10. concreto en la sierra 3600 msnm

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197 ESTRUCTURAS Y MATERIALES EM-44 RESUMEN Sabemos que en nuestras Universidades se instruye al estudiante de INGENIERIA CIVIL con cursos de Tecnología del Concreto y en algunas en forma muy superficial y tomando como referencia exclusivamente a normas importadas elavoradas en base a experiencias en condiciones de tiempo y lugar diferentes con los que nos enfrentamos en las obras. También sabemos que en nuestro país se cuenta con una amplia gama de climas y que en algunos casos son excepcionales, como son especialmente los casos de nuestra Sierra y el Altiplano; sin embargo en la actualidad y gracias al avance tecnológico contamos con productos como son los aditivos y curadores que nos permiten adaptar al concreto a los diferentes climas en que nos toca trabajar. Nosotros no estamos en contra de las Normas Internacionales (por que nos sirven de excelentes referencias), ni mucho menos de las metodologías científicas por que creemos que podemos adaptarlas con nuestros criterios y experiencias de acuerdo a las zonas en que nos toque trabajar, como es el caso del CURADO de las probetas que deben realizarse en condiciones similares a las que se encuentra la estructura en construcción. El objetivo de este trabajo es el control de calidad del concreto de Cemento Portland, sus componentes y de la evaluación de los resultados de ensayos de resistencia a la compresión de acuerdo a nuestras experiencias que quizás sean polémicas, pero hecho con el único fin de transmitir las adquiridas durante nuestra participación en obras a más de 3600 msnmm. 1. INTRODUCCION El concreto de Cemento Portland, es un material artificial, compuesto de un medio ligante denominado pasta y de partículas denominados agregados que se encuentran embebidas dentro de las primeras; las propiedades de concreto se determinan fundamentalmente por las características físicas y químicas de sus componentes. Los cursos de tecnología del Concreto que se dictan en las Universidades se basan generalmente a condiciones de temperatura de mezcla de alrededor de 20°C y en condiciones normales, cuando la temperatura ambiente varía entre 5°C y 30°C, si ésta excede los límites, entonces estamos en condiciones especiales de temperatura. En esta oportunidad centraremos el enfoque de nuestro trabajo a la preparación, colocación, curado y control de calidad del concreto y las variaciones que se producen por efectos de cambios bruscos de temperatura entre el día (menos de 20°C) y la noche (menos de -5°C) a más de 3,600 msnmm. 2. COMPOSICION DEL CONCRETO El concreto endurecido se compone de : pasta y agregado. 2.1 LA PASTA 2.1.1 Elementos Fundamentales a. GEL, es la parte sólida de la pasta, la cual es el resultado de la reacción química del cemento con el agua durante el proceso de hidratación. Su estructura es una aglomeración porosa de partículas sólidamente entrelazadas; en su composición el gel comprende: - La masa cohesiva de cemento hidratado en su estado de pasta más densa. - Hidróxido de calcio cristalino, y - Poros gel. El gel desempeña el papel más importante en el comportamiento del concreto, especialmente en su resistencia final y su módulo de elasticidad. b. POROSIDAD DE LA PASTA, son los espacios vacíos, los cuale no contienen materia sólida aunque, alguno de ellos podrían estar parcial o totalmente llenos de agua. Por su origen, tamaño promedio o ubicación los poros se clasifican en: * Poros por aire atrapado (1%), es aportada por los materiales, son parte inevitable de toda mezcla, son indeseables por que contribuyen a la disminución de resistencia y durabilidad del concreto. * Poros por aire incorporado, son minúsculas búrbujas de aire que se incorpora intencionalmente, mediante el empleo de aditivos químicos para incrementar la protección de la pasta contra los procesos de congelación de agua en su interior. Los poros de aire incorporado son generalmente esféricos con diámetros de 0.08 - 0.10 mm, ocupa el 5% del volumen del concreto (330,000 búrbujas de aire / cm³ de pasta). * Poros capilares, son los espacios originalmente ocupados por el agua en el concreto fresco y que durante el proceso de hidratación del cemento no han sido ocupados por el gel. Conforme aumenta su número: - Disminuye las resistencias mecánicas de la pasta endurecida. - Aumenta la porosidad, permeabilidad y capacidad de absorción de la pasta. Ing. César Augusto López Arévalo EL CONCRETO DE CEMENTO PORTLAND EN OBRAS A MAS DE 3600 msnmm

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Page 1: 10. Concreto en La Sierra 3600 Msnm

197ESTRUCTURAS Y MATERIALESEM-44

RESUMEN

Sabemos que en nuestras Universidades se instruye al estudiante deINGENIERIA CIVIL con cursos de Tecnología del Concreto y enalgunas en forma muy superficial y tomando como referenciaexclusivamente a normas importadas elavoradas en base a experienciasen condiciones de tiempo y lugar diferentes con los que nosenfrentamos en las obras.

