazo - Armaduras básicas en celosía. - Alambres, torzales y cordones para hormigón pretensado.

- Armaduras pasivas de acero - Redondo liso para Hormigón Armado

- Aceros para estructuras en zonas de alto riesgo sísmico.

Propiedades

buena ductibilidad conductibilidad térmica elevada conductibilidad eléctrica elevada brillo metálico, Resistencia a la corrosión: Resistencia a la fractura Dureza

Diferencia entre concreto y concreto armado.

Concreto Simple Se utiliza para construir muchos tipos de estructuras, como autopistas, calles, puentes, túneles, presas, grandes edificios, pistas de aterrizaje, sistemas de riego y canalización, rompeolas, embarcaderos y muelles, aceras, silos o

bodegas, factorías, casas e incluso barcos. En la albañilería el concreto es utilizado también en forma de tabiques o bloques. Ventajas • Resistencia a fuerzas de

compresión elevadas. • Bajo costo. • Larga duración (En condiciones normales, el concreto se fortalece con el paso del tiempo). • Puede moldearse de muchas formas. • Presenta amplia variedad de texturas y colores. Concreto Reforzado Al reforzar el concreto con acero en forma de varillas o mallas, se forma el llamado concreto armado o reforzado; el cual se utiliza para dar nombre a sistemas estructurales como: vigas o trabes, losas, cimientos, columnas, muros de retención, ménsulas, etc. La elaboración de elementos de concreto presforzado, que a su vez pueden ser pretensados y postensados.

Pruebas del concreto

Revenimiento: muestra la Trabajabilidad del concreto, esta es una medición de que tan fácil resulta colocar, manejar y compactar en concreto.

Compresión: muestra la mejor resistencia posible que puede alcanzar el concreto en condiciones perfectas. Esta prueba mide la resistencia del concreto en estado

endurecido.

Muestreo: consiste en tomar una muestra para la prueba de la carga total del concreto premezclado. La muestra se toma en tres o más intervalos, (no antes de realizar el 15% ni después del 85% del total de la descarga). La muestra debe ser representativa del concreto entregado. La muestra debe ser una cantidad suficiente para la realización de todas y cada una de las pruebas.

La prueba de revenimiento: se hace para asegurar que el concreto sea trabajable. La muestra medida debe estar dentro de un rango establecido o tolerancia del revenimiento pretendido.

Herramientas:

Cono estándar de revenimiento (10cm de diámetro en la parte superior x 20 cm en la parte inferior x 30 cm de altura )

Cucharon pequeño Varilla con punta redondeada (60 cm de largo x 16cm de diámetro)

Regla:

Placa de prueba de revenimiento 50 x 50 cm.

Método:

1.- Limpie el cono: humedezca el cono y colóquelo sobre la placa de revenimiento, esta placa debe estar limpia, firme, nivelada y no debe ser absorvete.

2.- Obtenga una muestra

3.- Parece firmemente: sobre los estribos y llene 1/3 el volumen del cono con la muestra y compacte el Concreto varillado 25 veces.

Varillado significa empujar una varilla dentro del concreto para compactarlo en el cono de revenimiento. Varille siempre en un

patrón definido. Trabajando siempre desde la parte exterior hasta el en medio.

4.- Ahora llene 2/3 y nuevamente varille 25 veces justo hasta la parte superior de la primera capa.

5.- Llene hasta que empiece a desparramarse. Varillando esta vez justo hasta la

parte superior de la segunda capa, colme el cono hasta que se desparrame.

6.- Nivele la superficie con la varilla de acero como una acción de rodillo. Limpie el concreto que quede alrededor de la base y de la parte superior del cono, empuje hacia abajo sobre las asas y deje de pisar los estribos.

7.- Levante cuidadosamente el cono en dirección recta hacia arriba, asegúrese de que no se mueva la muestra.

Prueba de la compresión

Muestra la resistencia a la compresión del concreto endurecido. Las pruebas se hacen en un laboratorio fuera del lugar de la obra. El único trabajo en la obra es hacer un cilindro de concreto para la prueba de compresión.

La resistencia se mide en kg/m2 megapascales (MPa) y comúnmente se especifica como una resistencia característica del concreto medido a los 28 días después del mezclado.

La resistencia a compresión es una medida de la capacidad para resistir las cargas que tienden a aplastarlo.

8.- coloque el cono al revés y ponga la varilla a través del cono volteado. El cono en dirección recta hacia arriba, asegúrese de que no se mueva la muestra.

9.- tome varias mediciones y haga un reporte de la distancia promedio entre la

varilla y la parte superior de la muestra.

10.- si la muestra falla por falta de la

tolerancia (es decir el revenimiento es demasiado alto o demasiado bajo), debe tomarse otra muestra. Si esta también falla la cantidad restante de la mezcla debe

ser rechazada.

Herramientas

Cilindros de 15 cm de diámetro x 30 cm de altura.

Cucharon pequeño.

Varilla con punta redondeada ( 60 cm x 16 mm)

Llana de acero

Placa de acero

Método

1.- limpie el molde cilíndrico y unte ligeramente el interior con aceite para moldes. Luego colóquelo en una superficie limpia, nivelada y firme. Es decir, la placa de acero.

2.- Obtenga una muestra.

3.- Llene 1/3 del volumen del molde con concreto y luego compacte varillando 25 veces. Los cilindros también pueden ser compactados por vibración usando una

mesa vibradora.

4.- Ahora llene 2/3 nuevamente varille 25 veces, lograr que la varilla penetre aproximadamente 10 mm. De la primera capa del (1/3) primer tercio y repetir la operación de golpear para eliminar el posible aire atrapado.

5.- Llene el cilindro hasta que se desparrame y varille 25 veces, logrando que la varilla penetre aproximadamente 10 mm. Del(2/3) segundo tercio y repetir la

operación de golpear para eliminar el posible aire atrapado.

Para golpear se recomienda un mazo de caucho duro.

Nivele la parte superior con la varilla de acero y limpie cualquier concreto que

quede alrededor del molde.

6.- Ponga una tapa o plástico, etiquete claramente el cilindro y póngalo en un lugar fresco y seco para que fragüe por lo menos 24 horas.

7.- Después de que se remueve, el cilindro se manda al laboratorio donde es

curado y tronado en la prueba de resistencia a compresión.