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ING. CARLOS DAMIANI Compartir información sobre obras y experiencias de la profesión de ingeniería civil. 30 de noviembre de 2010 Ejemplo Nº 7
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ING. CARLOS DAMIANICompartir información sobre obras y experiencias de la profesión de ingeniería civil.
30 de noviembre de 2010
Ejemplo Nº 7
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CONTROL DE CALIDAD PARA DENSIDAD DE SUELOS
Compactación: Proceso provocado por la acción de cargas dinámicas que obligan a las partículas del suelo a acoplarse entre sí de forma que aumente la densidad.
Consolidación: Proceso natural del disminución del volumen de huecos de un suelo.Ensayo PróctorEn el ensayo de Proctor normal se usa un molde cilíndrico de 102 mm de diámetro y una altura de 122,4 mm. Se rellena con la fracción de suelo que pasa por el tamiz de 20 mm, en tres capas sucesivas, añadiendo una cantidad de agua determinada, y por tanto de humedad conocida y a cada capa se le aplican 25 golpes con una maza de 2,5 kg que se deja caer desde una altura de 30,5 cm.
Conocidos la tara del molde, el peso total del molde, del suelo y el agua, se deseca el conjunto y se obtiene el peso seco y la densidad seca para la humedad añadida. La operación se repite con diferentes porcentajes de humedad, hasta obtener los puntos necesarios para poder dibujar la curva densidad/humedad.
Ensayo Próctor Modificado
En el Próctor modificado, varían las magnitudes pero el procedimiento es el mismo. Se usa un molde cilíndrico de152,5 mm de diámetro y una altura de 127 mm. Se rellena con la fracción de suelo que pasa por el tamiz de 30 mm, en cinco capas sucesivas, añadiendo una cantidad de agua determinada, y por tanto de humedad conocida y a cada capa se le aplican 55 golpes con una maza de 4,5 kg que se deja caer desde una altura de 45,7 cm.
Ventajas de una Buena Compactacióna) Aumenta la capacidad para soportar cargas: Los vacíos producen debilidad del suelo e incapacidad para soportar cargas pesadas. Estando apretadas todas las partículas, el suelo puede soportar cargas mayores debido a que las partículas mismas que soportan mejor.b) Impide el hundimiento del suelo: Si la estructura se construye en el suelo sin afirmar o afirmado con desigualdad, el suelo se hunde dando lugar a que la estructura se deforme (asentamientos diferenciales). Donde el hundimiento es mas profundo en un lado o en una esquina, por lo que se producen grietas o un derrumbe total.c) Reduce el escurrimiento del agua: Un suelo compactado reduce la penetración de agua. El agua fluye y el drenaje puede entonces regularse.d) Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo: Si hay vacíos, el agua puede penetrar en el suelo y llenar estos vacíos. El resultado seria el esponjamiento del suelo durante la estación de lluvias y la contracción del mismo durante la estación seca.e) Impide los daños de las heladas: El agua se expande y aumenta el volumen al congelarse. Esta acción a menudo causa que el pavimento se hinche, y a la vez, las paredes y losas del piso se agrieten. La compactación reduce estas cavidades de agua en el suelo.
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CONTROL DE CALIDAD PARA EL ACEROLos materiales ferrosos son principalmente aleaciones de hierro, carbón y pequeñas cantidades de sulfuro, fósforo, silicio y manganeso. En algunos casos se hace la aleación con níquel, cromo, molibdeno, etc., para impartir ciertas propiedades especiales tanto físicas como mecánicas. Las tres formas más comunes de los materiales ferrosos son el acero, el hierro colado y el hierro forjado o hierro dulce. El acero es fundamentalmente una solución sólida de carbón en hierro; ya que el hierro a la temperatura de fusión interna no soporta más del 1,7% de carbón en peso, éste valor viene a ser el límite superior teórico de carbón en el acero. Sin embargo los aceros comerciales rara vez contienen más del 1,2% de carbón.
a) Prueba de Muestreo: Se tomarán 3 varillas de 1,50 m de largo c/u por cada 100 varillas provenientes del mismo lote, por cada uno de los diámetros existentes. En el tramo por ensayar se cortará además un trozo de varilla para hacer la determinación del área promedio de su sección transversal y para proceder a efectuar una inspección metalúrgica macroscópica, que consiste en someter una muestra de la varilla cortada en forma de pequeña “tajada” de aproximadamente 1½ cm de espesor, al ataque de una solución de ácido clorhídrico al 50% a una temperatura de 80° C durante una hora. El objeto que se persigue es el de descubrir defectos de laminación y defectos tales como grietas, poros, inclusión de materiales extraños, etc.
