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7/25/2019 esistencia al fuego.pptx

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resistencia al fuego del concreto

Introduccin

Los incendios constituyen el riesgo mas grave para losocupantes de un edifcio , adems de los bienes incluidos enel mismo, e incluso la propia edifcacin. Las consecuenciasde un incendio se resumen en una sola palabra: perdidas.Siempre habr perdidas materiales de bienes amiliares,sociales o empresariales. Con recuencia, tambin habrderivaciones en carencia de servicios. Sin embargo, lo msgrave y doloroso, por lo irreparable, son las prdidas de

vidas humanas.La estabilidad del edifcio depende del comportamiento delos elementos estructurales rente al desarrollo de unincendio, ya ue el enorme calor y las elevadastemperaturas, pueden provocar el colapso de los mismos.


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Los elementos constructivos se pueden clasificar segn la incidencia del incendio sobrelos mismos y por tanto sobre la estabilidad del edificio, as como en la progresin del

fuego.

Elementos estructurales

Son los que forman parte de la estructura resistente y que estn sometidos a cargas, comopilares, vigas o columnas.

Elementos separadores

Son los que separan e independizan diferentes compartimentos, como tabiques o

mamparas, puertas y cubiertas no estructurales.

Elementos portantes-separadores

Son aquellos donde se combinan ambas funciones, como muros de carga y forados.


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!na pregunta surge ante esto" # $abr algn medio de eliminar este problema% La

respuesta es que probablemente nunca pueda eliminarse, pero si reducirlo

notablemente en dimensiones, mediante acciones adecuadas de incrementar la

proteccin pasiva y activa, especialmente en el $bitat de las personas, como es el caso

de los edificios.


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&fectos de la temperatura

Las temperaturas especiales a las que se elevan los incendios reales de edificios

generalmente llegan a '((() * o ms, y son muy pocos los materiales que conservan

una resistencia estructural de importancia. !na de las propiedades importantes del

concreto es la cualidad de resistir la transmisin de calor y de limitar estas elevadastemperaturas a una zona comparativamente poco profunda cerca de la superficie

e+puesta. !na propiedad que es de gran ayuda en este proceso, es la reduccin de

conductividad que a altas temperaturas puede ser nicamente una tercera parte del

valor a temperaturas ambientes normales.

&l resultado prctico de esta propiedad es, por eemplo, que en una tpica columna de

concreto reforzado e+puesta a una prueba estndar de fuego durante un periodo de

$oras, se observar una temperatura superior a los -(( )* solamente en los ( mm

e+teriores del concreto.


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*oncretos a altas temperaturas

!n general hasta los "## $C puede mantener su color grisnatural% entre "## $C y # $C, aduiere una coloracin rosada ocon tonosocre'amarillento(% entre # $C y )## $C, puede ser de color grisclaro% y por encima delos )## $C, e*perimenta una coloracin blanca o amarilla clara.


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La resistencia del concreto disminuye conforme se eleva la temperatura y $ay disminucinal enfriarse, probablemente debido al micro agrietamiento adicional.


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resistencia a la compresin del concreto

cuando est caliente y despus de enfriarse


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!n la fgura es evidente que, en condiciones prcticas, la mayora de estructuras de

*oncreto e+puestas a temperaturas no superiores a -(( )* conservan un /0 deresistencia residual.

1espu2s de quitar el concreto color rosa puede suponerse que el concreto restante tiene

!na resistencia anterior al incendio. 3or lo general esta reduccin est adecuadamente

Compensada por el aumento en la resistencia, que resulta de una madurez incrementada1esde que se logr la resistencia de dise4o. 1e otra manera, una verificacin del dise4o

5recuentemente mostrar que la resistencia m+ima del dise4o del concreto no se utiliz&n su totalidad en el sitio afectado.


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6efuerzo a altas temperaturas

!l eecto de las altas temperaturas sobre la resistencia a la fluencia de las varillas de6efuerzo comunes, durante la aplicacin de calor y despu2s del enfriamiento se muestran

&n la figura"


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+s pues, una ba-a en la resistencia a la fluencia del refuerzo, al --0 del valor norm

3robablemente d2 como resultado un derrumbe durante el incendio, o cuando menos,un defle+in severa. La ausencia de esta evidencia es se4al de que la temperatura del

7cero durante el incendio no e+cedi el valor de 8(( )* apro+imadamente.&n la segunda figura se puede observar que las temperaturas inferiores a este valor

3robablemente no $ayan causado una importante reduccin permanente de la resistencia

7 la fluencia.