También sabemos que en nuestro país se cuenta con una amplia gamade climas y que en algunos casos son excepcionales, como sonespecialmente los casos de nuestra Sierra y el Altiplano; sin embargoen la actualidad y gracias al avance tecnológico contamos conproductos como son los aditivos y curadores que nos permiten adaptaral concreto a los diferentes climas en que nos toca trabajar.

Nosotros no estamos en contra de las Normas Internacionales (porque nos sirven de excelentes referencias), ni mucho menos de lasmetodologías científicas por que creemos que podemos adaptarlascon nuestros criterios y experiencias de acuerdo a las zonas en quenos toque trabajar, como es el caso del CURADO de las probetas quedeben realizarse en condiciones similares a las que se encuentra laestructura en construcción.

El objetivo de este trabajo es el control de calidad del concreto deCemento Portland, sus componentes y de la evaluación de losresultados de ensayos de resistencia a la compresión de acuerdo anuestras experiencias que quizás sean polémicas, pero hecho con elúnico fin de transmitir las adquiridas durante nuestra participación enobras a más de 3600 msnmm.

1. INTRODUCCION

El concreto de Cemento Portland, es un material artificial, compuestode un medio ligante denominado pasta y de partículas denominadosagregados que se encuentran embebidas dentro de las primeras; laspropiedades de concreto se determinan fundamentalmente por lascaracterísticas físicas y químicas de sus componentes.Los cursos de tecnología del Concreto que se dictan en lasUniversidades se basan generalmente a condiciones de temperaturade mezcla de alrededor de 20°C y en condiciones normales, cuandola temperatura ambiente varía entre 5°C y 30°C, si ésta excede loslímites, entonces estamos en condiciones especiales de temperatura.En esta oportunidad centraremos el enfoque de nuestro trabajo a lapreparación, colocación, curado y control de calidad del concreto ylas variaciones que se producen por efectos de cambios bruscos detemperatura entre el día (menos de 20°C) y la noche (menos de -5°C)a más de 3,600 msnmm.

2. COMPOSICION DEL CONCRETO

El concreto endurecido se compone de : pasta y agregado.

2.1 LA PASTA

2.1.1 Elementos Fundamentales

a. GEL, es la parte sólida de la pasta, la cual es el resultado de lareacción química del cemento con el agua durante el procesode hidratación.Su estructura es una aglomeración porosa de partículassólidamente entrelazadas; en su composición el gel comprende:

- La masa cohesiva de cemento hidratado en su estado depasta más densa.

- Hidróxido de calcio cristalino, y- Poros gel.

El gel desempeña el papel más importante en el comportamientodel concreto, especialmente en su resistencia final y su módulode elasticidad.

b. POROSIDAD DE LA PASTA, son los espacios vacíos, los cualeno contienen materia sólida aunque, alguno de ellos podríanestar parcial o totalmente llenos de agua.

Por su origen, tamaño promedio o ubicación los poros se clasifican en:

* Poros por aire atrapado (1%), es aportada por los materiales,son parte inevitable de toda mezcla, son indeseables por quecontribuyen a la disminución de resistencia y durabilidad delconcreto.

* Poros por aire incorporado, son minúsculas búrbujas de aireque se incorpora intencionalmente, mediante el empleo deaditivos químicos para incrementar la protección de la pastacontra los procesos de congelación de agua en su interior.

Los poros de aire incorporado son generalmente esféricos condiámetros de 0.08 - 0.10 mm, ocupa el 5% del volumen del concreto(330,000 búrbujas de aire / cm³ de pasta).

* Poros capilares, son los espacios originalmente ocupados porel agua en el concreto fresco y que durante el proceso dehidratación del cemento no han sido ocupados por el gel.

Conforme aumenta su número:- Disminuye las resistencias mecánicas de la pasta endurecida.- Aumenta la porosidad, permeabilidad y capacidad de absorción

de la pasta.

Ing. César Augusto López Arévalo

EL CONCRETO DE CEMENTO PORTLANDEN OBRAS A MAS DE 3600 msnmm

Page 2: 10. Concreto en La Sierra 3600 Msnm

XII CONIC - Instituto de la Construcción y Gerencia , Telefax 225-9066 , www.construccion.org.pe, [email protected] CIP'99198

- Aumenta la vulnerabilidad de la pasta al ataque de las heladas,debido a que estan en capacidad de contener agua que puedecongelarse.

