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HORMIGÓN U CONCRETO

Ing. Henry Azañedo Medina

INTRODUCCION Material más usado en nuestro medio.

Calidad depende del conocimiento del

material y del profesional.

Es desconocido en 7 aspectos:

◦ Naturaleza

◦ Materiales

◦ Propiedades

◦ Selección de proporciones

◦ Proceso

◦ Control de calidad

◦ Mantenimiento

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DEFINICIÓN Es un producto artificial constituido por la

mezcla en ciertas proporciones de cemento,

agua, agregados y opcionalmente aditivos, que

inicialmente denota una estructura plástica y

moldeable y que posteriormente adquiere una

consistencia rígida con propiedades aislantes y

resistentes, lo que hace un material ideal para

la construcción.

EL HORMIGÓN O CONCRETO

“Hormazo” significativa de molde o forma.

Hormigos: Plato de repostería hecho con

almendras y avellanas tostadas unidas por

miel.

La palabra

CONCRETO, deriva del

inglés “concrete”,

procede del latín y

significa “espeso”,

“condensado

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Permite conseguir piezas de CUALQUIER FORMA

por complicada que ésta sea, con la única

limitación de la menor o mayor complejidad del

molde y esto debido al carácter plástico que

posee cuando se encuentra en estado fresco.

COMPONENTES DEL HORMIGÓN

O CONCRETO

Proporciones

típicas en

volumen

absolutas de los

componentes del

concreto

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Elementos que conforman el

concreto

CONCRETO

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REQUISITOS ESENCIALES:

EN ESTADO FRESCO

Trabajabilidad

REQUISITOS ESENCIALES: EN ESTADO ENDURECIDO

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COMPOSICION DEL CONCRETO

a.- La pasta:

1) Elementos Fundamentales

2) Funciones

3) Propiedades

4) Influencia

b.- El Agregado

1) Elementos fundamentales:

El GEL y Los POROS.

A) El gel: Se denomina así al producto

resultante de la reacción química e

hidratación del cemento.

Comprende: Masa de cemento

hidratado, hidróxido de calcio cristalino

y poros gel.

La Pasta

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La Pasta

Esquema típico de la estructura de la

pasta de cemento

Comportamiento del gel:

Desempeña el papel más importante en

el comportamiento del concreto.

La atracción física es del tipo Van der

Waal entre superficies de sólidos

separados únicamente por microscópicos

“poros gel”.

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B) Poros: Existen en la pasta

cantidades variables de espacios

vacíos, denominados poros, los cuales

no contienen materia sólida, aunque

pueden estar llenos de agua.

Se clasifican en:

Poros por aire atrapado

Poros por aire incorporado

Poros capilares

Poros gel

Poros por Aire Atrapado: Durante el

proceso de mezclado una pequeña cantidad

de aire (1%) es aportado por los materiales

y es la que queda atrapada en la masa de

concreto. Son parte inevitable de toda pasta.

No son perceptibles a simple visita, su

diámetro es mayor de 200 micras (0.2 mm) y

no suelen estar interconectados.

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Poros por aire incorporado: Se incorpora intencionalmente para incrementar la durabilidad del concreto, debido a que aumenta la protección de la pasta contra los procesos de congelación del agua en el interior de la misma, porque evita el agrietamiento.

Pueden ocupar hasta 5% del volumen del concreto.

Además el aire incorporado tiende a incrementar la trabajabilidad, la plasticidad y fluidez de las mezclas: disminuye las consistencia permitiendo la reducción de agua.

f: 0.08 a 0.10 mm

Poros capilares: Son los espacios originalmente ocupados por el agua en el concreto fresco, los cuales en el proceso de hidratación del cemento no han sido ocupados por el gel.

Aumenta el número de poros capilares cuando la relación agua-cemento es alta.

Al aumentar el número de poros capilares: aumenta la porosidad, permeabilidad, capacidad de absorción de la pasta; pero disminuyen las resistencias mecánicas de la pasta endurecida.

Su tamaño oscila entre 0.02 micras y 200

micras

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Poros Gel: Se forman durante el proceso

de formación del gel, son las partículas de

aire que quedan atrapadas dentro de el,

aisladas unas de otras.

Se presentan independientemente de la

relación agua cemento.

f: 0.00000018 mm

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Composición Porosa del Concreto. Según Setzer

La Pasta

2) Funciones

Contribuir a dar las propiedades

requeridas al producto endurecido.

Separar las partículas del agregado.

Llenar los vacíos entre las partículas

de agregado y adherirse fuertemente

a ellas.

Proporcionar lubricación a la masa

cuando esta aun no ha endurecido.

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La Pasta

3) Propiedades:

Dependen de las propiedades físicas y

químicas del cemento.

Las proporciones relativas de cemento

y agua en la mezcla.