La conclusin puede ser, entonces, que el refuerzo de los elementos sometidos a fle+in

9ue no muestren se4ales visibles de deformacin severa, probablemente no $ayan sufrido

!na reduccin permanente en su resistencia residual a la fluencia.


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ipos de da/os

Los elementos estructurales de concreto pueden verse afectados por descascaramiento: Spalling; < agrietamiento : crac=ing; .

Se distinguen - tipos de descascaramientos"

'.> 1escascaramiento del agregado

.> 1escascarmientto e+plosivo-.> 1escascaramiento por desprendimiento.


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!l descascaramiento del agregado se debe al estallido y fracturacin de las partculasde agregado como resultado de cambios fsicos o qumicos bao temperaturas elevadas.

3or regla general, este descascaramiento es de poca e+tensin y se limita solo a laSuperficie del elemento de concreto.

Las causas principales del descascaramiento e+plosivo son los esfuerzos de tensin

*ausados por el vapor de agua, inducidos internamente, y por los esfuerzos de restriccin

1ebidos a la elevacin de la temperatura que siempre ocurre en un incendio.

&l descascaramiento e+plosivo puede ser la causa de que parte del refuerzo estructural9uede e+puesto. &n elementos de pared delgada puede tambi2n causar perforaciones que

6educen seriamente la seccin transversal estructural del concreto.

&l descascaramiento por desprendimiento se refiere al de capas o trozos de concreto de

diversos tama4os, que ocurren como resultado de una e+posicin al fuego bastante larga.

&s producido por roturas o agrietamiento del concreto y es ms probable que ocurra7umentando la deformacin.


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0nspeccin y visuali1acin del da/o causado porel fuego

!l trabao real de reinstalacin de la estructura debe estar precedida por unas cuidadosaInspeccin y evaluacin del da4o sufrido.

La naturaleza y localizacin precisa de los elementos estructurales afectados por el fuego,

*on la debida atencin a su funcin en el sistema estructural general, son de primordial

Importancia en la evaluacin de la situacin. 7dems, deben determinarse las dimensionesoriginales de los elementos da4ados y los datos caractersticos de los materiales utilizados,

3or eemplo, tipo de agregado, resistencia del concreto, tipo de acero, etc. 1eben registrase

La e+tensin e ndole del da4o mediante informacin e+acta sobre su e+tensin y mediante

esquemas y fotografas.


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rehabilitacin

eliminacin del concreto aectado y la preparacin de las superfcies para suparacin reuieren del m*imo cuidado en la e-ecucin y supervisin. !s pree

mplear mtodos manuales usando martillos de peso no superior a 2 3g, pero ta

ede usarse martillo neumtico o elctrico de ligero ' 53g( .n todos los casos ser necesario emplear alg6n mtodo para reponer el concretescascarado o eliminado, com6nmente se emplean " mtodos ue comprendeplicacin manual de mortero, colado de concreto empleando cimbras en la obrplicacin neumtica de concreto o mortero ' por e-emplo el concreto lan1ado(.


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licacin manual de concreto , debido a ue es un proceso laborioso, su aplicalimitada a situaciones en las ue el uego reas relativamente peue/as.o es, principalmente para la restauracin del recubrimiento del reuer1o y para

cabados.

lado de concreto usando cimbras, cuando el espesor sea sufciente para permi

o y compactacin, este ser probablemente el mtodo mas eectivo y econmularmente 6til cuando deben cimbrarse completamente las columnas para auccin.

ncreto lan1ado, este mtodo especial de colado de concreto puede utili1arse pentos estructurales e*tremadamente delgados o para hacer capas de la orma

ecesidad de cimbras para retener el concreto.


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Impermeabilidad a las radiaciones

Los concretos pesados se caracterizan por su densidad, que varaentre 2.8 a 6 T/m3, a diferencia de los concretos normales, que seencuentran entre 2.2 a 2.3 T/m3. La fabricacin de los cementospesados se realiza con los cementos ortland normalizados ! cona"re"ados pesados, naturales o artificiales, cu!as masas volum#tricas

absolutas se encuentran entre 3.$ a %.6. &entro de estascaractersticas pueden comprenderse m's de $( elementos. )inembar"o, "eneralmente slo al"unos de ellos son utilizados porrazones de disponibilidad ! economa * barita , limonita, ma"netita,+ematita,etc


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!l C89C!8 4!S+78 !S ;


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Los agregados pesados deben tener granulometra conveniente,resistencia mecnica y compatibilidad con el cemento 4ortland.@eneralmente se usan agregados como las baritas, minerales de

ferro como la magnetita, limonita y hematita. ambin,agregados artifciales como el soro de hierro y partculas deacero como subproducto industrial.

