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CONCRETO, AGREGADOS Y ACERO DE REFUERZO

1. INTRODUCCIÓN

El concreto es un compuesto artificial que consiste de un medio ligante denominado pasta, dentro del cual se encuentran embebidas partículas de un medio ligado que se denominan agregado.

La pasta es el resultado de la combinación química del material cementante con el agua. Es la fase continua del concreto dado que siempre está unida con algo de ella misma a través de todo el conjunto de éste.

El agregado es la fase discontinua del concreto dado que sus diversas partículas no se encuentran unidas o en contacto unas con otras, sino que están separadas por espesores diferentes de pasta endurecida.

Las propiedades del concreto están determinadas fundamentalmente por las características físicas y químicas de sus materiales componentes, pudiendo ser mejor comprendidas si se analiza la naturaleza del concreto.

El concreto endurecido se compone de: pasta y agregados.

La PASTA comprende de cuatro partes:

-El gel, nombre con el que se denomina al producto resultante de la reación química e hidratación del cemento.

-Los poros incluidos en ella.

-El cemento no hidratado, si lo hay.

Los cristales de hidróxido de calcio, o cal libre, que puede haberse formado durante la hidratación del cemento.

La pasta tiene cuatro grandes funciones en el concreto:

a. Contribuir a dar las propiedades requeridas al producto endurecido.b. Separar las partículas de agregado.c. Llenar los vacíos entre las partículas de agregado y adherirse fuertemente a

ellas.d. Proporcionar lubricación a la masa cuando ésta aún no ha endurecido.

2. AGREGADOS EN EL CONCRETO

Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas, de origen natural o artificial, cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la Norma NTP 400.0011. Ocupan entre el 62% y el 78% de la unidad cúbica del concreto.

Se tiene agregado fino, agregado grueso y hormigón o agregado global, definiéndose de la siguiente manera:

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a. El agregado fino, 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.

b. 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.

c. 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.

Funciones del agregado:

Las tres principales funciones del agregado en el concreto son:

a. Proporcionar un adecuado relleno a la pasta, reduciendo el contenido de ésta por unidad de volumen y, reduciendo el costo.

b. Proporcionar una masa de partículas capaz de resistir las acciones mecánicas de desgaste o de intemperismo que puedan actuar sobre el concreto.

c. Reducir los cambios de volumen resultantes de los procesos de fraguado y endurecimiento, de humedecimiento y de secado; o de calentamiento de la pasta.

Interrelación agregado-cemento

Las propiedades del concreto resultantes del empleo de un agregado determinado dependen de:

a. La composición mineral de las partículas de agregado, la cual influye fundamentalmente sobre la resistencia, durabilidad y elasticidad del concreto.

b. Las características superficiales de las partículas, las cuales influyen especialmente sobre la trabajabilidad, fluidez y consistencia del concreto; así como sobre la adherencia entre la pasta y el agregado.

c. La granulometría de los agregados fino y grueso, definida por sí misma, así como por la superficie específica, módulo de fineza y tamaño máximo del agregado grueso. Estas propiedades influyen fundamentalmente sobre las propiedades del concreto al estado endurecido, sobre su densidad y sobre la economía de la mezcla.

d. El volumen del agregado por unidad de volumen del concreto, el cual influye especialmente en los cambios de volumen debidos a los procesos de humedecimiento y secado así como en el costo.

e. La porosidad y absorción del agregado, las cuales influyen sobre la relación agua-cemento efectiva, así como sobre las propiedades del conncreto en estado no endurecido.

Propiedades del Agregado

Propiedades físicas

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a. DensidadDepende de la gravedad específica de sus constituyentes sólidos como de la porosidad del material mismo. La densidad de los agregados es especialmente importante para los casos en que se busca diseñar concretos de bajo o alto peso unitario. Las bajas densidades indican también que el material es poroso y débil y de alta absorción.

b. PorosidadLa palabra porosidad viene de poro que significa espacio no ocupado por materia sólida en la partícula de agregado es una de las más importantes propiedades del agregado por su influencia en las otras propiedades de éste, puede influir en la estabilidad química, resistencia a la abrasión, resistencias mecánicas, propiedadeselásticas, gravedad específica, absorción y permeabilidad.

