cec2010 cargas y materiales
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COMITÉ EJECUTIVO DEL CODIGO
ECUATORIANO DE LA CONSTRUCCIÓN
(Creado Mediante el Decreto Ejecutivo Nº 3970 15 de Julio 1996)
CEC-10 SUBCOMITÉ 3 PARTE 3-1
NORMA ECUATORIANA
DE CONSTRUCCIÓN
NEC-10
PARTE 3
CARGAS Y MATERIALES
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-2
ÍNDICE
CAPÍTULO 1 - CARGAS ..................................................................................................... 4
1.1 PROPÓSITO .................................................................................................................. 4
1.2 DEFINICIONES .............................................................................................................. 4
1.2.1 Cargas permanentes (carga muerta) ......................................................................... 4
1.2.2 Sobrecargas de uso (carga viva) ............................................................................... 4
1.3 REDUCCIÓN DE CARGAS VIVAS ........................................................................... 8
1.3.1 Cargas generales ....................................................................................................... 8
1.3.2 Cargas vivas pesadas ................................................................................................ 9
1.3.3 Estacionamientos para vehículos particulares .......................................................... 9
1.3.4 Ocupaciones especiales ............................................................................................ 9
1.3.5 Limitaciones para losas en una dirección ................................................................. 9
1.4 REDUCCIÓN DE CARGA VIVA EN CUBIERTAS ................................................... 9
1.4.1 Cubiertas planas, inclinadas y curvas ..................................................................... 10
1.4.2 Cubiertas para propósitos especiales ...................................................................... 10
1.5 COMBINACIONES DE CARGA............................................................................... 10
1.5.1 Generalidades ......................................................................................................... 10
1.5.2 Símbolos y notación ............................................................................................... 10
1.5.3 Combinaciones de cargas mayoradas utilizando el diseño de última resistencia ... 11
1.5.3.1 Alcance ......................................................................................................... 11
1.5.3.2 Combinaciones básicas ................................................................................. 11
1.5.4 Combinaciones nominales de cargas utilizando diseño mediante esfuerzos de
trabajo .............................................................................................................................. 12
1.5.4.1 Combinaciones básicas ................................................................................... 12
CAPÍTULO 2 – MATERIALES ......................................................................................... 15
2.1 INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 15
2.2 Requisitos y normas que deben cumplir los materiales de construcción: ................ 15
2.2.1 El hormigón de cemento hidráulico y sus componentes .................................... 16
2.2.2 Acero de refuerzo ............................................................................................... 19
2.2.3 Refuerzo corrugado ............................................................................................ 19
2.2.4 Refuerzo liso ....................................................................................................... 21
2.2.7 Acero estructural, tubos de acero o tuberías ....................................................... 21
2.3 Requisitos de Durabilidad del Hormigón ................................................................... 22
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-3
2.3.1 Generalidades ......................................................................................................... 22
2.3.2 Categorías y clases de exposición .......................................................................... 22
2.3.3 Requisitos para mezclas de hormigón .................................................................... 23
2.3.4 Requisitos adicionales para exposición a congelación y deshielo .......................... 25
2.3.5 Materiales cementantes alternativos para exposición a sulfatos ............................ 26
2.4 Calidad del Hormigón, Mezclado y Colado .................................................................. 27
2.4.1 Generalidades ......................................................................................................... 27
2.4.2 Dosificación del hormigón ..................................................................................... 27
2.4.3 Dosificación basada en la experiencia en obra en mezclas de prueba o ambas . 28
2.4.3.1 Desviación estándar de la muestra................................................................... 28
2.4.3.2 Resistencia promedio requerida....................................................................... 29
2.4.3.3 Documentación de la resistencia promedio a la compresión ........................... 30
2.4.4 Dosificación cuando no se cuenta con experiencia en obra o mezclas de prueba .. 31
2.4.5 Reducción de la resistencia promedio a la compresión .......................................... 31
2.4.6 Evaluación y aceptación del hormigón ................................................................... 31
2.4.6.1 El hormigón debe ensayarse de acuerdo con los requisitos de 2.4.6.2 a 2.4.6.5.
..................................................................................................................................... 31
2.4.6.2 Frecuencia de los ensayos................................................................................ 31
2.4.6.3 Probetas curadas en forma estándar................................................................. 32
2.4.6.4 Probetas curadas en obra ................................................................................. 32
2.4.6.5 Investigación de los resultados de ensayos con baja resistencia ..................... 32
2.4.6.6 Hormigón reforzado con fibras de acero ......................................................... 33
2.4.7 Preparación del equipo y del lugar de colado ......................................................... 33
2.4.7.1 La preparación previa al colado del hormigón debe incluir lo siguiente: ....... 33
2.4.8 Mezclado ................................................................................................................ 34
2.4.9 Transporte ............................................................................................................... 34
2.4.10 Colado ................................................................................................................... 34
2.4.11 Curado .................................................................................................................. 35
2.4.12 Requisitos para clima frío ..................................................................................... 35
2.4.13 Requisitos para clima cálido ................................................................................. 35
APÉNDICE ......................................................................................................................... 36
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-4
PARTE 3
CAPÍTULO 1 - CARGAS
NORMA PARA DETERMINAR LAS CARGAS A EMPLEARSE EN PROYECTOS
DE EDIFICACIONES
1.1 PROPÓSITO
Esta norma establece las cargas mínimas permanentes y accidentales a considerarse en el cálculo y diseño de estructuras.
No se han tomado en cuenta las cargas temporales debidas a los procesos constructivos, ni las cargas dinámicas de viento, sismo, vehículos en movimiento, explosión, hundimiento de cimentaciones y otras debidas a fenómenos naturales.
Este código proporciona solo una guía general para el calculista y diseñador de estructuras. La responsabilidad final de la estabilidad de la estructura recae en el ingeniero calculista. Sin embargo, las construcciones en general deben diseñarse para resistir por lo menos las cargas permanentes (carga muerta) y las sobrecargas de uso (carga viva) mínimas aquí especificadas. Las memorias de cálculo y diseño deben contar con el estudio realizado para determinar esas cargas y deben adjuntarse siempre a los planos de construcción.
1.2 DEFINICIONES
1.2.1 Cargas permanentes (carga muerta)
Las cargas permanentes están constituidas por las masas de todos los elementos fijos de la construcción como partes estructurales, muros, tabiques, recubrimientos, instalaciones sanitarias, eléctricas, de acondicionamiento, máquinas o equipos y todo artefacto integrado permanentemente a la estructura.
1.2.2 Sobrecargas de uso (carga viva)
Las sobrecargas de uso dependen de la ocupación a la que está destinada la edificación y están conformadas por la masa de las personas, muebles, equipos y accesorios móviles o temporales, mercadería en transición, etc.
Las sobrecargas mínimas a considerar son las siguientes:
Tabla 1. Cargas Vivas Uniformemente Distribuidas Mínimas, Lo y Cargas Vivas Concentradas Mínimas
Ocupación o Uso Carga Carga
uniforme Concentrada
(kN/m2) (kN)
Departamentos (ver Residencias)
Sistemas de pisos para circulación Para Oficinas 2,4 9,0 Para Centros de Computo 4,8 9,0
Armerías y salas de instrucción militar 7,2
Áreas de Reunión y Teatros
Asientos fijos 2,9 Lobby 4,8
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-5
Asientos móviles 4,8 Plataformas de Reunión 4,8 Escenarios 7,2
Balcones (Exterior) 4,8 Residencias Uni-bifamiliares con área menor a 9,0 m2 2,9
Salas de Billar, bolos y otras áreas de recreación similares 3,6
Corredores-pasarelas-plataformas para 2,0 1,33 mantenimiento
Corredores 4,80 Primer Piso
Otros pisos de igual ocupación, excepto si se
indicara otro
Salas de Baile 4,8
Comedores y Restaurantes 4,8
Emparrillados para cuarto de máquinas de elevadores (áreas de 2.600 mm2) 1,4
Construcción de pisos con placa metálica auto deslizante (área de 645 mm2) 0,9
Escape para incendio 4,8
Únicamente para residencias unifamiliares 2,00
Escaleras fijas Ver sección 1.4
Garaje ( únicamente vehículos para 2,0 a,b pasajeros)
Camiones y Buses a, b
Coliseos (ver estadios y arenas, graderíos)
Gimnasios - pisos y balcones 4,80
Pasamanos, guardavías y agarraderas de
seguridad Ver sección 1.4
Hospitales Sala de quirófanos, laboratorios 2,90 4,50 Cuarto de pacientes 2,00 4,50 Corredores sobre el primer piso 4,00 4,50
Hoteles (ver residencias)
Bibliotecas
Salas de lectura 2,90 4,50 Estanterías 7,20c 4,50 Corredores sobre el primer piso 4,00 4,50
Fábricas/Industria/Manufactura
Livianas 6,00 9,00 Pesadas 12,00 13,40
Marquesinas 3,60
Edificios de Oficinas Salas de archivo y computación se diseñará para
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-6
la mayor carga prevista Lobbies y corredores del primer piso 4,80 9,00 Oficinas 2,40 9,00 Corredores sobre el primer piso 4,00 9,00
Institutos de Rehabilitación Celdas 2,00
Corredores 4,80
Residencias Viviendas ( uni y bifamiliar) 2,00 Hoteles y residencias multifamiliares Habitaciones y sus corredores 2,00 Salones de uso público y sus corredores 4,80 Graderíos para estadios y similares 4,80d
Cubiertas
Cubiertas planas, inclinadas y curvas 1,00 s,k Cubiertas empleadas para áreas de paseo 3,00 Cubiertas empleadas en jardinería o patios de reunión. 4,80 Cubiertas empleadas para propósitos especiales i i Toldos y Carpas
Construcción en lona apoyada sobre una 0,24 (no estructura ligera reducible) Todas las demás 1,00 Elementos principales expuestos a áreas de trabajo Carga puntual en los nudos inferiores de la celosía de cubierta 8,90 Miembros estructurales que soportan
cubiertas sobre fábricas, bodegas y talleres de reparación vehicular Todos los otros usos 1,40 Todas las superficies de cubiertas sujetas a mantenimiento de trabajadores 1,40
Unidades Educativas Aulas 2,00 4,50
Corredores sobre el primer piso 4,00 4,50 Primer piso corredores 4,80 4,50
Soportes para luces cenitales y cielos rasos accesibles 0,90
Veredas, circulación vehicular y patios que puedan estar cargadas por camiones 12,00 35,60f 12,00 35,60f
Estadios y Coliseos
Graderíos 4,80d Asientos fijos (sujetos al piso) 3,00d
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-7
Escaleras y Rutas de escape 4,80 Únicamente residencias Uni-bifamilares 2,00
Áreas de almacenamiento sobre cielos rasos, tumbados 1,00
Bodegas de almacenamiento (deberán ser
diseñadas para cargas mayoradas previstas) Livianas 6,00 Pesadas 12,00
Almacenes Venta al por menor Primer piso 4,80 4,50 Pisos superiores 3,60 Venta al por mayor. Todos los pisos 6,00
Barreras vehiculares Ver sección 1.4
Pasarelas y plataformas elevadas (otras a excepción de vías de escape) 3,00
Patios y terrazas peatonales 4,80
NOTAS AL PIE DE CUADRO
a Los pisos en estacionamientos o partes de los edificios utilizados para el almacenaje de vehículos
a motor serán diseñados para las cargas vivas uniformemente distribuidas de la Tabla No. 1 o para las siguientes cargas concentradas:
(1) Para vehículos particulares (hasta 9 pasajeros) 13,4 kN actuando en una superficie de 100 mm. por 100 mm. y
(2) Para losas en contacto con el suelo que son utilizados para el almacenamiento de vehículos particulares 10 kN por rueda.
