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USO Y APLICACIÓN
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN CAPITULO 1 FUNDAMENTOS DEL CONCRETO Historia del cemento y del concreto Reacción por hidratación Composición del cemento Pórtland Relación agua cemento Riesgos y fallas del concreto Concreto fresco y endurecido
CAPITULO 2 COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO Comportamiento del concreto fresco y endurecido Plasticidad Fraguado Impermeabilidad Resistencia Importancia de la resistencia Aditivos para concreto Tipos de aditivos impermeabilizantes químicos Marcas comerciales
USO Y APLICACIÓN
CAPITULO 3
ANÁLISIS Y SELECCIÓN DE LOS COMPONENTES DEL CONCRETO Cemento Tipos de cemento Cemento común Agregados Agregados finos Agregados gruesos Agua
CAPITULO 4 FABRICACIÓN DEL CONCRETO Fabricación del concreto mezclado a mano Fabricación del concreto mezclado a maquina Transporte del concreto a su lugar de colocación Deposito del concreto en moldes o cimbras Colado de cadenas y cerramientos Vibrado Tipos de vibradores
CAPITULO 5
MOLDES Y CIMBRAS PARA CONCRETO Función de los moldes o cimbras Cimbras de madera Cimbras de metal Molde o cimbras de elementos de concreto
USO Y APLICACIÓN
INTRODUCCION
En los siglos pasados los métodos de construcción se basaban en
materiales que existían donde se pretendía construir, eran dos los factores
determinantes: contar con un refugio que los mantuviera protegidos de
cualquier situación de la naturaleza y tener un espacio para satisfacer sus
necesidades.
La evolución de los materiales para la construcción es importante para el
estudio de sus aplicaciones, hoy en día existen una gran variedad de
elementos para la construcción y entender esta diversidad complica la elección
de los materiales óptimos para cierta obra. Así, estudiando su evolución
podemos determinar en que momento histórico surgió una propuesta de
material constructivo y que tipo de necesidades cubría en ese entonces.
Existen materiales que se pueden aplicar a una pequeña construcción, pero no
a las obras civiles de grandes magnitudes y complejidades y viceversa. Así, se
cuenta hoy en día con materiales de construcción de las más diversas
propiedades mecánicas o estéticas, se busca dar funcionalidad al espacio de
estudio y a las diversas formas de construir: edificios, puentes, casa habitación
etc.
El concreto es un material que esta compuesto por los elementos que
cumplen con la resistencia. Más sin embargo, el uso adecuado de este nos
puede dar mejores resultados en la construcción. Es por eso que es
conveniente tener en cuenta las ventajas y desventajas que nos proporciona,
gracias a los estudios que fueron realizados hace casi 2 siglos, como se hace
mención en el texto en 1824 por Joseph Aspin, al combinar piedra caliza y
arcilla sometidos ambos a altas temperaturas para producir lo que hoy se
conoce como cemento hidráulico.
En el presente trabajo se hace referencia a las especificaciones y
características que contiene el concreto y el por que aprovechar su
consistencia durante su elaboración y su correcta proporción y especificaciones
determinadas.
USO Y APLICACIÓN
USO Y APLICACIÓN
CAPITULO 1
FUNDAMENTOS DEL CONCRETO Historia del cemento y el concreto.
Desde la aparición del hombre sobre la tierra, la necesidad de contar con
un buen refugio ha demandado, según la época, la aplicación de la mejor
tecnología disponible. En los primeros días las estructuras consistían de tierra
apisonada, o bien bloque de piedra acomodados uno sobre otros. La
estabilidad de las estructuras de piedra dependía de la disposición de las
piedras pesadas. Probablemente la primera mampostería consistió de tabiques
de arcillas secados al sol, colocados en hiladas regulares sobres capas
delgadas de lodo húmedo
En la era egipcia se descubrió que el yeso calcinado era un material
cementante y aparente, se utilizó en la construcción de algunas de las
pirámides. Posteriormente los griegos y los romanos descubrieron métodos
para calcinar la piedra y así obtener la cal viva, misma que después se
apagaba para usarse en la Elaboración de mortero.
El cemento producido por los romanos era un cemento hidráulico, o sea,
que tenia las características de poder endurecerse bajo la acción del agua,
muchas de las estructuras romanas se construyeron con una forma de concreto
que empleaba estos materiales y la mampostería de piedra se ligaba mediante
un mortero de composición semejante. La basílica de Constantino de piedra y
ladrillo y el coliseo son solamente dos ejemplos de arquitectura romana de esa
época.
En 1824 Joseph Aspdin, un albañil de Leeds, Inglaterra, patento un
material que él le llamo cemento Pórtland, así denominó por que el concreto
elaborado con el mismo se semejaba a las canteras de piedra caliza cercanas
a Pórtland, Inglaterra. Por lo general a Aspdin se le acredita el haber inventado
un método para proporcionar una mezcla con piedra y arcilla, la que se
calcinaba a elevadas temperaturas para producir escorias de cemento
(clincker) y posteriormente triturar esta escoria para producir un cemento
hidráulico.
USO Y APLICACIÓN
Durante el primer tercio del siglo XX se observó, además del
establecimiento de la ley agua – cemento, una gran expansión y mejoría en el
uso del concreto. Constantemente se desarrollaban nuevos métodos de control
de pruebas.
En 1928 el empleo, de vibradores de alta frecuencia permitió el uso de
mezcla relativamente seca y densa.
Durante los años 30, muchos de los investigadores estaban dedicados al
estudio de los aditivos, revelando las ventajas de los inclusores de aire que
durante los años 40 diversos organismos incluyeron en sus especificaciones.
REACCIÓN POR HIDRATACIÓN
Al mezclar el cemento y el agua, el resultado inicial es una pasta. Esta
pasta es la que liga las partículas del agregado para formar el concreto. Todas
las partículas desde la más pequeña de arena hasta la piedra más grande,
deben estar recubiertas con la misma. Después de un periodo inicial en estado
plástico.
Los índices de fraguado y el de endurecimiento no necesariamente son iguales.
• El cemento Pórtland tipo I.- libera un poco más de la mitad de su calor
total de hidratación en tres días
• El cemento Pórtland tipo II .- un cemento de calor moderado, libera
menos calor total que los otros y deben pasar más de tres días para que
se libere únicamente la mitad de ese calor
• El cemento Pórtland tipo III.- De alta resistencia temprana, libera
aproximadamente el mismo porcentaje de su calor en mucho menos de
tres días
• Cemento Pórtland tipo IV.- De bajo calor de hidratación se debe tomar
en consideración donde sea de importancia fundamental con un bajo
calor de hidratación
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COMPOSICIÓN DEL CEMENTO PÓRTLAND Materia prima
La materia prima esta constituida por rocas comunes arena, limo y ardua
cuidadosamente analizados para que proporcionen la mezcla adecuada de
sustancias químicas básicas con las que se fabrica el cemento.
Tabla. 1.1 MATERIA PRIMA PARA EL CEMENTO
Fabricación del cemento Pórtland.
El cemento Pórtland se produce al pulverizar el clincker, que consiste
principalmente en silicatos hidráulicos de calcio junto con algunos aluminatos
de calcio y aluminoferritos de calcio y normalmente contiene una o más formas
de sulfatos de calcio (yeso como adición en la molienda.)
M ARMOL
ROCA DE CEMENTO DE ALTOS HORNOS
POLVO DE CAÑONCONCHAS MARINAS
LAM INADO ESCORIAARCILLA CALCÀNEO
COSTRA DEESQUISTOCUARZOCRETA
M INERAL DE FIERRO ARCILLAARENAPIEDRA CALIZA
OXIDO DE FIERROALUM INASILICECAL
CONSTITUYENTE DEL CEMENTO
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Relación agua cemento.
La relación entre la cantidad de agua y la cantidad de cemento en un
concreto se le llama relación agua - cemento.