c. Peso UnitarioEs el resultado de dividir el peso de las partículas entre el volumen total incluyendo los vacíos. Al incluir los espacios entre partículas influye la forma de acomodo de éstos. El procedimiento para su determinación se encuentra normalizado en ASTM C 29 y NTP 400.017. Es un valor útil sobre todo para hacer las transformaciones de pesos a volúmenes y viceversa.por ejemplo para un agregado grueso pesos unitarios altos significan que quedan muy pocos huecos por llenar con arena y cemento.

d. Porcentaje de VacíosEs la medida de volumen expresado en porcentaje de los espacios entre las partículas de agregados, depende del acomodo de las partículas por lo que su valor es relativo como en el caso del peso unitario. Se evalúa usando la siguiente expresión recomendada por ASTM C 29.

%vacíos=(SxW−P .U .C )

SxWx100

Donde:S: Peso específico de masa.W: Densidad del agua.P.U.C.: Peso unitariomcompactado seco del agregado.

e. Humedad. Es la cantidad de agua superficial retenida por la partícula, su influencia esta en la mayor o menor cantidad de agua necesaria en la mezcla se expresa de la siguiente forma:

%humedad= Pesonatural−PesosecoPeso seco

x 100

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Propiedades Resistentes

a. ResistenciaLa resistencia de los agregados dependen de su composición textura y estructura y laresistencia del concreto no puede ser mayor que el de los agregados; Si los granos de los agregados no están bien cementados unos a otros consecuentemente serán débiles. La resistencia al chancado o compresión del agregado deberá ser tal que permita la resistencia total de la matriz cementante. La norma britanica establece un metodo para medir resitencia a la compresión de los agregados utilizando cilindros de 25.4 mm de diámetro y altura

b. TenacidadEsta característica esta asociada con la resistencia al impacto del material. Esta directamente relacionada con la flexión, angularidad y textura del material.

c. DurezaSe define como dureza de un agregado a su resistencia a la erosión abrasión o en general al desgaste. La dureza de las partículas depende de sus constituyentes . Entre las rocas a emplear en concretos éstas deben ser resistentes a procesos de abrasión o erosión y pueden ser el cuarzo, la cuarzita, las rocas densas de origen volcánico y las rocas silicosas.

d. Módulo de elasticidad.Es definido como el cambio de esfuerzos con respecto a la deformación elástica, considerándosele como una medida de la resistencia del material a las deformaciones. El módulo elástico se determina en muy inusual su determinación en los agregados sin embargo el concreto experimentara deformaciones por lo que es razonable intuir que los agregados también deben tener elasticidades acordes al tipo de concreto. El valor del modulo de elasticidad además influye en el escurrimiento plástico y las contracciones que puedan presentarse.

Propiedades Térmicas

a. Coeficiente de expansión

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Cuantifica la capacidad de aumento de dimensiones de los agregados en función de la temperatura, depende mucho de la composición y estructura interna de las rocas y varia significativamente entre los diversos tipos de roca.En los agregados secos es alrededor de un 10% mayor que en estado parcialmente saturado. Los valores oscilan normalmente entre 0.9 x 10 –6 a 8.9 x 10 –6 / °C.

b. Calor específicoEs la cantidad de calor necesaria para incrementar en un grado centígrado la temperatura. No varia mucho en los diversos tipos de roca salvo en el caso de agregados muy ligeros y porosos.

c. Conductividad térmicaEs la mayor o menor facilidad para conducir el calor. Esta influenciada básicamente por la porosidad siendo su rango de variación relativamente estrecho. Los valores usuales en los agregados son de 1.1 a 2.7 BTU/ pie.hr.°F.

d. DifusividadRepresenta la velocidad con que se pueden producir cambios térmicos dentro de una masa. se expresa como el cociente de dividir la conductividad entre el producto de calor especifico por la densidad.

