Proyecto Robles Torres

7/24/2019 Proyecto Robles Torres

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO ESCUELA PROFESIONAL DEINGENIERIA CIVIL

INTRODUCCIN

Las estructuras de hormign y morteros pueden estar expuestas durante su vida til adiferentes tipos de acciones, siendo la accin trmica de importancia en los casos de

estructuras de edificios industriales, o en aquellas afectadas por incendios. Estassituaciones producen variaciones en las caractersticas mecnicas del material cuyamagnitud depender, entre otras causas, de las temperaturas mximas alcanadas ,dela distri!ucin de las mismas en la masa del elemento en anlisis y de los materialesutiliados en la conformacin de los morteros. "esde el punto de vista delcomportamiento estructural el cam!io de temperatura es la causa principal de lasdeformaciones de traccin en la masa del hormign. La prediccin de talesdeformaciones requiere del conocimiento del perfil de las temperaturas a que estarsometido el elemento en estudio y los materiales utiliados en la conformacin deestos.

NDICE

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#$ %esumen &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.. '

($ )!*etivos &&&&&&&&&&&&&&&&&&&..&&&&&&&&&&&.'

'$ +arco terico &&&&&&&&&&&&&&&&&&..&&&&&&&&&&..

'.#. -ropiedades mecnicas de los morteros&&&&&&&&&.&&&&.

'.(. isuracin del mortero en estado -lstico&&&&&&&&&&&..&../

'.'. 0ontrol de isuraciones en estructuras de concreto&&&&&&&&.((

'.. Evaluacin de la isuracin en estructuras de concreto&&&.&&&.('

'.1 +todos de %eparaciones de isuras&&&&&&&&&&&&&&..(1

'.2 Efectos a largo plao de la isuracin&&&&&&&&&&&&&..&(2

$ Equipos +ateriales e 3nstrumento&&&&&&&&&&&&&&&&&&&... (/

1$ -rocedimiento Experimental &&&&&&&&&&&&&&&...&&&&&&.(4

2$ "atos Experimentales &&&&&&&&&&&&&&&&&..&&&&&&&.'#

/$ "iscusin &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&..&&&&&...'2

4$ 0onclusiones &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&..&'2

5$ %ecomendaciones &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&..'/

#6$ 7nexo &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.&&&.. '4

##$ 8losario &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.&&&.6

#($ 9i!liografa &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&.&&&&&&

1) RESUMEN

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El hormign es un material compuesto, el cual en su estado endurecido y !a*o lainfluencia de temperaturas elevadas, experimenta comportamientos que se encuentraninfluenciados, fundamentalmente por la composicin de la matri y el tipo mineralgicodel agregado grueso. Este comportamiento est go!ernado en gran parte por laconductividad trmica, que es una propiedad que depende del tipo de material. Las

altas temperaturas producen en el hormign cam!ios qumicos y fsicos, causados enel caso de los primeros principalmente por el fenmeno de deshidratacin de la pastacementcea. Las alteraciones relacionadas con los fenmenos fsicos se de!en a lasdistintas variaciones volumtricas que tienen los agregados respecto de la pasta decemento, hecho que provoca la fisuracin interna del material. La conductividadtrmica : proporciona una medida del flu*o de calor transmitido a travs de una unidadde rea del material !a*o un gradiente de temperatura unitario; Esta conductividadtrmica est influenciada fundamentalmente por las caractersticas mineralgicas delagregado y por la dosificacin, densidad y temperatura del hormign. El otroparmetro que tam!in caracteria la respuesta trmica de los materiales es el calor

especfico que se define como la cantidad de calor necesaria para elevar latemperatura de una unidad de masa del material en un grado. El calor especfico delhormign no es un parmetro que est afectado por el tipo de agregado, temperaturau otros parmetros a diferencia de la conductividad trmica. El pro!lema que seanaliar en el presente tra!a*o se encuadra en determinar un modelo matemticopara expresar el porcenta*e de fisuracin en pro!etas de cemento expuestas al calor,con el fin de generar apropsito fisuraciones para determinar qu relacin de agua,cemento, arena o cal es la que produce menor volumen de fisuracin en los morterosal ser expuestos al calor.

2) OBJETIVOS

- 3ncentivar a estudiantes y a profesionales de la 3ngeniera 0ivil que sedesempe arena, para la fa!ricacin demorteros, que producir menor volumen de fisuracin.

- "eterminar la proporcin adecuada de cemento > cal, para la fa!ricacin de

morteros, que producir menor volumen de fisuracin- "eterminar la influencia del calor so!re el volumen de fisuracion en pro!etas decemento, y a la ve ver la influencia de el volumen de fisuracion en laspropiedades del cemento.

3) MARCO TERICO

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FISURACIN EN EL CEMENTO.La fisuracin es un fenmeno que se produce comnmente en las estructuras deconcreto simple y en las de concreto armado, de!ido mecnicas del mismo, ya que seconsidera a este como un material frgil, ran por la cual es inadecuado para sufrirgrandes deformaciones; esto puede afectarlo desde el proceso de construccin del

mismo, hasta dentro de su vida en servicio.

