“anÁlisis y diseÑo estructural, como marco...

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

UNIDAD ZACATENCO

“ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL, COMO MARCO REFERENCIAL PARA EL DESARROLLO DE UN SISTEMA DE CALIDAD EN LA CONSTRUCCIÓN Y SUPERVISIÓN DE EDIFICACIONES CON ESTRUCTURA DE CONCRETO

REFORZADO”

TESIS

PARA OBTENER EL TITULO DE:

INGENIERO CIVIL

PRESENTAN:

YOLANDA LUNA DIAZ ORDAZ ALFONSO RODRIGUEZ SANDOVAL

ASESOR:

ING. LUIS FERNANDO CASTRO PAREDES

MÉXICO, D.F. 2009

Agradecimientos: A Dios: Por darme la fuerza y capacidad de realizar una de tantas actividades que me dan satisfacción. A mi mamá: Por su apoyo incondicional y su gran ejemplo de lucha, trabajo y dedicación en la vida… que me impulsaron a culminar una de las fases más importantes en mi superación personal. Te amo mamá! A mi papá: Por su gran cariño y ejemplo, de esfuerzo invaluable y constante que realiza cada día para salir adelante…y que ha fomentado en mi. Te amo papá! A mis hermanas y sobrina: Por su cariño, enseñanza, apoyo y comprensión en todas las etapas compartidas…las amo! A Alfonso Rodríguez Sandoval: Por su apoyo, confianza y amor, pero sobretodo por su enseñanza de vida: dar el justo valor a cada cosa…gracias por existir…Te amo!!

Gracias…

Yolanda Luna Díaz Ordaz

Agradecimientos:

A Dios: Por haberme puesto varias pruebas para indicarme que esta era mi vocación.

A mi papá: Por haberme despertado desde pequeño lo esencial en esta carrera “El ingenio”. Gracias por haberme hecho una persona de trabajo.

A mi mamá: Por haberme apuntalado con sus consejos y regaños. Gracias por desvelos en mi periodo de la carrera; finalmente… rindieron frutos.

A mi hermana, sobrino y tías: Por siempre estar al pendiente de mí, en sus oraciones.

A Yolanda Luna Díaz Ordaz:

Gracias colega por tu paciencia y amor durante la carrera y lograr la culminación de la misma con este trabajo conjunto.

A mis amigos y enemigos: Por toda la fuerza que en mi generaron.

Gracias…

Alfonso Rodríguez Sandoval

Índice

Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura

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INDICE GENERAL

INTRODUCCIÓN........................................................................................ 5 Justificación del proyecto…………………………………………………… 6 Objetivo de la tesis....................................................................................7

I. ANTECEDENTES DE LA UTILIZACIÓN DEL CONCRETO REFORZADO 1.1. Concreto…………………………………………………………………… 8 1.2. Acero................................................................................................... 12

II. TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES 2.1. Introducción……………………………………………………………….16 2.2. Concreto…………………………………………………………………... 16

a) Componentes………………………………………………………….. 16 Origen de los agregados Arena Grava Cemento Agua

b) Proceso………………………………………………………………….. 29 Mezclado del concreto Acarreo Tipos de transporte Relación agua-cemento Proporcionamiento Colado Compactación Vibrado Curado Propiedades Pruebas del concreto:

c) ADITIVOS…………………………………………………………………………... 53

2.3. Cimbra…………………………………………………………………….. 55 Definición Requisitos de la cimbra

Índice


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Tipos de cimbra Diseño de la cimbra Montaje Apuntalamiento Colado Descimbrado Limpieza Almacenamiento Aditivos desmoldantes Topes y juntas Supervisión e inspección 2.4. Acero……………………………………………………………………… 73 Definición Componentes del acero Clasificación Propiedades Acero de refuerzo Tipos de refuerzo Prueba de tensión Requisitos complementarios del refuerzo:

a) Recubrimiento b) Anclaje c) Doblez d) Ganchos e) Soportes y estribos f) Bastones g) Traslapes

Almacenamiento del acero Limpieza del acero

III. NORMATIVIDAD 3.1. Normas de calidad NOM……………………………………………….. 91 3.2. Normas Técnicas Complementarias………………………………… 94

IV. PROBLEMÁTICA ESTRUCTURAL EN LAS EDIFICACIONES CON ESTRUCTURA DE CONCRETO REFORZADO, SI LOS PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS NO SE VINCULAN A LA NORMATIVIDAD ESTABLECIDA

Índice


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4.1. Excavación……………………………………………………………….. 125 Someras Profundas Análisis y diseño de excavaciones Taludes Secuencia de excavación Tipos de suelo Protección de colindancias Control de aguas freáticas Ejecución Apuntalamiento 4.2. Plantilla de concreto……………………………………………………. 138 4.3. Cimentación……………………………………………………………… 138 Cimentaciones superficiales

a) Zapatas aisladas. b) Zapatas corridas. c) Losas de cimentación.

Cimentaciones combinadas o compensadas.

a) El cajón de concreto. b) Cascarones de concreto. c) Losas continuas.

Cimentaciones profundas.

a) Pilas. b) Pilotes.

Proceso constructivo Concreto en cimentaciones Cimbra 4.4. Trabes………………………………………………………………………..147 Definición Cimbra Acero Concreto 4.5. Columnas…………………………………………………………………. 149 Definición Cimbra Acero Concreto

Índice


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4.6. Losas………………………………………………………………………. 153 Definición Cimbra Acero Concreto

V. CAPACITACIÓN Y ACTUALIZACIÓN PARA CONSTRUCTORES Y/O SUPERVISOR DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO

5.1. Organización del personal técnico de la obra ……………………... 158 Organización Bitácora de obra 5.2. Características del personal encargado de la construcción y/o

supervisión de la estructura…………………………………………... 162 Órganos de la ejecución de obra Necesidad de supervisión Organización de la supervisión Requisitos del supervisor técnico Alcance de la supervisión Labores del supervisor Controles Control de la ejecución Procedimiento de control Especificaciones técnicas Programa de aseguramiento de la calidad 5.3. Conocimientos y/o capacitación y actualización……………………170

Importancia de las especificaciones Clasificación por objetivos

VI. CONCLUSIONES………………………………………………………………172 BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………… 173

Introducción


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INTRODUCCIÓN

Desde que el ser humano superó el estado nómada y se decidió por una existencia sedentaria; surgió la inevitable necesidad de construir fisonomías y estructuras que le protegieran de las inclemencias y peligros propios del medio ambiente.

En las primeras civilizaciones nos encontramos con la construcción de chozas, a base de materiales frágiles y sin estabilidad, como la paja y la arcilla, que protegían las comunidades de las adversidades del clima y tiempo.

Ilustración 1. Construcción antigua.

Ilustración 2. Poblado de chozas.

El desarrollo de la humanidad, traería consigo una abundante variedad de edificaciones, originadas en diversos motivos: las mezquitas y monasterios del oriente, los templos e iglesias del occidente, las grandes necrópolis egipcias y aztecas de la antigüedad, la muralla china construida tres siglos antes de Cristo, los castillos y recintos fortificados del medioevo, hasta los rascacielos de New York o de Bangkok y también los bohíos y casuchas de los barrios y favelas marginadas de Latinoamérica y África; que aún persisten como signo del subdesarrollo, rememorando las primeras construcciones humanas.

Universidades, puentes, museos, viviendas, cárceles, avenidas, edificios comerciales, acueductos, presas, catedrales, parques, centros de diversión, etc., son testimonio del interés humano por adecuar el ambiente a sus múltiples necesidades y manifestaciones culturales.

El desarrollo de la industria de la construcción de cada pueblo siempre ha sido un indicador del nivel evolutivo que éste ha alcanzado, por lo que las normas jurídicas que regulan la construcción, del mismo modo, se han ido elaborando conforme las sociedades han tenido la necesidad de sujetar a reglas el entorno edificado que les sirve de hábitat.

Justificación


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Justificación del proyecto

El concreto es el material de construcción que más se utiliza en nuestro país, también se considera como un material seguro y resistente. Se usa en todo tipo de construcciones, desde una vivienda hasta conjuntos de edificios y complejos comerciales.

Se piensa en términos generales que las estructuras de concreto son durables y proporcionan una vida útil. Al mismo tiempo la sociedad ha exigido estructuras funcionales, resistentes, durables y fácil colocación.

A través del tiempo se han realizado abundantes obras de ingeniería y arquitectura, donde el dicho material ha desempeñado un papel primordial. A medida que el concreto se convirtió en un material de uso práctico; se ha catalogado como el más importante para la construcción de las superestructuras de gran altura.

Hoy en día no es posible imaginar la industria de la construcción sin el concreto, ni es posible imaginar al concreto sin la tecnología, los equipos, la maquinaria y sus principales componentes.

El país requiere estar a la vanguardia tecnológica y seguir formando ingenieros capaces de influir en la construcción de la infraestructura; para ello es importante conocer sus grandes rectores: la capacitación, la tecnología y productos asociados.

Por ello la labor de este trabajo se centrará en proporcionar una explicación clara y concisa de todos los aspectos que influyen en la utilización del concreto, desde el aspecto estructural hasta la preparación, acabado y el curado del mismo; también mencionaremos el estudio y análisis del Reglamento y Normas de la construcción vigentes; así como sus aplicaciones.

Objetivo de la tesis


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Objetivo de la tesis

La intención de dicha investigación es que los temas abordados sirvan como auxiliares en la supervisión en obras de concreto, para desarrollar una mejor comprensión de los términos sumamente técnicos, a través de definiciones claras acompañadas de ilustraciones simples.

Una comprensión general de estos términos, ayudará a facilitar la comunicación en la industria de la construcción, y facilitará un mejor funcionamiento entre los trabajadores de la construcción a quien va dirigida: constructores, ingenieros, supervisores, arquitectos y toda persona interesada en entender los procesos involucrados, para llevar a cabo una obra de ingeniería.

Se encontrarán en términos simples los principios que rigen la preparación de concreto, y se mostrará cómo el conocimiento de éstos principios y de las propiedades del concreto puede aplicarse a la construcción de estructuras permanentes; incluyendo los avances de la tecnología del concreto.

Por lo que el objetivo principal, del presente trabajo tiene como finalidad: “Fortalecer los conocimientos sobre las funciones y responsabilidades del supervisor, sobre los buenos procedimientos y técnicas actuales de construcción con concreto, para garantizar el cumplimiento exacto del proyecto estructural, sus especificaciones y los documentos contractuales; con el fin de conocer el comportamiento y la relación del concreto con los aspectos formales y estructurales en el diseño y construcción”.

Asimismo se desarrollan comentarios sobre el empleo del Reglamento y Normas que se aplican en el ámbito de la construcción.

Antecedentes históricos


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I. ANTECEDENTES DE LA UTILIZACIÓN DEL CONCRETO REFORZADO

1.1. CONCRETO

La historia del cemento es la historia misma del hombre en la búsqueda de un espacio para vivir con la mayor comodidad, seguridad y protección posible. Desde que el ser humano superó las eras de las cavernas, ha aplicado a superar y a delimitar su espacio vital, satisfaciendo primero sus necesidades de vivienda y después levantando construcciones con requerimientos específicos; que constituyeron las bases para el progreso de la humanidad.

En tiempos remotos, el pueblo Egipcio utilizaba ladrillos de barro o adobe secados al sol y colocados en forma regular, que se pegaban con una capa de arcilla del río Nilo, con o sin paja, a fin de crear una pared sólida de barro seco. Un mortero (mezcla de arena con materia cementosa) para unir bloques y lozas de piedra al erigir sus asombrosas construcciones.

Ilustración 3. Pirámides de Egipto.

En la isla de Creta, se mezcló cal con arena para hacer mortero. Los

romanos adaptaron y mejoraron esta técnica para lograr construcciones de gran durabilidad (ejemplo: el Coliseo y el Partenón en Roma).

Ilustración 4. Construcciones Romanas.



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Los Griegos fueron los primeros en percatarse de las propiedades cementantes de los depósitos volcánicos, al ser mezclados con caliza y arena, lo que actualmente conocemos como puzolanas (latín: Puteoli, un pueblo cercano a la bahía de Nápoles); mortero de gran fuerza, capaz de resistir la acción del agua, dulce o salada.

En los siglos IX al XI se perdió el arte de calcinar para obtener cal y los morteros usados eran de mala calidad. Para los siglos XII al XIV, revive el arte de preparar mortero con las técnicas usadas por los romanos y para el siglo XVIII se reconoce el valor de la arcilla sobre las propiedades hidráulicas de la cal.

En 1756 John Smeaton (ingeniero inglés), encontró que al combinar la cal viva con otros materiales creaba un material extremadamente duro que se podría utilizar para unir otros materiales. Utilizando este conocimiento se construye la primera estructura de concreto (proporciones para el cemento).

Para 1796 James Parker casó una patente para cemento hidráulico natural (cemento de Parker o cemento romano). En 1816 se construye el primer puente de concreto en Souillac, Francia. Se asoció un entrampado de barras de hierro con concreto en ambas caras; que se aplicó en una iglesia de Courbevoie, Francia en 1820.

Joseph Aspdin obtuvo la primera patente británica en 1824 para producir Cemento Pórtland, por medio de un proceso de pasta (método húmedo) y más tarde se utiliza el primer concreto moderno producido en América en la construcción del canal de Erie. El volumen de concreto usado en su construcción le adjudicó ser el proyecto de concreto más grande de sus días. Este período se caracterizó por la aplicación de tres materiales; el acero, el cristal y el concreto, que permitirían la industrialización de la producción, la prefabricación, el rápido montaje y la pronta recuperación del capital, todo esto en busca de una prosperidad económica a través del libre mercado, en el que la competencia se convertiría en la fuerza motriz del progreso.

En 1845 Isaac Jonson obtiene el prototipo del cemento moderno quemado a gran temperatura: una mezcla de caliza y arcilla que dio origen al llamado “clinker”.

En Londres, 1851: nace el primer evento de carácter mundial acerca de la construcción. Para conmemorar este evento, se construye un edificio para albergar a todas las naciones, hecho encomendado a Joseph Pastón quien haciendo uso de acero recubierto con cristal, creó el Palacio de Cristal. Es durante la construcción del Palacio Industrial, fundado en los Campos Elíseos en Francia, cuando se pensó en que se realizarían las primeras investigaciones y los primeros productos de la técnica del concreto armado, planteando la integración de las artes y las técnicas.



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Ilustración 5. Fachada del Palacio de Cristal.

Ilustración 6. Palacio de Cristal

En 1861, el francés Coignet construyó un solar con el principio de entrampado de acero y cimbrado para recibir el concreto, posteriormente se crearon las primeras losas con refuerzo metálico embebido en el concreto. El jardinero Monier, construyó un depósito de agua de 200 m3, y sus procedimientos fueron aplicados en la construcción de bóvedas armadas, y después en vigas rectas. Más tarde el ingeniero Mazas aplicó por primera vez el cálculo de los elementos de concreto, fundamentando las bases de las resistencias de materiales.

En 1890 se introdujo el yeso como retardante del fraguado y se utilizaron altas temperaturas, para obtener silicatos con alto contenido de óxido de calcio; y para 1900, se estandarizan las pruebas básicas del concreto.



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Para 1901 Arthur Henry Symons diseñó una abrazadera de columna que se utilizaría como encofrado de concreto, que se caracterizaba por ser ajustable y mantener las formas cuadradas.

Se comenzó a introducir las innovaciones del concreto armado a la arquitectura y la ingeniería; a partir de este momento, se alcanza un gran desarrollo en las técnicas, métodos constructivos y cálculos. Con este crecimiento tecnológico, nacen industrias relacionadas o derivadas del cemento. Para controlar mejor su uso y para su empleo más eficiente, se crean industrias del concreto premezclado, de la prefabricación, del preesfuerzo, tubos, bloques, entre otras.

Se fundó la Institución Británica de Estándares en 1904, y se publica la primera especificación del Cemento Pórtland por la American Society for Testing Materials (ASTM). Que dieron comienzo a las investigaciones sobre las propiedades del cemento, con una base científica y sistemática.

Más tarde, Frank Lloyd utiliza el concreto en vigas ocultas de ayuda, losas, paredes y techos; también se construye El Canal de Panamá que ofrece tres pares de exclusas de concreto.

En 1960, se patenta el Cemento Sulfoaluminoso (Klein) e inaugurándose la Casa de Opera en Sydney en 1973, aparecen los desbloqueadores líquidos, compuestos para curar, selladores de acrílico y endurecedores, gracias a la línea química de productos de concreto de Symons.

Ilustración 7. Casa de Opera.

Para 1985, cenizas volantes son introducidas como aditivo puzolánico, y el

sistema de formación de concreto se introduce en 1987.

La aparición del cemento ha sido un factor determinante para que el mundo adquiera fisonomía diferente. Edificios, calles, avenidas, carreteras, presas, canales, fábricas, talleres y casas, dentro del más alto rango de tamaño y variedades, nos dan un mundo nuevo de comodidad, de protección y belleza, donde realizar nuestros más ansiados anhelos, un nuevo mundo para trabajar, para crecer, para progresar, para vivir.



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1.2. ACERO

No se conoce con exactitud la fecha en que se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para producir un metal susceptible para ser utilizado.

Los primeros utensilios de hierro descubiertos por los arqueólogos en Egipto, datan del año 3.000 a.C., y se sabe que antes de esa época se empleaban adornos de hierro. Los griegos ya conocían hacia el 1.000 a.C. la técnica, de cierta complejidad, para endurecer armas de hierro mediante tratamiento térmico.

Las aleaciones producidas por los primeros artesanos del hierro (y, de

hecho, todas las aleaciones de hierro fabricadas hasta el siglo XIV d.C.) se clasificarían en la actualidad como hierro forjado. Para producir esas aleaciones se calentaba una masa de mineral de hierro y carbón vegetal en un horno o forja con tiro forzado. Ese tratamiento reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro metálico, llena de una escoria formada por impurezas metálicas y cenizas de carbón vegetal; esta esponja de hierro, se retiraba mientras permanecía incandescente y se golpeaba con pesados martillos para expulsar la escoria, soldar y consolidar el hierro.

Ilustración 8. Fundición del acero.

El hierro producido en esas condiciones solía contener un 3% de partículas

de escoria y un 0.1% de otras impurezas. En ocasiones esta técnica de fabricación producía accidentalmente auténtico acero en lugar de hierro forjado. Los artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero calentando hierro forjado y carbón vegetal en recipientes de arcilla durante varios días, con lo que el hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero auténtico.



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Ilustración 9. Fundición de metal.

Después del siglo XIV, se aumentó el tamaño de los hornos utilizados para

la fundición y se incrementó el tiro para forzar el paso de los gases de combustión por la carga o mezcla de materias primas. En estos hornos de mayor tamaño, el mineral de hierro de la parte superior del horno se reducía a hierro metálico y a continuación absorbía más carbono como resultado de los gases que lo atravesaban.

El producto de estos hornos era el llamado arrabio, una aleación que funde

a una temperatura menor que el acero o el hierro forjado. El arrabio se refinaba después para fabricar acero.

La producción moderna de acero se emplea en altos hornos, que son

modelos perfeccionados de los usados antiguamente. El proceso de refinado del arrabio mediante chorros de aire, se debe al inventor británico Henry Bessemer, que en 1855 desarrolló el horno o convertidor que lleva su nombre.

Figura 1. Transformación del mineral de hierro en arrabio.



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Desde la década de 1960 funcionan varios minihornos que emplean electricidad para producir acero a partir de chatarra. Sin embargo, las grandes instalaciones de altos hornos continúan siendo esenciales para producir acero a partir de mineral de hierro.

Figura 2. Alto horno.

LOS PRIMEROS ACEREROS

Como el hierro se corroe fácilmente, no se conservan piezas muy antiguas, que sirvan de pista para localizar a los primeros fundidores de hierro que supieron explotar lo primeros minerales ferrosos. Los minerales ferrosos son mucho más abundantes en la tierra que el hierro meteórico, sin embargo las técnicas para aprovecharlos son mucho más complicadas.

Para aprovechar el hierro meteórico solamente hay que conformarlo a base de martillazos, inclusive en algunos casos no hay necesidad de calentarlo. Los minerales ferrosos, por el contrario, son una mezcla de óxidos de hierro y una cantidad variable de otros compuestos, donde la separación del hierro no es nada fácil. Es probable que de manera accidental, los antiguos hayan descubierto pequeños trozos de hierro en residuos de fogatas, donde se quemó leña en abundancia en contacto con rocas de alto contenido férrico. Esto es concebible porque el hierro ocupa el cuarto lugar en abundancia en la corteza terrestre después del oxígeno, el silicio y el aluminio.

Hasta aquí los antiguos tenían hierro, no acero. Hay indicios de que alrededor del año 1200 a.C. ya se sabía cómo convertir la superficie del hierro forjado en acero.

Entre los antiguos, el hierro era considerado de origen celeste, sideral. Algunos pensaban que el cielo era una bóveda de donde se desprendían los meteoritos. Los herreros eran señores del fuego, brujos, chamanes, capaces de lograr una transmutación que hacía aparecer el material de los cielos en la tierra.



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El proceso de "aceración" del hierro, se dice, surgió por la necesidad de

contar con un material tan fuerte como el bronce. El efecto del carbono en el endurecimiento del acero, se compara con el efecto del estaño en el cobre. Para tener una ventaja notoria sobre el bronce, los herreros tuvieron que ingeniárselas para introducir un 0.4% de carbono en el hierro. Los herreros antiguos empacaban a los objetos de hierro en polvo de carbón de leña y los metían en un horno para que el carbono se difundiera en el hierro. A temperaturas tan altas como 950°C, toma nueve horas formar una corteza de acero (con 0.5% de carbono) de 1.5 mm. de grueso alrededor de la pieza de hierro. Este proceso, con algunas variantes, todavía se emplea en la actualidad y se conoce como cementación.

Al emerger la civilización de la oscuridad de la Edad Media, todavía la cementación era el método más generalizado para convertir la superficie del hierro forjado en acero.

Tecnología de los materiales


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II. TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES

2.1. INTRODUCCION

En muchas ocasiones se recurre al concreto como un material de construcción seguro y resistente. El concreto es básicamente una mezcla de dos componentes, agregado y pasta para formar una masa que al fraguar y endurecer adquiere una consistencia similar a la de las mejores piedras naturales. 2.2. CONCRETO

a) COMPONENTES

Cuando el cemento se combina con agua para formar una pasta de aspecto similar a una roca, esta mezcla se combina con los agregados arena y grava, para que actúe como adhesivo al unir las partículas de agregado para formar así a lo que llamamos concreto; el material de construcción más versátil. Así que se consideran los principales componentes del concreto: a los agregados (arena que es agregado fino y grava-agregado grueso), agua y cemento.

Ilustración 10. Componentes del concreto



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ORIGEN DE LOS AGREGADOS

La definición del origen y la composición de las rocas es un asunto útil y

necesario, porque permite inferir ciertos aspectos relacionados con el comportamiento de las mismas al ser utilizadas como agregados en el concreto.

Por su génesis geológica, las rocas se dividen en ígneas, sedimentarias y metamórficas, las que a su vez se subdividen y clasifican en diversos tipos de acuerdo con sus características textuales y mineralógicas.

Las rocas ígneas, proceden de la solidificación por enfriamiento de la materia fundida (magma), las rocas sedimentarias, como su nombre lo indica, son el resultado del proceso de transporte, depósito y eventual litificación, sobre la corteza terrestre, de los productos de intemperismo y erosión. Las rocas metamórficas se forman como consecuencia de procesos que involucran altas presiones y temperaturas y de fuerzas que se generan en la corteza terrestre.

Ilustración 11. Origen de los tipos de rocas (agregados).

El agregado se refiere a cualquier de los diferentes materiales minerales

inertes, como la grava y la arena, que se añaden a la pasta de cemento para hacer el concreto. Debido a que el agregado representa del 60 al 89% del volumen del concreto, sus propiedades son importantes para la resistencia, el peso y resistencia al fuego del concreto endurecido.

El agregado debe ser duro, dimensionalmente estable, libre de arcilla, limo y

materia orgánica que puede evitar la aglomeración de las partículas por la matriz de cemento.



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ARENA

Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con

tamaños de partícula que pueden llegar hasta 10mm. La arena o árido fino es el material que resulta de la desintegración natural de las rocas o se obtiene de la trituración de las mismas, y cuyo tamaño es inferior a los 5mm. Para su uso se clasifican las arenas por su tamaño. A tal fin se les hace pasar por unos tamices que van reteniendo los granos más gruesos y dejan pasar los más finos.

Ilustración 12. Agregado fino (arena).

Ilustración 13. Tamices para agregado fino.

Arena fina: Sus granos pasan por un tamiz de mallas de 1mm de diámetro y son retenidos por otro de 0.25mm. Arena media: es aquella cuyos granos pasan por un tamiz de 2.5mm de diámetro y son retenidos por otro de 1mm. Arena gruesa: Sus granos pasan por un tamiz de 5mm de diámetro y son retenidos por otro de 2.5mm.

Las arenas de granos gruesos dan, por lo general, morteros más resistentes que las finas, si bien tienen el inconveniente de necesitar mucha pasta de conglomerante para rellenar sus huecos y ser adherentes.

El almacenamiento de éste agregado debe ser uniforme con relación al centro. Puede llevarse a cabo por medio de una chimenea, la cual debe rodear al material que cae del extremo del transportador, para evitar que el viento separe el material. La chimenea deberá tener aberturas de manera que se puedan descargar los materiales a diferentes alturas sobre el montón.



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GRAVA Es el agregado grueso resultante de la desintegración natural y abrasión de rocas o transformación de un conglomerado débilmente cementado. Se consideran como gravas a los fragmentos de roca con un diámetro inferior a 15 mm. Los agregados gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No. 16.

Ilustración 14. Agregado grueso (grava).

Ilustración 15. Tamices para agregado grueso.

Tienen aplicación en mampostería, confección de concreto armado y para pavimentación de líneas de ferrocarriles y carreteras. Además de las rocas que se encuentran ya troceadas en la naturaleza, se pueden obtener gravas a partir de rocas machacadas en las canteras. Como las arenas o áridos finos, las gravas son pequeños fragmentos de rocas, pero de mayor tamaño. Por lo general, se consideran gravas los áridos que quedan retenidos en un tamiz de mallas de 5mm de diámetro. En cuanto a la forma, se prefiere los áridos rodados, esto es, los procedentes de ríos y playas. Los áridos naturales, de forma más o menos redondeada, los cuales son más dóciles y de más fácil colocación que los obtenidos con piedra machacada. Este tipo de agregado deberá almacenarse utilizando una grúa u otro equipo en montones separados, cada uno mayor que la carga de un camión; de manera que permanezca en el lugar donde se coloque y no ruede por los taludes.



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Ilustración 16. Almacenamiento de grava.

Generalmente los montones no deberán formarse en capas horizontales radialmente, empujando los materiales que se descargan desde un transportador de banda cuando se almacenan en montones los agregados de tamaño grande, se dejan caer de transportadores elevados; la ruptura mínima se obtiene usando una escalera para roca. Si los agregados finos (arenas) y gruesos (gravas) están mojados, deben ser almacenados en donde permanezcan limpios y separados de otros materiales y estén secos .Si esto sucede, se debe utilizar menos agua en la mezcla. CEMENTO. El Cemento Portland es un polvo mineral finamente molido, resultante de la trituración, mezcla y calcinación de los siguientes materiales de origen natural: la caliza, la arcilla y pequeñas cantidades de otras materias primas. Tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso bajo el agua, en virtud de reacciones químicas durante la hidratación y que una vez endurecido conserva su resistencia y estabilidad.



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Ilustración 17. Cemento a granel.

El cemento moderno se desarrolló a través de varios descubrimientos. En el año 1756, un constructor inglés llamado John Smeaton descubrió que el mejor mortero se obtenía cuando se mezclaba puzolana con caliza que contenía material arcilloso. En 1824, Joseph Aspdin preparó un cemento calentando una mezcla de arcilla, finamente triturada y caliza, que denominó y patentó con el nombre de “cemento portland”. El prototipo del cemento moderno lo obtuvo Isaac Johnson en el año 1845, quien quemó a altas temperaturas una mezcla de arcilla y caliza hasta formar el “clinker”. En las actuales fábricas de cemento, este clinker se enfría y se tritura hasta obtener un polvo fino al cual se le adiciona yeso y el producto resultante es el cemento portland que tanto se usa en todo el mundo. La presentación de dicho producto, es generalmente, en sacos de 50 kg.

Ilustración 18. Sacos de cemento.

Los cementos Pórtland son cementos hidráulicos compuestos principalmente de silicatos de calcio hidráulicos, esto es, fraguan y endurecen al reaccionar químicamente con el agua. En el curso de esta reacción, denominada hidratación, el cemento se combina con el agua para formar una pasta y cuando le son



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agregadas arena y grava triturada, se forma lo que se conoce como el material más versátil utilizando para la construcción, es decir, el concreto. La hidratación inicia en el momento en que el cemento entra en contacto con el agua, el endurecimiento de la mezcla da principio generalmente a las tres horas y el desarrollo de la resistencia se logra a lo largo de los primeros 30 días, aunque éste continúa aumentando muy lentamente por un periodo mayor de tiempo. En la fabricación del cemento, se utilizan normalmente calizas de diferentes tipos, arcillas, aditivos -como el mineral de fierro cuando es necesario- y en ocasiones materiales silicosis y aluminosos. Estos materiales son triturados y molidos finalmente para luego ser alimentados a un horno rotario a una temperatura de 1,400 grados centígrados y producir un material nodular de color verde oscuro denominado CLINKER.

Ilustración 19. Muestras de cemento.

El clinker, la materia prima para producir el cemento, se alimenta a los molinos de cemento junto con el mineral de yeso, el cual actúa como regulador del fraguado. La molienda conjunta de estos materiales produce el cemento. Las variables a controlar y los porcentajes y tipos de materiales añadidos, dependerán del tipo de cemento que se requiera producir. El tipo de materias primas y sus proporciones se diseña en base al tipo de cemento deseado. CLASIFICACION DE LOS CEMENTOS El cemento, es el material de mayor importancia en la mezcla, puesto que es elemento que proporciona resistencia al concreto. Los cementos de uso más común en México son los cementos Pórtland gris tipo I y el C-2 puzolánico, aunque también se emplean los tipos II y IV.



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Tabla 1. La clasificación de los tipos de cemento está proporcionada por la norma ASTM C 150 que establece ocho diferentes tipos de cementos, de acuerdo a los usos y necesidades del mercado de la construcción.

TIPO NOMBRE APLICACIÓN

I Normal Para uso general, donde no son requeridos otros tipos de cemento.

IA Normal Uso general, con inclusor de aire.

II Moderado Para uso general y en construcciones donde existe un moderado ataque de sulfatos o se requiera un moderado calor de hidratación.

IIA Moderado Igual que el tipo II, pero con inclusor de aire.

III Altas resistencias Para uso donde se requieren altas resistencias a edades tempranas.

IIIA Altas resistencias Mismo uso que el tipo III, con aire incluido. IV Bajo calor de hidratación Para uso donde se requiere un bajo calor de hidratación.

V Resistente a la acción de los sulfatos

Para uso general y además en construcciones donde existe un alto ataque de sulfatos.

Tipo I Este tipo de cemento, es de uso general y se emplea cuando no se requiere de propiedades y características especiales, que lo protejan del ataque de factores agresivos como sulfatos, cloruros y temperaturas originadas por el calor de hidratación. Entre los usos donde se emplea este tipo de cemento están; pisos, pavimentos, edificios, estructuras y elementos prefabricados. Tipo II El cemento Pórtland tipo II, se utiliza cuando es necesaria la protección contra el ataque moderado de sulfatos, como por ejemplo en las tuberías de drenaje, siempre y cuando las concentraciones de sulfatos sean ligeramente superiores a lo normal, pero sin llegar a ser severas. (En caso de presentarse concentraciones mayores, se recomienda el uso de cemento tipo V, el cual es altamente resistente al ataque de los sulfatos). Genera normalmente menos calor que el cemento tipo I, y este requisito de moderado calor de hidratación puede especificarse a opción del comprador. En casos donde se especifican límites máximos para el calor de hidratación, puede emplearse en obras de gran volumen y particularmente en climas cálidos, en aplicaciones como muros de contención, pilas, presas, etc. La Norma ASTM C 150 establece como requisito opcional un máximo de 70 cal/g a siete días para este tipo de cemento. Tipo III Este tipo de cemento desarrolla altas resistencias a edades tempranas, a 3 y 7 días. Esta propiedad se obtiene al molerse el cemento más finamente durante el proceso de molienda. Su utilización se debe a necesidades específicas de la construcción, cuando es necesario retirar cimbras lo más pronto posible o cuando



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por requerimientos particulares, una obra que tiene que ponerse en servicio muy rápidamente, como en el caso de carreteras y autopistas. Tipo IV El cemento Pórtland tipo IV se utiliza cuando por necesidades de la obra, se requiere que el calor generado por la hidratación sea mantenido a un mínimo. El desarrollo de resistencias de este tipo de cemento es muy lento en comparación con los otros tipos de cemento. Los usos y aplicaciones del cemento tipo IV están dirigidos a obras con estructuras de tipo masivo, como por ejemplo las grandes presas. Tipo V El cemento Pórtland tipo V se emplea en obras donde el concreto está expuesto a la acción severa de los sulfatos, principalmente en aquellos lugares donde los suelos y las aguas freáticas contienen sulfatos en concentraciones muy altas. El desarrollo de resistencia es sumamente lento. La gran resistencia al ataque de los sulfatos mostrada por este tipo de cemento, se debe al bajo contenido de aluminato tricálcico del mismo. La resistencia al ataque por sulfatos se incrementa con aire incluido, o con bajas relaciones agua-cemento. Cementos naturales Es un compuesto de cal, alumina, fierro, sílice, finalmente pulverizado; no requiere un esfuerzo específico, para ajustar su composición, siendo en su color verdoso, grisáceo o terreo. Su principal aplicación es en los morteros, (mezcla para reglar o juntar mampostería, gradas y algunas veces se emplean como aditivo de bajo costo para concreto, de cemento Pórtland. Tiene una resistencia de 20 kg/cm2 A 80 kg/cm2 y su temperatura de cocción oscila entre 1000 a 1450 °C. Cementos artificiales Se llama así a todos aquellos cementos, cuya fabricación parte de mezclas de caliza y arcilla, preparadas y dosificadas con la ventaja de composición que no se da en las marcas naturales. Cemento Pórtland Es un cemento artificial, con un conglomerante hidráulico y una cantidad de cal (CAO) no inferior de 1.7% de su peso; una parte de silicato soluble aluminia (A103) y pequeñas cantidades de óxido perrimo, obtenido por una energía de trituración y una mezcla íntima de los materiales, hasta llegar a la conclusión y molienda, reduciendo a polvo. Este cemento es la mezcla de materiales arcillosos y calcáreos, cuya mezcla se calcina en un horno rotatorio a una temperatura de 1500 °C por lo que se formaban bolas ongulizadas llamadas Clinker, junto a un retardador, obteniendo una mezcla fina y homogénea en forma de polvo. El cemento Pórtland es empacado en sacos de papel comúnmente de 20 kg.