b Los estacionamientos para camiones y buses serán diseñados por un método aprobado (p.ejm
AASHTO, MTOP) que contenga las especificaciones para cargas de camiones y buses.
c Estas cargas se aplican también para espacios de almacenamiento que soportan anaqueles fijos
con uso de doble acceso en librerías y bibliotecas sujetas a las siguientes limitaciones en los anaqueles: altura máxima 2,30 m, ancho máximo 0,30 m por lado de acceso, y espaciamiento entre anaqueles no menor a 0,90 m.
d Adicionalmente para las cargas vivas verticales el diseño incluirá fuerzas horizontales de
desplazamiento aplicadas a cada fila de asientos como sigue: 40 kg por metro lineal en la dirección paralela a la fila de asientos y 15 kg por metro aplicados en la dirección perpendicular de cada fila de asientos. Estas fuerzas no serán consideradas en forma simultánea.
e La carga concentrada de rueda será aplicada en un área de 100 mm x 100 mm (apoyo de una
gata hidráulica).
f La carga mínima concentrada en escaleras aplicada en un área de 50 mm x 50 mm es 1,4 kN.
g Cuando la carga viva uniforme de cubierta se reduzca a menos de 1 kN/m2, de conformidad con
la sección 4.1 y sea aplicada para el diseño de miembros estructurales continuos, la carga viva reducida de cubierta debe aplicarse en tramos adyacentes o alternos, de manera que produzca el
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-8
máximo efecto.
h Las cubiertas con propósitos especiales serán diseñadas con la carga correspondiente a un
análisis debidamente sustentado.
i En la región andina, incluyendo sus estribaciones desde una cota de 1000 m sobre el nivel del
mar, no se permite la reducción de carga viva en cubiertas en previsión de caídas de granizo o ceniza.
j En los sitios donde sea necesario considerar la carga de granizo se adicionará una carga de 1,0
kN/m2 en la zona de los aleros a una distancia desde el borde hacia el centro de la luz igual al 10% de la luz libre y no menor a 1 m.
Tabla 2. Factor de carga viva aplicable al elemento
a El valor de K LL puede ser calculado en lugar de los valores precedentes
1.3 REDUCCIÓN DE CARGAS VIVAS
Exceptuando las cargas vivas de cubierta todas las cargas mínimas uniformemente distribuidas que se indican en la Tabla 1, podrán ser reducidas de acuerdo con las siguientes disposiciones.
1.3.1 Cargas generales
Sujeto a las limitaciones de las secciones 1.3.2 a 1.3.5 los elementos para los que el valor de KLL*AT
Elemento K LL a
Columnas interiores
Columnas exteriores sin losas en voladizo
4
4
Columnas de borde con losas en voladizo 3
Columnas esquineras con losas en voladizo
Vigas de borde sin losas en voladizo
Vigas interiores
2
2
2
Todos los demás elementos no identificados
incluyendo:
Vigas de borde con losas en voladizo
Vigas en voladizo
Losas en una dirección
Losas en dos direcciones
1
Elementos que no tengan mecanismos de
transferencia de corte normal a la dirección de
la luz.
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-9
es de al menos 35 m2 pueden ser diseñados para una carga reducida de acuerdo con la siguiente fórmula:
donde:
L= carga viva reducida por metro cuadrado del área soportada por el elemento.
Lo= carga viva sin reducir del área soportada por el elemento de conformidad con la Tabla 1.
KLL= factor de carga viva aplicable al elemento de la Tabla 2.
AT= área tributaria en metros cuadrados
L será al menos 0,5Lo para elementos que soportan un solo piso y 0,4Lo para elementos que soportan dos pisos o más.
1.3.2 Cargas vivas pesadas
Las cargas vivas que excedan 4,8 kN/m2 no pueden ser reducidas, excepto cuando el elemento soporte dos o más pisos en que se podrá reducir hasta en un 20 %.
1.3.3 Estacionamientos para vehículos particulares
Las cargas vivas no se pueden reducir, con excepción en elementos que soporten dos o más pisos, se podrá reducir hasta en un 20%.
1.3.4 Ocupaciones especiales
Para cargas vivas de 4,8 kN/m2 o menos no se podrá reducir la carga en lugares de reuniones públicas.
1.3.5 Limitaciones para losas en una dirección
El área tributaria AT para losas en una dirección no podrá exceder una superficie definida por un ancho de la losa normal a la luz igual a 1,5 veces la luz principal de la losa.
1.4 REDUCCIÓN DE CARGA VIVA EN CUBIERTAS
En la región andina, incluyendo sus estribaciones desde una cota de 1000 m sobre el nivel del mar, no se permite la reducción de carga viva en cubiertas, en previsión de caídas de granizo o ceniza.
La carga uniformemente distribuida, Lo, en cubiertas determinada según la Tabla 1, se permite que sea reducida de conformidad con las siguientes disposiciones.
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-10
1.4.1 Cubiertas planas, inclinadas y curvas
Se permite reducir la carga viva de cubierta de conformidad con la siguiente ecuación:
Donde, Lr es la carga viva uniforme reducida en proyección horizontal en kN/m2.
R1 y R2 = factores de reducción de conformidad con las siguientes fórmulas:
1 para AT ≤ 18,58m2
R1 = 1,2 – 0,011 AT para 18,58 m2 <AT < 55,74 m2
0,6 para AT ≥ 55,74 m2
1 para F ≤ 12,5 %
R2 = 1,2 – 0,006 F para 12,5 < F < 37,5%
0,6 para F ≥ 37,5 %
AT = área tributaria en metros cuadrados soportados por el elemento estructural
F = Pendiente de la cubierta (expresada en porcentaje)
1.4.2 Cubiertas para propósitos especiales
En las cubiertas que tengan una ocupación para jardines u otros propósitos especiales se permite la reducción de acuerdo con la Sección 1.3.
1.5 COMBINACIONES DE CARGA
1.5.1 Generalidades
Los edificios y otras estructuras serán diseñados utilizando las disposiciones de las secciones 1.5.3 o 1.5.4. Las secciones 1.5.3 o 1.5.4 serán utilizadas exclusivamente para dimensionar elementos de un material de construcción en particular dentro de la estructura.
1.5.2 Símbolos y notación
D= carga muerta
E= carga de sismo a nivel de diseño (factorada)
Cargas y Materiales
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F= carga de fluidos con presiones y alturas máximas bien definidas
Fa= carga de inundación
H= carga por la presión lateral de tierra, presión de agua en el suelo, o presión de materiales a granel
L= carga viva
Lr= carga viva de cubierta
R= carga de lluvia
S= carga de granizo
T= cargas por efectos acumulados de variación de temperatura, flujo plástico, retracción, y asentamiento diferencial
W=carga de viento
1.5.3 Combinaciones de cargas mayoradas utilizando el diseño de última resistencia
1.5.3.1 Alcance
Las combinaciones de carga y los factores indicados en la sección 1.5.3.2 se utilizarán únicamente en los casos en los cuales están específicamente autorizados por la norma de diseño del material.
1.5.3.2 Combinaciones básicas
Las estructuras, componentes y cimentaciones deberán ser diseñadas de tal manera que la resistencia de diseño iguale o exceda los efectos de las cargas mayoradas de acuerdo a las siguientes combinaciones:
1. 1,4 (D+F)
2. 1,2 (D+F+T)+1,6 (L+H)+0.5 (Lr o S o R)
3. 1,2 D+1,6(Lr O S o R)+(L o 0.8W)
4. 1,2 D+1,6W+L+0.5 (Lr o S o R)
5. 1,2 D+1,4E+L+0.2 S
6. 0,9D+1,6W+1,6H
7. 0,9D+1,4E+1,6H
Excepciones:
1. El factor de carga en L para las combinaciones 3, 4 y 5 puede ser igual a 0,5 para todos los
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-12
usos en los cuales Lo de la tabla 1 sea menor o igual que 4,8 kN/m2, con excepción de estacionamientos o áreas destinadas a reuniones públicas.
2. El factor de carga en H será igual a cero en las combinaciones 6 y 7 si la acción estructural debido a H contrarresta aquella producida por W o E. Cuando la presión lateral de tierra provea resistencia a las acciones estructurales debido a otras fuerzas, ésta no deberá incluirse en H pero será incluida en la resistencia de diseño.
3. En las combinaciones 2, 4 y 5 la aplicación de la carga S será considerada como carga de granizo en techos planos (pf) o carga de granizo en techos con pendiente (ps).
Cuando sea apropiado se deberá investigar cada estado límite de resistencia relevante. Deberá investigarse el efecto de una o más cargas que no actúan simultáneamente. Los efectos más desfavorables tanto de viento como de sismo deberán ser investigados pero no necesitan ser considerados simultáneamente.
Referirse al capítulo correspondiente a diseño sismo resistente para la definición de la carga sísmica E.
1.5.4 Combinaciones nominales de cargas utilizando diseño mediante esfuerzos de
trabajo
1.5.4.1 Combinaciones básicas
Las cargas aplicables serán combinadas mediante las siguientes expresiones y se deberá utilizar la que produzca el efecto más desfavorable en el edificio, cimentación o en el elemento estructural que está siendo considerado. Deberá investigarse el efecto de una o más cargas que no estén actuando.
1. D+F
2. D+H+F+L+T
3. D+H+F+(Lr o S o R)
4. D+H+F+0,75(L+T)+0,75(Lr o S o R)
5. D+H+F+(W o 0,7E)
6. D+H+F+0,75(W o 0,7E)+0,75L+0,75(Lr o S o R)
7. 0,6D+W+H
8. 0,6D+0,7E+H
Excepciones:
1. En las combinaciones 4 y 6 la aplicación de la carga S será considerada como carga de granizo en techos planos (pf) o carga de granizo en techos con pendiente (ps).
Cargas y Materiales
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Los efectos más desfavorables tanto de viento como de sismo deberán ser investigados pero no necesitan ser considerados simultáneamente.
Referirse al capítulo correspondiente a diseño sismo resistente para la definición de la carga sísmica E.
El incremento del esfuerzo admisible no debe ser utilizado con las cargas o combinaciones de carga de esta especificación a menos que se pueda demostrar que tal incremento esté justificado por el desempeño estructural debido a la velocidad y duración de la carga.
