CONCRETO =cemento(junto con el agua reaccionan químicamente formando pasta que actúa como aglometrante de los agregados)
+arena(llena las oquedades que deja la grava)
+grava(junto con la arena forman el cuerpo del concreto)
+agua(reacciona con el cemento)
+aditivo(se agrega con el propósito de modificar o mejorar alguna propiedad del concreto)
*
Es el material + importante y representativo de la construcción.
*
La mezcla se convierte en una masa de consistencia plástica que moldeada en los encofrados adquiere una vez endurecida, la forma y medidas que se desee obtener. // Esta particular carácterística distingue ventajosamente al concreto de otros materiales de la construcción
ESTADOS DEL CONCRETO: FRESCO
el concreto es blando y trabajable. Y se conserva así durante la colocación y compactación. Propiedades:
trabajabilidad(ensayo de asentamiento), cohesividad, exudación(ensayo método de compactación por apizonamiento) y segregación.
//FRAGUADO
el concreto empieza a ponerse rígido y ya no esta blando. Empieza luego de la compactación y durante el acabado.
//ENDURECIDO
después de fraguarse, el concreto empieza a ganar resistencia y endurece. Propiedades:
resistencia y durabilidad
EL CEMENTO
Es producido a partir de rocas calcáreas y arcillosas, que luego de ser trituradas y finamente molidas, son mezcladas y sometidas a proceso de calcinación a altas temperaturas, hasta obtener el material denominado clínker. El clínker es enfriado y molido en molinos de bolas conjuntamente con una pequeña cantidad de sulfato de calcio (yeso).
//
NTP 334.009- I,II,III,IV,V // NTP 334.090- IP, IPM, IS, ISM // NTP 334.082- GU, MS, MH, HE, HS, LH
Tipos de Cemento: Tipo1:
uso general, excepto que se requiera propiedades.
/T2:
destinado a obras expuestas a la acción moderada de sulfatos y moderado calor de hidratación.
/T3:
cuando se requiera desarrollo rápido de la resistencia del concreto.
/T4:
de bajo calor de hidratación. Principalmente en construcciones voluminosas.
/T5:
alta resistencia a los sulfatos.
/TipoIP:
cemento al que se añadió puzolana entre 15% y 45% del peso total.
/Tipo IPM:
Pórtland puzolanico modificado. Cemento al que se le añadió puzolana en porcentahe no mayor que el 15% del peso total.
/Tipo IS:
cemento Pórtland al que le añadió escoria entre 25% a 70% del peso total en altos hornos.
/Tipo ISM:
Cemento Pórtland de escoria modificado al que se ha añadido menos del 25% de escoria de altos hornos.
/Tipo ICO:
se le añade filler calizo.
/Tipo MS:
cemento de moderada resistencia a los sulfatos.
/// *
el cemento se comercializa en bolsas de pie cubico y 42.5 kg// en obras grandes el cemento es abastecido a granesl y depositado en silos cerrados para que no se altere su composición, carácterísticas ni propiedades.
Agregados:
los agr. Empleados en la elaboración del concreto (arena y piedra) provienen de la erosión de las rocas por acción de agentes naturales. Y son obtenidos por trituración mecánica y tamizado de rocas
. ///granulometría:
el agregado fino o arena es el material que pasa la malla n°4(4.75mm),, el agregado grueso o piedra es el retenido en la malla n°4.
/// El tamaño máximo nominal es el que corresponde al menor tamiz de la serie utilizada que produce el primer retenido significativo. En columnas se emplea piedra de 3/4”. En vigas y losas se emplea piedra de 1/2” En Zapatas se emplea piedra de hasta de 1 1/2” …// El tamaño máximo nominal no deberá ser mayor que: – Un quinto de la menor separación entre las caras del encofrado.
/
Un tercio del peralte de la losa.
/
Tres cuartos del espaciamiento mínimo entre barras de refuerzo o paquete de barras.
///
Los agregados no deben conteneren su masa partículas blandas que se deshacen fácilmente, arcilla y/o limo, ni tampoco partículas de carbón o lignito, que excedan los porcentajes que señala la NTP 400.037 ///–
El agregado (fino), no debe mostrar presencia de materia orgánica
.///
Los cantos rodados, provenientes de lechos de ríos, deben restringirse su uso cuando la resistencia a la flexión es requisito esencial, como en Pavimentos; la adherencia entre los agregados y la pasta de cemento es menor que cuando se trata de piedra chancada.