Cuando la durabilidad no sea el factor que rija en el diseño, la relación
agua-cemento deberá elegirse con base en la resistencia a compresión del
concreto. En tales casos la relación agua-cemento y las proporciones de la
mezcla para la resistencia requerida deberán basarse en datos de campo
adecuados o en mezclas de pruebas hechas con los materiales con los que
verdaderamente se van a trabajar para determinar la relación agua-cemento y
la resistencia.
Tabla.1.2 Relación agua-cemento
La cantidad de agua de mezclado que se requiere para producir un
metro cúbico de concreto con un revenimiento dado depende del tamaño
máximo, forma y cantidad de agregado grueso. Los tamaños mayores
minimizan el requisito de agua por lo tanto permiten que el contenido de agua
se reduzca. También, un agregado redondeado requiere de menos agua que
un agregado triturado en concretos de igual revenimiento.
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Consolidación.- la vibración pone en movimiento a las partículas en el
concreto recién mezclado, reduciendo la fricción entre ellas y dándole a la
mezcla las cualidades móviles de un fluido denso.
El vibrado mecánico tiene muchas ventajas. Los vibradores de alta
frecuencia posibilitan la colocación económica de mezcla que es fácil de
consolidar a mano bajo ciertas condiciones.
Cohesividad.- Es el cemento de la trabajabilidad que si el concreto es
áspero, pegajoso o plástico. Una mezcla óptima y plástica, no es áspera ni
pegajosa. No se segrega fácilmente. La Cohesividad no es una función de
revenimiento, ya que un concreto muy húmedo (con alto revenimiento) carece
de plasticidad.
Segregación.- el concreto es una mezcla heterogénea de diversos
materiales con propiedades muy diferentes cada uno de ellos.
Debido a estas propiedades tan distintas de los diversos materiales
existen fuerzas que intentan producir una separación entre ellos.
A esta separación se le llama segregación, y generalmente se manifiesta
por la separación del agregado grueso y el mortero. Los resultados de la
segregación en el concreto endurecido son hoquedades (panales), veteados
arenosos, capas porosas, descascaramiento, lechadas, y fallas en las juntas de
construcción
Sangrado.- después de que el concreto ha sido enrasado o nivelado, el
exceso de agua que contiene sube hasta la superficie superior del mismo.
Esto se nota especialmente en las losas planas. A este movimiento del
agua hacia la superficie se le llama sangrado. El sangrado continúa hasta que el cemento empieza a fraguar,
formándose puentes entre las partículas de agregado, o hasta que los sólidos
alcanzan su compactación máxima. Las proporciones de la mezcla, la
granulometría de la arena, la forman las partículas de está, la cantidad de finos
en la mezcla, la finura del cemento, el contenido de agua del concreto, los
aditivos, el contenido de aire del concreto, la temperatura, el espesor o peralte
de la losa, serán los factores que influyan sobre la rapidez y el volumen total
del sangrado.
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Concreto endurecido Al descimbrar un concreto después de varias horas o días de colado,
este tiene muy poca resistencia. Conserva aun, un alto contenido de humedad,
y se le define como “concreto semi-endurecido”.
El concreto fragua y se endurece después del curado. El concreto esta
entonces en condiciones de fraguado y endurecido. Al llegar a esta etapa el
concreto ha desarrollado las cualidades requeridas de resistencia, durabilidad,
estabilidad e impermeabilidad.
El secado del concreto únicamente esta relacionado con la hidratación y
el endurecimiento de manera indirecta. Al secarse el concreto, deja de ganar
resistencia; el hecho que este seco, no es indicación que haya experimentado
la suficiente hidratación para lograr las propiedades físicas deseadas. El
concreto debe seguir reteniendo suficiente humedad durante todo el periodo de
curado para que el cemento pueda hidratarse. El concreto recién colado tiene
agua abundante, pero a medida que el secado progresa desde la superficie
hacia el interior, el aumento de resistencia continua a cada profundidad
únicamente mientras la humedad relativa en ese punto se mantenga por
encima del 80%.
USO Y APLICACIÓN
Riesgos y Fallas del Concreto El concreto y el mortero son los únicos materiales de construcción que
se elaboran en el lugar. Aun cuando sujeto a toda clase de variaciones
climatologicas, de materiales y de métodos, un concreto bajo condiciones
adecuadas de proyecto, fabricación y control, es no obstante uno de los
materiales de construcción más confiable y resistente.
Los riesgos y fallas en un concreto son situaciones que no simplemente
se presentan; no son accidentes; todo ello tiene una causa. En alguna parte, a
lo largo del proceso, no debe haber fallado quien, quizá por ignorancia, por falta
de cuidado o por una mal entendido, haya creado o permitido una condición
que al final condujo el problema o la falla.
Causas que contribuyen a la falla.
• Tipos de materiales
• Cargas
• Métodos de construcción
• Factores de proyecto
• Sustancias
• Fuerza agresivas
Fig.1.3.- Causas que contribuyen a la falla del concreto
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CONCRETO FRESCO Y ENDURECIDO
Concreto fresco Se denomina concreto fresco al producto que se obtiene en el inicio de
la mezcla de los materiales constituyente del concreto. Este concreto es
plástico, no tiene forma fija y cambia de forma factible. Puede manipularse y
darle forma por medio de moldes.
La propiedad o característica que debe importar a los constructores es la
“trabajabilidad”.
La trabajabilidad se define como la facilidad con la que pueda manejarse
el concreto, y colarse con una perdida mínima de homogeneidad. Como
medida de la trabajabilidad de un concreto se utiliza la prueba del revenimiento.
La trabajabilidad del concreto depende de las propiedades y de las
cantidades relativas de los materiales que lo integran; o sea, de las cantidades
y características del agregado fino, del agregado grueso, del cemento, del agua
y del aditivo.
Elementos de la trabajabilidad • Consistencia
• Cohesividad
• Plasticidad
La Consistencia.- es una medida de la fluidez o humedad del concreto
y se mide mediante la prueba del revenimiento.
Fig.1.4 El revenimiento se utiliza como medida de la consistencia del concreto. Un
concreto de bajo revenimiento tiene una consistencia dura.
USO Y APLICACIÓN
CAPITULO 2
COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO FRESCO Y ENDURECIDO
PLASTICIDAD.- Es una propiedad importante para muchas aplicaciones
de concreto. Es la facilidad con la cual pueden mezclarse los componentes, y la
mezcla resultante puede manejarse, trasportarse y colocarse, con poca perdida
de la homogeneidad.
FRAGUADO.- El tiempo de fraguado de una mezcla es el lapso
necesario para que pase dicha mezcla del estado fluido al estado sólido, o sea,
el fraguado es una pequeña parte del proceso de endurecimiento.
Será necesario colocar la mezcla en la cimbra, antes de que se inicie el
fraguado (máximo a los 30 minutos de fabricada). Cuando hay problemas con
el tiempo se podrán usar retardadores del fraguado mediante compuesto de
yeso o de anhídrido sulfúrico, pero también se puede acelerar el fraguado con
la adición de cloruro de calcio.
IMPERMEABILIDAD.- Es una importante prioridad del concreto, que
puede mejorarse. Con frecuencia al reducir la cantidad de agua en la mezcla.
El exceso de agua deja vacíos y cavidades después de la evaporación y, si
están interconectados, el agua puede penetrar o atravesar el concreto. La
inclusión de aire, así como el curado cuidadoso por tiempo prolongado, suelen
aumentar la impermeabilidad
RESISTENCIA.- es una propiedad del concreto que, casi siempre, es
motivo de preocupación. Por lo general, se determina por la resistencia final de
una probeta en compresión; pero, en ocasiones, por la capacidad de flexión o
tensión. Como el concreto suele aumentar su resistencia en un periodo largo, la
resistencia la compresión a los 28 días, es la medida más común de esta
propiedad.
USO Y APLICACIÓN
IMPORTANCIA DE LA RESISTENCIA
Es importante la resistencia de cualquier estructura o parte de la misma,
dependiendo de esta importancia del lugar en que se encuentre el elemento
estructural considerado.
