SEMANA 9: CONCRETOS
CONCRETOS
DEFINICION:
El concreto es una mezcla de diversos elementos
utilizada en la construcción. La adecuada dosificación es indispensable para
poder preparar un concreto con las normas de calidad requeridas. Es la unión de
cemento, agua, aditivos, grava y arena lo que nos da una mezcla llamada
concreto.
El concreto es un material muy frecuente en la construcción ya
que tiene la capacidad de resistir grandes esfuerzos de compresión. Sin
embargo, no se desempeña bien ante otros tipos de esfuerzos, como la flexión o
la tracción. Por lo tanto, el concreto suele utilizarse en conjunto con el
acero, en un compuesto que recibe el nombre de hormigón armado.
CLASIFICACIÓN:
Concreto
simple:
Concreto simple Es una mezcla de cemento Pórtland,
agregado fino, agregado grueso y agua, el cual no contiene ningún tipo de
elemento de refuerzo o posee elementos menores a los especificados para el
concreto reforzado.
Concreto
ciclópeo:
Es el concreto simple en cuya masa se incorporan grandes
piedras o bloques; y q no contiene armadura. Es aquel que está complementado
con piedras desplazados de tamaño máximo, de 10” cubriendo hasta el 30 %, como
máximo del volumen total; éstas deben ser introducidas previa selección y
lavado, con el requisito indispensable de que cada piedra en su ubicación
definitiva debe estar totalmente rodeada de concreto simple.El concreto
ciclópeo no se considera concreto estructural.
Concreto
armado:
Es el concreto que en su interior tiene armaduras de
acero, debidamente calculadas y situadas. Este concreto es apto para resistir
esfuerzos de compresión y tracción. Los esfuerzos de tracción los resisten las
armaduras de acero. Es el concreto más habitual.
Al reforzar el concreto con acero en forma de varillas
o mallas, se forma el llamado concreto armado o reforzado; el cual se utiliza
para dar nombre a sistemas estructurales como: vigas o trabes, losas,
cimientos, columnas, muros de retención, ménsulas, etc.
Concreto pre
esforzado:
Pretensado:
Los tendones, generalmente son de cable torcido con
varios torones de varios alambres cada uno, se restiran o se tensan entre
apoyos. Se mide el alargamiento de los tendones, así como la fuerza de tensión
aplicada con los gatos. Con la cimbra en su lugar, se vacía el concreto en
torno al tendón esforzado. A menudo se usa concreto de lata resistencia a corto
tiempo, a la vez que es curado con vapor de agua, para acelerar el
endurecimiento. Después de haberse logrado la resistencia requerida, se libera
la presión de los gatos. Los torones tienden a acortarse, pero no lo hacen por
estar ligados al concreto por adherencia. En esta forma la fuerza de presfuerzo
es transferida al concreto por adherencia, en su mayor parte cerca de los
extremos de la viga.
Postensado:
Cuando se hace el presforzado por postensado,
generalmente se colocan en los moldes de las vigas ductos huecos que contienen
a los tendones no esforzados, y que siguen el perfil deseado, antes de vaciar
el concreto. Los tendones pueden ser alambres paralelos atados en haces, cables
torcidos en torones, o varillas de acero. El ducto se amarra con alambres al
refuerzo auxiliar de la viga (estribos sin reforzar) para prevenir su
desplazamiento accidental, y luego se vacía el concreto. Cuando éste ha
adquirido suficiente resistencia, se usa la viga de concreto misma para
proporcionar la reacción para el gato de esforzado.
Tipos de
concretos de acuerdo a su peso:
Concreto
normal:
Concreto
ligero:
Este concreto es similar al concreto estándar
excepto q este tiene una baja densidad. El concreto con agregados ligeros o sea
de densidad inferior a la usual o una combinación de estos y los agregados
estándar. En nuestro país hay un gran potencial en cuanto al empleo de
agregados porosos de origen volcánico en la producción como es el caso del
sillar en Arequipa no obstante su uso en la región es muy empírico y artesanal
en concreto.