Agua: Requisito fundamental
– El agua para su empleo en la elaboración de concreto debe cumplir que no contenga excesivamente elementos químicos que puedan afectar desfavorablemente el comportamiento del concreto, tanto en su estado plástico, como en la resistencia y apariencia, una vez endurecido
.//
El agua potable puede utilizarse sin reparo alguno, también las aguas de ríos, estanques y pozos, siempre que sean sometidas a análisis que amparen su empleo ///
Evitar usar:
Se deben evitar usar aguas contaminadas con aceites, ácidos, álcalis, sales, materia orgánica u otras sustancias perjudiciales para el concreto y el refuerzo.
//
Evitar usar aguas provenientes de relaves mineros o de instalaciones industriales.
Propiedades del concreto. /1/Resistencia a la compresión(ASTM C192): –
La calidad del concreto en su estado endurecido es referida usual y principalmente a su resistencia a la compresión. – La durabilidad y la impermeabilidad también son exigibles en la calidad del concreto, pero estas esta estrechamente relacionadas con la resistencia a la compresión. – En el proceso de construcción, se exige su oportuna verificación. – La resistencia a la compresión de una determinada clase de concreto es designada con el símbolo: f’c y corresponde a la resistencia que debe alcanzar el concreto a los 28 días a partir de su elaboración. – La comprobación de la resistencia a la compresión se realiza mediante ensayos normalizados, que consisten en someter a carga axial probetas estandarizadas. – La resistencia se obtiene dividiendo la carga de prueba máxima entre el área de la sección sobre la cual se aplica la carga. //Factores de las que depende la r.Comp:–
Carácterísticas y propiedades de los materiales constituyentes de la mezcla: Cemento, agregados, agua. //
– Proporcionamiento, es decir las cantidades relativas de los materiales de la mezcla, en especial la Relación agua/cemento. //
– Batido o amasado de la mezcla
//
– Procedimientos de transporte de la mezcla, desde el punto de descarga hasta su colocación en los encofrados. //
– Colocación y compactación de la mezcla en los encofrados
//
– Curado y protección del concreto, especialmente al inicio del fraguado.
/
La resistencia a la compresión del concreto se determina mediante ensayo de probetasde concreto que viene de la mezcladora. Es preciso se advierta que la resistencia del concreto, como producto terminado y puesto en servicio, depende de la aplicación de métodos apropiados de transporte de la mezcla y de los procedimientos de colocación del concreto en los encofrados. Asimismo, y de manera sustancial, depende del curado y protección al inicio del fraguado y etapa primera del endurecimiento del concreto.
//2/Trabajabilidad y consistencia del concreto: La trabajabilidades la propiedad del concreto en estado fresco requerida para ser transportado, colocado y compactado en los encofrados, sin pérdida de homogeneidad. Homogeneidad significa que los componentes del concreto se encuentran distribuidos uniformemente y en la misma proporción en cualquier porción de la masa de concreto. La trabajabilidad es un concepto relativo y dependiente de los componentes y carácterísticas de la mezcla, entre ellas su consistencia y también de las dimensiones y forma de los encofrados. Una mezcla que es trabajable sin dificultad en elementos masivos, no podría trabajarse adecuadamente en encofrados de pequeño espesor o con elementos recargados de acero.
//La consistenciaes la fluidez de la mezcla, es decir a su capacidad de desplazarse dentro de los encofrados y llenarlos enteramente.
Depende principalmente de la cantidad de agua aportada en el mezclado; también de la cantidad de la mezcla; igualmente de la forma y tamaño de los agregados. Para evaluar y controlar la consistencia de las mezclas se emplea el método del asentamiento o Slump (ASTM C143-78)
Un asentamiento pequeño indica una consistencia rígida. Un asentamiento grande, revela una consistencia fluida. /Equipo para el ensayo de consistencia:
cono de abrams// varilla de 5/8” para apisonado // wincha metálica // plancha metálica // molde para el muestreo. /Consistencias recomendables:
(ZAPATAS, PAVIMENTOS)= 1” A 3” /
// (COLUMNAS, MUROS, VIGAS, LOSAS)= 2” A 4”.