3.1 Propiedades me!"ias de #os mor$eros.?e han efectuado diversos estudios tcnicos acerca de la fisuracin en las estructurasde concreto, llegando a proponer factores de reduccin de rigide en los cdigos deedificacin de algunos pases, por lo que se o!serva la relevancia de los efectos de lasmismas en la capacidad de soportar cargas de la estructura, efecto que se encuentradirectamente ligado a las propiedades mecnicas del concreto; siendo las principales,las que se presentan a continuacin.3.1.1 Propiedades e" ompresi%".

La resistencia a compresin @fAc$ es la principal propiedad mecnica del concreto, y loque lo hace un material de construccin tan popular; pero esta propiedad puede variarsignificativamente dependiendo de los cuidados que se den en el dise deformacin unitaria que sepresentan tpicamente para concretos de densidad normal @('66BgCm'$ y a una edadde veinte y ocho das @(4$; estas deformaciones son o!tenidas de la realiacin deensayos de compresin axial efectuados con velocidades de carga normales ymoderadas.

igura #. 0urvas esfuero > deformacin unitaria a la compresin.

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a las propiedades?e puede o!servar una similitud en todas las curvas esfuero deformacin unitaria,de!ido a que estas inician relativamente elsticas y lineales, esto quiere decir que elesfuero y la deformacin unitaria poseen una relacin proporcional entre s,perdiendo posteriormente dicha propiedad, y apreciando que se comiena a inclinarso!re la horiontal de la grfica, llegando as a alcanar su esfuero mximo, el cualrepresenta la resistencia a la compresin de la pro!eta, esta se llega a o!tenercomnmente para una deformacin unitaria que vara entre 6.66( a 6.66', para

concretos de densidad normal. Es necesario aclarar que las caractersticas quepresentan las grficas despus que las pro!etas han llegado a alcanar su mximoesfuero, dependen principalmente del mtodo de ensayo que se utilia. Estasvariaciones o!edecen generalmente a dos condiciones, siendo la primera, si se puedellegar a una tasa de deformacin relativamente constante mientras que la resistenciade la pro!eta va disminuyendo, lo cual ocasiona largos tramos descendentes yesta!les antes de la falla de esta; mientras que la segunda condicin que se puedellegar a presentar, se relaciona con una descarga relativamente rpida despus deha!er pasado el mximo esfuero que soporta la pro!eta, lo cual ocasiona un cam!io!rusco en la grfica esfuero > deformacin unitaria, este fenmeno se presenta con

mayor frecuencia mientras ms elevada sea la resistencia a la compresin de lapro!eta, de!ido a que el concreto mientras ms alta sea su resistencia as mismo msfrgil ser la falla de ste. )tro de los aspectos relevantes del concreto cuando sesomete a cargas de compresin, es que adicional a sufrir una deformacinlongitudinal, tam!in se ve afectado por deformaciones transversales; es decir, quecuando se comprime en una direccin, sufre deformaciones en la direccin transversala la cual se le aplica la carga de compresin. La relacin entre la deformacin unitariatransversal y la longitudinal reci!e el nom!re de relacin de -oisson, la cual se veafectada por distintos factores; pero se tiene un dato aproximado que para esfuerosmenores a 6./fAc, la relacin de -oisson para el concreto se encuentra

aproximadamente en el rango de 6.#1 a 6.(6.

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?e considera que el concreto a una edad de (4 das, ha llegado a alcanar suresistencia de dise edad del concreto.

?e puede apreciar que el concreto fa!ricado con cemento tipo 333 inicia conuna altatasa de crecimiento en cuanto a su resistencia a la compresin; pero conforme seacerca a los (4 das de edad, sta comiena a descender paulatinamente, y pasadoslos (4 das de edad la tasa de crecimiento de su resistencia a la compresin es casiimpercepti!le; mientras que el concreto fa!ricado con cemento tipo 3, despus de los(4 das de edad continua con una tasa de crecimiento de su resistencia a lacompresin llegando a so!repasar la del concreto fa!ricado con cemento tipo 333.

3.1.& Propiedades e" $e"si%".La resistencia a esfueros de tensin del concreto es muy !a*a y a causa de esto lasonas que se ven afectadas por esfueros de tensin son las primeras que presentanfisuras y grietas, las cuales se pueden propagar en toda la estructura, por lo que elconocimiento de la resistencia ante este tipo de esfueros es de gran importancia.-ara conocer el valor de la resistencia a la tensin del concreto, se puede o!tener apartir de tres tipos de ensayos; teniendo dicho valor variaciones segn el tipo deensayo practicado; los cuales pueden ser por flexin, por hendimiento, y tensindirecta; como se puede ver en la figura '.

igura '. Ensayos de tensin para el concreto.

@a$ lexin. @!$ Dendimiento. @c$ ensin directa.

