principios generales del concreto

7/21/2019 Principios Generales Del Concreto

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Estructuras de Concreto 1

Ing. Víctor Hidalgo Solís

1Concreto 1



PRINCIPIOS GENERALES DEL

CONCRETO El hormigón o concreto es el material resultante de la mezcla

de cemento (u otro conglomerante) con áridos (grava, gravilla y arena)

y agua.

La mezcla de cemento con arena y agua se denomina mortero.

La palabra "hormigón" tiene su origen en el

parecido a un bizcocho preparado conalmendras, harina, leche y huevos. Las

almendras estaban enteras y recordaban a

los áridos gruesos incluidos en el mortero.

Este bizcocho tenía el nombre de "formigò"

del cual ha derivado el vocablo hormigón.

2Concreto 1



Historia del hormigón

Concreto 1 3

No se tiene certeza quien descubrió o utilizó por primera vez el hormigón. Es probable

que al mismo tiempo que el hombre dominó el fuego también descubrió el concepto

de hormigón.

Hallazgos contemporáneos en Lepensky, junto al Danubio, permiten afirmar que

durante la edad de piedra, hace 7.500 años, los habitantes construían el suelo de susviviendas uniendo tierra caliza, arena, grava y agua. Esta mezcla puede ser considerada

como un hormigón rudimentario.




Concreto 1 4

Los egipcios por su parte, utilizaron como aglomerante, yeso cocido. Excavacionespermiten establecer que hace 4.500 años, los constructores de la pirámide de Cheops,

utilizaron hormigones primitivos.

Los griegos, hace más de 2.300 años, utilizaron como aglomerante, tierra volcánica que

extrajeron de la isla de Santorín. También existen indicios para decir que utilizaron

caliza calcinada que mezclaron con arcilla cocida y agua.

El pueblo romano también usó hormigón en sus construcciones, para lo cual utilizaron calcomo aglomerante. Se puede mencionar la construcción del alcantarillado de Roma, hace

2.300 años. Ellos elaboraban sus fábricas (opus caementicium) con una mezcla de

guijarros (caementa) y aglomerante de cal y puzolana. La palabra pasó de la piedra al

aglomerante. De ahí “cemento”




Concreto 1 5

Posteriormente, hacia el año 200 antes de Cristo, se produjo un significativo avance en la

optimización de los aglomerantes para construcción: el cemento Romano. Desde un lugar

cercano al Vesubio obtuvieron la Puzolana, constituida básicamente por sílice. Este

material mezclado con cal y agua permite conformar un aglomerante hidráulico, (dicho de

una cal o de un cemento que se endurece en contacto con el agua).

El teatro de Pompeya (55 años a.C.)Coliseo Romano - Exteriores (70 d.C.)




Concreto 1 6

Con la caída del imperio romano declinó el uso del hormigón y muchos de losconocimientos desarrollados desaparecieron completamente. La técnica comenzó a ser

recobrada en Inglaterra y se tienen evidencias que hacia el año 700 d.C.

En Latinoamérica, hay muestras de desarrollo de materiales cementantes y

estructuras imponentes como las ciudades construidas por los Mayas y los Aztecas enMéxico, Machu Pichu en el Perú, entre otras.

Palenque, Chiapas, México



Cemento Portland

Concreto 1 7

El 21 de octubre de 1824 Joseph Aspdin un constructor de Leeds (Inglaterra), calcinó enun horno una mezcla de tres partes de piedra caliza por una de arcilla, la cual molió y

pulverizó y consiguió la patente para producir el primer cemento Portland; así llamado

porque la coloración del mismo le recordaba al inventor, el color grisáceo de las rocas de

la isla de Portland. La patente solo nombraba los ingredientes básicos, sin entrar en

detalles de fabricación.

El proceso de producción de cemento fue mejorado por Isaac Johnson en 1845 cuando

logró con éxito fabricar este producto quemando una mezcla de caliza y arcilla hasta la

formación del Clinker, el cual después fue pulverizado obteniendo un compuesto

fuertemente cementante. Johnson encontró que la temperatura de calcinación debía

elevarse hasta el máximo que pudiera lograrse con métodos de ese tiempo y describió

sus experimentos más explícitamente que Aspdin.