//3/Durabilidad:
propiedad del concre. Que permite resistir en el tiempo severas condiciones de exposición como son los ciclos de congelación y deshielo, típicos en la regíón de la sierra.
//
Otra potencial causa de deterioro del concreto lo constituyen agentes químicos, como los cloruros y sulfatos. La potencial agresión de los sulfatos se manifiesta en la zona de contacto entre el suelo y el concreto, es el caso de los cimientos y muros de contención de tierras.
//
La durabilidad también está referida a particulares condiciones de servicio:
superficies expuestas a abrasión como pavimentos.
Cargas que actúan en los encofrados: Peso de concreto
En tanto al concreto no alcance la resistencia mínima exigible para desencofrar, los encofrados deben soportar el peso del concreto(como carga vertical para concretos normales se considera 2400 kg/m3)///peso de losas macizas de concreto armado: 0.10-240/0.12-288/0.15-360/0.20-480/0.25-600///peso de losas aligeradas: 0.17-280/0.20-300/0.25-350/0.30-420.
//Peso de los encofrados
Con madera el peso tiene poca significación en relación al peso del concreto y cargas de construcción, no es considerado en el diseño. El peso de encofrados de techo con viguetas metálicas es aproximadamente 50Kg por m2 de techo. El peso exacto debe obtenerse a partir de la información que el proveedor del encofrado nos proporcione.
//Peso de los ladrillos huecos(techo)
Para los techos aligerados se emplkea ladrillos de arcilla cocida o concreto vibrado. El ancho de los ladrillos es de 30cm. Es conveniente contar con tabla de pesos de ladrillos para techos. Es prudente adoptar valores con margen de seguridad.
//Peso de las sobrecargas
Estas cargas vienen a ser los pesos de los trabajadores que participan en el vaciado y el equipo empleado en el vaciado.
Se suele tomar como equivalente cargas uniformemente repartida en toda el área de los encofrados. Para encofrados convencionales y condiciones normales se suele tomar el valor de 200 Kg/m2, la que debe de sumarse al peso del concreto. ACI recomienda: vaciado con equipo normal 250 kg/m2, y con carretillas motorizadas 375 kg/m2
Cargas de la construcción: /Concentración de concreto en una zona
Concentrar concreto en una zona puede producir levantamiento de puntales de tramos contiguos. Es necesario considerar arriostramientos para esta condición desfavorable de carga //Presión lateral del concreto fresco.
La presión será mayor cuanto más rápidamente se realiza el vaciado. La velocidad está relacionada con la longitud y espesor del muro, desde luego con el equipo utilizado para el vaciado.//Cuando se vierte en estado plástico ejerce presión sobre los tableros laterales de encofrados, y aumenta conforme se incremeta la altura del concreto dentro del encofrado durante el vaciado.
Factores que afectan la presión máxima. Velocidad de Vaciado
es uno de los factores +importantes que influye en la presión máxima desarrollada. Los métodos modernos de transporte y colocación de concreto que utilizan equipos de gran capacidad permiten alcanzar grandes velocidades de llenado. La velocidad de vaciado se expresa en metros por hora y su magnitud, a fin de aplicar las fórmulas están relacionadas con el equipo de colocación de concreto.
//Influencia de la Temperatura
La temperatura del concreto fresco al momento del vaciado y el periodo siguiente influye en el tiempo de su endurecimiento. A temperaturas bajas el concreto tarda en endurecer a diferencia de lo que ocurre a altas temperaturas. En consecuencia, el concreto vaciado a baja temperatura desarrollará presiones mayores
. //Consistencia del concreto fresco
La presión máxima desarrollada por el concreto fresco sobre los encofrados es mayor cuanto mayor sea el asentamiento. Concretos secos producen presiones menores que concretos de alta trabajabilidad.
//El método de compactación
El empleo de vibradores potentes ejerce notoria influencia en la presión al producir mayor trabajabilidad al concreto fresco, disminuyendo la cohesión y el rozamiento de los agregados. Las fórmulas del ACI, para determinar la presión máxima, son aplicables a concretos vibrados, permitiendo una reducción para concretos trabajados manualmente.