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La Norma ASTM C 150 establece un valor máximo de 5% de contenido de aluminato tricálcico para este tipo de cemento. OTROS TIPOS DE CEMENTO Cemento de albañilería Estos son, cementos hidráulicos diseñados para emplearse en morteros, para construcciones de mampostería. Están compuestos por alguno de los siguientes: cemento Pórtland, cemento Pórtland puzolana, cemento Pórtland de escoria, cal hidráulica o cemento natural. Además, normalmente contienen materiales como cal hidratada, caliza, creta, talco o arcilla. La trabajabilidad, resistencia y color de los cementos de albañilería, se mantienen a niveles uniformes gracias a los controles durante su manufactura. Aparte de ser empleados en morteros para trabajos de mampostería, pueden utilizarse para argamasas y aplanados, más nunca se deben de utilizar para elaborar concreto. Cementos expansivos El cemento expansivo, es un cemento hidráulico que se expande ligeramente durante el periodo de endurecimiento, a edad temprana después del fraguado. Debe satisfacer los requisitos de la especificación ASTM C 845, en la cual se le Cemento Pórtland Blanco El cemento Pórtland blanco, difiere del cemento Pórtland gris únicamente en el color. Se fabrica conforme a las especificaciones de la norma ASTM C 150, normalmente con respecto al tipo I o tipo III; el proceso de manufactura, sin embargo, es controlado de tal manera que el producto terminado sea blanco. El cemento Pórtland blanco es fabricado con materias primas que contienen cantidades insignificantes de óxido de hierro y de manganeso, que son las sustancias que dan el color al cemento gris El cemento blanco se utiliza para fines estructurales y para fines arquitectónicos, como muros precolados, aplanados, pintura de cemento, páneles para fachadas, pegamento para azulejos y como concreto decorativo. ALMACENAMIENTO DEL CEMENTO El cemento Pórtland que se mantiene seco, conserva sus cualidades indefinidamente, para ello es necesario llevar a cabo un buen almacenamiento. El cemento Pórtland almacenado en contacto con la humedad, fragua más despacio y tiene menos resistencia. El aire del cobertizo o bodega que se use para almacenar cemento, deberá estar tan seco como sea posible. Deberán taparse todas las grietas y aberturas.



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Los sacos de cemento no se deben almacenar en suelos húmedos. Los sacos se deberán estibar juntos para reducir la circulación del aire, pero no se deben apoyar contra los muros exteriores. Los sacos que se van almacenar durante largos periodos, se deben cubrir con lonas u otras cubiertas impermeables obteniendo así una protección adicional. En las obras más pequeñas, en las que no se dispone de cobertizos, los sacos deberán colocarse en plataformas de madera elevadas. Deberán ponerse cubiertas impermeables sobre los montones y las orillas de las mismas, deberán rebasar los bordes de la plataforma para evitar que la lluvia llegue al cemento y a la plataforma.

Ilustración 20. Almacenamiento de cemento

Ilustración 21. Protección de cemento

El cemento almacenado por largos periodos, pueden sufrir lo que se llama “compactación de bodega”. Cuando se use el cemento deberá fluir libremente y no contener terrones. Si los terrones no se rompen con facilidad, el cemento debe probarse cuando se trate de trabajos importantes antes de usarlo. El cemento a granel, usualmente se almacena en silos impermeables. Ordinariamente, no permanece almacenado durante largo tiempo, pero puede almacenarse un tiempo relativamente largo sin que se perjudique. AGUA. Casi cualquier agua natural que sea potable y que no tenga sabor u olor pronunciado, se puede utilizar para producir concreto. Su función principal es el reaccionar químicamente con el cemento. Sin embargo, algunas aguas no potables pueden ser adecuadas para el concreto. Se puede utilizar para fabricar concreto, si los cubos de mortero producidos con ella, alcanzan resistencia a los siete días iguales, al menos el 90% de especimenes testigo fabricados con agua potable o destilada.



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Ilustración 22. Incorporación del agua a los agregados.

Las impurezas excesivas en el agua, no solo pueden afectar el tiempo de fraguado y la resistencia de él concreto, sino también, pueden ser causa de eflorescencia, manchado, corrosión del refuerzo, inestabilidad volumétrica y una menor durabilidad. El agua que contiene menos de 2,000 partes de millón (ppm) de sólidos disueltos totales, generalmente puede ser utilizada de manera satisfactoria para elaborar concreto. Deberá ser ensayada para investigar su efecto sobre la resistencia y el tiempo de fraguado. No se debe usar agua de mar, ya que puede corroer el acero en el concreto. En el caso del agua que se emplea en la fabricación del concreto, se considera que puede tener dos funciones principales en el proceso; la primera como agua de mezclado y la segunda como agua de curado. Ambas funciones son evaluadas por la Norma NMX C-122 estableciendo los parámetros que deben cumplir las aguas no potables, así como una clasificación de los diversos tipos de agua que existen y sus efectos y limitaciones para ser usadas en el concreto. Cuando el agua funciona como un ingrediente en la fabricación de concreto, es decir, como agua de mezclado, se puede estimar que el agua ocupa entre 10 y 25 % de cada metro cúbico de concreto que se fabrica. CLASIFICACION DE AGUA (NMX C-122)

Tabla 2. Tipos de agua. Tipo de agua Efectos con su uso en concreto

Aguas puras Acción disolvente e hidrolizante de compuestos cálcicos del concreto.

Aguas ácidas naturales Disolución rápida de los compuestos del cemento Aguas fuertemente salinas Interrumpe las reacciones del fraguado del cemento. En el curado,

disolución de los componentes cálcicos del concreto. Aguas alcalinas Produce acciones nocivas para cementos diferentes al aluminoso. Aguas sulfatadas Son agresivos para concretos fabricados con cementos Pórtland, en

especial al tipo I. Aguas cloruradas Produce una alta solubilidad de la cal. Aguas magnesianas Tienen a fijar la cal, formando hidróxido de magnesio y yeso



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insoluble. En la mezcla, inhibe el proceso de fraguado del cemento. Agua de mar Produce eflorescencias.

Incrementa la posibilidad de generar corrosión del acero de refuerzo. Aguas recicladas El concreto puede acusar los defectos propios del exceso de finos. Aguas negras Efectos imprevisibles. CARACTERISTICAS FISICAS Y QUIMICAS (NMX C-122) El agua no potable, empleada para el concreto, en cualquiera de las dos funciones anteriormente mencionadas y dependiendo del cemento que se utilice.

Tabla 3. Clasificación del agua según sus características:

Impurezas Cementos ricos en Ca

Cementos resistentes a sulfatos

Sólidos en suspensión -limos y arcillas -finos de cemento y agregados

2,000 50,000

2,000*

35,000* Cloruros como Cl-(a) -concreto con acero de refuerzo -concreto reforzado en ambientes húmedos

400 (c) 700 (c)

600 (c)* 1000 (c)*

Sulfato como SO42-=(a) 3,000 3,500*

Magnesio como Mg2+(a) 100 150* Carbonatos como CO3

2- 600 600* Dióxido de carbono disuelto, como CO2 5 5* Álcalis totales cono Na+ 300 450* Total de impurezas en solución 3,500 4,000* Grasas o aceites 0 0* Materia orgánica 150 (b) 150 (b)* pH no<6 no<6.5 *Límites máximos en p.p.m. 1) Las aguas que excedan los límites enlistados para cloruros, sulfatos y

magnesio, podrán emplearse si se demuestra que la concentración calculada de estos compuestos, en el agua total de la mezcla, incluyendo el agua de absorción de los agregados u otros orígenes, no exceden dichos límites.

2) El agua se puede usar siempre y cuando las arenas que se empleen en el concreto, acusen un contenido de materia orgánica cuya coloración sea inferior a 2 de acuerdo con el método de la NMX C-88.

3) Cuando se use cloruro de calcio (CaCl2) como aditivo acelerante, debe

tomarse en cuenta el dosificado para no exceder el límite de cloruros establecidos (ACI 318).

4) Cuando se use cloruro de calcio (CaCl2) como aditivo acelerante, debe

tomarse en cuenta el dosificado, para no exceder el límite de cloruros establecidos (ACI 318).



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b) PROCESO

MEZCLADO DEL CONCRETO Para llevar a cabo el mezclado, primero debe cargarse al menos el 10% del agua, después un 10% de la grava, luego el cemento y sigue el resto de los agregados. Todos los materiales secos deben incorporarse con la mayor rapidez posible, como si fueran en una banda. No deben permitirse pérdidas por derrames o como polvo. En tiempo de frío, cuando se usa agua caliente, la adición del cemento debe retrasarse casi al final, para evitar un rápido endurecimiento. Cuando el cemento se introduce primero, se forman bolas de cemento, lo mismo pasa cuando las hélices están gastadas, o cuando los agregados o el cemento están calientes, o por exceso de tiempo del mezclado. Los aditivos líquidos se deben cargar con el agua; los aditivos en polvo junto con los agregados; pero deben atenderse la recomendación del fabricante. Si se usa un aditivo retardador, deberá añadirse siempre el mismo tiempo dentro del ciclo de carga, para evitar variaciones importantes en el tiempo del fraguado inicial y en el porcentaje de aire incluido.

Ilustración 23. Mezclado de los agregados.

El concreto se mezcla algunas veces, en la obra, en mezcladoras estacionarias que están disponibles en tamaños que varían de 2 pies cúbicos a 12 yardas cúbicas; pueden ser o no del tipo basculante, de tambor de aspas giratorio o de rotor de aspas. Todos los tipos pueden estar equipados con tolvas de carga y algunas están equipadas con un canalón de descarga oscilatorio. La carga en las mezcladoras, no deberá ser mayor que su capacidad de régimen y deberán hacerse funcionar aproximadamente a las velocidades para las que fueron proyectadas.



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Ilustración 24. Revolvedora manual para 1 saco de

cemento.

Ilustración 25. Revolvedora de motor para 2 sacos de cemento.

Ilustración 26. Revolvedora de motor para 5 bultos de

cemento.

Ilustración 27. Revolvedora de motor para 10

sacos de cemento.

El aumento de producción, deberá obtenerse con mezcladoras mayores o en mayor numero, pero no aumentando su velocidad ni sobrecargando el equipo. Si se gastan las aspas de la mezcladora, deberán cambiarse y quitar el concreto endurecido, de preferencia después de cada turno de fabricación de concreto. Muchas mezcladoras estacionarias están provistas de equipos marcadores de tiempo; en muchas de éstas puede marcarse y fijarse el tiempo, de manera que descargue hasta que haya transcurrido el tiempo fijado.



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TIEMPO La mayor parte de las especificaciones, estipulan un tiempo mínimo de 1 minuto para las mezcladoras estacionarias, hasta una capacidad de 1 yarda cúbica, aumentando 15 seg. por cada yarda cúbica adicional, de capacidad. Cuando es a capacidad llena, el tiempo de mezclado será de 7min. y máximo de 30min.; si en este tiempo el camión no ha llegado a la obra se continuará la rotación del tambor a velocidad de agitado: 2 a 6 rpm. Si el tiempo de tránsito ≥ 1 hr., se reanudará la revoltura durante 3 min. a velocidad de mezclado: 10 a 12rpm, para eliminar la segregación. El tiempo de mezclado debe medirse a partir del momento en que todos los materiales sólidos están en el tambor de la mezcladora, siempre y cuando el agua se añada antes de que haya transcurrido la cuarta parte del tiempo de mezclado. Al menos ¾ del tiempo de mezclado debe tener lugar después de que toda el agua ha sido incorporada. Deberá colocarse en el tambor hasta aproximadamente el 10% del agua de mezcla, antes de añadir los materiales sólidos. Luego se añade uniformemente con los materiales sólidos, dejando aproximadamente el 10% para añadirlo cuando todos los demás materiales están en el tambor. Cuando hay tiempo de frío se usa agua caliente; puede ser necesario cambiar esta orden de carga, para evitar un rápido endurecimiento. En este caso, la adición del cemento deberá retrasarse, hasta que la mayor parte del agregado y del agua se hayan entremezclado en el tambor. Cuando la mezcladora se carga directamente de las dosificadoras, los materiales deben añadirse simultáneamente con la rapidez necesaria, de manera que el tiempo de carga sea aproximadamente el mismo. Si la mezcladora está sucia, lo cual no está permitido, se requiere mayor tiempo. El contenido total de aire (el atrapado y el incluido) aumenta en 1% cuando se ocupa el tiempo máximo de mezclado, permanece constante en los 5min. siguientes, después de este tiempo el aire se pierde gradualmente. Es recomendable desechar la revoltura, si el tiempo de tránsito ≥ 1.5 hrs. ó si el odómetro de la olla marca más de 300 revoluciones, si el mezclado se hizo totalmente en la planta, o después de que se completó la cantidad de agua y el mezclado se terminó en el camión. Si el usuario no está preparado para recibir el premezclado a la hora convenida, el fabricante tiene la obligación de esperar hasta media hora a velocidad de agitado (2 a 6 rpm), cumpliendo todavía las limitaciones de revenimiento máximo y contenido de aire. Es preferible que al llegar el camión a la obra, se incorporen los aditivos, dosificando de acuerdo al volumen de la entrega y a la cantidad de cemento por m3 de concreto.



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ACARREO Cada etapa del manejo del concreto, transporte y colado, deben controlarse cuidadosamente para mantener uniformidad dentro de la revoltura, de manera que la obra completa resulte consistente en toda su extensión. El tipo de método usado para transportar el concreto, depende de cuál es el menor costo y el más fácil para el tamaño de la obra. El método más común de transportar el concreto es, el de usar camiones mezcladores o agitadores. Cuando se usa un camión mezclador como agitador, puede cargarse a la capacidad de agitador indicada. Esta es de 30-35%. Al transportar el concreto, la unidad revolvedora se mantiene en constante rotación, con una velocidad de 2 a 6 vueltas por minuto; o bien no debe ser menor de 8 rpm.

Ilustración 28. Camión mezclador o unidad revolvedora

La distancia dependerá de la condición que tenga el concreto fresco y de lo parejo de los pavimentos, sobre los que se tendrá que transportar. Su uso debe limitarse a aquellos casos, en los que puedan entregarse revolturas de concreto uniformes satisfactoriamente, sin segregación; es decir, la cantidad a transportar, debe ser cuidada como sea posible para reducir los problemas de segregación y desperdicio. TIPOS DE TRANSPORTE Las unidades utilizadas para realizar el transporte del concreto son:

Camión revolvedor: Unidad con capacidad para transportar 7.5m3 de concreto premezclado.

Mini-Mixer: Unidad para accesos restringidos, con capacidad para

trasportar 3 m3 de concreto premezclado

Camión revolvedor Paver: Unidad especializada para proyectos de pavimentos de concreto, capacidad para transportar 8m3 de concreto premezclado



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Camión revolvedor bomba: Unidad para transportar concreto premezclado con capacidad de 7.5 m3 y con módulo de bombeo integrado.

Se debe evitar la segregación. No se deberá permitir el uso de camiones de volteo para transportar mezclas demasiado fluidas o muy secas, o cuando el tiempo de transporte sea excesivo, o se pierda más de 2.5 cm. de revenimiento, o cuando el concreto sea para bombear. Entre el vertido de la mezcla en la artesa de la obra y su colocación en la cimbra, el tiempo debe ser ≤ a 30min., a menos de usar retardantes; cuando se usen acelerantes o cemento tipo III, se deberá lograr la máxima rapidez en el colado. Cuando el transporte dentro de la obra se hace a base de cubos de 20 lts. y peones cargadores, conviene limitar el llenado de los camiones mezcladores a un máximo de 4 ó 5 m3 por entrega. RELACION AGUA-CEMENTO La relación agua cemento (A/C) es el peso del agua dividido entre el peso del cemento.

Ilustración 29. Relación agua-cemento.

A/C= Agua es decir, 20 lts. = 0.5 Cemento 40 lts. Mientras menor es la relación, más resistente es el concreto.



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PROPORCIONAMIENTO Una mezcla de concreto, se diseña para producir concreto que pueda ser colocado fácilmente al menor costo. El concreto debe ser trabajable y cohesivo cuando está fresco. Una vez fraguado, endurece para dar un concreto resistente y durable. El diseño de la mezcla debe considerar el medio ambiente al que estará expuesto el concreto. Las propiedades de cada material y la mezcla afectan las propiedades del concreto endurecido. A medida que se incrementa el contenido de cemento, también se incrementa la resistencia y durabilidad. Por tanto, para incrementar la resistencia, se debe incrementar el contenido de cemento de una mezcla. Con respecto al contenido de agua, como consecuencia de agregar más agua a la mezcla, se obtiene un concreto menos resistente. A medida que se incrementa la relación agua cemento, la resistencia y durabilidad del concreto endurecido disminuyen. Para incrementar la resistencia y durabilidad del concreto, se debe reducir la relación agua cemento. Un agregado demasiado grueso, da una mezcla áspera y pedregosa. Después de la compactación los agregados sobresalen.

Ilustración 30. Uso de agregado muy grueso

Si se usa demasiado agregado fino, da una mezcla pegajosa y después de la compactación, no deja agregado en la parte superior.

Ilustración 31. Uso de agregado fino



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COLADO Cuando se descarga el concreto de la mezcladora, se deben tomar precauciones para evitar la segregación, por la caída sin control por el canalón. Esa segregación es más fácil que ocurra cuando se utilizan mezcladoras no inclinables con canalones de descarga que permiten el paso de concreto en corrientes más pequeñas que con las mezcladoras inclinables.

Ilustración 32. Vertido del concreto

La descarga de los canalones, bandas o tubos de caída, se hará mediante un embudo troncocónico, llamado trompa de elefante, colocado verticalmente, de 60cm. mínimo de longitud, cuyo extremo inferior permita una caída libre de 1.20 m. o menos. Cuando el concreto es colocado directo del camión, se verterá verticalmente y no permitirá que el concreto caiga de una altura mayor a 1 ½ m. para evitar la segregación. Siempre se verterá el concreto nuevo sobre el concreto que ya está en su lugar. Al colocar el concreto, debe tenerse mucho cuidado en no dañar o mover las cimbras y el acero de refuerzo. Deberá colocarse tan cerca de la posición final como sea posible; empezando a colocar el concreto desde las esquinas de la cimbra o, en el caso de un sitio con pendiente, desde el nivel más bajo. La cimbra debe resistir la presión del concreto que se vacíe en ésta.

Es recomendable, en la medida que sea posible, efectuar los colados en las horas del día en que las condiciones ambientales resulten menos adversas. Inclusive, puede ser conveniente la realización de colados nocturnos si se dispone de facilidades adecuadas.



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Ilustración 33. Vertido del concreto

COMPACTACION La compactación o consolidación del concreto, es la operación por medio de la cual se trata de densificar la masa, todavía blanda, reduciendo a un mínimo la cantidad de vacíos. Estos vacíos en la masa provienen de varias causas, de las cuales las dos mas importantes son el llamado aire atrapado, y las vacuolas producidas por la evaporación de parte del agua de amasado. Después de que el concreto ha sido mezclado, transportado y colado, contiene aire atrapado en forma de vacíos. El objeto de la compactación, es eliminar la mayor cantidad posible de este indeseable aire; lo ideal es reducirlo a menos del 1 %, (por supuesto, esto no procede cuando hay inclusión deliberada de aire, pero en este caso, el aire es estable y está distribuido uniformemente.) Existen numerosos procedimientos para disminuir ese conjunto de vacíos. La selección de cada uno de ellos, dependerá de las características del concreto y del tipo de estructura que se esté construyendo. Pero el propósito en todos ellos es el mismo, llenar las formas geométricas de los encofrados con una masa densa; adherir esa misma masa a la superficie longitudinal de todas y cada una de las barras metálicas del refuerzo, y poner en contacto absoluto, sin vacíos internos, a todos los componentes del concreto. Los métodos de densificación del concreto los podemos dividir en dos grupos: Compactación Manual. La compactación manual fue la primera en la historia del material y se efectuaba con barras o pisones. Con ellos se golpea verticalmente el concreto, penetrándolo si es con barra o aplastándolo si es con pisón. El grado de compactación que se obtiene con la barra no es elevado, por la condición del material de ser prácticamente confinado ante la desproporción de la separación de las paredes del encofrado y el calibre de la barra golpeadora.



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Ilustración 34. Compactación manual

Compactación por vibrado. La masa del concreto se hace vibrar, con lo cual el material se fluidifica y permite su acomodo al molde, envolviendo las armaduras. Se expulsa gran cantidad del aire atrapado, se hacen subir a la superficie parte del agua con funciones de lubricación y se unifica la masa eliminando vacuolas y planos de contacto. El vibrador para concreto fue implantado en 1927 por el técnico francés Deniau, y en 1936 el ACI publicó el primer documento con recomendaciones para su uso. VIBRADO El paleado, incluso el apisonamiento con el pie, son medios útiles para eliminar el aire del concreto y compactarlo, pero la mejor manera y la más rápida es la vibración. Cuando una mezcla de concreto es vibrada, se "fluidifica" y se reduce la fricción interna entre las partículas de agregados. Esta fluidificación hace que el aire atrapado, surja a la superficie, y que el concreto se compacte. Tipos de Vibrado Vibración interna o el vibrado interno. Se hace con un vibrador mecánico o un vibrador de flecha flexible (o de chicote), el cual se pone dentro del concreto y lo vibra desde el interior. Método: Se deberá asegurar de que haya suficientes trabajadores, de modo que algunos puedan compactar o vibrar mientras que otros continúan colocando el concreto.



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Ilustración 35. Vibrado del concreto.

El vibrador se pondrá dentro del concreto rápidamente. Posteriormente se sacará el vibrador lentamente, ya que si no se hace así pueden dejarse huecos o un punto débil mal compactado en el concreto.

Ilustración 36. Colocación de vibrador.

Ilustración 37. Retiro del vibrador.

La vibración oscila entre 4000-8000 vibraciones por minuto, dependiendo su uso, mientras la cabeza del vibrador esté sumergida en el concreto. El tamaño del vibrador determina cuánto concreto es vibrado cada vez. El área vibrada en cada ocasión, se llama Radio de acción. Esto puede verse observando cual es el radio que forman las burbujas de aire que expulsa a la superficie. El radio de acción será más grande con un vibrador más grande y se logra un concreto más trabajable.



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Ilustración 38. Radio de acción.

Siempre se debe compactar en un patrón definido, de modo que el radio de acción se traslape y cubra toda el área del concreto.

Ilustración 39. Forma de vibrado.

El vibrador debe ser lo suficientemente largo para penetrar en la capa inferior.

Ilustración 40. Proporción de la longitud del vibrador.

Vibrado Externo. En este procedimiento, el equipo vibrante se coloca sobre una o varias caras del molde o encofrado que, en esa forma, recibe directamente las ondas y las transmite a la masa de concreto. Su campo de acción mas frecuente es en la prefabricación donde, en general, se emplean concretos de resistencias secas. Ante la vibración del encofrado, que debe ser metálico, fundamentalmente, la masa de concreto responde en función de su granulometría y de la cantidad de agua que contenga. El mortero acepta los pequeños movimientos de acomodo de los granos gruesos, pero restringe los desplazamientos excesivos. Si la viscosidad del mortero no fuera la adecuada, el agregado grueso podría llegar a segregarse. Cuando la función del vibrado externo ha terminado, aparece sobre la superficie del concreto una capa brillante y húmeda.



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La efectividad de este procedimiento de vibración, depende de la aceleración que sea capaz de transmitir el encofrado a la masa de concreto. Existen algunas relaciones empíricas que permiten determinar la fuerza centrífuga, que deberá ser desarrollada por los vibradores de encofrado, para garantizar una adecuada compactación. Mesa Vibrante. Es un procedimiento de compactación utilizado, principalmente, en las plantas de prefabricación. El movimiento de la mesa se logra por medio de la acción de un conjunto de vibradores sincronizados. Se deberá calcular la fuerza centrífuga que debería desarrollar cada vibrador, en función del peso de la mesa, del encofrado y de la masa del material. Reglas Vibratorias. Para cierto tipo de obras, especialmente pavimentos, se suele emplear el sistema de vibrado por circulación de reglas vibratorias que, al deslizarse al ras de la superficie, transmiten el movimiento al resto de la masa y generan los efectos beneficiosos del escape del aire y de la densificación. Puede transmitir su acción a capas de hasta 20 cm. de espesor. Las reglas vibratorias deben correr, apoyadas sobre rieles y no apoyadas directamente sobre la masa blanda. CURADO El curado es el mantenimiento de un adecuado contenido de humedad y temperatura en el concreto a edades tempranas, de manera que este pueda desarrollar las propiedades para las cuales fue diseñada la mezcla. El curado comienza de 2.5 hrs. después del colado, de manera que el concreto pueda desarrollar la resistencia y la durabilidad deseada. Sin un adecuado suministro de humedad, los materiales en el concreto, no pueden reaccionar para formar un producto de calidad. El secado puede eliminar el agua necesaria para esta reacción química, denominada hidratación y por lo cual el concreto no alcanzará sus propiedades potenciales. Se deberá mantener en concreto húmedo durante 7 días para temperaturas superiores a 5º C, y no menos de 3 días a temperaturas normales de 21º a 25º C. si se usa cemento tipo II, IV, V o puzolánico duplíquese el tiempo y si usa cemento tipo III, tómese la mitad del tiempo señalado. La temperatura es un factor importante en un curado apropiado, basándose en la velocidad de hidratación y por lo tanto, el desarrollo de resistencias es mayor a más altas temperaturas.



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Ilustración 41. Curado del concreto

El concreto bien curado, tiene mejor dureza superficial y resistirá mejor el desgaste superficial y la abrasión. El curado también hace al concreto más impermeable al agua, lo que evita que la humedad y las sustancias químicas disueltas en agua entren dentro del concreto; en consecuencia, se incrementa la durabilidad y la vida de servicio. El curado apropiado reduce el resquebrajamiento o cuarteo, la pulverización y el descascaramiento. El concreto debe ser protegido de la pérdida de humedad hasta concluir el acabado, empleando métodos adecuados. Después del acabado final, la superficie del concreto debe permanecer continuamente humedecida o sellada, para evitar la evaporación por un período de varios días después del acabado.

Ilustración 42. Curado de concreto (acabado final)



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PROPIEDADES Estados del Concreto El concreto tiene tres estados diferentes: plástico, fraguado y endurecido. Cada estado tiene propiedades diferentes; dichas propiedades son la trabajabilidad, cohesividad, resistencia y durabilidad. Estado fresco: Al principio el concreto parece una masa. Es blando y puede ser trabajado o moldeado en diferentes formas. Así se conserva durante la colocación y la compactación. Las propiedades más importantes del concreto fresco son la trabajabilidad y la cohesividad. Estado fraguado: Después, el concreto empieza a ponerse rígido. Cuando ya no está blando, se conoce como Fraguado del concreto. El fraguado tiene lugar después de la compactación y durante el acabado. El concreto que está aguado o muy mojado, puede ser fácilmente colocado pero será más difícil darle un acabado. Estado endurecido: Después de que el concreto ha fraguado, empieza a ganar resistencia y se endurece. Las propiedades del concreto endurecido son resistencia y durabilidad. PROPIEDADES DEL CONCRETO Trabajabilidad. Es la facilidad con la cual pueden mezclarse los componentes del concreto, y la mezcla resultante pueda manejarse, transportarse y colocarse con poca pérdida de la homogeneidad. El concreto rígido o seco puede ser difícil de manejar, colocar, compactar y acabar, y si no se construye apropiadamente no será resistente o durable cuando finalmente haya endurecido. La prueba de revenimiento sirve para medir esta propiedad. La trabajabilidad es afectada por la cantidad de pasta de cemento, que es la parte más blanda o líquida de la mezcla de concreto. Mientras más pasta se mezcle con los agregados grueso y fino, más trabajable será la mezcla. Otra causa por la que se ve afectada es por la granulometría del agregado, ya que deben ser bien graduados, lisos y redondos. Resistencia y durabilidad. El concreto bien hecho, es un material naturalmente resistente y durable. Es denso, razonablemente impermeable al agua, capaz de resistir cambios de temperatura, así como también resistir desgaste por intemperismo. La resistencia y la durabilidad son afectadas por la densidad del concreto. El concreto más denso es más impermeable al agua. La durabilidad del concreto se incrementa con la resistencia.



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El concreto bien hecho es importante para proteger el acero en el concreto reforzado. La resistencia del concreto en el estado endurecido, generalmente se mide por la resistencia a compresión, usando la prueba de resistencia a la compresión. También se ven afectadas por la compactación, que significa remover el aire del concreto. La compactación apropiada da como resultado, concreto con una densidad incrementada, que es más resistente y más durable. PRUEBAS DEL CONCRETO REVENIMIENTO Este tipo de prueba muestra la trabajabilidad del concreto. La trabajabilidad es una medición de qué tan fácil resulta colocar, manejar y compactar el concreto. La prueba de revenimiento, se hace para asegurar que una mezcla de concreto sea trabajable. La muestra medida debe estar dentro de un rango establecido, o de tolerancia, del revenimiento pretendido. Para realizar dicha prueba se necesitarán las siguientes herramientas:

Cono estándar de revenimiento (10 cm. de diámetro en la parte superior x

20cm de diámetro en la parte inferior x 30 cm. de altura). Cucharón pequeño Varilla con punta redondeada (60cm de largo x 16mm de diámetro) Regla Placa para prueba de revenimiento (50cm x 50cm)

Ilustración 43. Herramientas para prueba de revenimiento.

El método será el siguiente: El cono deberá estar limpio, humedecido con agua y colocado sobre la placa de revenimiento. La placa para la prueba de revenimiento debe estar limpia, firme, nivelada; no debe ser absorbente.



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Posteriormente obtener una muestra como lo indica la siguiente ilustración:

Ilustración 44.Obtención de muestra para prueba

Colocarse firmemente sobre los estribos y llenar con la muestra un 1/3 del volumen del cono.

Ilustración 45. Muestra dentro del cono de revenimiento

Compactar el concreto varillando 25 veces (varillando, significa empujar una varilla dentro del concreto para compactarlo con el cono de revenimiento. Varillar



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en un patrón definido, trabajando desde la parte exterior hacia la parte de en medio).

Ilustración 46.Varillado

Después llenar a 2/3 y nuevamente varillar 25 veces, justo hasta la parte superior de la primera capa. Llenar hasta que empiece a desparramarse, varillando nuevamente; esta vez justo hasta la parte superior de la segunda capa. Colmar el cono hasta que se desparrame. Nivelar la superficie con la varilla de acero como una acción de rodillo. Limpiar el concreto que quede alrededor de la base y de la parte superior del cono, empujar hacia abajo sobre las asas y dejar de pisar los estribos.

Ilustración 47.Nivelación de muestra.

Levantar cuidadosamente el cono en dirección recta hacia arriba, asegurando de que no se mueva la muestra.



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Ilustración 48. Retirando el cono.

1) Colocar el cono al revés y poner la varilla a través del cono volteado

Ilustración 49. Colocación de cono para toma de lectura.

2) Tomar varias mediciones y hacer un reporte de la distancia promedio entre la varilla y la parte superior de la muestra.

Ilustración 50.Toma de lecturas.

3) Si la muestra falla por estar fuera de la tolerancia (es decir, el revenimiento demasiado alto o bajo), debe tomarse otra muestra. Si también falla, la cantidad restante de la mezcla debe ser rechazada.



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Ilustración 51. Efectos del revenimiento

PRUEBA DE RESISTENCIA A LA COMPRESION

PREPARACION DE ESPECIMENES

La prueba de compresión muestra la resistencia a compresión del concreto endurecido. Esta prueba se hace en un laboratorio fuera del lugar de la obra. El único trabajo en la obra, es hacer un cilindro de concreto para dicha prueba.

La resistencia se mide en kg/cm2 Mega-pascales (Mpa) y comúnmente especifica como una resistencia característica del concreto medido a los 28 días después del mezclado. La resistencia a compresión, es una medida de la capacidad del concreto, para resistir cargas que tienden a aplastarlo.

Para realizar dicha prueba se necesitarán las siguientes herramientas:

Cilindros de 15cm de diámetro x 30cm de altura Cucharón pequeño Varilla con punta redondeada (60cm x 16mm) Llana de acero Placa de acero

Ilustración 52. Herramientas para prueba de compresión.



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El método será el siguiente:

1) Limpiar los moldes cilíndricos y untar ligeramente el interior con aceite para moldes, luego colocarlo en una superficie limpia, nivelada y firme, es decir la placa de acero.

2) Obtener una muestra como se observa en la siguiente ilustración:

Ilustración 53. Elaboración de muestra.

3) Llenar ½ del volumen del molde con concreto y luego compactar varillando 25 veces. Los cilindros también pueden ser compactados por vibración usando una muestra vibratoria.

Ilustración 54. Cilindro con ½ del volumen de cilindro de muestra.



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4) Llenar el cilindro hasta que desparrame y varillar 25 veces hasta la parte superior de la primera capa, después llenar el molde hasta que se desparrame.

Ilustración 55. Cilindro con muestra

5) Nivelar la parte superior con la varilla de acero y limpiar el concreto que quede alrededor del molde.

Ilustración 56. Nivelación de muestra.

6) Poner una tapa, etiquetar claramente el cilindro y ponerlo en un lugar fresco y seco para que fragüe por lo menos 24 horas.

Ilustración 57. Cilindro de concreto.

7) Después de que se remueve el molde, el cilindro se manda a laboratorio en donde es curado y tronado en la prueba de resistencia a compresión.



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Ilustración 58. Retiro de muestra.

EJECUCION DE LA PRUEBA

La resistencia a la compresión de las mezclas de concreto, se pueden diseñar de tal manera que tengan una amplia variedad de propiedades mecánicas y de durabilidad, que cumplan con los requerimientos de diseño de la estructura.

La resistencia a la compresión del concreto es la medida más común de desempeño que emplean los ingenieros para diseñar edificios y otras estructuras. Esta prueba se hace en un laboratorio fuera del lugar de la obra, tomando probetas cilíndricas de concreto endurecido, en una máquina de ensayos de compresión en la cual se mide la resistencia a la compresión. Dicha resistencia se calcula a partir de la carga de ruptura dividida entre el área de la sección que resiste la carga y se reporta en kg/cm2; es decir en megapascales (MPa), en unidades SI.

Los requerimientos para la resistencia a la compresión, pueden variar desde 17MPa para concreto residencial hasta 28 MPa y más para estructuras comerciales. Para determinadas aplicaciones se especifican resistencias superiores hasta de 170 Mpa y más. La resistencia a la compresión es una medida de la capacidad del concreto, para resistir cargas que tienden a aplastarlo

Los resultados de la prueba de resistencia a la compresión, se usan fundamentalmente para determinar que la mezcla de concreto suministrada cumpla con los requerimientos de la resistencia especificada, f´c, de proyecto; también se utiliza para fines de control de calidad, aceptación de concreto, estimar la resistencia del concreto en estructuras, programar operaciones de construcción como remoción de cimbras o evaluación del curado.

Para realizar la prueba de resistencia del concreto, deberán elaborarse probetas cilíndricas de 150x300mm ó 100x200. El diámetro de los cilindros utilizados debe ser como mínimo tres veces el tamaño máximo nominal del agregado grueso que se emplee en el concreto. El registro de la masa de la probeta antes de cabecearla constituye una valiosa información en caso de desacuerdos.



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Con el fin de conseguir una distribución uniforme de carga, generalmente los cilindros se cabecean con mortero de azufre o con almohadillas de neopreno. El cabeceo de azufre se debe aplicar como mínimo dos horas antes y preferiblemente un día antes de la prueba. Las almohadillas de neopreno se pueden usar para medir las resistencias del concreto y sustituirlas si presentan desgaste excesivo.

No se debe permitir que los cilindros se sequen antes de la prueba. El diámetro del cilindro se debe medir en los sitios, en ángulos rectos entre sí a media altura de la probeta y deben promediarse para calcular el área de la sección. Si los dos diámetros medidos difieren en más de 2%, no se debe someter a prueba el cilindro.