El grado de hidratación del cemento,

dado por la efectividad de la

combinación química entre este y el

agua.

La Pasta

4) Influencia:

Las propiedades de la pasta son las

que influyen directamente sobre la

mezcla final.

Para un cemento dado, las

características y porosidad de la pasta

dependen de la relación agua-

cemento, y del grado de hidratación

del cemento.

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INGREDIENTES

CEMENTO.

Cementos normales cumplir la norma

NTP 334.009 o ASTM C 150.

Cementos puzolánicos cumplir la

norma NTP 334.044 o ASTM C 595.

Cementos adicionados cumplir la

norma NTP 334.082 o ASTM C 1157.

AGUA

Ocupa entre el 14% y el 18% del volumen

de la mezcla e hidrata al cemento Portland

por medio de complejas reacciones

químicas.

Se emplea en la preparación y curado.

Será fresca y potable, libre de sustancias

perjudiciales como aceite, ácidos, álcalis,

sales, materiales orgánicos y otras

sustancias que puedan perjudicar o alterar

el comportamiento eficiente del concreto,

acero y otros, tampoco deberá tener

partículas de carbón, humus, ni fibras

vegetales.

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Debe cumplir la norma NTP 334.088 y RNE E

060. debiendo ser de preferencia POTABLE.

Se podrá usar agua de pozo, siempre y

cuando cumpla con las condiciones

anteriormente mencionadas y que no contenga

sales o sulfatos.

Se podrá usar agua no potable cuando las

probetas cubicas de mortero preparados con

dicha agua, tengan por lo menos 90% de la

resistencia a los 7 y 28 días de las preparadas

con agua potable, normas A.S.T.M.

EFECTOS PERNICIOSOS DEL

AGUA DE MEZCLA Retardo en el endurecimiento.

Reducción de resistencia mecánica

Manchas en el concreto endurecido

Eflorescencias

Contribución en la corrosión del acero.

Cambios volumétricos, etc.

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El agregado Grueso y Fino - Absorber retracciones. (controlar cambios

volumétricos)

- Transmitir resistencias.

- Llenar volúmenes.

- Debe cumplir la norma ASTM C33 – NTP

400.037.

· Los áridos rodados

- Proporcionan morteros u hormigones más

dóciles y trabajables, requiriendo menos

cantidad de agua.

AGREGADOS REDONDEADOS (RODADOS)

Y CHANCADOS (MACHACADOS)

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Los áridos chancados

- Proporcionan una mayor trabazón que se

refleja en una mayor resistencia del hormigón

(sobre todo a tracción) y mayor resistencia

química.

ADITIVOS Y ADICIONES El objeto es el de modificar una o más propiedades del

hormigón tales como mejorar la manejabilidad en

estado fresco, reducir los requerimientos de agua de

mezclado, acelerar o retardar los tiempos de fraguado,

incrementar resistencia, aumentar la durabilidad, o

alterar otras propiedades.

La proporción relativa de los distintos ingredientes

debe estar suficientemente compensada para que el

hormigón sea compacto (denso y sólido), homogéneo,

poco poroso y resistente.

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ADITIVO:

• Material distinto del agua,

cemento, Agregado, el cual es

utilizado como un componente

y que se añade a éste antes o

durante el mezclado a fin de

modificar una o algunas de

sus propiedades.

•Deben cumplir con los

requisitos de la norma NTP

339.086.

•Su esta limitado a las

especificaciones del proyecto.

•Los incorporadores de aire se

regirán bajo la norma ASTM C

260.

TIPOS DE ADITIVOS,

NORMALIZACIÓN Los aditivos pueden clasificarse

tentativamente según las propiedades que

modifican en el concreto fresco o

endurecido.

De fragua: ASTM C 494 - NTP 334.088

Incorporadores de aire ASTM C 260 -

NTP 334.089

Cloruro de calcio: ASTM D 98

Reductores de agua, retardadores,

acelerantes y Fluidificantes: ASTM C 1017

o ASTM C 494 NTP 334.086 o NTP

334.087

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Clasificación según la norma

ASTM C 494 Tipo A Reductores de agua.

Tipo B Retardantes.

Tipo C Acelerantes.

Tipo D Reductores de agua y

retardantes.

Tipo E Reductores de agua y

acelerantes.

Tipo F Reductores de agua de alto

rango o superfluidificantes.

Tipo G Reductores de agua de alto

rango y retardantes o

superfluidificantes y retardantes.

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

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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 alcali-agregado

Gráfica Resistencia vs Tiempo

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PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLAS

DE CONCRETO NORMAL

El objetivo al diseñar una mezcla de

concreto consiste en determinar la

combinación mas práctica y económica

de los materiales con los que se

dispone, para producir un concreto que

satisfaga los requisitos de

comportamiento bajo las condiciones

particulares de su uso.