* Poros Gel, es el conjunto de vacíos, totalmente aislados unos deotros, así como del exterior que quedan atrapados durante elproceso de formación del gel; ocupan el 28% de la pasta.

El agua no congela en ellos, debido a su diámetro pequeño(1.8x10-6 mm)

2.2 EL AGREGADO

Es el conjunto de partículas inorgánicas, de origen natural, cuyasdimensiones estan comprendidas entre los límites fijados en la normaITINTEC 400.011.

Los agregados son la fase discontinua del concreto, son materialesque estan embebidos en la pasta y ocupan del 62% - 78% de launidad cúbica del concreto.

Los agregados empleados en la preparación del concreto se clasificanen: agregado fino y agregado grueso, y hormigón.

2.2.1 Agregado Fino, es el material que pasa el Tamiz de3/8" y queda retenido en el Tamiz N° 200.

2.2.2 Agregado Grueso, es el material que queda retenido en elTamiz N° 4.

2.2.3 Hormigón o Agregado Integral, es el material conformadopor una mezcla, dosificada en proporciones arbitrarias dey arena. Este material se encuentra en forma natural en lacorteza terrestre y se emplea tal como se le extrae de lacantera.

3. PROPIEDADES DEL CONCRETO

Para el diseño de concreto de Cemento Portland, es necesario conocerde antemano las propiedades que queremos que tenga dicha mezcla,además de la interrelación y/o la mayor importancia entre ellas;estando estas propiedades o características en función de la utilidadde la obra que se va a construir. Las propiedades del cocreto estáníntimamente vinculadas a las características de los materiales y quepueden sufrir modificaciones en el tiempo.Existen propiedades que son comunes y fundamentales, las cualesse pueden dividir en dos grupos:

* Propiedades del concreto en estado fresco.* Propiedades del concreto en estado endurecido.

3.1 PROPIEDADES DEL CONCRETO EN ESTADOFRESCO

3.1.1 Fluidez, es la resistencia que opone el concreto aexperimentar deformaciones; depende de la forma,gradación y tamaño máximo del agregado y además de lacantidad de agua de mezclado.La fluidez se mide mediante el ensayo de Asentamiento o“Slump” con el “Cono de Abrams” (ASTM C-143). No esrepresentativo para morteros y concreto con agregados detamaño máximo, mayor de 2".

3.1.2 Docilidad, es la aptitud del concreto de “cerrarse” sin dejarespacios vacios y es función de la relación arena/agregado(arena/arena+piedra) y de la redondez del agregado.

3.1.3 Trabajabilidad, depende de la fluidez, docilidad y delequipo de compactación.

3.1.4 Homogeneidad, los componentes del concreto debenencontrarse en las mismas proporciones en cualquier parte

de la masa o masas diferentes de un mismo concreto. Parael muestreo se debe tomar masas que corresponden al terciocentral de una tanda de mezcladora o de un “mixer”.

3.1.5 Compasidad, es la propiedad que debe tener el concretode modo que en un volúmen determinado debe tener unamayor cantidad, de pasta y agregado grueso.

A mayor compasidad - mayor densidad.

La densidad de un concreto normal, con buena compasidades aproximadamente de 2,300 Kg/m³.

3.2 PROPIEDADES DEL CONCRETO EN ESTADOENDURECIDO

3.2.1 Elasticidad

Como el concreto no es un material linealmente elástico, por lo tantono sigue la Ley de Hooke. El módulo de elasticidad del concreto Eces una función compleja de muchas variables (Tensión de trabajo,forma de solicitación, duración de las cargas, estado higroscópico,etc.).El ACI sugiere:

cf ' 4270 * WEc 1.5= (3.1)

Donde:W = Peso específico del concreto (1.4 - 2.5)

3.2.2 Resistencia

La resistencia a la compresión simple del concreto es su propiedadmás característica y la que define su calidad; la resistencia aumentacon el tiempo y depende de la relación agua/cemento y del estado dehumedad durante su colocación. Es importante predecir la resistenciadel concreto a la edad de 28 días a partir del resultado a edadestempranas.

Slater propone: cfKRR '728 += (3.2)

Donde:R

7: Resistencia a los 7 días.

K : Factor regional, es determinado experimentalmente.