La resistencia es generalmente la base para que un concreto se acepte
o rechace en una estructura. Las especificaciones, o reglamento, indican la
resistencia requerida del concreto en las diversas partes de la estructura.
Es necesario conocer el valor de la resistencia cuando se calcule una
mezcla propuesta para un concreto, y las proporciones proyectadas para la
mezcla se basan en las propiedades de los componentes que tienen efecto
sobre la resistencia.
PROPORCIONAMIENTO Y MEZCLA DEL CONCRETO
Los componentes de una mezcla se deben seleccionar para producir un
concreto con características deseadas, y en condiciones de servicio, y con
trabajabilidad adecuada al mínimo la cantidad de cemento. En general, este
objetivo facilita con la selección del agregado del tamaño máximo, consecuente
con los requisitos de la obra y buena graduación, para tener poco volumen de
huecos. Cuanto menor sea este volumen, menos pasta de cemento se
necesitara para llenar los huecos.
FIG.- 2.1 TABLA DE PROPORCIONES
1.5
2 .0
2 .5
3 .08.5
6.5
6.0
4.5 3 .5
4 .0
5 .5
8 .0
1
1
1
1
250
200
150
100
Losas especia les C olum nas y
Y trabesZapatas, losas
Y cadenas D a las, castillos
Y banquetasP isos, firm es
kg/cm ² bu lto botes botes botes cem ento arena grava agua U so f´c
USO Y APLICACIÓN
ADITIVOS PARA CONCRETO.
Un aditivo es un material diferente del agregado, cemento Pórtland o
agua que se pone como agregado al concreto, inmediatamente antes, o
durante la mezcla.
Los aditivos pueden utilizarse para controlar características específicas
del concreto. Los tipos principales incluyentes aceleradores de fraguado,
reductores de agua, inclusores de aire e impermeabilizantes. En general, los
aditivos son útiles para mejorar la calidad del concreto y son muy
recomendables.
TIPOS DE ADITIVOS
ACELERADORES DE FRAGUADO. Se utilizan en época de mucho frió,
cuando se requiere demasiado tiempo para el fraguado natural del concreto. El
cloruro de calcio es un producto que se ha empleado para este fin; sin
embargo, si no se utiliza en las cantidades correctas puede tener efectos
perjudiciales sobre el acero y el concreto.
REDUCTORES DE AGUA.- La reducción en la cantidad de agua
permite una disminución proporcional en el concreto y, por ello, reduce la
contracción del cemento endurecido. Una ventaja adicional de aditivo reductor
de agua es un colado más fácil del concreto; esto, a su vez, ayuda a los
operarios y reduce la posibilidad de que el concreto quede alveolado, o en
forma de panal.
AGENTES INCLUSORES DE AIRE.- Los aditivos retardadores de
fraguado, reductores de agua, e inclusores de aire, pueden combinarse en un
solo compuesto; sin embargo, esto lo debe hacer el fabricante del aditivo, y no
el productor del concreto.
IMPERMEABILIZANTES QUÍMICOS.- Pueden agregarse a la mezcla de
concreto, aunque a menudo se aplican como tratamiento de la superficie. Las
siliconas, por ejemplo, se utilizan en el concreto endurecido, como repelentes
del agua. Si se aplican de la forma correcta y con uniformidad sobre la
superficie del concreto, pueden ser eficaces contra la lluvia.
USO Y APLICACIÓN
MARCAS COMUNES.- los aditivos para concreto son elaborados por
varias compañías ( PEMEX, Fester, Dupont, Resistol, etc.,), las cuales tiene
gran variedad de productos para todo tipo de trabajo en la construcción, desde
la cimentación, hasta la azotea, para morteros, mezclas, concretos de alta
resistencia, y para todo tipo de materiales y acabados interiores y exteriores,
etc.
Festergal en Polvo.- Se utiliza para evitar que el agua y la humedad
penetre en recubrimientos o concretos, reduciendo su permeabilidad. Contiene
agentes dispersantes y humectante, que permiten la reducción de la cantidad
del agua empleada en la mezcla, sin afectar su revenimiento, mejorando así la
relación agua-cemento; las partículas de este aditivo en polvo envuelven los
componentes de los materiales empleados en las mezcla, con una capa
insoluble, produciendo, en esta forma una repelencia efectiva al agua.
Festerlith.- Sirve en las mezclas de concreto como fluidizante y
plastificante, y por tener un alto factor dispersante, por medio del cual se
obtiene concretos más homogéneos, de mejor calidad y resistencia.
Festerlith-R.- Aditivo retardador del fraguado inicial, que conserva las
características de fluidizante, plastificante y reductor de agua
Festerlith-A.-Aditivo acelerador del fraguado, obteniéndose mayores
resistencias con el tiempo (edad).
Festermix,- aditivo acelerador del fraguado, dispersante y endurecedor
integral, el cual es un compuesto de agentes aceleradores humectante y
dispersantes, es decir, acelera el fraguado, activa la hidratación del cemento y
aumenta así la resistencia inicial del concreto.
Fest-.aire.- Aditivo inclusor de aire, constituido por una solución estable
de resina vinsol, neutralizada. Este producto se añade directamente a la
mezcla, o en el agua que se usará en la elaboración; al mezclarse con los
componentes del concreto produce burbujas de aire, las cuales actúan como
lubricante entre las partículas de cemento, grava y arena, teniendo un efecto
humectante, lo que permite una mezcla más perfecta, con menor cantidad de
agua.
USO Y APLICACIÓN
CAPITULO 3
ANÁLISIS Y SELECCIÓN DE LOS COMPONENTES DEL CONCRETO
CEMENTOS El cemento es un compuesto de cal, alùmina y sílice, finalmente
pulverizado, el cual, al mezclarse con el agua, se combina con ella y forma una
masa sólida y dura.
Las materias primas que nos dan el compuesto de cal, alùmina y sílice,
son dos: material calcáreo, como la piedra caliza y el mármol, y un material
arcilloso, como el barro o la escoria de los altos hornos. La mezcla de estas
materias primas se debe hacer en proporciones adecuadas.
Los compuestos activos del cemento son inestables, y en presencia de
agua reorganizan su estructura. El endurecimiento inicial del cemento se
produce por la hidratación del silicato tricálcico, el cual forma una sílice
hidratada gelatinosa e hidróxido de calcio. Estas sustancias cristalizan,
uniendo las partículas de arena o piedras, siempre presentes en las mezclas
de argamasa de cemento, para crear una masa dura. El aluminato tricálcico
actúa del mismo modo en la primera fase, pero no contribuye al
endurecimiento final de la mezcla. La hidratación del silicato dicálcico actúa
de modo semejante, pero mucho más lentamente, endureciendo poco a poco
durante varios años. El proceso de hidratación y asentamiento de la mezcla
de cemento se conoce como curado, y durante el mismo se desprende calor.
En la fabricación del cemento se trituran las materias primas mezcladas
y se calientan hasta que se funden en forma de escoria, que a su vez se tritura
hasta lograr un polvo fino. Para el calentamiento suele emplearse un horno
rotatorio de más de 150 m de largo y más de 3,2 m de diámetro. Estos hornos
están ligeramente inclinados, y las materias primas se introducen por su parte
superior, ya sea en forma de polvo seco de roca o como pasta húmeda hecha
de roca triturada y agua. A medida que desciende a través del horno, se va
secando y calentando con una llama situada al fondo del mismo. A medida que
se acerca a la llama se separa el dióxido de carbono y la mezcla se funde a
temperaturas entre 1.540 y 1.600 ºC. El material tarda unas seis horas en
pasar de un extremo a otro del horno. Al salir se enfría con rapidez y se tritura,
USO Y APLICACIÓN
trasladándose con un compresor a una empaquetadora o a silos o depósitos de
almacenamiento.