MASAS UNITARIAS DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Material Masa Unitaria kN/m3 A. Rocas Basalto 29,0 – 30,0 Granito 26,0 – 28,0
Andesita 26,0 - 28,0 Sienita 27,0 – 29,0 Pórfido 26,0 – 27,0 Gabro 29,0 – 31,0 Arenisca 26,0 – 27,5 Calizas compactas y mármoles 27,0 - 28,0 Pizarra para tejados 28,0
B. Piedras artificiales Adobe 16,0 Amianto-cemento 20,0 Baldosa cerámica 18,0 Baldosa de gres 19,0 Hormigón simple 22,0 Hormigón armado 24,0 Ladrillo cerámico prensado (0 a 10% de huecos) 19,0
Ladrillo cerámico perforado (20 a 30% de huecos) 14,0 Ladrillo cerámico hueco (40 a 50% de huecos) 10,0 Ladrillo artesanal 16,0 Bloque hueco de hormigón 12,0 Bloque hueco de hormigón alivianado 8,5 C. Materiales granulares Arena seca 14,5
Arena húmeda 16,0 Arena saturada 18,0 Arena de pómez seca 7,0 Ripio seco 16,0 Ripio húmedo 20,0 Grava (canto rodado) 16,0 Gravilla seca 15,5 Gravilla húmeda 20,0
Tierra seca 14,0 Tierra húmeda 18,0
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Tierra saturada 20,0 D. Morteros Cemento compuesto y arena 1:3 a 1: 5 20,0 Cemento compuesto cal y arena 18,0 Cal y arena 16,0 Yeso 10,0 10,0
E. Metales Acero 78,5 Aluminio 27,0 Bronce 85,0 Cobre 89,0 Estaño 74,0 Fundición gris 72,0 Latón 85,0
Plomo 114,0 Zinc 72,0 F. Materiales diversos Alquitrán 12,0 Asfalto 13,0 Cal 12,0 Hielo 9,0
Libros y documentos 8,5 Papel 11,0 Plástico en planchas 21,0 Vidrio plano 26,0 G. Contrapisos y recubrimientos kN/m2 Baldosa de mármol reconstituido, con mortero de cemento: por cada cm., de 0,22 espesor Baldosa de cerámica, con mortero de cemento: por cada cm., de espesor 0,20
Contrapiso de hormigón ligero simple, por cada cm., de espesor 0,16 Contrapiso de hormigón simple, por cada cm., de espesor 0,22 H. Cielorrasos y Cubiertas De yeso sobre listones de madera (incluidos los listones) 0,20 De mortero de cemento compuesto cal y arena 0,55 Plancha ondulada de fibrocemento: de 8 mm de espesor 0,20 de 6 mm de espesor 0,15
Chapa ondulada de acero galvanizado: de 0,5 mm de espesor 0,07 de 0,8 mm de espesor 0,09 de 1,3 mm de espesor 0,14 Teja de barro cocido sin mortero 0,50 Teja plana con mortero de cemento 0,85 Teja de hormigón con mortero 1,15
Cargas y Materiales
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CAPÍTULO 2 – MATERIALES
2.1 INTRODUCCIÓN
Material de construcción es cualquier producto procesado o fabricado destinado a incorporarse con carácter permanente en una obra sea de edificación o de ingeniería civil.
El material de construcción es la materia prima con la que el ingeniero, el arquitecto y el constructor plasman en realidad los proyectos de la obra pública y privada y junto a los presupuestos de cálculo y diseño, debe garantizar la salud, la seguridad, el bienestar y protección de sus habitantes, usuarios y del entorno.
Ya es una realidad el fuerte impacto ambiental que produce la industria de la construcción en los procesos de obtención de materias primas, extracción de rocas y minerales en canteras a cielo abierto. Si bien los recursos naturales que se emplean son casi inagotables, salvo algunas excepciones, las fuentes accesibles se están acabando aceleradamente. ¡Más del 50 % de los productos que consume el ser humano son materiales de construcción! La elaboración y fabricación de estos materiales consume ingentes cantidades de energía y contamina el ambiente. Es una responsabilidad social de quienes regulan el uso de estos materiales, buscar alternativas menos agresivas o de bajo impacto ambiental y regular el uso y consumo de los mismos en condiciones de mayor eficiencia, evitando la subutilización, el desperdicio y el despilfarro. Hoy se habla de “construcción sostenible”, de manera que, en general, los materiales de construcción deben cumplir estos requisitos:
• Resistencias mecánicas acordes con el uso que se le va a dar
• Estabilidad química (resistente a agentes agresivos)
• Estabilidad física (dimensional)
• Seguridad para su manejo y utilización
• Protección de la higiene y salud de obreros y usuarios
• No conspirar contra el medio ambiente
• Aislamiento térmico y acústico (colaborar en el ahorro de energía)
• Estabilidad y protección en caso de incendio (resistente al fuego).
• Comodidad de uso, estética y economía.
Este capítulo del Código Ecuatoriano de la Construcción, contempla los requisitos, condiciones y reglas particulares que deben cumplir los materiales destinados a emplearse en la construcción de obras civiles de manera que garanticen niveles mínimos de calidad y la tenencia de propiedades físicas y mecánicas que hagan viable los supuestos de los estudios, cálculos y diseños de esas obras. Además se citan las normas, especificaciones y procedimientos de ensayo que se deben aplicar para verificar el cumplimiento de esos requisitos. Las autoridades competentes como fiscalizadoras y superintendentes de obra tienen la obligación de ordenar la realización de los ensayos que determinen las propiedades físicas y mecánicas de los materiales y verificar que estos cumplan con las especificaciones y normas correspondientes.
2.2 Requisitos y normas que deben cumplir los materiales de construcción:
Nota.- Si no existen normas INEN actualizadas, se hará referencia a normas de la ASTM vigentes.
Cargas y Materiales
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2.2.1 El hormigón de cemento hidráulico y sus componentes
El hormigón es un material compuesto que se puede fabricar a pie de obra o en planta estacionaria y que tiene múltiples facetas. El propósito al fabricarlo es obtener un material que soporte las exigencias impuestas por el diseñador o calculista. En colaboración con el acero, constituye en la actualidad el más importante material de construcción y dadas sus numerosas aplicaciones y variantes, requiere de un minucioso control y verificación de las propiedades físicas y mecánicas de todos y cada uno de sus componentes, así como de la mezcla en todas sus fases: diseño, elaboración, transporte, colado y compactación, y de un cuidadoso seguimiento en el proceso de fraguado y endurecimiento.
2.2.1.1 Cemento Hidráulico
En el Ecuador se pueden fabricar los siguientes tipos de cementos hidráulicos:
a) cemento portland de los tipos I a V, incluyendo los subtipos IA, IIA y IIIA que cumplan con los requisitos contemplados en la NTE INEN 152;
b) cemento compuesto tipo IP que es el de mayor uso en el país y los que contempla la norma NTE INEN 490;
c) cementos clasificados de acuerdo a requisitos de desempeño, según la norma NTE INEN 2.380;
d) cementos para mampostería de acuerdo a NTE INEN 1806.
Y todos aquellos que en el futuro contemple y regule el INEN.
El cemento hidráulico se puede comercializar envasado en bolsas de papel, bolsas de plástico, bolsas de papel y plástico, “big bags”, al granel o en la forma que acuerden comprador y vendedor en el contrato de pedido. El cemento en sacos debe cumplir con la NTE INEN 1.902. Para las otras modalidades de envasado, se establecerán las condiciones en el contrato de compra-venta pero, por lo menos deben llevar marcado con claridad: el tipo de cemento envasado, por ejemplo “Cemento Pórtland Puzolánico tipo IP”; la masa neta en kilogramos contenida en el recipiente; la fecha de envasado en planta; el nombre y marca del fabricante y la norma INEN bajo la cual se fabrica el producto. Igual información deberá consignarse en la guía de despacho que acompaña a los carros que transportan a granel.
Los ensayos para verificar la calidad del cemento deben realizarse en un laboratorio calificado o reconocido por el INEN y son los únicos que podrán ser utilizados para aceptación o rechazo del producto. Los ensayos y normas básicos a utilizarse son:
NTE INEN 153: Muestreo del cemento y cantidad de ensayos.
NTE INEN 156: Densidad del cemento hidráulico
NTE INEN 157: Consistencia normal del cemento hidráulico
NTE INEN 158: Tiempo de fraguado por el método de Vicat
NTE INEN 488: Resistencia a la compresión de mortero estándar en cubos de 50 mm de arista.
NTE INEN 957: Determinación de la finura mediante el tamiz de 45 m (No. 325).
Para condiciones particulares se utilizarán las normas y ensayos que se enumeran en el Apéndice.
Se prohíbe el uso de los cementos para albañilería o para mampostería en la fabricación de hormigón estructural.
2.2.1.2 Áridos
El material granular constituye el mayor volumen en la mezcla. Sus propiedades físicas y mecánicas juegan un papel muy importante en las del hormigón. Puede provenir: de la trituración
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de mantos de roca natural o de cantos rodados; de la selección de fragmentos naturales de roca, prismáticos o redondos; o de materiales artificialmente fabricados. Debe estar constituido de partículas sanas, limpias, resistentes, libres de defectos ocultos, de adherencias como limo, arcilla, grasas o aceites y sobre todo, libre de materia orgánica.
El material granular debe manejarse en por lo menos dos porciones de tamaños diferentes llamados árido grueso cuyas partículas son, generalmente, más grandes que 6 mm de diámetro nominal y árido fino cuyo tamaño de partículas está entre 6 mm y 75 m. Estos, a su vez se pueden separar en dos o tres tamaños diferentes.
El tamaño nominal de las partículas más grandes del árido grueso no debe ser mayor a:
1/5 de la menor dimensión de la sección transversal del elemento a colar,
1/3 del espesor de la losa ¾ del espaciamiento libre entre varillas de la armadura, o paquetes de
varillas, cables de acero o ductos embebidos. el recubrimiento del acero.
Los áridos, deben cumplir con los requisitos de la (Especificación para Agregados para Hormigón, ASTM C 33).
Las partículas prismáticas del árido grueso deben tender al cubo, evitando las formas alargadas, lajosas, laminares. El canto rodado debe tender a la esfera, evitando las partículas planas. El árido fino más adecuado es la arena natural de granos redondos, pero se puede emplear el polvo de piedra, subproducto de la trituración de las rocas siempre que no tengan exceso de finos o partículas alargadas y laminares.
Los áridos para hormigón, al igual que el cemento, deben investigarse y ensayarse en un laboratorio calificado o reconocido por el INEN. Las normas y ensayos básicos que se deben realizar para determinar las propiedades físicas del material son:
ASTM C40: Impurezas orgánicas en agregado fino para hormigón
ASTM C70: Humedad superficial en agregados finos
ASTM C117: Material más fino que el tamiz de 75 mm (No. 200), mediante lavado.
ASTM C 123: Partículas livianas en el agregado.
ASTM C127: Densidad y capacidad de absorción de agregados gruesos
ASTM C128: Densidad y capacidad de absorción de agregados finos
ASTM C136: Análisis de tamizado de agregados finos y gruesos
ASTM C142: Determinación de terrones de arcilla y partículas débiles en agregados.
ASTM C566: Contenido de humedad total evaporable del agregado por secado
ASTM C702: Práctica para reducir muestras de agregado a tamaños para ensayo.
ASTM D75: Práctica para muestreo de agregados
Las propiedades mecánicas del árido se deben determinar mediante estos ensayos y normas:
ASTM C88: Solidez de agregados utilizando sulfato de sodio o sulfato de magnesio. En el Ecuador, la presencia de sulfatos está más bien generalizada en todas sus regiones, en consecuencia, la realización de este ensayo debería ser obligada siempre.
