tecnologia del hormigón, arquitectura utfsm, materia certamen 1

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Pasta de cemento Agua + Cemento Mortero Pasta + Arena Hormign Mortero + Grava Hormign Armado Estrutura de hormign y armadura de acero Norma Nch 170 oficial 1985 consideraciones constructivas en hormign Revenido Muros hinchados producto de fallas en moldajes y/o vertido del hormign Traslapo Extension perpendicular de barras de acero desde losa a muro o viceversa (amarre y roce) Uso del mortero Aglomerante, recubrimiento, afinado de piso, albailera cualidades del hormign el hormign es moldeable, se vierte y toma formas cualidades del acero el acero se estira, aunque es debil al calor. costos el hormigon armado en acero fusiona cualidades pero su uso es cndicionado por el costo material, pudiendo desembocar en estructuras de acero. aceros (certificados) A37 A42 A64 hormigones (certificados o "en obra") H25 H30 cemento > aglomerante agua y arena > reactivos Definicin de hormign Mezcla de agregados petreos, finos y gruesos, agua y cemento (pasta) aditivo compuesto qumico que colabora en el trabajo con hormign Proprciones 15% 65% 15% de mezcla Pasta Arido granular Agua

var Aditivo el material una vez mezclado queda con entre un 1 - 2% de aire el mortero tambin puede utilizarse con aditivos, pero se opta a su uso en situaciones extremas. manejo de costos el agregado petreo en una proporcin ajustada disminuye costos. proteccion de materiales el hormign constituye un buen asilante y protege al acero en ambientes potencialmente corrosivos. Requerimientos del acero -tratamiento anticorrosivo - tratamiento ignifugo fraguado proceso en que comienza a endurecerse el hormign funcion de la pasta de cemento su funcion principal es llenar los vacios de aire, dar resistencia y aglomerar. relacin agua porcentajes o 0,3 0,4 0,5 el porcentaje un porcentaje un porcentaje es porcentaje cemento relacion agua cemento son

elegido es segun el trabajo que se desea realizar. de 0,2 es poco trabajable y en el caso opuesto de 0,6 es debil al perderse el cemento en el liquido adecuado 30%, 40% y 50%

Homogeneidad Cohesin adecuada de las particulas de la mezcla. ventajas del hormign - maleable - ignifugo - bloquea radioactividad - se adhiere al acero - dilatacin proporcional al acero, trabajo solidario en cambios de temperatura - coeficiente de dilatacion simil evita las fisuras - protege al acero de fuego y corrosin - maleable y reparable - materiales fciles de encontrar desventajas del hormign - fabricado en terreno - baja resistencia a la traccin - dosificacin condiciona resistencia clasificacin en ingenieria se decide el tipo de hormign y aceros segun estructura y trabajos. clasificacin segn resistencia a compresion H25: resistencia de 25 megapascal (250 kg/cm2)

H30: resistencia de 30 megapascal (300 kg/cm2) clasificacion segun compresion confianza aridos y cono en el ejemplo siguiente haremos un desglose de factores de clasificacin dado un hormigon H25 - 90 - 40 - 5 H25 90 40 5 : : : : resistencia de 25 megapascal 90% de muestras testeadas ok mximo diametro de aridos - mm desplazamiento en cono de abrams

cono de abrams el cono de abrams es recipiente con forma de un cono truncado de metal es llenado con hormigon y se le aplica 25 golpes de varilla. Luego se vierte el hormigon contenido en el recipiente para posteriormente medir el escurrimiento por centimetros de descenso vertical centimetros de descenso en esta medida el cono de abrams define la trabajabilidad y de ser un cono alto - bajo descenso - se descarta el uso de aditivos fortalecedores. vibrador maquina para vibrar el hormigon (siendo la ms pequea de un diametro de 3/4") el cilindro metalico de su extremo se inserta en forma vertical para reordenar las particulas de la mezcla los movimientos son cortos y constantes y sin tocar la armadura o los moldajes, de tal forma que el hormigon no se aisle o desadhiera. un sobrevibrado provoca lechada o nidos de piedra lechada afloramiento superior de agua y cemento, que debilita la resistencia mecanica. nido de piedra piedra que baja -decanta- y queda aposada por la accin de la gravedad o sobre vibrado estribos anillos de acero perpendiculares a las barras de acero que dan resistencia al corte y fisuras por retraccin (por ejemplo: estribos cada 20 cm) aplicacin de aditivos se recomienda aadir el aditivo paulatinamente de manera que no afecte el fraguado la dosificacion se especifica en los catalogos de cada marca hormigones H25 - H30 son los mas comunes en obras de arquitectura comn. en mega estructuras puede ser mayor la resistencia. clasificacion de aceros los aceros existentes son de dos tipos A44-28H A63-42H 44-63 ruptura en kg/mm2 28-42 fluencia