Ilustración 59. Lectura de diámetro en probeta.

Los extremos de las probetas no deben presentar desviación con respecto a la perpendicularidad del eje del cilindro en más del 0.5% y los extremos deben hallarse planos dentro de un margen de 0.002 pulgadas (0.05mm).

Ilustración 60. Procedimiento de cabeceo de probeta.

Ilustración 61. Cabeceo de probeta correcta.



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Los cilindros ya preparados, se deberán centrar en la máquina de ensayo de compresión y cargados hasta completar la ruptura. El régimen de carga con la máquina hidráulica se debe mantener en un rango de 0.15 a 0.35 MPa/s durante la última mitad de la fase de la carga. Se debe anotar el tipo de ruptura. La fractura cónica es un patrón común de ruptura. Se someten a prueba por lo menos dos cilindros de la misma edad y se reporta la resistencia promedio como resultado de la prueba, al intervalo más próximo de 0.1Mpa.

Ilustración 62. Ensayo de compresión

Ilustración 63. Probeta con ruptura

La resistencia del concreto, se calcula dividiendo la máxima carga soportada por a probeta para producir la fractura entre el área promedio de la sección.

El técnico certificado que efectúe la prueba, debe anotar la fecha en que se recibieron las probetas en el laboratorio, la fecha de prueba, identificación de probeta, diámetro del cilindro, edad del mismo, la máxima carga aplicada, tipo de fractura y todo defecto que presenten los cilindros o su cabeceo. El rango entre los cilindros compañeros del mismo conjunto y probado a la misma edad, deberá ser en promedio de aproximadamente 2 a 3% de la resistencia promedio.

Ilustración 64. Fractura de probeta después de prueba



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Los resultados de las pruebas realizadas en diferentes laboratorios para la misma muestra de concreto no deberán diferir en más de 13% aproximadamente del promedio de los dos resultados de las pruebas.

Los informes o reportes sobre la prueba, son una fuente valiosa de información para el equipo de proyecto, por lo que se deben remitir lo más pronto posible al productor del concreto, al contratista y al representante del propietario.

c) ADITIVOS

Son substancias químicas sólidas o líquidas que se pueden agregar a la mezcla del concreto, antes o durante el mezclado para mejorar la durabilidad del concreto endurecido, o para reducir el contenido de agua; también reducen el tiempo de fraguado.

Ilustración 65. Vertido de aditivo en mezcla de concreto.

En algunos casos, las propiedades deseadas sólo pueden obtenerse con el uso de aditivos, sin embargo, no debe considerarse que aditivos de cualquier tipo y en cualquier cantidad sea un buen sustituto de una buena técnica para preparar concreto.

La eficacia de un aditivo depende de factores como el tipo y cantidad del cemento, proporción de agua, forma del agregado, granulometría, etc. Los aditivos, que se consideren adecuados para usarse en el concreto, deberán ajustarse a las especificaciones de la ASTM C494. En general, los aditivos pueden clasificarse como sigue:

Inclusores de aire: Los aditivos inclusores de aire se usan para mejorar la durabilidad del concreto expuesto a la humedad durante ciclos de congelación y fusión. El aire incluido mejora mucho la resistencia a la descamación superficial producida por los agentes descongelantes. Los agentes inclusores de aire ocasionan la formación de espuma en el agua de mezclado, resultando millones de burbujas de aire estrechamente separadas, que se incorporan al concreto.



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Cuando el concreto se congela, el agua penetra en las burbujas, aliviando la presión sobre el concreto. Cuando el concreto se descongela, el agua puede salir de las burbujas gracias a lo cual se da un menor agrietamiento al que se hubiera dado sin usar el aire atrapado.

Súperplastificantes: Son aditivos hechos a partir de sulfonatos orgánicos. Su uso permite reducir considerablemente el contenido de agua en los concretos y al mismo tiempo, incrementar sus revenimientos. También pueden usarse para mantener proporciones de agua-cemento constantes usando menos cemento, son mÁs comúnmente usados para producir concretos manejables, con resistencias considerablemente superiores, aunque usando la misma cantidad de cemento.

Retardadores: Se usan para retardar tanto fraguado del concreto como los aumentos de temperatura. Consisten de varios ácidos o derivados del azúcar. Los aditivos retardadores son particularmente útiles para varios colados donde pueden presentarse grandes incrementos de temperatura. También prolongan la plasticidad del concreto, permitiendo mejorar el mezclado o adherencia entre colados sucesivos.

Aceleradores: Son aditivos que se utilizan para acelerar el fraguado y la adquisición de resistencia del concreto. La mayor parte de los aceleradores comúnmente usados, producen un aumento de la contracción que sufre el concreto al secarse. El aditivo acelerador más usado es el cloruro de calcio.

Puzolanas: Material silicoso o silíceo y aluminoso, que ayudan a controlar las temperaturas internas; reducir o eliminar la expansión potencial de los agregados con afinidad alcalina. Puede reducir la resistencia del concreto en los primeros 28 días y debido a su lenta acción, deberá proporcionarse un prolongado curado húmedo y temperaturas de curado favorables.

Fluidificantes: Son efectivos para mejorar la manejabilidad de la mezclas; también pueden incluir aire.



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2.3. CIMBRA DEFINICION La manera más directa y sencilla de juzgar si una obra de concreto ha logrado resultados satisfactorios es la que se basa en el aspecto de su acabado. Se puede definir a la cimbra como el molde o armazón usado para verter el concreto fresco y encaminarlo para que la mezcla tome la forma deseada. El objeto de la cimbra es el de suministrar un molde lo suficientemente resistente, que sirva para dar forma al concreto que va a recibir. Es evidente que una de sus principales características tiene que ser la resistencia, ya que una falla en la estructura de la cimbra, no solo pone en peligro la vida de muchas personas, sino que también, supone una pérdida importante para la economía de la obra. Además, en todo trabajo de cimbra se busca realizar un trabajo de buena calidad, ya que éste será uno de los principales factores para obtener un buen acabado en el concreto La cimbra es la partida singular de mayor costo en la construcción de concreto reforzado. Representa entre 35 y 60 por ciento del costo total de una estructura. Su elección es entonces de importancia crítica, pero la decisión requiere conocimientos especializados significativos ya que es necesario tomar en cuenta una serie de factores La cimbra, la manera de hacerla y su empleo, juega el papel más importante en el aspecto del acabado. Suele hacerse con materiales costosos, por hombres experimentados y con frecuencia, el costo total de fabricar, montar y retirar la cimbra, es mayor que el mismo concreto.

Ilustración 66. Cimbra de madera. Ilustración 67. Cimbra de acero y madera

Independientemente de la importancia del aspecto, por lo general la cimbra debe utilizarse muchas veces, por lo que se debe manejar, limpiar y almacenar cuidadosa y adecuadamente, ya sea de madera, acero o cualquier otro tipo de material, pues de lo contrario, ocasionará pérdidas de tiempo, dinero y la obra no progresará uniformemente.



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Para producir una obra de concreto de alta calidad, se requiere mano de obra también de alto nivel, y esto depende de la habilidad y experiencia de maestro de obra y de los especialistas. Si el trabajo es sencillo y muy repetitivo, puede lograrse buena calidad con trabajadores menos experimentados. Algunos de los factores más importantes para la elección del tipo de cimbra son:

Diseño de la edificación (forma, tamaño, tipo de losas, columnas, trabes, etc.)

Especificación del trabajo (acabado del concreto, rapidez de construcción, etc.)

Condiciones locales (experiencia del área, condiciones del tiempo atmosférico, características del sitio, etc.)

Organización de apoyo (capital disponible, equipo para elevar, soporte de oficina, etc.)

REQUISITOS DE LA CIMBRA

1) Debe ser construida y montada de manera que se logre la forma, el tamaño, la posición y el acabado requeridos para el concreto.

2) Debe ser lo suficientemente resistente para poder soportar la presión o

peso de concreto fresco y de cualquiera otra carga, sin distorsión, fugas, fallas o peligro de accidente para los trabajadores.

3) Debe estar diseñada y construida de manera que pueda montarse y

retirarse fácilmente, ahorrando tanto tiempo como dinero.

4) Debe ser susceptible de quitarse sin dañarse y sin ocasionar daños al concreto.

5) Debe ser susceptible de manejarse ya sea con el equipo disponible o

manualmente si fuera necesario.

6) La distribución de la cimbra debe permitir acceso para el manejo y colado del concreto y de igual importancia, deben tomarse todas las precauciones necesarias que brinden absoluta seguridad en las áreas y plataformas de trabajo.

7) Las juntas entre los elementos deben estar lo suficientemente ajustadas

para evitar fugas de lechada. La cimbra, generalmente se construye de madera; puede hacerse con ella desde un sencillo cuadrado hasta formas más complejas, dependiendo de la naturaleza del proyecto. Actualmente existen en el mercado otros materiales que son utilizados de cimbra, como son el acero y el cartón (éste último para la construcción de columnas circulares).



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MATERIALES PARA LA CIMBRA Madera: Los materiales empleados con más frecuencia para cimbras son la madera y el triplay, por la facilidad con que pueden cortarse y ensamblarse en la obra. Cuando se emplean tablas de madera o triplay, normalmente se cimbran en tableros del mayor tamaño que sea posible manejar con el equipo disponible en la obra, o de la medida conveniente para su manejo manual.

Ilustración 68. Cimbra de madera en cimentación.

Ilustración 69. Cimbra de madera en columnas.

Cuando se trata de áreas grandes y uniformes, como muros y pisos, así como para lograr formas complicadas, es más económico emplear marcos de madera con caras de triplay, especialmente si se desea utilizar muchas veces. Es preciso tener cuidado de no dañar las caras y bordes relativamente suaves durante el ensamblado, montaje y colado y debe tenerse especial cuidado al descimbrar y durante el almacenamiento. Los bordes cortados del triplay y los orificios de los pernos, deben sellarse con pintura de aluminio o pintura clorinada de hule; cualquiera de ellas prolongará la vida del triplay y aumentará el número de veces que pueda utilizarse la cimbra. Acero: Las cimbras de acero son sumamente importantes hoy en día en la construcción de concreto. Además con sus grandes resistencias, las formas de acero pueden usarse en lugares donde los otros materiales no serían factibles, como en la obra falsa de las estructuras con grandes claros. El acero se emplea de diversas maneras, siendo las siguientes las dos principales:

en sistemas patentados en cimbras especiales hechas sobre medida



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Los sistemas patentados, consisten por lo general en tableros de marcos de cajero con caras de triplay o también de acero, centros telescópicos, puntales ajustables, respaldos resistentes y una diversidad de tirantes y herrajes para colocar la cimbra en posición. Estos sistemas pueden emplearse en pisos, muros, columnas y vigas ya que proporcionan los medios más sencillos para llevar a cabo trabajos que se repetirán gran número de veces, pues pueden reinstalarse rápidamente.

Ilustración 70. Cimbra horizontal de acero

Ilustración 71. Cimbra circular de acero

Este tipo de cimbras pueden comprarse o rentarse ya listas para su uso. En un caso extremo, el equipo disponible, puede emplearse para el colado de elevadores profundos, grandes voladizos, entrepisos de gran altura, etc. Con gastos mínimos en equipo especial. Los tableros grandes para muros hechos de tableros más pequeños de madera o acero, a menudo se refuerzan empleando secciones de acero como madrinas y largueros. Las cimbras hechas sobre medida tienen generalmente un solo uso y están diseñadas para una determinada sección de la obra, como túneles colados en obra, alcantarillas, cimbras de mesa o formas raras. Este tipo de cimbra puede incluir sus propios medios de transporte y montaje y frecuentemente cuenta con un equipo mecánico, hidráulico o neumático para hacer funcionar sus partes móviles. Las cimbras de acero pueden utilizarse cien veces o más, dependiendo del cuidado que se les tengan. Debe adiestrarse al personal respecto al empleo correcto del equipo y efectuar regularmente la limpieza, lubricado y mantenimiento de éste. Otros materiales: Las formas de fibra de papel, son usadas a menudo para columnas redondas, huecos y vacíos en la construcción de puentes. Estas formas patentadas en unidades de peso ligero, de una sola pieza que pueden aserrarse para ajustarse a las vigas, salidas de servicios y otros elementos estructurales.



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Son impermeables, lo que ayuda en el curado; estas cimbras se utilizan una sola vez y deben estar adecuadamente sujetas y apuntaladas para evitar distorsiones y desplazamientos durante el colado. Como son desechables, no causan costos por limpieza, reembarque o inventario. Pueden recortarse rápidamente con sierras eléctricas o herramientas manuales.

Ilustración 72. Cimbra de papel rígido (sonotubos).

Ilustración 73. Cimbrado de columna con sonotubo.

Otros dos materiales que se usan a menudo como formas de concreto, son el plástico reforzado con fibra de vidrio y tableros aislantes. El plástico reforzado con fibra de vidrio puede rociarse sobre base de madera o puede usarse para fabricar formas especiales. Existe en el mercado una gran variedad de tableros aislantes que se usan como cimbra. Estos se fijan a las formas y cuando estas se quitan, quedan adheridos o sujetos al concreto. Las molduras de cimbras de plástico reforzado con fibra de vidrio y las de plástico moldeado al vacío, se emplean cuando las formas complicadas y los detalles en las superficies tienen que repetirse muchas veces. Si bien, estas molduras ofrecen muchas posibilidades de uso, también exigen especial atención en el colado y vibración del concreto, para evitarles fricciones y otros daños. No deben emplearse rayadores, ya que pueden dañar la superficie de la cimbra. La limpieza debe hacerse inmediatamente después del descimbrado y con frecuencia es necesario el empleo de un paño húmedo para eliminar el polvo y la pasta de cemento endurecida.



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Ilustración 74. Cimbra de fibra de vidrio para colar

losa encasetonada.

Ilustración 75. Cimbra de plástico para colar muros

de concreto.

Son muchas las piezas del equipo que se utilizan para cimbrar el concreto o para sostenerlo durante su manejo. El montaje de andamios tubulares, de sistemas especiales de tirantes y el equipo que incluye tableros de puente para cargas pesadas, son tareas que requieren de manera especial los conocimientos de un experto. Antes de iniciar el colado, toda la cimbra debe ser revisada en cuanto a seguridad se refiere, por alguien que tenga suficiente experiencia. TIPOS DE CIMBRAS Cimbras para concreto aparente: Para obtener un perfecto acabado de las piezas coladas con madera, pueden seguirse varios procedimientos según el efecto final que se desea obtener. Desde luego, el procedimiento más indicado es el darle una terminación perfectamente lisa, y esto dependerá directamente del material utilizado como cimbra. Desde luego es imprescindible el uso de vibradores para obtener un trabajo perfecto en lo que respecta a la apariencia. Cimbras especiales: Pueden quedar comprendidas dentro de este grupo aquellas cimbras que se utilizan para colar formas tales como: arcos, bóvedas y otras superficies. Para muchas de ellas, el trabajo de moldeado es probablemente más importante que el trabajo de colocado y por lo tanto, el proyecto de las mismas se debe hacer estudiando perfectamente todos los detalles. En general tiene un costo sumamente elevado, dado que son necesarios, carpinteros especializados en este tipo de trabajo. Cimbras rodantes: Cuando en una obra, se requiera colar una serie de elementos iguales tanto de sección como de longitud, se utilizan comúnmente las cimbras de tipo rodante. En aquellos lugares donde se utiliza éste tipo de cimbra, se construye el modo de una sección formada generalmente por vigas y polines, que quedan apoyadas en tubos o ruedas, permitiendo así deslizarse y colocarla en el claro siguiente.



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Posteriormente se coloca el molde en su posición definitiva antes de efectuar el colado; una vez hecho, se retira la cimbra, permitiendo que la superficie anterior pase al claro siguiente para proseguir en esta forma al colado de la superficie. Cimbras deslizantes: Estas tienen su mejor exponente en la construcción de chimeneas, para lo cual se habilita un juego completo de cimbras de aproximadamente 1.5m de altura. Para todo el perímetro, se efectúa el colado continuo, sosteniendo y elevando la cimbra por medios de gatos de tornillos, ya sea manuales o eléctricos, los cuales se apoyan sobre barras de acero duro empotrados en la cimentación. Esta cimbra adopta una sección triangular truncada, siendo más ancha en su parte inferior, con objeto de evitar que se pegue al colado. DISEÑO DE LA CIMBRA La cimbra se calculará con un factor de seguridad de 5 y se diseñarán los detalles. Además de la carga muerta formada por el peso del concreto fresco y del refuerzo de acero, se considera el peso propio de la cimbra y una carga viva uniformemente repartida de 50 kg/m2 más una carga concentrada de 300 kg. aplicada en el punto más desfavorable. Se tomará en cuenta la velocidad del colado y el método de colocación del concreto, el impacto, el empuje lateral y la vibración. En cimbras de trabes, muros, columnas, faldones, etc., obténgase el siguiente nomograma, la presión en el fondo en función de la velocidad de colado y de la temperatura ambiente. Puede interpolarse entre las líneas de la gráfica, la cual está calculada para un revenimiento de 5 cm. Para revenimientos de 10 cm. la presión aumenta del orden del 30% para temperaturas de colocación de 20 ºC a 60% para temperaturas de 5ºC. El empuje es independiente del ancho del elemento, sin embargo el efecto de arco puede ser significativo en muros de espesor de 50cm. Así, para un muro de 50cm. de espesor por 2m. de altura, la presión por efecto de arco es de unos 7000 kg/cm2 aumentando o disminuyendo 500 kg/cm2 por cada metro de aumento o disminución en altura. Por cada 10 cm. de disminución en el espesor, esta presión por arco disminuye en 1000 kg/cm2. Encontrada la presión, iguálense la fórmula de flecha con la flecha máxima admisible para calcular la separación entre yugos de la cimbra. y= wL4/185EI Esta fórmula representa el caso intermedio entre la condición simplemente apoyada y la condición doblemente empotrada. w= Carga vertical o presión, en kg/cm2 E= Módulo de elasticidad de la madera = 100,000 kg/cm2 y para triplay-cimbra = 60,000 kg/cm2



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L=Longitud del claro en cm. I= bh3/12= Momento de inercia de la sección de la cimbra de contacto en cm, siendo b el ancho y h el peralte o espesor. Conviene considerar una faja elemental con ancho b= 1cm. La flecha máxima permisible es: Concreto aparente 1/500 del claro En concreto No aparente 1/300 del claro. Los tablones en contacto Considerar como claro la distancia o separación entre apoyos de los tablones en contacto. Además de cumplir el requisito de flecha, debe verificarse que la fatiga de trabajo sea igual o menor a 60 kg/cm2. Esta f es conservadora aún para madera recién aserrada con contenido de humedad entre 150 y 200% o más. La madera para y de cimbra tiene contenidos de humedad de 7 a 50%, y por lo general está arriba del 18%, es decir, se trata de madera verde. La fatiga admisible es de 60 kg/cm2 y de 10 kg/cm2 a compresión y cortante paralelo a la fibra de la madera. Esta fatiga admisible puede ser hasta 50% mayor en madera de primera por tratarse de cargas eventuales de corta duración. Debe hacerse la verificación de fatigas aplicando el momento flexionante máximo M= (WL2/10) mas (PL/6), para el caso intermedio entre la condición simplemente apoyado y la condición doblemente empotrado. Obtenido el momento total, se aplica la fórmula de la escuadría: f=My/l. Siendo P=La carga concentrada en kg y=distancia del eje neutro a la fibra más alejada = h/2 Los procedimientos de cálculos señalados son para duela o triplay rigidizados o apoyados en yugos, atiezadores o cargadores. Para otro tipo de cimbras, por ejemplo, tarimas, el criterio de cálculo cambia. Los pies derechos se tratan como columnas largas cuando 10≤L/b<50, a partir de la fórmula de Euler: P=k¶2EI/L2 Siendo: K=1, para columna articulada en sus extremos ¶² ≡ 10, por lo tanto b= 4 2120 pL ; siendo b=lado de la pieza en cm.; p=carga vertical en toneladas; L=claro o altura en m. Ejemplo: Un polín o pié derecho muy usual de 10X10X250cm soportará 13.3 ton.



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Nota: En casos especiales revisar por flambeo. En las previsiones de diseño, se cuidará el diseño de detalle para que el descimbrado pueda efectuarse con facilidad, para no recurrir a marros o palancas que estropeen la cimbra y el concreto. El piso de desplante se debe nivelar y apisonar. Si es posible, se deben construir los firmes para pisos previos al cimbrado. MONTAJE Aunque la cimbra es una estructura temporal, fácilmente desmontable y transportable, está diseñada para soportar las presiones y cargas probables que ocurran durante el colado. Es responsabilidad del encargado del montaje revisar que todos los dispositivos, herrajes y seguros estén en la posición correcta y que se mantengan firmes y rígidos durante el colado.

Ilustración 76. Montaje de cimbra.

Cada obra es diferente y tienen sus problemas particulares, sin embargo, las siguientes observaciones pueden ser de ayuda para evitar problemas serios.

1) Cada tablero debe utilizarse en la posición correcta y claramente numerado para evitar equivocaciones.

2) Es necesario verificar que los puntales, madrinas, apoyos, cierres y

amarres de muros tengan el espaciamiento requerido.

3) Los puntales y soportes deben estar bien contraventeados y tener un apoyo firme.



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4) Es preciso apretar bien todas las tuercas de los pernos o amarres de muros y quitar las piezas separadoras temporales. Se debe verificar también que nada haya caído dentro de la cimbra.

5) En los colados elevados, es necesario verificar que el borde inferior del

tablero, quede bien apoyado contra el concreto endurecido del colado anterior. Para concreto aparente es preciso utilizar tiras de espuma plástica en las juntas, en los topes de tableros y en las juntas de construcción, para evitar escurrimientos de lechado.

6) Cualquier pieza de relleno o tablero de cierre, debe coincidir con la cimbra

principal, para lo cual se distribuyen de manera que los tableros principales no sufran daños al fijarse o descimbrase. Hay que evitar barrenar agujeros y cortar tableros estándar.

7) Los agujeros que se hagan en las cimbras en obra, deben ser nítidos para

facilitar el remiendo o rellenado. Las cimbras de madera se barrenan por la cara para evitar astilladuras en la superficie.

8) Todas las tablas y cierres se deben clavar ligeramente para que

permanezcan en el concreto al descimbrar.

9) Los insertos y cajas que puedan colocarse en posición antes del colado, deben estar firmemente sujetos.

10) Se darán instrucciones claras respecto a cualquier pieza que deba

colocarse durante el colado.

11) Se debe eliminar la suciedad, las rebabas, los cortes de alambre, los clavos, etc., de la cimbra; los cortes de alambre y los clavos mancharán tanto la cimbra como el concreto.

12) Se verificará que haya accesos adecuados y que las plataformas de trabajo

estén en su sitio, para seguridad de la cuadrilla de trabajadores, así como la colocación de los barandales y zoclos necesarios.

13) Las cimbras en pendiente y las de tapa horizontal, están sujetas a

presiones ascendentes del concreto fresco y es necesario sujetarlas firmemente.

14) Las secciones grandes prefabricadas de cimbra, deben marcarse con su

respectivo peso y antes de montarlas, se deberá verificar la capacidad de la grúa en el área del trabajo. Normalmente las secciones están provistas de puntos de izaje. Cuando sea necesario, pueden utilizarse vigas de extensión o de izaje para evitar las distorsiones.



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Cuando se utilicen sistemas patentados, debe interpretarse bien las instrucciones del fabricante y contar con las herramientas especiales necesarias antes de iniciar el trabajo. APUNTALAMIENTO Se han dado casos de derrumbes de cimbras debido al empleo de puntales defectuosos o al uso incorrecto de puntales de cajero ajustables. Por razones obvias de seguridad, la colocación correcta de los puntales es vital. La capacidad de carga de los puntales de acero ajustables se reduce considerablemente si estos se colocan fuera de la plomada o si la carga se aplica fuera del centro. Los largueros sostenidos por puntales no deben estar más de 25mm fuera del centro de la cabeza del puntal. En cuarenta puntales no debe de haber más de uno fuera de plomada. La verticalidad de los puntales, se verificará aplicando la plomada a los puntales de los extremos de cada fila, con un nivel de 1m y observando los restantes desde esos puntos.

Ilustración 77. Apuntalamiento en cimbra.

No debe emplearse el puntal que tenga cualquiera de los siguientes defectos:

Un doblez o una arruga en el tubo. Corrosión que pase de la superficie La cabeza o la placa de base dobladas El pasador defectuoso o dañado.

Se verificará sobre todo, que los puntales tengan apoyo firme y que se empleen separadores, excepto cuando se apoyen directamente a una base de concreto.



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Ilustración 78. Apuntalamiento vertical

Ilustración 79. Apuntalamiento horizontal.

REVISIONES ANTES DE INICIAR EL COLADO Es de esperarse un colado exitoso, cuando se ha aplicado un buen método de cimbrado y el trabajo se ha llevado a cabo, de acuerdo con las intenciones previamente establecidas por los responsables de obra. Sin embargo, desde el punto de vista de la precisión y la seguridad, el supervisor debe hacer siempre una cuidadosa y minuciosa inspección de la cimbra, inmediatamente después de montarla y antes de iniciar el colado. Esta inspección debe ofrecer respuestas satisfactorias a las siguientes preguntas:

1) ¿Están bien asegurados pernos y cuñas, previniendo el aflojamiento por vibración?

2) ¿Se ha utilizado el número correcto de amarres y están en la posición correcta?

3) ¿Están bien apretados todos los amarres? 4) ¿Están en la posición correcta y firmemente sujetos todos los insertos,

formadores de vacío y accesorios de colado? 5) ¿Están bien asegurados todos los topes? 6) ¿Están selladas todas las juntas para evitar pérdidas de lechada,

especialmente donde la cimbra está contra un puntal? 7) ¿Está la cimbra correctamente alineada y nivelada? 8) ¿Están todos los puntales a plomo y espaciados correctamente? 9) ¿Están los puntales y tirantes bien apretados y asegurados? 10) ¿Puede descimbrarse sin dañar el concreto? 11) ¿Se ha aplicado ya el aditivo desmoldante? ¿Es el aditivo correcto? 12) ¿El acero de refuerzo es el correcto? 13) ¿El acero de refuerzo tiene el recubrimiento apropiado? ¿Hay suficientes

espaciadores?



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14) ¿Están las cimbras libres de suciedad y de pequeños trozos de madera y de metal? Los pequeños trozos de alambre de amarre manchan la cara del concreto.

15) ¿Existe el acceso adecuado para llevar a cabo el colado y la compactación?

16) ¿Puede hacerse durante el colado los insertos y cajas necesarias? 17) ¿Está disponible todo el equipo auxiliar, como vibradores, lámparas, tolvas

y herramientas manuales? 18) ¿Están listos el equipo de curado y las cubiertas? Especialmente si es

invierno. 19) ¿Se han insertado ya los barandales de seguridad y los zoclos necesarios?

Después de que el maestro de obra y el supervisor responsable hayan llevado a cabo la primera revisión, el trabajo será inspeccionado por el administrador de obra o por el ingeniero residente, antes de iniciar el colado. Estas revisiones previas, junto con una revisión general de la seguridad y firmeza de la cimbra, evitarán accidentes, lesiones e incluso pérdida de vidas. COLADO En el momento de colar el concreto, alguien con experiencia en la construcción de cimbras, de preferencia el maestro de obra, debe estar pendiente de cualquier situación peligrosa que pudiera surgir y aplicar los medios para remediarla oportunamente. Para poder hacerlo, debe tener a la mano una dotación suficiente de los materiales necesarios, como puntales, pernos, etc., a fin de hacerse cargo de cualquier emergencia. En puntos apropiados, deben fijarse dispositivos y cuerdas de aviso, para tener siempre bajo control de alineamiento, el pandeo y la plomada, mientras se está colando el concreto. Los escurrimientos de lechada indican que las juntas no fueron suficientemente ajustadas o que hubo algún movimiento durante el colado. Las vibraciones que se transmiten a la cimbra pueden ser considerables y aflojar cuñas y accesorios, por lo tanto, debe vigilarse estrechamente que ninguno de los ajustes se haya aflojado. Asimismo, deben revisarse y apretarse regularmente todas las cuñas. Cualquier fuga de concreto o escurrimiento de lechada, debe limpiarse de la cimbra inmediatamente después del colado. Esto facilitará el descimbrado y la limpieza y es particularmente importante tratándose de cimbras de acero y tableros grandes, en los que el escurrimiento de concreto adherido aumenta considerablemente el peso de la sección. Los separadores de madera para mantener la cimbra a cierta distancia, como los que se emplean en muros, deben quitarse conforme procede el colado.



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Cuando se emplean varillas corrugadas para hacer agujeros, deben aflojarse antes de que fragüe el concreto y sacarse lo más pronto posible; si la varilla permanece en su sitio durante la noche, será más difícil descimbrar sin dañar la cimbra. DESCIMBRADO El descimbrado puede efectuarse una vez que el concreto ha adquirido la resistencia suficiente para autosostenerse y soportar otras cargas que se le apliquen. Las especificaciones de la obra generalmente proporcionan guías respecto al momento propicio para descimbrar, que puede regirse por el tamaño y forma del elemento, la mezcla de concreto y el clima.

Ilustración 80. Descimbrado de columnas.

Los muros, columnas y costados de vigas pueden descimbrase por regla general dentro de las 12 o 18 horas siguientes al colado de concreto, pero puesto que el concreto aún estará fresco y puede daflarse fácilmente, debe tenerse mucho cuidado; esto es particularmente importante a bajas temperaturas, cuando puede ser necesario dejar puestas las cimbras más tiempo de lo normal. Al llegar el momento de descimbrar, los amarres y abrazaderas deben aflojarse gradualmente, para evitar que el último amarre se empaste. Al quitar los pernos, amarres y tornillos, deben colocarse en cajas. No deben de tirarse al suelo con la intención de recogerlos más tarde. Si la cimbra no se desprende fácilmente, debe aflojarse cuidadosamente y mediante cuñas de madera dura. El empleo de barretas para desprender la cimbra del concreto, invariablemente dafla tanto el concreto como la cimbra. Es mejor dejar piezas de bloqueo en su sitio el mayor tiempo posible, ya que protegen los bordes y finalmente se contraen haciendo mas fácil su remoción.



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Al descimbrar plafones, los puntales deben aflojarse uniformemente poco a poco, comenzando por el centro del claro hacia los apoyos. Si se hace el descimbrado desde los apoyos hacia el centro, puede provocarse una sobrecarga en los puntales del centro del claro, debido a la deflexión de la losa o viga bajo su propio peso. El descimbrado súbito en el que se quitan de un tirón grandes áreas de cimbra, nunca debe permitirse, pues es peligroso y puede lesionar a los trabajadores, además no solo causa daños a la cimbra, sino que también puede dañar la estructura debido a la carga súbita. Si se desprenden grandes secciones de cimbra, es preciso tener cuidado de que no sean dañadas por el andamiaje u otros salientes y que finalmente se coloquen sobre superficies a nivel para que no se tuerzan o deformen. Es preciso sacar o clavar totalmente los clavos salientes de la cimbra al descimbrar el concreto, pues éstos podrían causar muchas lesiones a los trabajadores. Los demás trabajadores deberán estar lejos del área de descimbrado ya que los accidentes ocurren muy fácilmente. La persona que controla las grúas que ayudan al descimbrado, deben conocer y emplear el código correcto de señales para dirigir al operador. LIMPIEZA La cimbra debe limpiarse perfectamente tan pronto como finalice el descimbrado, de ninguna manera debe dejarse sucia hasta el momento de requerirla de nuevo. Las cimbras de madera o de triplay, se limpiarán con un cepillo duro para eliminar el polvo y la lechada. Puede usarse un raspador de madera para quitar trozos de lechada muy adheridos. Nunca deberá usarse raspadores de acero sobre el triplay. Tratándose de plástico reforzado con fibra de vidrio u otros plásticos, bastará un paño húmedo y un cepillo. Cuando sea necesario almacenar cimbras de acero o cuando no se vayan a utilizar pronto, es conveniente aplicarles una ligera capa de diesel o aceite para evitar la corrosión. Si las cimbras de madera o triplay no van a volver a utilizarse pronto, también deberán recubrirse con una ligera capa de aditivo desmoldante. Al mismo tiempo, las depresiones, rajaduras y agujeros de clavos pueden repararse con madera plástica o algún material similar que después se lijará. Los agujeros innecesarios pueden rellenarse con algún material adecuado como madera plástica, lijando después hasta obtener una superficie uniforme.



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ALMACENAMIENTO Después de limpiar toda la cimbra y de recubrir de aceite la que se requiera, los tableros y sus componentes deben almacenarse y protegerse adecuadamente hasta que los vuelva a requerir. No debe dejarse tirado ninguno de los elementos, a menos que vaya ser utilizado inmediatamente, pues de lo contrario se dañarán o serán empleados para otros fines. La regla principal que debe regir el almacenamiento es evitar daños. La cimbra está más expuesta al deterioro cuando no está en uso, que cuando se está montando o desmontando. El cuidadoso apilamiento de los tableros de cimbra evita daños y reparaciones innecesarias. El almacenamiento ordenado de la cimbra y sus componentes es esencial si se quieren iniciar sin demora trabajos posteriores. Los tableros y planchas de triplay, se almacenarán de preferencia colocados horizontalmente sobre una base plana, con el objeto de evitar que se tuerzan y procurando apilarlos con las caras encontradas para protegerlas. Es más conveniente estibar los tableros grandes de canto y en bastidores especiales. Las madrinas y los puntales sueltos deben numerarse y almacenarse con sus respectivos tableros. Los números pintados en los tableros permiten identificarlos más fácilmente. Si la cimbra no va a emplearse inmediatamente, las estibas deben protegerse del sol y de la lluvia mediante lonas u hojas de plásticos, de manera que tengan ventilación Los aditamentos pequeños, tales como pernos, amarres, cuñas y llaves, deben conservarse en cajas. Los aditamentos mayores como abrazaderas y puntales deben almacenarse por encima del nivel del suelo para evitar que se enloden. Los extintores deben estar en buenas condiciones y encontrarse en lugares accesibles del área de almacenamiento. Un área de almacenamiento ordenado reduce riesgos de daños, pérdida o desgaste y facilita la localización de la cimbra en el momento de requerirla nuevamente. ADITIVOS DESMOLDANTES El propósito principal al tratar las cimbras con aditivos desmoldantes es facilitar el descimbrado. Solo algunas cimbras, cuyas caras están ya tratadas con ciertos materiales como el poliestireno expandido, no requieren la aplicación de un aditivo desmoldante. Existen diversos tipos de aditivos desmoldantes y cada uno de los distintos materiales con que se hacen las caras de las cimbras, como madera, acero y fibra



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de vidrio, requiere un aditivo desmoldante diferente. Es importante, por lo tanto, asegurarse de que se está empleando el agente correcto. Los tres tipos más comunes de desmoldantes son: 1.- Aceites puros empleados principalmente en caras de acero, aunque también pueden emplearse en madera y triplay. 2.- Emulsiones de crema moldeadora empleadas en madera o triplay. Un buen aditivo desmoldante para usos generales. 3.- Aditivos desmoldantes químicos empleados en todo tipo de caras de cimbra, recomendados para trabajos de alta calidad. Para contrarrestrar su absorbencia, las maderas nuevas y las no tratadas, así como el triplay, deben recubrirse con un aditivo desmoldante apropiado, por lo menos 36 horas antes de utilizarlas. Después debe aplicarse una segunda capa antes de emplearlas por primera vez. Para usos subsecuentes bastará con una aplicación normal. No debe emplearse aceite de un envase que no esté claramente etiquetado, a menos de que se tenga la absoluta seguridad de que es un desmoldante. Se fabrican aditivos desmoldantes adecuados para diversos requisitos y deben observarse cuidadosamente las instrucciones del fabricante. Si las instrucciones de la etiqueta no pueden leerse con facilidad, se averiguará si deben tomarse precauciones especiales. El error más común que se cometen al emplear aditivos desmoldantes es aplicarlos en exceso, esto puede manchar el concreto. Por otra parte, si no se aplica lo suficiente, se dificulta el descimbrado con posibles daños al concreto y a la cimbra. Se considera como cantidad correcta la aplicación de una capa delgada y uniforme, mediante una brocha, rodillo o mejor aún, por aspersión. Si por equivocación se aplica demasiado, se limpiará el excedente con un trapo limpio. TOPES Y JUNTAS Es más conveniente colocar los topes donde el acero de refuerzo es menos denso, aunque dicha posición podrá ser alterada de acuerdo con los requisitos estructurales o el programa de construcción. Cualquiera que sea la razón para poner un tope o hacer una junta, deben tomarse las medidas necesarias para formar la junta, exactamente en concordancia con los detalles y sobre todo de manera que pueda ser descimbrada con facilidad. Algunas veces, es necesario que los topes aseguren la posición correcta de las varillas de continuidad para los trabajos subsecuentes, lo que requiere un cuidado especial, para pode asegurar que está a prueba de escurrimientos y que pueden sacarse del concreto endurecido.