//Tamaño de los Encofrados
El rozamiento interno en la masa del concreto se desarrolla más rápidamente en secciones de encofrados en secciones de encofrados más delgados, como placas por ejemplo y la presión desarrollada es menor que en encofrados de elementos de mayor ancho.
//Impacto por caída libre del concreto
Cuando el concreto es vaciado desde la parte alta de los encofrados, el impacto producido por la caída aumenta la presión lateral. Este aumento está relacionado con la masa vertida y la altura de caída. Es recomendable en columnas y muros altos, reducir la altura de caída libre por procedimientos adecuados.
Magnitud de la presión máxima
P=presión concreto fresco kg/m2//R=velocidad de llenado m/h //T=T° del concreto, C°
Para encofrado de muros
P(max)=732+(720,000R)/(9T+160)…
para R<2m>2m>
P(max)=732+(1’060,000+224,000R)/(9T+160)…
para R>2m/h
Para encofrado de columnas
P(max)=732+(720,000R)/(9T+160)
Limitaciones de Presión Máxima:
Muros: 9765 kg/m2 o 2400H//Columnas: 14650 kg/m2 o 2400H
Correcciones por peso del concreto: Regla de 3
Correcciones por método de compactación:
Para la compactación manual sera el 90% de la presión del ACI622
En diagrama de presión:
Pmax
Kg/m2, presión máxima que se mantiene constante hasta:
Pmax /2400 = h m contada desde la parte superior del encofrado hacia abajo, desde este plano comienza a decrecer linealmente hasta hacerse nula.
EJM:
h=4.5m, velocidad(R=3m/h) y T°=15.5°C
:sol: Pmax=732+(1’060,000+224000R)/(9T+160) ==6515 kg/m2
Limitaciones:
Pmax=9765 kg/m2//:
pmax=2400*h=10800 kg/m2 ,,,, entonces la Pmax=6515 kg/m2 ,,,, 6515/2400=2.7 m contados desde arriba .
Dimensionamiento de Encofrados
Ejemplo: hallar la separación entre solera y puntales o pie derecho del encofrado de losa de concreto de15cm de espesor.
, , E=100,000 kg/cm2,, entablado de 1”x8” y en soleras de 2”x4”
SOL: carga por m2: peso de concreto(losas de 0.15m)=360kg/m2+sobrecarga=250kg/m2=360+250=610kg/m2
La carga uniform. Repartida de la tabla 1” x 8”: w=610kg/m2 x (8×0.0254)m=1.22 kg/cm
*Esparcimiento de soleras -I(1”x8”)= bh’3/12=20x(2.5)’3/12=26cm4//
-S(1”x8”)=bh’2/6=21cm3
-Por flexión: L=raíz[(10.σ.S)/w]=131.2cm
-Por flecha: L=raíz.Cubica[(128.EI)/(270.W)]=100.24cm
*Verificación por corte: Lmenor=100.34cm == τ=0.90.WL/(b.H)=
2.2 kg/cm <12 kg/cm2=»»>12>Para la facilidad de medición la separcion entre soleras será L=100.34cm==1m
*Esparcimiento entre pie derechocarga repartida sobre cada solera:
W=610kg/m2 x 1m = 6.1 kg/cm2
-I(2”x4”)= bh’3/12=10x(5)’3/12=416cm4//-S(1”x8”)=bh’2/6=84cm3
-Por flexión:L=raíz[(10. σ.S)/w]==118 cm
-Por flecha: L=raíz.Cubica[(128.EI)/(270.W)]=148cm
*Verificación por corte: Lmenor=118cm == τ=0.90.W(L-2h)/(b.H)=10.8 kg/cm 12>
L=118cm,, la separación entre pies derechos es L=1.20m
Ejemplo: hallar la separación entre marcos/abrazaderas de encofrado de una columna de 40 x 40 cm. Y 3 m. De alto. T°=21°C.// σ=100kg/cm2, τ=12kg/cm2, E=100,000kg/cm2
SOL: presión ejerce el concreto.Fresco:veloc. Llenado: R=3/0.5=6m/h
Pmax=732+(720,000R)/(9T+160)=13,110kg/m2, Pmax=14,650 , Pmax=2400h=7,200kg/m2
La presión max es 7200 kg/m2 en el pie del enconfrado y disminuye linealmente
Esparcimiento entre marcos:escogiendo para tableros, tablas de 1”x8”:
W=7,200x(0.20)=1,440kg/m=14.4kg/cm. -I(1”x8”)= bh’3/12=20x(2.5)’3/12=26cm4// -S(1”x8”)=bh’2/6=21cm3
-Por flexión: L=raíz[(10.σ.S)/w]=38.18cm
-Por flecha: L=raíz.Cubica[(128.EI)/(270.W)]=44cm
,se puede espaciar a 40cm
Verificación de barrotes: la carga de influencia sobre cada marco es:
W=7,200×0.40×0.40=1,152 kg,,, se toma 10cm a cada lado de los barrotes principales para fijar los pernos: cada perno toma fuerza de (1,152kg)/2=576kg.