acero estriado barras de mayor largo en la armadura, el estriado mayora la adherencia al hormign . se clasifican visualmente en A44 con dos puntos sobresalientes y A63 con tres pu ntos Curado proceso de enfriamiento de hormigon en etapas posteriores al fraguado planta de estructuras corte en planta mirado desde abajo hacia arriba nido de piedra agrupacin de aire y tierra con masa de hormign no homogenea encima clasificacin de hormigones H25 hormign que resiste 25 mega pascales H25-90 nivel de confianza del 90% H25-90-40 rido de 40 mm de diametro H25-90-40-8 cono de abrams desciende 8 cm Zapata comn fundacion de hormign armado con enfierradura en la cara inferior zapata reforzada fundacin de hormign armado con enfierradura en sus caras superior e inferior procedimientos del cono de abrams 1.- se introduce hormign en tres capas 2.- apisonado por vara metlica 3.- espera de 1 minuto 4.- retirada del recipiente metlico 5.- medicin del descenso en un minuto (cm de cono) Porcentajes de agua + Agua < resistencia > trabajabilidad - Agua > resistencia < trabajabilidad En el mercado hay distintas marcas de cemento como son polpaico melon bio bio resistencia cubica cubo de hormign de 20x20x20 cm que se hormigona y ensaya a la compresin falla de probeta fisura o rotura que se genera en fase inicial anterior al colapso hormign puro propio de estructuras marinas o donde no es adecuado el uso de acero hormigon armado hormigon reforzado con armaduras de acero propio de estructuras civiles y vivienda, si el acero se oxida se fisura o falla fisura rotura de menos de 1 cm de espesor

grieta rotura de mas de 1 cm de espesor tipos de hormign -normal -liviano -denso normal H25 hormigon usado en viviendas estndar liviano morteros y recubrimientos o afinados denso obras civiles en general la clasificacin de hormign por codigos es la ms comn en empresas tipos de cemento segun origen portland pulverizacin de mezcla de clinquer puzolanico molienda de puzolana, clinquer y yeso siderurgico molienda de clinquer escoria de alto horno granulada y yeso clinquer base del cemento que se obtiene de la coccion de piedras calcareas con ms de 22% de arcilla a una temperatura de 1350c clinquer piedra calcarea con arcilla cocidos consideraciones - el clinquer debe ser pulverizado para tener mayor poder aglomerante - esta constituido por aluminatos y silicatos hormign fresco hormign en su primera fase, estado lquido de la mezcla clinquer -> portland -> cemento chileno cementos: alta resistencia corriente cemento material cementante que tiene la propiedad de adhesin y cohesin necesarias para un ir materiales inertes y formar una masa solida de resistencia y duracion adecuada. el de alta resistencia es 120% mas fuerte dosificacion y calidad el cemento fortificado es el mas seguro ya que en obra los sacos requieren mucho s cuidados poco practicados en su almacenamiento ventajas del hormigon pre mezclado