4. DISEÑO DE CONCRETO DE CEMENTOPORTLAND

Para diseñar un concreto de Cemento Portland, se debe tener lasiguiente información:

4.1 DATOS DE LABORATORIO

* Análisis granulométricos de los agregados.* Peso unitario de los agregados.* Peso específico de los agregados.* Absorción.* Humedad.

4.2 INFORMACION EXPERIMENTAL

Generalmente son reemplazados por valores empíricos tabulados,estos son:

* Correlación entre la resistencia y la relación agua/cemento.* Comportamiento del concreto fresco según el dosaje de agua y

tipo de agregado.

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199ESTRUCTURAS Y MATERIALESEM-44

4.3 ESPECIFICACIONES PARA EL DISEÑO

* Resistencia a la compresión (f’c).* Tamaño máximo del agregado.* Asentamiento (“Slump”).* Relación agua/cemento máximo (*).* Contenido mínimo de cemento (*).(*) No son indispensables.

4.4 PROCEDIMIENTO DE DOSIFICACION

* Elección del asentamiento.* Elección del tamaño máximo del agregado.* Estimación del agua de mezclado.* Estimación del contenido de aire.* Estimación de la relación agua/cemento.* Cálculo del contenido de cemento.* Estimación del contenido del agregado grueso.* Estimación del contenido del agregado fino.* Correcciones o ajustes por el contenido de humedad del agregado.* Ajustes en la mezcla de prueba.

TABLA 4.1 : ASENTAMIENTOS RECOMENDABLES PARADIVERSOS TIPOS DE CONSTRUCCION

TABLA 4.2 :REQUERIMIENTOS APROXIMADOS DE AGUA DEAMASADO PARA DIFERENTES ASENTAMIENTOS, TAMAÑO

MAXIMO DE AGREGADO Y CONTENIDO DE AIRE

TABLA 4.3 : CORRESPONDENCIA ENTRE LA RELACION AGUA/CEMENTO Y LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DEL

CONCRETO

TABLA 4.4 :RELACIONES AGUA/CEMENTO MAXIMOSPERMISIBLES PARA CONCRETO EXPUESTO A CONDICIONES

SEVERAS

TABLA 4.5 :VOLUMEN DE AGREGADO GRUESO COMPACTADOEN SECO POR METRO CUBICO DE CONCRETO

5. SELECCIÓN DE MATERIALES

5.1 CEMENTO

5.1.1 Cemento Portland Normal

Tener en cuenta la composición química, el tipo de cemento y lasinfluencias que éstas características pueden tener sobre laspropiedades del concreto.

5.1.2 Cementos Combinados

Tener en cuenta las características de la puzolana, ceniza o escoriaempleada; fineza y tiempo de fraguado del concreto y las influenciasque estos pueden tener sobre las propiedades del concreto.En base a las variaciones en las proporciones en que intervienen loscomponentes, los tipos de Cemento que se fabrican en nuestro país son :

5.2 AGREGADO

Para seleccionar un adecuado material granular, hay que tener encuenta su perfil, textura superficial, granulometría, tamaño máximo,modulo de fineza, superficie específica, dureza, mineralogía,limpieza, etc.

5.2.1 Tamaño de la Muestra

En función al tamaño máximo el agregado deberá tener los siguientestamaños:

ASENTAMIENTO (pulg) TIPOS DE CONSTRUCCION MÍNIMO MAXIMO

Muros y zapatas de cimentación de concreto reforzado 1 3 Zapatas simples, cajones y muros de la subestructura 1 3 Vigas y muros de concreto reforzado 1 4 Columnas 2 4 Pavimentos y losas 1 3 Concreto masivo 1 2

AGUA EN Kg/m3 DE CONCRETO PARA LOS TAMAÑOS MAXIMOS DE AGREGADO (pulg)

ASENTAMIENTO (pulg)

3/8 1/2 3/4 1 1 1/2 2 3 6

CONCRETO SIN AIRE INCORPORADO 1 – 2 207 199 190 179 166 154 130 113 3 – 4 228 216 205 193 181 169 145 124 6 – 7 243 228 216 202 190 178 160 ---

% de aire atrapado 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0.3 0.2 CONCRETO CON AIRE INCORPORADO

1 – 2 181 175 168 160 150 142 122 107 3 – 4 202 193 184 175 165 157 133 119 6 – 7 216 205 197 184 174 166 154 -- % DE AIRE INCORPORADO RECOMENDADO EN FUNCION

DEL GRADO DE EXPOSICION NORMAL 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 MODERADA 6.0 5.5 5.0 4.5 4.5 4.0 3.5 3.0 SEVERA 7.5 7.0 6.0 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0