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El ensayo de tensin directa es en el que se presentan las mayores dificultades parasu realiacin, la cuales se dan en el agarre de las mordaas con la pro!eta, de!ido aque la mordaa sufre peque


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este momento se puede variar la resistencia y comenar a presentar fallas en laestructura.La retraccin plstica no es ms que la disminucin del volumen provocada por laprdida de agua. Las fisuras por retraccin plstica se presenta cuando se produceuna evaporacin rpida del agua en la superficie del concreto cuando el cemento no

ha terminado de fraguar; este tipo de evaporacin se puede dar de!ido a diferentesfactores o a una com!inacin de los mismos; estos pueden serI la temperatura delaire, la temperatura del concreto, la humedad relativa del am!iente, y la velocidad delviento en la superficie del concreto. Estos factores se pueden com!inar en cualquiertipo de clima tanto el clido como el fro. La fisura por retraccin plstica se producecuando la prdida de agua por evaporacin en la superficie del concreto es mayor alagua que se puede remplaar por la exudacin, esto produce que el concreto secontraiga en la superficie. Las fisuras por retraccin plstica se presentan por logeneral en superficies horiontales, por lo que, a mayor superficie de exposicin alam!iente y a menor espesor del elemento, se da una mayor pro!a!ilidad de que estas

se presenten cuando la relacin superficies entre espesor es mayor a '. Hn valor usualque se tiene para la deformacin unitaria del concreto, de!ida a la retraccin plsticaes de 266 x #6=2, y dado que la capacidad de deformacin unitaria por tensin seencuentra en el orden de #16 x #6=2 o menor; se producirn fisuras si un miem!ro deconcreto se encuentra restringido, como se puede apreciar en la figura .

igura . isuracin del concreto por retraccin plstica

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En los elementos cuyo espesor es varia!le, las fisuras se presentan en la onas dondese encuentra el menor espesor del elemento, y en las cuales el secado prematuro delconcreto, lo afecta de manera mayor, presentando fisuras como las mostradas en lafigura 1. -or otra parte, los elementos cuyo espesor es constante y poseen formasregulares, las fisuras por retraccin plstica se dan de forma aleatoria en el elemento;pero siguiendo un patrn de ngulos rectos y que las fisuras sean perpendicularesentre s; eso es de!ido a las equitracciones que sufre el elemento, como se puedeapreciar en la figura 2.

igura 1. isuracin por retraccin plstica en elemento de espesor varia!le.

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igura 2. isuracin por retraccin plstica en elemento de espesor constante.

)tros aspectos que influyen en las fisuras por retraccin plstica sonI el uso degrandes cantidades de cemento para la preparacin del concreto, las relacionesaguaCcemento muy elevadas, el cemento molido muy finamente, las meclas queposeen mucho agregado fino, el contenido de arcillas que producan impureas en losagregados, la presencia de cargas durante el proceso de curado y fraguado delconcreto. Las principales caractersticas de este tipo de fisuras sonIJ 7parecen entre las primeras horas @#=#6$, casi siempre en grupo.J La profundidad por lo general se encuentra en el rango de los (6 a 6 mm, llegandoen ocasiones a tener una profundidad de #66 mm e incluso atraviesan todo elelemento cuando este es muy delgado.J ?e presentan so!re todo en clima seco con temperaturas mayores a los (/ 60,aunque se han presentado en clima fro y hmedo contemperaturas menores a los #260.

3.&.1.& O$ras (is'ras de# o"re$o e" es$ado p#!s$io.7dems de la retraccin el concreto presenta otros pro!lemas que pueden causar unafisuracin cuando se encuentra en su estado plstico, este fenmeno se puede dar pordiferentes causas como lo sonI la precipitacin de los agregados, movimiento de lasarmaduras, sedimento de encofrados, por desliamiento del concreto en pendientes."espus de puesto el concreto inicialmente y de ser vi!rado dentro del encofrado, el

concreto continua consolidndose y es aqu cuando por causa de las armaduras seocasionan muchas veces restricciones a la precipitacin de los agregados, generandocon ello posteriores fisuras. 0uando se presentan este tipo de fisuras su configuracinen planta se da siguiendo las lneas de las armaduras. El pro!lema surge cuando seda la colada de concreto y este de!e pasar a travs de las armaduras de refuero,quedando muchas veces peque


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?e da tam!in el caso en el cual el concreto logra cu!rir de una forma adecuada las!arras de refuero superior, pero estas al tener una rigide mayor que la del concretoen su estado plstico, estas no permiten que el concreto fresco asiente, lo cualproduce esfueros de traccin que afectan al recu!rimiento superior de las !arras.Estas fisuras dependen principalmente de tres factores los cuales son, el dimetro dela !arra de refuero, el recu!rimiento de las !arras de refuero y la consistencia delconcreto durante la colada. Este tipo de fisuras se representan en la figura 4.

igura 4. isuras de!idas a tensiones so!re de las armaduras superiores.

3.&.& Fis'rai%" de o"re$o e"d'reido.

Es en el estado endurecido en donde el concreto presenta finalmente todas suspropiedades mecnicas, por lo tanto es en este estado en el cual se manifiesta lamayor cantidad de patologas, mismas que se pueden evidenciar con la presencia defisuras, siendo estas ltimas un indicador del tipo de patologa que afecta al concreto.

3.&.&.1 Fis'rai%" de re$rai%" por seado.El fenmeno de la retraccin no es una fuera que se aplique so!re el concreto, esms !ien una deformacin impuesta so!re el concreto, ocasionando as fueras detraccin que son las que ocasionan las fisuras; este fenmeno se incrementa cuandoel concreto se ve restringido al movimiento; como puede ser o!servado en la figura .