se entregan con una certificacion tcnica y permiten el trabajo de hormigonado en una tirada La inversion se devuelve y no requiere testigos para certificar resistencia cemento estructural o hidrulico requiere de hidratacion posterior para desatar proceso de fraguado tipos -portland -siderurgico -puzolanico fraguado reaccion exotermica -que emana calor- que evapora el agua y reduce el volumen de hormigon comenzando el proceso de endurecimiento, mientras ms endurecido mayor resistencia resistencia el hormigon siempre se esta endureciendo a medida q pasa el tiempo la resistenci a se mide a 28 dias, el grafico de resistencaa sube abruptamente al dia 3 y tiende a infinit o el 28 3 dias 70% resistencia la medicion a los tres dias es necesaria cuando se desea descimbrar anticipadame nte para reutilizar los encofrados. debe cuidarse no sobrecargar pilares pre descimbrados Agua La calidad del agua influye en la resistencia al perturbar el fraguado y endurec imiento. Debe estar limpia y ser dulce. El agua salada corroe la armadura. - agua + resistencia + agua - resistencia Azucar y contaminantes El azucar impide el fraguado del hormign y los componentes organicos perturban la reaccion relacion agua cemento para dosificar el agua se realiza la relacion agua cemento A/C = 0,33. Es muy di ficil lograrla de forma homogenea y totalmente hidratada por lo que se utiliza la relacion agua cemento A/C = 0,4. bajo la cantidad optima el cemento falto de agua no aglomera. Aridos En los cemento comunes los agregados ocupan entre el 70 % y el 75 % del volumen de la masa Contribuyen a la resistencia del hormigon endurecido. Se utilizan ridos de ro o en su defecto de mar lavados (por destilacion) materia organica y arcilla las particulas de arcilla disminuyen la adherencia de particulas de la mezclade hormigon al ser un coloide forma una pelicula que cubre los granos impidiendo la reaccion determinacion de cantidad de arcilla

1.- en una probeta con agua se pone 200 cm3 de arena cubierta con agua 2.- se agita y deja reposar 1 hora 3.- si la arcilla flotando sobre la arena es mayor a 12 cm3 debe rechazarse cloro y sulfato en altas cantidades disminuye la resistencia del hormigon agregado fino arena o material fino que pasa por tamiz n4 (4 aberturas por pulgada lineal) agregado grueso grava o material que no pasa por tamiz n4 el material mas fino posible es el que pasa por tamiz n200, 200 aberturas por pul gada lineal Grava Material de canto redondeado o canto anguloso. La grava de canto anguloso tiene mayor trabazon la de canto redondeado facilita lograr masa homogenea gravilla gravas de bajo espesor preferidas en losas. el agregado no debe ser mayor a 1/3 del espesor de losas. determinacion de materia organica 1.- en 1 litro se vierte 30 grs de soda caustica 2.- se agrega 200 grs de arena y 100 ml de agua con soda caustica 3.- se agita y deja reposar 24 horas 4.- un color de agua resultante amarillo no tiene materia si es cafe se debe rec hazar Arena en arena se produce espnjamiento, que produce un aumento de peso y volumen poco reconocible Es importante saber la cantidad de agua y tratar de comprar arena seca para evit ar esponjamiento Arena humeda no se debe recibir pues afecta volumen almacenaje y presupuestos. Instrucciones prcticas para preparar hormigones El hormigon original -3000 ac- consta de arena ripio cemento y agua La arena debe encontrarse limpia La materia organica no debe flotar oscura en probetas Guarda Lugar fresco, techado y sobre tablones o pallets La arena debe cuartearse o separarse en montones Esponjamiento Humedad acumulada en la arena modifica el volumen real Se mide en probeta graduada y se calcula porcentaje de humedad con respecto a muestra secada Cono Se mide por descenso en centimetros durante un minuto del hormigon vaciado desde un cono metalico Humedad de cemento

Un cemento poco fluido es mas firme (siempre que haya humedad homogenea) La pasta de cemento es revuelta con una varilla en cono de acero metalico Fundaciones Poyo: pilar de acero o madera enterrado en un hoyo relleno de hormigon armado Ladrillo fiscal 30x15x5 Las cadenas confinan el albaileria mientas que la viga soporta cargas Albaileria armada Ladrillo princesa con varas de acero en su interior albaileria confinada ladrillo fiscal confinado en pilares vigas y cadenas ambas poseen fierros horizontales llamados cruzetas Antepecho Varanda alta en balcones Viga de vanos La viga de un vano es un dintel Machn Pilar de largo considerable 50 a 60 cm Fierro 16 (1,6 cm) comun para recibir traccion y compresion en armaduras Tensor A traccin actua, a compresin se pandea Tipo de Albaileria Armada Confinada Losa Pisos sobre el nivel de suelo natural -2 piso en adelanteCachada Monton de material Transporte de hormigon En altura se transporta por medios mecanicos o en su defecto por rampa y manga Modulo de fineza Nmero que mide el grado de finura de un material. Se mide por kilo de material re tenido en maya o tamiz El modulo de fineza es la suma de los porcentajes retenidos en la maya n4 a n100 Tamiz ASTM n100 n50 n30 n16 n8 n4 Porcentaje retenido clasificado en