ASTM C131: Resistencia a la degradación de agregados gruesos de pequeñas dimensiones por
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abrasión e impacto en la máquina de Los Ángeles. Para un hormigón de densidad normal, la abrasión del árido grueso según este ensayo, no debe superar el 50 % . Si el material es una combinación de áridos de diferente origen, todos y cada uno de ellos debe cumplir con esta exigencia.
NTE INEN 867: Determinación de la reactividad alcalina potencial de combinaciones árido – cemento (método de la barra de mortero). Un problema frecuente en nuestro país, es que la roca de donde proviene el árido es geológicamente joven y por esta razón, sus minerales son potencialmente reactivos con los álcalis del cemento o de fuentes extrañas, produciéndose expansiones y fisuras muy peligrosas; entonces, si el hormigón va a estar sujeto a humedecimiento, a exposición prolongada en ambiente húmedo o en contacto con suelos saturados, se debe verificar con este ensayo las expansiones que la reacción puede producir y verificar con la especificación C33 si son o no aceptables.
2.2.1.3 Agua
El agua desempeña uno de los papeles vitales en el hormigón. Es el componente que se combina
químicamente con el cemento para producir la pasta que aglutina las partículas del árido, las
mantiene unidas y colabora en gran medida con la resistencia y todas las propiedades mecánicas
del hormigón.
El agua empleada en la mezcla debe estar libre de cantidades perjudiciales de aceites, ácidos, álcalis, sales, materiales orgánicos u otras sustancias que puedan ser nocivas al hormigón o al acero de refuerzo.
El agua potable y casi cualquier agua natural que se pueda beber y que no tenga sabor u olor marcado pueden utilizarse en la elaboración del hormigón
El agua empleada en el mezclado de hormigón debe cumplir con las disposiciones de la norma ASTM C 1602.
No se debe emplear aguas servidas o de desechos industriales o aguas empozadas que contengan algas. Por el contrario tampoco se deben emplear aguas muy puras o de deshielos en las altas montañas. Debe evitarse el agua con elevadas concentraciones de sólidos disueltos o en suspensión. No es conveniente emplear agua salada o de mar.
Las sales u otras sustancias nocivas que provengan de los áridos o de los aditivos deben sumarse a la cantidad que pueda contener el agua de mezclado. Las impurezas excesivas en el agua de mezclado pueden afectar no solo el tiempo de fraguado, la resistencia del hormigón y la estabilidad volumétrica (variación dimensional) sino que pueden provocar:
Corrosión del refuerzo
Y eflorescencias
El agua de mezclado para hormigón preesforzado o para hormigón que contenga elementos de aluminio embebidos incluyendo el agua libre de los áridos no debe contener cantidades perjudiciales de iones de cloruros.
El agua que se emplea para curar el hormigón debe ser limpia y libre de cantidades perjudiciales de ácidos, álcalis, sales, materiales orgánicos u otras sustancias que puedan ser nocivas al hormigón fresco o duro.
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2.2.1.4 ADITIVOS
• Los Aditivos reductores de agua y aquellos que modifican el tiempo de fraguado deben cumplir con la norma ASTM C494M “Especificación para aditivos químicos utilizados en la elaboración de hormigón”.
• Los aditivos Plastificantes, plastificantes-retardadores de fraguado utilizados para elaborar hormigón fluido deben cumplir con la norma ASTM C 1017/C1017M “Especificación para aditivos químicos utilizados en la elaboración de hormigón fluido.
• Los aditivos incorporadores de aire deben cumplir con la norma ASTM C 260 “Especificación para aditivos incorporadores de aire utilizados en la elaboración de hormigón”.
• El cloruro de calcio o los aditivos que contengan cloruros que no provengan de impurezas de los componentes del aditivo, no deben utilizarse en: hormigón pre-esforzado, en el hormigón que contenga elementos de aluminio embebidos, ni en el hormigón elaborado sobre formaletas permanentes de acero galvanizado.
2.2.2 Acero de refuerzo
El acero de refuerzo debe ser corrugado, excepto en espirales o acero de preesfuerzo en los cuales se puede utilizar acero liso. Además se pueden utilizar cuando este reglamento así lo permita: refuerzo consistente en pernos con cabeza para refuerzo de cortante, perfiles de acero estructural o en tubos, o elementos tubulares de acero. Las fibras de acero deformadas dispersas se permiten solamente para resistir cortante para las condiciones indicadas en los capítulos pertinentes en este código.
2.2.2.1 La soldadura de barras de acero debe realizarse de acuerdo con AWS D 1.4.
La ubicación y tipo de los empalmes soldados y otras soldaduras requeridas en las barras de refuerzo deben estar indicados en los planos de diseño o en las especificaciones del proyecto. Las normas INEN para barras de refuerzo, excepto INEN 2167:2003, deben ser complementadas para requerir un informe de las propiedades necesarias del material para cumplir con los requisitos de AWS D 1.4.
2.2.3 Refuerzo corrugado
Las barras de refuerzo corrugado deben cumplir con los requisitos para barras corrugadas de una de las siguientes normas, excepto cuando lo permite 2.2.3.2:
a) acero al carbón: INEN 102: 2003.
b) acero de baja aleación: INEN 2167:2003.
c) acero inoxidable: ASTM A 995 M
d) acero de rieles y ejes: ASTM A 996 M. Las barras de acero provenientes de rieles deben ser del tipo R.
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2.2.3.1 Las barras corrugadas deben cumplir con una de las normas INEN enumeradas en 2.2.3, excepto que para barras con fy mayor que 420 MPa, la resistencia a la fluencia debe tomarse como el esfuerzo correspondiente a una deformación unitaria de 0.35%.
2.2.3.2 Se permite usar las barras de refuerzo que cumplen con ASTM A 1035 como refuerzo transversal para estructuras sismorresistentes o refuerzo en espiral para estructuras sometidas a flexión y cargas axiales.
2.2.3.3 Las parrillas de refuerzo para hormigón deben ajustarse a ASTM A 184 M. Las barras de refuerzo, utilizadas en las parillas de refuerzo deben cumplir con INEN 102 o INEN 2167.
2.2.3.4 El alambre corrugado para refuerzo del hormigón debe cumplir con ASTM A 496 M, excepto que el alambre no debe ser menor que el tamaño MD 25 ni mayor que el tamaño MD 200 a menos que lo permita 2.2.3.6. Para el alambre con fy mayor a 420 MPa, la resistencia a la fluencia debe ser el esfuerzo correspondiente a una deformación unitaria de 0.35%.
2.2.3.5 El alambre de refuerzo electrosoldado liso debe cumplir con ASTM A 185 M, excepto que para alambre con fy mayor a 420 MPa, la resistencia a la fluencia debe ser el esfuerzo correspondiente a una deformación unitaria de 0.35%. Las intersecciones soldadas no deben estar espaciadas en más de 300 mm., en el sentido del esfuerzo calculado, excepto para refuerzo de alambre electrosoldado utilizado como estribos en el hormigón estructural.
2.2.3.6 El refuerzo electrosoldado de alambre corrugado debe cumplir con ASTM A 497 excepto que para alambre con fy mayor a 420 MPa, la resistencia a la fluencia debe ser el esfuerzo correspondiente a una deformación unitaria de 0.35%. Las intersecciones soldadas no deben estar espaciadas a más de 400 mm., en el sentido del esfuerzo calculado, excepto para refuerzo de alambre electrosoldado utilizado como estribos en hormigón estructural. El alambre corrugado con diámetro mayor de MD 200 se permite cuando se utiliza en refuerzo electrosoldado que cumpla con ASTM A 497 M, pero debe tratarse como alambre liso para efecto de desarrollo y diseño de empalmes.
2.2.3.7 Las barras de refuerzo galvanizadas deben cumplir con ASTM A 767 M. Las barras de refuerzo con recubrimiento epóxico deben cumplir con ASTM A 775 o con ASTM A 934 M. Las barras que se vayan a galvanizar o a recubrir con epóxico deben cumplir con una de las normas citadas en 2.2.3.
2.2.3.8 Los alambres y el refuerzo electrosoldado de alambre recubiertos con epóxico deben cumplir con ASTM A 884 M. Los alambres que se vayan a recubrir con epóxico deben cumplir con 2.2.3.2 y el refuerzo electrosoldado de alambre que se vaya a recubrir con epóxico debe cumplir con 2.2.3.3 o 2.2.3.4.
2.3.3.9 El alambre de acero inoxidable corrugado y el refuerzo electrosoldado de alambre de acero inoxidable liso y corrugado para refuerzo de hormigón debe cumplir con ASTM A 1022 M., excepto que el alambre corrugado no debe ser menor que el tamaño MD 25 ni mayor que el tamaño MD 200 y la resistencia a la fluencia de alambre con fy mayor a 420 MPa, la resistencia a la fluencia debe tomarse como el esfuerzo correspondiente a una deformación unitaria del 0.35%. El alambre corrugado mayor que el tamaño MD 200 se permite cuando se utiliza en refuerzo electrosoldado de alambre que cumpla con ASTM A 1022 M, pero debe tratarse como alambre liso para efectos de desarrollo y diseño de empalmes. Las intersecciones soldadas en la dirección del esfuerzo calculado no deben estar espaciadas en más de 300 mm para el alambre electrosoldado liso o de 400 mm para el alambre electrosoldado corrugado, excepto para
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CEC-10 PARTE 3-21
refuerzo de alambre electrosoldado utilizado como estribos en el hormigón estructural.
2.2.4 Refuerzo liso
2.2.4.1 Las barras lisas usadas en espirales deben cumplir lo indicado en 2 a) o b).
2.2.4.2 Los alambres lisos para refuerzo en espiral deben cumplir con ASTM A 82 M, excepto que para alambres con fy superior a 420 MPa, la resistencia a la fluencia debe tomarse como el esfuerzo correspondiente a una deformación unitaria del 0.35%.
2.2.5 Pernos con cabeza para refuerzo de cortante
2.2.5.1 Los pernos con cabeza y sus ensamblajes deben cumplir con ASTM A 1044 M.
2.2.6 Acero de preesfuerzo
2.2.6.1 El acero preesforzado debe cumplir con una de las normas siguientes:
a) alambre: ASTM A 421 M
b) alambre de baja relajación: ASTM A 421 M
c) torón: ASTM A 416 M
d) barras de alta resistencia: ASTM A 722 M
Los alambres, los torones y las barras que no figuran específicamente en las normas ASTM A 421 M, A 416 M, o A 722 M, se pueden usar, siempre que se demuestre que cumplen con los requisitos mínimos de estas normas, y que no tienen propiedades que los hagan menos satisfactorios que los de las normas ASTM A 421 M, A 416 M o A 722 M.
2.2.7 Acero estructural, tubos de acero o tuberías
2.2.7.1 El acero estructural utilizado junto con barras de refuerzo en elementos compuestos sometidos a compresión que cumplan con los requisitos para estructuras sometidas a flexión y cargas axiales debe ajustarse a una de las siguientes normas:
a) acero al carbón: ASTM A 36 M,
b) acero de alta resistencia de baja aleación: ASTM A 242 M,
c) acero de alta resistencia de baja aleación al Columbio-Vanadio: ASTM A 572 M,
d) acero de alta resistencia de baja aleación de 345 MPa: ASTM A 588 M,
e) perfiles estructurales: ASTM A 992 M
6.2. Los tubos de acero o tuberías para elementos compuestos sometidos a compresión, que estén formados por un tubo de acero relleno de hormigón, que cumpla con los requisitos para estructuras sometidas a flexión y cargas axiales, deben cumplir con una de las siguientes normas:
a) acero negro, por inmersión en caliente recubiertos de zinc, grado B de ASTM A 53 M,
b) formados en frío, soldados, sin costura: ASTM A 500 M,
c) formados en caliente, soldados, sin costura: ASTM A 501.