Prueba de Tensión: Para conocer las cargas que pueden soportar los materiales, se efectúan ensayos para medir su comportamiento en distintas situaciones. El ensayo destructivo más importante es el ensayo de tensión, en donde se coloca una probeta en una máquina de ensayo consistente de dos mordazas, una fija y otra móvil. Se procede a medir la carga mientras se aplica el desplazamiento de la mordaza móvil. La máquina de ensayo impone la deformación desplazando el cabezal móvil a una velocidad seleccionable. La celda de carga conectada a la mordaza fija entrega una señal que representa la carga aplicada, las máquinas poseen un plotter que grafica en un eje el desplazamiento y en el otro eje la carga leída. Un esquema de la máquina de ensayo de tensión se muestra en la Figura
Curva fuerza - Deformación de un acero: La curva tiene una primera parte lineal llamada zona elástica, en donde la probeta se comporta como un resorte: si se quita la carga en esa zona, la probeta regresa a su longitud inicial. Cuando la curva se desvía de la recta inicial, el material alcanza el punto de fluencia, desde aquí el material comienza a adquirir una deformación permanente. A partir de este punto, si se quita la carga la probeta quedaría más larga que al principio; y se define que ha comenzado la zona elástica del ensayo de tracción El valor límite entre la zona elástica y la zona plástica es el punto de fluencia. Luego de la fluencia sigue una parte inestable, que depende de cada acero, para llegar a un máximo en que la probeta se alarga en forma permanente y repartida, a lo largo de toda su longitud; así la probeta muestra su punto débil, concentrando la deformación en una zona en la cual se forma un cuello. La deformación se concentra en la zona del cuello, provocando que la carga deje de subir. Al adelgazarse la probeta la carga queda aplicada en menor área, provocando la ruptura.
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29 de noviembre de 2010
CONTROL DE CALIDAD PARA EL CONCRETO
RESISTENCIA A LA COMPRESION DE MORTERO DE CEMENTO PORTLAND:
La resistencia a la compresión, tal como lo especifica la norma ASTM C 150, es la obtenida a partir de pruebas en cubos de mortero estándar de 5cm, ensayados de acuerdo a la norma ASTM 109. Estos cubos se hacen y se curan de manera prescrita y utilizando una arena estándar. La resistencia a la compresión está influida por el
tipo de cemento, para precisar, por la composición química y la finura del cemento. La norma ASTM C 150 sólo fija un requisito mínimo de resistencia que es cómodamente rebasado por la mayoría de los fabricantes. Por lo anterior, no se debe pensar que dos tipos de cemento Portland que cubran los mismos requisitos mínimos produzcan la misma resistencia en el mortero o en el concreto cuando no se hayan modificado las proporciones de las mezclas.En general, las resistencias de los cementos (teniendo como base las pruebas de cubos de mortero) no se pueden usar para predecir las resistencias de los concretos con exactitud debido a la gran cantidad de variables en las características de los agregados, mezclas de concreto y procedimientos constructivos. Las impurezas excesivas en el agua no sólo pueden afectar el tiempo de fraguado y la resistencia del concreto, sino también pueden ser causa de eflorescencia, manchado, corrosión del esfuerzo, inestabilidad volumétrica y una menor durabilidad.
a) Prueba de revenimiento: Tiene como objetivo determinar la fluidez del concreto fresco por el método del asentamiento del cono de Abrams.Equipo que se utiliza: Molde metálico, troncocónico, abierto por ambos extremos, con un diámetro superior de 10 cm. e inferior de 20 cm., además de pisaderas y asas, Varilla punta de bala lisa de un diámetro de 1.6 cm. y largo 60cm. Placa de apoyo, rígida, no absorbente y por lo menos de 40 x 60 cm. Cucharón metálico.Procedimiento: Se coloca el molde sobre una superficie de apoyo horizontal, ambos limpios y humedecidos con agua, (no se permite humedecer con aceites ni grasa). El operador se para sobre las pisaderas del molde, evitando el movimiento de éste durante el llenado. Se llena el molde en tres capas de aproximadamente igual volumen y se apisona cada capa con 25 golpes de la varilla pisón distribuidos uniformemente. La capa inferior se llena hasta aproximadamente 7cm de altura y la capa media hasta aproximadamente 16 de altura. Al apisonar la capa inferior se darán los primeros golpes con la varilla pisón ligeramente inclinada alrededor del perímetro. Al apisonar la capa media y superior se darán los golpes de modo que la varilla pisón penetre 2.5cm. la capa subyacente. Durante el apisonado de la última capa se deberá mantener permanentemente un exceso de concreto sobre el borde superior del molde.
b) Resistencia a la compresión axial. Módulo de Elasticidad: Se determinara la resistencia a la compresión de probetas cilíndricas de concreto.Equipo que se utiliza: Prensa de ensayo, Flexómetro, Balanza de capacidad igual o superior a 25 kgs.