Concreto 1 8

En 1861, el Ingeniero francés Coignet estableció normas para fabricar bóvedas, vigas,

tubos, etc., con este novedoso material y presentó, asociado con Monier, algunos

ejemplares en la exposición del año 1867. En este mismo año, Monier obtuvo sus

primeras patentes para hacer estos elementos.

La primera referencia bibliográfica del uso de hormigón armado aparece en 1830 en una

publicación titulada "Enciclopedia de la arquitectura de casas de campo, granjas y

aldeas"

1903 en la ciudad de Hamburgo, Alemania, revolucionó el desarrollo de la industria delhormigón y de la construcción, cuando el Ingeniero Juergen Hinrich Magens, hizo

transportar el primer metro cúbico de hormigón, producido en una planta mezcladora

estacionaria, en un vehículo especial tirado por caballos hacia una obra distante 11 Km.

El inventor llamó al producto: hormigón transportado y recibió el registro de la patente,

por parte de la oficina alemana de patentes.



Concreto 1 9

Por último en 1906, Magens descubrió que el hormigón fresco, enfriado vibrado,

permite un transporte más largo; y ese fue su invento más importante. El inventor

consiguió por sus descubrimientos tres patentes, la última de ellas en enero 6 de

1907.

En la década de 1940 se desarrolla el hormigón pretensado impulsado por la aguda

escasez de acero en Europa, al finalizar la guerra y comenzar la reconstrucción.

Es Eugene Freyssinet, nacido en Corneze, Francia en 1879 quien impulsa este avance

desde los primeros años del siglo, experiencias que no pudieron fructificar por la faltade aceros de alta resistencia y hormigones de alta calidad.

En 1928 registró su primera patente y estableció su teoría de hormigón pretensado. El

título de su publicación fue "Una revolución en el arte de construir".

En el año 1951 se levanta un puente pretensado en los Estados Unidos y En 1952 se

crea la F.I.P. (Federación Internacional del Pretensado), en Cambridge, para difundir la

técnica del pretensado.



CODIGOS Y REGLAMENTOS

Concreto 1 10

En Costa Rica los reglamentos de construcción hacen referencia al uso yacatamiento de las normas y criterios plasmados en los diferentes códigos

técnicos en materia de diseño y construcción de obras.

•Primer Código Sísmico 1974, al mismo tiempo se crea la Comisión

Permanente de Estudio y Revisión del Código Sísmico, creado por el CFIA.

•En 1986 se publica en segundo Código Sísmico de Costa Rica.

•En 2002 se publica en tercer Código Sísmico de Costa Rica.

•En 2010 la ultima versión.

Capitulo 8“Requisitos para

concretoestructural”



Concreto 1 11

CODIGOS Y REGLAMENTOS

•Código de Cimentaciones

• ACI-318 (referencia nuestro Código Sísmico)



Concreto 1 12

Algunos apuntes de sismicidad:

Tradicionalmente buscamos diseñar y construir edificios que sean

capaces de soportar sismos de variada magnitud e intensidad.

Nivel dePeligrosidad

• Bajo

• Moderado

• Elevado

Zona Sísmica

• 0-1

• 2

• 3-4



Intensidad - Magnitud

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• Escala Mercalli

• Valores 1-12

• Efecto visual de laspersonas (daños)

Intensidad: es la

medida de los efectos delsismo en un área

determinada

• Medida de su tamaño

• Mide – Escala Richter

• Ecuación que relaciona la

distancia y amplitud de lasondas

Magnitud



Concreto

Concreto 1 14



Ventajas de hormigón

• Es una material con aceptación universal, por la disponibilidad delos materiales que lo componen.

• Tiene una adaptabilidad de conseguir diversas formasarquitectónicas.

• Tiene la característica de conseguir ductilidad.

•Posee alto grado de durabilidad.