Arena fina Arena media Arena gruesa mientras mas fino es el arido se necesita mayor cantidad de agua, se requiere re cubrir mayor superficie de granos de arido Hormigon pasta y mortero requiere un mezclado constante para distribuir agua Comentarios El modulo de fineza de la arena es de 1 a 3,5 El modulo de fineza del ripio es de 3 a 6 Esponjamiento La humedad hincha la arena Relacion agua cemento Razon A/C = peso agua/ peso cemento se requiere amasado de ambos para hacer la pasta Hormign fresco el hormigon fresco o recien hecho produce un fenomeno llamado exudacion exudacion afloramiento de particulas de cemento y agua hacia la superficie lechada particulas de agua y cemento que afloran en la exudacion. Al dia siguiente del h ormigonado debe ser retirada con pao y escobilla. La superficie limpiada se debe puntear par a que seca y rugosa se adhiera a la segunda tirada de hormigon consideraciones de hormigonado -no es conveniente hormigonar en dias previos o posteriores a festividad. -una superficie sucia entorpece la adherencia entre hormigones seco y nuevo (exu dacion) -un tiempo de amasado largo mejora resistencia aunque puede producir segregacion es -relacion A/C 0,33 es optima pero poco realizable, se hace mas trabajable la A/C = 0,4 - La relacion A/C = 0,6 es la mitad de lo optimo - Con mucha arena queda grumoso - en arido grueso el modulo de fineza se mide de igual forma - es necesario mantener buena relacion A/C - a medida que pasa el tiempo el hormigon mejora resistencia - hormigon -resistente -maleable -durable Retraccion plstica una vez elaborado el hormigon se produce una reaccion quimica exotermica el volu men baja y finalmente se produce la retraccion plastica, que se manifiesta en fisuras int ernas que se propagan a la superficie, es un proceso inevitable

Estribos Los estribos en enfierraduras evitan que la consecuencia de retraccion plstica pe rjudicial conteniendo las fisuras mantiene la resistencia del homigon En losas, las mallas y acero realizan el mismo efecto. El fraguado y la retracci on plastica son procesos naturales del hormigon retraccion plstica y aditivos la retraccin plstica ocurre en forma continua, hasta que el hormign queda completam ente seco -endurecidolos aditivos pueden modificar los ciclos propios del proceso de fraguado, siendo sus dosis indicadas por el fabricante -y con rendimientos variablesEl uso de aditivos es propio de obras medianas y grandes, rara vez en viviendas comunes agua caliente en vivienda se puede acelerar el fraguado con el uso de agua caliente en mezclas y procesos periodicos de curado moldajes los moldajes mas comunes son de acero. el moldaje de osb es mas barato pero de c orta vida util antiguamente se usaba moldajes de madera machihembrada otros tipos de aditivo - de resistencia al frio - de resistencia a la segregacion - capacitador de desmolde - protector a exposicin cantera separacin o franja entre elementos superficiales (ceramicos, recubrimientos) vibrado debe ser lento y sin tocar los fierros para no formar pelicula de agua definicion de aditivo aditivo es toda sustancia que se le agrega al hormign para mejorar alguna de sus propiedades o bien para conseguir de l otra caracterstica el aditivo es para mejorar propiedades naturales, no mejorando errores de confec cin se distinguen los siguientes tipos - fluidificantes - retardadores de fraguado - aceleradores de fraguado - hidrfugos - ignifugos en lugares de temperatura extrema son utilizados para mantener la posibilidad de trabajo estndar el fabricante establece como se aplica el aditivo. generalmente son polvos y se amasan con el resto de los materiales de la pasta