En los diseños de mezcla hay que tener muy presente la
alta porosidad de los agregados Siendo necesario usarlas en condiciones
saturadas para conseguir Uniformidad y regular los tiempos de mezclado por ser
muy desgastables a la abrasión motivando el incremento de finos y perdidas de
trabajabilidad, la densidad del concreto liviano normalmente esta 1365 y 1850
kg/m3 y una resistencia a la compresión a los 28 días de 175 kg/cm2 este
concreto se usa primordialmente en prefabricados y para reducir el peso propio
y en donde sea necesario disminuir cargas. Y finalmente en la industria se emplea en prefabricados y
primordialmente para reducir el peso propio en elementos de
contacto como losas de entrepisos en edificios altos y en donde sea
necesario denominar cargas muertas.
Concreto
pesado:
Es producido con agregados pesados especiales,
logrando se una densidad por encima de los 6400 kg/m3. El concreto pesado es
usado generalmente como una pantalla contra la radiación, pero es también
empleado como contrapeso o lastre y otras aplicaciones donde la alta densidad
es importante y así mismo también se usan como aplicación principal en la
protección biológica contra los efectos de las radiaciones nucleares; paredes
de bóvedas y cajas fuertes etc.
Algunos
tipos de concretos especiales:
Concreto de
alta resistencia temprana:
Una alta resistencia temprana puede ser obtenida cuando
una combinación de los siguientes materiales dependiendo de la edad necesaria y
las condiciones de trabajo q las especificaciones lo requieren:
CEMENTO TIPO III.- (alta resistencia – temprana)
Alto contenido de cemento (360 a 600kg/m3)
Aditivos químicos
Microsilica
El concreto de alta resistencia temprana es usado para
concreto pretensado, concreto premezclado para una rápida de producción de
elemento, construcciones rápidas, construcciones en climas fríos pavimentación
para uso inmediato y otros usos.
Concreto
masivo:
El Concreto Masivo es definido como cualquier volumen
de concreto con dimensiones lo suficientemente grandes para requerir que se
tomen las medidas necesarias para hacer frente a la generación de calor por
hidratación del cemento y el consecuente cambio de volumen, con el fin de
minimizar el agrietamiento.
Concreto sin
slump:
Este concreto es definido como concreto con una
consistencia correspondiente a un slump de ¼ pulg. O menos. Este concreto en
estado normal (seco), debe ser lo suficientemente trabajable para ser colocado
y consolidado con el equipo que va a ser usado en el trabajo.
Muchas de las reglas básicas que gobiernan las
propiedades del concreto estándar son aplicables a este concreto; sin
embargo, la medida de la consistencia del concreto estándar difiere de la
utilizada en éstos, pues la prueba del cono de Abrams no es práctico para
dar un parámetro de éstas características.
Concreto
rolado - compactado:
Este es un concreto sin slump, y seco que es
compactado mediante un rodillo vibratorio un equipo en forma de una platea de
compactación. Este concreto es una mezcla de agregado, cemento y
agua; ocasionalmente materiales cementantes como el Fly Ash también puede
ser usado. El contenido de cemento varía desde 60 a 360 kg/m3. La mezcla
puede ser hecha con una mezcladora tradicional, o en algunas ocasiones con
camiones mezcladores o mixer. Este concreto-rolado-compactado está considerado
como el más rápido y económico método de construcción en presas de
gravedad, pavimentos, aeropuertos, caminos rurales, y como sub-bases para
caminos y avenidas que luego serán pavimentadas.
Una resistencia a la compresión de 70 a 315 kg/m2 puede
ser obtenida para concreto-rolado-compactado en proyectos de presas. Los
proyectos de pavimentos sin embargo requieren de un diseño a la compresión de
aproximadamente 350 kg/cm2.
El concreto -rolado-compactado debe reunir algunas
condiciones para su colocación, por ejemplo, tener suficiente espesor para que
la compactación sea uniforme y completa con los equipos usados. Una medida
óptima del espesor puede ser de 8 a 12 pulg. Cuando va ser colocado y
consolidado con equipo convencional de movimiento de tierra o equipos de
pavimentos.
Shotcrete :
Shotcrete es un mortero de concreto que es lanzado
neumáticamente sobre una superficie a alta velocidad. La relativamente
seca mezcla es consolidada por la fuerza de impacto y puede ser colocada sobre
superficies verticales u horizontales sin ocurrir disgregación.
El shotcrete es usado tanto para una nueva construcción
como para reparaciones. Su aplicación es particularmente importante en
estructuras abovedadas o en la construcción de túneles para la estabilización
de fragmentos de roca suelta y expuesta.
Las propiedades del shotcrete endurecido son muy
dependientes del operador. Shotcrete tiene un peso específico y una resistencia
a la compresión similar a un concreto estándar y uno de alta resistencia
respectivamente. Agregados con tamaño máximo de ¾ pulg. Pueden ser
usados.
Shotcrete puede ser producidos mediante un
proceso seco o húmedo.
En el proceso seco se hace un pre-mezclado del cemento
y los agregados; luego ésta mezcla, supuesta homogénea es impulsada por una
compresora de aire hacia la boquilla. El agua es adicionada a la mezcla en la
boquilla a la salida mezclándose íntimamente, para que inmediatamente sea
lanzada, proyectada sobre la superficie.
En el proceso húmedo, todos los ingredientes son
pre-mezclados y luego lanzados sobre la superficie. Si se adiciona al final de
la boquilla una compresora de aire, se incrementa la velocidad del lanzamiento
de la mezcla sobre la superficie.
Concreto
blanco:
El cemento blanco portland es usado para producir
concretos blancos. Es un material usado ampliamente como material
arquitectónico. El cemento blanco es fabricado de acuerdo a ASTM C150. Este
concreto es producido con agregados y agua que no contengan materiales que
puedan modificar la coloración del concreto.
Concreto
coloreado:
Este concreto, puede ser producido usando agregados
coloreados, añadiendo pigmentos de colores o ambos. Cuando son usados los
agregados de colores ellos deberán ser expuestos en la superficie del concreto.
Concreto
fresco:
Concreto recién mezclado con agua, formando una masa
plástica y fluida, capaz de ser moldeada.
Propiedades
del concreto fresco:
Trabajabilidad:
Está definida por la mayor o menor dificultad
para el mezclado, transporte, colocación y compactación del concreto. Su
evaluación es relativa, por cuanto depende realmente de las facilidades
manuales o mecánicas de que se disponga durante las etapas del proceso, ya que
un concreto que puede ser trabajable bajo ciertas condiciones de colocación y
compactación, no necesariamente resulta tal si dichas condiciones cambian.
Estabilidad:
Es el desplazamiento o flujo que se produce en el
concreto sin mediar la aplicación de fuerzas externas. Se cuantifica por medio
de la exudación y la segregación, evaluada con métodos standard que permiten
comparar dichas características entre varios diseños, siendo obvio que se debe
buscar obtener los valores mínimos. Es interesante notar que ambos fenómenos no
dependen expresantemente del exceso de agua en la mezcla sino del contenido de
finos y de las propiedades adherentes de la pasta.
Compactibilidad:
Es la medida de la facilidad con que puede
compactarse el concreto fresco. Existen varios métodos que establecen el
denominado “Factor de compactación”, que evalúa la cantidad de trabajo que se
necesita para la compactación total, y que consiste en el cociente entre la
densidad suelta del concreto en la prueba, dividido entre la densidad del
concreto compactado.
Movilidad:
Es la facilidad del concreto a ser desplazado
mediante la aplicación de trabajo externo. Se evalúan en función de la
viscosidad, cohesión y resistencia interna al corte. La viscosidad viene dada
por la fricción entre las capas de la pasta de cemento, la cohesión es la
fuerza de adherencia entre la pasta de cemento y los agregados, y la
resistencia interna al corte la provee la habilidad de las partículas de
agregados a rotar y desplazarse dentro de la pasta.
Segregación:
Las diferencia de densidades entre los
componentes del concreto provocan una tendencia natural a que las partículas
más pesadas desciendan, pero en general, la densidad de la pasta con los
agregados finos es sólo un 20% menor que la de los gruesos (para agregados
normales) lo cual sumado a su viscosidad produce que el agregado grueso quede
suspendido e inmerso en la matriz. Cuando la viscosidad del mortero se reduce
por insuficiente concentración la pasta, mala distribución de las partículas o
granulometría deficiente, las partículas gruesas se separan del mortero y se
produce lo que se conoce como segregación.
Exudación:
Propiedad por la cual una parte del agua de
mezcla se separa de la masa y sube hacia la superficie del concreto. Es un caso
típico de sedimentación en que los sólidos se asientan dentro de la masa
plástica. El fenómeno está gobernado por las leyes físicas del flujo de un
líquido en un sistema capilar, antes que el efecto de la viscosidad y la
diferencia de densidades. Está influenciada por la cantidad de finos en los
agregados y la finura del cemento, por lo que cuanto más fina es la molienda de
este y mayor es el porcentaje de material menor que la malla N° 100, la
exudación será menor pues se retiene el agua de mezcla. La exudación se produce
inevitablemente en el concreto, pues es una propiedad inherente a su
estructura, luego lo importante es evaluarla y controlarla en cuanto a los
efectos negativos que pudiera tener.
Propiedades
del concreto endurecido:
Elasticidad:
En general, es la capacidad del concreto de
deformarse bajo carga, sin tener deformación permanente. El concreto no es un
material elástico estrictamente hablando, ya que no tiene un comportamiento
lineal en ningún tramo de su diagrama cara vs deformación en compresión, sin
embargo, convencionalmente se acostumbra definir un “Módulo de elasticidad
estático” del concreto mediante una recta tangente a la parte inicial del
diagrama, o una recta secante que une el origen del diagrama con un punto
establecido que normalmente es un % de la tensión última.
Resistencia:
Es la capacidad de soportar cargas y esfuerzos,
siendo su mejor comportamiento en compresión en comparación con la tracción,
debido a las propiedades adherentes de la pasta de cemento. Depende principalmente
de la concentración de la pasta de cemento, que se acostumbra expresar en
términos de la relación Agua/Cemento en peso.
Extensibilidad:
Es la propiedad del concreto de deformarse sin
agrietarse. Se define en función de la deformación unitaria máxima que puede
asumir el concreto sin que ocurran fisuraciones. Depende de la elasticidad y
del denominado flujo plástico, constituido por la deformación que tiene el
concreto bajo carga constante en el tiempo. El flujo plástico tiene la
particularidad de ser parcialmente recuperable, estando relacionado también con
la contracción, pese a ser dos fenómenos nominalmente independientes.
Retardantes del
fraguado:
Son aditivos que retardan el tiempo de fraguado inicial
en las mezclas y, por lo tanto, afectan su resistencia a edades tempranas.
Estos pueden disminuir la resistencia inicial. Se recomienda para climas
cálidos, grandes volumenes o tiempos largos de transportacion. Algunos de estos
son: Resicret 1142, Durotard , Duro-Rock N-14, Festerlith R, Sonotard, Festard,
Retarsol, Adicreto R , Densiplast R , etc.
Acelerantes
de la resistencia:
Estos producen, como su nombre lo indica, un
adelanto en el tiempo de fraguado inicial mediante la aceleracion de la
resistencia a edades tempranas. Se recomienda su uso en bajas temperaturas para
adelantar descimbrados. Ademas, puden disminuir la resistencia final. Dentro de
estos productos tenemos: Rrmix , Festermix , Secosal, Dispercon A , Rapidolith
, Daracel 1145 , Sikacrete , Fluimex , etc.
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