0uanto ms rgida sea la estructura mayor es la pro!a!ilidad que se de este tipo defenmeno, pero para que se pueda apreciar la magnitud de la retraccin por medio de

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fisuras, generalmente de!en pasar das e incluso hasta meses; esta peculiaridad es laque lo diferencia de la retraccin por secado. En cuanto a las fisuras por retraccin porsecado, estas se presentan cuando el concreto se encuentra endurecido y semanifiestan con trao limpio y agudo. La retraccin por secado de la pasta de cementopuede llegar a tener cam!ios volumtricos de retraccin de hasta en un #K, pero los

agregados poseen la capacidad de disminuir dichos cam!ios hasta en un 6.62K. "osde los principales factores que ayudan a los agregados a la reduccin de la retraccinsonI primero, la cantidad de agregados en la mecla del concreto, la cual guarda unarelacin inversa entre esta y la retraccin por secado @a mayor cantidad de agregado,menor retraccin por secado$; segundo, la rigide del agregado y la reduccin en elcam!io de volumen de!ido a la retraccin por secado, que guardan una relacindirectamente proporcional. En las vigas la fisuracin por retraccin se presenta conmayor frecuencia si estas son largas y si estn muy restringidas en sus extremos. Eneste tipo de situaciones es comn una fisura aislada en mitad de la lu, la cual aparecetam!in ayudada por los esfueros de flexin que se presentan de!ido a las cargas,

as como las fisuras que se dan en las proximidades de los apoyos como se ve en lafigura 5, en la cual se presenta una gran diferencia entre la rigide de las vigas y larigide de los apoyos.

igura 5. isuras de!idas a retraccin en vigas.

En la retraccin se pueden presentar diferentes comportamientos en un mismo marco,

esto ocurre cuando se tienen onas con mayor rigide que otras; como se o!serva enla figura #6; en la cual la parte superior del marco posee una mayor rigide y mayorcuanta de acero de refuero, que la inferior; lo cual ocasiona que en el superior sepresente una menor retraccin que en la inferior, y de!ido a ello esta ltima se fisuracon mayor facilidad.

igura #6. isuras de retraccin en un marco.

Las principales caractersticas de este tipo de fisuras sonI

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J 7parecen tardamente.J 0uando existen varios elementos idnticos, se presentan principalmente en loselementos que fueran fundidos en tiempo seco y caluroso o con mayor exposicin alos rayos solares.J En elementos con altas cuantas de acero, se presentan de una forma muy fina y

cercana unas con otras.J En elementos con !a*as cuantas de acero, se presentan con una anchurasignificativa y !astante separada entre s.J Las separaciones son constantes.J Las fisuras presentan patrones rectilneos.J Fo se presentan ramificaciones de las fisuras.J La anchura es constante en todo su traado.J La anchura final se esta!ilia de forma rpida.

3.&.&.& Fis'rai%" de orie" $*rmio.Este tipo de fisuras se originan por las dilataciones y contracciones que sufre elconcreto, de!ido a cam!ios de temperatura que se puedan presentar en el. Estoscam!ios de temperatura dentro de las estructuras de concreto se pueden presentarpor diversas causas, como en el caso que ciertas partes de la estructura que pierdencalor de hidratacin a diferentes velocidades; por condiciones climatolgicas quepueden llegar a calentar o enfra una sola parte de la estructura; o !ien que seproduca este cam!io a diferentes velocidades en diferentes secciones de laestructura. Los cam!ios de temperatura que afectan al concreto generan a su vecam!ios volumtricos en el concreto y estos ltimos provocan las tensiones detraccin en el concreto, las cuales hacen que el concreto sufra deformaciones; si estasltimas llegan a superar la capacidad de deformacin del concreto a traccin, entonces

se producen finalmente las fisuras. Los cam!ios de temperatura de!idos a las distintastasas de disipacin del calor de hidratacin, afectan principalmente a las estructurasque son dise


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La corrosin de las armaduras, como de cualquier metal no es ms que el resultado deun proceso electroqumico, el cual necesita de un agente oxidante, de condiciones dehumedad adecuadas y de un flu*o de electrones a travs del metal; con esto se generauna serie de reacciones qumicas en la superficie del metal y cerca de la misma.En el acero de las armaduras no es muy frecuente que se produca una corrosin ya

que generalmente se encuentran en un am!iente altamente alcalino, lo cual ayuda agenerar una capa protectora de xido, la cual se conoce comnmente como proteccinpasiva. La me*or forma para evitar que se inicie la corrosin en las armaduras esimpedir que se generen las reacciones qumicas, esto se logra evitando el contacto delas armaduras con el aire y la humedad, otra forma no muy comn es !rindndole alas !arras un exceso de electrones en los nodos para impedir la formacin de losiones metlicos, esto se conoce como proteccin catdica. 0uando se posee unconcreto poroso, su cal va siendo car!onatada con mayor facilidad por el dixido decar!ono que se encuentra en el am!iente, lo cual influye en el potencial hidrgeno deeste, que por lo general, tiene un valor que oscila entre #( a #', el cual llega a

descender hasta un valor de 4 con lo que el acero sea ms propenso a la corrosin. Elacero, tras corroerse produce xidos e hidrxidos de hierro, los cuales llegan a tenerun volumen casi siete veces mayor que el del metal que los origin, este cam!io devolumen provoca tensiones radiales de estallido alrededor de las armaduras con loque se producen fisuras radiales alrededor de las armaduras, cuando estas fisurasradiales se comienan a propagar por la armadura producen fisuras longitudinales.Estas fisuras pueden provocar el descascaramiento del concreto yCo la aparicin demanchas de xido siguiendo el traado de la armadura; como se muestra en la figura##.

igura ##. isuras por corrosin de las armaduras.