TIPOS DE CEMENTOS Existen 5 tipos de cementos Pórtland para usos diversos, según se trate
de construcciones ordinarias, de construcciones levantadas en un tiempo
mínimo, de obras hidráulicas y masivas, de obras marítimas o de las que están
en contacto con terrenos y aguas sulfatados.
CEMENTO COMUN (NORMAL) Es un cemento de uso general; se emplea en construcciones de
pavimento y banquetas, estructuras de edificios, puentes, grandes claros,
tanques, tuberías para agua y, en particular, en lugares donde no están
expuestas a la acción del sulfato, o donde el calor generado por la hidratación
del cemento no origina un aumento perjudicial a la temperatura.
Figura 3.1.- en la mayoría de las construcciones se utiliza cemento normal o común, se
obtiene una diversidad de formas con base en moldes y cimbras.
CEMENTO MODIFICADO Representa la etapa intermedia entre el cemento común, por una parte,
y el de bajo calor o el resistente a los sulfatos, por otras. Con características de
resistencias al ataque de los sulfatos (como en las estructuras de carácter
hidráulico o drenaje, donde las concentraciones de sulfatos son mayores pero
no máximas), y se utiliza en estructuras de claros intermedios (8 a 15 m) y
muros de concretos, por lo general en zonas de calor.
USO Y APLICACIÓN
CEMENTO DE ALTA RESISTENCIA Y FRAGUADO RAPIDO Se usa en obras de corto límite de tiempo, donde se deba aprovechar al
máximo la cimbra y se requiera el trabajo del concreto lo más rápido posible,
pero la resistencia final es la misma que la del normal y es de máxima utilidad
en climas fríos. Estos cementos tienen la característica principal de tener, a los
seis días, resistencias superiores a las que se adquieren en 28 días con un
cemento normal.
CEMENTO DE BAJO CALOR Es un cemento con características totalmente opuestas al anterior, ya
que adquiere su resistencia con lentitud, al producir menos calor al hidratarse y
reducir así la tendencia al agrietamiento en grandes volúmenes y/o grandes
espesores como en las presas. Fig. 3.2
Figura 3.2.- Presa de Kariba. situada en la frontera entre Zambia y Zimbabue. Permite
controlar las inundaciones y produce energía CEMENTOS CONTRA SULFATOS Se usa en cimentaciones y estructuras en general, expuestas a una
acción de sulfatos en gran cantidad, o en contacto con aguas o terrenos que
contienen álcalis, teniendo etapas muy lentas de endurecimiento.
Aparte de estos cincos tipos principales de cementos, también existen
otros llamados “especiales”, entre los que encontramos los siguientes:
a) Cemento blanco. Se elabora con materia prima seleccionada
(piedra caliza, caolín y yeso) mediante un proceso que produce
calor o mancha.
b) Cementos impermeables. Se elaboran con materiales
repelentes al agua.
c) Cementos especiales. Sirven para endurecer en altas
temperaturas.
USO Y APLICACIÓN
Los elementos básicos que componen el concreto se dividen en dos
grupos:
• Activos
• Inertes
Los activos son el agua y el cemento, dependiendo de ellos la reacción
química (o sea su endurecimiento mientras fragua), hasta alcanzar una solidez
de gran resistencia (de acuerdo con sus proporciones).
Los elementos inertes son la grava y la arena, que ocupan gran parte del
volumen del producto total, y las proporciones en que se mezclan estos
elementos varían de acuerdo con la granulometría de los agregados y con la
resistencia final requerida.
Agregados.- estos elementos son muy importantes porque el material,
del que se forman, es más económico que el concreto; por su facilidad de
obtención, porque da cuerpo (forma la estructura interna) al concreto, teniendo
que estar muy bien cuidadas las especificaciones y las proporciones de grava y
arena; por su tamaño requerido, limpieza y tipo de cantera (o lugar donde se
explote). En general, de la calidad de estos agregados, y por sus
características físicas, químicas y mecánicas, dependerán directamente los
resultados buscados. Por su tamaño, los agregados se dividen en dos grandes
grupos.
A) Agregados finos
B) Agregados gruesos
Figura 3.3.- obtención de agregados por medio de maquinas trituradoras.
USO Y APLICACIÓN
Agregados Finos.- Se llama arena, al material granular fino
(generalmente menor de 5 Mm. de diámetro) que resulta de la disgregación de
las rocas naturales, o mediante la y molienda de rocas duras determinadas.
Las arenas, de acuerdo con su procedencia o localización, se denominan.
a) de río
b) de mina
c) de playa o duna
d) artificiales
Figura 3.4.- tipos de agregados, según su clasificación
Agregados Grueso.- el agregado grueso consiste, generalmente, en
piedra triturada (grava), escoria de los altos hornos u otro material inerte de
características similares a los anteriores, que satisfagan los requisitos
indicados.
Los agregados gruesos que se utilizan, al mismo tiempo, para formar el
conjunto con las arenas para la dosificación de los concretos deberán
satisfacer las condiciones de éstas, al estar limpios, ser resistentes y tener una
composición química estable.
El tamaño de estos agregado varían con la clase o tipo de obra,
empleándose desde 30,50 y 90 Mm. para concretos simples o ciclópeos; en el
concreto armado, el tamaño será dado por la separación del refuerzo, y se
exige un máximo inferir a ¼”, que es la mínima separación entre refuerzos y
entre la cimbra o molde y el refuerzo próximo.
Tabla.3.4.- Clasificación de la grava según su tamaño
tamaños mínimo máximo
Grava muy pequeña
Grava pequeña
Grava mediana
Grava grande
Grava extra grande
5 mm
10 mm
19 mm
38 mm
76 mm
10 mm
19 mm
38 mm
76 mm
152 mm
USO Y APLICACIÓN
En la dosificación (proporciones de arena y grava) de los morteros
(mezcla y concretos), principalmente de tipos hidráulicos, el constructor deberá
asegurarse de las condiciones de los agregados. Aunque de una manera
general, estos deberán prepararse para su empleo y satisfacer las condiones
de dureza, estabilidad y resistencia.
Agua.- la relación agua-cemento es muy importante, porque el aumento
de agua requerida da por resultado la disminución de la fatiga del concreto, a
los 28 días; por lo regular, cuando la mezcla no puede ser muy manejable, los
operarios, sin la autorización del supervisor de obra, aumenta agua a las
revolturas, siendo indispensable la vigilancia del residente de obra.
USO DEL AGUA
En el caso del agua que se emplea en la fabricación de concreto, se
considera que puede tener dos funciones principales en el proceso, la primera
como agua de mezclado y la segunda como agua de curado. Ambas funciones
son evaluadas por la Norma NMX C-122, estableciendo los parámetros que
deben cumplir las aguas no potables, así como una clasificación de los
diversos tipos de agua que existen y sus efectos y limitaciones para ser usadas
en concreto.
Cuando el agua funciona como un ingrediente en la fabricación de
concreto, es decir como agua de mezclado, se puede estimar que el agua
ocupa entre el 10 y 25 por ciento de cada metro cúbico de concreto que se
fabrica.
USO Y APLICACIÓN
Tabla. 3.6.- Tipos de agua para el concreto
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS (NMX C-122) El agua no potable empleada para el concreto, en cualquiera de las dos
funciones anteriormente mencionadas, y dependiendo del cemento que se
utilice, puede calificarse de acuerdo a las siguientes características:
a) ) Las aguas que excedan los límites enlistados para cloruros, sulfatos y magnesio,
podrán emplearse si se demuestra que la concentración calculada de estos compuestos
en el agua total de la mezcla, incluyendo el agua de absorción de los agregados u otros
orígenes, no excede dichos límites.
b) Cuando se use cloruro de calcio (CaCl2) como aditivo acelerante, debe tomarse en
cuenta el dosificado para no exceder el límite de cloruros establecido (ACl 318).
c) El agua se puede usar siempre y cuando las arenas que se empleen en el concreto
acusen un contenido de materia orgánica cuya coloración sea inferior a 2 de acuerdo con
el método de la NMX C-88.