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El metal desplegado es un material útil, que puede emplearse para topes en lugar de madera, teniendo la ventaja de que algunas veces puede dejarse en su sitio. SUPERVISION E INSPECCIÓN Uno de los aspectos más importantes de la cimbra es la inspección o supervisión de la misma. Los puntos más importantes que hay que cuidar al proceder a su revisión son los siguientes: Antes de iniciar los trabajos de cimbras, hay que suministrar al contratista, si es que no las tiene, unas especificaciones generales acerca de los trabajos de cimbra que va a realizar, entendiéndose que el contratista es el responsable de estos trabajos. Con esto se evitarán malas interpretaciones posteriores.



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2.4. ACERO DEFINICION El acero es una aleación de hierro y carbono y que puede contener otros elementos aleatorios, los cuales, le confieren propiedades mecánicas específicas para su utilización en la industria metalmecánica.

Ilustración 81. Utilización del acero.

COMPONENTES DEL ACERO Aluminio (Al). El Aluminio es usado principalmente como desoxidante en la elaboración de acero. También reduce el crecimiento del grano al formar óxidos y nitruros. Azufre (S): El Azufre se considera como un elemento perjudicial en las aleaciones de acero. Sin embargo, en ocasiones se agrega hasta 0.25% de azufre para mejorar la maquinabilidad. Los aceros altos en azufre son difíciles de soldar y pueden causar porosidad en las soldaduras. Carbono (C): Carbono es el elemento de aleación mas efectivo, eficiente y de bajo costo. Cuando el acero se enfría mas rápidamente, el acero al carbón muestra endurecimiento superficial. El carbón es el elemento responsable de dar la dureza y alta resistencia al acero. Boro (B). El Boro logra aumentar la capacidad de endurecimiento cuando el acero está totalmente desoxidado. Una pequeña cantidad de Boro, (0.001%) tiene un efecto marcado en el endurecimiento del acero, ya que también se combina con el carbono para formar los carburos que dan al acero características de revestimiento duro.



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Cobalto (Co): El Cobalto es un elemento poco habitual en los aceros, ya que disminuye la capacidad de endurecimiento. Sin embargo, se puede usar en aplicaciones donde se requiere un revestimiento duro para servicio a una alta temperatura, ya que produce una gran cantidad de solución sólida endurecedora, cuando está disuelto en ferrita o austenita. Cobre. (Cu): El Cobre aumenta la resistencia a la corrosión de aceros al carbono. Cromo (Cr): El Cromo es un formador de ferrita, aumentando la capacidad de endurecimiento. Así mismo, aumenta la resistencia a altas temperaturas y evita la corrosión. El Cromo es un elemento principal de aleación en aceros inoxidables y debido a su capacidad de formar carburos, se utiliza en revestimientos o recubrimientos duros de gran resistencia al desgaste. Fósforo (P) : Se considera al igual que el azufre, un elemento perjudicial en los aceros, ya que reduce la ductilidad y la resistencia al impacto. Sin embargo, en algunos tipos de aceros, se agrega deliberadamente para aumentar su resistencia a la tensión y mejorar la maquinabilidad. Manganeso (Mn): El Manganeso es uno de los elementos fundamentales e indispensables. Está presente en casi todas las aleaciones de acero. El Manganeso es un formador de austenita y al combinarse con el azufre, previene la formación de sulfuro de hierro en los bordes del grano, altamente perjudicial durante el proceso de laminación. El Manganeso se usa para desoxidar y aumentar su capacidad de endurecimiento. Molibdeno (Mo) : El Molibdeno también es un elemento fundamental del acero, ya que aumenta mucho la capacidad de endurecimiento, su resistencia al impacto, además de aumentar su capacidad para soportar las bajas temperaturas. Nitrógeno (N): El Nitrógeno puede agregarse a algunos tipos de acero, para promover la formación de austenita. También, para reducir la cantidad de Níquel en los aceros inoxidables. El Nitrógeno afecta las propiedades mecánicas del acero. Níquel (Ni): Es el principal formador de austenita, que aumenta la tenacidad y resistencia al impacto. El Níquel se utiliza mucho en los aceros inoxidables, para aumentar la resistencia a la corrosión. También ofrece propiedades únicas para soldar Fundición. Plomo (Pb): El Plomo es un ejemplo de elemento casi insoluble en Hierro. Se añade plomo a muchos tipos de acero para mejorar en gran manera su maquinabilidad. Titanio (Ti): Básicamente, el Titanio se utiliza para estabilizar y desoxidar acero, aunque debido a sus propiedades, pocas veces se usa en soldaduras.



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Tungsteno (W): El Tungsteno se añade para impartir gran resistencia a alta temperatura. El Tungsteno también forma carburos, que son excepcionalmente duros, dando al acero una gran resistencia al desgaste, para aplicaciones de revestimiento duro o en acero para la fabricación de herramientas. Vanadio (V): El Vanadio facilita la formación de grano pequeño y reduce la pérdida de resistencia durante el templado, aumentando por lo tanto, la capacidad de endurecimiento. Así mismo, es un formador de carburos que imparten resistencia al desgaste en aceros para herramientas manuales, de corte, etc. CLASIFICACION Los diferentes tipos de acero se agrupan en cinco clases principales: Aceros al carbono: Más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1.65% de manganeso, el 0.60% de silicio y el 0.60% de cobre. Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran las estructuras de construcción de acero. Aceros aleados: Estos aceros contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Aceros de baja aleación ultrarresistentes.: Esta familia es la más reciente de las cinco grandes clases de acero. Los aceros de baja aleación son más baratos que los aceros aleados convencionales, ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación. Sin embargo, reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. En la actualidad, se construyen muchos edificios con estructuras de aceros de baja aleación. Las vigas pueden ser más delgadas sin disminuir su resistencia, logrando un mayor espacio interior en los edificios. Aceros inoxidables: Los aceros inoxidables contienen, cromo, níquel y otros elementos de aleación, que los mantienen brillantes y resistentes a la oxidación. A pesar de la acción de la humedad o de ácidos y gases corrosivos, algunos aceros inoxidables son muy duros, otros son muy resistentes y mantienen esa resistencia durante largos periodos a temperaturas extremas. Aceros de herramientas: Estos aceros se utilizan para fabricar muchos tipos de herramientas, cabezales de corte y modelado de máquinas empleadas en diversas operaciones de fabricación. Contienen volframio, molibdeno y otros elementos de aleación, que les proporcionan mayor resistencia, dureza y durabilidad. Además de los componentes principales indicados, los aceros incorporan otros elementos químicos, algunos perjudiciales como el azufre y el fósforo, los cuales pueden provenir de la chatarra o el proceso de fabricación. Otros se añaden



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intencionalmente para la mejora de alguna de las características del acero, o bien, para incrementar la resistencia, ductilidad, dureza, etc, facilitando algún proceso de fabricación como puede ser el mecanizado. En este caso podemos encontrar elementos de aleación como el níquel, el cromo, el molibdeno, etc. PROPIEDADES Densidad: Relación de una masa definida a su volumen. En el caso del acero es: 7.85 g/cm3. Dureza. Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) ó unidades ROCKWEL C (HRC), mediante test del mismo nombre. Endurecimiento: Habilidad del acero de ser endurecido, como por temple y revenido. Ductilidad: Habilidad del acero de ser doblado, torcido, o cambiado de forma sin que se rompa. Maleabilidad: La habilidad del acero de ser deformado permanentemente, mediante cualquier método que ejerza presión, como Laminación, Forjado, Trefilado, etc. Resistencia: La habilidad del acero de resistirse a la deformación. Se expresa en unidades de fuerza sobre unidades de área. Conductividad Térmica: La habilidad del acero de transferir calor a través de su masa, siendo ésta menor que la del cobre. Conductividad Eléctrica: Capacidad del acero de conducir una corriente eléctrica, siendo también menor que la del cobre. Resistencia al desgaste. Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material. Tenacidad. Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir fisuras (resistencia al impacto). Maquinabilidad. Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.



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ACERO DE REFUERZO Debido a que el concreto es relativamente frágil a la tensión, se requiere refuerzo que consiste en varillas de acero, torones o alambres para absorber los esfuerzos de tensión, cortante y algunas veces de compresión en una pieza o estructura de concreto. También se requiere refuerzo de acero para amarrar los elementos verticales y horizontales, reforzar las orillas alrededor de los vanos, minimizar el agrietamiento por contracción y controlar la dilatación y la contracción térmica. Todo el refuerzo debe ser diseñado por un ingeniero especializado en estructuras. El refuerzo horizontal y/o vertical se usa en todos los tipos de estructuras de concreto en donde las fuerzas de tensión o de cortante pueden agrietar o romper el concreto. El refuerzo horizontal ayuda a resistir las fuerzas de tensión y el refuerzo vertical ayuda resistir las fuerzas de cortante. El acero de refuerzo debe estar protegido por el concreto circundante contra la corrosión y el fuego. TIPOS DE REFUERZO Los refuerzos mas comunes para el concreto son; la varilla de acero y la malla electrosoldada. Las varillas de refuerzo. Son secciones de acero roladas en caliente con nervaduras u otras deformaciones para una mejor adherencia mecánica con el concreto. El número de la varilla se refiere a sus diámetro en octavos de pulgada –por ejemplo, una varilla del No.5 tiene un diámetro de 16mm (5/8). Dichas varillas se fabrican tanto en acero laminado en caliente como en frío. Los diámetros usuales de varillas producidas en México, varían de ¼” a 1 ½”.

Tabla 4. Diámetros de varillas comerciales.

DENOMINACION DE VARILLA

núm.2

PESO UNITARIO

lb/ft. DIÁMETRO

pulg.

ÁREA DE SU SECCION

TRANSVERSALPERÍMETRO

pulg. 3 0.376 0.375 0.11 1,178 4 0.668 0.500 0.20 1,571 5 1,043 0.625 0.31 1,963 6 1,502 0.750 0.44 2,356 7 2,044 0.875 0.60 2,749 8 2,670 1,000 0.79 3,142 9 3,400 1,128 1.00 3,544 10 4,303 1,270 1.27 3,990 11 5,313 1,410 1.56 4,430 14 7.65 1,693 2.25 5.32 18 13.60 2,257 4.00 7.09



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Los números de una varilla, se basan en el número de octavos de pulgada incluidos en el diámetro nominal de las varillas. Todas las barras, con excepción del alambrón de ¼ de pulg., que generalmente es liso, tienen corrugaciones en la superficie para mejorar su adherencia al concreto. Todo el acero empleado en la fabricación de varillas de acero reforzado es dúctil.

Ilustración 82. Muestra de varilla corrugada en sus

principales diámetros.

La tela de alambre soldada. Consiste en una cuadrícula de alambres o varillas de acero soldados en todos los puntos de intersección. Comúnmente la tela se usa para suministrar refuerzo por temperatura en las losas, pero los calibres mayores también se pueden usar para reforzar los muros de concreto. La tela se designa por el tamaño de la cuadrícula en pulgadas seguida de un número que indica el calibre del alambre o el área transversal de la sección.

Ilustración 83. Malla electrosoldada.



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El acero es del tipo trabajado en frío, con refuerzos de fluencia del orden de 5000 kg./cm2. El espaciamiento de los alambres varía de 5 a 40 cm. y los diámetros de 2 a 7 mm., aproximadamente. En algunos países, en lugar de alambres lisos, se usan alambres con algún tipo de irregularidad superficial, para mejorar la adherencia. El acero que se emplea en estructuras presforzadas es de resistencia francamente superior a la de los aceros descritos anteriormente. Su resistencia última varía entre 14000 y 22000 kg/cm2 y su límite de fluencia, definido por el esfuerzo correspondiente a una deformación permanente de 0.002, entre 12000 y 19000 kg/cm2.

En la siguiente tabla, se muestra las diferentes presentaciones de la malla electro soldada comercial:

Tabla 5. Mallas electrosoldadas comerciales.

Diseño Alambre Malla

Diàmetro (mm) Área cm2Área de acero

(cm2) Peso

(kg/m2) 6x6-2x2 6-67 0.35 2.29 3.62 6x6-4/4 5.72 0.26 1.68 2.67 6x6-6/6 4.88 0.19 1.22 1.93 6x6-8/8 4.11 0.13 0.87 1.37

6x6-10/10 3.43 0.09 0.6 0.95 8x8-8/8 4.12 0.13 0.65 1.02

10/10-10/10 3.43 0.09 0.45 0.57 PRUEBA DE TENSIÓN EN LAS VARILLA DE REFUERZO El índice de resistencia utilizado en el caso del acero, es su esfuerzo de fluencia (fy). Este se determina en una prueba de tensión, en una velocidad de carga especificada; midiendo además deformaciones, generalmente en una longitud de 20 cm. El esfuerzo de fluencia se calcula sobre la base del área nominal. A continuación, se muestra el procedimiento para realizar la prueba de tensión a un espécimen de acero (varilla).

1.- ALCANCE Comprobar si las varillas de un determinado lote cumplen con las especificaciones ASTM y la DGN para las pruebas de tensión y doblado.



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Ilustración 84. Corte de espécimen de acero.

Ilustración 85. Medición de espécimen.

2.- MATERIALES Y EQUIPO En la probeta, conteniendo agua, se introducen cada uno de los especimenes anotándose la diferencia de volúmenes inicial y final en un registro. Debe tenerse cuidado que al introducir el espécimen en el agua, esto no produzca burbujas de aire. La lectura obtenida es la indicada en la parte inferior del menisco; medidas las longitudes respectivas se procedió a efectuar la división del volumen resultante entre la longitud y cuyo cociente determina el área del pedazo de varilla en cuestión. 3.- PROCEDIMIENTO DE LA PRUEBA En la máquina universal de pruebas se colocan los especimenes a los que previamente les fueron hechas dos marcas en donde se colocarán las mordazas del cabezal móvil y del cabezal fijo. Medir la longitud entre los puntos.

Ilustración 86. Colocación de espécimen en la

máquina universal de pruebas.

Ilustración 87. Espécimen colocado correctamente para prueba de tensión.



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Tabla 6. Registro del muestreo. Esp.n.s. Longitud.

cm. peso gr. Vol.inicial.

cm3 Vol. final .

cm3 Volumen neto. cm3

Vol./long . cm3/ cm2

Área cm2 kg/m

4.- RESULTADOS La prueba de tensión, el espécimen sometido a ensayos experimentó sucesivamente deformaciones elásticas cada vez mayores, hasta que pasando cierto límite, estas deformaciones se hicieron permanentes; el material se disgregó rompiéndose finalmente.

Ilustración 88. Espécimen sometido a la carga

máxima de tensión.

Ilustración 89. Resultado del espécimen

sometido a la prueba de tensión.

Se anotan las lecturas hechas de la carga crítica y la carga máxima, midiéndose también las longitudes inicial y final para obtener el porcentaje de elongación.

Tabla 7. Registro de lecturas de carga crítica y carga máxima. Esp.nº Diam.

nom. pulg.

Long. inicial cm.

Carga critica

kg

Carga máxima

kg

Área cm2

Long. final cm.

Carga critica

unitaria

Carga máxima unitaria

% de elongación

La prueba de doblado señalada por las normas DGN 36-54 y ASTM A15-58T consiste en doblar en frío la varilla del diámetro especificado en un determinado ángulo. Se coloca la varilla sobre dos apoyos consistentes en un par de discos giratorios para mover la pieza libremente.



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El dispositivo que produce el doblado, consiste esencialmente de un perno o mandril intercambiable sujeto a una barra; este dispositivo fue colocado en el cabezal móvil de la máquina y que produce el doblamiento de la varilla al ser accionado para descender. La varilla sometida a la prueba, para cumplir con la especificación del doblado en frío, no debe presentar después de ella, escamientos, ni agrietamientos. Generalmente el tipo de acero se caracteriza por el límite de esfuerzo de fluencia. En México se cuenta con una variedad relativamente grande de aceros de refuerzo. Las barras laminadas en caliente pueden obtenerse con límites de fluencia desde 2300 hasta 4200 kg./cm2. El acero trabajado en frío alcanza límites de fluencia de 4000 a 6000 kg./cm2. Una propiedad importante que debe tenerse en cuenta en refuerzos con detalles soldados es la soldabilidad. La soldadura de aceros trabajados en frío debe hacerse con cuidado. Otra propiedad importante es la facilidad de doblado, que es una medida indirecta de ductilidad y un índice de su trabajabilidad.

Tabla 8. Grados del acero

25 2530 126528 (40) 2810 140035 (50) 3515 1750

42 (60) 4218 210052 (75) 5273 2630

63 6327 3160

Grado estructural (resistencia normal)

Límite de fluencia (f'y=kg/cm2)

Fatiga de trabajo (fs=kg/cm2)

Grado duro (alta resistencia)

REQUISITOS COMPLEMENTARIOS DEL REFUERZO Independientemente de la forma, la cantidad de refuerzo, su posición, etc, para que las varillas puedan desarrollar las funciones para las que fueron colocadas, hay que tener cuidados sencillos, pero muy importantes: recubrimiento, anclajes, traslapes. RECUBRIMIENTO El recubrimiento o cantidad de concreto alrededor de una varilla, es fundamental para protegerla de la corrosión por oxidación del acero ante la acción del medio ambiente y a la vez proporciona que el anclaje de las varillas en el concreto de las corrugaciones propias de cada varilla.



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El recubrimiento mínimo a emplearse dependerá del tamaño máximo de la grava que se utilice en el concreto, para lograr que entre las varillas y la sombra fluya bien el concreto durante el colado. Para garantizar el recubrimiento y la formación de huecos en el colado, se recomienda aplastar los moños o gasas de los nudos de los amarres, para que no estorben el paso del concreto. ANCLAJE El anclaje de las varillas en el concreto se realiza a través de las corrugaciones de esta. Dependiendo del diámetro de la varilla se dará una mayor o menor longitud en el extremo de la varilla, para garantizar un anclaje correcto. Como una regla práctica pude tomarse esta longitud como 40 veces el diámetro de la varilla. Cuando una varilla se ancla en algún elemento de concreto, esto se hace a través de una varilla en escuadra, la cual deberá medir 40 diámetros de la varilla anclada, medida desde la superficie de concreto donde se ancla. Si el elemento de concreto donde quiera anclarse, no tiene las dimensiones suficientes para alojar la escuadra de 40 diámetros, será necesario doblar la varilla en forma de gancho y colocar un pasador en ese gancho. El pasador no es otra cosa que un pedazo de varilla generalmente de desperdicio, que se coloca en forma perpendicular.

Ilustración 90. Anclaje

Para mejorar la transferencia de fuerzas de tensión al acero, el refuerzo con frecuencia está anclado por: doblez, ganchos, soportes y estribos, bastones y traslapes.



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DOBLEZ Se hará en frío. Cuando se permita doblar mediante calentamiento, la temperatura no excederá de 530ºC que se reconoce por el color rojo café que adquiere el acero (400ºC para aceros torcidos o estirados en frío) comprobando con lápices de fusión (crayones térmicos). El enfriamiento se hará de forma natural; se puede emplear enfriamiento superficial solo cuando la temperatura haya descendido a 200ºC. Es preferible utilizar dobladora y evitar el uso de grifas.

Ilustración 91. Doblez en varillas de refuerzo.

Los aceros con alto contenido de carbono, son más susceptibles de quebrarse al doblarse que los aceros de grado intermedio o estructural, especialmente en tiempo frío. Aun pequeñas melladuras y dobleces pueden causar severas concentraciones de esfuerzos. Debe vigilarse el transporte, manejo y doblado para evitar daños o quebraduras en las barras de refuerzo. Se evitará usar acero dañado sobre todo en las zonas en que los esfuerzos por tensión son mayores. GANCHOS No es factible o posible en algunos casos extender varillas rectas lo suficientemente lejos, para que desarrollen su resistencia únicamente por adherencia. En estos casos, es práctico especificar los ganchos o los bastones necesarios en las varillas para obtener la longitud requerida para su desarrollo a la adherencia. Los dobleces y ganchos proporcionan un seguro mecánico del acero dentro del concreto. Los ganchos son generalmente necesarios para reforzar varillas a tensión, a menos que las varillas terminen en la parte superior de las vigas continuas. En la siguiente tabla se muestra el doblado de los ganchos en las varillas de refuerzo:



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Ilustración 92. Tipos de ganchos.

Cuando se desea obtener un pequeño anclaje mecánico se puede usar ganchos de 90°, pues no es necesario un desarrollo completo en la varilla; para éste tipo de gancho se necesita un radio razonablemente largo. Un gancho de 136° es menos deseable que uno de 90°, porque el ángulo agudo del doblez, tiende a aumentar la compresión en el concreto en la parte interior del doblez.



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Es preferible doblar la varilla a 180° para resistir la compresión provocada por la tensión en el acero. El tramo recto después del doblez también debe ser un anclaje adicional. Todos los dobleces en las varilla de refuerzo deben tener diámetros razonablemente largos, de modo que la longitud de la varilla se considere efectiva. Un gancho no debe usarse para anclar varillas sujetas a compresión.

Ilustración 93. Gancho 90° en varilla de refuerzo.

SOPORTES Y ESTRIBOS Los soportes o estribos se consiguen en diferentes tamaños para ajustarse a cualquier necesidad, y mantienen a las varillas que soportan los esfuerzos de tensión a una distancia de 2.54 a 5.08 cm. del recubrimiento exterior llamado concreto de protección.

Ilustración 94. Vista general del acero de refuerzo en una losa maciza reforzada.



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BASTONES Las varillas en forma de U, llamadas bastones, se usan para complementar la resistencia diagonal a la tensión y reforzar el armado en una viga, para evitar agrietamientos por ensanchamiento. Deben colocarse por debajo del acero de la parte inferior y perpendicular a éste para evitar desplazamientos laterales. Los bastones verticales se pueden preparar y colocar rápidamente en las cimbras junto con las otras varillas, lo cual conforma uno de los sistemas más prácticos del armado de refuerzo. El anclaje de los bastones se asegura soldándolo al acero longitudinal. Los bastones soldados se pueden colocar a cualquier ángulo; estos cumplen la misma función que los bastones verticales: resistir las tensiones diagonales en vigas. Los bastones inclinados son más eficaces que los bastones verticales y se pueden orientar paralelos a los esfuerzos diagonales. Este tipo de bastones deben ser soldados al refuerzo longitudinal para evitar un deslizamiento y su descolocación durante el vaciado del concreto. Los bastones deben colocarse de manera tal que a cada grieta diagonal potencial la atraviese por lo menos un bastón.

Gancho

Varillas rectas

Apoyos (soportes de varilla)

Doblez o varilla de amarre

Gancho vertical

Bastones soldados

Ilustración 95. Forma típica de bastones en losa y trabes.



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TRASLAPES El método más usual para empalmar varillas de refuerzo es traslapando las varillas, de modo que los esfuerzos de adherencia transfieran la carga de una varilla al concreto y después a la siguiente. La cantidad del traslape se determina por medio de un juicio estructural, previendo los esfuerzos a los que esté expuesto el elemento; aproximadamente es de 24 a 36 veces el diámetro de las varillas, dependiendo el tamaño de las mismas. Para las varillas lisas, la longitud mínima del traslape es el doble que para las varillas deformadas. Los empalmes no se deben hacer en los puntos expuestos a las máximas flexiones. El mejor lugar para hacer los empalmes es a un lado del centro de la viga; cuando se pueda los traslapes se deben escalonar, de modo que no estén en el mismo punto.

Ilustración 96. Traslape de varilla de refuerzo.

Ilustración 97. Traslapes en losa.



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Los tipos de traslape son:

a) Varillas traslapadas en medio del claro

b) Varillas traslapadas lado a lado en un plano horizontal

Corte A-A aumentado

A

A

B B

Corte B-B

c) Varillas traslapadas en un plano vertical

NOTA: Los empalmes se deben escalonar

Ilustración 98. Tipos de traslapes en acero de refuerzo.

Tabla 9. Longitudes de traslapes recomendadas.

Diámetro de la varilla Longitud de traslape mìnimo "L" No.2 (1/4") 30cm No.3 (3/8") 40cm No.4 (1/2") 50cm No.5 (5/8") 65cm

Castillo electrosoldado 30cm Malla soldada Un cuadro + 5 cm

ALMACENAMIENTO DEL ACERO Debe evitarse la oxidación del acero de refuerzo durante su almacenamiento. Antes de habilitar el acero, su superficie debe estar libre de recubrimientos indeseables, particularmente corrosión pesada ocasionada por el almacenamiento



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del material en exteriores. Cuando se almacenen en exteriores, las varillas de refuerzo deben colocarse sobre plataformas y estar bien protegidas. Se deberá estibar por separado cada remesa; almacenar clasificando por diámetros y grado.

Ilustración 99. Almacenamiento y clasificación de las varillas de refuerzo.

LIMPIEZA DEL ACERO Las capas delgadas de óxido no se consideran problema serio; ya que pueden aumentar la adhesión del acero con el concreto, pero es recomendable eliminar el óxido suelto que se pueda quitar frotándolo con un trapo o por otros medios. Otros recubrimientos indeseables que se encuentran en el acero son aceite, pintura, grasa, lodo seco y mortero pobre seco. Si el mortero es difícil quitar, probablemente no cause daño. Cualquier elemento capaz de obstruir la capacidad del concreto de adherirse al acero, representa un problema ya que evita los esfuerzos en el acero al no permitir que éste desarrolle su función.

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III. NORMATIVIDAD

3.1. Normas de calidad NOM La normalización es un proceso por el cual se unifican criterios respecto a determinadas materias y para la utilización de un lenguaje común en un campo de actividad concreto. Es un pacto plasmado en un documento técnico –la norma-, mediante el cual los fabricantes, los proveedores, los trabajadores, los consumidores, los usuarios y el gobierno acuerdan las características técnicas que deberá reunir una persona, un producto, un proceso, un sistema o un servicio. Las Normas Oficiales Mexicanas contienen la información, requisitos, especificaciones y metodología, que para su comercialización en el país, deben cumplir los productos o servicios a cuyos campos de acción se refieran. Son, en consecuencia, de aplicación nacional y obligatoria. Antecedentes de las Normas Oficiales Mexicanas Desde los años cuarenta, existía una dependencia en la Secretaría de Comercio que coordinaba una serie de normatividad enfocada a los servicios, los materiales y a los métodos de ensaye. En 1992 se actualiza la Ley Federal sobre Metrología y Normalización; Esta ley lo que hace, es distinguir entre las regulaciones técnicas Que emiten o elaboraban las dependencias federales que se relacionan con la seguridad, salud, protección al medio y al consumidor para ser emitidas como Normas Oficiales Mexicanas (NOM), Estas regulaciones son de carácter obligatorio y emitidas por diversas dependencias del sector público federal. El nombre de Normas Oficiales Mexicanas ya existía, previa a esta ley de 1992, y se utilizaba para productos de distintas industrias con carácter voluntario, enfocado a la calidad. Posteriormente, desde que nuestro país ingresa a los tratados de libre comercio y en la globalización internacional, principalmente, con los países de primer mundo se les pide que se evidencie que los productos o servicios cumplan con unos mínimos estándares, ya sea relacionado con la calidad, seguridad o salud. Se acostumbra entonces que estas evidencias sean a través de certificados emitidos por instancias, personas morales de tercera parte, también reconocidos en un marco jurídico Existen normas obligatorias (NOM) que se relacionan con productos de la construcción.

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Tabla 10. Normas Oficiales Mexicanas, relacionadas al concreto. CLAVE Y FECHA MATERIAL O PRODUCTO NOMBRE RESUMEN

NMX-C-330-1964 Arena de sílice Arena de Sílice

NMX-O-008-1988 Materiales refractariosProductos generales para uso industrial-

Materiales refractarios- Concretos- Clasificación.

NMX-O-009-1983 Concretos a base de cromita - magnesita

Productos generales para uso industrial-Materiales refractarios- Concretos a base decromita - magnesita- Clasificación.

NMX-C-016-1982 Postes de concreto reforzado

Postes de concreto reforzado, sección octagonal-Especificaciones

Establece las especificaciones que deben cumplir los postes de concreto reforzado de sección octagonal que se utilizan para soportar losconductores y el equipo necesario en la distribución de la energíaeléctrica. Así como los métodos de prueba.

NMX-C-112-1978 Concreto presforzadoTerminología usada en elementos de concretopresforzado.

Establece las definiciones de los términos utilizados en los elementos deconcreto presforzado.

NMX-C-147-1983 Postes de concreto presforzado sección “ “ I ”

Industria de la construcción- Postes de concretopreforzado sección “ I “ Especificaciones.

NMX-C-155-1987 Concreto Hidráulico Industria de la construcción- Concreto hidráulico-Especificaciones.

Establece los requisitos que debe cumplir el concreto hidráulicodosificado en masa utilizado en la construcción.

NMX-C-403-ONNCCE-1999 Concreto hidráulico Industria de la construcción- Concreto hidráulico

para uso estructural

Establece las especificaciones y métodos de prueba que debe cumplir elconcreto hidráulico para uso estructural utilizado como material deconstrucción en la edificación de estructuras.

NMX-C-248-1978 Elementos de concreto presforzado Elementos de concreto presforzado

NMX-C-251-1997-ONNCCE Terminología del concreto

Industria de la construcción- Concreto-Terminología.

Establece las definiciones de los términos utilizados en la industria deConcreto.

CONCRETOS

Establece los requisitos para las aguas naturales o

contaminadas, diferentes de las potables que se pretendan

emplear en la elaboración o curado del concreto hidráulico.

NMX-C-244-1986Agregado ligero

termoaislante

Industria de la construcción- Agregadoligero termoaislante para concreto.

Cementos hidráulicosNMX-C-414-ONNCCE-1999

Industria de la construcción- Cementoshidráulicos- Especificaciones y métodos deprueba.

Industria de la construcción- Agua paraconcreto.Agua para concretoNMX-C-122-1982

Cementaciones

primarias y secundarias NMX-C-315-1981

Industria de la construcción- Cementos-Cementaciones primarias y secundarias depozos petroleros o de gas.

Establece las especificaciones que deben satisfacer loscementos que se emplean en la operación de cementaciones depozos de petróleo o de gas.Establece los rangos de los componentes que forman losdiversos tipos de cementos, así mismo indica las exigenciasmecánicas, físicas y químicas que deben satisfacer los cementos

CEMENTOS

AGREGADOS

NMX-C-111-1988 Agregados Industria de la construcción- Concreto-Agregados- Especificaciones

Establece las especificaciones que deben cumplir los agregadosnaturales fino y grueso para usarse en la fabricación de concretohidráulico, exceptuando los agregados ligeros.

Coadyuvantes de

moliendaNMX-C-133-1980

Industria de la construcción- Cemento-Coadyuvantes de molienda empleados enla elaboración de cementos hidráulicos.

Establece las especificaciones que deben cumplir los agregadosligeros destinados para usarse en el concreto estructural, quetienen como requisitos principales la ligereza de masa y la buenaresistencia a la compresión del concreto.

NMX-C-299-1987 Agregados ligeros Industria de la construcción- Concretoestructural- Agregados ligeros.

NMX-C-305-1980Componentes minerales

naturales

Industria de la construcción- Agregadospara concreto- Descripción de suscomponentes minerales naturales.

NMX-O-039-1980 Materiales molidos de simple y doble cribado.

Materiales refractarios- Materiales molidosde simple y doble cribado- Clasificación.

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NMX-C-081-1981 Compuestos líquidos queforman membrana

Industria de la construcción- Aditivos paraconcreto curado- compuestos líquidos queforman membrana.

Establece las especificaciones para compuestos líquidos que formanmembrana y que se aplican sobre superficies de concreto, para retardarla perdida de agua durante el periodo inicial de endurecimiento y en elcaso de compuestos con pigmentos blancos, para reducir también laelevación de temperatura en el concreto expuesto a radiación solar.

NMX-C-117-1978 Aditivos estabilizadores Aditivos estabilizadores de volumen delconcreto.

NMX-C-140-1978 Aditivos expansores del concreto Aditivos expansores del concreto.

NMX-C-146-ONNCCE-2000

(Cancela a la NMX-C-146-1983)

Puzolana natural cruda o calcinada y ceniza volante

Industria de la construcción- Aditivos paraconcreto- Puzolana natural cruda o calcinada yceniza volante para usarse como aditivo mineralen concreto de cemento portland-Especificaciones

Establece las especificaciones aplicables a la ceniza volante y lapuzolana natural cruda o calcinada para emplearse como aditivo mineralen concreto, cuando se desea una acción cementante o puzolánica oambas.

NMX-C-199-1986 Aditivos para concretoIndustria de la construcción- Aditivos paraconcreto y materiales complementarios-Terminología y clasificación.

Establece las definiciones de términos utilizados en el área de aditivospara concreto y mortero en la industria de la construcción.

NMX-C-200-1978 Aditivos inclusores de aire Aditivos inclusores de aire para concretoEstablece las especificaciones que deben cumplir los materialespropuestos para usarse como aditivos inclusores de aire al añadirse amezclas de concreto.

NMX-C-255-1988 Aditivos químicosIndustria de la construcción- Aditivos químicosque reducen la cantidad de agua y/o modificanel tiempo de fraguado del concreto.

Establece las características que deben cumplir los aditivos químicos alagregarse a concretos fabricados con cemento portland, tomando comopunto de comparación un concreto testigo.

NMX-C-356-1988 Cloruro de calcio Industria de la construcción- Aditivos paraconcreto- Cloruro de calcio.

NMX-B-018-1988 Varillas corrugadas y lisas de acero

Varillas corrugadas y lisas de acero,procedentes de riel para refuerzo de concreto

Establece las especificaciones que deben cumplir las varillas; tamaños,dimensiones, para refuerzo de concreto procedentes de riel.

NMX-B-032-1988 Varillas corrugadas y lisas Varillas corrugadas y lisas de acero,procedentes de eje, para refuerzo de concreto.