6.3. El acero usado en el refuerzo para hormigón compuesto por fibras dispersas de acero debe ser corrugado y cumplir con ASTM 820 M. Las fibras de acero deben tener una relación de longitud a diámetro no menor que 50 y no mayor a 100.
6.4 Las barras corrugadas con cabeza deben cumplir con ASTM A 970 M, y las obstrucciones o interrupciones del corrugado de la barra, si las hay, no debe ser mayor de 2db medidos de la cara de apoyo de la cabeza.
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2.3 Requisitos de Durabilidad del Hormigón
2.3.1 Generalidades
Una de las cualidades más importantes que tiene el hormigón de cemento hidráulico, es su larga vida útil, pero para que esto se cumpla, es necesario tomar una serie de precauciones y cuidados que tienen como propósito asegurar la suficiente calidad del material para que responda a las exigencias de la obra en cuanto a resistencias mecánicas, a agentes agresivos e intemperancia. Usualmente, la propiedad mecánica más fácilmente mensurable del hormigón es su resistencia a la compresión obtenida ensayando probetas cilíndricas a los 28 días de coladas (f´c) y este es un parámetro de referencia para determinar otras de sus propiedades mecánicas porque la mayoría tienen una vinculación directa. Otro aspecto que se puede controlar durante el proceso de fabricación es la relación agua – material cementante (a/mc) que determina la resistencia del material a agentes agresivos. Controlando estas variables es posible garantizar un hormigón de duración satisfactoria.
3.1.1 El hormigón debe cumplir con la condición más exigente de las enumeradas a continuación:
(a) El hormigón estructural, no debe tener una f´c inferior a 17 Mpa;
(b) Cumplir con los requisitos de este capítulo para condiciones de exposición ambiental; y
(c) satisfacer los requisitos de resistencia estructural.
Los parámetros más exigentes deben ser utilizados para encontrar la dosificación de la mezcla basada en la experiencia en obra o en mezclas de prueba o ambas y para la evaluación y aceptación del hormigón de acuerdo a las normas NTE INEN 1 855-1 numeral 8.7 y NTE INEN 1 855-2, numeral 11. Las mezclas de hormigón deben ser dosificadas para cumplir con la relación máxima agua-material cementante (a/mc) y otros requisitos basados en la clase de exposición asignada al elemento estructural de hormigón. El o los materiales cementantes especificados en 2.2.1.1 y las combinaciones de estos materiales que se vayan a emplear en la obra, deben estar incluidos en los cálculos de la relación a/mc de la mezcla de hormigón.
3.1.2 Los límites máximos de la relación a/mc de este capítulo no se aplican al hormigón de masa liviana.
2.3.2 Categorías y clases de exposición
El profesional facultado para diseñar la mezcla debe asignar las clases de exposición de acuerdo con la severidad de la exposición anticipada a la que van a estar sujetos los elementos de hormigón estructural según la Tabla 2.
TABLA 2. Categorías y clases de exposición
Categorías Severidad Clase Condición
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CEC-10 PARTE 3-23
F Congelación y deshielo
No existe F0 Hormigón no expuesto a ciclos de congelación y deshielo.
Moderada F1 Hormigón expuesto a ciclos de congelación y deshielo y exposición ocasional a la humedad.
Severa F2 Hormigón expuesto a ciclos de congelación y deshielo y en contacto continuo con la humedad.
Muy severa F3
Hormigón expuesto a ciclos de congelación y deshielo que estará en contacto continuo con la humedad y expuesto a productos químicos descongelantes.
S Sulfato
Sulfatos solubles en agua (SO4) en suelo, % en masa
Sulfato (SO$4) disuelto en agua,
ppm
No aplicable SO SO4<0,1 SO4<150
Moderada S1 0,1<SO4<0,2 150<SO4<150 agua marina
Severa S2 0,2<SO4<2,0 1500<SO4<10000
Muy severa S3 SO4>2,0 SO4>10000
P Requiere baja permeabilidad
No aplicable P0 En contacto con el agua donde no se requiere baja permeabilidad.
Requerida P1 En contacto con el agua donde se requiere baja permeabilidad.
C Protección
del refuerzo para la
corrosión
No aplicable CO Hormigón seco o protegido contra la humedad.
Moderada C1 Hormigón expuesto a la humedad, pero no a una fuente externa de cloruros.
Severa C2
Hormigón expuesto a la humedad y a una fuente externa de cloruros provenientes de productos químicos descongelantes: sal, agua, salobre, agua de mar o salpicaduras del mismo origen.
2.3.3 Requisitos para mezclas de hormigón
Con base en las clases de exposición asignadas en la Tabla 2, las mezclas de hormigón deben cumplir con los requisitos más restrictivos de la Tabla 3.
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CEC-10 PARTE 3-24
TABLA 3. Requisitos para el hormigón según la clase de exposición ±
Clase de exposición
Relación a/mc máx.
f´c mín. Mpa
Requisitos mínimos adicionales
Contenido de aire
límites en
los cementantes
F0 N/A 17 N/A N/A
F1 0,45 31 Tabla 3.4.1. N/A
F2 0,45 31 Tabla 3.4.1. N/A
F3 0,45 31 Tabla 3.4.1. Tabla 3.4.2
Tipos de material cementante* Aditivo cloruro de
calcio INEN 152 INEN 490 INEN 2380
S0 N/A 17 Sin restricción
en el tipo Sin restricción
en el tipo Sin restricción
en el tipo Sin
restricción
S1 0,5 28 II†‡ IP (MS), IS (<70)
(MS) MS
Sin restricción
S2 0,45 31 V‡ IP (HS), IS (<70)
(HS) HS
No se permite
S3 0,45 31
V puzolanas o escorias
§
IP (HS) y puzolanas o
escorias § o IS (<70) (HS) y puzolanas o escorias §
HS y puzolanas o escorias §
No se permite
P0 N/A 17 Ninguna
P1 0,5 28 Ninguna
Contenido máximo de iones de cloruro (CI¯) soluble en agua en el
hormigón, porcentaje por peso de cemento
Requisitos relacionados
Hormigón reforzado
Hormigón preesforzado
C0 N/A 17 1,00 0,06 Ninguno
C1 N/A 17 0,30 0,06
C2 0,40 35 0,15 0,06 7.7.6, 18.16#
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-25
* Se puede permitir combinaciones alternativas de materiales cementantes diferentes a los mencionados en la tabla 3.3.1 siempre que sean ensayados para comprobar la resistencia a los sulfatos y deben cumplirse los criterios 3.5.1.
‡ Para exposición al agua marina, se permiten otros tipos de cemento Pórtland con contenidos de hasta 10 por ciento de aluminato tricàlcico (C3A) si la relación a/mc no excede de 0,40. ‡ Se permiten otros tipos de cemento como el tipo III o tipo I en exposiciones clase S1 o S2 si
el contenido de C3A es menor al 8 o 5 por ciento, respectivamente.
§ La cantidad de la fuente específica de puzolana o escoria que se debe usar no debe ser infe- rior a la cantidad que haya sido determinada por experiencia que mejora la resistencia a sulfa- tos cuando se usa en hormigones que contienen cemento tipo V. De manera alternativa, la cantidad de la fuente especifica de puzolana o escoria que se debe usar no debe ser menor a la cantidad ensayada según ASTM C 1012 y debe cumplir con los requisitos de 3.5.1. !! El contenido de iones cloruro solubles en agua provenientes de los ingredientes incluyendo el agua, agregados, materiales cementantes y aditivos de las mezclas de hormigón, deben ser
determinados según los requisitos de la ASTM C 1218 M, a edades que van desde 28 a 42 días # Se deben cumplir los requisitos de 2.2.5 véase protección contra la corrosión de tendones de preesfuerzo no adheridos.
± Para hormigón liviano véase 3.1.2.
2.3.4 Requisitos adicionales para exposición a congelación y deshielo
El hormigón de masa normal y liviano expuesto a clases de exposición F1, F2, o F3 debe tener aire incorporado, con el contenido de aire indicado en la Tabla 4.1. La tolerancia en el contenido de aire incorporado debe ser de ±1,5 por ciento. Para un f’c mayor de 35 MPa, se puede reducir el aire incorporado indicado en la Tabla 4.1 en 1 por ciento.
TABLA 4.1. Contenido total de aire para hormigón expuesto a ciclos de congelación y deshielo
Tamaño nominal máximo del agregado
*(mm)
Contenido de aire, porcentaje
exposición Clase F1
exposición Clases F2 y F3
9,5 6 7,5
12,5 5,5 7
19,0 5 6
25,0 4,5 6
37,5 4,5 5,5
50,0 + 4 5
75,0 + 3,5 4,5
*Vèase ASTM C 33 para las tolerancias de tamaño para diversas designaciones de tamaño máximo nominal.
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-26
⁼⁺ Estos contenidos de aire se aplican a la mezcla total. Al ensayar estos hormi- gones, sin embargo, se retiran las partículas de agregado mayores de 40 mm sacándolas mediante tamizado, y se determina el contenido de aire en la frac- ción tamizada. (La tolerancia en el contenido de aire incorporado se aplica a este valor). El contenido de aire de la mezcla total se calcula a partir del valor
determinado en la fracción cribada que pasa el tamiz de 40 mm., indicado en la ASTM C 231.
La cantidad de puzolanas, incluida la ceniza volante, humo de sílice y escoria en el hormigón para exposición clase F3 no debe exceder los límites establecidos en la Tabla 4.2.
TABLA 4.2. Requisitos para hormigón sometido a clase de exposición F3
Materiales cementantes
Porcentaje máximo
sobre el total de
materiales
cementantes en
masa *
Cenizas volantes u otras puzolanas que cumplen ASTM 25
C 618.
Escoria que cumple con ASTM C 989. 50
Humo de sílice que cumple ASTM C 1240. 20
Total de cenizas volantes u otras puzolanas, escoria y 50†
humo de sílice.
Total de cenizas volantes u otras puzolanas, escoria y 35†
humo de sílice.
* El total de materiales cementantes también incluye cementos INEN 152. Los porcentajes máximos anteriores incluyen: (a) Cenizas volantes u otras puzolanas presentes en cementos adicionados tipo IP, según INEN 490 o INEN 2 380. (b) Escoria usada en la fabricación de cementos adicionados tipo IS, según INEN 490 o INEN 2 380. (c ) Humo de sílice, según ASTM C 1240, presente en cementos adicionados. † Las cenizas volantes u otras puzolanas y el humo de sílice no deben constituir más de 25 y 10 por ciento, respectivamente, de la masa total de materiales cementantes.
2.3.5 Materiales cementantes alternativos para exposición a sulfatos
Se permite usar combinaciones alternativas para los materiales cementantes mencionados en la Tabla 3 cuando se lleven a cabo ensayos de resistencia a los sulfatos y se cumplan los criterios de la Tabla 5.