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3.&.&.+ Fis'rai%" por pr!$ias o"s$r'$i,as i"ade'adas.

En la construccin de estructuras de concreto sin adecuada supervisin, sedesatienden las proporciones recomendadas por el dise


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igura #(. isuras por traccin directa de un pilar

La importancia de predecir el ancho de este tipo de fisuras, radica en que estas sonlas ms anchas que se producen en comparacin con las provocadas por los otrostipos de cargas. 0on la finalidad de llegar a predecir su ancho, se cuenta conecuaciones matemticas, siendo una de las ms efectivas, propuesta por el 703 ((%I

El concreto tra!a*a principalmente a compresin axial; sin em!argo este tipo de carga

tam!in pueden llegar a originar ciertos tipos de fisuras en este, las cuales dependende la es!elte del elemento y los efectos transversales que puedan llegar a evitar unadistri!ucin uniforme de la carga. Hna forma de ver estos efectos es, el ensayo acompresin axial so!re pro!etas de concreto; las cuales actan como pedestales,eliminando as los efectos de la es!elte. 0a!e destacar que la existencia deroamiento o la ausencia de este, entre la pro!eta y los platos de apoyo en la mquinade ensayo, inciden en el tipo de fisuras que se presenten; as en el primero de loscasos se ve afectada la deformacin transversal y las fisuras se presentarn en formade un relo* de arena; mientras tanto en el segundo de los casos, las fisuras sonparalelas a la direccin del esfuero aplicado y presentan formas relativamente rectas.

Lo anterior pude verse en la figura #'.igura #'. isuras por compresin axial en pro!etas de concreto.

@a$ ?in roamiento. @!$ 0on roamiento

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En columnas tanto cortas como las es!eltas, cuando las cargas aplicadas, superan laresistencia a compresin del concreto, ocurre la falla por aplastamiento, una de lasms peligrosas para estos elementos; la cual puede ser detectada mediante laaparicin de fisuras de pre rotura. En este tipo de fisuras pueden diferenciarse dosestados relacionados con la humedad; la cual se encuentra relacionada con el dise


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igura #1. isuras por flexin simple en una viga simplemente apoyada.

7l igual que para las fisuras de traccin, se tienen ecuaciones para la prediccin delancho de las fisuras, considerndose hasta la fecha la ms efectiva la desarrollada por8ergely y Lut en #524, y adoptada en una forma simplificada por el 703 ((=#.%I

Las fisuras que se producen por la accin cortante de las cargas, llegan a presentarseincluso desde el alma de los elementos de concreto, avanando posteriormente hasta

la armadura y llegando finalmente a la cara exterior, partiendo los elementos en dos,como se aprecia en la figura #2. Estas fisuras aparecen por lo general cerca de losapoyos cuando estos son empotrados y siguiendo una diagonal de aproximadamente1 grados; estas suelen aparecer de forma muy rpida, poco antes de la falla,dependiendo de la armadura transversal con la que cuenten los elementos.

igura #2. isuras por corte en una viga simplemente apoyada.

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Las fisuras por torsin en vigas, ocurren cuando estas poseen luces descompensadas;o en el caso de vigas de !orde, en las cuales no se contempl el refuero a torsin, yla armadura transversal resulta insuficiente para resistirla. Estas fisuras aparecern enel recu!rimiento en un ngulo de 1 grados, que se !uscan en direcciones opuestasen toda la cara de la viga, de*ando nicamente al ncleo resistiendo los esfueros de

torsin; lo que puede ser apreciado en la figura #/.

igura #/. isuras por esfueros de torsin en una viga.

Las acciones ocasionadas por los sismos so!re las estructuras son de singularimportancia para territorios como el de 8uatemala, en los cuales se tiene una altaactividad ssmica; la que ocasiona fisuras so!re los distintos elementos de lasestructuras, de!idas a una serie de com!inaciones de esfueros laterales. Los efectosdel sismo so!re las vigas originan principalmente dos tipos de fisuras; el caso @a$cuando se producen inversiones de momentos en las vigas, originando un tipo defisura vertical que por lo general a!arca la seccin completa de la viga y se encuentraprxima al nudo, este fenmeno es conocido como una articulacin plstica. El caso@!$ es el de fisuras inclinadas ocasionadas por el aumento de esfueros cortantes enlas vigas. Los casos anteriores se representan en la figura #4.

igura #4. isuras por efectos de sismo en una viga.@a$ isura por inversin de momentos.

@!$ isura por aumento de fueras cortantes

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0uando se trata de columnas sometidas a sismo, pueden distinguirse principalmentedos tipos de fisuras, las cuales son de gran importancia tomando en consideracin queen los dise


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Hna de las onas que se ve mayormente afectada por los efectos de los sismos, sonlas cercanas a los nudos, presentando fisuras tanto en el rea de vigas como en elrea de columnas; como puede apreciarse en la figura (6. En el caso @a$, las fisurasse presentan en la viga, en onas prximas a los nudos; este tipo de fisuras es de!idoa la flexin, las que se evidencian en las caras opuestas a los nudos y que

generalmente son varias y alineadas de manera paralela al nudo; tam!in sepresentar el descascaramiento en los lados opuestos del nudo. En el caso @!$,ocurrir el mismo tipo de fisuras por flexin del caso @a$, con la diferencia que estas selocaliarn en las onas cercanas al nudo pertenecientes a las columnas. En am!oscasos este tipo de fisuras se de!e a que los esfueros inducidos por el sismo superana los esfueros admisi!les de la estructura.

igura (6. isuras por efectos de sismo en onas cercanas al nudo.@a$ isura envigas.

@!$ isura en columnas

El rea ms delicada en toda estructura es el nudo, es aqu en donde se transmitenlos esfueros de las vigas hacia las columnas y es la parte de la estructura que de!ede mantener la verticalidad entre vigas y columnas; es por esta ran que en el nudose concentran muchos esfueros, y cuando se presentan las acciones ssmicas,

ocurre una inversin de momentos dentro del mismo. "urante los sismos el nudopuede llegar a presentar fisuras, siendo los casos ms comunesI @a$ cuando se

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generan fisuras diagonales que son producidas por una gran concentracin deesfueros cortantes so!re este; y @!$ las fisuras se generan en un patrn vertical elcual va de forma paralela a las columnas, este tipo de fisura ocurre comoconsecuencia de una gran concentracin de esfueros compresivos en el nudo.7m!os casos se e*emplifican en la figura (#.

igura (#. isuras por efectos de sismo en el nudo.@a$ isura por esfueros cortantes.

@!$ isura en por esfueros decompresin.

La importancia de los nudos en las estructuras, o!liga al dise


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3.3.& Co"$ro# de #a (is'rai%" e" e#eme"$os some$idos a (#ei%".La fisuracin por las acciones de carga fue descrita en la seccin #.(.(.1; siendo lasms comunes de ellas la flexin y la traccin, y ca!e resaltar que so!re estas se hanrealiado una amplia cantidad de estudios. La aparicin de este tipo de fisuras es casiinevita!le, y su control simplemente asegura que estas no aparecan o que lo hagan

de una forma controlada ante las cargas de dise


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?e de!e tener en cuenta que cuando se realia la medicin de las fisuras, estaspueden variar en su magnitud en el transcurso del tiempo, especialmente cuando aunno se hayan esta!iliado en su totalidad; es por ello que en este caso se de!enmonitorear, llevando controles que pueden ser realiados de formas sencillas, comomarcar con una cru la fisura e ir viendo si aumenta el ancho; o !ien empleando un

yeso muy fino, el cual se coloca como cu


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J %estaurarJ %estaurar yCo me*orar la rigide de la estructuraJ +antenimiento ?eguidamente se presentan las descripciones, utilidad y limitantes, dealgunos procesos de reparacin de fisuras, que estn contenidos en el 703 ((.# %5', siendo estas. 3nyeccin de resinas epoxi; estas de!ern de satisfacer los requisitos

esta!lecidos por 7?+ 0 44# @ipo 3$. 7l realiar este procedimiento se de!er detener la menor humedad posi!le y la menor cantidad de agentes contaminantes en lasfisuras, adicional a ello el tipo de resina a utiliar de!e ser resistente al agua. ?erecomienda consultar el cdigo del instituto americano del concreto 703 ((.#%=5' y el703 16'%.J -erfilado y sellado de fisuras; recomienda su uso, cuando la fisura no representa unda


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equitativa en esta ona, reduciendo su capacidad de resistir estos esfueros; por otraparte, en los usuarios de las edificaciones, se pueden presentar pro!lemas de carcterpsicolgico asociados al temor de utiliarlas. En el seguimiento de patologas defisuracin, es conveniente el empleo de secuencias, como la sugerida en la figura (;en donde a travs de un diagrama de flu*o se simplifica el proceso a seguir.

igura (. "iagrama de flu*o ante aparicin de fisuras.

+) EUIPOS4 MATERIALES E INSTRUMENTOS 5

+.1 EUIPOS5

Dorno 0mara "igital -ro!eta

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+.& MATERIALES

0emento -ortland ipo 3 7gua -ota!le 0al

7rena aselina

+.3 INSTRUMENTOS

9alana analtica +olde para -ro!etas de #6x#6x( cm aso de precipitacin

-) PROCEDIMIENTO E6PERIMENTAL5

-.1. PROCESO DE CONFORMADO DE LAS PRO7ETAS5

#. 0onformamos distintas pro!etas de #6x#6x(cm de cemento y agua, en distintasproporciones.

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(. "e igual forma conformamos distintas pro!etas de morteros de #6x#6x(cm decemento, agua y cal; siendo el agua y la cal constante y el cemento varia!le.

'. "e igual forma conformamos distintas pro!etas de morteros de #6x#6x(cm decemento, agua y arena; siendo el agua y la arena constante y el cemento varia!le.

. Luego de ( horas, desmoldamos las pro!etas de cemento para realiar elrespectivo ensayo.

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-.&. PROCESO DE ENSA8O5

#. -onemos las pro!etas de cemento en un Dorno a '66 60 durante ' horas.

(. Luego retiramos las pro!etas del horno y limpiamos lasuperficie.

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'. Luego agregamos aselina en las pro!etas para o!tener el volumen de fisuracinen las pro!etas.

. Luego vaciamos la vaselina que quedo contenida en la pro!eta de cemento en unapro!eta para determinar el volumen de vaselina y poder relacionarlo con el volumen dela pro!eta de cemento

) DATOS E6PERIMENTALES5

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2.#. "atos )!tenidos en los ensayosI

+orteros de cemento y aguaI

-ro!eta%elacin

aCc7ncho

cmLargo

cmEspesor

cmvolumen

cm'

iemposometidoa calor h.

0antidad deaselina en-ro!eta ml

K deisuracion

# 6.( #6 #6 ( (66 ' #.# 6.11( 6.' #6 #6 ( (66 ' 6.5 6.1' 6. #6 #6 ( (66 ' 6.2 6.' 6.1 #6 #6 ( (66 ' 6.1 6.(11 6.2 #6 #6 ( (66 ' 6. 6.(2 6./ #6 #6 ( (66 ' 6.' 6.#1/ 6.4 #6 #6 ( (66 ' 6.( 6.#4 6.5 #6 #6 ( (66 ' 6.# 6.615 # #6 #6 ( (66 ' 6.# 6.61

+orteros de cemento, cal y aguaI

-ro!eta

%elacinaCc

%elacincal

Ccemento

7nchocm

Largocm

Espesorcm

olumende

pro!etacm'

iemposometidoa calor

h.

0antidad deaselina en-ro!eta ml

( %)F*!"+*

,

#6 6.41 # #6 #6 ( (66 ' 6.' '.15## 6.41 6.1 #6 #6 ( (66 ' 6. '.2#( 6.41 6.'' #6 #6 ( (66 ' 6.2 '.3

#' 6.41 6.(1 #6 #6 ( (66 ' 6.4 '.4# 6.41 6.( #6 #6 ( (66 ' #.# '.55

+orteros de cemento, arena y aguaI

P#/)0"

R)"+*,"#)"

+)$)0

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E!p)!# +$

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( %)F*!"+*

,

15 1 '.485 1' 1' 2 2'' 3 '.2 '.1

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16 '.5 '.485 1' 1' 2 2'' 3 '.3 '.15

17 '.33 '.485 1' 1' 2 2'' 3 '.4 '.2

18 '.25 '.485 1' 1' 2 2'' 3 '.4 '.2

1 '.2 '.485 1' 1' 2 2'' 3 '.5 '.25

2.( 8rficos )!tenidosI

'.1 '.2 '.3 '.4 '.5 '.6 '.7 '.8 '. 1 1.1

'

'.1

'.2

'.3

'.4

'.5

'.6

Re#aio" a'a9Ceme"$o

: de Fis'raio"

+orteros decemento y agua.

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'.1 '.2 '.3 '.4 '.5 '.6 '.7 '.8 '. 1 1.1

'

'.1

'.2

'.3

'.4

'.5

'.6

Re#aio" a'a9Ceme"$o

: de Fis'raio"

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'.1 '.2 '.3 '.4 '.5 '.6 '.7 '.8 '. 1 1.1

'

'.1

'.2'.3

'.4

'.5

'.6

- '.62 9 '.6R: '.3

Re#aio" a'a9Ceme"$o

: de Fis'raio"

+orteros de cemento, cal y aguaI

'.1 '.2 '.3 '.4 '.5 '.6 '.7 '.8 '. 1 1.1

'

'.1

'.2

'.3

'.4

'.5

'.6

Relacion cal/cemento

% de Fisuracion

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'.1 '.2 '.3 '.4 '.5 '.6 '.7 '.8 '. 1 1.1

'

'.1

'.2

'.3

'.4

'.5

'.6


% de Fisuracion

'.1 '.2 '.3 '.4 '.5 '.6 '.7 '.8 '. 1 1.1

'

'.1

'.2

'.3

'.4

'.5

'.6

- '.4 9 '.5R: '.67


% de Fisuracion

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+orteros de cemento, arena y aguaI

'.1 '.2 '.3 '.4 '.5 '.6 '.7 '.8 '. 1 1.1

'

'.'5

'.1

'.15

'.2

'.25

'.3

Relacion arena/cemento

% de Fisuracion

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'.1 '.2 '.3 '.4 '.5 '.6 '.7 '.8 '. 1 1.1

'

'.'5

'.1

'.15

'.2

'.25

'.3


% de Fisuracion

'.1 '.2 '.3 '.4 '.5 '.6 '.7 '.8 '. 1 1.1

'

'.'5

'.1

'.15

'.2

'.25

'.3

- '.16 9 '.26R: '.88


% de Fisuracion

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7) DISCSI!" DE RES#T$DOS

7treves de los datos experimentales podemos deducir que mientras se aumente lacantidad de cemento en una mecla para morteros, el mortero ser ms sensi!le a lasfisuraciones por el aumento de la temperatura ya que aumentara el contenido de 0 '7lo que producir mayor formacin de etringita, aumentando el volumen de la pro!etade cemento, y al ser evaporada el agua de los poros capilares de cemento, lafisuracin se propagara atreves de los esfueros tangenciales en los poros capilares

producidos por el aumento de la etringita.. La cantidad de cemento utiliada en unamecla, *unto con la temperatura a la que se expone el mortero, son los factores msimportantes que influyen en la fisuracin de la pro!eta por dilataciones trmicas. Estasisuraciones producen una reduccin de la la capacidad de carga de laspro!etas@ resistencia mecnica$, ya que tericamente se sa!e que en un grieta ofisura, los esfueros aumentan hasta #66 veces en ese punto @siempre y cuando elcemento este expuesto a cargas que se acerquen a su lmite$. El conocimiento deldise


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;) RECOMENDACIONES 5

- ?e %ecomienda Htiliar +ercurio en ve de aselina, para tener ms facilidadal intentar medir la cantidad de estos.