• Posee alta resistencia al fuego. (Resistencia de 1 a 3 horas)

• Tiene la factibilidad de lograr diafragmas de rigidez horizontal.(Rigidez: Capacidad que tiene una estructura para oponerse a ladeformación de una fuerza o sistema de fuerzas)

•

Capacidad resistente a los esfuerzos de compresión, flexión, corte ytracción.

• La ventaja que tiene el concreto es que requiere de muy pocomantenimiento (pero es necesario)

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Desventajas de hormigón

• Resistencia a la tracción baja - muy frágil, debe serreforzado con acero para llevar a los esfuerzos detracción.

• Baja ductilidad.

•

Inestabilidad de volumen - retracción y fluencia.• Baja relación resistencia-peso.

• Peso de los elementos que se requieren en lasedificaciones por su gran altura.

•

La adaptabilidad al logro de formas diversas ha traídocomo consecuencia configuraciones arquitectónicasmuy modernas e impactantes pero con deficientecomportamiento sísmico.

Concreto 1 16



Componentes del Concreto

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• Cemento

• Cementantes

• Aditivos químicos

• Agregados finos y gruesos

• Fibras sintéticas o de acero



RAZON PRINCIPAL PARA EL USO DE

AGREGADOS EN CONCRETO

• Economía; mayor volumen (75%) a bajo costo.

• Reduce la contracción; por el efecto de la hidratacióntardía del cemento en el concreto.

• Resistencia mecánica; la suficiente para soportar

cargas.• Durabilidad; en algunas aplicaciones se requieren de

calidad adecuada.

• Siendo inertes: su comportamiento es estable y se

obtiene mayor densidad en el concreto.• Clasificación; tamaño máximo adecuado y graduación

combinada.

Concreto 1 18



Mezclado

Concreto 1 19



Concreto 1 20



Elaboración del Concreto

Concreto 1 21

Reunir especificaciones y requerimientos del

proyecto.

Uso correcto de los materiales.

Uso de materiales no contaminados.Cantidades correctas de los materiales.

Tiempo de mezclado y correcto.

Entrega y recepción de acuerdo a lo indicado.

Manejo, colocación y acabado del concreto

Curado del concreto.



Importante

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Determinar con anticipación:

• Precio

• ¿Qué esta incluido en el precio?

• ¿Cómo debemos ordenar el concreto?

• ¿Cuándo debe arribar el concreto a la obra?

• ¿Cómo manejar las múltiples adiciones de aditivos

y/o fibras?



Regla de Oro

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Obra y Planta, lo más cercano

Concreto trabajable y listo para su colocación

Acabado y curado



Mezclado Artesanal

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Se utiliza 100% de mano de obra y herramientas manuales con palas.



Mezclado Mecánico Manual

Se requiere Mano de Obra para iniciar y detener

la carga y la revoltura de los insumos en las ollas

revolvedoras estacionarias, que pueden hacer

mezclas desde 1/2, 1 o 2 sacos de cemento.

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Mezcladoras Semiatomáticas

Se utiliza Mano de Obra para iniciar la carga y la

mezcla de los materiales y el equipo se detiene

mediante un control ya sea por tiempo o por

volumen.

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Mezclados Automáticos

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El mezclado de losmateriales no debe sermenos de un minuto por

metro cubico.

Para mezcladoras de grancapacidad, un minuto mas15 segundos para un metro

cubico.

Mezcladoras de altavelocidad de mezclado,

previa verificación y

recomendación delfabricante.

Asegurar la integración delos materiales. (agua,cemento, agredados,

aditivos y demascomponentes)

M E Z C L A S

A U T O M Á T I C A S

Son en los que la carga y revoltura de los materiales se inicia

y detiene mediante controles eléctricos previamente calibrados.



Mezclado de Transito

Recomendaciones:

• Se encuentre visible en el camión la capacidad de volumen,mezclado y velocidad de rotación de la olla, aspas o paletas.

• Cuando el concreto este parcialmente mezclado, su volumenno debe de exceder el 63% del volumen total de la unidad.

• Cuando el concreto es agitado únicamente en la unidad, suvolumen no debe de exceder del 80% del volumen total de launidad.