los aditivos ms usados 1.- aceleradores de fraguado o endurecimiento 2.- retardadores de fraguado -yeso, sales, magnesioel retardador facilita el trabajo de vibrado en climas calurosos o verano 3.- incorporador de aire incorpora de un 3 a un 5% del volumen del hormign en lugares rtico o con ci clos de hielo y deshielo 4.- plastificante aumenta la trabajabilidad del hormign 5.- hidrfugos impermeabilizan el hormign, llenando los poros con una masa cristalina que repele el paso del agua por capilaridad (no puede ser usado en hormigonado de mas d e una fase) nota existen numerosos aditvos de hormign que escapan a esta lista exudacin afloramiento de agua y cemento (lechada) durante fase inicial de fraguado plantas de hormigonado se ha masificado el servicio de plantas de hormigonado externas, ya que entregan un hormigon certificado fraguado proceso que se inicia una vez colocado el hormign - produce calor - pierde agua - pierde volumen - se endurece curado proceso de mantencin de la humedad del hormign. consiste en rociar el muro -humede cerpara que pierda el agua gradualmente se puede cubrir con polietileno arena humeda o aserrin para mantener humedad ciclos de curado el proceso de curado se realiza en todos los elementos que contienen hormign el tiempo normal es de 1 semana durante maanas y tardes. despues de los siete das el curado puede hacerse solo durante las maanas de 3 dias a 1 semana curado en clima seco en climas secos el curado debe ser ms rpidamente realizado, es recomendable recubr ir con polietileno para retrasar el proceso tambin se puede usar agua helada para las mezclas y el curado posterior, o bien, utilizar retardadores de fraguado (existiendo varios compuestos qumicos) fraguado en zona fra para climas frios se puede utilizar agua caliente para ayudar a que se mantenga el proceso de fraguado normal, o bien, calentar los ridos otra forma es usar aceleradores de fraguado en climas fros. estos criterios son d e la norma chilena y dependen del espesor de muros

la norma en elementos de bajo espesor recomienda el uso de soluciones simples pa ra mejorar el fraguado sin aditivos postura del hormign se requiere de un cuidado especial para hechar el hormign en encofrados o zanjas. la altura mxima de vertido es de 2 a 2,5 metros hormigonando a carretilla con acc esorios de vertido accesorios de vertido Para evitar disgregaciones se utiliza manga o tuberia de 4 veces el diametro de grava mayor con una gualeta de goma al extremo. Se hormigona por capas de 50 cm de la altura de moldaje a travs del vertido por t ubo. vibrador se establece un vibrado vertical que cubra toda la superficie en una profundidad de 50 cm el exceso de vibrado disgrega la masa. debe ser rapido y constante sin fijacin pr olongada el vibrador no puede tocar armadura, baja la adherencia y el hormigon no trabaja con armado debe supervisarse el vibrado. hormigonado se hormigona y vibra cada 50 centimetros, por capas en forma horizontal. es aconsejable hormigonar durante una sola vez armadura se coloca inicialmente la armadura y luego la albailera, para finalmente hormigona r trabazn se instala los ladrillos en desfase para multiplicar la adherencia entre estos e lementos fundaciones la fundacin puede ser de un hormign diferente o igual al de muros. en estructura liviana puede ser un hormigon pobre H5 - H10 comunmente el hormign es igual para toda la estructura, generalmente H25 - 95 - 40 - 8 moldaje son, en empresas, principalmente metlicos. pueden ser enchapados de madera o tabl as de machihembrado la plancha OSB o terciada tiene poca capacidad de reutilizacin. el presupuesto co ndiciona la materialidad y el espesor de moldajes perforacin los esfuerzos de corte y momento son mximos en los apoyos. la flecha en centro y extremos. las perforaciones deben ser al tercio del largo de la viga moldajes y armadura para aislar la armadura del moldaje comnmente se utiliza distanciadores de armadu ra