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-27
TABLA 5. Requisitos para establecer la conveniencia de las combinaciones de materiales cementantes expuestos a sulfatos solubles en agua
2.4 Calidad del Hormigón, Mezclado y Colado
2.4.1 Generalidades
2.4.1.1 El hormigón debe dosificarse para que proporcione una resistencia promedio a la compresión, f’cr según se establece en 2.4.3.2, y debe satisfacer los criterios de durabilidad del capítulo anterior. El hormigón debe producirse de manera que se minimice la frecuencia de resultados de resistencia inferiores a f’c, como se establece en 2.4.6.3.3. Para hormigón diseñado y construido de acuerdo con el Reglamento, f’c no puede ser inferior a 17 MPa.
2.4.1.2 Los requisitos para f’c deben basarse en ensayos de cilindros, hechos y ensayados como se establece en 2.4.6.3. 2.4.1.3 A menos que se especifique lo contrario f’c debe basarse en ensayos a los 28 días. Si el ensayo no es a los 28 días, la edad de ensayo para obtener f’c debe indicarse en los planos o especificaciones de diseño.
2.4.1.4 Cuando los criterios de diseño de hormigón liviano indiquen el empleo de un valor de resistencia a la tracción por hendimiento del hormigón, deben realizarse ensayos de laboratorio de acuerdo con ASTM C 330 para establecer un valor de f’ct correspondiente a f’c.
2.4.1.5 Los ensayos de resistencia a la tracción por hendimiento no deben emplearse como base para la aceptación del hormigón en obra.
2.4.1.6 El hormigón reforzado con fibra de acero debe cumplir con ASTM C 1116. El f’c mínimo para el hormigón reforzado con fibra de acero debe cumplir con 2.4.1.1
2.4.2 Dosificación del hormigón
2.4.2.1 La dosificación de los materiales para el hormigón debe establecerse para lograr:
(a) Trabajabilidad y consistencia que permitan colocar fácilmente el hormigón dentro del encofrado y alrededor del refuerzo bajo las condiciones de colocación que vayan a
Clase de exposición
Expansión máximo al ser ensayada usando ASTM C 1012
A 6 meses A 12 meses A 18 meses
S1 0,10%
S2 0,05% 0,10%
S3 0,10%
* El límite de expansión a los 12 meses solo se aplica cuando
el límite a los 6 meses no es alcanzado.
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-28
emplearse, sin segregación ni exudación excesiva.
(b) Resistencia a exposiciones especiales, según lo requerido en el capítulo anterior.
(c) Conformidad con los requisitos del ensayo de resistencia de 2.4.6.
2.4.2.2 Cuando se empleen materiales diferentes para distintas partes de la obra propuesta, debe evaluarse cada una de las combinaciones.
2.4.2.3 La dosificación del hormigón debe establecer de acuerdo con 4.3, o alternativamente con 2.4.4, y debe cumplir con los requisitos correspondientes del capítulo anterior.
2.4.3 Dosificación basada en la experiencia en obra en mezclas de prueba o ambas
2.4.3.1 Desviación estándar de la muestra
2.4.3.1.1. Cuando una planta de hormigón tiene registros de ensayos de menos de 12 meses de antigüedad, debe establecerse una desviación estándar Ss, de la muestra. Los registros de ensayos a partir de los cuales se calcula Ss deben cumplir las siguientes condiciones:
(a) Representar materiales, procedimientos de control de calidad y condiciones similares a las esperadas, y las variaciones de los materiales y de las proporciones dentro de la muestra no deben haber sido más restrictivas que las de la obra propuesta.
(b) Representar un hormigón producido para que cumpla con una resistencia o resistencia a la compresión especificadas, dentro de 7 MPa de f’c.
(c) Consistir al menos de 30 ensayos consecutivos, o de dos grupos de ensayos consecutivos totalizando al menos 30 ensayos como se define en 2.4.6.2.4, excepto por lo especificado en 2.4.3.1.2
2.4.3.1.2. Cuando la instalación productora de hormigón no tenga registros de ensayos que se ajusten a los requisitos de 2.4.3.1 (c), pero si tenga un registro de ensayos de menos de 12 meses de antigüedad, basados en 15 a 29 ensayos consecutivos, se debe establecer la desviación estándar de la muestra Ss como el producto de la desviación estándar de la muestra calculada y el factor de modificación de la Tabla 6. Para que sean aceptables, los registros de ensayos deben ajustarse a los requisitos (a) y (b) de 2.4.3.1.1., y deben representar un solo registro de ensayos consecutivos que abarque un período o menor de 45 días calendario, consecutivos.
TABLA 6. Factor de Modificación para la Desviación Estándar de la muestra cuando se dispone de menos de 30 ensayos
Número de ensayos* Factor de modificación
para la desviación estándar de la muestra †
Menos de 15 Emplee la tabla 4.3.2.2
15 1,16
20 1,08
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CEC-10 PARTE 3-29
25 1,03
30 o más 1
* Interpolar para un número de ensayos intermedios. † Desviación estándar de la muestra modificada, Ss, para
usar en la determinación de la resistencia promedio requerida fcrde 4.3.2.1.
2.4.3.2 Resistencia promedio requerida
2.4.3.2.1 La resistencia a la compresión promedio requerida, f’cr, usada como base para la
dosificación del hormigón debe ser determinada según la Tabla 7, empleando la desviación
estándar, Ss, calculada de acuerdo con 2.4.3.1.1 o 2.4.3.1.2.
TABLA 7. Resistencia Promedio a la comprensión requerida cuando hay datos disponibles para establecer
una desviación estándar de la muestra
Resistencia especificada a la compresión, Mpa
Resistencia promedio requerida a la compresión,(f´cr) Mpa
Usar el mayor valor obtenido de las
f'c ≤ 35 ecuaciones (4-1) y (4-2)
f'cr = f'c + 1,34 Ss (4-1) f'cr = f`c x 2,33 Ss - 3,5 (4-2)
Usar el mayor valor obtenido con las
f'c > 35 ecuaciones (4-1) y (4-2)
f'cr = f'c + 1,34 Ss (4-1) f'cr = 0,90 f`c x 2,33 Ss - 3,5 (4-2)
2.4.3.1.1 Cuando una instalación productora de hormigón no tenga registros de ensayos de resistencia en obra para el cálculo de Ss que se ajuste a los requisitos de 2.4.3.1.1 o de 2.4.3.1.2, f’cr, debe determinarse de la Tabla 8, y la documentación relativa a la resistencia promedio debe cumplir con los requisitos de 2.4.3.3.
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CEC-10 PARTE 3-30
TABLA 8. Resistencia promedio a la comprensión requerida cuando no hay datos disponibles para
establecer una desviación estándar de la muestra
Resistencia especificada a la comprensión, Mpa
Resistencia promedio requerida a la
comprensión, Mpa
f'c < 21 f'cr = f'c + 7,0
21 ≤ f'c ≤ 35 f'cr = f'c + 8,3
f'c > 35 f'cr = 1,10f'c + 5,0
2.4.3.3 Documentación de la resistencia promedio a la compresión
La documentación que justifique que la dosificación propuesta para el hormigón produzca una
resistencia promedio a la compresión igual o mayor que la resistencia promedio a la compresión
requerida, f’cr, (véase 2.4.3.2), debe consistir en un registro de ensayos de resistencia en obra,
de varios registros de ensayos de resistencia, o en ensayos de mezclas de prueba.
2.4.3.3.1 Cuando de acuerdo con 2.4.3.1.1 o 2.4.3.1.2 se empleen registros de ensayos para demostrar que las dosificaciones propuestas para el hormigón producirán un f’cr (véase 4.3.2), dichos registros deben representar materiales y condiciones similares a las esperadas. Los cambios en los materiales, condiciones y dosificaciones dentro de los registros de ensayos no deben ser más restrictivos que los de la obra propuesta. Con el propósito de documentar la resistencia promedio potencial, pueden aceptarse registros de ensayos que consistan en menos de 30, pero no menos de 10 ensayos consecutivos siempre que abarquen un período no menor de 45 días. La dosificación requerida para el hormigón puede establecerse por interpolación entre las resistencias y las dosificaciones de dos o más registros de ensayo, siempre y cuando cumpla con los otros requisitos de esta sección.
2.4.3.3.2 Cuando no se dispone de un registro aceptable de resultados de ensayos en obra, se permite que la dosificación del hormigón se establezca con mezclas de prueba que cumplan con los siguientes requisitos:
(a) Los materiales deben ser los propuestos para la obra.
(b) Las mezclas de prueban deben tener un rango de dosificaciones que produzcan una gama de resistencias a compresión que abarquen f’cr y que cumplan con los requisitos de durabilidad del capítulo anterior.
(c) Las mezclas de prueba deben tener un asentamiento dentro del rango especificado para la obra propuesta; y para hormigón con aire incorporado, el contenido de aire debe estar dentro de la tolerancia especificada para la obra propuesta.
(d) Para cada mezcla de prueba deben fabricarse y curarse al menos dos probetas cilíndricas de 150 por 300 mm. o tres probetas cilíndricas de 100 por 200 mm. de acuerdo con ASTM C 192 M. Las probetas deben ensayarse a los 28 días o a la edad de ensayo establecida para f’c.
(e)Los resultados de los ensayos de resistencia a la compresión de las muestras de prueba, a la edad de ensayo establecida, deben ser usadas para establecer la composición de la mezcla de hormigón propuesta para la obra. La mezcla de hormigón propuesta debe alcanzar una
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CEC-10 PARTE 3-31
resistencia promedio a la compresión como lo exige 4.3.2 y cumplir con los criterios de durabilidad aplicables del capítulo anterior.
2.4.4 Dosificación cuando no se cuenta con experiencia en obra o mezclas de prueba
2.4.4.1 Si los datos requeridos por 4.3 no están disponibles, la dosificación del hormigón debe basarse en otras experiencias o información con la aprobación del profesional facultado para diseñar. La resistencia promedio requerida a la compresión f’cr del hormigón producido con materiales similares a aquellos propuestos para su uso debe ser al menos 8.3 MPa mayor a f’c. Esta alternativa no debe ser usada si f’c es mayor a 35 MPa.
2.4.4.2 El hormigón dosificado de acuerdo con esta sección debe ajustarse a los requisitos de durabilidad del capítulo anterior y a los criterios para ensayos de resistencia a la compresión de 2.4.6.
2.4.5 Reducción de la resistencia promedio a la compresión
En la medida que se disponga de más datos durante la construcción, se permite reducir la cantidad por la cual la resistencia promedio requerida, f’cr, debe exceder f’c, siempre que:
(a) Se disponga de 30 o más ensayos y el promedio de los resultados de los ensayos exceda el requerido por 2.4.3.2.1, empleando una desviación estándar de la muestra calculada de acuerdo con 4.3.1.1, o
(b) Se disponga de 15 a 29 ensayos y el promedio de los resultados de ensayos exceda al requerido por 2.4.3.2.1, utilizando una desviación estándar de la muestra calculada de acuerdo con 2.4.3.1.2, y
(c) Se cumpla con los requisitos de exposición especial del capítulo anterior.