Establece las especificaciones que deben cumplir las varillas corrugadasy lisas de acero, de los tamaños y dimensiones nominales, lasoldabilidad no esta contemplada.

NMX-B-294-1986 Varillas corrugadas de acero

Industria Siderúrgica- Varillas corrugadas deacero torcidas en frío, procedentes de lingote opalanquilla, para refuerzo de concreto.

Establece las especificaciones que deben cumplir las varillas corrugadasde acero, torcidas en frío para refuerzo de concreto procedentes delingote o palanquilla con límites de fluencia mínimos de 412, 490, 588N/mm2

NMX-B-457-1988 Varillas corrugadas de acero

Varillas corrugadas de acero de baja aleaciónprocedente de lingote o palanquilla pararefuerzo de concreto

Establece las especificaciones que deben cumplir las varillas corrugadasde acero de baja aleación para refuerzo de concreto, para emplearse enaplicaciones especiales en donde la soldabilidad, la ductividad o ambasson de importancia.

NMX-B-072-1986 Alambre corrugado de acero

Alambre corrugado de acero laminado en fríopara refuerzo de concreto.

NMX-B-253-1988 Alambre de acero Alambre de acero estirado en frío para refuerzode concreto

Establece las especificaciones que debe cumplir el alambre liso deacero estirado en frío el cual se utiliza para refuerzo de concreto, comotal, o en forma de malla.

NMX-B-293-1988 Alambre sin recubrimiento Alambre sin recubrimiento, relevado deesfuerzos para usarse en concreto presforzado.

Establece las especificaciones que debe cumplir el alambre redondo, deacero con alto carbono, sin recubrimiento y revelado de esfuerzos parausarse en concreto y presforzado.

NMX-B-292-1988 Torón de siete alambres sin recubrimiento

Torón de siete alambres sin recubrimiento,relevado de esfuerzos para concretopresforzado

Establece las especificaciones que deben cumplir los dos grados detorones de siete alambres sin recubrimiento relevados de esfuerzos, deacero, para usarse en construcciones de concreto pretensadas opostensadas.

NMX-B-099-1986 Acero estructuralAcero estructural con límite de fluencia mínimode 290 MPa (29 kgf/mm( ) y con espesormáximo.

NMX-B-254-1987 Acero estructural Acero estructural

NMX-B-283-1968 Acero estructural de alta resistencia

Acero estructural de alta resistencia mecánica ya la corrosión.

Establece las especificaciones de calidad para perfiles, placas y barras de acero de alta resistencia, destinadas principalmente para usarse en la construcción de puentes y edificios atornillados o remachados y para otros propósitos estructurales especiales en donde es muy importante el ahorro en peso.

NMX-B-284-1987Acero estructural de alta resistencia y baja aleación al manganeso vanadio

Acero estructural de alta resistencia y bajaaleación al manganeso vanadio.

NMX-B-285-1974 Acero estructural de alta resistencia Acero estructural de alta resistencia

NMX-B-290-1988 Malla soldada de alambre Malla soldada de alambre liso de acero, pararefuerzo de concreto.

Establece las especificaciones de calidad que debe cumplir la mallasoldada de alambre liso de acero, para refuerzo de concreto.

ADITIVOS

ACEROS PARA CONCRETO

MALLA ELECTROSOLDADA

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3.2. Normas Técnicas Complementarias Estas Normas presentan disposiciones para diseñar estructuras de concreto, incluido el concreto simple y el reforzado. Dan requisitos complementarios para concreto ligero y concreto de alta resistencia. Estas disposiciones deben considerarse como un complemento de los principios básicos de diseño establecidos en el Titulo Sexto del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal y en la Normas Técnicas Complementarias sobre criterios y acciones para el diseño estructural de las edificaciones. Estas Normas abarcan todos los criterios de diseño de elementos de concreto. Por lo que únicamente trataremos los capítulos que se refieren a las condiciones de seguridad y calidad en construcción con dicho material. MATERIALES Concreto. El concreto de resistencia normal empleado para fines estructurales puede ser de 2 clases: clase 1, con peso volumétrico en estado fresco superior a 2.2 t/m3. y clase 2 con peso volumétrico en estado fresco comprendido entre 1.9 y 2.2 t/m3. Para las obras clasificadas como del grupo A ó B1, según se define el artículo 148 del reglamento, se usará concreto de clase 1. Materiales componentes para concretos clase 1 y 2 En la fabricación de los concretos, se empleará cualquier tipo de cemento que cumpla con los requisitos especificados en la Norma NMX-C-414-ONNCCE. Los agregados pétreos deberán de cumplir con los requisitos de la norma NMX-C-111 con las modificaciones mostradas en la siguiente tabla:

Tabla 11. Requisitos adicionales para materiales pétreos.

PROPIEDAD CONCRETO CLASE 1

CONCRETO CLASE 2

Coeficiente volumétrico de la grava, mínimo 0.2 -

Material mas fino que la malla f0.075 (No.200) en la arena, porcentaje máximo en peso (NMX-C-084)

15 15

Contracción lineal de los finos (pasan la malla No.40) de la arena y la grava, en la proporción en que estas intervienen en el concreto, a partir del límite líquido, porcentaje máximo

2 3

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El concreto clase 1 se fabricará con agregados gruesos con pesos específico superior a 2.6 (caliza, basalto, etc.) y el concreto clase 2 con agregados gruesos con peso especifico superior a 2.3, como andesita. Para ambos se podrá emplear arena andesítica u otras mejores características. El agua de mezclado deberá ser limpia y cumplir con los requisitos de la Norma NMX-C-122. Si contiene sustancia de solución o en suspensión que la enturbien o le produzcan olor o sabor fuera de lo común, no deberá emplearse .

,fc mayor que la especificada, fć, y que dicha resistencia media es función del grado de control que se tenga al fabricar concreto. Podrán usarse aditivos a solicitud expresa del usuario o a propuesta del productor, en ambos casos con la autorización del corresponsable en seguridad estructural, o del Director Responsable de Obras cuando no se requiera de corresponsable. Los aditivos deberán cumplir con los requisitos de la Norma NMX-C-255. Resistencia a la compresión Los concretos clase 1 tendrán una resistencia fć, igual o mayor que 250kg/cm2 (25MPa=. La resistencia especificada de los concretos clase 2 será inferior a 250 kg/cm2 (25 MPa) pero no menor que 200kg/cm2 (20 MPa). En ambos casos deberá comprobarse que el nivel de resistencia del concreto estructural de toda construcción cumpla con la resistencia especificada. El Corresponsable en Seguridad Estructural o el Director Responsable de Obra cuando el trabajo no requiera de Corresponsable, podrá autorizar el uso de resistencias fć, distintas a las antes mencionadas. Todo concreto estructural debe mezclarse por medios mecánicos. El de clase 1 debe proporcionarse por peso; el de clase 2 puede proporcionarse por volumen. Para diseñar se usará el valor nominal f*c, determinado con la expresión siguiente. fc*=0.8fc’ El valor fc* es, en parte, una medida de la resistencia del concreto en la estructura. Se hace hincapié en que el proporcionamiento de un concreto debe hacerse para una resistencia media, ,fc mayor que la especificada fć y que dicha resistencia media es función del grado de control que se tenga al fabricar el concreto.

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Resistencia a tensión Se considera como resistencia media a tensión ,ft de un concreto el promedio de los esfuerzos resistenctes obtenidos a partir de no menos de cinco ensayes en cilindros de 150x300mm cargados diametralmente, ensayados de acuerdo con la norma NMX-C-163. A falta de información experimental, ,ft se puede estimar igual a: Concreto clase 1

,´5.1 cf en kg/cm2 (0.47 ,ćf en MPa) Concreto clase 2

,´2.1 cf en kg/cm2 (0.38en MPa) La resistencia media a tensión por flexión o módulo de rotura, ff se puede suponer igual a: Concreto clase 1 ,´2 cf en kg/cm2 (0.63 ,ćf en MPa) Concreto clase 2

,´4.1 cf en kg/cm2 (0.44 ,ćf en MPa) Para diseñar se usará un valor nominal ft*, igual a 0.75 tf .También puede tomarse: Concreto clase 1 1.3 *,fc en kg/cm2 (0.41 *,fc en MPa) Concreto clase 2 1.0 *,fc en kg/cm2 (0.31 *,fc en MPa) Y el módulo de rotura, ff*, se puede tomar igual a Concreto clase 1 1.7 *,fc en kg/cm2 (0.53 *,fc en MPa) Concreto clase 2

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1.2 *,fc en kg/cm2 (0.38 *,fc en MPa) En las expresiones anteriores que no sean homogeneas, los esfuerzos deben estar en kg/cm2 (en MPa para las expresiones en paréntesis=; los resultados se obtienen en estas unidades. Modulo de elasticidad Para concretos clase 1, el módulo de elasticidad, Ec, se supondrá igual a 14000 ´fc en kg/cm2 (4400 ´fc en MPa) Y para concreto clase 2 se supondrá igual a 8000 ´fc en kg/cm2 (2500 ´fc en MPa) Pueden usarse otros valores de EC que estén suficientemente respaldados por resultados de laboratorio. En problemas de revisión estructural de construcciones existentes, puede aplicarse el módulo de elasticidad determinado en coraziones de concreto extraidos de la estructura, que formen una muestra representativa de ella. En todos los casos a que se refiere este párrafo, Ec, se determinará según la norma NMX-C-128. Los corazones se extraerán de acuerdo con la norma NMX-C-169. Contracción por secado Para concretos clase 1, la contracción por secado final εcf, se supondrá igual a 0.001 y para concreto clase 2 se tomará igual a 0.002. Deformación diferida Para concreto clase 1, el coeficiente de deformación axial diferida final

iifC f δδδ −

=

Se supondrá igual a 2.4 y para concreto clase 2 se supondrá igual a 5.0. Las cantidades δf y δi son las deformaciones axiales final e inmediata respectivamente. Las flechas diferidas se deberán calcular con la sección 3.2. Acero Como refuerzo ordinario para concreto, pueden usarse barras de acero y/o diagonal malla de alambre soldado. Las barras serán corrugadas, con la salvedad que se indica adelante, y debe cumplir con las Normas NMX-B-6, NMX-B-294 ó NMX-B-457; se tomarán en cuanta las restricciones al uso de alguno de estos aceros incluidas en las presentes Normas. La malla cumplirá

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con la Norma NMX-B-290. Se permite el uso de barra lisa de 6.4mm de diámetro (No.2) para estribos donde así se indique en el texto de estas Normas, conectores de elementos compuestos y como refuerzo para fuerza cortante por fricción. Para elementos secundarios y losas apoyadas en su perímetro, se permite el uso de barras que cumplan con las NMX-B-18, NMX-B-32 y NMX-B-72. El módulo de elasticidad del acero de refuerzo ordinario se supondrá igual a 2x106kg/cm2 y el de torones de prefuerzo se supondrá de 1.9X106 kg/cm2. En el cálculo de resistencias se usarán los esfuerzos de fluencia mínimos, fy, establecidos en las normas citadas. DISEÑO POR DURABILIDAD Requisitos básicos La durabilidad será tomada en cuenta en el diseño, mediante la determinación de la clasificación de exposición de acuerdo con la sección “clasificación de la exposición” y para esta clasificación cumpliendo los siguientes requisitos:

a) Calidad y curado del concreto, de acuerdo con las secciones “requisitos para concretos con diferentes clasificaciones” que se verán más adelante.

b) Restricciones en los contenidos químicos, de acuerdo con la sección “restricciones sobre el contenido de químicos contra la corrosión”

c) Recubrimiento, de acuerdo con la sección “requisitos para el recubrimiento y separación del acero de refuerzo”

d) Precauciones en la reacción álcali-agregado, de acuerdo con la sección “reacción alcali-agregado”

Requisito complementario Además de los requisitos especificados en la sección “requisitos básicos”, el concreto sujeto a la abrasión originada por tránsito (pavimentos y pisos) satisfará los requisitos de la sección “requisitos adicionales para resistencia a la abrasión”. Tipos de cemento Los requisitos que se prescriben en las secciones “requisitos para concretos con clasificaciones de exposición A1 y A2”, “requisitos para concretos para clasificaciones de exposición B1, B2 y C” y “requisitos para el recubrimiento y separación del acero de refuerzo” parten de suponer el empleo de concreto con cemento Pórtland ordinario.

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Pueden usarse otros tipos de cemento Pórtland (por ejemplo resistente a los sulfatos, baja reactividad álcali-agregado) o cementos mezclados (por ejemplo cemento Pórtland puzolánico, cemento Pórtland con escoria granulada de alto horno). Éstos deberán ser evaluados para establecer los niveles de desempeño equivalentes a los obtenidos con concretos de cemento Pórtland ordinario. Pueden usarse sistemas de protección alternos, mediante la protección o impregnación de la capa superficial. Estos sistemas serán evaluados para establecer niveles de desempeño equivalente a los concretos de cemento Pórtland común, al determinar la influenciando la durabilidad del recubrimiento para alcanzar los 50 años de vida de diseño. Cuando se requiera una expectativa de vida útil diferente de 50 años, las previsiones anteriores se pueden modificar. La modificación se hará con base en la equivalencia del criterio de desempeño establecido anteriormente, junto con el sobreentendido de que los concretos de cemento Pórtland común pueden proporcionar un nivel satisfactorio de protección al refuerzo contra corrosión por 50 años. Clasificación de exposición La clasificación de la exposición para una superficie de un miembro reforzado o presforzado se determinará a partir de la siguiente tabla:

Tabla 12. Clasificación de la exposición

a) Superficie de miemebros en contacto con el terreno A11) Protegida por una membrana impermeable A22) En suelos no agresivos D3) En suelos agresivos1

b) Superficies de miembros en ambientes interiores1) Encerrado totalmente dentro de un edificio, excepto por breve A1periodo de exposición al ambiente durante la construcción2

2) En edificios o sus partes donde los miembros pueden estar B1sujetos a humedecimiento y secado repetido2

c) Superficies de miembros no en contacto con el terreno y expuestos aambientes exteriores3 que son:

1) No agresivos A22) Ligeramente agresivos B13) Agresivos B2

d) Superficies de miembros en agua4

1) En contacto con agua dulce (dura) B1 En agua dulce a presión (dura) B2 En agua dulce corriente (dura) B2

2) En contacto con agua dulce (suave) B2 En agua dulce a presión (suave) D En agua dulce corriente (suave) D

3) En agua con más de 20,000 ppm de cloruros -Sumergida permanentemente B2 - En zonas con humedecimiento y secado C

e) Superficies de miembros en otros ambiente

En cualquier ambiente de exposición no descritos en los incisos de (a) a (d)

Superficies y ambiente de exposición Clasificación de exposición

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1Se deben considerar agresivos los suelos permeables con Ph<4.0 ó con agua freático que contienen más de un gramo (ag) de iones de sulfato por litro. Suelos ricos en sales con pH entre 4 y 5 deben considerarse como clasificación de exposición C. 2Se debe considerar los efectos del proceso de manufactura sobre el concreto, cuando se emplea en aplicaciones industriales: en tales casos se puede requerir una reclasificación de la exposición a D. 3La frontera entre los diferentes ambientes exteriores depende de muchos factores los cuales incluyen distancia desde la fuente agrasiva, vientos domionantes y sus intensidades. 4Para establecer las características de dureza del agua se requiere analizarla (ASTME1116). Esta tabla no necesita aplicarse a miembros de concreto simple, si tales miembros no incluyen metales que dependan del concreto para su protección contra los efectos del medio ambiente. Para determinar la calidad del concreto requerida de acuerdo con las secciones “requisitos para concretos con clasificaciones de exposición A1 y A2”, “Requisitos para concretos expuestos a sulfatos” y “restricciones sobre el contenido de químicos contra la corrosión”, la clasificación de exposición para el miembro se tomará como la más severa de las exposiciones de cualquiera de sus superficies. Para determinar los requisitos de recubrimiento para protección del refuerzo contra la corrosión de acuerdo con la sección “Recubrimiento para protección contra la corrosión”, la clasificación de la exposición se tomará como la que corresponda a la superficie a partir de la cual se mide el recubrimiento. Requisitos para concretos con clasificaciones de exposición A1y A2 Miembros sujetos a clasificaciones de exposición A1 y A2 serán curados en forma contínua bajo temperatura y presión del ambiente por al menos tres días a partir del colado. El concreto en los miembros, tendrán una resistencia a compresión especificada, fc´, no menor de 200 kg/cm2 (20 MPa). Requisitos para concretos para clasificaciones de exposición B1, B2 y C Miembros sujetos a clasificaciones de exposición B1, B2 o C serán curados en forma continua bajo condiciones de temperatura y presión del ambiente, por al menos siete días a partir del colado.

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El concreto en el miembro tendrá una resistencia a compresión especificada fc´,no menor de:

a) 200 kg/cm2 (20 MPa) para clasificación B1. b) 250 kg/cm2 (25 MPa) para clasificación B2. c) 500 kg/cm2 (50 MPa) para clasificación C.

Adicionalmente, en los concretos para clasificación C se especificará un contenido mínimo de cemento Pórtland ordinario y una relación de agua/cemento máxima como se indica en la siguiente tabla:

Tabla 13. Recubrimiento libre mínimo requerido

Resistencia a compresión especificada, kg/cm2 (Mpa)200 (20) 250 (25) 300 (30) 400 (40) 500 (50) 600 (60) 700 (70)

Recubrimiento mínimo requerido (mm)25 25 20 20 20 15 1540 35 30 25 25 20 2050 40 35 30 30 25 25

----- 50 45 40 34 30 30 ----- ----- ----- ----- 70 (1) 65 (1) 60 (1)

1 Además se requiere emplear un contenido de cemento portland no menor de 350 kg/m3 (3500 N/m3) yuna relación agua/cemento que no exceda 0.40

B2C

Clasificación de exposición

A1A2B1

Requisitos para concretos con clasificación de exposición D El concreto en los miembros sujetos a una clasificación de exposición D se especificará para asegurar su durabilidad bajo la exposición ambiente particular que se tenga y para la vida útil de diseño escogida.

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Requisitos para concretos expuestos a sulfatos Los concretos que estarán expuestos a soluciones o a suelos que contienen concentraciones peligrosas de sulfatos serán hechos con cementos resistentes a sulfatos y cumplirán con las relaciones agua-materiales cementantes máximas y las resistencias a compresión mínimas presentadas en la siguiente tabla:

Tabla 14. Requisitos para concretos expuestos a sulfatos

Despreciable 0.00?SO4?0.10 0?SO4<150 -----

Moderada 0.10?SO4?0.20 150?SO4<1500 CPP

CPEGCPC

Severa 0.20?SO4?2.00 1500?SO4<10000 RS

Muy severa SO4>2.00 SO4>10000

1 CPP cemento portland puzolánico ( clinker de cemento portland con C3A<8%) CPEG cemento portland con escoria granulada de alto horno ( clinker de cemento portland con C3A<8%) CPC cemento portland compuesto ( clinker de cemento portland con C3A<8%) RS cemento portland resistente a los sulfatos ( clinker de cemento portland con C3A<5%)2Se puede requerir relaciones agua-materiales cementantes más bajos o resistencias más altas para reducción de la permeabilidado para protección del acero contra la corrosión.3Puzolana que ha mostrado mediante ensaye o experiencias previas que mejora la resistencia a los sulfatos cuando se emplea enconcreto fabricado con cemento portland resistente a los sulfatos.

f´c mínima, concreto con agregado de peso normal y ligero kg/cm2

(MPa)

0.50 300 (30)

----- -----

Tipos de cemento 1

Máxima relación agua-materiales cementantes, por

peso, concretos con agregados de peso normal2

0.45 350 (35)

Exposición a sulfatos

Sulfatos solubles en agua (SO4)

Sulfatos (SO4) en agua, ppm

RS más

puzolana30.45 350 (35)

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Requisitos adicionales para resistencia a la abrasión En adición a los otros requisitos de durabilidad de esta sección, el concreto para miembros sujetos a la abrasión proveniente del tránsito, tendrán una resistencia a la compresión especificada no menor que el valor aplicable dado en la siguiente tabla:

Tabla 15. Requisitos de resistencia a compresión para abrasión1

Pisos comerc ia les e industria les su je tos a tránsito veh icu la r 250 (25)

Pavimentos o p isos su je tos a :

a ) T ránsito lige ro con llan tas neumaticas (veh ícu los de hasta 3 t) 250 (25)

b) T ránsito m ed io con llan tas neumaticas (veh ícu los de hasta 3 t) 300 (30)

c) T ránsito con llan tas no neumáticas

d) T ránsito con llan tas de acero400 (40)

N o menor que400 (40)

1 En fo rma a lte rna , se pueden usar tra tam ientos superfic ia les para incrementar laresistencia a la abrasión .

2 fc ´se re fie re a la res istencia de l concre to empleado en la zona de desgasteresistencia a la abrasión .

M iembro y/o tipo de tránsito

R esistencia a compresión

especificada 2

fc´kg /cm 2 (M Pa)

En superficies expuestas a tránsito intenso, no se tomará como parte de la sección resistente el espesor que pueda desgastarse. A éste se asignará una dimensión no menor de 15mm salvo que la superficie expuesta se endurezca con algún tratamiento.

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Restricciones sobre el contenido de químicos contra la corrosión Restricciones sobre el ion cloruro para protección contra la corrosión El contenido total del ion cloruro en el concreto, calculado o determinado, basado en las mediciones del contenido de cloruros provenientes de los agregados, del agua de mezclado y de aditivos no excederá de los valores dados en la siguiente tabla:

Tabla 16. Valores máximos de contenido de ion cloruro en el concreto al momento de colado

Tipo de miembro

0.50

0.80

1.60Concreto reforzado que estará seco o protegido de la humedad en

condición de servicio

Máximo contenido de ion

cloruro soluble en ácido, kg/m3

de concreto

Concreto reforzado expuesto a humedad o a cloruros en condiciones de servicio

Concreto presforzado

Cuando se hacen pruebas para determinar el contenido de iones de cloruro solubles en ácido, los procedimientos de ensayes se harán de acuerdo con ASTM C 1152 No se adicionarán al concreto sales de cloruro o aditivos químicos que las contienen en forma importante en elementos de concreto reforzado para clasificaciones de exposición B1, B2 o C y en ningún elemento de concreto presforzado o curado a vapor. Restricción en el contenido de sulfato El contenido de sulfato en el concreto al momento del colado, expresado como el porcentaje por peso de SO3 soluble en ácido del peso del cemento, no será mayor que el 5.0 por ciento. Restricciones sobre otras sales No se incorporarán al concreto otras sales a menos que se pueda mostrar que no afectan adversamente la durabilidad.

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Requisitos para el recubrimiento y separación del acero de refuerzo Aspectos generales El recubrimiento del acero de refuerzo y los tendones de presfuerzo será el mayor de los valores determinados de las secciones “recubrimiento y separación del refuerzo para la colocación del concreto” y “recubrimiento para protección contra la corrosión”, como corresponda, a menos que se requiera recubrimientos mayores por resistencia al fuego. Recubrimiento y separación del refuerzo para la colocación del concreto El recubrimiento y el detallado del acero será tal que el concreto pueda ser colocado y compactado adecuadamente. El recubrimiento y separación no será menor que el mayor de los tres valores siguientes:

a) El tamaño nominal del agregado multiplicado por 1.25 b) El diámetro nominal de la barra o tendón al cual se mide el recubrimiento c) Si las barras forman paquetes, 1.5 veces el diámetro de la barra más

gruesa del paquete. En columnas, la distancia libre entre barras longitudinales, no será menor de 1.5 veces el diámetro de la barra, 1.5 veces el tamaño máximo del agregado, ni que 40mm. CONCRETO PREFABRICADO Requisitos generales Las estructuras prefabricadas, se diseñarán con los mismos criterios empleados para estructuras coladas en el lugar, teniendo en cuenta, además, las condiciones de carga que se presenten durante toda la vida útil de los elementos prefabricados, desde la fabricación, transporte y montaje de los mismos hasta la terminación de la estructura y su estado de servicio, así como las condiciones de restricción que den las conexión, incluyendo la liga con la cimentación. Las conexiones se diseñarán de modo que el grado de restricción que proporcionen esté de acuerdo con lo supuesto en el análisis de la estructura. La resistencia de una conexión a cada fuerza y momento internos que deban transmitir no será menor que 1.3 veces el valor de diseño de dicha acción interna. Al detallar las conexiones deben especificarse las holguras para la manufactura y el montaje.

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Los efectos acumulados de dichas holguras deberán considerarse en el diseño de las conexiones. Estructuras prefabricadas Las estructuras prefabricadas se diseñarán por sismo con un factor Q igual a 2; sus conexiones cumplirán con los requisitos de este capítulo. Se podrá usar un factor Q igual a 3, cuando la estructura prefabricada emule a una colada en sitio y la conexión de los elementos se lleve a cabo en una sola sección donde los momentos flexionantes de diseño debidos a sismo tengan un valor no mayor del 60 por ciento resultante en la sección crítica por sismo, del elemento de que se trate. Además la estructura debe cumplir con los requisitos para Q igual a 3 que se especifican en el capítulo 5 de las Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo y el capítulo 7 de las Normas Técnicas Complementarias para el Diseño de Estructuras de Concreto. Cuando el signo de los momentos flexionantes se invierte a causa del sismo, se diseñarán las conexiones viga-columna de acuerdo con la sección 7.5 de dichas Normas. En marcos formados por elementos prefabricados se define como nudo aquella parte de la columna comprendida en el peralte de las vigas que llegan a ella. La conexión entre elementos prefabricados viga-columna puede efectuarse en las zonas adyacentes al nudo o alejadas del mismo; en ambos casos se deberán cumplir los requisitos siguientes:

a) La resistencia fc´ del concreto empleado en las conexiones entre elementos refabricados, requerido para transmitir esfuerzos de tensión o compresión, deberá ser al menos igual a la mayor que tengan los elementos que la conectan.

b) El acero de refuerzo localizado en las conexiones de elementos prefabricados, requerido para transmitir esfuerzos de tensión o compresión, deberá tener un esfuerzo especificado de fluencia no mayor que 4200 kg/cm2 (420 MPa).

c) En las conexiones se deberá colocar estribos de confinamiento (verticales y cerrados) en una cantidad tal que asegure la resistencia y el confinamiento de la conexión.

d) Las conexiones deberán ser capaces de transmitir todas las fuerzas y momentos que se presentan en los extremos de cada una de las piezas que unen, con el factor de incremento correspondiente.

e) En las conexiones se deberá asegurar la transmisión adecuada de los esfuerzos de compresión.

f) Cada ducto que atraviesa un nudo deberá tener un diámetro de por lo menos el doble del diámetro de la barra que contiene y se rellenará con lechada a presión de modo que asegure la adherencia de las barras.

g) Las superficies de los elementos prefabricados que forman parte de la conexión, deberán tener un acabado rugoso de 5mm de amplitud; estas superficies se limpiarán y se saturarán de agua cuando menos 24 horas

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antes de colar la conexión. En el colado de la conexión se incluirá un aditivo estabilizador de volumen.

h) En los elementos prefabricados de sección compuesta, se aplicarán los requisitos de la sección 6.1.5 de las NTC para el Diseño de Estructuras de Concreto.

i) Si la conexión se realiza dentro del nudo viga-columna, ésta deberá cumplir con los requisitos para la conexión viga-columna mencionados en la sección 6.2.6 de las NTC para el Diseño de Estructuras de Concreto. Deberá asegurar el confinamiento de la zona viga-columna. En el nudo se respetará la separación de estribos que tenga la columna en las secciones adyacentes a la conexión. Se deberá asegurar que la articulación plástica se presente en la viga y se deberá cumplir con lo especificado en la sección 6.8 de las NTC para el Diseño de Estructuras de Concreto.

j) Cualquier colado que garantice la continuidad de una conexión, deberá hacerse por la superficie de la parte superior de la conexión, obligando al uso de cimbras en caras laterales (costados) e inferiores de la conexión (fondo), donde quiera que ésta se encuentre.

k) En todo el edificio a base de prefabricados, se deberá verificar la acción de diafragma rígido horizontal y la transmisión de las fuerzas horizontales a los elementos verticales. En donde ocurran fuerzas de tensión en el plano del diafragma se deberá contra con elementos de borde con acero de refuerzo continuo.

l) En sistemas de piso de piezas en un solo sentido de fabricación por extrusión, donde no se puedan dejar conectores mecánicos, deberán integrarse dichas piezas con un firme estructural que contenga por lo menos refuerzo en la dirección perpendicular al eje de la pieza.

m) En otros sistemas de piso que garanticen la colocación de acero de refuerzo en ambas direcciones (longitudinal y transversal) se deben proveer conectores mecánicos a los largo de los lados de piezas adyacentes, según se requiera para transmitir las fuerzas cortantes en el plano, la tensión por cambio de temperatura y los esfuerzos por contracción.

n) En elementos contínuos a base de acero de prefuerzo nos se permitirá la redistribución de momentos flexionantes.

CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA Definición En estas Normas se entiende por concreto de alta resistencia aquel que tiene una resistencia a la compresión fc´ igual o mayor que 400 kg/cm2 (40 MPa). Para diseñar, se usará el valor nominal, fc*, determinado por la ecuación: fc*=0.8fc´

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Empleos de concreto de alta resistencia General Se permite el uso de concretos de alta resistencia con valores de fc´ hasta de 700 kg/cm2 (70 MPa), excepto en los casos mencionados en la sección “limitaciones al empleo de concretos de alta resistencia”. Se podrán usar concretos de resistencia mayor si el corresponsable en seguridad estructural presenta evidencia de que la estructura puede alcanzar los niveles de resistencia y ductilidad apropiados en zonas sísmicas. Limitaciones al empleo de concretos de alta resistencia En estructuras diseñadas con un factor de ductilidad, Q, igual a 4 y en miembros sujetos s flexocompresión que formen parte de marcos que resistan más del 50 por ciento de las acciones sísmicas y cuya carga axial de diseño, Pu, sea mayor que 0.2 PRO, donde PRO es la carga axial resistente de diseño, sólo se podrán usar concretos con valores de fc´hasta de 550 kg/cm2 (55MPa). Propiedades mecánicas Módulo de elasticidad El módulo de elasticidad de concretos de alta resistencia se supondrá igual a:

163000´7700 += fcEc ; en kg/cm2

16300´2400 += fcEc ; en MPa

Resistencia a tensión A falta de información experimental, la resistencia media a tensión de concretos de alta resistencia, correspondiente a ensayes en cilindros de 150x300mm cargados diametralmente, se supondrá igual a

´;75.1 fcft = en kg/cm2

´;55.0 fcft = en MPa A falta de información experimental, la resistencia media a tensión por flexión, o módulo de rotura, de concretos de alta resistencia se supondrá igual a

´;5.2 fcft = en kg/cm2

´;8.0 fcft = en MPa

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Contracción por secado Para concretos de alta resistencia la contracción por secado final, εcf se supondrá igual a 0.0006. CONCRETO LIGERO Requisitos generales En estas Normas se entiende por concreto ligero aquel cuyo peso volumétrico en estado fresco es inferior a 1.9 t/m3 (19kN/m3). Solo se permite el uso de concreto ligero en elementos secundarios. Su uso en elementos principales de estructuras requiere de la autorización especial de la administración. En el diseño de elementos estructurales de concreto ligero son aplicables los criterios para concreto de peso normal con las modificaciones que aquí se estipulan. Se supondrá que un elemento de concreto ligero reforzado alcanza su resistencia a flexocompresión cuando la deformación unitaria del concreto es 0.003Ec/EL, donde EC Y EL, son respectivamente, los módulos de elasticidad del concreto de peso normal clase 1 y ligero de igual resistencia. En las fórmulas relacionadas con el cálculo de resistencias aplicables a concreto de peso normal, se usará 0.5ft* (1.6 ft*) en lugar de *cf siendo ft* en kg/cm2 (MPa), la resistencia nominal a tensión indirecta obtenida de acuerdo con la sección 1.4.1.3 de las NTC para el Diseño de Estructuras de Concreto para concreto clase 2. El valor de ft* que se use no debe ser mayor que 1.5 *cf en kg/cm2 (0.47

*cf en MPa). Si no se conoce ft* se supondrá igual a *cf en kg/cm2

(0.31 *cf en MPa). No son aplicables las fórmulas de peraltes mínimos que en elementos de peso normal permiten omitir el cálculo de deflexiones. El módulo de elasticidad del concreto ligero se determinará experimentalmente, con un mínimo de seis pruebas para cada resistencia y cada tipo de agregado. Requisitos complementarios El esfuerzo por cambios volumétricos que se estipula en la sección 5.7 de las NTC para el Diseño de Estructuras de Concreto será obligatorio en toda

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dirección en la que la dimensión de un elemento estructural, en metros, exceda:

cfft

´75.0

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

´35.2fc

f t

Y las cuantías requeridas en ese inciso, se incrementará en la relación

tffc´2

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

tffc´63.0

tfyfc´ en kg/cm2 (MPa)

El esfuerzo tf se define en la sección 1.4.1.3 de las NTC para el Diseño de Estructuras de Concreto.

El refuerzo no se doblará con un radio menor que ft

fy30

por el diámetro de la

señale la respectiva Norma Mexicana de las indicadas en la sección 1.4.2 para pruebas de doblado.

Si se desconoce tf se sustituirá por 1.2 ´fc en kg/cm2 (0.38 ´fc en MPa) en las expresiones de esta sección. CONCRETO SIMPLE Limitaciones El uso del concreto simple con fines estructurales se limitará a:

a) Miembros que estén apoyados sobre el suelo en forma continua, o soportados por otros miembros estructurales capaces de proporcionar apoyo vertical continuo.

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b) Miembros para los cuales la acción de arco origina compresiones bajo todas las condiciones de carga.

c) Muros y pedestales. No se permite el uso del concreto simple en columnas con fines estructurales.

Juntas Se proporcionarán juntas de contracción o de aislamiento para dividir los miembros estructurales de concreto simple en elementos a flexión discontinuos. El tamaño de cada elemento limitará el incremento excesivo en los esfuerzos internos generados por las restricciones al movimiento originado por la deformación diferida, la contracción por secado y los efectos de temperatura. En la determinación del número y localización de las juntas de contracción o aislamiento se le dará atención a: influencia de las condiciones climáticas; selección y proporcionamiento de materiales; mezclado, colocación y curado del concreto; grado de restricción al movimiento; esfuerzos debidos a las cargas que actúan sobre el elemento y técnicas de construcción. Método de diseño Los miembros de concreto simple se diseñarán para una resistencia adecuada de acuerdo con estas Normas, usando factores de carga y resistencia de diseño. La resistencia de diseño de miembros estructurales de concreto simple en flexión y carga axial se basarán en una relación esfuerzo-deformación lineal, tanto en tensión como en comprensión. No se transmitirá tensión a través de bordes externos, juntas de contracción o juntas de aislamiento de un elemento individual de concreto simple. No se supondrá continuidad en flexión debido a la tensión entre elementos estructurales adyacentes de concreto simple. Cuando se calcule la resistencia a flexión, carga axial y flexión combinadas y cortante, en el diseño se considerará la sección transversal completa, con excepción de los elementos colados contra el suelo a los cuales se reducirá 50mm al espesor total h.

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Esfuerzos de diseño Los esfuerzos calculados bajo cargos de diseño (ya multiplicados por el factor de carga), suponiendo comportamiento elástico no excederán a los valores siguientes, donde FR vale 0.65 en todos los casos.

a) Compresión por flexión 1.2FRfc*

b) Tensión por flexión

1) Tensión por flexión 1.7FR *fc ; en kg/cm2 [ ]*53.0 fcFR Si se usan MPa.