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Mezcladores de Alta Energía

Estas primero mezclan el cemento y el agua para

formar una lechada por medio de aspas

rotatorias de alta velocidad. Enseguida se agrega

la lechada a los agregados.

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Secuencia de carga

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1. Adición parcial de agua de mezclado yagregados.

2. Adición de aditivo o aditivos.

3. Adición de cemento y cementantes.

4. Mezclado el suficiente hasta lograr integrar todos

los ingredientes.

5. Si usamos silcafume (humo de silice),

incrementar el tiempo de mesclado hasta

verificar la integración del material.



Dosimovil

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Objetivo del mezclado del concreto

• Que reúna lo especificado o lo requerido en elproyecto.

• Uso y correcto de los materiales, tal como se

indica en la especificación.• Manejo adecuado de los materiales, libre de

contaminación.

• Mezclado adecuado de los materiales.

• Entrega del concreto durante el tiempo requeridoy/o especificado.

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Retemplado: Es la adición de agua o aditivo

químico a la mezcla y remezclar el concreto o

mortero el tiempo suficiente hasta recuperar su

Trabajabilidad y esté ya en condiciones de sercolocado en sitio, tal como se indica en la

norma, reglamento o especificación.

Concreto 1 33



Regla de Oro

El arribo de las primeras unidades no es signo de

estar preparados para la colocación del

concreto.

Concreto 1 34



Concreto mezclado en planta

Concreto 1 35

Las mezcladoras deben ser operadas dentro de los parámetros del fabricante(capacidad y velocidad)

El tiempo de mezclado debe ser medido en el momento que los materiales estánsiendo mezclados.

Tiempo de mezclado 1min: cuando no se hacen pruebas de uniformidad, capacidad1m3 o menos y revenimiento mayor de 5cm.

Para mayores capacidades: 15 mas por m3.

Se debe hacer pruebas de uniformidad a concreto con revenimiento inferior a 5cm



Concreto mezclado parcialmente en planta

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Esta operación se inicia en mezcladora estacionaria y se finaliza encamión mezclador

Velocidad de mezclado en el camión: 1a r/min o 12 r/min, pararevoluciones adicionales se recomienda de 2 a 6 r/min.

Importante realizar pruebas de uniformidad.



Concreto mezclado en camión

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Se requiere:

70 a 100 revoluciones parasu mezclado.

De 10 r/min a 12 r/min



Mezclado

• La velocidad de agitación normalmente es de2 a 8 r.p.m. y la velocidad de mezclado oscilanormalmente entre 10 y 18 r.p.m.

• Descargar después de las 300 revoluciones(mínimo).

• No sobre cargar el equipo, se recomienda enun 63%.

• La aceptación del concreto es hasta los 90minutos.

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Transportación y colocación del concreto

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Al transportar y colocar concreto, evite:1. Retrasos

2. Segregados

3. Desperdicio

Transportación:

El método usado para transportar el concreto depende de

cuál es el menor costo y el más fácil para el tamaño de la

obra.

1.Camión de concreto mezclador

2.Bomba de concreto

3. Grúa

4. Botes, carretillos

Siempre el transporte del concreto

debe ser en cantidades pequeñas

para reducir la segregación



ColocaciónColocar el concreto en terrenos sanos y estables,

rocosos bien compactados y nivelados o

cualquier material lo suficientemente bien

compactado y nivelado.

Humedecer la base, superficie o sub-base y remover

cualquier cantidad de agua acumulada o encharcada.

Remover todos los escombros de la superficie o base,

los de dentro o sobre la cimbra.

Concreto 1 40



Colocación

Remover cualquier basura, pintura, aceite, grasa

u otras sustancias extrañas que estén presentes

en el acero de refuerzo.

Remover óxido o moho suelto o cualquier

escama por efecto de corte del acero de

refuerzo.

Retocar cualquier daño de la cubierta epoxica del

acero de refuerzo (cuando es dañado).