Procedimiento: Las probetas se retiran del curado inmediatamente antes del ensayo y se mantienen mojadas hasta el ensayo. Medir dos diámetros perpendiculares entre sí (d1, d2) aproximadamente a media altura; y la altura de la probeta en dos generatrices opuestas (h1 y h2), aproximando a 1mm. Determinar el peso del cilindro, aproximando a 50 grs, para obtener el peso volumétrico del concreto. Limpiar las superficies de contacto de las placas de carga y de la probeta y colocar la probeta en la máquina de ensayo alineada y centrada. Acercar la placa superior de la máquina de ensayo y asentarla sobre la probeta de modo de obtener
un apoyo lo más uniforme posible. Aplicar carga en forma continua y sin choques de velocidad uniforme cumpliendo las siguientes condiciones: Alcanzar la rotura en un tiempo igual o superior a 100 seg. Velocidad de aplicación de carga no superior a 3,5 kg/cm2/seg. Registrar la carga máxima (P) expresada en kgs Dividiendo esta carga entre el área y nos da la resistencia del espécimen en kg/cm2.
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Ejemplo Nº 6
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Ejemplo Nº 5
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Problema de acero y ladrillo
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25 de noviembre de 2010
CONTROL DE CALIDAD PARA EL LADRILLOCONTROL DE CALIDAD DURANTE EL PROCESO CONSTRUCTIVO
El control de calidad de la construcción identifica las características de diseño y de ejecución que permitirán verificar cumplimiento del nivel requerido para cada una de las etapas del proceso de construcción y para su vida útil.El proyecto debe indicar documentación necesaria para garantizar el cumplimiento de las normas de calidad establecidas para la construcción, así como las listas de verificación, controles, ensayos y pruebas que deben realizarse de manera paralela y simultanea a los procesos constructivos.
En tal condición se reglamentan y describen los trabajos que deben realizarse para la ejecución de las obras de Edificación con las normas y requerimientos señalados en:
Reglamento Nacional de Construcciones Norma Técnica Edificación NT – E060 (Concreto) Norma Técnica de Edificación NT-E030 (Sismo) Norma Técnica de Edificación NT-E050 (Suelos) Norma Técnica Edificación NT – E070 (Albañilería) American Standard of Testing Materials (ASTM) Building Code Requirements for Reinforced Concrete (ACI 318-95) And Commentary - ACI 318R-95
PRUEBAS EN LAS UNIDADES DE ALBAÑILERIA:
a) Muestreo.- El muestreo será efectuado a pie de obra. Por cada lote compuesto por hasta 50 millares de unidades se seleccionará al azar una muestra de 10 unidades, sobre las que se efectuarán las pruebas de variación de dimensiones y de alabeo. Cinco de estas unidades se ensayarán a compresión y las otras cinco a absorción.
(b)
b) Resistencia a la Compresión.-.Para la determinación de la resistencia a la compresión de las unidades de albañilería, se efectuará los ensayos de laboratorio correspondientes, de acuerdo a lo indicado en las Normas NTP 399.613 y 339.604.La resistencia característica a compresión axial de la unidad de albañilería (f'b) se obtendrá restando una desviación estándar al valor promedio de la muestra. La prueba de compresión proporciona una medida cualitativa de las unidades. Una unidad de poca altura tendrá más resistencia que otra de mayor altura, pese a que ambas hayan sido fabricadas en simultáneo.
(c)
c)Variación Dimensional.- Para la determinación de la variación dimensional de las unidades de albañilería, se seguirá el procedimiento indicado en las Normas NTP 399.613 y 399.604.
(d)
d) Alabeo.- Para la determinación del alabeo de las unidades de albañilería se seguirá el procedimiento indicada en la Norma NTP 399.613
e) Absorción.- Los ensayos de absorción se harán de acuerdo a lo indicado en las Normas NTP 399.604 y 399.613. La succión de las
unidades al instante de asentarlas, debe estar comprendida entre 10 a 20 gr/200 cm2-min.
Para concreto y sílico-calcáreo: pasar una brocha húmeda sobre las caras de asentado o rociarlas. Para arcilla: de acuerdo a las condiciones climatológicas donde se encuentra ubicadas la obra, regarlas durante media hora, entre 10 y 15 horas antes de asentarlas.
Para determinar la resistencia a la compresión, absorción y variación de dimensiones, se seleccionarán 6 unidades de cada lote de 10 000 unidades o menos y 12 unidades de cada lote de más de 10 000 y menos de 100 000 unidades. Para lotes de más de 100 000 unidades, se seleccionarán 6 unidades por cada 50 000 unidades o fracción. Las muestras se marcaran de manera que puedan ser identificadas en cualquier momento. Las marcas no deben ser mayores del 5% del área superficial del espécimen.