2) Concreto clase 2 1.2FR *fc ; en kg/cm2 [ ]*38.0 fcFR Si se usan MPa.

c) Compresión axial

0.7 FR fc*⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

⎭⎬⎫

⎩⎨⎧−

2

32´1h

H

d) Cortante, como medida de la tensión diagonal en elementos angostos

que trabajen en una dirección 0.2 FR *fc ; en kg/cm2 [ ]*06.0 fcFR ;si se usan MPa

e) Cortante, como medida de la tensión diagonal cuando el elemento trabaje en dos direcciones y la falla sea cónica y piramidal alrededor de la carga (g es la relación entre la dimensión menor de la zona cargada y la mayor)

(0.5+g)0.31FR ** fcFfc R≤ ; en kg/cm2

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CONSTRUCCION Cimbra Disposiciones generales Toda cimbra se construirá de manera que resista las acciones a que pueda estar sujeta durante la construcción, incluyendo las fuerzas causadas por la colocación, compactación y vibrado del concreto. Debe ser lo suficientemente rígida para evitar movimientos y deformaciones excesivos; y suficientemente estanca para evitar el escurrimiento del mortero. En su geometría se incluirán las contraflechas prescritas en el proyecto. Inmediatamente antes del colado deben limpiarse los moldes cuidadosamente. Si es necesario se dejarán registros en la cimbra para facilitar su limpieza. La cimbra de madera o de algún otro material absorbente debe estar húmeda durante un período mínimo de dos horas antes del colado. Se recomienda cubrir los moldes con algún lubricante para protegerlos y facilitar el descimbrado. La cimbra para miembros de concreto presforzado deberá diseñarse y construirse de tal manera que permita el movimiento del elemento sin provocar daño durante la transferencia de la fuerza de presfuerzo. Descimbrado Todos los elementos estructurales deben permanecer cimbrados el tiempo necesario para que el concreto alcance la resistencia suficiente para soportar su peso propio y otras cargas que actúen durante la construcción, así como para evitar que las deflexiones sobrepasen los valores fijados en el Título Sexto del Reglamento. Los elementos de concreto presforzado deberán permanecer imbrados hasta que la fuerza de presfuerzo haya sido aplicada y sea tal que, por lo menos, permita soportar el peso propio del elemento y las cargas adicionales que se tengan inmediatamente después del descimbrado. ACERO Disposiciones generales El acero de refuerzo y especialmente el de presfuerzo y los ductos de postensado deben protegerse durante su transporte, manejo y almacenamiento. Inmediatamente antes de su colocación se revisará que el acero no haya sufrido algún daño, en especial, después de un largo período de almacenamiento. Si se juzga necesario, se realizarán ensayes mecánicos en el acero dudoso.

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Al efectuar el colado el acero debe estar exento de grasa, aceites, pinturas, polvo, tierra, oxidación excesiva y cualquier sustancia que reduzca su adherencia con el concreto. A excepción del uso de recubrimientos epóxicos y lodos bentoníticos. No deben doblarse barras parcialmente ahogadas en concreto, a menos que se tomen las medidas para evitar que se dañe el concreto vecino. Todos los dobleces se harán en frío, excepto cuando el Corresponsable en Seguridad Estructural, o el Director Responsable de Obra, cuando no se requiera de Corresponsable, permita calentamiento, pero no se admitirá que la temperatura del acero se eleve a más de la que corresponde a un color rojo café (aproximadamente 803 K [530 °C]) si no está tratado en frío, ni a más de 673 K (400 °C) en caso contrario. No se permitirá que el enfriamiento sea rápido. Los tendones de presfuerzo que presenten algún doblez concentrado no se deben tratar de enderezar, sino que se rechazarán. El acero debe sujetarse en su sitio con amarres de alambre, silletas y separadores, de resistencia, rigidez y en número suficiente para impedir movimientos durante el colado. Los paquetes de barras deben amarrarse firmemente con alambre. Antes de colar debe comprobarse que todo el acero se ha colocado en su sitio de acuerdo con los planos estructurales y que se encuentra correctamente sujeto. Control en la obra El acero de refuerzo ordinario se someterá al control siguiente, por lo que se refiere al cumplimiento de la respectiva Norma Mexicana. Para cada tipo de barras (laminadas en caliente o torcidas en frío) se procederá como sigue: De cada lote de 100 kN (10 toneladas) o fracción, formado por barras de una misma marca, un mismo grado, un mismo diámetro y correspondientes a una misma remesa de cada proveedor, se tomará un espécimen para ensaye de tensión y uno para ensaye de doblado, que no sean de los extremos de barras completas; las corrugaciones se podrán revisar en uno de dichos especímenes. Si algún espécimen presenta defectos superficiales, puede descartarse y sustituirse por otro. Cada lote definido según el párrafo anterior debe quedar perfectamente identificado y no se utilizará en tanto no se acepte su empleo con base en resultados de los ensayes. Éstos se realizarán de acuerdo con la norma NMX-B-172. Si algún espécimen no cumple con los requisitos de tensión especificados en la norma, se permitirá repetir la prueba como se señala en la misma norma. En sustitución del control de obra, el Corresponsable en Seguridad Estructural, o el Director Responsable de Obra, cuando no se requiera Corresponsable, podrá admitir la garantía escrita del fabricante de que el acero cumple con la norma correspondiente; en su caso, definirá la forma de revisar que se cumplan los requisitos adicionales para el acero.

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Extensiones futuras Todo el acero de refuerzo, así como las placas y, en general, todas las preparaciones metálicas que queden expuestas a la intemperie con el fin de realizar extensiones a la construcción en el futuro, deberán protegerse contra la corrosión y contra el ataque de agentes externos. CONCRETO Materiales componentes La calidad y proporciones de los materiales componentes del concreto serán tales que se logren la resistencia, rigidez y durabilidad necesarias. La calidad de todos los materiales componentes del concreto deberá verificarse antes del inicio de la obra y también cuando exista sospecha de cambio en las características de los mismos o haya cambio de las fuentes de suministro. Esta verificación de calidad se realizará a partir de muestras tomadas del sitio de suministro o del almacén del productor de concreto. El Corresponsable en Seguridad Estructural, o el Director Responsable de Obra, cuando no se requiera Corresponsable, en lugar de esta verificación podrá admitir la garantía del fabricante del concreto de que los materiales fueron ensayados en un laboratorio acreditado por la entidad de acreditación reconocida en los términos de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización, y que cumplen con los requisitos establecidos en la sección 1.5.1 y los que a continuación se indican. En cualquier caso podrá ordenar la verificación de la calidad de los materiales cuando lo juzgue procedente. Los materiales pétreos, grava y arena, deberán cumplir con los requisitos de la norma NMX-C-111, con las modificaciones y adiciones. En adición a la frecuencia de verificación estipulada para todos los materiales componentes al principio de esta sección, los requisitos especiales precedentes deberán verificarse cuando menos una vez por mes para el concreto clase 1. Los límites correspondientes a estos requisitos especiales pueden modificarse si el fabricante del concreto demuestra, con pruebas realizadas en un laboratorio acreditado por la entidad de acreditación reconocida en los términos de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización, que con los nuevos valores se obtiene concreto que cumpla con el requisito de módulo de elasticidad establecido en la sección 14.3.4.2. En tal caso, los nuevos límites serán los que se apliquen en la verificación de estos requisitos para los agregados específicamente considerados en dichas pruebas. Elaboración del concreto El concreto podrá ser dosificado en una planta central y transportado a la obra en camiones revolvedores, o dosificado y mezclado en una planta central y transportado a la obra en camiones agitadores, o bien podrá ser elaborado directamente en la obra; en todos los casos deberá cumplir con los requisitos

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de elaboración que aquí se indican. La dosificación establecida no deberá alterarse, en especial, el contenido de agua. El concreto clase 1, premezclado o hecho en obra, deberá ser elaborado en una planta de dosificación y mezclado de acuerdo con los requisitos de elaboración establecidos en la norma NMX-C-403. El concreto clase 2, si es premezclado, deberá satisfacer los requisitos de elaboración de la norma NMX-C-155. Si es hecho en obra, podrá ser dosificado en peso o en volumen, pero deberá ser mezclado en una revolvedora mecánica, ya que no se permitirá la mezcla manual de concreto estructural. Requisitos y control del concreto fresco Al concreto en estado fresco, antes de su colocación en las cimbras, se le harán pruebas para verificar que cumple con los requisitos de revenimiento y peso volumétrico. Estas pruebas se realizarán al concreto muestreado en obra, con las frecuencias de la tabla 14.2 como mínimo. El revenimiento será el mínimo requerido para que el concreto fluya a través de las barras de refuerzo y para que pueda bombearse en su caso, así como para lograr un aspecto satisfactorio. El revenimiento nominal de los concretos no será mayor de 120 mm. Para permitir la colocación del concreto en condiciones difíciles, o para que pueda ser bombeado, se autoriza aumentar el revenimiento nominal hasta un máximo de 180 mm, mediante el uso de aditivo superfluidificante, de manera que no se incremente el contenido unitario de agua. En tal caso, la verificación del revenimiento se realizará en la obra antes y después de incorporar el aditivo superfluidificante, comparando con los valores nominales de 120 y 180 mm, respectivamente. Las demás propiedades, incluyendo las del concreto endurecido, se determinarán en muestras que ya incluyan dicho aditivo. El Corresponsable en Seguridad Estructural, o el Director Responsable de Obra, cuando no se requiera Corresponsable, podrá autorizar la incorporación del aditivo superfluidificante en la planta de premezclado para cumplir con revenimientos nominales mayores de 120 mm y estará facultado para inspeccionar tal operación en la planta cuando lo juzgue procedente. Si el concreto es premezclado y se surte con un revenimiento nominal mayor de 120 mm, deberá ser entregado con un comprobante de incorporación del aditivo en planta; en la obra se medirá el revenimiento para compararlo con el nominal máximo de 180 mm. Para que el concreto cumpla con el requisito de revenimiento, su valor determinado deberá concordar con el nominal especificado, con las siguientes tolerancias: Estas tolerancias también se aplican a los valores nominales máximos de 120 y 180 mm. Para que el concreto cumpla con el requisito de peso volumétrico en estado fresco o endurecido, su valor determinado deberá ser mayor de 22 kN/m³ (2 200 kg/m³) para el concreto clase 1, y no menor de 19 kN/m³ (1 900 kg/m³) para el concreto clase 2.

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Requisitos y control del concreto endurecido Resistencia a compresión La calidad del concreto endurecido se verificará mediante pruebas de resistencia a compresión en cilindros elaborados, curados y probados de acuerdo con las normas NMX-C-160 y NMX-C-83, en un laboratorio acreditado por la entidad de acreditación reconocida en los términos de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización. Cuando la mezcla de concreto se diseñe para obtener la resistencia especificada a 14 días, las pruebas anteriores se efectuarán a esta edad; de lo contrario, las pruebas deberán efectuarse a los 28 días de edad. Para verificar la resistencia a compresión de concreto de las mismas características y nivel de resistencia, se tomará como mínimo una muestra por cada día de colado, pero al menos una por cada 40 m³; sin embargo, si el concreto se emplea para el colado de columnas, se tomará por lo menos una muestra por cada 10 m³. De cada muestra se elaborarán y ensayarán al menos dos cilindros; se entenderá por resistencia de una muestra el promedio de las resistencias de los cilindros que se elaboren de ella. Para el concreto clase 1, se admitirá que la resistencia del concreto cumple con la resistencia especificada, fc’, si ninguna muestra da una resistencia inferior a fc ’–3.5 MPa ( fc ’–35 kg/cm²) y además, si ningún promedio de resistencias de todos los conjuntos de tres muestras consecutivas, pertenecientes o no al mismo día de colado, es menor que fc ’. Para el concreto clase 2, se admitirá que la resistencia del concreto cumple con la resistencia especificada, fc’, si ninguna muestra da una resistencia inferior a fc ’–5 MPa ( fc’–50 kg/cm²), y además, si ningún promedio de resistencias de todos los conjuntos de tres muestras consecutivas, pertenecientes o no al mismo día de colado, es menor que fc ’–1.7 MPa ( fc ’–17 kg/cm²). Si sólo se cuenta con dos muestras, el promedio de las resistencias de ambas no será inferior a fc’–1.3 MPa ( fc’–13 kg/cm²) para concretos clase 1, ni a fc’–2.8 MPa ( fc ’–28 kg/cm²), para clase 2, además de cumplir con el respectivo requisito concerniente a las muestras tomadas una por una. Cuando el concreto no cumpla con el requisito de resistencia, el Corresponsable en Seguridad Estructural, o el Director Responsable de Obra, cuando no se requiera Corresponsable, tomará las medidas conducentes a garantizar la seguridad de la estructura. Estas medidas estarán basadas principalmente en el buen criterio de los responsables mencionados; como factores de juicio deben considerarse, entre otros, el tipo de elemento en que no se alcanzó el nivel de resistencia especificado, el monto del déficit de resistencia y el número de muestras o grupos de ellas que no cumplieron. En ocasiones debe revisarse el proyecto estructural a fin de considerar la posibilidad de que la resistencia que se obtuvo sea suficiente. Si subsiste la duda sobre la seguridad de la estructura se podrán extraer y ensayar corazones, de acuerdo con la norma NMX-C-169-ONNCCE, del concreto en la zona representada por los cilindros que no cumplieron. Se probarán tres

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corazones por cada incumplimiento con la calidad especificada. La humedad de los corazones al probarse debe ser representativa de la que tenga la estructura en condiciones de servicio. El concreto clase 1 representado por los corazones se considerará adecuado si el promedio de las resistencias de los tres corazones es mayor o igual que 0.85fć y la resistencia de ningún corazón es menor que 0.75fć. El concreto clase 2 representado por los corazones se considerará adecuado si el promedio de las resistencias de los tres corazones es mayor o igual que 0.80fć y la resistencia de ningún corazón es menor que 0.70fc’. Para comprobar que los especímenes se extrajeron y ensayaron correctamente, se permite probar nuevos corazones de las zonas representadas por aquellos que hayan dado resistencias erráticas. Si la resistencia de los corazones ensayados no cumple con el criterio de aceptación que se ha descrito, el responsable en cuestión nuevamente debe decidir a su juicio y responsabilidad las medidas que han de tomarse. Puede optar por reforzar la estructura hasta lograr la resistencia necesaria, o recurrir a realizar pruebas de carga (artículo 185 del Reglamento) en elementos no destinados a resistir sismo, u ordenar la demolición de la zona de resistencia escasa, etc. Si el concreto se compra ya elaborado, en el contrato de compraventa se establecerán, de común acuerdo entre el fabricante y el consumidor, las responsabilidades del fabricante en caso de que el concreto no cumpla con el requisito de resistencia. Módulo de elasticidad El concreto debe cumplir con el requisito de módulo de elasticidad especificado a continuación. (Debe cumplirse tanto el requisito relativo a una muestra cualquiera, como el que se refiere a los conjuntos de dos muestras consecutivas). Para la verificación anterior se tomará una muestra por cada 100 metros cúbicos, o fracción, de concreto, pero no menos de dos en una cierta obra. De cada muestra se fabricarán y ensayarán al menos tres especímenes. Se considerará como módulo de elasticidad de una muestra, el promedio de los módulos de los tres especímenes elaborados con ella. El módulo de elasticidad se determinará según la norma NMX-C-128. El Corresponsable en Seguridad Estructural, o el Director Responsable de Obra, cuando no se requiera Corresponsable, no estará obligado a exigir la verificación del módulo de elasticidad; sin embargo, si a su criterio las condiciones de la obra lo justifican, podrá requerir su verificación, o la garantía escrita del fabricante de que el concreto cumple con él. En dado caso, la verificación se realizará en un laboratorio acreditado por la entidad de acreditación reconocida en los términos de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización. Cuando el concreto no cumpla con el requisito mencionado, el responsable de la obra evaluará las consecuencias de la falta de cumplimiento y determinará las medidas que deberán tomarse. Si el concreto se compra ya elaborado, en el contrato de compraventa se establecerán, de común acuerdo entre el fabricante y el

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consumidor, las responsabilidades del fabricante por incumplimiento del requisito antedicho. Transporte Los métodos que se empleen para transportar el concreto serán tales que eviten la segregación o pérdida de sus ingredientes. Colocación y compactación Antes de efectuar un colado deben limpiarse los elementos de transporte y el lugar donde se va a depositar el concreto. Los procedimientos de colocación y compactación serán tales que aseguren una densidad uniforme del concreto y eviten la formación de huecos. El lugar en el que se colocará el concreto deberá cumplir con lo siguiente: a) Estar libre de material suelto como partículas de roca, polvo, clavos, tornillos, tuercas, basura, etc.; b) Los moldes que recibirán al concreto deben estar firmemente sujetos; c) Las superficies de mampostería que vayan a estar en contacto con el concreto deberán humedecerse previamente al colado; d) El acero de refuerzo deberá estar completamente limpio y adecuadamente colocado y sujeto; e) No deberá existir agua en el lugar del colado, a menos que se hayan tomado las medidas necesarias para colar concreto en agua. De ninguna manera se permitirá la colocación de concreto contaminado con materia orgánica. El concreto se vaciará en la zona del molde donde vaya a quedar en definitiva y se compactará con picado, vibrado o apisonado. No se permitirá trasladar el concreto mediante el vibrado. Temperatura Cuando la temperatura ambiente durante el colado o poco después sea inferior a 278 K (5 °C), se tomarán las precauciones especiales tendientes a contrarrestar el descenso en resistencia y el retardo en endurecimiento, y se verificará que estas características no hayan sido desfavorablemente afectadas.

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Morteros aplicados neumáticamente El mortero aplicado neumáticamente satisfará los requisitos de compacidad, resistencia y demás propiedades que especifique el proyecto. Se aplicará perpendicularmente a la superficie en cuestión, la cual deberá estar limpia y húmeda. Curado El concreto debe mantenerse en un ambiente húmedo por lo menos durante siete días en el caso de cemento ordinario y tres días si se empleó cemento de alta resistencia inicial. Estos lapsos se aumentarán si la temperatura desciende a menos de 278 K (5 °C); en este caso también se observará lo dispuesto en la sección 14.3.7. Para acelerar la adquisición de resistencia y reducir el tiempo de curado, puede usarse el curado con vapor a alta presión, vapor a presión atmosférica, calor y humedad, o algún otro proceso que sea aceptado. El proceso de curado que se aplique debe producir concreto cuya durabilidad sea por lo menos equivalente a la obtenida con curado en ambiente húmedo prescrito en el párrafo anterior. Juntas de colado Las juntas de colado se ejecutarán en los lugares y con la forma que indiquen los planos estructurales. Antes de iniciar un colado las superficies de contacto se limpiarán y saturarán con agua. Se tomará especial cuidado en todas las juntas de columnas y muros en lo que respecta a su limpieza y a la remoción de material suelto o poco compacto. Tuberías y ductos incluidos en el concreto Con las excepciones indicadas en el párrafo que sigue, se permitirá la inclusión de tuberías y ductos en los elementos de concreto, siempre y cuando se prevean en el diseño estructural, sean de material no perjudicial para el concreto y sean aprobados por el Corresponsable en Seguridad Estructural, o el Director Responsable de Obra cuando no se requiera Corresponsable. No se permitirá la inclusión de tuberías y ductos de aluminio en elementos de concreto, a menos que se tengan cubiertas o protecciones especiales para evitar la reacción aluminio-concreto y la reacción electrolítica entre aluminio y acero de refuerzo. No se permitirá la inclusión de tuberías y ductos longitudinales en columnas y en elementos de refuerzo en los extremos de muros. Las tuberías y los ductos incluidos en los elementos no deberán afectar significativamente la resistencia de dichos elementos ni de la construcción en general. Asimismo, no deberán impedir que el concreto penetre, sin segregarse, en todos los intersticios. Excepto cuando se haya establecido en los planos o haya sido aprobado por el Corresponsable en Seguridad Estructural, o el Director Responsable de Obra cuando no se requiera

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Corresponsable, las tuberías y los ductos incluidos en losas, muros y trabes de concreto deberán cumplir con lo siguiente: a) El diámetro exterior no será mayor que 1/3 del espesor de la losa o del ancho del muro y de la trabe; b) Estarán colocados con una separación, medida centro a centro, mayor que 3 veces el diámetro de los ductos; c) No deberán afectar significativamente la resistencia estructural de los elementos de concreto. Las tuberías y los ductos deberán diseñarse para resistir los efectos del concreto, la presión y la temperatura a la que estarán expuestos al quedar incluidos en el concreto. Las tuberías no deberán contener líquidos, gas, vapor ni agua a altas temperaturas ni a altas presiones, hasta que el concreto haya alcanzado completamente la resistencia de diseño. En losas, las tuberías y los ductos deberán quedar incluidos entre el acero de refuerzo inferior y superior, a menos que sean para captar agua o materiales exteriores. El recubrimiento mínimo para tuberías y ductos no será menor que 40mm para elementos expuestos a la intemperie o en contacto con el terreno, ni menor que 20mm para elementos no expuestos a la intemperie y que no están en contacto con el terreno. Las tuberías y ductos deberán construirse y colocarse de tal manera que no se requiera cortar, doblar, ni mover de su posición original el acero de refuerzo. REQUISITOS COMPLEMENTARIOS PARA CONCRETO PRESFORZADO Lechada para tendones adheridos La lechada para inyección debe ser de cemento portland y agua, o de cemento portland, arena y agua. Para mejorar la manejabilidad y reducir el sangrado y la contracción, pueden usarse aditivos que no sean dañinos a la lechada, al acero, ni al concreto. No debe utilizarse cloruro de calcio. El proporcionamiento de la lechada debe basarse en lo señalado en alguno de los dos incisos siguientes: a) Resultados de ensayes sobre lechada fresca y lechada endurecida realizados antes de iniciar las operaciones de inyección; b) Experiencia previa documentada, con materiales y equipo semejantes y en condiciones de campo comparables. El contenido del agua será el mínimo necesario para que la lechada pueda bombearse adecuadamente, pero no será mayor de 0.50 con relación al cementante, en peso.

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La lechada debe mezclarse con equipo capaz de suministrar mezclado y agitación mecánicos continuos que den lugar a una distribución uniforme de los materiales; asimismo, debe cribarse y debe bombearse de modo que llene completamente los ductos de los tendones. La temperatura del elemento presforzado, cuando se inyecte la lechada, debe ser mayor de 275 K (2 °C), y debe mantenerse por encima de este valor hasta que la resistencia de cubos de 50mm fabricados con la lechada y curados en la obra, llegue a 5.5 MPa (55 kg/cm²). Las características de la lechada se determinarán de acuerdo con la norma NMX-C-061. Durante el mezclado y el bombeo, la temperatura de la lechada no debe exceder de 303 K (30 °C). Tendones de presfuerzo Las operaciones con soplete y las de soldadura en la proximidad del acero de presfuerzo deben realizarse de modo que éste no quede sujeto a temperaturas excesivas, chispas de soldadura, o corrientes eléctricas a tierra. Aplicación y medición de la fuerza de presfuerzo La fuerza de presfuerzo se determinará con un dinamómetro o una celda de carga, o midiendo la presión en el aceite del gato con un manómetro y, además, midiendo el alargamiento del tendón. Debe determinarse y corregirse la causa de toda discrepancia mayor de 5 por ciento entre la fuerza determinada a partir del alargamiento del tendón y la obtenida con el otro procedimiento. Para determinar a qué alargamiento corresponde una cierta fuerza de presfuerzo se usarán las curvas medias fuerza–alargamiento de los tendones empleados. Cuando la fuerza de pretensado se transfiera al concreto cortando los tendones con soplete, la localización de los cortes y el orden en que se efectúen deben definirse de antemano con el criterio de evitar esfuerzos temporales indeseables. Los tramos largos de torones expuestos se cortarán cerca del elemento presforzado para reducir al mínimo el impacto sobre el concreto. La pérdida total de presfuerzo debida a tendones rotos no repuestos no debe exceder de 2 porciento del presfuerzo total. Requisitos complementarios para estructuras prefabricadas Los medios de sujeción o rigidización temporales, el equipo de izado, los apoyos provisionales, etc., deben diseñarse para las fuerzas que puedan presentarse durante el montaje, incluyendo los efectos del sismo y viento, así como las deformaciones que se prevea ocurrirán durante estas operaciones. Debe verificarse que los dispositivos y procedimientos constructivos empleados garanticen que los miembros prefabricados se mantengan correctamente en su posición, mientras adquieren resistencia las conexiones coladas en el lugar.

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Tolerancias Las tolerancias que a continuación se señalan rigen con respecto a los planos constructivos del proyecto ajustado como se especifica en el Título Séptimo del Reglamento. a) Las dimensiones de la sección transversal de un miembro no excederán de las del proyecto en más de 10mm + 0.05x, siendo x la dimensión en la dirección en que se considera la tolerancia, ni serán menores que las del proyecto en más de 3 mm + 0.03x. b) El espesor de zapatas, losas, muros y cascarones no excederá al de proyecto en más de 5mm + 0.05t, siendo t el espesor de proyecto, ni será menor que éste en más de 3mm + 0.03t. c) En cada planta se trazarán los ejes de acuerdo con el proyecto ajustado, con tolerancia de un centímetro. Toda columna quedará desplantada de tal manera que su eje no diste, del que se ha trazado, más de 10mm más dos por ciento de la dimensión transversal de la columna paralela a la desviación. Además, no deberá excederse esta cantidad en la desviación del eje de la columna, con respecto al de la columna inmediata inferior. d) La tolerancia en desplomo de una columna será de 5mm más dos por ciento de la dimensión de la sección transversal de la columna paralela a la desviación. e) El eje centroidal de una columna no deberá distar de la recta que une los centroides de las secciones extremas, más de 5mm más uno por ciento de la dimensión de la columna paralela a la desviación. f) La posición de los ejes de vigas con respecto a los de las columnas donde apoyan no deberá diferir de la de proyecto en más de 10mm más dos por ciento de la dimensión de la columna paralela a la desviación, ni más de 10mm más dos por ciento del ancho de la viga. g) El eje centroidal de una viga no deberá distar de la recta que une los centroides de las secciones extremas, más de 10mm más dos por ciento de la dimensión de la viga paralela a la desviación. h) En ningún punto la distancia medida verticalmente entre losas de pisos consecutivos, diferirá de la de proyecto más de30mm, ni la inclinación de una losa respecto a la de proyecto más de uno por ciento. i) La desviación angular de una línea de cualquier sección transversal de un miembro respecto a la dirección que dicha línea tendría según el proyecto, no excederá de cuatro por ciento. j) La localización de dobleces y cortes de barras longitudinales no debe diferir en más de 10mm + 0.01L de la señalada en el proyecto, siendo L el claro,

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excepto en extremos discontinuos de miembros donde la tolerancia será de 10 mm. k) La posición de refuerzo de losas, zapatas, muros, cascarones, arcos y vigas será tal que no reduzca el peralte efectivo, d, en más de 3mm + 0.03d ni reduzca el recubrimiento en más de 5mm. En columnas rige la misma tolerancia, pero referida a la mínima dimensión de la sección transversal, en vez del peralte efectivo. La separación entre barras no diferirá de la de proyecto más de 10mm más diez por ciento de dicha separación, pero en todo caso respetando el número de barras y su diámetro, y de tal manera que permita pasar al agregado grueso. l) Las dimensiones del refuerzo transversal de vigas y columnas, medidas según el eje de dicho refuerzo, no excederá a las del proyecto en más de 10mm + 0.05x, siendo x la dimensión en la dirección en que se considera la tolerancia, ni serán menores que las de proyecto en más de 3mm + 0.03x. m) La separación del refuerzo transversal de vigas y columnas no diferirá de la de proyecto más de 10mm más diez por ciento de dicha separación, respetando el número de elementos de refuerzo y su diámetro. n) Si un miembro estructural no es claramente clasificable como columna o viga, se aplicarán las tolerancias relativas a columnas, con las adaptaciones que procedan si el miembro en cuestión puede verse sometido a compresión axial apreciable, y las correspondientes a trabes en caso contrario. En cascarones rigen las tolerancias relativas a losas, con las adaptaciones que procedan. Por razones ajenas al comportamiento estructural, tales como aspecto, o colocación de acabados, puede ser necesario imponer tolerancias más estrictas que las arriba prescritas. De no satisfacerse cualquiera de las tolerancias especificadas, el Corresponsable en Seguridad Estructural, o el Director Responsable de Obra, cuando no se requiera Corresponsable; estudiará las consecuencias que de ahí deriven y tomará las medidas pertinentes para garantizar la estabilidad y correcto funcionamiento de la estructura.

Problemática Estructural


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IV. PROBLEMÁTICA ESTRUCTURAL EN LAS EDIFICACIONES CON

ESTRUCTURA DE CONCRETO REFORZADO, SI LOS PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS NO SE VINCULAN A LA NORMATIVIDAD ESTABLECIDA

4.1. Excavación Una cimentación requiere quedar desplantada en terreno firme y protegida contra la acción de agentes externos, lo que implica excavar hasta encontrar un estrato con capacidad de carga igual o mayor a la presión que se desee le transmita la estructura del edificio, y construida a suficiente profundidad para resguardarla de erosiones y deslizamientos. Por lo tanto, debe realizarse la excavación consecuente con eficiencia y economía, seleccionando la alternativa más adecuada para extraer el material según sus características físicas de dureza, cohesión, abrasión y contenido de humedad, así como la accesibilidad y la profundidad del nivel de aguas freáticas en caso de que se encuentre encima del fondo. Existen dos tipos de excavaciones: Someras: son aquellas que su profundidad de excavación ≤ a 2.50m, siempre y cuando se cumplan los siguientes requisitos:

Ilustración 100. Excavación somera.

Peso unitario medio de la estructura debe ser ≤ 40kPa (4 t/m2), perímetro de la construcción debe ser ≤ 80m en las zonas I y II ó ≤ 120m en la zona III



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ZONA I 1) Detección por procedimientos directos, eventualmente apoyados en métodos indirectos, de rellenos sueltos, galerías de minas, grietas y otras irregularidades. 2) Pozos a cielo abierto para determinar la estratigrafía y propiedades de los materiales y definir la profundidad de desplante. 3) En caso de considerarse en el diseño del cimiento un incremento neto de presión mayor de 80 kPa (8 t/m²), el valor recomendado deberá justificarse a partir de los resultados de las pruebas de laboratorio o de campo realizadas. ZONA II 1) Inspección superficial detallada después de limpieza y despalme del predio para detección de rellenos sueltos y grietas. 2) Pozos a cielo abierto para determinar la estratigrafía y propiedades de los materiales y definir la profundidad de desplante. 3) En caso de considerarse en el diseño del cimiento un incremento neto de presión mayor de 50 kPa (5 t/m²), bajo zapatas o de 20 kPa (2 t/m²), bajo losa general, el valor recomendado deberá justificarse a partir de los resultados de las pruebas de laboratorio o de campo realizadas. ZONA III 1) Inspección superficial detallada después de limpieza y despalme del predio para detección de rellenos sueltos y grietas. 2) Pozos a cielo abierto complementados con exploraciones más profundas, por ejemplo con posteadora, para determinar la estratigrafía y propiedades de los materiales y definir la profundidad de desplante.

3) En caso de considerarse en el diseño de cimiento un incremento neto de presión mayor de 40 kPa (4 t/m²), bajo zapatas o de 15 kPa (1.5 t/m²) bajo losa general, el valor recomendado deberá justificarse a partir de los resultados de las pruebas de laboratorio o de campo realizadas.



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Profundas. Son aquellas que su profundidad de excavación es > a 2.50m, siempre y cuando se cumplan los siguientes requisitos:

Ilustración 101. Excavación profunda.

ZONA I 1) Detección, por procedimientos directos, eventualmente apoyados en métodos indirectos, de rellenos sueltos, galerías de minas, grietas y otras oquedades. 2) Sondeos o pozos profundos a cielo abierto para determinar la estratigrafía y propiedades de los materiales y definir la profundidad de desplante. La profundidad de la exploración con respecto al nivel de desplante será al menos igual al ancho en planta del elemento de cimentación, pero deberá abarcar todos los estratos sueltos o compresibles que puedan afectar el comportamiento de la cimentación del edificio. ZONA II 1) Inspección superficial detallada después de limpieza y despalme del predio para detección de rellenos sueltos y grietas. 2) Sondeos para determinar la estratigrafía y propiedades índice y mecánicas de los materiales del subsuelo y definir la profundidad de desplante mediante muestreo y/o pruebas de campo. En por lo menos uno de los sondeos, se obtendrá un perfil estratigráfico continuo con la clasificación de los materiales encontrados y su contenido de agua. Además, se obtendrán muestras inalteradas de los estratos que puedan afectar el comportamiento de la cimentación. Los sondeos deberán realizarse en número suficiente para verificar si el subsuelo del predio es uniforme o definir sus variaciones dentro del área estudiada.



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3) En caso de cimentaciones profundas, investigación de la tendencia de los movimientos del subsuelo debidos a consolidación regional y determinación de las condiciones de presión del agua en el subsuelo, incluyendo detección de mantos acuíferos colgados. ZONA III 1) Inspección superficial detallada después de limpieza y despalme del medio para detección de rellenos sueltos y grietas. 2) Sondeos para determinar la estratigrafía y propiedades índice y mecánicas de los materiales y definir la profundidad de desplante mediante muestreo y/o pruebas de campo. En por lo menos uno de los sondeos se obtendrá un perfil estratigráfico continuo con la clasificación de los materiales encontrados y su contenido de agua. Además, se obtendrán muestras inalteradas de los estratos que puedan afectar el comportamiento de la cimentación. Los sondeos deberán realizarse en número suficiente para verificar si el subsuelo del predio es uniforme o definir sus variaciones dentro del área estudiada. 3) En caso de cimentaciones profundas, investigación de la tendencia de los movimientos del subsuelo debidos a consolidación regional y determinación de las condiciones de presión del agua en el subsuelo, incluyendo detección de mantos acuíferos colgados. ANALISIS Y DISEÑO DE EXCAVACIONES En el diseño de las excavaciones se considerarán los siguientes estados límite: a) De falla: colapso de los taludes o de las paredes de la excavación o del sistema de ademado de las mismas, falla de los cimientos de las construcciones adyacentes y falla de fondo de la excavación por corte o por subpresión en estratos subyacentes, y colapso del techo de cavernas o galerías. b) De servicio: movimientos verticales y horizontales inmediatos y diferidos por descarga en el área de excavación y en los alrededores. Los valores esperados de tales movimientos deberán ser suficientemente reducidos para no causar daños a las construcciones e instalaciones adyacentes ni a los servicios públicos. Además, la recuperación por recarga no deberá ocasionar movimientos totales o diferenciales intolerables para las estructuras que se desplanten en el sitio. Para realizar la excavación, se podrán usar pozos de bombeo con objeto de reducir las filtraciones y mejorar la estabilidad. Sin embargo, la duración del bombeo deberá ser tan corta como sea posible y se tomarán las precauciones necesarias para que sus efectos queden prácticamente circunscritos al área de trabajo. En este caso, para la evaluación de los estados límite de servicio a



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considerar en el diseño de la excavación, se tomarán en cuenta los movimientos del terreno debidos al bombeo. Los análisis de estabilidad se realizarán con base en las acciones aplicables señaladas en las Normas correspondientes, considerándose las sobrecargas que puedan actuar en la vía pública y otras zonas próximas a la excavación. Estados Límite de falla La verificación de la seguridad respecto a los estados límite de falla incluirá la revisión de la estabilidad de los taludes o paredes de la excavación con o sin ademes y del fondo de la misma. El factor de resistencia será de 0.6; sin embargo, si la falla de los taludes, ademes o fondo de la excavación no implica daños a los servicios públicos, a las instalaciones o a las construcciones adyacentes, el factor de resistencia será de 0.7. La sobrecarga uniforme mínima a considerar en la vía publica y zonas próximas a excavaciones temporales será de 15 kPa (1.5 t/m²) con factor de carga unitario. Taludes La seguridad y estabilidad de excavaciones sin soporte se revisará tomando en cuenta la influencia de las condiciones de presión del agua en el subsuelo así como la profundidad de excavación, la inclinación de los taludes, el riesgo de agrietamiento en la proximidad de la corona y la presencia de grietas u otras discontinuidades. Se tomará en cuenta que la cohesión de los materiales arcillosos tiende a disminuir con el tiempo, en una proporción que puede alcanzar 30 por ciento en un plazo de un mes. Para el análisis de estabilidad de taludes se usará un método de equilibrio límite considerando superficies de falla cinemáticamente posibles tomando en cuenta en su caso las discontinuidades del suelo. Se incluirá la presencia de sobrecargas en la orilla de la excavación. También se considerarán mecanismos de extrusión de estratos blandos confinados verticalmente por capas más resistentes. Al evaluar estos últimos mecanismos se tomará en cuenta que la resistencia de la arcilla puede alcanzar su valor residual correspondiente a grandes deformaciones. Se prestará especial atención a la estabilidad a largo plazo de excavaciones o cortes permanentes que se realicen en el predio de interés, especialmente en la zona I. Se tomarán las precauciones necesarias para que estos cortes no limiten las posibilidades de construcción en los predios vecinos, no presenten peligro de falla local o general ni puedan sufrir alteraciones en su geometría por intemperización y erosión, que puedan afectar a la propia construcción, a las construcciones vecinas o a los servicios públicos. Además del análisis de estabilidad, el estudio geotécnico deberá incluir en su caso una justificación detallada de las técnicas de estabilización y protección de los cortes propuestas y del procedimiento constructivo.