RELACION AGUA/CEMENTO EN PESO F’c A LOS 28 DIAS (Kg/cm2) CONCRETO SIN AIRE

INCORPORADO CONCRETO CON

AIRE INCORPORADO 450 0.38 --- 400 0.42 --- 350 0.47 0.39 300 0.54 0.45 250 0.61 0.52 200 0.69 0.60 150 0.80 0.70

TIPO DE ESTRUCTURA ESTRUCTURA CONTINUA O FRECUENTEMENTE HUMEDA, EXPUESTA A CONGELACION

Y DESHIELO

ESTRUCTURA EXPUESTA AL AGUA DE

MAR O A SULFATOS

Secciones delgadas (rieles, bordillos, durmientes, obras ornamentales) y secciones con menos de 0.03 m de recubrimiento sobre el acero.

0.45 0.40

Todas las demás estructuras 0.50 0.45

VOLUMEN DE AGREGADO GRUESO, SECO Y COMPACTADO CON VARILLA PARA DIVERSOS MODULOS DE FINEZA DE LA ARENA

TAMAÑO MAXIMO DEL AGREGADO

(pulg) 2.40 2.60 2.80 3.00 3/8 0.50 0.48 0.46 0.44 ½ 0.59 0.57 0.55 0.53 ¾ 0.66 0.64 0.62 0.60 1 0.71 0.69 0.67 0.65

1 ½ 0.75 0.73 0.71 0.69 2 0.78 0.76 0.74 0.72 3 0.82 0.79 0.78 0.76 6 0.87 0.85 0.83 0.81

TIPO I De uso general, donde no se requieran propiedades especiales. TIPO II De moderada resistencia a los sulfatos y moderado calor de hidratación.

Para emplearse en estructuras con ambientes agresivos y/o vaciados masivos.

TIPO V Alta resistencia a los sulfatos. Para ambientes muy agresivos. TIPO IP Cemento al que se le ha añadido puzolana en un porcentaje que oscila

entre el 15% y 20% del peso total. TIPO IPM Cemento al que se le ha añadido puzolana en un porcentaje menor de 15%

del peso total.

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CUADRO 5.2 : TAMAÑO DE LA MUESTRA

5.2.2 Análisis Granulométrico

Es la representación numérica de la distribución volumétrica de laspartículas por tamaños.La serie de tamices estándar ASTM para concreto es :

CUADRO 5.3 : TAMICES ASTM

La cantidad mínima de Agregado Fino Seco es:

Si al menos el 95% pasa la malla N° 8 (2.36 mm) 100 gr.Si al menos el 85% pasa la malla Nº 4 (4.75 mm)y más del 5% queda retenido en la Nº 8 500 gr.

CUADRO 5.4 : ASTM C-136 : PESOS MINIMOS DE AGREGADOGRUESO

CUADRO 5.5 : PRECISION DEL ANALISIS GRANULOMETRICOASTM C-33

5.2.3 Módulo de Fineza

El modulo de fineza es la suma de los porcentajes retenidosacumulados en la serie estándar hasta la malla Nº 100 y este resultadose divide entre 100; es un criterio que se aplica al agregado enconjunto y no sólo a la arena. Matemáticamente se demuestra que elmódulo de fineza de una mezcla de agregados es igual a la suma delos productos de los módulos de fineza individuales por la proporciónen que intervienen en la mezcla.

MF(A+B+C)=MF(A)*Na +MF(B)*Nb+MF(C)* Nc (5.1)MF(A+B+C): Modulo de fineza de la mezcla de los agregados A, B y CMF(A), MF(B), MF(C): Modulo de fineza del agregado A, B y Crespectivamente.Na, Nb, Nc: Porcentaje en que interviene el agregado A, B y C en lamezcla respectivamente.

Na + Nb + Nc = 1 (5.2)

5.2.4 Ensayos Físicos Adicionales

* Abrasión o desgaste en la máquina de los Angeles (ASTM C-535 y C-131).

* Intemperismo o desgaste a 5 ciclos expuesto a sulfato de sodio osulfato de magnesio ASTM C-88.

* Impurezas orgánicas en arena ASTM C-40.* Lentes de arcilla o partículas desmenuzables ASTM C-142.* Partículas ligeras ASTM C-123.* Material menor que la malla Nº 200 por lavado ASTM C-117.

5.2.5 Requisitos Químicos de los Agregados

En cuanto a ésto, lo básico es evitar contaminaciones de manerasimilar al del agua, siendo el más característico el de la contaminacióncon cloruros y sulfatos.