Concreto 1 41



Colocación

Concreto 1 42

Sujetar de forma adecuada el acero de

refuerzo en su lugar correcto, con el fin de que

quede oculto por el concreto tal como se

indica en planos.Esto evita que se sumerja o flote al colocar el

concreto.

Asegúrese de que la cimbra(formaleta) esté

limpia, sujeta y apoyada en forma apropiada y

segura.

No rociar, gotear, salpicar o cualquier otra cosa

con el material desmoldante sobre el acero de

refuerzo.



Colocación

Concreto 1 43

Preparar en forma apropiada las juntas de

construcción

Humedecer las superficies de las juntas y

remover cualquier encharcamiento de agua

Tener siempre un equipo de respaldo a la

mano.



Importante

Tener siempre una cuadrilla extra para el trabajo

o tarea a asignar para cualquier emergencia.

Estar siempre preparado para una emergencia

de lluvia signar para cualquier emergencia.

Concreto 1 44



Tiempo de Fraguado

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La aceptación del concreto es hasta los 90 minutos.



Concreto 1 46



Tipos de hormigón

• Hormigón ordinario: También se suele referir a él denominándolo simplemente hormigón. Es elmaterial obtenido al mezclar cemento portland, agua y áridos de varios tamaños, superiores einferiores a 5 mm.

• Hormigón en masa: Es el hormigón que no contiene en su interior armaduras de acero. Este hormigónsolo es apto para resistir esfuerzos de compresión.

• Hormigón armado: Es el hormigón que en su interior tiene armaduras de acero, debidamentecalculadas y situadas. Este hormigón es apto para resistir esfuerzos de compresión y tracción. Losesfuerzos de tracción los resisten las armaduras de acero. Es el hormigón más habitual.

• Hormigón pretensando: Es el hormigón que tiene en su interior una armadura de acero especialsometida a tracción. Puede ser pre-tensado si la armadura se ha tensado antes de colocar el hormigónfresco o post-tensado si la armadura se tensa cuando el hormigón ha adquirido su resistencia

47Concreto 1



Tipos de hormigón

• Mortero: Es una mezcla de cemento, agua y arena (árido fino), es decir, unhormigón normal sin árido grueso.

• Hormigón ciclópeo: Es el hormigón que tiene embebidos en su interior grandespiedras de dimensión no inferior a 30 cm.

•Hormigón sin finos: Es aquel que sólo tiene árido grueso, es decir, no tiene arena(árido menor de 5 mm).

• Hormigón aireado o celular: Se obtiene incorporando a la mezcla aire u otrosgases derivados de reacciones químicas, resultando un hormigón baja densidad.

•

Hormigón de alta densidad: Fabricados con áridos de densidades superiores a loshabituales (normalmente barita, magnetita, hematita...) El hormigón pesado seutiliza para blindar estructuras y proteger frente a la radiación.

Concreto 1 48



Aplicaciones del hormigón en la actualidad

Concreto 1 49

El concreto es un material que pose como principal característica la resistencia

ante esfuerzos de compresión, de todas formas su resistencia ante la traccióncomo al corte son muy bajas, es por esto se lo usa sólo en circunstancias donde los

riesgos de fallo por tracción o cortes sean casi nulos. Para superar esta deficiencia

se introducen en el concreto barra hechas de acero, haciendo así que el esfuerzo

de tracción descanse en estas barras.

Es habitual, a la vez, emplear barras de acero en elementos o áreas netamente

comprimidas, como en los pilares, ya que, en definitiva, los intentos de compensarlas desventajas del concreto dieron lugar al desarrollo de una nueva técnica: el

hormigón armado.

Los expertos investigaron también, cuán conveniente era introducir tensiones en el

acero de forma deliberada, desarrollándose así las técnicas del hormigón

postensado y el hormigón pretensazo.

Aquí el concreto resulta comprimido de forma previa y por eso las tracciones quesurgirán para poder resistir las tracciones externas se vuelven decompresiones de

las partes que estaban previamente comprimidas, brindándonos así muchas

ventajas.



ASTM C 31

Concreto 1 50



ASTM C 31

Concreto 1 51



Concreto 1 52



Pruebas a compresión

principios generales del concreto

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