Propiedades Químicas

a. Reacción Alcali-SíliceLos álcalis en el cemento están constituidos por el Oxido de sodio y de potasio quienes en condiciones de temperatura y humedad pueden reaccionar con ciertos minerales , produciendo un gel expansivo Normalmente para que se produzca esta reacción es necesario contenidos de álcalis del orden del 0.6% temperaturas ambientes de 30°C y humedades relativas de 80% y un tiempo de 5 años para que se evidencie la reacción .Existen pruebas de laboratorio para evaluar estas reacciones que se encuentran definidas en ASTM C227, ASTM C289, ASTM C-295 y que permiten obtener información para calificar la reactividad del agregado.

b. Reacción Alcali-carbonatosSe produce por reacción de los carbonatos presentes en los agregados generando sustancias expansivas , en el Perú no existen evidencias de este tipo de reacción .Los procedimientos para la evaluación de esta característica se encuentran normalizados en ASTM C-586.

3. GRANULOMETRÍA DE LOS AGREGADOS

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La granulometría es la distribución por tamaños de las partículas de agregado. Ello se logra separando el material por procedimiento mecánico empleando tamices de aberturas determinadas.

El agregado somprende del 65% al 80% del voulumen unitario del concreto. La granulometría selleccionada para los agregados fino y grueso deberá permitir obtener en las mezclas una máxima densidad, con una adecuada trabajabilidad y carácterísticas de acabado del concreto fresco y con obtención de las prpiedades deseadas en el concreto endurecido.

El sistema usual de expresar la granulometría de un agregado es aquel en el cual las aberturas consecutivas de los tamices son constantemente dobladas. Con tal sistema y empleando una escala logarítmica se puede espaciar lineas a intervalos constantes para representar los tamaños sucesivos.

Normalmente la granulometría del agregado fino se expresa en términos de los porcentajes retenidos en los tamices ASTM No 4, No 8, No 16, No30, No 50, No100 y No 200.

La granulometría del agregado grueso de expresa en términos de los porcentajes retenidos en los tamices ASTM ¼”; 3/8”; ½” ; ¾”; 1”, 1 ½” y mayores.

Requisitos Granulométricos del Fino

La granulometría del agregado fino empleado en un trabajo determinaso debe ser razonablemente uniforme. Las variaciones de más o menos 0.2 en el módulo de fineza pueden ser causa de rechazo.

El agregado fino deberá contener suficiente cantidad de material que pasa a malla No 50 si se desea obtener adecuada trabajabilidad en la mezcla. En pastas ricas en material cementante, este porcentaje puede disminuir, mientras que las pastas pobres requieren cantidad importante de material fino.

El máximo material que pasa la malla No 100 es de 3% a 5%. Es importante indicar que los finos del agregado no deben ser confundidos con el limo, la marga u otras impurezas indeseables.

Cuando de emplea un agregado que tiene un importante porcentaje de partículas en las mallas No4 y No 8, el agregado grueso deberá contener muy poco material del tamaño mayor de las partículas de agregado fino, a fin de evitar un concreto áspero y granuloso, de difícil acabado.

En general, se recomienda que el agregadi fino tenga un módulo de fineza entre 2,3 y 3,1. Ello no excluye la posibilidad de emplear agregados con módulos de fineza mayores o menores si se toman las precauciones adecuadas en la selección de las proporciones de la mezcla.

Debe recordarse que los límites para el agregado fino dependen en alguna forma del perfil y las características superficiales de las partícula. Un agregado compuesto de

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partículas suaves y redondeadas puede dar resultados satisfactorios con granulometrías gruesas.

El agregado estará graduado dentro de los límites indicados en la Norma NTP 400.0037 ó ASTM C 33. La granulometría seleccionada será preferentemente uniforme y continua, con valores retenidos en las mallas N° 4 a N° 100 de la Serie Tyler se recomienda para el agregado los siguientes límites.

El porcentaje retenido en dos mallas sucesivas no excederá del 45% si el agregado es empleado en concretos con aire incorporado y un contenido de cemento mayor de 255 Kg/m3; o si una adicción mineral aprobada es empleada para suplir las deficiencias en el porcentaje que pasa dichas mallas, el porcentaje indicado para las mallas N° 50 y N° 100 podrá ser reducido a 5% y 0% respectivamente.

