GENERALIDADES Y ESPECIFICACIONES DEL CONCRETO REFORZADO

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Generalidades y Especificaciones Del Concreto Reforzado

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<p>GENERALIDADES Y ESPECIFICACIONES DEL CONCRETO REFORZADO EL HORMIGN ARMADOLa tcnica constructiva del hormign armado consiste en la utilizacin de hormign reforzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras. Tambin se puede armar con fibras, tales como fibras plsticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los requerimientos a los que estar sometido. El hormign armado se utiliza en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, tneles y obras industriales. La utilizacin de fibras es muy comn en la aplicacin de hormign proyectado o shotcrete, especialmente en tneles y obras civiles en general.ANTECEDENTES HISTRICOS DEL CONCRETO REFORZADO A pesar de su valor como material de fundacin, el concreto nunca hubiera alcanzado una popularidad muy grande si se hubiera usado solamente para eso. La produccin de cemento portland fue 20 veces mayor en la dcada de 1900 a 1909 que durante la dcada precedente. Este explosivo crecimiento del cemento se debi en gran medida a la invencin del concreto reforzado. El ao de 1832 marc el primer intento de usar refuerzo a traccin en concreto o mampostera. La invencin del hormign armado se suele atribuir al constructor William Wilkinson, quien solicit en 1854 la patente de un sistema que inclua armaduras de hierro para la mejora de la construccin de viviendas, almacenes y otros edificios resistentes al fuego. Muchas de estas patentes fueron obtenidas por G.A. Wayss en 1866 de las empresas Freytag und Heidschuch y Martenstein, fundando una empresa de hormign armado, en donde se realizaban pruebas para ver el comportamiento resistente del hormign, asistiendo el arquitecto prusiano Matthias Koenen en estas pruebas, efectuando clculos que fueron publicados en un folleto llamado El sistema Monier, armazones de hierro cubiertos en cemento. EL CEMENTO PORTLANDEs la mezcla de materiales calcreos y arcillosos u otros materiales que contienen slice, alumina u xidos de hierro, procesados a altas temperaturas y mezclados con yeso. Este material tiene la propiedad de fraguar y endurecer en presencia del agua, presentndose un proceso de reaccin qumica que se conoce como hidratacin.ESTADOS DEL CONCRETO ESTADO FRESCO. Al principio el concreto parece una masa. Es blando y puede ser trabajado o moldeado en diferentes formas. Y as se conserva durante la colocacin y la compactacin. Las propiedades ms importantes del concreto fresco son la trabajabilidad y la cohesividad.ESTADO FRAGUADODespus, el concreto empieza a ponerse rgido. Cuando ya no est blando, se conoce como FRAGUADO del concreto. El fraguado tiene lugar despus de la compactacin y durante el acabado.ESTADO ENDURECIDO. Despus de que el concreto ha fraguado empieza a ganar resistencia y se endurece. Las propiedades del concreto endurecido son resistencia y durabilidad. Trabajabilidad. Significa qu tan fcil es: COLOCAR, COMPACTAR y dar un ACABADO a una mezcla de concreto. (IMCYC, 2004)COMPONENTESEl concreto es bsicamente una mezcla de dos componentes: agregados y pasta. La pasta, compuesta de cemento portland y agua, une a los agregados (arena y grava o piedra triturada) para formar una masa semejante a una roca pues la pasta endurece debido a la reaccin qumica entre el cemento y el agua. Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamao de partcula que pueden llegar hasta 10 mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partculas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamao mximo del agregado que se emplea comnmente es el de 19 mm o el de 25 mm. (Steven, 1992)</p> <p>CEMENTOLos cementos hidrulicos son aquellos que tienen la propiedad de fraguar y endurecer en presencia de agua, porque reaccionan qumicamente con ella para formar un material de buenas propiedades aglutinantes.AGUAEs el elemento que hidrata las partculas de cemento y hace que estas desarrollen sus propiedades aglutinantes.AGREGADOSLos agregados para concreto pueden ser definidos como aquellos materiales inertes que poseen una resistencia propia suficiente que no perturban ni afectan el proceso de endurecimiento del cemento hidrulico y que garantizan una adherencia con la pasta de cemento endurecida.ADITIVOSSe utilizan como ingredientes del concreto y, se aaden a la mezcla inmediatamente antes o durante su mezclado, con el objeto de modificar sus propiedades para que sea ms adecuada a las condiciones de trabajo o para reducir los costos de produccin. (Jaime, 1997)PROPIEDADES FSICO-MECNICAS DEL CONCRETOLas propiedades del concreto son sus caractersticas o cualidades bsicas. Las cuatro propiedades principales del concreto son: TRABAJABILIDAD, COHESIVIDAD, RESISTENCIA Y DURABILIDAD. (IMCYC, 2004). El concreto tiene tres estados diferentes y cada uno de ellos tiene propiedades distintas tambin.PROPIEDADES FSICASCon caractersticas fsicas del concreto, se pretende abarcar aquellas cualidades que se pueden identificar por simple observacin y/o mediciones simples, y que son inherentes a cualquier mezcla en menor o mayor grado, en funcin del cuidado que se tenga con ella. Las ms significativas se muestran en la siguiente tabla.