ACEPTACIÓN DE LA UNIDAD:
a) Si la muestra presentase más de 20% de dispersión en los resultados (coeficiente de variación), para unidades producidas industrialmente, o 40 % para unidades producidas artesanalmente, se ensayará otra muestra y de persistir esa dispersión de resultados, se rechazará el lote.
b) La absorción de las unidades de arcilla y sílico calcáreas no será mayor que 22%. El bloque de concreto clase P, tendrá una absorción no mayor que 12%.La absorción del bloque de concreto NP, no será mayor que 15%.
c) El espesor mínimo de las caras laterales correspondientes a la superficie de asentado será 25 mm para el Bloque clase P y 12 mm para el Bloque clase NP.
d) La unidad de albañilería no tendrá materias extrañas en sus superficies o en su interior, tales como guijarros, conchuelas o nódulos de naturaleza calcárea.
e) La unidad de albañilería de arcilla estará bien cocida, tendrá un color uniforme y no presentará vitrificaciones. Al ser golpeada con un martillo, u objeto similar, producirá un sonido metálico.
Eflorescencia, se produce cuando las sales (básicamente sulfatos) que contiene la materia prima, se derriten al entrar en contacto con el agua y luego tratan de emerger a través de los poros dea unidad cristalizándose en sus superficies.
Eflorescencia moderada
Eflorescencia Severa
Cuando la eflorescencia es moderada, es recomendable limpiar en seco a la pared con una escobilla para luego impermeabilizarla mediante aditivos en el mortero de tarrajeo. En cambio, cuando la eflorescencia es severa, se recomienda rechazar a la unidad, en vista que puede destruirse su adherencia con el mortero.
Un método de campo para determinar el grado de eflorescencia de las unidades consiste en colocarlas sobre una bandeja con 25 mm de agua, espaciándolas 50 mm, durante una semana, para luego retirarlas dejándolas secar. Dependiendo de la coloración y extensión que tengan las manchas, se podrá calificar el grado de eflorescencia que tiene la unidad. En suelos húmedos o salitrosos, es conveniente impermeabilizar las superficies del suelo en contacto con la cimentación, antes de construir la cimentación, por ejemplo, con brea o plástico grueso para que la humedad no penetre al muro.
La resistencia de la albañilería a compresión axial (F'm) y a corte (γ´m) se determinará de manera empírica (recurriendo a tablas o registros históricos de resistencia de las unidades o mediante ensayos de prismas, de acuerdo a lo indicado en las NTP 399.605 y 399.621
Cuando se construyan conjuntos de edificios, la resistencia de la albañilería F´m y v´m deberá comprobarse mediante ensayos de laboratorio previos a la obra y durante la obra. Los ensayos previos a la obra se harán sobre cinco especímenes. Durante la construcción la resistencia será comprobada mediante ensayos con los criterios siguientes:
a) Cuando se construyan conjuntos de hasta dos pisos en las zonas sísmicas 3 y 2; el F´m será verificado con ensayos de tres pilas por cada 500 m2 de área techada y v´m con tres muretes por cada 1000 m2 de área techada.
b) Cuando se construyan conjuntos de tres o más pisos en las zonas sísmicas 3 y 2, F´m será verificado con ensayos de tres pilas por cada 500 m2 de área techada y v´m con tres muretes por cada 500 m2 de área techada.Todas las máquinas de ensayo de compresión y universales se encuentran calibradas de acuerdo a lo establecido en la Norma ASTM E4. Sin embargo, la resistencia característica a compresión axial de las pilas (F´m) depende de la relación altura-espesor o esbeltez
Finalmente se presenta un cuadro , que nos permite establecer de acuerdo a las características de la unidades de albañilería, la clase de unidad que le corresponde.
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10 de noviembre de 2010
Solución del Primer ExamenPARTE Iº - SOLUCIÓN DE PREGUNTAS
1.- ¿Qué debe contener la memoria descriptiva, y porqué forma parte del expediente técnico?La memoria descriptiva tiene por objeto dar a entender de manera muy escueta o resumida los objetivos del proyecto, no necesariamente la persona que lea una memoria descriptiva, tiene que ser un profesional, que sea especialista en el tema, sin embargo el propósito de la memoria descriptiva es que pueda tener una idea clara de lo que se trata, es parte del expediente técnico y por lo general es lo primero que se va leer. Es como un resumen ejecutivo, podemos indicar que en muchos expedientes técnicos se considera una memoria general para el proyecto y memorias complementarias para cada una de las partes que conforman el proyecto,
es decir: para la parte de Arquitectura, parte de Estructuras, lo que compete a Instalaciones Eléctricas, Instalaciones Sanitarias, y si hubiera Instalaciones Mecánica Eléctricas.