Para lograr tal objetivo, una mezcla de

concreto bien proporcionada deberá

poseer las propiedades siguientes:

1) En el concreto fresco,: Trabajabilidad,

consistencia y cohesibidad aceptable.

2) En el concreto endurecido,

durabilidad, resistencia y presentación

uniforme.

3) Economía.

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ELECCIÓN DE LAS

CARACTERÍSTICAS DE LA

MEZCLA DE CONCRETO

En base al uso que se propone dar al

concreto, a las condiciones de

exposición, al tamaño y forma de lo

miembros, y a las propiedades físicas

del concreto (tales como la

resistencia), que se requieren para la

estructura.

Proceso de

mezclado y

vaciado de

hormigón.

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CARACTERÍSTICAS TÍPICAS DEL

HORMIGÓN Densidad: 2000 - 2600 kg /m3

Resistencia a compresión: 20 – 40 MPa

Cantidad de cemento: 250 - 400 kg/m3.

Cantidad de acero (hormigón armado): 10 - 100

kg/m3.

Cantidad suministrada por un camión: 6 – 10 m3

Plazos representativos:

Desencofrado: ½ - 2 días

Puesta en carga: 3 - 7 días

Endurecimiento (resistencia característica): 28 días

Curado: 14 días

Precio: 150 – 400 Nuevos soles / m3 hormigón

suministrado en estado fresco.

Control del concreto fresco

CONCRETO FRESCO.- Es aquel

recién preparado cuyo estado es

plástico y moldeable en el cual no se

produce el fraguado ni el

endurecimiento y adopta la forma del

encofrado.

Manejabilidad = Trabajabilidad +

Consistencia.

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Control del concreto fresco

El control de calidad del concreto

depende en primera instancia de los

procedimientos de muestreo que

permitan contar con porciones

representativas para el análisis

correspondiente.

El proceso de la toma de la muestra

esta normado por ASTM C-172.

Control de la trabajabilidad y su

trascendencia

Trabajabilidad: Es el

mayor o menor trabajo

que hay que aportar al

concreto en estado

fresco en los procesos

de fabricación,

transporte, colocación,

compactación y

acabado.

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Rige la NTP 339.035 y el ensayo se

denomina de asentamiento.

Se mide tradicionalmente por el “slump”

o consistencia (cono de ABRAMS).

Es común que esta prueba sea un

condicionante de aprobación o

desaprobación del concreto fresco.

Tipos de slump

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Control del peso unitario y

contenido de aire

El Peso Unitario (NTP 339.046): es el

peso varillado, expresado en kilos por

medio cúbico, de una muestra

representativa del concreto, se emplea

principalmente para:

o Determinar o comprobar el rendimiento

de la mezcla.

Control del peso unitario y

contenido de aire

o Determinar el contenido de materiales

(cemento, agua y agregado) por metro

cúbico de concreto, así como el

contenido de aire.

o Formamos una idea de la calidad del

concreto y de su grado de

compactación.

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Control de la temperatura

Esta regulada por la ASTM C-1064,

que indica la manera de medir la

temperatura del concreto con un

termómetro de 0.5°C de precisión y

que el tiempo que este introducido en

la mezcla sea de 2 min. como mínimo

y 5 min. como máximo.

Exudación N.T.P. 339.077

Es un tipo de segregación en la que

parte del agua de la mezcla tiende a

subir a la superficie del concreto

recién colocado. Esto se debe a que

los componentes sólidos de la

mezcla no pueden retener toda el

agua de mezclado cuando se

asientan en el fondo.

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Ensayo de fluidez N.T.P. 339.085

Es la capacidad que tiene el concreto

para compactarse como un líquido en

determinadas circunstancias, se logra

medir esta propiedad mediante la

mesa de sacudidas.

Control del tiempo de fragua (NTP 339.082, ASTM C-403)

CONTROL EN ESTADO

ENDURECIDO….

COMPRESIÓN

TRACCIÓN

FLEXIÓN

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TIPOS DE CONCRETOS ESPECIALES:

•CONCRETO LIGERO:

•CONCRETO PESADO:

•CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA:

•CONCRETO MASIVO:

•CONCRETO TRANSLUCIDO:

•CONCRETO POROSO:

•CONCRETO PRESFORZADO:

•CONCRETO POSTENSADO:

•CONCRETO COMPACTADO CON RODILLO

(CCR)

•CONCRETO ESTAMPADO

CONCRETO LIVIANO Similar al concreto estándar excepto

que tiene baja densidad.

Es preparado con agregados ligeros o combinados con los agregados estándar.

La densidad varia entre 1365 y 1850 Kg/m3 y f´c=175 kg/m2(28 días). Este concreto es usado primordialmente para reducir el peso propio en elementos de concreto tales como losas de entrepiso en edificios altos.