5.3 AGUA

En la preparación y curado del concreto, el agua a emplearse depreferencia debe ser potable.En caso de utilizar aguas naturales no potables, estos deberan estarlimpias y libres de cantidades perjudiciales de aceites, ácidos, álcalis,sales, materia orgánica u otras sustancias que puedan ser dañinas alconcreto, acero de refuerzo o elementos embebidos.La calidad del agua, analizados en laboratorio debe cumplir con losiguiente:

En caso que elementos de aluminio y/o fierro galvanizado estenembebidos en el concreto, el contenido de cloruros indicados en elcuadro anterior debera disminuir a 50 ppm.El contenido de ión cloruro presente en el agua no excederá a lossiguientes valores (expresado como porcentaje en peso del cemento):

TAMAÑO MAXIMO NOMINAL TAMAÑO MINIMO DE LA MUESTRA (Kg)

AGREGADO FINO Nº 8 10 Nº 4 10

AGREGADO GRUESO 3/8” 10 ½” 15 ¾” 25 1” 50

1 ½” 75 2” 100

2 ½” 125 3” 150

DENOMINACION DEL TAMIZ

ABERTURAS EN PULGADAS

ABERTURA EN MILIMETROS

3” 1 ½” ¾”

3/8” Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50

Nº 100 Nº 200

3.0000 1.5000 0.7500 0.3750 0.1870 0.0937 0.0469 0.0234 0.0117 0.0059 0.0029

75.0000 37.5000 19.0000 9.5000 4.7500 2.3600 1.1800 0.5900 0.2950 0.1475 0.0737

TAMAÑO MAXIMO NOMINAL PESO MINIMO (Kg) 3”

2 ½” 2”

1 ½” 1” ¾” ½”

3/8”

60 35 20 15 10 5 2 1

% DE PARTICULAS ENTRE MALLAS CONSECUTIVAS

DESVIACION ESTANDAR

(1S) (%)

MAXIMA DIFERENCIA ACEPTABLE ENTRE DOS RESULTADOS

(D2S) (%)

COEF. DE VARIACION

(1S%) (%)

COEF. DE VARIACION

MAXIMO D2S% (%)

0 a 3 ---- ---- 30 85 3 a 10 1.40 4.0

10 a 20 0.95 2.7

AGREGADO GRUESO (UN

MISMO OPERADOR)

20 a 50 1.38 3.9 0 a 3 0.14 0.4 3 a 10 0.43 1.2

10 a 20 0.60 1.7 20 a 30 0.64 1.8 30 a 40 0.71 2.0

AGREGADO FINO (UN MISMO

OPERADOR)

40 a 50 ---- ----

SUSTANCIAS MAXIMO Cloruros Sulfatos

Sales de Magnesio Sales Solubles Totales

pH Sólidos en Suspensión

Materia Orgánica

1000 ppm 600 ppm 150 ppm 1500 ppm

5.5 – 8 5000 ppm

3 ppm

Concreto pre-esforzado 0.06%Concreto armado con elementos de aluminio o de fierrogalvanizado embebidos

0.06%

Concreto armado expuesto a la acción de cloruros 0.10%Concreto armado no protegido que puede estarsometido a un ambiente húmedo pero no expuesto acloruros

0.15%

Concreto armado que deberá estar seco o protegido dela humedad durante su vida por medio de recubrimientoimpermeable

0.80%

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201ESTRUCTURAS Y MATERIALESEM-44

5.4 ADITIVOS

Se denomina aditivo a las sustancias que se añaden a los componentesdel concreto con el propósito de modificar alguna de sus propiedades.Los aditivos son utilizados para mejorar una o varias de las siguientescaracterísticas del concreto:

* Aumentar la trabajabilidad, sin modificar el contenido de agua.* Acelerar el desarrollo de la resistencia a temprana edad.* Modificar el tiempo de fragua inicial.* Modificar la velocidad de producción de calor de hidratación.* Reducir la exudación.* Reducir la permeabilidad.* Disminuir la segregación.* Reducir la contracción.* Mejorar la adherencia del concreto al acero de refuerzo.

Para casos como el que estamos tratando en esta oportunidad, esnecesario el empleo de:

* INCORPORADORES DE AIRE, que producen la formaciónde pequeñas búrbujas, en reducida cantidad y uniformementerepartidas en el concreto, mejorando la trabajabilidad ydurabilidad frente a la acción destructiva del congelamiento ydeshielo con eventual reducción de las resistencias mecánicas.