2.- ¿Cómo se define el Análisis de Costo Unitario, y para poder calcular la misma que elementos deberemos considerar y tener en cuenta?Cada actividad que se ejecuta en una obra según el reglamento de metrados tiene una unidad de medida, el análisis de costo unitario permite cuantificar el costo de una actividad, y consideramos los tres rubros que intervienen: a) La mano de obra, b) Los materiales y c) Los equipos y herramientas, estos insumos de la actividad tienen coeficientes de aporte en función del rendimiento que se asigne.El precio unitario o costo unitario es importante porque permitirá establecer un presupuesto con el que se ejecutará el proyecto.
3.- Para realizar un pedido de agregados es necesario tener en cuenta dos factores que inciden en el volumen, cuales son y explique cada uno de ellos .
a) Esponjamiento.- Cunado uno compra materiales agregados, llega a obra en su estado suelto, es decir, que en su volumen tiene contenidos de vacíos, al mezclarse con los otros componentes del concreto, y el agua esta actúa como un lubricante y permite un acomodo de las partículas y si a demás esta mezcla es sometida a una energía externa (vibrado) para eliminar el aire atrapado, podemos concluir que este volumen inicial se vera afectado, por esta razón se considera el factor de esponjamiento que variará dependiendo del tamaño del agregado.
b) Desperdicio .- Es otro aspecto a considerar, y este es mayor cuando el grado de dificultad del proceso de vaciado es más complicado, por ejemplo tenemos un desperdicio del orden del 3% para el vaciado de una zapata, en donde la apertura y la facilidad del proceso es inminente, cosa contraria ocurre con el vaciado de una sobre cimiento para un muro de 15 cm. en donde existe mucha probabilidad que el concreto no ingrese debidamente y pueda salir de la forma de encofrado, concluimos en que siempre deberemos considerar este aspecto por que está presente, así se tenga el debido cuidado existe desperdicio hasta en el material que queda en el trompo, mixer, boguee, etc
4.- ¿Por qué varían los rendimientos de mano de obra?Esto puede variar en función de la región en que se desarrolle la obra, el clima: calor, frío extremo, la altitud con referencia a la costa, a mayor altitud menor rendimiento. Otro aspecto que afecta en los rendimientos es la calificación del personal, el contratar personal sin experiencia y que NO esté preparado para desempeñar una determinada tarea, hará que su rendimiento y avance de la obra disminuya ocasionando perdidas.
5.- ¿Qué es costo indirecto y qué gastos están contemplados en este rubro?Costo Indirecto es todo aquello que no ha sido considerado en el Análisis de Costo Unitario y forma parte de las actividades o partidas que servirán para ejecutar la obra.Los gastos contemplados dentro de este rubro son: Alquileres de vehículos para la obra, locales, pagos de ingenieros residentes, maestros de obra, pagos de servicios como agua, luz, teléfono, Internet, compra de accesorios de seguridad ( guantes, cascos, mascaras, etc), pagos de personal
administrativo, secretarias, jefe de logística, administrador, contador, abogados.
6.- ¿Cuál es la clasificación del terreno según el tipo de material?a) Excavación en capa vegetalb) Excavación en terreno blandoc) Excavación en terreno semi durod) Excavación en terreno duroe) Excavación en fango
7.- ¿Por qué existen diferentes tipos de asentamientos en el concreto, y cómo es que el proyectista determina que emplear?El asentamiento del concreto también conocido por la prueba de “slump” en ingles, está referido al contenido se agua de la mezcla del concreto en su estado plástico. Esta necesariamente varía en relación al grado de dificultad que se tenga para que el concreto para poder ingresar a las formas donde se depositará el mismo, en consecuencia tendremos que diseñar un concreto con asentamiento mayor para elementos estructurales que tengan cantidades o encuentros de aceros de refuerzos excesivos, si el concreto está demasiado seco podrían originar “cangrejeras”, también debemos señalar que es muy cierto que, un exceso de agua en el concreto afecta la resistencia del concreto, por este motivo debe estar controlada la relación de agua y cemento de la mezcla.
8.- ¿Por qué hay que tener cuidado con los rendimientos que se presentan en los expedientes técnicos?Los rendimientos por lo general, la mayoría de proyectistas lo toman del programa S10 y CAPECO, sin embargo hay que tener mucho cuidado por que esto puede variar en función de la altitud con referencia a la costa es importante considerar, el ANALISIS DE PRECIO UNITARIO, debe ser estudiado y controlado, debemos tener presente que dentro del presupuesto, representa un 30%... no podemos permitir excesos de estos montos. Los buenos proyectistas manejan su propia base de datos de los rendimientos que ellos han recogido del campo.
9.- Explique cuantos tipos de concretos conocemos, en función del ligante y/o aglomerante y para que los empleamosDependiendo del ligante y/o aglomerante a emplear es que podemos preparar dos tipos de concretos, cuando usamos un derivado del petróleo denominado CAP (cemento asfáltico de petróleo) podremos preparar mezclas como concreto asfáltico que empleamos en los pavimentos flexibles, también podemos usar en morteros asfálticos para sellar juntas de dilataciónEl otro tipo de cemento que tenemos es hidráulico, es un derivado de un mineral llamado caliza, y después de un proceso de fabricación este se somete a cocción en hornos de altas temperaturas, este cemento reacciona con agua y es empleado en la construcción de elementos estructuras de edificaciones, canales, etc.
10.- La durabilidad del concreto está en función de tres aspectos importantes, indique cuales son estos explicando cada uno.
a) Intemperismo: Este fenómeno producirá desintegración de la masa del concreto, el efecto se debe principalmente al efecto de congelación y descongelación confinada.
b) Resistencia a ataques químicos: Las principales causas de la destrucción del concreto por agentes químicos se debe en esencia a la afinidad álcali-agregadoCurado del Concreto: En razón de que la durabilidad del concreto, debe ser un parámetro primordial para el diseño del concreto, se estima que la relación agua-cemento máxima se ha establecido como un factor trascendente en la resistencia y durabilidad del concreto.
PARTE IIº - SOLUCIÓN DEL PROBLEMA PROPUESTO
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3 de noviembre de 2010
Ejemplo Nº 4
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2 de noviembre de 2010
Ejemplo Nº 3
Publicado por Carlos Damiani en 18:30 No hay comentarios: Enviar por correo electrónicoEscribe un blogCompartir con TwitterCompartir con Facebook
29 de octubre de 2010
Problemática del Concreto en Climas Fríos1.- La Problemática
Las obras de concreto ejecutadas en las zonas alto andinas, con frecuencia sufren un
prematuro deterioro, debido principalmente a las condiciones climáticas adversas que imperan
en estas zonas, cuyas variaciones de temperatura en un mismo día son extremadamente altas,
es así que en los períodos invernales durante el día se registran temperaturas ambientales
comprendidas como promedio en los 20ºC. En estas zonas y a partir de las horas de la tarde
16:00 a 17:00 hrs. la temperatura disminuye bruscamente llegando en horas de la noche a
registrarse -5ºC y hasta -15ºC; fenómeno que en los años recientes se ha venido agudizando,
afectando no solamente a las obras de concreto, sino también a la población asentada y a las
actividades económicas que estas poblaciones desarrollan, como ser la crianza de camélidos
sudamericanos, pastizales naturales y en algunas zonas en pequeña escala a la agricultura.
Pensemos en buscar procedimientos y soluciones que permitan evitar el pronto deterioro del
concreto por efectos de las condiciones climáticas adversas, extremo frío como el indicado en
las obras de la zona alto andina o el excesivo calor en las zonas bajas de la región.
Muy importante es la observación del comportamiento de las obras de concreto, nos hace
pensar en primera instancia que afectación de los climas extremos se da principalmente en las
etapas iníciales de preparación y colocación del concreto, de tal modo que si se prevé un
adecuado control de las temperaturas en estas etapas iníciales de la vida del concreto, se
conseguirá una mayor durabilidad y una mayor resistencia durante su vida útil.
El análisis de la problemática de la protección y curado inicial del concreto nos permitirá
proponer medidas técnicas y procedimientos constructivos, con la finalidad de lograr una
adecuada hidratación y endurecimiento del concreto antes de la puesta en uso de los
elementos estructurales construidos.
2.- Conceptos Importantes
Antes de adoptar una solución sobre el procedimiento de curado, es necesario conocer en
forma completa todos los mecanismos relacionados al comportamiento del concreto en las
iníciales etapas de su vida. Y se debe tener presente que la producción y utilización del
concreto basado en la aplicación de los principios generales establecidos en los Reglamentos
Nacionales vigentes sobre el Tema y en normas internacionales como los de los diversos
Comités del American Concrete Institute, muchas veces no son suficientes para abordar el
problema de conseguir un concreto adecuadamente elaborado, que desde la temprana edad de
su colocación y fraguado iniciales, puedan soportar la agresión climática propia de nuestro
medio en alturas superiores a los 3 000 m.s.n.m. y donde el gradiente térmico sea evidente.
El concreto en el país es elaborado de acuerdo al Reglamento Nacional de Estructuras en los
ítems definidos como materiales para el concreto, calidad del concreto y concreto en obra.
Igualmente, se tiene en consideración la normatividad del ACI (American Concrete Institute).
Debido a la diversidad de climas que se presentan en nuestra región será necesario tener en
cuenta estas variables para la producción de concreto y en especial para el proceso del curado,
materia del presente trabajo de investigación.
Existen diversas tecnologías y alternativas para el curado del concreto de las que podemos
mencionar las tres más importantes:
Curado con agua: da buenos resultados si se ejecuta adecuadamente, pero inconveniente en
climas extremadamente fríos.
Curador Químico: Mediante el uso de materiales sellantes, evitan la pérdida de agua de
hidratación, pero en climas extremadamente fríos, no es posible evitar el congelamiento, si no
se utilizan procedimientos complementarios de protección, en las etapas iníciales del colocado;
tales como: Nueva Tecnologías de curado mediante el abrigado con membranas térmicas, se
evita la pérdida de agua y se asegura una temperatura adecuada.
La normatividad sobre el curado del concreto establece el mantenimiento de la temperatura
sobre los 10ºC en un período de tiempo mínimo de siete días, después de su colocación y debe
ser protegido de un secado prematuro y de daños mecánicos que pudieran ocurrir.
Existe la posibilidad aceptada de que un sistema de curado puede ser remplazado por
cualquier otro después de un día de aplicación del primero, con el solo cuidado de evitar el
secado superficial durante la transición.
Cualquier procedimiento de curado que se emplee está directamente relacionado con la
resistencia especificada del concreto en consecuencia existe la posibilidad de suspender los
procedimientos de curado cuando el concreto haya alcanzado un valor equivalente al 70% de
su resistencia de diseño.
Todos los procedimientos para la preparación, transporte, colocación y curado del concreto en
obra deben estar orientados a conseguir una adecuada calidad del concreto.
3.- Propiedades del Concreto en Obra
Las características de calidad del concreto, deben considerarse en función del grado de calidad
de la estructura a construir. En consecuencia el concreto no solo debe estar adecuadamente
proyectado, la estructura debe construirse correctamente. Con ello se provee suficiente
resistencia para soportar las condiciones de trabajo de la estructura, solo se debe agregar
como una condición la economía del proyecto tanto en la etapa constructiva como también en
función del costo de mantenimiento durante su vida útil.
Exigencias de las mezclas:
De las principales exigencias que debe cumplir el concreto las más importantes son aquellas
relacionadas a la primera etapa de colocación del concreto, siendo estas la trabajabilidad y la
durabilidad que es una propiedad a tener en cuenta desde estas primeras etapas, que se
proyectarán a los efectos que las condiciones del servicio impongan al concreto.
Trabajabilidad.- Definida como la facilidad con la que los componentes del concreto se pueden
mezclar y después manejarse, esto es transportar y colocar a su ubicación en la estructura, el
objetivo es que se pierda lo menos posible su homogeneidad. La trabajabilidad entonces
depende de las proporciones de sus componentes y principalmente del contenido del agua de
mezcla.
En general el grado de trabajabilidad no solo depende de la mayor o menor fluidez de la
mezcla, esta propiedad está regida por las dimensiones y la forma de la estructura, y por las
dimensiones, separación y la forma del refuerzo. Como ejemplo podemos citar que el concreto
con una trabajabilidad conveniente, para una losa de pavimento, será difícil o literalmente
imposible colocarlo en una sección muy delgada de concreto armado.
Los medios para evaluar y establecer el grado de trabajabilidad de una mezcla en obra, son
realizados con el ensayo de revenimiento realizado con el Cono de Abrams.
Durabilidad.- Un concreto es durable cuando pueda soportar en forma satisfactoria los efectos
de las condiciones de servicio al que está sometido durante su vida útil, tres son los fenómenos
bajo los cuales se evalúa la durabilidad, estos son: el intemperismo, los efectos químicos el
desgaste, a los que el concreto debe resistir adecuadamente.
a) Intemperismo: Este fenómeno producirá desintegración de la masa del concreto, el efecto se
debe principalmente al efecto de congelación y descongelación confinada. Estas condiciones
se dan con mayor frecuencia en climas donde se registran fuertes variaciones de temperatura o
de gradiente térmico en cortos períodos de tiempo y a las alternativas de humedad y sequedad,
sobre todo en obras de conducción.
En obra es posible elaborar y colocar un concreto que tenga buena resistencia a los efectos de
los agentes del intemperismo, para ello es necesario que se tenga una cuidadosa atención a la
selección de materiales, en cuanto su calidad así como a todas las fases del control de la obra.
La utilización de incorporadores de aire en la masa del concreto, ayuda mucho a mejorar la
durabilidad del concreto, también es importante, siempre que sea práctico tomar medidas que
permitan el drenaje adecuado de las superficies expuestas del concreto. Para obras de
conducción como canales en las que el concreto estará permanentemente saturado, se debe
tener en cuenta algún tipo de impermeabilización superficial para evitar en lo posible que el
agua penetre en la masa del concreto y puede saturar los vacíos, incrementando con este
procedimiento su resistencia a los cambios bruscos de temperatura.