2.4.6 Evaluación y aceptación del hormigón
2.4.6.1 El hormigón debe ensayarse de acuerdo con los requisitos de 2.4.6.2 a 2.4.6.5.
Los ensayos de hormigón fresco realizados en la obra, la preparación de probetas que requieran de un curado bajo condiciones de obra, la preparación de probetas que se vayan a ensayar en laboratorio y el registro de temperatura del hormigón fresco mientras se preparan las probetas de resistencia debe ser realizado por técnicos calificados en ensayos de campo. Todos los ensayos de laboratorio deben ser realizados por técnicos de laboratorio calificados.
2.4.6.2 Frecuencia de los ensayos
2.4.6.2.1 Las muestras para los ensayos de resistencia de cada clase de hormigón colocado cada día deben tomarse no menos de una vez al día, ni menos de una vez por cada 110 m3 de hormigón, ni menos de una vez por cada 460 m2 de superficie de losas o muros.
2.4.6.2.2 Cuando en un proyecto dado el volumen total de hormigón sea tal que la frecuencia de ensayos por 2.4.6.2.1 proporcione menos de cinco ensayos de resistencia para cada clase dada de hormigón, los ensayos deben hacerse por lo menos en cinco amasadas seleccionadas al azar, o en cada amasada cuando se empleen menos de cinco.
2.4.6.2.3 Cuando la cantidad total de una clase dada de hormigón sea menor que 38 m3, no se requieren ensayos de resistencia cuando la evidencia de que la resistencia es satisfactoria se envíe a la autoridad competente y sea aprobado por ella.
2.4.6.2.4 Un ensayo de resistencia debe ser el promedio de las resistencias de al menos dos probetas de 150 por 300 mm o de al menos tres probetas de 100 por 200 mm, preparadas de la misma muestra de hormigón y ensayadas a 28 días o a la edad de ensayo establecida para la
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CEC-10 PARTE 3-32
determinación de f’c.
2.4.6.3 Probetas curadas en forma estándar
2.4.6.3.1 Las muestras para ensayos de resistencia deben tomarse de acuerdo con ASTM C 172.
2.4.6.3.2 Los cilindros para los ensayos de resistencia deben ser fabricados y curados en laboratorio de acuerdo con ASTM C 31M, y deben ensayarse de acuerdo con ASTM C 39M. Los cilindros deben ser de 100 por 200 mm o de 150 por 300 mm.
2.4.6.3.3 El nivel de resistencia de una clase determinada de hormigón se considera satisfactorio si cumple con los dos requisitos siguientes:
(a) Todos los promedios aritméticos de tres ensayos de resistencia consecutivos (vèase 4.6.2.4) es igual o superior a f’c.
(b) Ningún resultado del ensayo de resistencia (vèase 4.6.2.4) es menor que f`c por más de 3,5 MPa cuando f’c es 35 MPa o menor; o por más de 0,10 f’c cuando f’c es mayor a 35 MPa.
2.4.6.3.4 Cuando no se cumpla con cualquiera de los dos requisitos de 2.4.6.3.3, deben tomarse las medidas necesarias para incrementar el promedio de los resultados de los siguientes ensayos de resistencia. Cuando no se satisfagan los requisitos de 2.4.6.3.3. (b) debe cumplir lo requerido por 2.4.6.5.
2.4.6.4 Probetas curadas en obra
2.4.6.4.1 Si lo requiere la autoridad competente, deben realizarse ensayos de resistencia de cilindros curados en condiciones de obra.
2.4.6.4.2 Los cilindros curados en obra deben curarse en condiciones de obra de acuerdo con ASTM C 31M.
2.4.6.4.3 Los cilindros de ensayo curados en obra deben fabricarse al mismo tiempo y usando las mismas muestras que los cilindros de ensayo curados en laboratorio.
2.4.6.4.4 Los procedimientos para proteger y curar el hormigón deben mejorarse cuando la resistencia de cilindros curados en la obra, a la edad de ensayo establecida para determinar f’c, sea inferior al 85 por ciento de la resistencia de cilindros compañeros curados en laboratorio. La limitación del 85 por ciento no se aplica cuando la resistencia de aquellos que fueron curados en la obra exceda a f’c en más de 3,5 MPa.
2.4.6.5 Investigación de los resultados de ensayos con baja resistencia
2.4.6.5.1 Si cualquier ensayo de resistencia (véase 2.4.6.2.4) de cilindros curados en el laboratorio es menor que f’c por más de los valores dados en 2.4.6.3.3 (b), o si los ensayos de cilindros curados en la obra indican deficiencia de protección y de curado (véase 2.4.6.4.4), deben tomarse medidas para asegurar que no se pone en peligro la capacidad de carga de la estructura.
2.4.6.5.2 Si se confirma la posibilidad que el hormigón sea de baja resistencia y los cálculos indican que la capacidad de soportar las cargas se redujo significativamente, deben permitirse ensayos de núcleos extraídos de la zona en cuestión de acuerdo con ASTM C42M. En esos casos deben tomarse tres núcleos por cada resultado de ensayo de resistencia que sea menor que los valores señalados en 2.4.6.3.3 (b).
2.4.6.5.3 Los núcleos deben ser extraídos, la humedad debe preservarse colocando los núcleos dentro de recipientes o bolsas herméticas, deben ser transportados al laboratorio y ensayarse de acuerdo con ASTM C39. Los núcleos deben ser ensayados no antes de 48 horas y no después de los 7 días de extraídos, a menos que el profesional facultado para diseñar apruebe algo diferente.
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CEC-10 PARTE 3-33
Quien especifique los ensayos mencionados en la ASTM C42 debe ser un profesional facultado para diseñar.
2.4.6.5.4 El hormigón de la zona representada por los núcleos se considera estructuralmente adecuado si el promedio de tres núcleos es por lo menos igual al 85 por ciento de f’c, ningún núcleo tiene una resistencia menor del 75 por ciento de f’c. Cuando los núcleos den valores erráticos, se debe permitir extraer núcleos adicionales de la misma zona.
2.4.6.5.5 Si los criterios de 2.4.6.5.4 no se cumplen, y si la seguridad estructural permanece en duda, la autoridad competente está facultada para ordenar pruebas de carga de acuerdo con el capítulo 20 para la parte dudosa de la estructura, o para tomar otras medidas según las circunstancias.
2.4.6.6 Hormigón reforzado con fibras de acero
2.4.6.6.1 La aceptación de hormigón reforzado con fibra de acero utilizado en vigas de acuerdo con 11.4.6 (f) se debe determinar por medio de ensayos realizados de acuerdo con ASTM C 1609. Además, el procedimiento de ensayo de la resistencia debe cumplir con 2.4.6.1.
2.4.6.6.2 El hormigón reforzado con fibra de acero se considera aceptable para resistencia a cortante si cumple con las condiciones (a), (b) y (c ):
(a) La masa de las fibras de acero corrugadas por metro cúbico de hormigón es mayor o igual a 60 Kg.
(b) La resistencia residual obtenida en el ensayo a flexión realizado de acuerdo con ASTM C 1609 cuando se llega a una deflexión en el centro de la luz igual a 1/300 de la luz, es mayor o igual al 90 por ciento de la resistencia del primer pico de resistencia obtenido en el ensayo a flexión o del 90 por ciento de la resistencia correspondiente a ff obtenido por medio de la ecuación (9-10), la que sea mayor; y
(c) La resistencia residual obtenida en el ensayo a flexión realizado de acuerdo con ASTM C 1609 cuando se llega a una deflexión en el centro de la luz igual a 1/150 de la luz es mayor o igual al 75 por ciento de la resistencia correspondiente a ff obtenida por medio de la ecuación (9-10), la que sea mayor.
2.4.7 Preparación del equipo y del lugar de colado
2.4.7.1 La preparación previa al colado del hormigón debe incluir lo siguiente:
(a) Todo equipo de mezclado y transporte del hormigón debe estar limpio;
(b) Deben enfriarse todos los escombros y el hielo de los espacios que serán ocupados por el hormigón;
(c) El encofrado debe estar recubierto con un desmoldante adecuado;
(d) Las unidades de albañilería de relleno en contacto con el hormigón deben estar adecuadamente humedecidas;
(e) El refuerzo debe estar completamente libre de hielo o de otros recubrimientos perjudiciales;
(f) El agua libre debe ser retirada del lugar de colocación del hormigón antes de depositarlo, a menos que se vaya a emplear un tubo para colocación bajo agua (tremie) o que lo permita la autoridad competente;
(g) La superficie del hormigón endurecido debe estar libre de lechada y de otros materiales perjudiciales o deleznables antes de colocar hormigón sobre ella.
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CEC-10 PARTE 3-34
2.4.8 Mezclado
2.4.8.1 Todo hormigón debe mezclarse hasta que se logre una distribución uniforme de los materiales y la mezcladora debe descargarse completamente antes de que se vuelva a cargar.
2.4.8.2 El hormigón premezclado debe mezclarse y entregarse de acuerdo con los requisitos de la NTE INEN 1855-1 o ASTM C 685 M.
2.4.8.3 El hormigón mezclado en obra se debe mezclar de acuerdo con (a) a (e) y cumplir las disposiciones de NTE INEN 1 855-2:
(a) El mezclado debe hacerse en una mezcladora de un tipo aprobado;
(b) La mezcladora debe hacerse girar a la velocidad recomendada por el fabricante;
(c) El mezclado debe prolongarse por lo menos durante 90 segundos después de que todos los materiales estén dentro del tambor, a menos que se demuestre que un tiempo menor es satisfactorio mediante ensayos de uniformidad de mezclado,
(d) El manejo, la dosificación y el mezclad de los materiales deben cumplir con las disposiciones aplicables de INEN 1855-2
(e) Debe llevarse un registro detallado para identificar:
(1) Número de amasadas producidas;
(2) Dosificación del hormigón producido;
(3) Localización aproximada de depósito final en la estructura;
(4) Hora y fecha del mezclado y de su colocación.
2.4.9 Transporte
2.4.9.1 El hormigón debe transportarse desde la mezcladora al sitio final de colocación empleando métodos que eviten la segregación o la pérdida de material.
2.4.9.2 El equipo de transporte debe ser capaz de proporcionar un abastecimiento de hormigón en el sitio de colocación sin segregación de los componentes, y sin interrupciones que pudieran causar pérdidas de plasticidad entre capas sucesivas de colado.
2.4.10 Colado
2.4.10.1 El hormigón debe depositarse lo más cerca posible de su ubicación final para evitar la segregación debida a su manipulación o desplazamiento.
2.4.10.2 El colado debe efectuarse a una velocidad tal que el hormigón conserve su estado plástico en todo momento y fluya fácilmente dentro de los espacios entre el refuerzo.
2.4.10.3 No debe colocarse en la estructura hormigón que haya endurecido parcialmente, o que se haya contaminado con materiales extraños.
2.4.10.4 No debe utilizarse hormigón al que después de preparado se le adicione agua, ni que haya sido mezclado después de su fraguado inicial, a menos que sea aprobado por el profesional facultado para diseñar.
2.4.10.5 Una vez iniciada la colocación del hormigón, esta debe efectuarse en una operación continua hasta que se termine el llenado del panel o sección, definida por sus límites o juntas
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-35
predeterminadas, excepto en lo permitido o prohibido por las juntas de construcción.