Tipo de agua Efectos con su uso en concreto
Aguas puras Acción disolvente e hidrolizante de compuestos cálcicos del concreto.
Aguas ácidas naturales Disolución rápida de los compuestos del cemento. Aguas fuertemente salinas Interrumpe las reacciones del fraguado de cemento.
En el curado, disolución de los componentes cálcicos del concreto.
Aguas alcalinas Produce acciones nocivas para cementos diferentes al aluminoso.
Aguas sulfatadas Son agresivas para concretos fabricados con cemento Pórtland, en especial al tipo I.
Aguas cloruradas Produce una alta solubilidad de la cal. Produce disolución en los componentes del concreto.
Aguas magnesianas Tienden a fijar la cal, formando hidróxido de magnesio y yeso insoluble. En la mezcla, inhibe el proceso de fraguado del cemento.
Agua de mar Produce eflorescencias. Incrementa la posibilidad de generar corrosión del acero de refuerzo.
Aguas recicladas El concreto puede acusar los defectos propios del exceso de finos.
Aguas industriales Por su contenido de iones sulfato, ataca cualquier tipo de cemento.
Aguas negras Efectos imprevisibles.
USO Y APLICACIÓN
CAPITULO 4
FABRICACION DEL CONCRETO
FABRICACION DEL CONCRETO MEZCLADO A MANO
Este tipo de concreto se ejecuta de la manera siguiente: Sobre un
entarimado (duela o tablones) impermeable, o una superficie plana preparada
se extiende en primer lugar la arena, continuación se vacía el cemento
mezclado con pala, hasta que se obtenga un color uniforme (generalmente con
dos o tres vueltas es suficiente), como lo muestra la figura 4.1
Figura 4.1.- Procedimientos para obtener un mezclado uniforme hecho a
mano.
Después de tener la arena y el cemento perfectamente revueltos, se
extenderá la mezcla obtenida, añadiendo el agregado grueso hasta que quede
una capa uniforme muy bien mezclada, procediéndose abrir un cráter,
poniéndole la cantidad necesaria y adecuada de agua.
Luego de derrumbar las orillas del cráter se mezcla el conjunto de un
lado hacia otro, hasta que se observe que la revoltura presente un color
uniforme.
USO Y APLICACIÓN
Si la revoltura empieza a fraguar (no deberá pasar de 20 a 30 min.) en la
operación del colado, después de haber depositado el agua no se deberá
permitir que se le agregue más agua.
La revoltura que por descuido allá endurecido o sobrado, por ningún
motivo deberá usarse en elementos estructurales; en ultimo caso, solo se
podrá usar en firmes.
FABRICACION DEL CONCRETO MEZCLADO A MAQUINA
La elaboración mecánica se efectúa mediante mezcladoras rotatorias (o
de tambor), que se cargan por medio de cucharones móviles de capacidad de
1/3 m3 y con tolvas, si es necesario mayor capacidad; en el tambor de acero se
mezclan los materiales en seco todos los agregados deberán ser mezclados
completamente hasta lograr una apariencia uniforme (de color semejante), con
todos los ingredientes perfectamente distribuidos. Ver Fig. 4.2
FIG. 4.2.- Elaboración de concreto es necesario contar con una revolvedora de
un saco.
USO Y APLICACIÓN
TRANSPORTE DEL CONCRETO A SU LUGAR DE COLOCACION
Cuando se descarga el concreto de la mezcladora se debe tomar
precauciones para evitar su segregación al caer, sin control, por el canalón, a
las cubetas tolvas carretillas o formas. Esa segregación es mas fácil que
ocurra cuando se utiliza mezcladoras no inclinables, con canalones de
descarga que permiten el paso del concreto en corrientes mas pequeñas que
con las mezcladoras inclinables. Para evitar la segregación se debe colocar
una placa desviadora o, mejor aun, una sección de tubo de bajada en el
extremo de los canalones para que el concreto caiga verticalmente al centro
del recipiente.
El bombeo es un método adecuado para colocar el concreto, pero rara
vez ofrece ventajas sobre los otros métodos; las curvas las alturas de bombeo
y lo áspero del concreto reducen las distancias a la cual se puede bombear.
Para mejores resultados se deben de instalar un agitador en la tolva de
alimentación de la bomba y evitar la segregación.
Las carretillas se utilizan para transportar el concreto en distancias
cortas por lo general, desde una tolva hasta las formas, en la carretilla normal
un operario puede mover 1-1/2 a 2pies cúbicos de concreto, a 25 pies en 3
minutos
Figura. 4.3.- Camión Revolvedor Unidad con capacidad para transportar 7.5 m3 de concreto premezclado
USO Y APLICACIÓN
Figura 4.4.-Mini Mixer Unidad para accesos restringidos, con capacidad para transportar 3m3 de concreto premezclado
Figura 4.5.-Camión Revolvedor Paver Unidad especializada para proyectos de pavimentos con concreto, capacidad para transportar 8m3 de concreto premezclado
Figura 4.6.-Bomba Pluma Unidad móvil para el bombeo de concreto premezclado Longitudes de pluma existentes: 17, 23, 28, 32, 34, 26 y 42 metros
USO Y APLICACIÓN
Figura 4.7.-Bomba Estacionaria Unidad fija para el bombeo de concreto premezclado con capacidad de 80 m3 por hora
Figura 4.8.-Camión Revolvedor Bomba Unidad para transportar concreto premezclado con capacidad de 7.5 m3 y con módulo de bombeo integrado
Los carros para concreto tienen las misma aplicación que las carretillas
y exigen menor esfuerzo del operario; como son mas fuertes y mas ancho,
pueden manejar 4.5 pies cúbicos. También hay carros motorizados con
capacidad de 1/2 yarda cúbica.
Cualquiera que sea el método o equipo utilizado para el transporte del
concreto este debe depositar lo más cerca posible de su lugar final. No hay que
deja que el concreto fluya a su lugar, porque entonces se concentra mortero
menos durables en los extremos y las esquinas donde la durabilidad es lo mas
importante.
USO Y APLICACIÓN
DEPOSITO DEL CONCRETO EN MOLDES O CIMBRAS
El vaciado o colado de concreto debe hacerse a cualquier hora del día o
de la noche; sin embargo es mejor a la luz del día: al calor del día, deben
tomarse las precauciones necesarias a fin de poder terminar antes deque
oscurezca en caso contrario, se utilizara alumbrado conveniente para esta
operación. Al estar colando, sobre todo cuando el mezclado es a mano, debe
preverse que las camas sean en forma continua o sea, que entre revoltura y
revoltura vaciada no haya una diferencia mayor de 30 min. Ver Fig. 4.9
Figura 4.9.- para realizar el vaciado del concreto, la cimbra deberá estar
asegurada, para evitar que este presente problemas al momento de recibir el concreto.
Para todo elemento estructural, cuyo volumen sea mayor de 6m³, deberá
hacerse el concreto en revoltura mecánica solo se permitirá interrumpir los
colados cuando la cantidad por vaciarse sea mayor de 15 m² y, en este caso,
no deberá hacerse colado menores de 10 m² por día debiendo interrumpirse
en secciones que no comprometan la resistencia de cada pieza cuando por
causas ajenas o por razones de trabajo sea preciso interrumpir el vaciado de
concreto debe preverse juntas de construcción verticales normales a la
dirección de los esfuerzos principales localizando estas juntas donde el
esfuerzo cortante es nulo
USO Y APLICACIÓN
El concreto deberá depositarse en los moldes, de tal manera que se
eviten la segregación, y en capas no mayores de 25 cm. de espesor, una a
continuación de otra, sin dar tiempo a que empiece el fraguado; cada capa se
ira vibrando /si se cuenta con vibrador) o picando con varillas o herramientas
a manera de calzadores, con la que se puede hacer esta operación.
Una vez que el concreto comience a fraguar se dejara reposar como
mínimo 8hrs; en este lapso, se vigilara que sobre el elemento colado no se
coloque cargas; así mismo, se cuidara que no se transite sobre su superficie.