</p> <p>TRABAJABILIDADEs una propiedad importante para muchas aplicaciones del concreto. Aunque la trabajabilidad resulta difcil de evaluar, en esencia, es la facilidad con la cual pueden mezclarse los ingredientes y la mezcla resultante se puede manejar, transportar y colocar con poca prdida de la homogeneidad. La facilidad de colocacin, consolidacin y acabado del concreto fresco y el grado que resiste a la segregacin se llama trabajabilidad. El concreto debe ser trabajable pero los ingredientes no deben separarse durante el transporte y el manoseo. El grado de la trabajabilidad que se requiere para una buena colocacin del concreto se controla por los mtodos de colocacin, tipo de consolidacin y tipo de concreto. Los diferentes tipos de colocacin requieren diferentes niveles de trabajabilidad. Los factores que influyen en la trabajabilidad del concreto son: (1) El mtodo y la duracin del transporte; (2) Cantidad y caractersticas de los materiales cementantes; (3) Consistencia del concreto (asentamiento en cono de abrams o revenimiento) (4) Tamao, forma y textura superficial de los agregados finos y gruesos (5) Aire incluido (aire incorporado); (6) Cantidad de agua; (7) Temperatura del concreto y del aire y (8) Aditivos.La distribucin uniforme de las partculas de agregado y la presencia de aire incorporado ayudan considerablemente en el control de la segregacin y en la mejora de la trabajabilidad. </p> <p>FIG. 1-1.EFECTO DE LA TEMPERATURA DE COLOCACIN (HORMIGONADO O PUESTA EN OBRA) EN EL ASENTAMIENTO EN CONO DE ABRAMS (Y LA TRABAJABILIDAD RELATIVA) DE DOS CONCRETOS CONFECCIONADOS CON DIFERENTES CEMENTOS. (BURG 1996)</p> <p>La Figura 1-1 ensea el efecto de la temperatura de colocacin sobre la consistencia o asentamiento en cono de Abrams y sobre la trabajabilidad potencial de las mezclas. Las propiedades relacionadas con la trabajabilidad incluyen consistencia, segregacin, movilidad, bombeabilidad, sangrado (exudacin) y facilidad de acabado. La consistencia es considerada una buena indicacin de trabajabilidad. El asentamiento en cono de Abrams se usa como medida de la consistencia y de la humedad del concreto.Un concreto de bajo revenimiento tiene una consistencia rgida o seca. Si la consistencia es muy seca y rgida, la colocacin y compactacin del concreto sern difciles y las partculas ms grandes de agregados pueden separarse de la mezcla. Sin embargo, no debe suponerse que una mezcla ms hmeda y fluida es ms trabajable. Si la mezcla es muy hmeda, pueden ocurrir segregacin y formacin de huecos. La consistencia debe ser lo ms seca posible para que an se permita la colocacin emplendose los equipos de consolidacin disponibles.COHESINPropiedad del concreto que describe la facilidad o dificultad que tiene la pasta decemento y la mezcla con los agregados, de atraerse para mantenerse comosuspensin en el concreto, evitando as la disgregacin de los materiales.HOMOGENEIDADLa mezcla adecuada de los componentes del hormign y la homogeneidad de la masa se logra en la amasadora y hormigonera pero, esta mezcla puede dislocarse durante el transporte, el vertido y durante el compactado, dando lugar a que los elementos constitutivos del hormign tiendan a separarse unos de otros y a decantarse de acuerdo con su tamao y densidad. La prdida de homogeneidad es mayor cuanto menor sea la cohesividad del hormign, es decir, cuanto menos adecuada sea la relacin arena/grava, mayor el tamao mximo del rido, mayor el contenido de agua, etc. Los hormigones deben ser dciles sin que presenten segregacin, es decir, deben tener cohesin. A este fenmeno indeseable de separacin de los elementos constitutivos de la mezcla se le denomina segregacin del hormign , y puede dar origen a hormigones con superficies mal acabadas, con coqueras o, por el contrario, con exceso de mortero, con una gran repercusin negativa en la durabilidad y resistencias mecnicas del hormign. La exudacin del hormign es otra forma de segregacin en la que el agua tiende a elevarse hacia la superficie de la mezcla de hormign como consecuencia de la incapacidad de los ridos de arrastrarla con ellos al irse compactando. Esta agua crea en la superficie del hormign una capa delgada, dbil y porosa que no tiene resistencias ni es durable. Un hormign con buena cohesin no presentar ni exudacin ni segregacin y, por tanto, ser homogneo.COHESIVIDAD DEL HORMIGN Y LA PRDIDA DE HOMOGENEIDADLa prdida de homogeneidad es mayor cuanto menor sea la cohesividad del hormign, es decir, cuanto menos adecuada sea la relacin arena/grava, mayor el tamao mximo del rido, mayor el contenido de agua, etc. Los hormigones deben ser dciles sin que presenten segregacin, es decir, deben tener cohesin.En un hormign con muchos finos y con una dosificacin pobre en agua, es decir, un hormign