2.4.10.6 La superficie superior de las capas colocadas entre encofrados verticales por lo general debe estar a nivel.
2.4.10.7 Cuando se requieran juntas de construcción, estas deben hacerse de acuerdo con el código de construcción correspondiente.
2.4.10.8 Todo hormigón debe compactarse cuidadosamente por medios adecuados durante el colado, y debe acomodarse por completo alrededor del refuerzo y de las instalaciones embebidas, y en las esquinas del encofrado.
2.4.11 Curado
2.4.11.1 A menos que el curado se realice de acuerdo con 2.4.11.3, el hormigón debe mantenerse a una temperatura por encima de 10 ºC y en condiciones de humedad por lo menos durante los primeros 7 días después de la colocación (excepto para hormigón de alta resistencia inicial).
2.4.11.2 El hormigón de alta resistencia inicial debe mantenerse por encima de 10 ºC y en condiciones de humedad por lo menos los 3 primeros días, excepto cuando se cure de acuerdo con 2.4.11.3.
2.4.11.3 Curado acelerado
2.4.11.3.1 El curado con vapor a alta presión, vapor a presión atmosférica, calor y humedad, u otro proceso aceptado, puede emplearse para acelerar el desarrollo de resistencia y reducir el tiempo de curado.
2.4.11.3.2 El curado acelerado debe proporcionar una resistencia a la compresión del hormigón, en la etapa de carga considerada, por lo menos igual a la resistencia de diseño requerida en dicha etapa de carga.
2.4.11.3.3 El procedimiento de curado debe ser tal que produzca un hormigón con una durabilidad equivalente al menos a la que se obtiene usando los métodos de curado indicado en 2.4.11.1 o 2.4.11.2.
2.4.11.3.4 Cuando lo requiera el profesional facultado para diseñar, deben realizarse ensayos complementarios de resistencia, de acuerdo con 2.4.6.4, para asegurar que el curado sea satisfactorio.
2.4.12 Requisitos para clima frío
2.4.12.1 Debe disponerse de un equipo adecuado con el fin de calentar los materiales para la fabricación del hormigón y protegerlo contra temperaturas de congelamiento o cercanas a ella.
2.4.12.2 Todos los materiales componentes del hormigón y todo el acero de refuerzo, el encofrado, los rellenos y el suelo con el que habrá de estar en contacto el hormigón deben estar libres de escarcha.
2.4.12.3 No deben utilizarse materiales congelados o que contengan hielo.
2.4.13 Requisitos para clima cálido
En clima cálido debe darse adecuada atención a los materiales componentes, a los métodos de producción, al manejo, a la colocación, a la protección y al curado a fin de evitar temperaturas excesivas en el hormigón o la evaporación del agua, lo cual podría afectar la resistencia requerida
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-36
o el funcionamiento del elemento o de la estructura.
2.4.13.1 Cuando se presenten temperaturas extremas de colado, consúltese ACI 305R para clima cálido y ACI 306R para clima frío.
APÉNDICE
NORMAS ASTM
ASTM A 36 M: Especificación para acero estructural al carbón.
ASTM A 53 M: Especificación para tubería de acero, negro y tratado térmicamente, recubierto de zinc, soldado y sin costura.
ASTM A 82 M: Especificación para alambre de acero liso para refuerzo de hormigón ASTM A 184 M: Especificaciones para mallas de barras de acero deformadas, soldadas para refuerzo de hormigón.
ASTM A 185 M: Especificación para refuerzo de alambre de acero soldado liso para hormigón.
ASTM A 242 M: Especificación para acero estructural de alta resistencia de baja aleación.
ASTM A 416 M: Especificación para torón de acero descubierto de siete alambres para hormigón preesforzado.
ASTM A 421 M: Especificación para alambre de acero libre de esfuerzos, descubierto para hormigón preesforzado.
ASTM A 496 M: Especificación para alambre de acero deformado para refuerzo de hormigón
ASTM A 497: Especificación para refuerzo de alambre de acero electro soldado corrugado para hormigón.
ASTM A 500 M: Especificación para tubería estructural de acero al carbón laminada en frío, soldada y tubería estructural de acero al carbón sin costura en formas circulares y perfiles.
ASTM A 501: Especificación para tubería estructural de acero al carbón laminada en caliente, soldada y sin costura.
ASTM A 572 M: Especificación para acero estructural de alta resistencia de baja aleación al Columbio-Vanadio.
ASTM A 588 M: Especificación de acero estructural de alta resistencia de baja aleación de mínimo 345 Mpa al punto de fluencia hasta 100 mm de diámetro.
ASTM A 722 M: Especificación de barras acero de alta resistencia descubiertas para hormigón preesforzado.
ASTM A 767 M: Especificación para barras de acero recubiertas de zinc (galvanizadas) para refuerzo de hormigón.
ASTM A 775: Especificación para barras de acero de refuerzo con recubrimiento epóxido.
ASTM A 820 M: Especificaciones para fibras de acero para hormigón reforzado con fibras.
ASTM A 884 M: Especificación para refuerzo de alambre de acero con recubrimiento epóxido y alambre soldado.
ASTM A 934 M: Especificación para barras de refuerzo de acero prefabricadas recubiertas con epóxido.
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-37
ASTM A 970 M: Especificación para barras de acero con cabeza para refuerzo de hormigón.
ASTM A 992 M: Especificación para perfiles de acero estructural
ASTM A 995 M: Especificaciones para barras de acero inoxidable deformadas y lisas para refuerzo de hormigón
ASTM A 996 M: Especificaciones para barras deformadas de rieles de acero y ejes de acero para refuerzo de hormigón
ASTM A 1044 M: Especificaciones para ensambles de pernos de acero para refuerzo al cortante de hormigón
ASTM A 1022 M: Especificación para alambre de acero, deformado y liso y alambre soldado para refuerzo de hormigón
ASTM A 1035: Especificaciones para barras de acero deformadas y lisas de bajo carbón y cromio para refuerzo de hormigón.
ASTM C 29: Método para determinar la densidad aparente y vacíos en el agregado. ASTM C 31M: Práctica para fabricar y curar muestras de ensayo de hormigón en el campo.
ASTM C 33: Especificación para agregados para hormigón.
ASTM C 39M: Método para determinar la resistencia a la compresión de muestras cilíndricas de hormigón.
ASTM C40: Impurezas orgánicas en agregado fino para hormigón.
ASTM C42M: Método para obtener y ensayar núcleos y vigas aserradas de hormigón.
ASTM C70: Ensayo para determinar la humedad superficial en agregados finos.
ASTM C78: Ensayo para determinar la resistencia a la flexión del hormigón (utilizando una viga simple con carga en los tercios).
ASTM C88: Ensayo para determinar la solidez de agregados utilizando sulfato de sodio o sulfato de magnesio.
ASTM C94: Especificación para hormigón premezclado
ASTM C109: Ensayo para determinar la resistencia a la compresión de morteros de cemento hidráulico (usando muestras cúbicas de 50 mm de lado)
ASTM C117: Ensayo para determinar el material más fino que el tamiz de 75 m (No. 200), mediante lavado.
ASTM C 123: Ensayo para determinar las partículas livianas en el agregado.
ASTM C127: Ensayo para determinar la densidad específica y capacidad de absorción de agregados gruesos.
ASTM C128: Ensayo para determinar la densidad y capacidad de absorción de agregados finos.
ASTM C131: Ensayo para determinar la resistencia a la degradación de agregados gruesos de pequeñas dimensiones por abrasión e impacto en la máquina de Los Ángeles.
ASTM C136: Ensayo para análisis de tamizado de agregados finos y gruesos.
ASTM C142: Ensayo para determinar terrones de arcilla y partículas débiles en agregados.
ASTM C 172: Práctica para muestreo de hormigón mezclado fresco.
Cargas y Materiales
CEC-10 PARTE 3-38
ASTM C 192 M: Práctica para elaborar y curar muestras de ensayo de hormigón en laboratorio.
ASTM C227: Ensayo para determinar la reactividad alcalina potencial de combinaciones agregado cemento (método de la barra de mortero).
ASTM C 231: Ensayo para determinar el contenido de aire del hormigón mezclado freso por el método de presión.
ASTM C 260: Especificación para aditivos incorporadores de aire para hormigón
ASTM C289: Ensayo para determinar la reactividad alcalina potencial de agregados (método químico).
ASTM C293: Ensayo para determinar la resistencia a la flexión del hormigón (utilizando vigas simples con carga en el centro).
ASTM C 330: Especificación para agregados ligeros para hormigón estructural.
ASTM C469: Ensayo para determinar el módulo de elasticidad estático y la relación de Poisson del hormigón en compresión.
ASTM C494M: Especificación para aditivos químicos para hormigón.
ASTM C566: Ensayo para determinar el contenido de humedad total evaporable del agregado por secado.
ASTM C 618: Especificación para cenizas volantes de carbón y puzolana natural o calcinada para uso en hormigón.
ASTM C702: Práctica para reducir muestras de agregado a tamaños para ensayo.
ASTM C 989: Especificación para escoria de altos hornos, granulada, molida para uso en hormigón y morteros.
ASTM C 1017/C1017M: Especificación para aditivos químicos utilizados en la elaboración de hormigón fluido.
ASTM C 1116: Especificación para hormigón reforzado con fibras.
ASTM C 1240: Especificación para humo de sílice utilizado en mezclas cementantes.
ASTM C 1602: Especificaciones para agua de mezclado utilizada en la producción de hormigón de cemento hidráulico.
ASTM C 1609: Ensayo para determinar el comportamiento a la flexión de hormigón reforzado con fibras (utilizando vigas con carga en los tercios.
ASTM D75: Práctica para muestreo de agregados.
NORMAS INEN
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INEN 102: Varillas con resaltes de acero al carbón laminadas en caliente para hormigón armado. Requisitos.
NTE INEN 152: Cemento Portland. Requisitos.
NTE INEN 153: Cemento hidráulico. Muestreo y ensayos.
NTE INEN 156: Cemento hidráulico, determinación de la densidad.
NTE INEN 157: Cemento hidráulico: determinación de la consistencia normal. Método de Vicat.
NTE INEN 158: Cemento hidráulico: determinación del tiempo de fraguado. Método de Vicat.
NTE INEN 488: Cemento hidráulico. Determinación de la resistencia a la compresión de mortero estándar en cubos de 50 mm de arista.
NTE INEN 490: Cementos hidráulicos compuestos: Requisitos.
NTE INEN 867: Áridos para hormigón. Determinación de la reactividad alcalina potencial de combinaciones árido – cemento (método de la barra de mortero).
NTE INEN 957: Cementos hidráulicos. Determinación de la finura mediante el tamiz de 45 μm (No. 325).
NTE INEN 1806: Cemento de albañilería. Requisitos.
NTE INEN 1 855-1: Hormigones. Hormigón premezclado. Requisitos.
NTE INEN 1 855-2: Hormigones. Hormigón preparado en obra. Requisitos.
NTE INEN 1.902: Cemento. Rotulado de fundas. Requisitos.
INEN 2167: Varillas con resaltes de acero de baja aleación soldables, laminadas en caliente y/o termotratadas para hormigón armado. Requisitos.
NTE INEN 2.380: Cementos hidráulicos. Requisitos de desempeño par cementos hidraúlicos.