Para el colado de elementos de concreto armado se cuidara que el fiero
quede perfectamente ahogado en el concreto con un espesor mínimo de 1.5cm
de grueso como recubrimiento así mismo en los diferentes elementos
estructurales donde se necesitan anillos, como en las cadenas, trabes,
castillos, columnas, etc., se respetara la distancia entre ellos y las dimensiones
de los mismos según cálculos respectivos.
Para el calculo las dimensiones de los anillos se tomara precisamente la
especificación anterior de dejar 1.5 cm. Por lado de recubrimiento libre. En esta
forma se puede decir que los anillos para un castillo de 15 x 15, deberán
hacerse con una sección exterior de 12 x 12 cm. Para cadenas de 20 x 20 cm.
Se harán anillos con dimensiones de 17 x 17 cm., y así sucesivamente.
Cuando después del colado, se desean construir muros, cadenas, o
cualquier otro elemento similar, para evitar la necesidad de taladrar o romper;
en su defecto, se tendrá especial cuidado en picar y lavar perfectamente la
superficie que va a recibir al nuevo componente, regándola, una vez lavada,
con lechada de cemento para hacer una unión lo mas perfecta posible.
Si se requiere colar un nuevo concreto sobre un concreto existente, la
superficie vieja se hará rugosa hasta llegar al material sano, se limpiara y se
saturara de agua; se removerá el exceso de agua, e inmediatamente antes de
vaciar el nuevo concreto, se cubrirá la superficie con cemento limpio (lechada)
aplicado con brocha.
USO Y APLICACIÓN
COLADO DE CADENAS Y CERRAMIENTOS
Con anterioridad se mejorara y lavara el muro que soporte la cadena,
sujetando los moldes, convenientemente alineado, con un hilo y a plomo con el
muro. Se cuidara de corregir los errores que tengan los muros o la cimentación,
para dejar el lecho alto de la cadena, perfectamente a nivel. En los lugares en
que, por necesidad del proyecto, sea necesario cambiar la altura de la cadena,
se hará traslapes de una longitud no menor de tres veces su peralte. Podrá
descimbrarse este elemento, de 24 a 48 horas después de colado. En castillos,
el colado deberá hacerse en tramos de 1.50 m de altura, picando el concreto
para evitar vacíos. Se cuidara especialmente que las varillas queden
perfectamente a plomo, al ejecutarse el colado.
Figura 4.10.-En el proceso del colado, es necesario contar con un vibrador o bien con
una varilla para picar el concreto y evitar los vacíos que estos puedan tener después de ser descimbrados.
Toda columna deberá colarse de una sola vez, cualquiera que sea su
altura. Cuando esta sea excesiva, el contratista tomara las providencias
necesarias de picado, vibrado, etc., para que quede correcto el colado desde la
base. Las columnas, trabes y otros elementos se regaran dos veces diarias
hasta dejar perfectamente mojados los moldes, por el mismo periodo.
Cuando se trate de trabes de concreto armado, los moldes deberán
tener sus paramentos perfectamente a plomo y la base a nivel, soportada con
los puntales suficientes para evitar flexiones al colar.
Figura 4.11.- Condiciones en que debe cimbrarse las trabes, y cumplir con los
parámetros de separaciones, entre molde y el armado.
USO Y APLICACIÓN
Figura 4.12.- Los aceros de refuerzos deben cumplir con las especificaciones
estructurales, separaciones, armado y colado del mismo.
Las aristas inferiores de las trabes llevaran un chaflán de tiras
triangulares de madera de 1” por lado en la parte interior de los moldes, con el
fin de evitar su deterioro.
Cuando se trate de losa de concreto armado en cimentación además de
lo ya especificado, se tomara en cuenta que, sobre la consolidación
debidamente apisonada y nivelada, se tendera el fierro, levantando este del
suelo lo suficiente para que queden las varillas cubiertas por el concreto en su
parte inferior, con espesor mínimo de 4cm, al día siguiente de efectuado un
colado, se “puntearán” las grietas con lechada rica, y se cubrirá la superficie de
las losas con una capa de arena de 2cm de espesor, que se conservara
perfectamente húmeda durante 15 días, como mínimo.
Las dimensiones y formas de colocar el fierro serán de acuerdo con los
planos respectivos e indicaciones del supervisor. Las losas no deberán
recubrirse de tierra, y su proceso deberá sujetarse a las especificaciones
generales del concreto.
VIBRADO.
Aunque la compactación es posible realizarla a mano, por medio del
picado y apisonado, no es muy recomendable, pues además de requerir
mezclas muy fluidas, generalmente el resultado no es muy satisfactorio.
La compactación por vibración, cuyo uso se ha generalizado, ofrece las
siguientes ventajas: reducción en la cantidad de agua y, consecuentemente, en
la cantidad, aumentando la resistencia; mayor adherencia en las juntas, y
reducción en los efectos de retracción.
USO Y APLICACIÓN
El vibrador del concreto es de mucha importancia para un colado
efectivo, y su aplicación correcta es factor esencial en todo tipo de obra; el
procedimiento para un útil vibrado, varía con el tipo de trabajo, con el tipo de
vibrador utilizando y con la calidad del concreto.
Figura 4.13.- Al vibrar de esta manera el concreto al ser vaciado se obtendrá un
mejor colado, más consistente y con mayor adherencia.
El uso de los vibradores en un colado puede favorecer la resistencia del
concreto, ya que es posible utilizar menor cantidad de agua en la revoltura,
lográndose con el vibrado que las partículas del concreto se pongan en
movimiento, reduciendo de este modo la fracción entre ellas, haciendo que la
mezcla sea mas fluida y por consiguiente, facilitando el colado y mejorando el
acabado, por la misma uniformidad lograda por este medio.
La velocidad de los vibradores varia entre 3,500 revoluciones por minuto
(rpm) a 12,200 rpm, aproximadamente, con un diámetro de 3/4“a 2”,
utilizándose generalmente los de 7,000 rpm. Con un diámetro de pulgada y
media.
Los vibradores para colados se colocaran horizontalmente a distancias
no mayores que el radio, a través del cual la vibración es efectiva visiblemente,
recomendándose unos 15 segundos de vibrados por cada 10m² de superficie
superior en cada etapa.
USO Y APLICACIÓN
TIPOS DE VIBRADORES
Los vibradores pueden ser accionados por medio de electricidad,
mediante un motor de gasolina o por aire comprimido.
Las vibraciones son producidas por un excéntrico que va sujeto al eje del
motor, y algunos modelos utilizan un electroimán que impulsa el vástago.
Los vibradores se clasifican en tres tipos: internos, de molde, y de
superficie.
Figura 4.14.- Equipos vibradores, estos ayudan a que el concreto obtenga una mejor
adherencia.
VIBRADORES INTERNOS. Son aplicados directamente a la revoltura del concreto, pudiendo
moverse con facilidad, con lo que se logra distribuir el vibrado en toda la masa
de concreto. Se prefieren para cualquier trabajo en que puedan usarse.
VIBRADORES DE MOLDE Estos vibradores se sujetan rígidamente a los moldes por medio de una
abrazadera o tornillo de carpintero. Son ligeros y pueden ser movidos con
facilidad de un lugar a otro para distribuir la acción vibratoria. Gran parte de la
energía el vibrado es absorbida por los moldes que deben estar
acondicionados para sufrir el movimiento por medio del cual se transmite la
vibración al concreto este tipo de vibrador es muy conveniente cuando por la
estrecha separación de las formas no es posible usar el vibrador interno.