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SECUENCIA DE EXCAVACION EXCAVACION A CIELO ABIERTO: Las excavaciones a cielo abierto, son las que se efectúan para formar la sección de desplante en las cimentaciones de la estructura y se ubican de acuerdo con las dimensiones del proyecto. Para llevar a cabo una excavación, es necesario el uso del equipo necesario para realizar dicha función, los cuales son: Pala y pico. Conveniente en terrenos blandos y excavaciones poco profundas Tractor. Es recomendable en superficies amplias y terrenos duros. Deben utilizarse junto con equipos de carga, frecuentemente con un cargador frontal. Draga con cucharón de almeja. Conveniente en excavaciones muy profundas o cuando el andamiaje, pozos de abatimiento y pilotes ya hincados exijan la extracción cuidadosa del material. Retroexcavadora. Equipo muy versátil, por lo que es el más utilizado. Una máquina con capacidad mediana tiene un brazo con alcance vertical u horizontal de 7 a 8 m. TIPOS DE SUELO Los tipos de suelo que se pueden encontrar al realizar una excavación son:

Rocas: basalto, granito, caliza, arenisca, pizarra. Por su constitución Suelos gruesos: gravas y arenas. Suelos finos: limos y arcillas.

Material tipo I. Tierra. Material tipo II. Tepetate Por dificultad Para excavar Material tipo III. Roca: material que cede sólo con Cuña y marro.



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Para determinar el costo de las excavaciones, se considerarán los siguientes tipos de materiales: Material tipo I. Se entenderá por tal, el producto de las excavaciones que se pueda extraer con pala de mano. Material tipo II. Es el producto de las excavaciones para cuya extracción se requiera el uso de pico y pala de mano. Material tipo IIA. Es el producto de las excavaciones que contenga boleo y material compactado, y para cuya extracción se requiera uso de barretas o rompedoras. Material tipo III. Producto de excavación para cuya extracción se requiera uso de explosivos. Cuando se requiera el uso de explosivos para ejecutar excavaciones, su uso estará condicionado a evitar el fracturamiento y la alteración del terreno natural, más allá de la sección teórica fijada en los planos de construcción. El uso y método de empleo de dichos explosivos deberá someterse a su aprobación. PROTECCION DE COLINDANCIAS Cuando las separaciones con las colindancias lo permitan, las excavaciones podrán delimitarse con taludes perimetrales cuya pendiente se valuará a partir de un análisis de estabilidad. Si por el contrario, existen restricciones d espacio y no son aceptables taludes verticales debido a las características del subsuelo, se recurrirá a un sistema de soporte constituido por ademes, tablaestacas o muros colados en el lugar apuntalados o retenidos con anclas instaladas en suelos firmes. Entre los principales métodos de protección encontramos: Tablaestacas y muros colados en el lugar Consiste en planchas de madera, acero o concreto precolado hincadas en sentido vertical lado a lado, destinados a garantizar la estabilidad de las excavaciones, evitando el derrumbe de sus paredes e impide el paso del agua, para que el trabajo se realice en seco.



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Ilustración 102. Protección en paredes de excavación.

Las tablaestacas pueden ser provisionales o definitivas, según se retiren una vez cumplido su objetivo o formen parte de la estructura, si es que para ello fueron diseñadas. Para que los ademes puedan cumplir con su cometido, es necesario que estén troquelados contra el terreno o contra alguna parte de la estructura que les proporcione un apoyo lo suficiente firme, para evitar cualquier falla. Este troquelamiento se lleva a cabo en la mayoría de los casos mediante puntales que resistirán los esfuerzos producidos por el empuje del terreno sobre el ademe, formando lo que se denomina “apuntalamiento”. Si la excavación es de poca anchura puede irse colocando el ademe durante su ejecución, para ello se adosan tablones a las paredes, y se troquelan contra los de enfrente hasta alcanzar la rigidez necesaria. En excavaciones de gran anchura el ademe se sostiene apuntalándolo contra el piso. Pueden además sostenerse entre si por muescas machihembradas o guiadas usando postes de sección “H”, colocados en su sitio como si fueran pilotes. Cuando no hay problemas de agua, pueden usarse pilotes como ademes, hincando una hilera de ellos que resistirán directamente el empuje o con auxilio de troqueles.



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Ilustración 103. Protección de excavaciones.

Muros colados en el lugar.-Son muros de concreto colados en una trinchera para servir como tablaestaca y también como muro de cimentación permanente. Se construye excavando una trinchera en longitudes cortas. Esta trinchera se rellena con una lechada de bentonita y agua para evitar que las paredes se colapsen; se coloca refuerzo y se vacía concreto en la trinchera con un tubo-embudo para desplazar la lechada. Para reducir los problemas de filtraciones de agua hacia la excavación y los daños a construcciones vecinas, se podrán usar dichas tablaestacas hincadas en la periferia de la excavación o muros colados in situ o prefabricados. Las tablaestacas o muros deberán prolongarse hasta una profundidad suficiente para interceptar el flujo debido a los principales estratos permeables que pueden dificultar la realización de la excavación. El cálculo de los empujes sobre los puntales que sostengan estos elementos se hará por los métodos indicados. El sistema de apuntalamiento podrá también ser constituido por anclas horizontales instaladas en suelos firmes o muros perpendiculares colados en el lugar o prefabricados. Brandales. Consisten en cables o tendones de acero que se insertan en orificios previamente barrenados a través de a tablaestaca hasta la roca o estrato adecuado, lechadeado a presión para anclarlos y postensionarlos con un gato hidráulico. Los brandales se anclan entonces en largueros de acero continúos y horizontales para mantener a tensión. CONTROL DE AGUAS FREÁTICAS Cuando la construcción de la cimentación lo requiera, se controlará el flujo del agua en el subsuelo del predio mediante bombeo, tomando precauciones para limitar los efectos indeseables del mismo en el propio predio y en los colindantes.



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Se escogerá el sistema de bombeo más adecuado de acuerdo con el tipo de suelo. El gasto y el abatimiento provocado por el bombeo se calcularán mediante la teoría del flujo de agua transitorio en el suelo. El diseño del sistema de bombeo incluirá la selección del número, ubicación, diámetro y profundidad de los pozos; del tipo, diámetro y ranurado de los ademes, y del espesor y composición granulométrica del filtro. Asimismo, se especificará la capacidad mínima de las bombas y la posición del nivel dinámico en los pozos en las diversas etapas de la excavación. Los principales sistemas para el control de flujo de agua son los siguientes: Zanjas Colectoras Este procedimiento es adecuado cunado el fondo de la excavación está encima o es ligeramente inferior al nivel freático. Para su funcionamiento, conforme se profundiza la excavación se van haciendo zanjas o drenes con pendientes que permitirán conducir el agua hasta un cárcamo. En el cárcamo se coloca un filtro de grava y dentro de el la (pichancha) de la bomba, así se reducirá la succión de lodos. Pozos de bombeo cortos Este procedimiento es conveniente cuando el fondo de la excavación no queda a más de 3 ó 4 metros abajo del nivel freático y la profundidad del pozo no es mayor de 5 metros. La separación entre pozos conviene que sea entre 4 y 6 metros. En caso contrario, estos pozos pueden hacerse manualmente, ademando sus paredes; en este caso, sus dimensiones permiten usar cualquier tipo de bomba. Se recomienda que sea de succión de lodos o por lo menos con motor eléctrico para evitar la concentración de monóxido de carbono en el fondo. Pozos de bombeo profundos Procedimiento útil hasta 20 o 30 metros. Similar en operación al procedimiento anterior pero perforados a mayor profundidad. Se usan para el abatimiento del agua bombas generalmente de tipo turbina o tubos venturi. Para abatir el nivel freático, si es necesario, se combinan con pozos de bombeo a menor profundidad e incluso con cárcamos y drenes. Para evitar interferencias con el equipo es recomendable perforarlos fuera de la zona de excavación. Para evitar una consolidación acelerada del suelo es conveniente rehidratarlo mediante pozos de absorción, en los cuales se inyecta parte del agua extraída. La ventaja del sistema venturi es que el eyector cabe en diámetros pequeños y al extraer poca agua generalmente no requiere rehidratarse el suelo.



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En el caso de materiales compresibles, se tomará en cuenta la sobrecarga inducida en el terreno por las fuerzas de filtración y se calcularán los asentamientos correspondientes. Si los asentamientos calculados resultan excesivos, se recurrirá a procedimientos alternos que minimicen el abatimiento piezométrico. Deberá considerarse la conveniencia de reinyectar el agua bombeada en la periferia de la excavación y de usar pantallas impermeables que la aíslen Cualquiera que sea el tipo de instalación de bombeo que se elija, su capacidad garantizará la extracción de un gasto por lo menos 1.5 veces superior al estimado. Además, deberá asegurarse el funcionamiento continuo de todo el sistema. En suelos de muy baja permeabilidad, como las arcillas lacustres de las zonas II y III, el nivel piezométrico tiende a abatirse espontáneamente al tiempo que se realiza la excavación, por lo que no es necesario realizar bombeo previo, salvo para evitar presiones excesivas en estratos permeables intercalados. En este caso, más que abatir el nivel freático, el bombeo tendrá como objetivo: a) Dar a las fuerzas de filtración una dirección favorable a la estabilidad de la excavación; b) Preservar el estado de esfuerzos del suelo; c) Interceptar las filtraciones provenientes de lentes permeables. En todos los casos será necesario un sistema de bombeo superficial que desaloje el agua de uno o varios cárcamos en los que se recolecten los escurrimientos de agua. El agua bombeada arrojada al sistema de drenaje público deberá estar libre de sedimentos y contaminantes EJECUCION. El procedimiento de excavación deberá asegurar que no se rebasen los estados límite de servicio (movimientos verticales y horizontales inmediatos y diferidos por descarga en el área de excavación y en la zona circundante). De ser necesario, la excavación se realizará por etapas, según un programa que se incluirá en la memoria de diseño, señalando además las precauciones que deban tomarse para que no resulten afectadas las construcciones de los predios vecinos o los servicios públicos; estas precauciones se consignarán debidamente en los planos. Al efectuar la excavación por etapas, para limitar las expansiones del fondo a valores compatibles con el comportamiento de la propia estructura o de edificios e instalaciones colindantes, se adoptará una secuencia simétrica. Se restringirá la excavación a zanjas de pequeñas dimensiones en planta en las que se construirá y lastrará la cimentación antes de excavar otras áreas.



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Para reducir la magnitud de las expansiones instantáneas será aceptable, asimismo, recurrir a pilotes de fricción hincados previamente a la excavación y capaces de absorber los esfuerzos de tensión inducidos por el terreno. Para poner en marcha la ejecución de la excavación, es necesario tener en cuenta:

a. Para el trazo de las cepas se deberá considerar que el eje transversal de la estructura sea normal al eje de la línea en tangente, y en caso de deflexión, el eje transversal de la estructura debe coincidir con la bisectriz del ángulo de deflexión.

b. La supervisión verificará al constructor los trazos, líneas, niveles y estacas que sean necesarios para los trabajos que vayan a realizar.

c. En el caso de que por causas imputables al constructor se pierdan, destruyan o cambien de lugar las mojoneras, referencias y bancos de nivel, su relocalización y reposición se hará con cargo al constructor.

d. Las dimensiones en proyección horizontal de estas excavaciones serán iguales a la proyección horizontal de los cimientos y, por lo tanto, las paredes de los cortes serán verticales.

e. Cuando las características del terreno al nivel del desplante fijado, sean diferentes a las previstas en el proyecto y a juicio de la supervisión convenga profundizar la excavación, ésta podrá incrementarse lo necesario sin variar el precio unitario pactado.

f. Cuando las características del subsuelo al nivel del desplante justifiquen, según la supervisión, un cambio en el diseño de los cimientos, se suspenderá la excavación hasta que esté elaborado el nuevo proyecto.

g. El constructor estará obligado a efectuar la obra, y las excavaciones parcialmente ejecutadas se estimarán al precio unitario establecido.

h. Durante el proceso de excavación, el material producto de la misma se podrá depositar alrededor de las cepas dejando cuando menos 1 m. libre entre los límites de la excavación y el pie del talud del borde formado, con el fin de evitar derrumbes del material al interior de la excavación.

i. Cuando la inestabilidad en las paredes del terreno excavado así lo requiera, el constructor tendrá que sobreexcavar para formar taludes en las paredes de la excavación sin considerar el sobrevolumén para efecto de pago.

j. En ningún caso, la profundidad de las excavaciones deberá ser menor que la indicada en los planos de proyecto cuando se tengan terrenos accidentados.

k. El constructor deberá tomar las medidas necesarias para evitar que las excavaciones puedan originar daños a personas, animales y vehículos, poniéndoles señales y protección adecuadas.



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l. Se admitirá una tolerancia de 10 cm. en las dimensiones laterales de las cepas para facilitar los trabajos de nivelación y alineación.

m. Las excavaciones no sobrepasarán las profundidades teóricas de proyecto en 5 cm. en suelos medios, y en 20 cm. en suelos rocosos.

n. En caso de que la profundidad de la excavación sobrepase la tolerancia indicada, habrá que rellenar hasta el nivel teórico garantizando un apoyo firme y estable para la cimentación de la estructura, sin que el volumen cubierto por esta faja sea motivo de estimación.

o. Para dar por terminada la excavación que haya sido necesaria, se verificarán trazos, niveles y acabados.

p. El fondo y las paredes de las excavaciones deberán quedar limpias de material suelto y/o inestable.

Cuando el material por excavar tiene un ángulo de reposo pequeño, sea indistintamente por ser granular, seco o arcillo-arenoso y saturado, se tendrán que ademar y apuntalar las paredes, de tal manera que permitan al ir construyendo la cimentación sustituir los apoyos originales de los puntales por otros ubicados en la propia estructura. Cuando el sitio de la edificación es suficientemente grande como para que los lados e una excavación puedan abancarse como bermas o se les pueda dar un ángulo menor que el ángulo de reposo del suelo, no se requiere de una estructura de apoyo. Sin embargo, cuando los lados de una excavación profunda sobrepasan al ángulo de reposo del suelo, el terreno debe apuntalarse o entibarse temporalmente hasta que la construcción permanente esté en su lugar. Una vez realizada la excavación bajo estas condiciones, se procede a desplantar la cimentación; pero no antes de realizar la plantilla de concreto, que nos ayudará a nivelar el área de contacto de la cimentación; evitando que ésta se desplante directamente sobre el suelo natural y previniendo daños a la cimentación por la materia orgánica.



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4.2. PLANTILLA DE CONCRETO Consiste en un firme de concreto pobre debidamente compactado, que se colocará en el desplante de todos los cimientos de la estructuras. Deberá ser de 10 cm. de espesor mínimo y con 200 kg. de cemento por metro cúbico para obtener una resistencia f´c = 100 kg/cm2. Se podrá usar cemento Pórtland ordinario o de resistencia rápida según normas.

Ilustración 104. Plantilla

La plantilla se colocará en el desplante de todos los cimientos de las estructuras, de modo tal que rellene las irregularidades en el fondo de la excavación. La compactación de la plantilla se efectuará con herramienta de mano, buscándose la uniformidad en toda su superficie hasta obtener 10 cm. de espesor estipulado, de manera que constituya un apoyo uniforme a la cimentación para evitar asentamientos posteriores. 4.3. CIMENTACION DEFINICION Se llama cimentación al conjunto formado por la subestructura; es decir, que es la estructura generalmente enterrada. Como se sabe las construcciones descansan sobre el suelo a través de cimentaciones, que transmiten al terreno los esfuerzos desarrollados por las cargas propias de la obra y las sobrecargas que ésta ha de soportar. La selección de una cimentación está en función de dichas cargas y de la capacidad de carga del suelo para soportarlas.



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La cimentación es la parte más esencial de una obra, pues de su buena construcción depende el comportamiento del conjunto. Los macizos de la cimentación deben construirse de tal forma que sean estables, es decir, que no sufran ni asentamientos ni deslizamientos bajo la acción de los esfuerzos que sufren; por lo que debe llegarse a tal profundidad que se alcance un terreno que presente resistencia suficiente y esté protegido contra las socavaciones. Existen tres tipos de cimentación principalmente que son: Cimentaciones superficiales: se conoce como cimentaciones superficiales o poco profundas, aquellas en las que la profundidad no es mayor que un par de veces el ancho del cimiento. Los tipos de cimentaciones superficiales o poco profundas son:

d) Zapatas aisladas. Son elementos estructurales generalmente cuadrados o rectangulares muy poco circulares; que actúan o trabajan transmitiendo las cargas de columnas o muros que reciben de las losas o de las estructuras de otros niveles subsecuentes al suelo, a través de las zapatas aisladas. Estas zapatas generalmente se usan entre terrenos comprensibles, por ejemplo: cuando las cargas son pequeñas, de tal magnitud que las capas superficiales tienen características suficientes para resistirlas y sin que los asentamientos vayan a ser

Zapatas aisladas. Suelos rocosos. Superficiales Zapatas corridas. Suelos arcillosos. Losas de cimentación. Suelos arenosos. Intermedias Cajones de cimentación. Suelos arenosos Cimentaciones Pilotes de punta Pilotes de fricción Profundas Pilotes mixtos Con mecanismos de control Pilas y cilindros Cajones profundos



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peligrosos o bien, aunque las descargas sean grandes, el terreno sea de baja comprensibilidad.

Ilustración 105. Zapata aislada.

e) Zapatas corridas. Son elementos análogos a los anteriores, en los que

las longitud supera mucho al ancho y se utilizan cuando las descargas son a través de muros o hileras de columnas, siendo recomendables cuando los asentamientos diferenciales en zapatas aisladas son inaceptables, ya que aportan continuidad estructural entre columnas que reducen este tipo de asentamientos. Son adecuadas también, cuando las zapatas aisladas quedan muy cercanas. Los materiales más comúnmente usados en zapatas son: piedra braza, block de concreto o tabique de barro rojo recocido, concreto reforzado y la combinación de los anteriores. El tipo de material más conveniente a usar dependerá de los existentes en el lugar donde se construye la obra, de la profundidad de desplante de las zapatas, de las intensidades de las cargas y de la formabilidad del suelo.

Ilustración 106. Zapata corrida.



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f) Losas de cimentación. Este tipo de cimentaciones se usa en una casa habitación y en edificios pequeños de 5 a 6 niveles máximo, dependiendo del tipo de terreno. Con este tipo de cimentación, la carga total de la edificación se reparte sobre una losa de concreto armado, que la transmite a la superficie total de terreno y de este modo pueden evitarse o reducirse asientos importantes y desiguales.

Ilustración 107. Losa de cimentación

Cimentaciones combinadas o compensadas. En general, las cimentaciones de éste tipo son de una profundidad considerable y el objetivo que se persigue es reducir los asentamientos, compensando la carga total del edificio con la excavación de un volumen considerable de tierra, cuyo peso puede ser el menor al del edificio, en este caso se denomina Parcialmente compensada. Se considera compensada si el incremento neto de la carga es nulo y sobre compensada cuando el peso de la tierra excavada es mayor que el peso del edificio; esto último es debido básicamente a necesidades arquitectónicas, registrándose entonces ascensos de la estructura en lugar de hundimientos. En la Ciudad de México, son tres las formas que se acostumbran a usar: el cajón de concreto, cascarones de concreto y losas continuas.

d) El cajón de concreto. Está constituido por trabes perimetrales e interiores, sobre las que se apoyan las losas de fondo, en algunos casos el piso de planta baja, forma la parte integral de la cimentación, con el objeto de absorber momentos de torsión principalmente.

e) Cascarones de concreto. Son cilíndricos solidarios a una retícula de

vigas en las que inciden las cargas concentradas de la superestructura.

f) Losas continuas. Cuando las cargas son tan grandes que las zapatas continúas; en la etapa de diseño ocupan casi el 50% del área destinada a la cimentación resulta generalmente más económico el empleo de una losa continua de cimentación, que cubra todo el espacio.



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Cimentaciones profundas. Las cimentaciones profundas se prolongan más allá de los suelos inadecuados o inestables para transferir las cargas de la edificación a un estrato resistente de roca o de gravas y arenas densas muy por debajo de la superestructura. Los dos tipos principales de cimentaciones profundas son: pilas y pilotes

c) Pilas. Son tubos llenos de concreto simple o reforzado colado en situ. Para formarlas se usa un barrenador grande o se excava un pozo a mano hasta llegar a un estrato resistente adecuado.

Ilustración 108. Armado de pilas.

Ilustración 109. Colado de pilas.

d) Pilotes. Es un sistema de postes de punta, de cabezales de pilotes y de

vigas tensoras para transferir las cargas de una edificación hasta un estrato de carga. Pueden ser postes de madera tratada, pero para construcciones mayores se recomienda perfiles H de acero, tubos llenos de concreto, o de concreto reforzado precolado o e concreto presforzado; los cuales son hincados en el terreno con una máquina piloteadota a base de un martillo, rieles y guías verticales para dirigir el martillo.

Ilustración 110. Hincado de pilote.



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PROCESO CONSTRUCTIVO El proceso para su diseño y construcción consiste en:

a) Determinar la magnitud y distribución de las cargas que se van a transmitir.

b) Recopilar los estudios de suelo. c) Buscar las soluciones viables en función de ambos informes. d) Comparar técnica, económica y constructivamente las alternativas

propuestas. e) Seleccionar la alternativa más conveniente.

Pare el diseño y construcción de una cimentación debe considerarse:

a) El área de contacto entre superestructuras y suelo es continua. b) La carga está uniformemente repartida en toda el área. c) Cimentación y suelo son flexibles. d) Debido a la flexibilidad que se le supone a la subestructura, se considera

que el suelo recibe las mismas cargas en intensidad y distribución que ésta le transmite.

e) En suelos arcillosos, y como consecuencia de la distribución de las áreas tributarias en el edificio, se tienen en un estado estático de fuerzas, que cargas vivas y muertas producen concentraciones máximas al centro de la estructura y mínimas en las esquinas. En un estado dinámico, ante solicitaciones horizontales se producirán concentraciones máximas en las esquinas y mínimas al centro.

Se recomienda verificar los esfuerzos producidos por:

a) Movimientos verticales del suelo. b) Flotación. c) Falla local del terreno. d) Descarga de presión por excavación en alguna de las colindancias. e) Consolidación regional del suelo. f) Empujes laterales de rellenos mal compactados. g) Como producto de sí misma al modificar las situaciones preexistentes.

CONCRETO EN CIMENTACIONES Es la mezcla de materiales pétreos inertes, cemento, agua y aditivos que se especifiquen en las proporciones adecuadas para que al endurecerse adquieran la resistencia mecánica y las características requeridas para la construcción de los cimientos de las estructuras. Cuando se utilice concreto premezclado, los métodos y equipos utilizados para transportarlo serán tales que no causen segregaciones apreciables del agregado grueso, o una pérdida de revendimiento que exceda de 0.25mm (1”)



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en el concreto con respecto a lo especificado y entregado por la compañía que lo suministre. Dentro de este concepto, cuando se usen camiones revolvedores, el transporte del concreto no debe exceder de 1.5 hrs. para cemento normal, y de 1 hr. para cemento de resistencia rápida. Cuando estos tiempos excedan o no se cumpla con lo indicado, el concreto se desechará. El manejo y almacenaje del cemento estará sujeto a lo indicado; se aplicará en bodegas secas y bien ventiladas, clasificándose con su fecha de entrada en el almacén y utilizándose en el orden de la fecha en que se reciba. Los agregados se cribarán y se lavarán adecuadamente antes de efectuar su entrega en la obra. Los agregados se almacenarán separadamente por tamaño sobre superficies impermeables, limpias y duras. Los agregados gruesos se cribarán de conformidad con la tabla de las normas ASTMC 33. El agua que se utilice en la elaboración del concreto deberá ser clara y carecer de cualquier impureza orgánica o mineral. El constructor no podrá usar ningún tipo de agua sin la aprobación correspondiente. El control de calidad de la fabricación de concretos será verificado, para lo cual se tomarán las muestras necesarias respectivas, y el constructor está obligado a dar las facilidades correspondientes. Antes de colocar el concreto en su posición definitiva se deberán preparar adecuadamente las cimbras, el acero de refuerzo y las piezas especiales que quedarán ahogadas en el mismo. Las cimbras deberán estar limpias y construidas con material que imparta la textura deseable al concreto una vez endurecido. El constructor deberá dar aviso con anticipación de 24 hrs. como mínimo; de que está listo para efectuar el o los colados correspondientes, y así permitir hacer la inspección de la formas, refuerzos y preparativos del colado. Todas las superficies que quedarán en contacto con el concreto fresco, deberán quedar libres de polvo, basura o cualquier otro material, deben humedecerse ligeramente para evitar la formación de charcos. El constructor usará procedimientos de transporte y colocación de concreto que garanticen que no habrá segregaciones de los materiales debido al transporte o al choque contra las formas o refuerzos. El concreto se colocará en capas horizontales de 60cm. de espesor como máximo. No se colocará concreto durante lluvias fuertes o prolongadas que laven el mortero del agregado grueso.



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No se vaciará concreto en lugares que contengan agua, ni debajo del agua; tampoco se permitirá que escurra agua sobre superficies de concreto recién vaciado con velocidades que pueden dañarlo. El concreto deberá vaciarse lo más cercano posible a su posición definitiva. No deberá colocarse en grandes cantidades en determinado lugar y permitir que se corra. Se vaciará en capas sensiblemente horizontales y de espesor uniforme, consolidando de manera adecuada cada capa antes de colocar otra. No se permitirá que el concreto, al colarse, caiga libremente a más de 1 m. de altura. Cuando la cimbra sea alta y estrecha, se harán aberturas en los costados del mismo, por donde se introducirá el concreto. El vibrador se usará para consolidar en forma vertical el concreto colocado en capas sensiblemente horizontales y de espesor uniforme hasta que quede práctica y totalmente compacto antes de colocar la siguiente; el vibrador deberá limitarse en su uso para evitar segregaciones de la mezcla. Cuando se vacíe concreto fresco sobre concreto endurecido se precisa una adherencia adecuada y una junta hermética, para lo cual se deben observar las siguientes prácticas: picado de concreto ya endurecido devastándolo para quitar las capas superficiales y dejar expuesta una superficie de concreto inalterado. El proporcionamiento del mortero debe ser igual al del concreto al quitarse el agregado grueso. Debe ser lo suficientemente blando para que pueda extenderse con facilidad en la superficie de la junta. No se permitirá el descimbrado hasta que el concreto tenga suficiente resistencia estructural y pueda soportar su propio peso y las cargas normales de construcción. Las superficies expuestas a la intemperie deberán humedecerse tan pronto como el concreto haya endurecido lo suficiente para evitar daños por falta de agua y lograr un buen colado. Con el mismo fin se humedecerán los moldes o cimbras. Cuando así se requiera, los colados con aditivos serán previamente autorizados y revisados por la supervisión. El cemento, agua y agregados serán del tipo que cubran los requisitos sustentados según normas y especificaciones. Cimbra La cimbra para cimentaciones de concreto, se construyen con tablones de 2” colocados en las orillas, y de ancho igual a la profundidad de la cimentación. Los tablones se mantienen en su posición con estacas y se fijan a la separación correcta mediante separadores transversales. La cimbra se alinea



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con puntales pequeños en el punto de cada estaca. Debido a las irregularidades en la excavación, es necesario recortar el terreno en algunas partes para que la cimbra quede nivelada. En otros lugares, es preciso levantar la cimbra y retirar la tierra para prevenir que el concreto fresco se salga. El concreto se vacía dentro de la cimbras y se nivela con la parte superior de los tablones. En terrenos en los cuales es imposible poner estacas para mantener la cimbra en su lugar, como sucede cuando el suelo es rocoso o muy duro, se utiliza otro tipo de cimbras. En este caso, los tablones usados son más anchos que la profundidad o grosor de la cimentación; la parte superior de las cimbras no se coloca a un nivel fijo, sino que siguen el contorno del terreno.

Ilustración 111. Cimbra en zapatas aisladas con contratrabes.

La cimbra se hace uniendo cachetes de 2x4” a los lados de los tablones y los lados de la cimbra son más altos donde sea necesario seguir el contorno de terreno. Se ponen pequeños puntales contra la cara de los cachetes, o se pueden aprovechar la tierra de a excavación para colocara a los lados de la cimbra y así fijarla en su lugar. Los tablones se sostienen en posición con un atiesador en la parte superior y otro directamente abajo. En algunos casos, no es posible tener separadores de madera en la parte inferior de la cimbra, y se puede usar alambre en lugar de madera. El concreto se vacía y se nivela en los clavos o grapas este método es el más rápido y fácil para el carpintero.



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4.4. TRABES DEFINICION Las trabes se conocen como vigas técnicamente, una viga se puede definir como miembro estructural que descansa sobre apoyos situados generalmente en sus extremos y que soporta cargas transversales, las cargas que actúan sobre viga así como su propio peso. Las vigas transmiten las cargas tributarias de las losas de piso a las columnas verticales.

Ilustración 112. Vigas en construcción.

Cimbra. El procedimiento de construcción de cimbras para vigas depende de si la cimbra se va a retirar en una sola pieza o si se va a descubrir de los lados y dejar en la parte inferior el tiempo necesario para que el concreto desarrolle a resistencia suficiente para que se retiren los puntales.

Ilustración 113. Cimbra en trabe de un puente de intercomunicación.



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Las cimbras para vigas están sujetas a presiones por cortante pequeñas, pero deben apuntalarse a distancias regulares para evitar que se flechen por el peso del concreto fresco. La parte inferior de la cimbra tiene el mismo ancho de ésta; el ancho completo está contenido en una pieza. Los lados de la cimbra deben ser de madera machihembrada de 2.5cm y dar vuelta en la parte inferior. Los cachetes se cavan en montantes de 5x10cm colocados sobre centros de 3 pies. Se clava una pieza de 1 por 4” a lo largo de los montantes. Estas piezas sostienen la viga del panel de piso. Los lados de la cimbra no se clavan en a parte inferior, si no que se sujetan por medio de tiras continuas. La figura siguiente, nos muestra el montaje para una cimbra o trabe. El detalle de la unión de la viga y una trabe se muestra en el detalle D de la ilustración inferior. La parte inferior de la viga se empalma rígidamente contra el lado de la cimbra de la trabe y descansa sobre un retén de 2x4” clavado sobre uno de los lados de la trabe. El detalle C muestra la junta entre la viga y el panel de la losa, los detalles A y B presentan la junta entre la trabe y la columna. Las alturas libres dadas en estos detalles son necesarias para el desmontaje y para que permitan el movimiento generado debido al peso del concreto fresco. Los postes de 4x4”, usados para apuntalar las vigas y las trabes, deben estar lo suficientemente separados para que proporcionen un apoyo adecuado al concreto a las cimbras colocadas en la parte inferior o superior para facilitar su desmantelamiento. Acero En toda sección se dispondrá de refuerzo tanto en el lecho inferior como en el superior. En cada lecho, el área de refuerzo no será menor que la obtenida en la ecuación 2.2 de las Normas Técnicas Complementarias para el Diseño de estructuras de concreto y constará de por lo menos dos barras corridas de 12.7mm de diámetro (número 4) La cuantía de acero longitudinal a tensión p, no excederá de lo indicado en la sección 2.2.2 de las NTC, con excepción de vigas de marcos dúctiles.

Ilustración 114. Armado de trabes.



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Concreto Cuando se cuelan vigas monolíticas de gran peralte junto con la losa, lo primero que se rellena son las vigas. Luego se deja transcurrir cierto tiempo a fin de que el concreto de las vigas se asiente antes de colar el concreto de la losa. La vibración aplicada a través de la losa debe penetrar lo suficiente en el concreto de la viga para garantizar la combinación de los concretos de ambos elementos. 4.5. COLUMNAS DEFINICION Las columnas son elementos estructurales verticales, que soportan el sistema de piso estructural, transmitiendo las cargas de los pisos superiores hasta la cimentación.

Ilustración 115. Columnas

Las columnas pueden fabricarse de diferentes materiales como son: concreto reforzado, madera y acero. En este capitulo se tratarán únicamente las especificaciones y proceso de las columna concreto reforzado. Su longitud no debe ser mayor que 10 veces la dimensión de su lado menor.



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Cimbra Las cimbras para columnas de concreto pueden ser de diferentes materiales. El tipo de cimbra más común es el que hace con cachetes machihembrados, clavados con los retenes para formar un panel rígido para uno de los lados de la cimbra de la columna. Así se hacen cuatros lados, se clavan juntos en forma de escuadra y se sujetan con listones o con abrazaderas de columnas (B y C). Estos listones previenen que la cimbra de madera se abulte cuando el concreto se vacía, y mantiene las cimbras en forma hasta que ha fraguado el concreto. Este tipo de cimbras se emplean para columnas o pilares menores de 1.52m (5 pies) de altura y de n más de 0.186m2 (2 pies2). Cuando se requieran zapatas para columnas, las cimbras se harán del tamaño de l cimentación.

Ilustración 116. Cimbra de columna.

Las cimbras para columnas y postes colocadas en posición vertical, están sujetas a grandes presiones en la parte inferior de la cimbra, razón por la cual deben ser más fuertes en la parte inferior que en la parte superior. El procedimiento más fácil para hacerlo es juntar más los listones cerca de la base de la cimbra. En cimbras para columna, las tablas deben colocarse en forma vertía y estar machihembradas, para que e concreto no presione al agua y al cemento contra la madera.