- ?e recomienda utiliar instrumentos de alta precisin, para poder o!tenerresultados cercanos a lo que la norma cnica indica.

- ?e recomienda utiliar un mtodo numrico acorde a la cantidad de datosinterpolados, para as tener un modelo matemtico=experimental ms preciso.

@?e recomienda utiliar el mtodo de los elementos initos$- 7l utiliar los resultados, se recomienda relacionar el K de isuracin con lasotras caractersticas del cemento como el peso especfico, porosidad, gradode a!sorcin, permea!ilidad, y como afectan o influyen en la resistenciamecnica, en el tiempo de curado, el tiempo de fraguado, aislacin trmica,aislacin acstica y %esistencia al fuego; -ara poder tener un amplioconocimiento al interpolar distintas varia!les, para la determinacin de relacinagua=cemento que optimice estas varia!les.

- oda fisura que se presente en un elemento estructural se le de!er de darseguimiento a fin de poder determinar la causa de la misma y poder darle unaaccin correctiva adecuada.

- +antener siempre una !uena supervisin durante la fa!ricacin y vertido de unmortero, para evitar una fisuracin del mismo en su estado plstico y que estelogre o!tener su resistencia de dise


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1


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isuras en un nudo.

F*!"! ) &" +&$".

F*!"! ) +*$*)0.

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11) =LOSARIO 5

Aero de a#$a resis$e"ia5 7cero de punto de fluencia elevado, en el caso de las!arras de armadura de #+-a o mayor.Areado (i"o5 7gregado que atraviesa un tami de ./1 mm @Fo. $ y espredominantemente retenido so!re el tami de /1 Mm @Fo. (66$.Areado r'eso5 7gregado predominantemente retenido so!re un tami de ./1mm @Fo. $.Arie$amie"$o5 "esarrollo de grietas de poca profundidad a intervalos pocoseparados, pero irregulares so!re la superficie de pasta cementicia, mortero oconcreto.A"!#isis di"!mio5 7nlisis de las tensiones de un prtico como funciones del

desplaamiento !a*o cargas transitorias.Armad'ra5 9arras, alam!res, ca!les u otros miem!ros es!eltos que se empotran en elconcreto de manera tal que estos miem!ros y el concreto actan con*untamente pararesistir los esfueros.Coe(iie"$e de Poisso"5 %elacin entre la deformacin transversal y lacorrespondiente deformacin axial.Co"re$o5 +aterial compuesto que consiste esencialmente en un medio ligante@cemento$ dentro del cual hay partculas o fragmentos de agregado, generalmente unacom!inacin de agregado fino y agregado grueso.C'rado5 +antenimiento de un contenido de humedad y una temperatura satisfactorios

en el hormign durante sus etapas tempranas, de manera que se puedan desarrollarlas propiedades deseadas.De(ormai%" '"i$aria5 "eformacin de un material expresada como la relacin entrela deformacin lineal unitaria y la distancia, en la cual se produce dicha deformacin.Forma#e$a5 Estructura temporaria que se usa para contener el concreto mientras stefragua y adquiere resistencia suficiente para sostenerse.Fis'ra5 ?eparacin completa o incompleta entre dos o ms partes provocada porrotura o fracturacin, ya sea en el concreto o la mampostera.Fra'ado5 0ondicin alcanada por una pasta cementicia, mortero o concreto que haperdido plasticidad hasta un nivel ar!itrario.M%d'#o a# or$a"$e5 %elacin entre el esfuero de corte unitario y la deformacin porcorte.

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M%d'#o de e#as$iidad5 %elacin entre la tensin y la deformacin por de!a*o dellmite de proporcionalidad.R%$'#a p#!s$ia5 %egin donde la capacidad de momento ltima de un miem!ro sepuede desarrollar y mantener con la rotacin inelstica correspondiente cuando elalargamiento del acero principal traccionado es mayor que la deformacin

correspondiente a fluencia.

11) 7I7LIO=RAFA5

#. Causas, evaluacin y reparacin de fisuras en estructuras de hormign @ACI224.1R-!". 3nformado por el comit 703 ((. Estados Hnidos de 7mricaI Editorialinternational pu!lication series, #55'. (pg.

(. Control de la fisuracin en estructuras de hormign #ACI 224R-$1". 3nformado por elcomit 703 ((. Estados Hnidos de 7mricaIEditorial international pu!lication series,(66#. 1' pg.

'. 8onle 0uevas, Nscar.An%lisis estructural. +xicoI #(a ed. Ed. Limusa, (66(.

14 pg.

. 8onle 0uevas, Nscar y rancisco %o!les.Aspectos fundamentales del concretorefor&ado. a ed. Ed. Limusa, (661. 46(pg.

1. Darmsen, eodoro. "ise

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