USO Y APLICACIÓN
VIBRADORES DE SUPERFICIE
En la construcción de presas, pavimentos, etcétera, se usan estos
aparatos, que consisten en una plataforma gruesa y pesada, por lo general de
madera, sobre la cual se encuentran montados. Se emplean, Principalmente
para dejar superficies tersas y bien acabadas, y en la actualidad son muy
empleados en México, para dar un buen acabado a las superficies de
pavimentos de concreto
CURADO DEL CONCRETO
La hidratación de los componentes del cemento y, por ende, el
endurecimiento del concreto, no se verifican instantáneamente, sino en forma
progresiva a través de cierto tiempo. La hidratación y, por lo consiguiente el
endurecimiento, progresan mientras exista agua en contacto con el cemento. Si
el agua se evapora y deja de estar en contacto con éste, cesa el progreso de la
hidratación y del endurecimiento; por ello, es necesario., asegurar que durante
las primeras horas, después de la colocación del concreto, no haya pérdida del
agua que se emplea en su preparación.
En una revoltura bien proporcionada hay agua suficiente para completar
la hidratación y obtener un curado perfecto, si es agua no sufre ninguna
evaporación. El mejor modo de lograr esto es curar el concreto, que es algo tan
importante en las construcciones, como el debido proporcionamiento de la
revoltura o la colocación misma del concreto.
SISTEMA PARA CURAR CONCRETO
Existen varias formas de curar concreto, tales como el uso de
membranas impermeables; el riego de agua, que consiste en cubrir con todo
cuidado a superficie con yute o lona humedecidos, que pueden quitarse al día
siguiente a condición de que inmediatamente se inicie el riego sobre la
superficie, y conservando el concreto
USO Y APLICACIÓN
Perfectamente humedecido durante los 10 días siguientes o bien, la
protección de la superficie mediante bordos de tierra, entre los cuales se
conserva una lámina de agua, también durante 10 días Con estos métodos,
siempre es necesaria una atención constante y extrema.
Gran parte de los sistemas usados hacen necesario que se pierdan
varias horas entre el momento del acabado del concreto y el inicio de curado,
con el fin de no dañar la superficie fresca.
Durante este intervalo, una buena cantidad de agua contenida en el
concreto se evapora. Esta operación es la que produce las fisuras, que no sólo
dan una mala apariencia al concreto, sino que lo ponen en peligro de
destrucción.
Los concretos hechos con cementos normales y resistentes a los
sulfatos, se deben curar en esta forma por lo menos 14 días; los hechos con
cemento de bajo calor, por lo menos 21 días. El concreto hecho con cemento
de alta resistencia rápida, se debe mantener húmedo hasta que se alcance
suficiente resistencia, como se determinara con cilindros de pruebas
Figura 4.15.- El curado del concreto es unos de los hidratantes del cemento para
lograr su resistencia en el tiempo especificado.
USO Y APLICACIÓN
CURADO Y PROTECCION Todas las losas de concreto recién coladas y acabadas deberán curarse
y protegerse contra un secado rápido, contra cambios violentos de
temperatura, y contra daños provocados por el transito y las construcciones
subsecuente.
El curado deberá comenzar lo más pronto posible después del
acabado. El curado es necesario para asegurar la continua hidratación del
cemento y el desarrollo de la resistencia del concreto.
Cuando el trabajo con el concreto continuo durante periodos en condiciones
ambientales adversas, se hace necesario tomar precauciones especiales, por
ejemplo:
a) En los climas fríos se deberán hacer arreglos anticipados para
calentar, cubrir. Aislar o encerrar el concreto.
b) Climas calidos. Podría requerir precauciones especiales contra secado y evaporaciones rápidas contra temperaturas excesivamente altas.
USO Y APLICACIÓN
CAPITULO 5
MOLDES Y CIMBRAS PARA CONCRETO
FUNCIÓN DE LOS MOLDES O CIMBRAS Para poder colar aquellos elementos como: dalas de repartición, zapatas
de cimentación contratabes castillos, columnas losas, etcétera, se emplean
moldes que pueden ser de fierro o de madera, principalmente, además de
aquellos que están hechos con materiales muy diversos, como fibras
comprimidas, asbesto, cemento, etc.
Se usan moldes de fierro cuando se desea un acabado perfecto. Por lo
elevado del costo de la cimbra metálica, su uso es restringido, utilizándose
sobre todo cuando se tienen elementos modulados, es decir, columnas o
trabes tipo, y en cantidad tal, que amerite hacer el gasto de formas metálicas.
Los moldes de madera son los más usados, por su fácil adaptabiIidad y
manejo; sin embargo, toda las formas, sean metálicas, de madera o de
cualquier otro material, deberán llenar ciertos requisitos, a fin de poder obtener
resultados satisfactorios.
Las cimbras o encofrado retienen el concreto hasta que el fraguado y
produce la conformación deseada y a veces, también Ios acabados de
superficie requeridas; pueden soportarse en obra falsa, de resistencia
adecuada y de suficiente rígida, para mantener las deflexiones dentro de los
límites aceptables; además, deben ser fuertes y rígidas para satisfacer las
tolerancias dimensionales y herméticas, pues de lo contrario se escurrirá el
mortero durante la vibración y ocasionará franjas y cavidades indeseables,
desmontables con facilidad, para volver a usarlas.
Figura 5.1.- La función de los moldes, permiten conformar al concreto hasta que este
fragua
USO Y APLICACIÓN
CIMBRAS DE MADERA
En estas cimbras deberá cuidarse que la madera empleada sea de
calidad aceptable, exenta de nudos que afecten la estabilidad de los moldes y,
en todo caso, el diseño se ajustará, a las anotadas en los planos de detalle.
Tipos de madera
Son aquellas que presentan nudos firmes no mayores de 2.5 cm, sin
torceduras ni deformaciones longitudinales, y están exentas de rajaduras.
Madera de segunda
Son las que presentan nudos flojos pequeños, hasta de 1.5 cm, pero sin
exceder de 3/10 el ancho de la pieza; puede tener rajaduras longitudinales,
menores del ancho de la sección, o grietas que no lleguen a ½ del espesor, y
con longitudes de 1/6 de la pieza.
Maderas de tercera
Son las maderas que rebasan las especificaciones anteriores, y solo
deben usarse en construcciones provisionales o secundarias.
Figura 5.2.- Defectos que presenta la madera
Cantos: Los cantos irregulares pertenecen normalmente al extremo del tronco próximo a la madera en desarrollo, lo que le confiere menor calidad.
USO Y APLICACIÓN
Corazón Descentrado: Se da en árboles que han crecido en ladera o pendientes acusadas, o en lugares con viento muy fuerte.
Desolladuras: Si el desollado no es muy profundo es susceptible de arreglarse, aunque quede la cicatriz.
Grietas en las cabeceras: Se suele dar cuando se ha secado la madera en un proceso rápido.
Hendiduras de copa: El secado interior ha secado más rápido en el exterior. Para utilizarlo deberá prescindir de la parte que ha sido afectada.
Nudos: Vivos o muertos. Es donde se encontraba el nacimiento de una rama.
Retorcidos: Los tablones retorcidos han alabeado en direcciones distintas. Rechácelos, son inservibles.
USO Y APLICACIÓN
CIMBRAS DE METAL
Su uso es, desde luego, muy recomendable para todos aquellos trabajos
en serie, en los que se justifique el costo de la misma, pues con ellas se evita
totalmente el uso de la madera ya que los pies derechos, postes y tornapuntas,
son sustituidos por elementos metálicos telescópicos, cuya duración es muy
grande, y su colación y ensamblado son suma mente sencillos.
El acabado que toman las piezas coladas por este procedimiento es
perfecto en su apariencia, quedando las superficies libres de toda irregularidad,
por lo que es posible dejar el concreto aparentemente terminado, sin aplicar
ningún recubrimiento posterior.
Figura 5.3.- Diversidades de formas en Cimbras de metal para columnas y losas.
USO Y APLICACIÓN
CIMBRAS DE OTROS MATERIALES
Cimbras de tubo de Cartón o Fibra (Sonotubo)
Por las mismas razones que se han mencionado, y muy en especial por
lo que respecta a la manufactura de cimbras para columnas redondas, ha
tenido gran aceptación en México el uso de cimbras hechas a base de papel
Kraft en forma de tubos, los cuales no es posible usarlos más que una sola vez,
pero ofrecen grandes ventajas en lo que respecta a su costo y al magnífico
acabado aparente que dan a las piezas. Su aplicación y uso se detallan en la
parte correspondiente.