b) Resistencia a ataques químicos: Las principales causas de la destrucción del concreto por
agentes químicos se debe en esencia a la afinidad álcali-agregado, a lo que se debe que los
álcalis del cemento reaccionan químicamente con los elementos minerales, que conforman los
agregados, el deterioro resulta del contacto con estos agentes químicos, siendo los principales
los sulfatos presentes en el agua subterránea o en el suelo que queda en contacto con el
concreto. La afinidad álcali-agregado se caracteriza por las siguientes condiciones observables:
agrietamiento, generalmente en forma irregular y en escala relativamente grande; agrietamiento
en la superficie del concreto, por expansión excesiva del concreto exudado, gelatinosos u
depósitos blancos amorfos, tanto en la superficie como dentro de la masa del concreto,
especialmente en los huecos y en la vecindad de algunos fragmentos de los agregados
afectados, como pueden ser las zonas periféricas de afinidad, alteración o infiltraciones en las
partículas de los agregados, el fenómeno es típico en algunos tipos de rocas ácidas y
volcánicas intermedias; igualmente la aparición de concreto de apariencia yesosa y quebradiza.
Generalmente no son especificados ensayos para la determinación de la afinidad álcali-
agregado, debido al elevado costo de estas, por lo que se indica ubicar la fuente de los
agregados para una inspección visual, de existir alguna duda con respecto a la afinidad, podría
considerarse el cambio de los agregados, o en su caso de la presencia de sulfatos en el suelo
de fundación especificarse cemento con poco contenido de álcali, es decir cementos del tipo II,
para concentraciones moderadas de sulfatos o de cemento tipo V para condiciones de
presencia altas a severas de sulfatos.
La presencia de sulfatos de sodio, magnesio y calcio, en el suelo de cimentación de
estructuras de concreto, puede ser detectada debido a la presencia de estas sales en forma de
manchas blanquecinas, la presencia de estos depósitos, con frecuencia es indicativo de la
necesidad de análisis del suelo para determinar si contienen concentraciones dañinas de
sulfatos.
Curado del Concreto: En razón de que la durabilidad del concreto, debe ser un parámetro
primordial para el diseño del concreto, se estima que la relación agua-cemento máxima se ha
establecido como condición, el concreto desarrollará su resistencia a la compresión sin ningún
contratiempo, siempre y cuando la colocación sea adecuada; lo que quiere decir en resumen: la
producción del concreto de calidad conveniente, transporte y colado que no presente
segregación, y compactación completa y sistemática; sin descuidar el curado, de acuerdo a las
condiciones ambientales y a las necesidades de protección inicial del concreto.
4.- Temperaturas para el Concreto
Durante la presencia del tiempo frío, la temperatura del concreto al momento de su colocación
no debe ser menor que los valores dados en la Tabla Nº 01, en adición para prevenir
temperaturas muy frías a edades tempranas del concreto, la temperatura del concreto debe ser
mantenida cercana a las recomendadas para la temperatura de colocación durante le período
de protección indicada en las tablas.
La duración depende del tipo y la cantidad de cemento, clima, aditivos acelerantes si son
utilizados y de la categoría del servicio de la estructura. Las temperaturas mínimas se muestran
en las siguientes tablas:
Tabla Nº 1 En función de las dimensiones de la estructura.
Líne
aTemperatura del Aire
Dimensiones de la sección, dimensión mínima
(mm.)
300 300-900 900-1800 1800
Temperatura mínima del concreto colocado y para mantenimiento
1 - 13ºC 10ºC 7ºC 5ºC
Temperatura mínima del concreto para la mezcla de acuerdo a la temperatura del aire
2 -1ºC 16ºC 13ºC 10ºC 7ºC
3 -18ºC a -1ºC 18ºC 16ºC 13ºC 10ºC
4 -18ºC 21ºC 18ºC 16ºC 13ºC
Máxima temperatura permitida en las primeras 24 hrs. al final del período de protección
5 - 28ºC 22ºC 17ºC 11ºC
ACI Comité 306
3.3. Table Nº 2 En función del tipo de estructura y del tipo de cemento.
Líne
aCategoría
Período de Protección para la línea indicada en la
tabla Nº 01 (días)
Cemento tipo I o II
Cemento tipo III o acelerante
de fragua o cemento
adicional de 60 kg/m3
1 1 Sin carga ni exposición 2 1
2 2 Sin carga y expuesta 3 2
33 Parcialmente cargada y
expuesta6 4
4 4 Carga completaDe acuerdo a las Especificaciones del concreto
estructural.
ACI Comite 306
La temperatura del concreto en el momento de la colocación debe encontrarse siempre cerca
de la mínima temperatura indicada en la tabla Nº 01, sin embargo las mínimas temperaturas de
colocación no deben superar el valor mínimo de 10ºC. Cuando el concreto es colocado a bajas
temperaturas de 5ºC a 13ºC debe ser protegido mediante un mayor tiempo de curado de esta
forma se conseguirá un desarrollo más elevado de la resistencia última y buena durabilidad y
por consiguiente obtener similares características de fisuramiento que para el concreto en
climas más calurosos.