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CONCRETO PESADO Producido con agregados pesados especiales,

lográndose una densidad por encima de los 6400kg/m3.

Es usado generalmente como una pantalla contra la radiación o como contrapeso y otras aplicaciones donde la densidad es importante, (proporciona protección contra rayos gamma, X, radiación de neutrones).

Se utilizan agregados de alta densidad tales como barita, ferro fósforo, geotita, hematita, ilmetita, limonita, magnetita y escoria de acero.

Se le puede agregar aditivos de acuerdo a las necesidades.

CONCRETO DE ALTA

RESISTENCIA

Adquiere a edad temprana una alta resistencia.

El periodo de tiempo en el que se desea que el concreto adquiera una determinada resistencia muestra un rango muy amplio: va desde unas pocas horas hasta algunos días.

Es usado para concreto pretensado, concreto premezclado, para una rápida producción de elementos, construcciones rápidas, construcciones en climas fríos, pavimentación para uso inmediato y otros usos.

La resistencia puede ser obtenida por una o una combinación de

los siguientes materiales dependiendo de las condiciones de

trabajo que las especificaciones lo requieran: Cemento tipo III

(Alta resistencia temprana).

◦ Alto contenido de cemento (360 a 600 Kg sobre metro cúbico).

◦ Baja relación agua-cemento (0.20-0.45).

◦ Aditivos químicos.

◦ Microsílice.

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CONCRETO MASIVO

Cualquier volumen grande de concreto con dimensiones suficientemente extensas que requiere control de la generación del calor de hidratación y el cambio d volumen con la mínima figuración (ACI 116).

Incluye bajo contenido de cemento (como el concreto que se usa en diques, presas y otras estructuras macizas), además un uso moderado de concreto que incluye un alto contenido de cemento en algunos miembros estructurales que requieren manejar el manejo del calor de hidratación y el aumento de temperatura.

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CONCRETO SIN SLUMP

Concreto con una consistencia

correspondiente a un slump de ¼ pulgada

o menos (ACI 116).

En estado seco debe de ser lo

suficientemente trabajable para ser

trabajado y consolidado con el equipo que

va a ser usado en el trabajo.

DEFINICION:

El Concreto Compactado con Rodillo (CCR), es un

concreto de cero asentamiento que se compacta con

rodillos vibratorios.

CARACTERISTICAS PRINCIPALES:

• Cero Asentamiento.

• Humedad solo para que el cemento reaccione.

• No requiere encofrados.

• No requiere acero de refuerzo.

• Rápida colocación.

• Se consolida con rodillos vibratorios.

CONCRETO ROLADO

COMPACTADO

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La resistencia a la compresión obtenida es de 70 a 315 kg/m2, sin embargo los pavimentos requieren de una resistencia a la compresión de aproximadamente 350 kg/cm2.

Debe reunir algunas condiciones para su colocación: Tener suficiente espesor para que la compactación sea uniforme y completa con los equipos usados (8 a 12 pulgadas cuando va a ser colocado y consolidado con equipo convencional de movimientos de tierra o equipos de pavimentos).

ACI 207.5 especifica ampliamente el proceso de mezclado y procedimientos de construcción.

SHOTCRETE

Es un mortero de concreto que es lanzado

neumáticamente sobre una superficie a alta

velocidad.

La relativamente seca mezcla es

consolidada por la fuerza de impacto y

puede ser colocada sobre superficies

vertical y horizontal sin ocurrir disgregación.

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En teoría, una pared hecha con esta

nueva tecnología (light-transmitting

concrete) podría tener varios metros

de espesor sin reducir la capacidad

característica de las fibras ópticas

de trasmitir la luz.

CONCRETO TRANSLUCIDO

CONCRETO POROSO

Se define al Concreto Poroso, como un concreto con

asentamiento cero y granulometría abierta, compuesto

por cemento Portland, agregado grueso, poco o nada de

agregado fino, aditivos y agua.

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CONCRETO PRETENSADO

Se denomina hormigón pretensado

(en América concreto presforzado) a

los elementos estructurales de

hormigón sometidos

intencionadamente a esfuerzos de

compresión previos a su puesta en

servicio.

Es un concreto u hormigón en el cual, después del

llenado y el endurecimiento, se introducen

esfuerzos de compresión mediante una armadura

especial montada dentro de vainas adecuadas.

CONCRETO POSTENSADO

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CONCRETO ESTAMPADO El Concreto Estampado no es más que eso,

Concreto Impreso con una novedosa

técnica, de manera de darle a sus pisos

apariencia de piedra, terracota, ladrillo ó

caico, que cada vez más se impone entre:

Arquitectos, Ingenieros, constructores Y

Decoradores.