* Anticongelantes y antiheladisos, que mejoran la resistencia delconcreto en climas fríos.

6. CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETO

La calidad del concreto radica en :

* La calidad y proporción de los materiales que intervienen en lamezcla.

* Un cuidadoso proceso de puesta en obra y acabado del concreto.* La realización de ensayos en todas las etapas de selección de

materiales, dosificación de la mezcla y colocación del concreto;estos datos recopilados en cuadros estadísticos para luegointerpretar los resultados.

6.1 CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETO FRESCO

El control de calidad del concreto fresco depende básicamente delprocedimiento, tiempo, tamaño y de la porción representativa de lamuestra; para que el concreto fresco cumpla con las propiedades de:fluidez, docilidad, trabajabilidad, homogeneidad y compasidad,tratados en el ítem 3.1

6.2 CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETOENDURECIDO

Como sabemos en el concreto endurecido se pueden realizar ensayosdel tipo destructivo y no destructivo, en esta oportunidad trataremosdel ENSAYO DE COMPRESION SIMPLE que es el más empleadoen nuestro país de manera rutinaria.

El resultado de este ensayo dependerá del moldeo, curado de probetasy de la continuidad de aplicación de la carga.Para climas severos y variados que oscilan entre menos de 20°Cdurante el día a menos de -5°C durante la noche:

* El moldeo se puede realizar de acuerdo a las normas ASTM C-31.* El curado de la probeta, se debe hacer en forma similar a las

condiciones de protección que recibe la estructura.* El ensayo de compresión simple realizar de acuerdo a las normas

ASTM C-39.

7. CONCRETO EN OBRA EN CLIMAS FRIOS

7.1 REQUISITOS GENERALES

Se considera como clima frio a aquel en que, en cualquier época delaño la temperatura ambiente es menor de 5°C.

Durante la colocación se deben tomar las siguientes precauciones:

a) El concreto deberá prepararse con aire incorporado.b) Es necesario tener en obra un equipo adecuado para calentar el

agua y/o el agregado, así como para proteger el concreto cuandola temperatura ambiente esté por debajo de 5°C.

c) Para concretos de alta resistencia, el tiempo de protección noserá menor de 4 días.

d) Todos los materiales que componen el concreto, así como el acerode refuerzo, material de relleno, y suelo con el cual el concretoha de estar en contacto, deberan estar libres de nieve, granizo ohielo.

e) Los materiales congelados, así como aquellos que tienen hielo,no deben ser empleados.

f) La temperatura de los materiales al ingresar y del concreto alsalir de la mezcladora, no deben ser mayores a los valores de laTabla 7.1.

TABLA 7.1 :TEMPERATURAS MAXIMAS PARA EL CONCRETO YMATERIALES EN CLIMAS FRIOS

g) La temperatura del concreto, al momento de ser colocado, deberáestar dentro de los siguientes límites:

TABLA 7.2 :COLOCACION DEL CONCRETO EN CLIMAS FRIOS

Si el agua o el agregado son calentados, el agua deberá ser combinadacon el agregado en la mezcladora antes de añadir el cemento.Cuando la temperatura del medio ambiente es menor de 5°C; latemperatura del concreto ya colocado debe mantenerse sobre 10°Cdurante el período de curado.

Se debe tomar todas las precauciones para mantener el concretodentro de la temperatura requerida sin que se produzca daños debidosa la concentración del calor. No se debe utilizar dispositivos decombustión durante las 24 horas, a menos que se tomen lasprecauciones para evitar que el concreto esté expuesto a gases quecontengan bióxido de carbono.

8. EVALUACION DE RESULTADOS DE PRUEBASDE CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETO

Para garantizar que el resultado final satisfaga los requerimientosesperados es necesario evaluar los resultados de las pruebas de controlde producción, colocación y acabado del concreto utilizandoconceptos estadísticos básicos.El caso que nos toca tratar en este trabajo es, los resultados de losensayos de resistencia a la compresión simple de obras de arteejecutadas en la pavimentación de la Carretera Ilo - Desaguadero -Tramo IV.

TEMPERATURA MAXIMA ACEPTADA (°C) TIPO DE CEMENTO AGUA AGREGADOS CONCRETO

Normal Portland o puzolánico 80 50 40 Alta resistencia 60 40 35

TEMPERATURA MINIMA DEL CONCRETO (°C) TEMPERATURA AMBIENTE (°C) SECCIONES CUYA MENOR

DIMENSION ES MENOR DE 0.30 m. SECCIONES CUYA MENOR

DIMENSION ES MAYOR DE 0.30 m.