Las columnas grandes y pesadas deben tener cimbras más fuertes dado el gran peso del concreto en su parte inferior. Estas cimbras tienen listones de 4x4” unidos por pernos, y las piezas laterales se mantienen en su posición mediante el uso de calzas o cuñas. La cimbra debe retirarse de la columna de concreto que no va a cargar peso, en un lapso de 24 a 48 horas a partir de momento en que se ha vaciado el concreto a la cimbra. Las cimbras para columnas que van a soportar cargas deben dejarse de 48 a 96 horas.



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Acero El refuerzo de la columna de estribos consiste en varillas longitudinales y estribos laterales separados entre si. El mínimo de barras de refuerzo vertical debe ser 6 para secciones circulares y 4 para secciones rectangulares.

Ilustración 117.Trabajos de armado.

Ilustración 118. Armado de columnas.

El porcentaje del refuerzo vertical será ≥20/fy, ≥0.01/Ag

, ≥0.08/Ag, siendo Ag el

área total de la sección. Las barras del No.10 y menores llevarán anillos del No.3; las barras mayores que el No.10 tendrán anillos del No.4 mínimo. La separación de estribos será ≤(850/√fy) veces el db, o el diámetro de la barra más delgada del paquete; El diámetro de los estribos debe ser ¼” (0.6cm) cuando menos, y su separación máxima deberá ser la menor de las tres distancias siguientes: 16 veces el diámetro del propio estribo o la mínima dimensión transversal de la columna. Cuando existen más de cuatro varillas verticales, deberán suministrarse estribos adicionales para mantener a todas ellas firmemente en su posición adecuada. El refuerzo de columnas de estribos debe protegerse con un recubrimiento de concreto colado monolíticamente con el núcleo y cuyo espesor no debe ser menor de 4cm.



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Concreto El colado del concreto en las columnas debe realizarse en capas de espesor mayores a 450mm, el peso del concreto en la capa superior hace casi imposible, aún con vibración, eliminar el aire de la capa inferior: el aire atrapado significa compactación incompleta, así como fallas en las superficies verticales. Debe reducirse el espesor de las capas a 300mm aproximadamente, cuando la cabeza del atizador sea de 300 a 350mm de largo solamente. El interior de las columnas suele estar congestionado, pues contiene un gran volumen de acero de refuerzo en comparación con el volumen del concreto y tiene mucho peralte en relación a sus medidas seccionales. Por consiguiente, aunque es necesario colar las columnas en una sola operación, el concreto se coloca en incrementos de 60 a 120cm, que se consolidan mediante vibradores internos que se extraen del encofrado después de vibrar cada incremento. Si hay un retraso en la disponibilidad del concreto durante el colado de una columna, es necesario hacer el máximo esfuerzo para evitar la formación de una junta fría. Con tal fin, al colar el resto de la columna, el primer incremento debe ser pequeño y, mediante vibración, se logra que penetre un poco en la porción previamente colada.

Ilustración 119. Colado de columnas.

En todas las columnas, la colocación del concreto debe comenzar con 5 a 10cm de lechada, pues de lo contrario se acumula grava suelta en el fondo y se forman panales. Con una revibración no mejorará el concreto mal colado y segregado.



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Se debe cuidar que el colado se haga sobre columnas que ya han alcanzado la firmeza necesaria y no sobre aquellas todavía tiernas. Asimismo se debe cuidar que el vibrado se realice en capas alternas, ayudado de golpes en la parte baja de la cimbra, para asegurarse de que no queden huecos en el fondo o las partes bajas. Mientras se cuela y a su término, se debe comprobar que la cimbra no ha perdido el plomo y el nivel. 4.6. LOSAS DEFINICION Es un elemento estructural flexional, generalmente horizontal de espesor uniforme que recibe directamente las cargas distribuidas en su superficie; que a su vez las transmite a los restantes elementos de la estructura. Las losas están armadas para soportar la flexión en una o dos direcciones.

Ilustración 120. Losa de concreto.

Cimbra Para efectuar el cimbrado de losas, es necesario construir la estructura de la obra falsa, es decir, e apoyo donde se realizará el armado y colado de la cubierta. Por lo general el cimbrado consta de polines de una sección e 4x4”, sobre los cuales descansan las vigas madrinas, que a su vez reciben otro entramado de polines, separados 80cm uno de otro. Sobre el entramado se coloca el fondo de la cimbra de la losa, que puede ser a base de tablas de 1x 4” o a base de tarimas prefabricadas.



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Ilustración 121. Cimbra para losa.

El sistema de cimbrado con tablas tiene e inconveniente de que se efectúan muchos cortes, lo cual es un desperdicio de madera y mayor cantidad de mano de obra; sin embargo, a pesar de las desventajas mencionadas, este procedimiento se utiliza frecuentemente. El cimbrado efectuado con tarimas prefabricadas tiene la ventaja de que se puede emplear de diversas maneras, por ejemplo: para el cimbrado de contratrabes, trabes y columnas de secciones grandes. Para colocar las tarimas, se deben tener una separación entre largueros o polines de 80cm, de modo que descansen perfectamente en esa estructura; a su vez, la unión de una tarima con otra debe ser a tope y clavada en los largueros.



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Las dimensiones de las tarimas no deben presentar módulos mayores que 1x1m. A su vez, los ajustes de la cimbra se pueden efectuar con tiras de madera, colocadas entre el extremo de la tarima y la parte superior del cachete de la trabe.

Ilustración 122. Colocación de cimbra para losa.

Para la colocación de la cimbra deben tomarse en cuenta las siguientes consideraciones generales:

a) La superficie de apoyo de la estructura de la cimbra, los pies derechos, las vigas madrinas, los largueros y la superficie de contacto deben ser lo suficientemente resistentes para tomar la carga provocada por el peso del concreto, al colar.

b) A fin de tener una superficie de apoyo de los pies derechos

suficientemente resistente, se evitará hacer la estructura de la cimbra sobre el terreno porque debido al peso del concreto puede haber asentamientos que produzcan irregularidades a colar. Por tanto la estructura de la cimbra debe descansar sobre un firme de concreto.

Acero El acero de refuerzo de una losa siempre será en forma de parrilla cuya separación será determinada mediante el análisis estructural correspondiente. Comúnmente se utiliza acero del No.3 (3/8”) y en algunas ocasiones del No.4 (1/2”); esto se determina mediante el cálculo de la misma, donde los factores que determinan la utilización de uno u otro diámetro son principalmente los claros a librar, así como las cargas tanto vivas como muertas que soportará dicha losa.



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El alambre que se usa para realizar los amarres entre varillas no debe ser menor al calibre 18. Los extremos torcidos de los alambres se deberán proyectar más allá de la superficie interior.

Ilustración 123. Armado de losa.

Un aspecto muy importante en el acero de refuerzo, son los bastones, los cuales, absorben la flexión de la losa, en la que la longitud de desarrollo, para fines prácticos es no menor de 50cm y como máximo 1.00m de longitud. Concreto En el caso de las losas de concreto, los métodos de colado poco cuidadosos generan segregación horizontal, de modo que las propiedades deseables quedan ubicadas en lugares inadecuados y la superficie concentra un exceso de agua y aglomerados finos, con escasa resistencia a la abrasión y a la intemperie, además de un alto grado de contracción.

Ilustración 124. Colado de losa.



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Lo mejor para lograr una buena superficie en losas corridas es emplear un concreto de bajo revenimiento y aplicarle un mínimo de vibración y acabado. La distribución uniforme inmediata por nivelación con una llana vibratoria ayuda a emparejar los concretos de alta calidad y bajo revenimiento. Después de esto se debe omitir cualquier otro tratamiento de acabado hasta que desaparezca el agua libre (en caso de que la haya). Una vez logrado lo anterior, el concreto de bajo revenimiento puede ser alisado con una llana rotatoria motorizada de apisonado. El pulido final con cuchara debe retrasarse, si es necesario, hasta que la superficie sea capaz de soportar el peso del trabajador. Cuando se cuela una losa, las tandas sucesivas de concreto deben verterse al borde de las anteriores, de modo que se efectúe un relleno progresivo sin segregación. Cuando las losas tienen superficies con pendiente, la colocación del concreto suele iniciarse en la parte más baja.

Capacitación y Actualización del Personal de Obra


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V. CAPACITACIÓN Y ACTUALIZACIÓN PARA CONSTRUCTORES Y/O

SUPERVISOR DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO

La construcción es una actividad compleja. Por consiguiente, para culminar una obra con éxito, requiere de una organización profesional en la que deben concurrir diversas disciplinas, que sigan procedimientos y consideren múltiples previsiones. Los factores más determinantes son la planeación y la supervisión de la ejecución de los trabajos.

5.1. ORGANIZACIÓN DEL PERSONAL TECNICO DE LA OBRA. En demasiadas ocasiones, los proyectos empiezan sin una comprensión clara de las obligaciones asignadas; por lo que antes del comienzo de una obra, especialmente en un proyecto grande, debe de llevarse a cabo una junta previa; con el fin de definir y distribuir responsabilidades del equipo completo de construcción. Este encuentro debe realizarse con bastante anticipación al proyecto, para asegurar que con suficiente tiempo, todas las partes tengan absolutamente claro cuáles serán las consecuencias de su responsabilidades y sus obligaciones; así como cambios en el personal, detalles sobre cómo debe ejecutarse un trabajo, identificación de las personas autorizadas en el proyecto, y que debe hacerse si algunas actividades no se desarrollan según lo planeado.

Ilustración 125. Planificación y organización de proyecto antes de

su ejecución.

Capacitación y Actualización del Personal de obra


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En muchos casos, una simple junta previa a la construcción, evita que ocurran problemas, como trabajo extra, pérdida de tiempo y gastos muy importantes. Algunas de las sugerencias para la agenda de la reunión previa a la construcción, son:

Información y programa de proyecto. Participantes en el proyecto. Secuencia y procesos de construcción. Acceso al sitio, energía eléctrica, agua, medio de comunicación. Cimbras y remoción. Suministro, almacenamiento y compra de materiales, necesarios para el

proyecto. Especificaciones para el concreto. Programación de concreto, entregas y cancelaciones. Colado del concreto, equipo y procedimientos. Compactación, acabado, vibrado, curado y sellado del concreto. Juntas constructivas. Protección del concreto. Precauciones en clima cálido y frío. Ajustes en sitio de la obra. Control de calidad. Reportes y acciones correctivas. Aceptación, rechazo y evaluación de la resistencia del concreto. Seguridad en el sitio de la obra.

Los procesos constructivos deben ser cuidadosamente planeados y registrados. Los puntos de partida para este análisis son el proyecto y las especificaciones de obra, y se deberán establecer con detalle cada una de las acciones necesarias para construir la obra, las cuales habrán de planearse considerando todo lo que se requiere: recursos humanos, materiales, equipo y herramienta, así como liquidez monetaria para el pago de los trabajos. Todo esto habrá de estar disponible con oportunidad y suficiencia lógica, que asegure, de la manera más efectiva posible, el cumplimiento de las expectativas, el programa del diseño y un plazo para su realización. Al no resolverse adecuadamente la planeación, se recurre a la improvisación, lo cual lleva a problemas tales como la falta de coordinación; dando como resultado frecuentes olvidos y otros inconvenientes, que conforme avanzan los trabajos, conducen el proceso por un camino de dificultades. Algunas de ellas serias, e incluso que van agravando el proceso e impidiendo que todo pueda llevarse a cabo de acuerdo con el presupuesto original, conforme el programa pactado y cumpliendo con la calidad especificada. Es preciso contar con procedimientos para controlar la calidad de lo que se ejecuta, el tiempo transcurrido comparado con el avance de la obra, y el costo cotejado con el costo previsto.



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Una vez realizada la junta previa y establecidos los procesos de construcción, responsabilidades y programa de obra, se dará apertura a la bitácora de obra, donde se registraran dichos acuerdos. BITÁCORA DE OBRA .La bitácora de obra es un registro que constituye parte inseparable del contrato de obra. Su destino en las obras contratadas a precios unitarios es registrar los cambio que se efectúen o tengan que efectuarse, y que modifiquen las previsiones contenidas en el programa, las especificaciones, el presupuesto y el proyecto ejecutivo, que son los anexos técnicos del contrato y también forman parte inseparable de mismo. La libreta de bitácora es el lugar donde se materializa el registro denominado bitácora de obra. Por el significado que tiene para bien del proceso constructivo, no puede ser cualquier libreta. Por lo expuesto, las libretas deberán ser de materiales muy resistentes para que puedan soportar el trato rudo a que se estarán sometidas por los oficiales de las obras. De preferencia, deberán estar confeccionadas con papel autocopiante para evitar el uso de hojas de papel carbón, pues con el polvo propio de la construcción estas acaban por no permitir copias claras.

Ilustración 126. Libreta para bitácora de obra.

Las libretas que se utilicen habrán de cumplir cuando menos los siguientes requisitos:

Juego de hojas: juegos de tres hojas foliadas Tamaño: es recomendable utilizar libretas de 50 folios Identidad: para evitar la necesidad de identificar la libreta e incluso hojas

sueltas de esta.



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Instructivo: cada libreta debe contar con un instructivo de uso, conciso y suficiente, que abarque la descripción de la mayor parte de las circunstancias

Hoja de apertura: después del instructivo, la libreta debe contar con hojas de apertura del registro de bitácora, en la que habrán de anotarse los datos indicativos del contrato y el nombre y cargo de los técnicos que serán los autorizados para intervenir en ésta.

Hoja final: esta también tiene en su formato dos funciones, la primera consiste en transferir el registro de bitácora de una libreta agotada a otra nueva.

Reglamento de la bitácora: con la aceptación de la partes, en la libreta inicial se formaliza el reglamento de la bitácora. En este se acuerdan, además de otras cuestiones, la custodia de las libretas, el horario y el lugar en que estará disponible la libreta en turno.

Incorporaciones: cualquier documento puede incorporarse total o parcialmente al registro de bitácora sin necesidad de transcribirlo. Bastará con abrir un asiento donde se indique que una minuta de junta de obra, un oficio, una especificación, un instructivo de instalación de un equipo, una observación de auditoria, un reporte de laboratorio, etc., se incorporan íntegramente o sus partes tal cual a la bitácora.

Secuencia: los números y las fechas asientos en la bitácora deben identificarse consecutivamente.

Costos y sobrecostos: casi todas las notas de bitácora llevan implícito un costo, a favor o en contra de una de las partes que intervienen en ésta.

Seguimiento de asuntos: la mayoría de los asientos subsiguientes, en ocasiones, hay asuntos que requieren varios asientos antes de concluirse.

Prohibiciones y limitaciones: no serán válidas notas con tachaduras, enmendaduras o escritos adicionales entre líneas o en los márgenes. No se podrán efectuar asientos a lápiz.



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5.2. CARACTERÍSTICAS DEL PERSONAL ENCARGADO DE LA

CONSTRUCCIÓN Y/O SUPERVISIÓN DE LA ESTRUCTURA ORGANOS DE LA EJECUCION DE OBRA A los órganos de la ejecución de obra pertenecen el director de obras, jefe de obra, encargado y capataz. Director de Obra: Es un ingeniero de grado superior o medio que dirige y liquida obras grandes o varias obras medianas y pequeñas En algunas empresas, existen también jefes superiores de obra de los que dependen todas las obras de la empresa o un sector de la misma, como por ejemplo, edificación, obras industriales, carreteras, galerías. La misión del director de obra consiste principalmente en vigilar la preparación y realización técnica y ergológica de una obra, respetando las correspondientes medidas de seguridad y las exigencias de calidad impuestas. Debe ejercer estas funciones de control con relación a los restantes órganos de la ejecución de obra que de él dependan, hasta el momento en el que se realice la recepción preceptiva por parte de la propiedad de su representante, inclusive el reconocimiento de todas las mediciones para la liquidación. Entre sus funciones, está el mando de sus colaboradores; esto requiere un contacto estrecho con los jefes de obra, encargados y en algunos casos con los capataces. También debe interesarse por el clima de la obra, profundizando en problemas técnicos y humanos de sus colaboradores y controlar la realización de los trabajos. En cuanto a la oficina de racionalización del trabajo, debe sincronizarse la planificación de distintas obras en relación con toda la empresa. En conexión con la oficina técnica, deben resolverse los problemas técnicos constructivos de la obra; la administración de maquinaria y materiales. Debe estar enterado del análisis de resultados y liquidación contable de la explotación, lo que permite su actuación directa y la adopción de medidas correctivas. De igual manera el director de obras tiene la misión de llevar las negociaciones necesarias con la propiedad, arquitectos, estudios de ingeniería, funcionarios, asociados, etc. Jefe de Obra: Organiza y vigila la realización de los trabajos en una o varias obras y se encarga de las mediciones. Por lo general, es un aparejador, perito o técnico de obra y en casos contados: tiene la información de un encargado. Depende, por lo general, del director de obras o del director técnico de la empresa. El jefe de obra tiene la dirección de la obra u obras que se le encomienden. Asume la responsabilidad para una ejecución de obra técnicamente perfecta,



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sin accidentes, económica y en el plazo previsto, de acuerdo con las prescripciones técnicas correspondientes del contrato de la propiedad y las directrices del director de obras. Debe dirigir todas las medidas preparatorias para la iniciación de una obra, conseguir de los funcionarios correspondientes los planos de canalizaciones y conducciones, encargar la realización de los análisis del suelo, tomar nota de los resultados. También participa en la planificación del trabajo. Debe estudiar y conocer el estado de las mediciones, el pliego de condiciones, las prescripciones sobre destajos, así como las relativas a prevención de accidentes y cuidar que se cumplan en la obra. Dentro de la misiones de mando del jefe de obra, se incluye la iniciación e instrucción de los encargados y capataces que de él dependen, así como su control. La contratación y despido del personal obrero en obra la lleva a cabo el jefe de obra. En caso de accidentes o cuando se produzcan daños, debe notificarlo inmediatamente al director de obras o al director técnico, y conjuntamente hacer todas las necesarias gestiones con el seguro de accidentes o con otros seguros que se tengan concertados También tiene la obligación de facilitar las mediciones. Estas son necesarias tanto para el análisis de resultados como para las certificaciones a preparar por él. Finalmente, se puede dar el caso de que el jefe de obra aplace la valoración del postcálculo por falta de tiempo en aquellas obras que van mal. Su incorporación en la oficina de racionalización del trabajo, resulta conveniente por estar íntimamente relacionada, la planificación del trabajo, el análisis de resultados y la disposición del trabajo. Encargado o residente: Es el supervisor responsable en la obra. Depende del jefe de obra y cuenta con la colaboración de uno o varios capataces. En obras grandes, con numeroso personal es a menudo corriente el que varios encargados estén subordinados a un encargado general. Se trata de un encargado veterano, que posee una gran experiencia y prudencia. Se encuentra entre el encargado y el jefe de obra, y con frecuencia asume las funciones de éste último. Capataz: Constituye, como último directivo de la obra, el supervisor para una determinada cuadrilla. Los capataces son, por regla general, jefes de equipo con formación y con una experiencia práctica de varios años. Jerárquicamente dependen del encargado.



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NECESIDAD DE SUPERVISION La razón de ser de la supervisión, es la necesidad de garantizar el cumplimiento exacto de lo estipulado en los planos y especificaciones de los documentos contractuales. El concepto de supervisión como se usa en el campo de la construcción con concreto, incluye no solo las observaciones y mediciones de campo, sino también pruebas de laboratorio con obtención y análisis de resultados. Una responsabilidad importante del supervisor de concreto consiste en verificar la calidad de los materiales utilizados en él. A veces se pueden utilizar fuentes de materiales de baja calidad, como en el caso de los agregados, para producir concreto de calidad satisfactoria, siempre que sean mejorados o adecuadamente procesados.

Ilustración 127. Verificación de medidas y materiales con respecto a

proyecto, realizada por la supervisión de obra.

Por otra parte, el principal ingrediente para una construcción de concreto específica, es mano de obra de buena calidad en cada una de sus etapas y operaciones. El verificar esto, constituye la mayor responsabilidad del supervisor de concreto. La habilidades manuales, la preparación técnica, la motivación y orgullo del trabajo bien hecho, contribuyen a tener una buena mano de obra, que es verdadera clave para lograr construcciones de concreto de buena calidad. El reto de la calidad, ha llevado al establecimiento de empresas de supervisión que vigilen y controlen el campo de la construcción de concreto. La supervisión competente y estricta, casi inamistosa, parece ser la clave de la respuesta al problema de cómo prevenir fallas. De estas fallas se puede concluir que para que sea una buena construcción de concreto, deberá someterse a una supervisón estricta. Se cree que solo mediante este grado de supervisión, es posible evitar la falla de las estructuras de concreto.



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Ilustración 128. La presencia de la supervisión, es muy

importante durante la ejecución del proyecto.

ORGANIZACIÓN DE LA SUPERVISIÓN Un equipo de supervisión puede, estar formado por varias personas o una sola en proyectos muy pequeños, llegando inclusive a dedicar tiempo parcial a un proyecto específico. La supervisión puede ser responsabilidad de grupos tales como los siguientes:

1) Grupos de supervisión dependientes del propietario: Un ejemplo lo constituyen los equipos permanentes o semipermanentes de las dependencias gubernamentales o de las grandes industrias que tienen programas continuos de construcción.

2) Grupo de supervisión dependiente de una empresa comercial de

diseño (de ingeniería y arquitectura), para trabajar en los proyectos diseñados por la misma.

3) Grupo de supervisión que forma parte del personal del contratista

y está entrenado para proporcionar la supervisión de control de calidad (como parte del proceso) en los proyectos que la empresa construye.

4) Grupo de supervisión que forma parte del personal de un

proveedor de la industria de la construcción y está entrenado para proporcionar las pruebas y supervisión que requiere el control de calidad interno.

En los casos en que el propietario proporcione los servicios de ingeniería, él debe elegir a la empresa de supervisión. La responsabilidad final de la supervisión recae en el diseñador, se deberá mantener una estrecha vigilancia sobre cualquiera de las partes que realice operaciones de supervisión.



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En ningún caso, la supervisión de recepción o de pruebas de laboratorio, podrá ser realizada por el contratista o alguien bajo la responsabilidad, salvo cuando así lo indique la legislación vigente o el propietario considere que en esa forma quedan mejor protegidos sus intereses. Cuando la construcción esta bajo un contrato normal, el supervisor representante del propietario no es responsable ni tiene autoridad para dirigir al personal del constructor. El personal de supervisión del propietario, es responsable y puede estar involucrado en la determinación de materiales, procedimientos y productos terminados, conforme a los requisitos de los documentos del contrato o los estándares generalmente aceptados por la industria. REQUISITOS DEL SUPERVISOR TÉCNICO El supervisor técnico debe ser un ingeniero civil o arquitecto. Debe poseer cédula profesional, los requisitos de experiencia e idoneidad siguientes: Experiencia: El supervisor técnico debe poseer una experiencia mayor de 5 años de ejercicio contados a partir de la expedición de la tarjeta profesional, bajo la dirección de un profesional facultado para tal fin, en una o varias actividades, tales como el diseño estructural, construcción, interventoría o supervisión técnica. Independencia: El supervisor Técnico debe ser laboralmente independiente del constructor de la estructura o de los elementos no estructurales. Residentes de Supervisión Técnica: Cuando se trate de personal profesional que ejerza la función de residente de supervisión técnica, ellos deben ser ingenieros civiles o arquitectos, debidamente matriculados. Personal auxiliar profesional y no profesional: Las calificaciones y experiencia requeridas del personal profesional y no profesional, como los inspectores, controladores y técnicos, se dejan a juicio del supervisor técnico, pero deben ser acordes con las labores que se le encomiendan y el tamaño, importancia y dificultad de la obra. Dirección y responsabilidad: El supervisor técnico puede delegar alguna de las labores de supervisión técnica en personal auxiliar pero siempre bajo su dirección y responsabilidad. Algunas obras pueden quedar exentas de la supervisión cuando los constructores demuestren idoneidad, experiencia, solvencia moral y económica y establezcan controles de calidad total. En estos casos, el constructor debe realizar controles mínimos de calidad de los materiales y elementos no estructurales.



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ALCANCE DE LA SUPERVISION Las labores de la Supervisión Técnica, hacen referencia a la construcción de la estructura de concreto y de los elementos no estructurales. DOCUMENTOS Se debe llevar un registro escrito de todas las labores del supervisor el cual conservará por 5 años y una copia se entregará a la copropiedad. En el se incluye:

- Especificaciones de construcción y sus adendas. - Programa de control de calidad firmado por el propietario y el constructor - Resultados e interpretaciones de todos los ensayos en los materiales - Correspondencia derivada de la supervisión - Conceptos de los diseñadores. - Constancia expedida por el supervisor, en la cual manifieste que la

construcción de la estructura y de los elementos no estructurales se realizaron de acuerdo con el Reglamento.

LABORES DEL SUPERVISOR

- Aprobación del programa de control de la calidad de la construcción de la estructura y de los elementos no estructurales, propuestos por el constructor.

- Aprobación del laboratorio que realice los ensayos de control de calidad. - Realizar los controles exigidos por el reglamento. - Aprobación de los procedimientos constructivos propuestos por el

constructor. - Exigir la complementación o corrección de planos incompletos - Solicitar complementación del informe geotécnico cuando se requiera. - Mantener actualizado el registro escrito - Velar por la mejor calidad de la obra - Prevenir y vigilar sobre deficiencias en la mano de obra, equipos,

procedimientos y materiales. - Recomendar la suspensión de labores, cuando no se cumplan los

planos, especificaciones, controles e informará quien expidió la licencia. - Rechazar las partes que no cumplan con los planos y especificaciones. - Ordenar estudios de evaluación.



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CONTROLES

Control de planos: Mediante este control, se debe constatar la existencia de las indicaciones necesarias para realizar la construcción de forma adecuada con los planos del proyecto. Control de especificaciones: En la construcción se debe cumplir como mínimo las especificaciones técnicas del Reglamento, además de las contenidas en los planos. Control de materiales: El supervisor exigirá que la construcción se realice utilizando materiales que cumplan los requisitos y normas técnicas establecidas. Ensayos de control de calidad: El supervisor técnico aprobará la frecuencia de toma de muestras y el número de ensayos que deben realizarse en un laboratorio, previamente aprobado por él. El supervisor realizará la interpretación de los ensayos y definirá explícitamente la conformidad de los materiales con las normas técnicas. Como mínimo, deben realizarse los ensayos previstos en el Reglamento y normas técnicas complementarias.

CONTROL DE EJECUCIÓN

El supervisor deberá inspeccionar y vigilar todo lo relacionado con la ejecución de la obra, incluyendo como mínimo: - Replanteo - Dimensiones geométricas - Condiciones de la cimentación y su concordancia con lo indicado en el

estudio geotécnico - Colocación de formaletas y obras falsas y su bondad desde el punto de

vista de seguridad y capacidad de soportar las cargas que se les impone.

- Colocación de los aceros de refuerzo y/o preesfuerzo - Mezclado, transporte y colocación del concreto - Alzado de los muros de mampostería, sus refuerzos, morteros de pega e

inyección. - Elementos prefabricados. - Estructuras metálicas, incluyendo sus soldaduras, pernos y anclajes. - En general todo lo que conduzca a establecer que la obra se ha

ejecutado de acuerdo con los planos y especificaciones.



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PROCEDIMIENTO DE CONTROL El control recomendado para los planos, para los dos grados de supervisión técnica, debe consistir como mínimo en los siguientes aspectos:

- Grado de definición (completos o incompletos) - Definición de dimensiones, cotas y niveles, consistencia entre las

dimensiones, cotas y niveles. - Consistencia entre las diferentes plantas, alzados, cortes, detalles y

esquemas, adecuada definición de las calidades de los materiales. - Cargas de diseño debidamente estipuladas; en casos especiales,

instrucciones sobre obra falsa, procedimientos de control de la colocación del concreto, aditivos, tolerancias, dimensionales y niveles de tensionamiento.

- Concordancia con los planos arquitectónicos y demás planos técnicos - Definición en los planos arquitectónicos del grado de desempeño de los

elementos no estructurales. - En general, la existencia de todas las indicaciones necesarias para

poder realizar la construcción de una forma adecuada con los planos del proyecto.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS El supervisor técnico debe recopilar las especificaciones técnicas establecidas en los planos del proyecto, estudio geotécnico y las particularidades en cada caso que se deben cumplir en la construcción, para lo cual debe elaborar un documento escrito que las contenga y entregar una copia al constructor. Estas especificaciones serán aprobadas por el propietario y firmadas por el constructor antes del inicio de la obra. PROGRAMA DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD Para el grado de Supervisión A, se recomienda lo siguiente, donde el supervisor técnico debe verificar que el constructor disponga para la obra los medios adecuados de dirección, mano de obra, maquinaria y equipos, suministro de materiales y en especial de un programa de aseguramiento de calidad que sea llevados a cabo con el fin de:

- Definir la calidad que se alcanzará - Obtener dicha calidad - Verificar que la calidad haya sido alcanzada - Demostrar que la calidad se ha definido, alcanzado y verificado.



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5.3. CONOCIMIENTOS Y/O CAPACITACIÓN Y ACTUALIZACIÓN

IMPORTANCIA DE LAS ESPECIFICACIONES El supervisor se rige estrictamente por los requerimientos del diseño que son parte del contrato de obra. En algunas situaciones, los supervisores se guiarán por los procedimientos aprobados, por la institución que los contrata, o por las normas y reglamentos de construcción vigentes. Es obvio que el organismo contratante debe también proporcionar instrucciones administrativas, que incluyen la descripción de las actividades específicas. Los documentos del diseño, constituyen el criterio básico que rigen las decisiones y acciones del supervisor y por lo tanto, es fundamental contar con los planos y especificaciones completos, claros y oportunos (aunque el supervisor no es responsable de los documentos del diseño para el proyecto que supervisa, puede colaborar a la obtención de mejores resultados, retroalimentando a los diseñadores con sugerencias pertinentes a los cambios que se puedan aplicar, en su caso en los documentos contractuales subsecuentes. La mayoría de las controversias en el proyecto, provienen de las diferencias en la interpretación de los documentos contractuales, producto de las indefiniciones o información completa. Los documentos del diseño no necesitan ser muy extensos, pero si completos, concisos y claramente redactados. CLASIFICACIÓN POR OBJETIVOS Los alcances y responsabilidades de la supervisión en la construcción de concreto, se ha diversificado y ampliado de tal forma, que en la actualidad se puede contratar a empresas de supervisión con alguno de estos objetivos:

1) Representar al propietario de la estructura en construcción y garantizar que reciba en obra lo que está pagando por ella.

2) Garantizar el cumplimento de los planos y especificaciones elaborando

documentos que certifiquen dicho cumplimiento.

3) Representar al constructor, como miembro de su equipo y realizar las funciones de supervisión de las operaciones, como parte del programa de control de calidad. Esto contribuye a garantizar que el producto terminado cumplirá los requerimientos de los documentos del diseño, para algún proyecto específico, colaborando para garantizar que los productos terminados satisfagan los requerimientos de los documentos del diseño.



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4) Representar a organismos gubernamentales encargados de hacer cumplir los reglamentos de construcción. En este caso, los supervisores tendrán como responsabilidad únicamente verificar que la estructura terminada cumpla con las normas y reglamentos vigentes.

En los casos en que el propietario proporcione los servicios de ingeniería, él debe elegir a la empresa de supervisión. La responsabilidad final de la supervisión recae en el diseñador; se deberá mantener una estrecha vigilancia sobre cualquiera de las partes que realice operaciones de supervisión. En ningún caso, la supervisión de recepción o de pruebas de laboratorio, podrá ser realizada por el contratista o alguien bajo su responsabilidad, salvo cuando así lo indique la legislación vigente o el propietario considere que en esa forma quedan mejor protegidos sus intereses. Cuando la construcción está bajo un contrato normal, el supervisor representante del propietario, no es responsable ni tiene autoridad para dirigir al personal del constructor. El personal de supervisión del propietario es responsable y puede estar involucrado en la determinación de materiales, procedimientos y productos terminados, conforme a los requisitos de los documentos del contrato o los estándares generalmente aceptados por la industria.

Conclusiones


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VI. CONCLUSIONES

El presente trabajo ha mostrado los temas más importantes referentes a la utilización del concreto. Dicho material permanece vigente en la industria de la construcción debido a que su elaboración es sencilla, así como también por su versatilidad para construir diversas secciones y formas (ya sean estructurales y/o arquitectónicas). Al realizar una obra con concreto, es de suma importancia conocer el funcionamiento del material. Este conocimiento previo, permitirá al Ingeniero o técnico constructor establecer los parámetros de seguridad y calidad. La normatividad está necesariamente ligada a dichos parámetros y es modificada con frecuencia a medida de que se incorporan nuevos conocimientos y técnicas Como todo trabajo de investigación, se hicieron recomendaciones en cuanto a la calidad de los materiales que conforman el concreto; desde su origen, pasando por el almacenamiento y finalmente su mezcla para su colado en elemento estructural o arquitectónico correspondiente. Las pruebas ocuparon un lugar de suma importancia y debido a eso, se dedicó un tema donde se explica de forma rápida y sencilla cada una de ellas. Al llevarlas a cabo, podemos tener la seguridad que estamos llevando a cabo un trabajo cuyo objetivo es cumplir con tres principales características: funcionalidad, seguridad y economía. Finalmente, la Supervisión tiene como objetivo ejecutar la obra con calidad dentro de las especificaciones dadas, en tiempo programado y al menor costo. El desarrollo de cualidades tales como sentido de responsabilidad, la tenacidad para hacer las cosas en costo y tiempo y sobre todo la honestidad y ética, hará que destaque y obtendrá una excelencia en los resultados obtenidos. Esperamos que el presente trabajo, haya cumplido con su objetivo principal. Un manual para construir obras de concreto con calidad.

Bibliografía


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REFERENCIAS

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Curso de Edificación; Luis Armando Díaz Infantes de la M., Editorial Trillas.

Diseño de Concreto Reforzado, 4ta.Edición; Jack C. McCormac, Editorial Alfaomega.

Elaboración del concreto y sus aplicaciones, Leonardo John

El Concreto en la Construcción, T. W. Love, Editorial Trillas.

Enciclopedia de la Construcción, Arquitectura e Ingeniería, Frederick S.Merrit, Océano/Centrum, Tomo 3 y 4.

Guía para el diseño, construcción y materiales de cimbras para concreto. IMCYC

Ingeniería de Cimentaciones, Peck-Hanson-Thornburn, Limusa. Manual de Supervisión, IMCYC.

Manual de Supervisión de Obra; Francisco Javier Soria Montiel, IPN.

Manual de Supervisión de Obras de Concreto, 2da. Edición, Federico González Sandoval, Editorial Limusa.

Materiales y Procedimientos de Construcción, Tomo II, Escuela Mexicana de Arquitectura, Universidad La Salle.

Organización de la Empresa Constructora, Gerhard Dressel, Editores Técnicos Asociados, S.A. de C.V.

Proyecto y control de Mezclas de concreto. IMCYC. Revista Construcción y Tecnología, Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto A.C., varias ediciones.

Bibliografía


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WEB http://www.arcdesign.com.ar/concreto_reforzado.htm

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http://www.enrredados.com/sistemas/inicio.html-para

http://femica.org/archivos/9.supervisión_de_obras_civiles.pdf. (Manual) http://www.imcyc.com

http://www. monografías.com/trabajos/historia concreto

http://www.uns.edu.pe/civil/bv/descarga/dlca.pdf http://www.volcanes.com/construccion/muros_divisorios_y_carga.htm

“anÁlisis y diseÑo estructural, como marco...

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