La aplicacin principal de los concretos pesados la constituyela proteccin biolgica contra los eectos de las radiacionesnucleares. ambin se utili1a en paredes de bvedas y ca-asuertes, en pisos industriales, en elementos, ue sirven decontraBpeso y en la abricacin de contenedores paradesechos radiactivos.=a ue para la misma proteccin se necesitan espesoresmayores. + pesar de ue con las nuevas tecnologas el gradode conocimiento de este material ha aumentadoconsiderablemente, es cierto ue a6n ueda un largo caminoue recorrer. Son pocos y puntuales las construcciones enterritorio peruano, por e-emplo uno de ellos lo constituye elblinda-e del bloc3 del reactor nuclear construido enuarangal Lima, en las ue se ha utili1ado este tipo de

hormign, lo ue a6n denota su grado de desconocimientoyDo la difcultad para obtener los aglomerados necesarios


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Requerimientos de la Proteccin:

Los materiales de proteccin requieren-

bsorber los ra!os 0amma, para lo cual deben serios m's pesadosposibles. &isminuir la velocidad de los neutrones r'pidos ! transformarlos en

neutrones t#rmicos, para lo cual deben contener 'tomos li"eros comoel +idr"eno. bsorber los neutrones t#rmicos, para lo cual deben tener cuerpos de"ran seccin eficaz.


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+l absorber la energa de radiacin, el concreto incrementa sutemperatura, de manera no uniorme, de acuerdo a la distanciaa la uente de radiacin. !sta situacin origina tensiones internasue deben ser previstas para evitar allas. Las tensionestrmicas se originan, no slo por la energa absorbida, sino

tambin por el enriamiento de las superfcies y las propiedadesintrnsecas del concreto,

0racias a su elevado peso volum#trico ! a su alto contenido de'tomos de +idr"eno, ! en especial cuando se le adicionanmateriales como boro para absorber los neutrones t#rmicos, el

concreto cumple las tres condiciones e1puestas. )i bien el concretonormal puede emplearse en escudos de proteccin, el concretodenso se utiliza en las zonas en las que es necesario "anar espacio,por sus secciones m's reducidas.


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El concreto pesado en el CentroNuclear de Huarangal-Per

!l 0nstituto 4eruano de !nerga 9uclear edifc en la meseta deuarangal, en la provincia de Lima, el Centro 9uclear de0nvestigaciones del 4er6, construyendo en concreto el ?loc3 deleactor 4B2#. !l concreto se ha dise/ado para actuar comoelemento estructural y de blinda-e biolgico contra la accin deradiaciones nucleares.


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Las caractersticas de la edifcacin son las siguientes:

!l concreto pesado tiene una densidad seca mnima de E.FgrDcm"% una resistencia a la compresin a los EG das de EG#3gDcmE% un espesor promedio de la pantalla de E5# cms% y enel dise/o de la estructura se ha considerado la posibilidad deun sismo de magnitud G.H ;s.

l cemento ele"ido fue de la empresa 4ndino4 Tipo 5 . La eleccin tom

en consideracin su pequeo porcenta7e de aluminato triclcico, el cual"arantizaba un lento ! ba7o desarrollo de calor de +idratacin. Losestudios efectuados en el Laboratorio de nsa!os de ateriales de la9niversidad :acional de ;n"eniera, "arantizaron el cumplimiento de lasespecificaciones de resistencia dentro de los niveles de calor de+idratacin deseados.


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Como agregado fno se emplea una arena natural decantera, limpia de la ;olina.

Se emplea como agregado grueso el mineral de hierroclasifcado como Magnetita, proveniente de los yacimientosde ;arcona. !staMagnetita, adems de garanti1ar ladensidad deseada, act6a como aportador de hierro, yelementos pesados ue contribuyen al control del Ju-o deradiaciones @amma.

l a"ua empleada es potable ! se +a trasladado en camiones cisternadesde Lima. )e +an utilizado dos aditivos- un plastificante, paralo"rar retardo de fra"uado con reduccin de a"ua sin p#rdida deresistencia< ! un superpl'stificante, para "arantizar fluidez de lamezcla durante el tiempo de colocacin.


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La dosifcacin de la me1cla se ha hecho para proporcionesde peso. Las proporciones seleccionadas ueroncomprobadas primero en el Laboratorio de !nsayo de

;ateriales de la


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