Cimbras Hechas con Lámina de Fibracel
Es un material intermedio entre la madera y la cimbra metálica, que
disminuye el costo de la misma, obteniéndose un acabado similar a aquellas en
que se emplea cimbra metálica. Puede usarse en forma simple, al igual que el
triplay, o bien, como recubrimiento de cimbras hechas con el sistema usual de
madera en las que, por lo tanto, ya no es necesario cuidar su acabado, pues no
trabajarán como superficies de contacto sino, simplemente, como elementos
estructurales de la misma.
Cimbras de asbesto
Este material, por las ventajas que reporta, ha sido usado para cimbrar,
sobre todo en lo que respecta a columnas circulares, en las que se emplean
tubos de dicho material, colando dentro de los mismos la sección de concreto
previamente calculada, y donde queda como superficie exterior la del tubo de
asbesto.
USO Y APLICACIÓN
MOLDES O CIMBRA DE ELEMENTOS DE CONCRETO
Cimientos
Se utilizarán duelas de madera de 1 - 1/2 (3 .75 cm) de espesor y 4” (lO
cm) de ancho. Las cimbras estarán troqueladas por elementos metálicos o de
madera, según las indicaciones señaladas en los planos estructurales;
asimismo, los moldes se ajustarán a la configuración y dimensiones que
marquen los planos respectivos; se fijarán con separadores de varilla
corrugada, como bushings con tubo PVC, colados a no más de 1 m de
distancia entre sí.
Las cimbras deberán impermeabilizarse con una capa de aceite mineral
(diesel o molducreto) y no deberán quedar en contacto con el acero del
armado, cuidando además que en alturas mayores de 2 m, la parte inferior esté
provista de aberturas que permitan la limpieza y la inspección del colado.
Columnas y Castillos
Para el encofrado de columnas de concreto armado se utilizarán los
siguiente materiales: duela de 4’ (10 cm) o playwoods de 19 mm ya usados
hushings de PVC, varilla de 3/8’ (0.95 cm), clavos de 3” chaflán de una
pulgada, aceite mineral diesel o molducreto. Para su realización, no deberán
usarse torzales de alambre al troquelar; los clavos deberán mantenerse a nivel
y alineados en la superficie, siendo éstos del mismo tipo y espaciados
regularmente. La calidad de la cimbra estará sujeta a la aprobación del director
de la obra; el número de usos será de 8, y disminuirá si el maltrato así lo exige,
no efectuándose el colado sin la autorización del supervisor de la estructura
Figura 5.1.- Columna zunchada.
USO Y APLICACIÓN
La cimbra se barnizará con una capa de aceite diesel o molducreto así
como los bushing y deberá estar limpia de desperdicios y partículas sueltas;
asimismo debe estar regada con agua, antes de colar.
Para los castillos se utilizará duela de 1-1/2” (3.75 cm) de espesor y
10cm de ancho, y/o triplay de 15 mm de espesor, clavos de 1- ½”, tiras de
madera para troquelar, y/o varilla corrugada y PVC para bushings. Para el
proceso de cimbrado se Seguirán las indicaciones generales expresadas para
columnas.
TRABES
Figura 5.2.- Cimbras en trabes y columnas.
LOSAS
El Material a utilizarse será duela de 10 cm o bien playwood ya usado,
clavos de 3”, molducreto o diesel, madera o piezas de acero estructural para
pies derechos y contraventeo más madera para arrastres y calzas. Estas
cimbras deberán contraventearse y en casos en que el contraventeo se apoye
en elementos ya colados que puedan afectarse, éstos se proteger con placas
de madera o metal para evitar el deterioro de las superficies aparentes.
Los pies derechos de madera o metálico se asentaran sobre arrastres de
vigas no menores de 1m. Nivelados con no más de dos calzas; los puntos de
concentración de la cubierta se mantendrán apuntados la contraflecha
respectiva será de 1/400, medida desde el centro del tablero; en voladizos será
de 1/100 medida desde el empotramiento al extremo libre, salvo indicaciones
de la dirección de obra.
USO Y APLICACIÓN
Figura 5.3.- Cimbras para losa.
MUROS
Los materiales para el encofrado de muros serán tarimas de duela de 2”
y 1-1/2”, bushings de varilla corrugada con tubo PVC, y aceite mineral (diesel o
molducreto) Los moldes deber ajustarse a las dimensiones indicadas en los
planos estructurales, y tendrán la resistencia y rigidez necesaria para soportar
esfuerzos laterales, por impacto y compresión perpendicular al peso propio.
Las especificaciones generales serán las indicadas con anterioridad para los
elementos previamente descritos, agregando, en este caso, la precaución de
colocar las piezas de madera o acero con color a lo largo de los muros,
indicando el nivel a que llegará el colado.
DESCIMBRADO
Las cimbras sólo se deben quitar después que el concreto ha alcanzado
suficiente resistencia, para que no haya deformación notoria ni daños en el
mismo Si se quitan los soportes antes de que las Vigas o pisos sean capaces
de soportar las cargas aplicadas, hay que volver a armarIos, hasta que haya
adquirido suficiente resistencia. Sin embargo suele ser deseable la remoción
más temprana posible de las cimbras, para volver a usarlas con rapidez y
poder empezar el curado lo más pronto posible, así como permitir reparaciones
y tratamiento de la superficie, mientras el concreto está todavía fresco y las
condiciones son favorables para una buena adhesión.
USO Y APLICACIÓN
En tiempo muy frío, las cimbras no se deben quitar mientras el concreto
todavía está tibio. El enfriamiento rápido de la superficie ocasionará hendiduras
o grietas; por esta razón, el agua para curado, aplicada a la superficie acabada
de descimbrar, no debe estar mucho más fría que el concreto.
La cimbra podrá quitarse después de veinte días, en todos aquellos
elementos como losas y trabes, siempre y cuando se apuntalen siete días más;
un día, cuando se trate de “cachetes” de cadenas; cinco días, después del
colado de elementos como columnas, castillos, “cachetes” de trabes, etc.; y
diez días, para postes aislados, tomándose las precauciones necesarias, con el
objeto de no perjudicar el acabado. Una vez descimbrado, no deben colocarse
cargas sobre e concreto fresco.
USO Y APLICACIÓN
CONCLUSIONES
El concreto es un componente que se obtiene en la mezcla de
elementos como cemento, arena, grava y agua cuya resistencia es capaz de
soportar fuerzas naturales o que sean aplicadas intencionalmente por el
hombre.
El concreto reforzado ha sido estudiado desde que se aplica a la
construcción. Hoy en día se sabe cuales son las propiedades mecánicas del
concreto reforzado facilitando determinar sus especificaciones y mejorando su
funcionalidad.
Aunque desde los primeros casos del concreto siempre hubo el interés
por su durabilidad fue en las últimas décadas cuando adquirió mayor relevancia
por las erogaciones requeridas para dar mantenimiento a las numerosas
estructuras que se deterioraron prematuramente.
Durante algún tiempo, este problema se asocio principalmente con los
efectos dañinos del concreto, por lo cual no se le considero la debida
importancia en las regiones que por su situación geográfica no experimenta
climas invernal severo.
La moderna tecnología del concreto exige que la estructura del mismo
resulte tan resistente como se desee y que a la vez soporte las condiciones de
exposición y servicios a la que será sometida durante su vida útil. Para lograr lo
anterior se requiere de los conocimientos del comportamiento de todos los
componentes que intervienen en el, en su correcta dosificación.
Es por eso que hacemos hincapié en lo que es la utilización del concreto
mas común en la construcción de una casa habitación donde utilizaremos en
concreto no mayor de 250 kg/cm2. En pisos, trabes columnas y losas.