muy seco, los ridos ms gruesos tienden a separarse depositndose en el fondo con ms facilidad que las partculas finas. Si a este hormign se le va aumentando la cantidad de agua se mejorar su cohesin a la vez que se ir eliminando la segregacin.Si la cantidad de agua es excesiva existe el riesgo de que se separe el mortero de la mezcla y se vuelvan a segregar los ridos. Por tanto, existen dos tipos de segregacin diferentes, para una misma mezcla, en funcin del agua de amasado.Las mezclas propensas a la segregacin son las poco dciles o speras, las extremadamente fluidas o secas, o aquellas que tienen gran cantidad de arena. Se pueden producir tambin segregacin en un hormign que, a pesar de ser muy dcil, haya sido maltratado o sometido a operaciones inadecuadas. Prcticamente, la homogeneidad es la cualidad que tiene un hormign para que sus componentes se distribuyan regularmente en la masa (En una sola amasada).La uniformidad se le llama cuando es en varias amasadas. Depende de ciertos parmetros para lograr un concreto uniforme, como son el: Buen amasado. Buen transporte. Buena puesta en obra. Se pierde la homogeneidad por tres causas: Irregularidad en el amasado. Exceso de agua. Cantidad y tamao mximo de los ridos gruesos. Lo cual provoca lo siguiente: SEGREGACIN: separacin de los ridos gruesos y finos. DECANTACIN: los ridos gruesos van al fondo y los finos se quedan arriba.ASENTAMIENTOEl asentamiento es la medida que da la facilidad de trabajo o consistencia del hormign. En otras palabras, mide la facilidad del hormign para empujar, moldear y alisar. En consecuencia, la calificacin de asentamiento indica qu aplicacin de hormign es buena para la construccin. Cuanto mayor sea el asentamiento, lo ms viable es el hormign. Si el asentamiento del hormign es demasiado bajo, no se formar con mucha facilidad. Si es demasiado alto, se corre el riesgo de tener la grava, arena y cemento asentados fuera de la mezcla, por lo que es inutilizable.ASENTAMIENTO Y CALIDADCuanto menor es la cantidad de agua en unamezcla de hormign tradicional, menor ser su asentamiento. Los valores bajos de asentamiento en las mezclas tradicionales generalmente significan mayor calidad del hormign. Sin embargo los ingredientes adicionales en las mezclas de hormign modernos hacen que sea imposible determinar la calidad del asentamiento del hormign. El hormign con plastificantes y un alto asentamiento en realidad puede tener menos agua que una mezcla de hormign tradicional, con un asentamiento bajo. A causa de estos ingredientes adicionales, se puede establecer el asentamiento de un lote de hormign para prcticamente cualquier valor al tiempo que conserva una mezcla de alta calidad.PRUEBA DE ASENTAMIENTOEl asentamiento se prueba con un cono de asentamiento. Este es uno de 12 pulgadas (30.48 cm) de altura, el cono truncado se abre en la parte superior y la parte inferior. La parte superior es de 4 pulgadas (10.16 cm) de ancho y la parte inferior es de 8 pulgadas (20.32 cm) de ancho. Para probar el asentamiento, se llena el cono de asentamiento a 1/4 de su altura y se apisona con 25 golpes de una barra de acero de 3/4 de pulgada (1.90 cm). Luego se llena el cono a la mitad del camino y se apisona con otros 25 golpes. Despus de esto, lo llenas al punto de 3/4 (1.90 cm) y apisonas de nuevo. Lleno hasta la parte superior con una ltima capa, se le da a la mezcla 25 golpes finales. Mide desde la parte superior del cono a la base. Tira del cono de asentamiento hasta afuera del hormign y mide hasta qu punto el hormign se hunde, o asienta, abajo, mediante la medicin de la parte superior de la pila en el suelo. Resta esta medida a partir de la altura original del cono de asentamiento. La distancia del asentamiento hacia abajo se llama el nivel de asentamiento.</p> <p>PROPIEDADES MECNICASLas propiedades mecnicas, son aquellas que tienen que ver con el comportamiento del concreto endurecido cuando inciden acciones sobre l, y que son parmetros para el diseo estructural de estructuras de concreto. Estas propiedades, se pueden sintetizar con base a 4 aspectos mostrados en la siguiente tabla.</p> <p>RESISTENCIAEs una propiedad del concreto que, casi siempre, es motivo de preocupacin. Por lo general se determina por la resistencia final de una probeta en compresin. Como el concreto suele aumentar su resistencia en un periodo largo, la resistencia a la compresin a los 28 das es la medida ms comn de esta propiedad. (Frederick, 1992) La resistencia caracterstica (fck ) del hormign es aquella que se adopta en todos los clculos como resistencia a compresin del mismo, y dando por hecho que el hormign que se ejecutar resistir ese valor, se dimensionan las medidas de todos los elementos estructurales. La resistencia caracterstica de proyecto (fck ) establece por tanto el lmite inferior, debiendo cumplirse que cada amasada de hormign colocada tenga esa resistencia como mnimo. En la prctica, en la obra se realizan ensayos estadsticos de resistencias de los hormigones que se colocan y el 95 % de los mismos debe...</p>