Preferentemente el módulo de fineza no deberá ser mayor de 3.1 debiendo ser mantenido dentro de los límites de más o menos 0.2 del valor asumido para la selección de las proporciones de la mezcla.

El agregado fino que no cumple con los requisitos de granulometría y módulo de fineza indicados podrá ser empleado si el contratista demuestra a la supervisión que:

a. Concretos preparados con agregado fino similar de la misma fuente de abastecimiento tienen un registro de servicios aceptable en construcciones de concreto similares.

b. Tener un máximo de 3% a 5% de material que pasa la Malla N° 200.c. Emplear un agregado grueso con poco o ningún material en las mallas N° 4 y

N°8.d. Evitar emplear, salvo que las circunstancias del entorno obliguen a ello,

agregado excesivamente fino.

MALLA PORCENTAJE QUE PASA3/8´´ (9,50 mm) 100N° 4 (4.75 mm) 95 a 100N° 8 (2.36 mm) 80 a 100

N° 16 (1.18 mm) 50 a 85N° 30 (600 micrones) 25 a 60N° 50 (300 micrones) 10 a 30

N° 100 (150 micrones) 2 a 10

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e. Recordar que los límites permisibles para el agregado fino dependen en alguna forma del perfil y características superficiales de las partículas.

Granulometría del agregado grueso

El agregado grueso estará granulado dentro de los límites especificados en las Normas NTP 400.037 o ASTM C 33. La granulometría seleccionada deberá ser preferentemente continua y deberá permitir obtener la máxima densidad del concreto con una adecuada trabajabilidad en función de las condiciones de colocación de la mezcla. La granulometría seleccionada no deberá tener más del 5% del agregado retenido en la malla de 1 ½´´ y no más del 6% del agregado que pasa la malla del ¼´´.

Si se emplea dos o más tamaños de agregado grueso, cada uno de ellos, así como la combinación de los mismos, deberá cumplir con los requisitos de granulometría indicados.

Los rangos considerados en la Norma necesariamente son lo suficiente amplios para permitir acomodar las diferentes condiciones que pueden presentarse, se deberá considerar que:

a. Para control de calidad de una condición específica, el productor deberá desarrollar una granulometría promedio para las facilidades y fuente de producción, y controlar la granulometría dentro de una tolerancia razonable con este promedio; y

b. Cuando se emplea agregado grueso cuyo tamaño corresponde a los números 357 ó 467 de la Norma ASTM C 33, el agregado deberá ser entregado en por lo menos dos tamaños separados.

4. SEGREGACION

La segregación es definida como la descomposición mecánica del concreto fresco en sus partes constituyentes cuando el agregado grueso tiende a separarse del mortero.

Papel del agregado

Bajo determinadas condiciones las partículas más gruesas pueden tener a separarse del mortero, ya sea porque pueden rotar rápidamente o porque pueden asentarse a mayor velocidad que las partículas más finas.

Una causa de la segregación puede ser el empleo de agregado grueso cuya gravedad específica difiere apreciablemente de la que tiene el agregado fino, otra puede ser el empleo de agregado grueso cuyo tamaño máximo es grande en relación con las dimensiones del elemento estructural.

Los concretos pesados, los cuales son preparados con agregado grueso de alta densidad, pueden alcanzar pesos unitarios del orden de 4,500 kg/m3 en estos concretos el riesgo de segregación es mayor.

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5. EXUDACIÓN

Es la elevación de una parte del agua de la mezcla hacia la superficie, generalmente debido a la sedimentación de los sólidos.

Papel del agregado en la exudación

La exudación de la mezcla de concreto está influenciada por las proporciones de la mezcla y por las características de los materiales, contenidos de aire, empleo de aditivos y adiciones y especialmente, por la angularidad y granulometría del agregado fino.

Cuando la exudación es excesiva, debe darse atención a la granulometría y angularidad del agregado fino. Una forma de controlar la exudación es el empleo de agregado fino adecuadamente graduado, con presencia de los tamaños menores en proporción adecuadas.

Otra forma de contribuir a controlar la exudación es el empleo de una combinación adecuadamente de arenas gruesas y finas, a in de incrementar la superficie específica y disminuir el volumen de exudación.

6. ACERO

El concreto es un material débil en tracción, por lo tanto se le usa junto con acero de refuerzo capaz de resistir los esfuerzos de tracción. Por ejemplo, en una viga sometida a flexión, el concreto se encarga de resistir las compresiones y las barras de acero longitudinal, colocadas cerca de la superficie en tracción, se encargan de resistir las tracciones originadas por la flexión. Adicionalmente se suele colocar refuerzo transversal, en la forma de estribos, que ayudan a resistir los esfuerzos de tracción diagonal en el concreto causados por las fuerzas cortantes.

El acero también se utiliza para ayudar al concreto a soportar los esfuerzos de compresión, por ejemplo en el caso de las columnas o elementos que trabajan en compresión o flexocompresión. Esto ayuda a reducir las secciones transversales de las columnas y se puede entender si se compara la resistencia en compresión de un concreto normal, digamos de 210 kg/cm2, con la resistencia del acero de refuerzo que utilizamos en nuestro medio que es de 4,200 kg/cm2, es decir cada centímetro cuadrado de acero equivale a 20 cm2 de concreto trabajando en compresión.

Para que el acero trabaje de manera efectiva es necesario que exista una fuerte adherencia entre el concreto y el acero, para asegurar que no ocurran movimientos relativos (deslizamientos) entre las barras de refuerzo y el concreto circundante. Esta unión o adherencia, proviene básicamente de tres fuentes: de la adhesión del tipo químico que existe en la interfase entre el acero y el concreto, de la rugosidad natural que tienen las superficies del refuerzo de acero laminado en caliente y de las corrugaciones (resaltes) con las cuales se fabrican las barras de refuerzo

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corrugadas.Esta última fuente es la más importante para la adherencia, y solo está presente en las barras corrugadas, en las barras lisas solamente existen las dos primeras fuentes.

Adicionalmente existen otras características que conducen a un comportamiento satisfactorio del conjunto acero – concreto, estas son:

a) Los coeficientes de dilatación térmica del acero y del concreto son similares. Esto permite que no se forme agrietamiento en el concreto debido a las deformaciones térmicas.

b) El concreto que rodea a las barras de refuerzo provee una buena protección contra la corrosión del acero.

c) La resistencia al fuego del acero desprotegido no es buena, por su alta conductividad térmica y por el hecho de que sus propiedades mecánicas se reducen notablemente cuando es expuesto a temperaturas elevadas. El concreto protege al acero de la exposición a temperaturas elevadas, como las que se producen en un incendio, permitiendo aumentar el tiempo de exposición a las temperaturas altas que es capaz de resistir una estructura.

Barras de Refuerzo Laminadas en Caliente

El refuerzo de acero se distribuye normalmente en barras o varillas de sección básicamente circular, con resaltes o corrugaciones en la superficie para mejorar la adherencia con el concreto. Los aceros lisos casi no se usan como refuerzo, salvo el de 1/4” que se utiliza en nuestro medio, para el refuerzo de retracción y temperatura en los aligerados y para estribos de columnas y elementos secundarios. Los aceros lisos, que en los inicios del concreto armado eran los únicos disponibles, hoy en día han sido completamente remplazados por los corrugados, con lo cual se ha logrado una mejora sustancial en la adherencia acero – concreto.

En la figura se muestran los principales tipos de corrugaciones de los aceros de refuerzo. El acero que se utiliza en nuestro medio tiene resaltes similares a los de latercera columna de la misma figura. La Norma ASTM A615 especifica la altura mínima que deben tener las corrugaciones o resaltes, el espaciamiento entre los resaltes y lainclinación de los mismos

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En la tabla siguiente, adaptada de la ASTM, se resumen las principales características de las varillas de refuerzo. Las barras de producción nacional se ajustan a estas características.

Los productores de acero en los Estados Unidos distinguen los distintos diámetros asignándoles un número relacionado con el diámetro de la barra expresado en octavos de pulgada (por ejemplo la barra #5 es de 5/8”, la #6 es de 3/4”). El área de las barras puede ser calculada directamente del diámetro nominal.

Las barras de producción nacional vienen en longitudes de 9 m, bajo pedido Aceros Arequipa puede fabricar barras de 12 m de longitud. SiderPerú y Aceros Arequipa fabrican, adicionalmente a las barras de 3/8”, 1/2”, 5/8”, 3/4”, 1” y 1-3/8”, barras de 8 mm y de 12 mm. Aceros Arequipa fabrica también barras de 6 mm corrugadas.

Calidades del Acero de Refuerzo

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Las principales características que deben tener los aceros de refuerzo, están descritasen la Norma Peruana en el artículo 3.4 y en ACI-02 artículo 3.5.

Los aceros de refuerzo que se producen en el Perú (SiderPerú, Aceros Arequipa) debencumplir con alguna de las siguientes Normas:

• Norma Peruana Itintec 341.031-A-42. Acero Grado 60.

• Norma ASTM A615. Acero Grado 60.

• Norma ASTM A706. Acero de baja aleación, soldable. Grado 60.

La Norma A615 cubre los aceros de refuerzo que se utilizan con mayor frecuencia, ennuestro medio son prácticamente los únicos que utilizamos. La citada Norma, no limita la composición química de los aceros, salvo el contenido de fósforo.

La Norma A706 cubre los aceros para aplicaciones especiales en las cuales la soldabilidad, la facilidad de doblado y la ductilidad, sean consideraciones importantes para la elección del acero. Limita la composición química del acero de tal modo que el carbono equivalente sea menor que el 0.55%. El carbono equivalente se calcula en función del contenido de Carbono, Manganeso, Cobre, Níquel, Cromo, Molibdeno y Vanadio.

Las calidades del acero que cubre la Norma ASTM y que es posible emplear, como refuerzo para el concreto, se resumen en la tabla siguiente. Se indica el esfuerzo de fluencia (fy) mínimo y máximo, el esfuerzo máximo o último (fu) mínimo, a este último también se le denomina resistencia a la tracción (tensile strenght).

Cabe resaltar que en el Perú, tanto Acero Arequipa S.A. como SiderPerú, los únicos productores de acero corrugado, solo fabrican acero de refuerzo Grado 60. La mayoría del acero disponible en nuestro medio, se ajusta a la Norma ASTM A615. Aceros Arequipa, bajo pedido, fabrica acero A706 solo en los diámetros de 5/8”, 3/4” y 1”. Este acero es soldable, desgraciadamente es más caro que el A615 y su uso no se ha difundido.

Nótese en la tabla anterior, que la ASTM A615 fija únicamente los valores mínimos de fy y de fu, no especifica un valor máximo para fy. En contraste la Norma A706 sí especifica un valor máximo para fy de 5,500 kg/cm2.

En general los fabricantes de acero se preocupan por cumplir con el valor mínimo de fy. Los ensayos de laboratorio indican que el valor de fy real puede ser mayor que el nominal, no es de extrañar valores de fy un 10% a 30% por encima del nominal, tal

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como se aprecia en la figura siguiente, correspondiente a muestras de la producción de acero Grado 60 en los Estados Unidos. En esta muestra el 10% de los ensayos mostraron un fy 33% mayor que el valor nominal, con un coeficiente de variación cercano al 9% y muy pocos resultados por debajo del fy nominal.

Un valor de fy real muy por encima del nominal no es conveniente, ya que el elemento tendrá una marcada sobreresistencia en flexión la que puede ocasionar una falla frágil por esfuerzo cortante.

Propiedades de las Barras Grado 60

Características Mecánicas – ASTM A615:

- fy min = 4,200 kg/cm2 (fluencia nominal, valor mínimo).

- fu min = 6,300 kg/cm2 (esfuerzo máximo o último o resistencia a la tracción).

- Es ≈ 2’000,000 kg/cm2 (módulo de elasticidad).

- Deformación en el inicio de la fluencia εy = (fy / Es). ≈ 0.0021

- Longitud de la plataforma de fluencia = variable.

- Deformación de rotura >> Deformación de fluencia (30 a 40 veces).

- Elongación a la rotura entre el 7% y 9% (Tabla 3-3).

- Coeficiente de dilatación ≈ 11x10-6 1/C°. Valor muy parecido al del concreto el cual es ≈ 10x10-6 1/C°. Ambos coeficientes de dilatación dependen de la temperatura.

7. DISEÑO DE MEZCLA (Ejercicio)

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Diseñar una mezcla de concreto con los datos que se dan a continuación:

Fcp= 175 kg/cm2 + C, siendo C las tres últimas cifras del código del alumno.

Consistencia de la mezcla plástica.

Tamaño máximo del agregado grueso: 1”

Características de los agregados:

DESCRIPCIÓN A. FINO A. GRUESOPeso unitario suelto 1750 kg/m3 1620 kg/m3Peso unitario compactado seco 1810 kg/m3 1700 kg/m3Peso específico de masa 2.60 2.80Módulo de fineza 2.75 7.20Contenido de humedad 3.5% 2.45%Porcentaje de absorción 0.85% 0.62%

Determinar las proporciones en peso y en volumen.

Solución

1. Resistencia promedio a la compresión del concreto a los 28 días: fcp=263 kg/cm22. Tamaño máximo de agregado grueso: 1”3. Slump(Asentamiento) : 3” a 4”

De la TABLA 02: Agua: 195 lt/m3Aire atrapado: 2%

4. Relación agua cemento (a/c) Usando TABLA 03300 ---- 0.55263 ---- a/c250 ---- 0.62Resulta: a/c=0.602=0.60

5. Contenido de cemento

c= a0.60

= 1950.60

=325 kgm3

6. Volumen de agregado grueso por unidad de volumen de concreto: TABLA 052.60 ------ 2.71 -----2.800.69 ----- X ------0.67X= Volumen agregado grueso=0.679 m3

Peso agregado grueso seco= 0.679x1700=1154.3 kg

7. Cantidad de agregado finoPeso concreto fresco(tabla 06): 2375 kg/m3Peso de cemento: 325 kg/m3Peso de agua: 195 kg/m3

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Peso agregado grueso: 1154.3 kg/m3

Peso agregado fino= 2375-(325+195+1154.3)= 700.7 kg/m3

8. Volúmenes absolutos

∀= PesoPesoespecífico relativoxPeso específicodel agua

∀ cemento= 325kg3.15x 1000kg /m3

=0.1032m3

∀agua= 195kg1 x1000kg /m3

=0.195m3

∀aire atrapado= 2100

x1m 3=0.02m3

∀agr .grueso= 1154.3kg2.80 x1000 kg/m3

=0.412m3

∀agr . fino=1−(0.0132+0.195+0.02+0.412 )=0.2698m 3

Peso del agregado fino= 0.2698 m3 x 2.60 x 1000kg/m3=701.48 kgPeso de los materiales:

Peso de cemento: 325 kg/m3Peso Agr. Fino seco: 701.48Peso Agr. grueso: 1154.3 kg/m3Peso de agua: 195 kg/m3

9. Corrección por humedad (Pesos húmedos)

Cemento=325A . Fino=701.48 (1+0.035 )=726.03kgA .Grueso=1154 (1+0.0245 )=1182.58kg

Agua=195−[( 3.5−0.85100 )701.48+( 2.45−0.62100 )1154.3]=155.29kg=155<¿

10. Proporciones en peso en obra325 : 701.48 : 1154.3 / 195

Dividimos entre 325:

1: 2.16 : 3.55 / 0.6

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Para una bolsa de cemento de 42.5 kg, se usa:Cemento: 42.5 kgAg. Fino: 2.16x42.5kg=91.8kgAg. Grueso: 3.55x42.5=150.88 kgAgua: 0.6x42.5=25.5 lt

11. Volúmenes aparentes

∀= Pesopesoespecífico

∀ cemento= 325kg42.5kg / pie 3 x35.31 pie3 /m3

=0.2166m 3

∀agr . fino=701.481750

=0.4008m3

∀agr .grueso=1154.31620

=¿0.7125 m3

∀agua=155 x 42.5325

=20.23 ¿bolsa

0.2166 : 0.4008 : 0.7125 / 20.23 lt/bolsa

Dividiendo entre 0.2166:1 : 1.85 : 3.29 / 20.23 lt/bolsa