Menor que –18 21 16 -18 a –1 18 13 -1 a 5 16 10

Page 6: 10. Concreto en La Sierra 3600 Msnm

XII CONIC - Instituto de la Construcción y Gerencia , Telefax 225-9066 , www.construccion.org.pe, [email protected] CIP'99202

8.1 ESTRUCTURA : MURO LATERAL, ALEROS Y LOSADEL PONTON, HUAHUACHAQUI. KM. 190+505

Clase de concreto: f’c = 210 Kg/cm²Slump = 3"

8.2 ESTRUCTURA : ZAPATA DERECHA, 5° Y 6° NIVELDEL PONTON HUMAJALSO. Km. 191+386

Clase de Concreto : f’c = 140 Kg/cm²Slump : 2.5" - 3"

8.3 PARAMETROS DE EVALUACION Y ACEPTACION

Resistencia Especificada : f’cResistencia Promedio : f’crResistencias Características del estudio : f’

c1 = f’

cr-1.34σ

f’c2

= f’cr-2.33σ + 35

Resistencias Promedio en Producción : f’cr

= f’c +1.34σ

f’cr

= f’c + 2.33σ - 35

(1) Comparar el f’cr con f’c.(2) Evaluar la resistencia característica.(3) Analizar f’cr y ver si es necesario la corrección de la dosificación.(4) De los gráficos de: control de ensayos y control de pruebasSe puede observar el margen de seguridad.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

* Previo al inicio de los trabajos, se debe obtener la informaciónhistórica de: temperaturas ambientales, velocidad de vientos yprecipitaciones de lluvia, nieve y granizo.

* El problema del concreto en condiciones severas, tiene dosfactores.

- Efecto de la temperatura en la trabajabilidad de la mezcla.- Velocidad de la reacción química de hidratación del cemento.

* La calidad del concreto depende de la calidad de los materiales,dosificación, proceso de producción y preparación técnica eintegral del personal profesional y técnico que intervienen enlas diversas etapas de la obra.

* El curado de las probetas deben hacerse in situ, creando lascondiciones necesarias y similares al curado de la estructura paraobtener resultados representativos.

* Para la evaluación de los resultados utilizando conceptosestadísticos es necesario contar con el apoyo de las entidadesque participan en las obras para tener una mayor cantidad deelementos de prueba.

BIBLIOGRAFIA

1. ASOCIACION DE PRODUCTORES DE CEMENTOASOCEM - “Boletines Técnicos”, Lima - Perú. 1989.

2. GONZALES DE LA COTERA S. Requerimientos del Cementoen los Reglamentos de Construcción. ASOCEM, 1996.

3. RIVVA LOPEZ, ENRIQUE. Recomendaciones para el procesode puesta en obra de estructuras de concreto. Lima - Perú. 1988.

4. ROMERO UMLAUFF, Alfredo. Concretos en condicionesextremas de temperatura. I Congreso Nacional de IngenieríaEstructural y Construcción. ACI - CAPITULO PERUANO. Lima- Perú. 1998.

CURADO : ASTM C-31 CURADO : IN SITU FECHA DE VACIADO

EDAD DIAS PROBETAS f’c PROBETAS f’c

06-02-98 06-02-98 06-02-98 03-03-98 03-03-98 03-03-98 03-03-98

7 7 7 7 7 7 7

904 905 906

1174 1175 1176 1177

149 154 184 256 200 208 271

913 914 915

1162 1163 1164 1165

140 114 121 121 217 164 110

06-02-98 06-02-98 06-02-98 03-03-98 03-03-98 03-03-98 03-03-98

14 14 14 14 14 14 14

907 908 909

1178 1179 1180 1181

218 231 240 240 221 219 224

916 917 918

1166 1167 1168 1169

167 170 173 238 238 202 194

03-03-98 03-03-98 03-03-98 03-03-98

28 28 28 28

1182 1183 1184 1185

276 286 1184 1185

1170 1171 1172 1173

227 182 230 233

CURADO : ASTM C-31 CURADO : IN SITU FECHA DE VACIADO

EDAD DIAS PROBETAS f’c PROBETAS f’c

17-03-98 17-03-98 17-03-98 23-03-98 23-03-98 23-03-98

7 7 7 7 7 7

1344 1345 1346 1383 1384 1385

102 97

148 130 140 143

1335 1336 1337 1374 1375 1376

126 72 127 116 124 113

17-03-98 17-03-98 17-03-98

14 14 14

1347 1348 1349

113 107 126

1338 1339 1340

138 94 112