se venden de plstico o metalicos bajo este nombre. son hexagonales puestos como a nillos en los fierros. esfuerzos el fierro trabaja a la traccin y el hormign a la compresin. postura de fierro el objetivo del fierro es contener las fisuras en zonas traccionadas en losas preferentemente en la cara inferior en balcones en la cara superior en muros en ambas caras ridos son multiformes y de tamaos apreciables (no polvos) arido grueso da la solidez al elemento arido fino da adherencia a la pasta modulo de fineza suma de los porcentajes retenidos en los tamices del 4 al 100 agua y arido mientras mas fino requiere de mayor cantidad de agua mientras mas grueso necesita menor cantidad de agua + agua - resistencia - agua + resistencia Ensayos Los ensayos ms comunes son -Flexo traccin -Compresin pura Retraccin Al fraguar el hormign se forman fisuras por efectos de ste, el acero y el curado c ompensan Exudacin lechada, liquido grisaceo que sube por capilaridad, debe rasparse antes del 2 hor migonado JUNTA de hormigonado Lechada, residuos, polvos y arenas deben ser removidos. La superficie debe estar rugosa (punteada con cincel) y humedecida para una buena junta de hormigonado si es mal efectuada se evidencia marcas horizontales -fisuras posteriores- en la superficie se recomienda hormigonar en das aislados del fin de semana y festivos (alcoholism o) impurezas trozos de basura en el hormign que generan puntos sin adherencia, causan fisuras exteriores tiempos y criterios la norma Nch 170 establece los tiempos y criterios a considerar en hormigonados

vigas las vigas en una tirada deben quedar totalmente hormigonadas resistencia post fraguado es necesario dominar la resistencia en pocos dias para reutilizar encofrado 3 dias = 75% de resistencia 28 dias = 100% de resistencia la junta de hrmigonado 1.- lo ms rugosa posible 2.- limpia 3.- humedecida, NO mojada Hormign - plumavit Para losas ailantes y piezas no estructurales. Hormigon autocompactante Es un hormign rico en cemento usado en lugares con presencia de agua salada o dul ce Son hormigones muy fluidos -alrededor de 20 cm de conoSe autocompacta sin necesidad de vibrado Muy usado en estructuras bajo el agua Pilote Pilares de madera, hormign, o acero incrustados en el terreno para compactar el s uelo mecnica de suelos calicatas, perforaciones y clculo de pilotes (espesor, largo, numero) hincado de pilotes si en el primer golpe el pilote avanza ms de 1 pie (30 cm) se debe prolongar el l argo para atensar el terreno correctamente Pilote 1.- modifica la densidad 2.- mejora capacidad de compactacin Pilotaje y anclaje El pilote es perpendicular a la base, subterraneo y losa de fundacin (espesor = 1 ,2 m) El anclaje es perpendicular al muro de contecin -o espejo de angulo de pendiente nat.Subterraneo Compensa la profundidad de descenso al suelo adecuado, mayora empotramiento del edificio hormigonado en tramos 1.-Vigas a 90 se hormigonan hasta dos veces espesor de muro para no perjudicar re sistencia 2.-En losa amplia se puede hormigonar hasta 1/4 de la luz dejando un corte a -45 desde npt como superficie de agarre del tramo a hormigonar posteriormente 3.-Los muros pueden hormigonarse como minimo hasta 10 cm bajo el cielo del depto inferior No puede frenarse despues de la losa del piso superior pues concentra grandes es

fuerzos y no hay control por parte del propietario abajo 4.-No puede frenarse a ras de caras de losa pues concentran los mayores esfuerzo s. 5.-No puede frenarse en medio de muros para evitar falla por pandeo 6.-el hormigonado a tramos debe ser controlado Descimbrado Sacado de los moldajes a los 3 das (hormigon armado al 70% de resistencia) de fra guado Es necesario planificar estos gastos antes de contratar maestros forma de descimbrado la forma de descimbrar es segn deformacin de las estructuras en diagrama de cuerpo libre se descimbrara desde el punto con mayor flecha hasta os apoyos apoyo de moldaje 1.- tablas de madera 4"x4" (cuartones) 2.- alzaprimas de acero viga y losa se verifica con lienza y nivel, el agua hace tender el hormgn a la horizontalidad (vibrado) hormigonado maximo cada 50 cm de altura para la entrada del vibrador muro si no se puede llenar por completo la estructura debe llenarse mnimo a 10 cm bajo la losa 2