/e =a f. Cortante max.
W=w.L //V=w.L/2
-Por esfuerzo cortante:τ=0.75(w.L)/(b.H) // si:
Τ=12kg/cm2,,,W=7200kg/m2 x 0.40m=2,880 kg/m=28.8 kg/cm ,,,l=40 cm//
=/=b.H=0.75wl/τ=0.75×28.8×40/12= 72 cm2
-Por flexión:momento máximo en centro
Mmax=576 x 0.30- 576×0.10=115kg-m=11,500 kg-cm
Pero: M=σS, siendo σ=1000kg/cm2 ,,,
S=(11,500kg-cm)/(100kg/cm2)=115 cm3
*Barrotes de 3”x4”(7.5x10cm) satisface ambas condiciones:
-bh=7.5×10=75cm2>72cm2 (ok)
-s=7.5×10’2/6=125cm3> 115cm3 (ok)
Esparcimiento mayores de marcos:
Se puede adoptar 4 espaciamientos de 40 cm que da una altura de 1.60 m
La presión seria: P=2,400(3m-1.60)=3,360 kg/m2
La presión que ejerce el concreto sobre una tabla de 0.20 m será: P=3,360×0.20=672 kg/m
-Por flexión:L=raíz[(10.σ.S)/w]=raíz((10x100x21)/6.72)=56 cm
-Por flecha: L=raíz.Cubica[(128.EI)/(270.W)]
=raiz3[(128×100,000×26)/(270×6.72)]=57 cm
Se puede espaciar los marcos a partir de 1.60 m cada 60 cm
Ejemplo: –
Diseñar el encofrado de un techo aligerado de concreto de 0.25 m de espesor y 2.50 m de alto Los ladrillos huecos serán de arcilla cocida de 30x25x20 cms y pesan 10 Kg cada uno. La flecha, será de 2 mm máximo.
// σ=100kg/cm2, τ=12kg/cm2, E=100,000kg/cm2
SOL: *cargas(por ml vigueta):-peso concreto:
Wc= *[1.00x(0.25-0.20)x(2×0.20)] *[1.00x(2x(0.25-0.20))x(0.20)]==96kg/ml
-peso ladrillo: 4 unid. X 10kg/und=40kg/ml
-sobrecarga(aci): 250kg/m2x0.40m=100kg/ml ===Wt=236kg/ml=2.36kg/cm
*Separación de soleras empleando tablas de 1”x8”
-I(1”x8”)= bh’3/12=20x(2.5)’3/12=26cm4//
-S(1”x8”)=bh’2/6=21cm3,,,
-Por flexión: L2=raíz[(10.σ.S)/w]=raíz(10x100x21/(2.36))=94cm
-Por flecha:
2mm: L2=raíz.Cuarta[((0.2)EI)/(w)]=raíz.4.(0.2x128x100k x21/2.36)= 73cm
La separación de soleras es L1=70cm
*Separación de puntalescarga por m.L de solera:
W=236 x 0.70 x2.5= 413 kg/ml=4.13kg/cm,, empleando soleras de 2”x4”
-I(2”x4”)= bh’3/12=10x(5)’3/12=416cm4//
-S(1”x8”)=bh’2/6=84cm3
-Por flexión:L2=raíz[(10. σ.S)/w]=143 cm
-Por flecha: 2mm: