UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRININGENIERA CIVIL

ABRIL DEL 2014

CONSTRUCCIONES EN CONCRETO ARMADO.

INTRODUCCION

El sismo del 15 de Agosto ha producido muchos daos en edificaciones de concreto armado, llegando en algunos casos a producir el colapso de los edificios o hacer necesaria la posterior demolicin de ellos. El comportamiento de estos edificios debe analizarse considerando la antigedad de estas construcciones, ya que las exigencias reglamentarias para condiciones sismo resistentes de nuestros edificios se comienzan a aplicar desde hace unos treinta aos.

En los edificios con ms de treinta aos de antigedad, y conforme a las prcticas de diseo de esas pocas, aunque muchos diseos consideraban solicitaciones ssmicas aplicadas con criterios diferentes a los empleados actualmente, no se encuentran disposiciones de refuerzo que permitan un comportamiento dctil de la estructura. Se encuentra as columnas con armadura vertical hasta de de dimetro con estribos de espaciados cada 30cm en toda la altura de la columna y con traslapes o longitudes de anclaje reducidas con relacin a las exigencias actuales. Esta situacin se ha presentado, por ejemplo, en el Hospital Regional de Ica.

Estas edificaciones han basado su resistencia ssmica en la resistencia a fuerzas cortantes de sus muros de albailera, normalmente de ladrillos macizos en amarre de cabeza, comenzando a presentar daos en la estructura cuando se supera la resistencia de la albailera. Este comportamiento nos muestra que es necesario hacer inversiones en estos edificios, en las zonas del pas donde todava no se han presentado sismos fuertes, para mejorar su comportamiento agregando muros de corte de concreto armado ya que no es posible dar ductilidad a las columnas y vigas existentes.

Se encuentran tambin edificios que han sufrido mucho dao, llegando hasta al colapso, y que tienen pocos aos de haber sido construidos. Estos edificios se han proyectado y construido cuando en el pas tenemos, por experiencia de eventos ssmicos propios y por los presentados en otros pases, conocimientos suficientes sobre cmo construir edificios que puedan soportar adecuadamente estos movimientos. Estas experiencias se reflejan en la enseanza en las universidades y en nuestro reglamento ssmico, muy moderno y que ha mostrado que el cumplimiento de sus exigencias da resultados satisfactorios en el comportamiento de los edificios.

Sin embargo el tipo de daos presentado muestra que hay muchas edificaciones que se estn construyendo sin cumplir con las exigencias ssmicas reglamentarias y esto refleja un desconocimiento de las normas, un desconocimiento de una manera simple de aplicarlas, posiblemente el desarrollo de proyectos de estructuras por personas que no son ingenieros o que sindolo no tienen los conocimientos necesarios para ejecutarlos. Esto tambin refleja de manera muy importante la falta de control municipal en la aprobacin de los proyectos y en la verificacin de su cumplimiento durante la construccin de ellos.

EXIGENCIAS DE LA NORMA SISMORRESISTENTE E.030

Recordemos un concepto importante de la Norma E.030 Diseo Sismorresistente. En su artculo 3 dice que la filosofa del diseo Sismorresistente consiste en:a. Evitar prdidas de vidasb. Asegurar la continuidad de los servicios bsicosc. Minimizar los daos a la propiedad

Esto significa que la estructura no debe colapsar, ni causar daos graves a las personas debido a movimientos ssmicos severos que puedan ocurrir en el sitio y que se pueden producir daos dentro de lmites aceptables.

Para que una estructura resista un sismo severo con este tipo de comportamiento es necesario que cumpla dos condiciones:1. Que sea rgida, para que los desplazamientos horizontales sean pequeos.2. Que sea dctil, para que en determinadas zonas pueda tener un comportamiento inelstico, lo que significa fisuracin, sin perder su resistencia ni de que se produzca una falla frgil.

El cumplimiento de la condicin 1 necesita de un proyecto arquitectnico que permita que adems de las columnas y vigas necesarias para soportar las cargas de la estructura, permita que se coloquen muros de corte, de ladrillo macizo o de concreto armado, que aumenten la rigidez a desplazamientos horizontales de la estructura.

El cumplimiento de la condicin 2 necesita que se cumplan las exigencias de la norma de concreto armado, particularmente los artculos referidos al diseo sismorresistente. Esto trata principalmente del tipo de estribos, su espaciamiento, longitudes de anclaje, longitudes de traslape y detalles sobre la colocacin de las armaduras dentro de las vigas.

Adems de cumplir estas condiciones, para tener un buen comportamiento ante sismos severos nuestros edificios deben tener en lo posible: Simetra, tanto en la distribucin de masas como la de rigideces., para reducir excentricidades que producen rotaciones que incrementan los desplazamientos horizontales produciendo mayores daos en los elementos estructurales y no estructurales. Peso mnimo, especialmente en los pisos altos. Esto lleva a la recomendacin que estamos aplicando en forma general en el diseo de nuestros edificios, de evitar los tanques elevados en las azoteas de los edificios. Es mucho ms conveniente emplear equipos hidroneumticos o de presin constante para asegurar el suministro adecuado de agua en todo el edificio. Seleccin y uso adecuado de los materiales de construccin. En las fotos 5 y 6 se ven los daos producidos en n edificio en Pisco, donde el muro de relleno entre las columnas y vigas que se muestran, ha sido construido con ladrillo pandereta en lugar de ladrillo macizo o de paos de concreto armado. El ladrillo pandereta es muy poco resistente a fuerzas horizontales de corte y los casos de falla han sido muy numerosos en este sismo. Se recomienda que se reduzca su empleo, empleando en su lugar ladrillos macizos.

Foto 1 Edificios en buen estado

Foto 2 Edificio demolindose en Ica

Foto 3 Edificio con columnas cortas, Pisco

Foto 4 Detalle de columnas cortas, Pisco

Foto 5 Edificio con dao graves, Pisco

Foto 6 Detalle de daos en edificio, Pisco

Foto 7 Edificio colapsado, Pisco

Foto 8 Falla de columna corta, Ica

Resistencia adecuada. Esto es aplicable principalmente a los elementos verticales, ya que su falla puede producir el colapso del edificio como se ve en la foto 7. Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevacin. Es muy importante que lo elementos verticales, particularmente los ms rgidos, que toman una parte importante de la fuerza horizontal no desaparezcan, creando lo que se denomina un piso blando. Inclusin de lneas sucesivas de resistencia. Esto lleva a considerar como ms adecuado el sistema dual, empleando prticos de columnas y vigas con un sistema de muros de corte. Esta combinacin le permite al edificio controlar los desplazamientos horizontales de manera que estn dentro de lo admisible por el Reglamento y en el posible caso que se exceda la resistencia de los muros de corte, tener una segunda lnea de resistencia en los prticos, los que deben tener la ductilidad necesaria para entrar a un rgimen inelstico, con fisuracin en las zonas donde se formen las rtulas plsticas, pero sin prdida de resistencia y evitando fallas frgiles.

EXIGENCIAS DE LA NORMA DE CONCRETO ARMADO (ACI 318-05)

La Norma Peruana de Concreto Armado E.060 fue aprobada en Febrero de 1989 y por lo tanto es muy antigua, particularmente cuando la investigacin y el anlisis de las experiencias de daos ssmicos a nivel mundial se han incrementado mucho. Por esta razn, aunque es nuestra ley y tenemos que cumplirla, las exigencias para una adecuada resistencia ssmica que presentamos a continuacin estn referidas a la Norma ACI 318 aprobada el ao 2005.

1.- La resistencia requerida por la Norma E.060 en su artculo 10.2.1 tiene que modificarse en lo referente a cargas de sismo, ya que como indica la Norma E.030 en su artculo 12, Para el diseo por resistencia ltima las fuerzas ssmicas internas deben combinarse con factores de carga unitarios.

De acuerdo con esto, las combinaciones de carga indicadas en 10.2.1 de la Norma E.060 son:

2.- Los recubrimientos mnimos de concreto para proteger el acero de refuerzo son los siguientes:

Concreto vaciada contra el terreno y expuesto permanentemente a l 75mm Concreto en contacto con el suelo o a la intemperie: barras de 5/8 o menores 40mmbarras de 3/4 o menores 50mm Concreto no expuesto a la intemperie ni en contacto con el suelo:losas, muros y viguetas 40mmvigas y columnas 50mm

3.- Barras estndar ASTM.

#Denominacindb(mm)As(mm2)Peso(kg/m)

33/89,5710,56

412,71291,01

55/8162001,57

6192842,23

77/8223873,04

81255104,00

91-1/8296455,06

101-1/4328196,43

111-3/83610067,90

4.- Lmites de espaciamiento entre barras.

Consideramos el caso en que el agregado grueso del concreto tiene piedra de un tamao nominal .

Para vigas el mnimo espacio libre entre barras, en sentido horizontal y vertical, es igual al dimetro db (mm) de la barra, pero no menor a 25mm.

Para columnas el mnimo espacio libre entre barras, en sentido horizontal, es igual a una y media veces el dimetro db (mm) de la barra, pero no menor a 40mm.

5.- Exigencias para el refuerzo longitudinal de elementos sometidos a flexin.

Se consideran elementos en flexin, vigas, a aquellos en los que se cumple que la fuerza amplificada de compresin axial en el elemento, Pu, no excede de Agfc/10 y que la luz libre del elemento es mayor que cuatro veces su peralte d.

El ancho bw del alma de la viga no debe ser menor a 250mm y no debe ser mayor que el ancho de la columna de apoyo ms una distancia a cada lado de la columna que no exceda tres cuartas partes de la altura h de la viga.

En cualquier seccin de un elemento en flexin el acero mnimo de refuerzo, tanto en la parte superior como en la inferior de la viga debe ser:

Para fc = 210 kg/cm2 y acero grado 60, fy = 4200 kg/cm2, se obtiene:

La cuanta del acero de refuerzo en traccin no debe exceder de 0.025.

Por lo menos dos barras deben disponerse en forma continua en la parte superior e inferior de la viga.

La resistencia a momento positivo en la cara del nudo no debe ser menor que la mitad de la resistencia a momento negativo proporcionada en esa misma cara.

La resistencia a momento negativo o positivo, en cualquier seccin a lo largo de la longitud de la viga, no debe ser menor de un cuarto de la resistencia mxima a momento proporcionada en la cara de cualquiera de los nudos.

Slo se permiten empalmes traslapados del refuerzo de flexin cuando se confina toda la zona del empalme con estribos cerrados con un espaciamiento que sea el menor valor entre d/4 100mm.

No deben emplearse empalmes traslapados dentro de los nudos, ni en una distancia de dos veces la altura h de la viga medida desde la cara del nudo, ni donde el anlisis indique que se puede formar una rtula plstica por desplazamientos laterales inelsticos del prtico.

6.- Exigencias para el refuerzo transversal de elementos sometidos a flexin.

Deben colocarse estribos cerrados de confinamiento en una longitud igual a dos veces la altura h de la viga, medida desde la cara del nudo hacia el centro de la luz, en ambos extremos de la viga.

El primer estribo cerrado debe estar a no ms de 50mm de la cara del nudo y los restantes deben tener un espaciamiento que sea el menor valor entre d/4 100mm. En la viga deben colocarse estribos de acuerdo a la necesidad por esfuerzo cortante. En mi prctica profesional, acostumbro colocar en la parte central de la viga como mnimo estribos de 3/8 cada 20cm.

7.- Resistencia a fuerza cortante.

La resistencia de diseo a fuerza cortante, Ve, se debe determinar a partir de las reacciones isostticas de las cargas de gravedad entre las caras de los nudos, en los extremos de la viga, ms la fuerza cortante hiperesttica producida por los momentos probables Mpr que actan en la parte superior de la viga en un extremo y en la parte inferior de la viga en el otro extremo, como se aprecia en la figura adjunta. Estos momentos se calculan con el rea de acero que se ha colocado en la viga, con un esfuerzo de fluencia real estimado de 1,25fy y con un factor =1,0.

El refuerzo de estribos necesario en la zona determinada en el acpite 6 anterior, se debe calcular suponiendo Vc = 0 cuando se produzcan simultneamente las dos condicione siguientes: La fuerza cortante inducida por el sismo representa la mitad o ms de la resistencia mxima a cortante requerida en esas zonas;

8.- Exigencias para el refuerzo de columnas.

La resistencia a flexin de las columnas debe satisfacer la siguiente condicin:

en donde: Mnc = suma de los momentos nominales de flexin de las columnas que llegan al nudo, calculados en la cara del nudo.Mnb = suma de los momentos nominales de flexin de las vigas que llegan al nudo, calculados en la cara del nudo.La condicin anterior debe satisfacerse para momentos en vigas que acten en ambas direcciones en el plano vertical del prtico en estudio.

HISTORIA DEL CONCRETO ARMADO

El concreto fue usado por primera vez en Roma alrededor de la tercera centuria antes de Cristo.Estaba constituido por agregados unidos mediante un aglomerante conformado por una mezcla de cal y ceniza volcnica. Este material poda sumergirse en agua manteniendo sus propiedades a diferencia de los morteros de cal usados siglos antes en la antigua isla de Creta. La obra mas grande erigida por los romanos fue el panten con su bveda de 43.20 m. de dimetro. El uso de este material en la construccin paso al olvido con la cada del imperio y no fue sino hasta mediados del siglo XVIII que su uso se extendi nuevamente.El primer registro del uso del concreto en los tiempos modernos, se remonta a 1760 cuando, en Inglaterra, John Smeaton descubrio, mientras proyectaba el faro Eddistone, quela mezcla de la caliza calcinada y arcilla daba lugar a un conglomerante hidrulico resistente al agua. En 1824joseph Aspdin elaboro cemento mezclando arcilla y caliza de diferentes canteras y calentndolo en un horno. El concreto obtenido con este aglomerante se asemejaba a las piedras propias de la isla de Portland, al sur de Inglaterra, motivo por el cual se le llamo cemento Portland, material que comenz a fabricarse con mayor fuerza desde entonces. En ocasiones, la mezcla era calentada en exceso y se endureca, siendo desechada por considerase inutil. En 1845, I C. Johnson descubri que el mejor cemento provena de la pulverizacin de esta sustancia " inutil " denominadaclinker .Este es el cemento que se conoce hoy en dia.

El concreto armado se uso desde la tercera decada del siglo XIX. Entre 1832 y 1835, Sir Marc Isambard y Francois Martin Le Brun erigieron, en Inglaterra y Francia, respectivamente, estructuras de este material tales como arcos y edificaciones. En 1848, Joseph Louis Lambot construyo un bote de concreto reforzado el cual presento en la exposicion de Paris en 1854 y patentoen 1855. En Inglaterra W.B. Wilkinson, registro, en 1855un piso de concreto reforzado de cuerdas de acero desechadas en la misma. Un ao despues, Francois Coignet patento un sistema de refuerzos para pisos consiste en barras de acero embebidas en el concreto.

A pesar de los procedentes antes indicados, Josep Montier, frances es considerado el creador delo concreto reforzado. Dedicado a la jardineria, fabrico mecetas de concreto con refuerzos de malla de alambre, registrando el sistema en 1867. En los aos siguientes patento el uso de esta tecnica para la costruccion de tanques,tuberias, vigas, columnas y escaleras . En 1879 G. A. Wayss, de la firma Wayss and Freitag de Alemania, compro la patente de Montier y en 1887, publico acerca de su metodos constructivos. Por su parte, Rudolph Schuster, de austria adquirio tambien los derechos de lapatente. De este modo el nombre de Montier, como creador del concreto armado, se extendio por todo europa.

Egipto Antiguo

Los egipcios usaron el yeso calcinado para dar al ladrillo o a lasestructurasde piedra una capa lisa.

Grecia antiguaUna aplicacin similar de piedra caliza calcinada fue utilizada por los Griegos antiguos.

Antigua RomaEl Coliseo RomanoLos Romanos utilizaron con frecuencia el agregado quebrado del ladrillo embutido en una mezcla de la masilla de la cal con polvo del ladrillo o la ceniza volcnica. Construyeron una variedad amplia de estructuras que incorporaron la piedra yconcreto, incluyendo los caminos, los acueductos, los templos y los palacios.Los Romanos antiguos utilizaron losas de concreto en muchas de sus estructuras pblicas grandes como el Coliseo y el Partenn. El concreto tambin fue utilizado en la pared de la defensa que abarcaRoma, ms muchos caminos y los acueductos que todava existen hoy. Los Romanos utilizaron muchastcnicasinnovadoras para manejar el peso del concreto. Para aligerar el peso de estructuras enormes, encajonaron a menudo tarros de barro vacos en las paredes. Tambin utilizaron barras de metal como refuerzos en el concreto cuando fueron construidos techos estrechos sobre callejones. 1774

El Faro de SmeatonJohn Smeaton haba encontrado que combinar la cal viva con otrosmaterialescreaba un material extremadamente duro que se podra utilizar para unir juntos otros materiales. l utiliz esteconocimientopara construir la primeraestructurade concreto desde la Roma antigua."John Smeaton, uno de los grandes ingenieros del siglo dieciocho, logr un triunfo al construir el faro de Eddystone enInglaterra. Los faros anteriores en este punto haban sido destruidos por las tormentas y el sitio estaba expuesto a la extremafuerzadel mar. Pero Smeaton utiliz unsistemaen laconstruccinde su cantera que la limita junta en un todo extremadamente tenaz. l bloque las piedras unas en otras y para las fundaciones y el material de junta utiliz una mezcla de la cal viva, arcilla, arena y escoria dehierromachacada concreto, eso es. Esto ocurri en 1774... [y] es el primer uso del concreto desde el perodo romano." (Citado deEspacio,TiempoyArquitectura: el crecimiento de una nueva tradicin, por Sigfried Giedion, Harvard University Press, 1954. Aguafuerte delinformede Smeaton sobre el faro, una narrativa del edificio y unadescripcinde la construccin del faro de Eddystone.) 1816El primer puente de concreto (no reforzado) fue construido en Souillac,Francia. 1825Paso del canalEl primer concreto moderno producido enAmricase utiliza en la construccin del canal de Erie. Se utiliz elcementohecho de la "cal hidrulica" encontrada en los condados de Madison en Nueva York, de Cayuga y de Onondaga.Primero llamado "La zanja de Clinton", el canal de Erie se abri en 1825. Fue un instrumento en la apertura de la expansin a travs de la regin de Los Grandes Lagos. Suxitocomercial fue atribuido a menudo al hecho de que el coste demantenimientode los pasos de concreto era muy bajo. Elvolumendel concreto usado en su construccin le hizo elproyectode construccin de concreto ms grande de sus das. 1897Sears Roebuck ofreci el artculo #G2452, un barril de "Cemento, natural" en $1,25 por barril y el artculo #G2453, "cemento Portland, importado" en $3,40 por barril de 50 galones. 1901Abrazadera de columnaArthur Henry Symons dise una abrazadera de columna que se utilizara con las formas de concretotrabajo construidas.Arthur Henry Symons dise una abrazadera de columna para encofrado de concreto en su departamento de herrero en la ciudad de Kansas. Era ajustable y mantena las formas cuadradas, dos caractersticas apreciadas por los contratistas de concreto. La abrazadera lleg a ser rpidamente popular y los contratistas pidieron que l hiciera ms equipo para resolver sus necesidades en la construccin de concreto. Pronto, A.H. Symons haca una variedad amplia de equipo para la cada vez mayorindustriade la construccin en concreto. 1902August Perret dise y construy un edificio de apartamentos en Pars que usa las aplicaciones qu l llam "sistematrabeatedpara el concreto reforzado". Fue estudiado y tambin imitado ampliamente y adems influenci profundamente la construccin en concreto por dcadas.August Perret dise los apartamentos en la25bis el rue Franklincon vistas maravillosas hacia el Ro Sena y la Torre Eiffel. Su rea agrandada de ventanas con las pequeas masas de soporte fue radical en sus das. Se considera una estructura seminal en el tempranomovimientoarquitectnico moderno porque utiliz la fuerza extraordinaria del concreto reforzado para crear un edificio que tena un marco de soporte que no dependa del espesor de las paredes. 1905 Templo UnityFrank Lloyd Wright comenz la construccin del famoso templo de la Unidad en Oak Park, Illinois. Tomando tres aos para terminar, Wright dise la masiva estructura con cuatro caras idnticas de modo que su costoso encofrado se pudiera utilizar mltiples veces.

Falling WatersFrank Lloyd Wright crey que el concreto era un material de construccin importante que debe ser utilizado en muchas maneras. l lo utiliz como vigas ocultas de ayuda, losas, paredes y techos en la mayora de sus trabajos desde 1903 en adelante.El templo de la unidad se hizo casi enteramente de concreto reforzado; la famosa casa "Falling Waters" usa las losas de concreto para soporte y efecto dramtico; en muchos de sus trabajos posteriores us sus bloques de concreto diseados para soporte y efecto decorativo. 1908Edison con casa modeloThomas Alva Edison construy 11 hogares de concreto moldeados en sitio en Union, Nueva Jersey. Esos hogares an siguen siendo utilizados. l tambin puso la primera milla del camino en concreto cerca de New Village, Nueva Jersey.Thomas Edison crey que el concreto era el material que revolucionara los hogares. l quera que el trabajador promedio pudiera vivir en casas finas, que el concreto hara rentable. Estemodeloadornado era similar a los 11 hogares que l construy. Usando concreto y formas avanzados, cada hogar era vertido de piso a techo en un da.

La construccin del Canal de PanamEl Canal dePanamfue abierto despus de dcadas de construccin. Ofrece tres pares de exclusas de concreto consuelostan gruesos como 20 pies y las paredes tan gruesas como 60 pies en el fondo.El Canal dePanamtom ms de 30 aos para terminarse a uncostode $347 millones. Los desafos deingenieraencontrados fueron enormes. Las condiciones geolgicas difciles, la obtencin de las materias primas necesarias y mano de obra, ms la enormeescaladel equipo requirieron lainnovacinilimitada. Las formas deaceropara las superficies interiores de las exclusas fueron 80 pies de alto y 36 pies de ancho. 1917

El local en ChicagoSymons se mud a un local ms grande en Chicago para acomodar el crecimiento.Arthur Henry Symons mud su negocio desde la ciudad de Kansas a Chicago en 1917 para acomodar el crecimiento del negocio. El estar ms cerca al buentransportepara la adquisicin de lamateria primaydistribucindelproducto, trabajo experto y unmercadoque creca estimul ms crecimiento. 1918AnuncioSymons lanz su primer anuncio en la Engineering News-Review (ENR). Esto extendi la palabra sobre susproductosy di lugar incluso a mayor crecimiento y expansin de los productos yserviciosde Symons."La abrazadera de columna SYMONS" dice el ttulo en el primer anuncio de Symons en la Engineering News-Review (ENR). Este anuncio apareci en laedicinde ENR del 14 agosto de 1918 y se hanestadopublicando anuncios all desde entonces. 1921

Hangar de aeronavesLos vastos y parablicos hangares de dirigibles en el aeropuerto de Orly en Pars fueron terminados.Los hangares extensos de los dirigibles de Eugene Freyssinet (comenzados en 1916) fueron construidos de costillas parablicas pretensadas. La forma permiti la ms grande y posible fuerza estructural para el enorme volumen necesario para contener los dirigibles. Lanaturalezaincombustible del concreto fue el factor principal que convenci al equipo de Orly a que aprobara eldiseoaltamente inusual.

1933

AlcatrazLa Penitenciara de Alcatraz fue abierta. Los primeros internos fueron la cuadrilla de trabajo de la prisin que la construy.Esta prisin federal en la isla de Alcatraz fue cerrada por el ejrcito en 1933 y se convirti oficialmente en una Penitenciara en 1934. El agregado para el concreto en muchos de los edificios es ladrillo machacado de la prisin militar. 1946Symons comenz la fabricacin Wood-Ply, un sistema de formacin modular que consisti en formas demaderareutilizables con la dotacinfsicade acero.

1955

Fue introducido Steel-Ply, el sistema de formacin de concreto ms popular de Symons. Utilizado enoperaciones"handset" y "gangform", provee a los contratistas la mxima flexibilidad de forma con grados fiables de la carga.El sistema de Steel-Ply combina los resistentes carrioles de acero y los travesaos con el chapeado especial de Symons de " de plywood HDO para un grado de 1000 psf. Este grado de la carga: reduce los requisitos de unin comparados al encofrado tpico trabajo-construdo. aumenta la productividad 1973

La Casa de peraSe inaugura la casa de pera en Sydney, Australia. Sus distintivos picos de concreto se convirtieron rpidamente en un smbolo para la ciudad.La distribucin internacional de los productos de Symons comienza.

La lnea dramtica de la azotea en la Casa de pera en Sydney es una perdurableimagende Sydney, Australia. Las mltiples reas de presentaciones dentro de los picos son reconocidas por sus exquisitas calidades acsticas. 1982

La lneaqumicade productos de concreto de Symons de ampla con laintroduccinde desbloqueadores lquidos, compuestos para curar, selladores de acrlico y endurecedores. 1987

Se introducen el"Room Tunnel"molde para el formado repetitivo de cuartos y el sistema de formacin de concreto"Flex-Form"para paredes curvas.El sistema de formadoRoom Tunneles un sistema de "medio tnel" que es ms simple, ms ligero y ms rpido de manejar que productos competidores de "tnel entero". El diseo del "medio tnel" tambin proporciona una mayor flexibilidad dimensional para la potencial reutilizacin en otrosproyectos.El "Room Tunnel" est diseado con un revestimiento de placa 3/16" de acero respaldada con costillas de acero. Este robusto diseo reduce al mnimo el apoyo interior para lograr un rea despejada. El diseo tambin proporciona un acabado liso sin desviacin. Los asentamientos magnticos rpidos y eficientes reducen loscostospara los bordes y los"blockouts"de la losa, mejorando la duracin del ciclo.El sistema "Room Tunnel" se ha utilizado para "un cuarto, por da, por forma". Eso significa horarios ms rpidos para la terminacin del proyecto y costos reducidos para el contratista y el propietario.Los paneles de "Flex-Form" se entregan al sitio del trabajo pre-ensamblados alradiorequerido. No hay costososmodelostrabajo-construidos necesarios para poner este sistema patentado de formacin en uso.El sistema de "Flex-Form" consiste en un panel flexible 3/16" de acero que sigue la forma de una costilla rodada en ngulo. La costilla se emperna a los refuerzos del panel para llevar a cabo conseguridadla forma al radio especificado. Cambiar el radio de formacin para diversas condiciones del proyecto es tan simple como cambiar la costilla.El sistema de formacin de concreto "Flex-Form" produce una excelente superficie de concreto que no requiere normalmente ningn acabado adicional. Debido a que el panel de "Flex-Form" se dobla para formar el radio, las estras se eliminan virtualmente.

Museo JFKEl Museo John F. Kennedy en Boston fue terminado. La dramtica estructura de concreto y cristal fue diseada por el reconocido arquitecto I. M. Pei.La ceremonia de dedicatoria para el Museo John Fitzgerald Kennedy fue presidida por el presidente Clinton. l coment de su reunin en suinfanciacon el presidente Kennedy y cmo ste influenci su vida.El museo por s mismo es una estructura dramticamente angular de cristal verde y concreto blanco que se aprovecha del inclinado terreno costero con dramticas vistas del mar y de la ciudad.

1996

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CONCRETO ARMADO

se le da este nombre al concreto simple y sumado ms el acero de refuerzo, bsicamente cuando tenemos elementos que trabajan a comprensin o a traccin ( tensin ).Existen varias categoras del concreto como por ejemplo el concreto pretensado y concreto postensado, el concreto armado est constituido por ventajas y desventajas que favorecen a la contruccion de edificaciones; que a continuacin se presentan:

Ventajas:

1. Es durable a lo largo del tiempo y no requiere de una gran inversin para su mantenimiento. Tiene una vida til extensa

2. Tiene gran resistencia a la compresin en comparacin con otros materiales.

3. Es resistente al efecto del agua

4. En fuegos de intensidad media el concreto armado sufre daos superficiales si se provee un adecuado recubrimiento de acero. Es mas resistente al fuego que la madera y el acero estructural

5. Se le puede dar forma que uno desee haciendo uso del encofrado adecuado

6. Le confiere un carcter monoltico a sus estructuras lo que les permite resistir ms eficientemente las cargas laterales del viento o sismo.

7. No requiere mano de obra muy calificada

8. Su gran rigidez y masa evitan problemas de vibraciones en las estructuras erigidas con el.

9. En la mayora de lugares, es el material ms econmico

10. Por su gran peso, la influencia delas variaciones de cargas mviles es menor.

Desventajas:

1. Tiene poca resistencia a la traccin aproximadamente la dcima parte de su resistencia a la compresin. Aunque el acero se coloca de modo que absorba estos esfuerzos, la formacin de grietas es inevitable.

2. Requiere de encofrado lo cual implica su habilitacin, vaciado, esperar hasta que el concretoAlcance la resistencia requerida y desencofrado, con el tiempo que estas operaciones implican. El costo del encofrado puede alcanzar entre un tercio y dos tercios del costo total de la obra

3. Su relacin resistencia a la compresin versus peso est muy por debajo que la correspondente al acero, el cual es ms eficiente cuando se trata de cubrir grandes luces.El concreto requiere mayores secciones y por ende el peso propio es una carga muy importante en el diseo.

4. Requiere de un permanente control de calidad, pues estase ve afectada por las operaciones de mezcla, colocacin, curado etc.

METODOS DE DISEO

En la actualidad existen, bsicamente dos mtodos de diseo en concreto armado; diseo elstico o por cargas de servicio y diseo a la rotura o por resistencia ultima. El primero fue utilizado con mucha fuerza hacia mediados del siglo y el segundo ha adquirido impulso en los ltimos cuarenta aos.El diseo elstico parte de la hiptesis que es posible predecir la distribucin del esfuerzos en el refuerzo y el concreto, al ser sometida a cargas de servicio. Asume un comportamiento elstico de ambos materiales, el diseo consiste en conseguir que los esfuerzos no excedan los esfuerzos admisibles que son una fraccin de la resistencia del concreto y del esfuerzo de fluencia del acero. En la actualidad pruebas de laboratorio han permitido comprobar que el complejo comportamiento del concreto con el paso del tiempo conlleva a una constante redistribucin del esfuerzos entre este y el acero, en el diseo elstico solo se considera una de estas distribuciones. En el diseo de estructuras, es importante considerar el tipo de falla, dctil o frgil, que presenta un elemento bajo determinadas solicitaciones y, en medida de lo posible orientar la falla segn sea conveniente. El mtodo elstico no considera este punto el mtodo elstico tampoco determina la carga que ocasiona la rotura de la pieza y por ello, su factor de seguridad no es considerada.El diseo por rotura se fundamenta en la prediccin de la carga que ocasiona la falla del elemento en estudio y analiza el modo de colapso del mismo. En pruebas de laboratorio se ha podido comprobar que es posible predecir estas cargas con precisin suficiente . este mtodo toma en consideracin el comportamiento inelstico del acero y el concreto y por lo tanto, se estima mejor capacidad de carga de la pieza.

LA TEORA ELSTICA : es ideal para calcular los esfuerzos y deformaciones que se presentan en una estructura de concreto bajo las cargas de servicio. Sin embargo esta teora es incapaz de predecir la resistencia ltima de la estructura con el fin de determinar la intensidad de las cargas que provocan la ruptura y as poder asignar coeficientes de seguridad, ya que la hiptesis de proporcionalidad entre esfuerzos y deformaciones es completamente errnea en la vecindad de la falla de la estructura.

LA TEORA PLSTICA : es un mtodo para calcular y disear secciones de concreto reforzado fundado en las experiencias y teoras correspondientes al estado de ruptura de las teoras consideradas.

Ventajas del Diseo Plstico:

1. En la proximidad del fenmeno de ruptura, los esfuerzos no son proporcionales a las deformaciones unitarias, si se aplica la teora elstica, esto llevara errores hasta de un 50% al calcular los momentos resistentes ltimos de una seccin. En cambio, si se aplica la teora plstica, obtenemos valores muy aproximados a los reales obtenidos en el laboratorio.2. La carga muerta en una estructura, generalmente es una cantidad invariable y bien definida, en cambio la carga viva puede variar mas all del control previsible. En la teora plstica, se asignan diferentes factores de seguridad a ambas cargas tomando en cuenta sus caractersticas principales.3. En el clculo del concreto presforzado se hace necesario la aplicacin del diseo plstico, porque bajo cargas de gran intensidad, los esfuerzos no son proporcionales a las deformaciones.

Hiptesis del diseo plstico

Para el diseo de los miembros sujetos a carga axial y momento flexionante, rompiendo cumpliendo con las condiciones aplicables de equilibrio y compatibilidad de deformaciones, las hiptesis son:A) Las deformaciones unitarias en el concreto se supondrn directamente proporcionales a su distancia del eje neutro. Excepto en los anclajes, la deformacin unitaria de la varilla de refuerzo se supondr igual a la deformacin unitaria del concreto en el mismo punto.B) La deformacin unitaria mxima en la fibra de compresin extrema se supondr igual a 0.003 en la ruptura.C) El esfuerzo en las varillas, inferior al lmite elstico aparente Fy, debe tomarse igual al producto de 2.083 x 106 kg/cm2 por la deformacin unitaria de acero. Para deformaciones mayores que corresponden al lmite elstico aparente, el esfuerzo en las barras debe considerarse independientemente de la deformacin igual el lmite elstico aparente Fy.D) Se desprecia la tensin en el concreto en secciones sujetas a flexin.E) En la ruptura, los esfuerzos en el concreto no son proporcionales a las deformaciones unitarias. El diagrama de los esfuerzos de compresin puede suponerse rectangular, trapezoidal, parablico, o de cualquier otra forma cuyos resultados concuerden con las pruebas de los laboratorios.F) La hiptesis anterior puede considerarse satisfecha para una distribucin rectangular de esfuerzos definida como sigue:En la ruptura se puede suponer un esfuerzo de 0.85 f'c, uniformemente distribuido sobre una zona equivalente de compresin, limitada por los bordes de la seccin transversal y una lnea recta, paralela al eje neutro y localizada a una distancia a = 1 c a partir de la fibra de mxima deformacin unitaria en compresin y el eje neutro, se medir perpendicularmente a dicho eje. El coeficiente 1 se tomar como 0.85 para esfuerzos f'c hasta de 280 kg/cm2 y se reducir contnuamente en una proporcin de 0.05 por cada 70 kg/cm2 de esfuerzo en exceso de los 280 kg/cm2.

Anlisis de las Hiptesis

La hiptesis (A), acepta la variacin lineal de las deformaciones unitarias. Lo cual es cierto, excepto en la vecindad de la ruptura, pero las diferencias son muy pequeas y no son dignas de tomarse en cuenta.En cuanto a la deformacin unitaria de las varillas de refuerzo es igual a la del concreto en el mismo punto, es indispensable para el trabajo conjunto del acero de refuerzo y el concreto.La hiptesis (B), seala la ruptura del concreto, la deformacin unitaria 0.003 cuyo valor concuerda con el promedio de los datos obtenidos en el laboratorio, resultando ligeramente conservador.La hiptesis (C), se fundamenta en el diagrama esfuerzo-deformacin de los aceros de refuerzo, y, para deformaciones mayores que las correspondientes al lmite elstico aparente debe considerarse el esfuerzo en las varillas, independiente e igual a Fy porque se encuentran dichas deformaciones en la zona plstica del diagrama, el cual puede considerarse horizontal sin mucho error.La hiptesis (D), desprecia la resistencia a la tensin del concreto, en miembros sujetos a flexin. El error que con ello se comete es muy pequeo y permite establecer frmulas mucho ms sencillas que si se considera dicha resistenciaLa hiptesis (F), se basa en una solucin presentada en 1937 por Charles S. Whitney y tiene la ventaja de proporcionar un mtodo muy sencillo de anlisis de las cuas de esfuerzos de compresin.

COMPONENTES DEL CONCRETO

AGUA:El agua es un componente esencial en las mezclas de concreto y morteros, pues permite que el cemento desarrolle su capacidad ligante.

Para cada cuanta de cemento existe una cantidad de agua del total de la agregada que se requiere para la hidratacin del cemento; el resto del agua solo sirve para aumentar la fluidez de la pasta para que cumpla la funcin de lubricante de los agregados y se pueda obtener la manejabilidad adecuada de las mezclas frescas. El agua adicional es una masa que queda dentro de la mezcla y cuando se fragua el concreto va a crear porosidad, lo que reduce la resistencia, razn por la que cuando se requiera una mezcla bastante fluida no debe lograrse su fluidez con agua, sino agregando aditivos plastificantes.

El agua utilizada en la elaboracin del concreto y mortero debe ser apta para el consumo humano, libre de sustancias como aceites, cidos, sustancias alcalinas y materias orgnicas.En caso de tener que usar en la dosificacin del concreto, agua no potable o de calidad no comprobada, debe hacerse con ella cubos de mortero, que deben tener a los 7 y 28 das un 90% de la resistencia de los morteros que se preparen con agua potable.

Algunas de las sustancias que con mayor frecuencia se encuentran en las aguas y que inciden en la calidad del concreto se presentan a continuacin:

Las aguas que contengan menos de 2000 p.p.m. de slidos disueltos generalmente son aptas para hacer concretos; si tienen ms de esta cantidad deben ser ensayados para determinar sus efectos sobre la resistencia del concreto.

Si se registra presencia de carbonatos y bicarbonatos de sodio o de potasio en el agua de la mezcla, estos pueden reaccionar con el cemento produciendo rpido fraguado; en altas concentraciones tambin disminuyen la resistencia del concreto.

El alto contenido de cloruros en el agua de mezclado puede producir corrosin en el acero de refuerzo o en los cables de tensionamiento de un concreto pre esforzado.

El agua que contenga hasta 10000 p.p.m. de sulfato de sodio, puede ser usada sin problemas para el concreto.

Las aguas acidas con pH por debajo de 3 pueden crear problemas en el manejo u deben ser evitadas en lo posible.

Cuando el agua contiene aceite mineral (petrleo) en concentraciones superiores a 2%, pueden reducir la resistencia del concreto en un 20%.

Cuando la salinidad del agua del mar es menor del 3.5%, se puede utilizar en concretos no reforzados y la resistencias del mismo disminuye en un 12%, pero si la salinidad aumenta al 5% la reduccion dela resistencia es del 30%.

El agua del curado tiene por objeto mantener el concreto saturado para que se logre la casi total hidratacin del cemento, permitiendo el incremento de la resistencia.

Las sustancias presentes en el agua para el curado pueden producir manchas en el concreto y atacarlo causando su deterioro, dependiendo del tipo de sustancias presentes. Las causas ms frecuentes de manchas son: El hierro o la materia orgnica disuelta en el agua.

Los lmites mximos permisibles de concentracin de sustancias en el agua1son los siguientes:

SustanciasyPhLmite mximo

Cloruros300ppm

Sulfatos200 ppm

Sales de magnesio125 ppm

Sales solubles300 ppm

Slidos en suspensin10 ppm

Materia orgnica expresada en oxgeno consumido0.001 ppm

Ph6 < pH < 8

AGREGADOSINTRODUCCIN:Antiguamente se deca que losagregadoseran elementos inertes dentro delconcretoya que no intervenan directamente dentro de las reacciones qumicas, latecnologamoderna se establece que siendo este material el que mayor % de participacin tendr dentro de la unidad cbica de concreto sus propiedades y caractersticas diversas influyen en todas las propiedades del concreto.La influencia de este material en las propiedades del concreto tiene efectos importante no slo en el acabado ycalidadfinal del concreto sino tambin sobre la trabajabilidad y consistencia alestadoplstico, as como sobre la durabilidad,resistencia, propiedades elsticas y trmicas, cambios volumtricos y peso unitario del concreto endurecido.La norma de concreto E-060, recomienda que ha pesar que en ciertas circunstancias agregados que no cumplen con los requisitos estipulados han demostrado un buencomportamientoen experiencias de obras ejecutadas, sin embargo debe tenerse en cuenta que un comportamiento satisfactorio en el pasado no garantiza buenos resultados bajo otras condiciones y en diferentes localizaciones, en la medida de lo posible debern usarse agregados que cumplan con las especificaciones delproyecto.

CONCEPTOS:Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometra variable. El concreto es un material compuesto bsicamente por agregados y pasta cementicia, elementos de comportamientos bien diferenciados:Se define como agregado al conjunto de partculas inorgnicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones estn comprendidas entre loslmitesfijados en laNTP 400.011.Los agregados son la fase discontinua del concreto y sonmaterialesque estn embebidos en la pasta y que ocupan aproximadamente el 75% delvolumende la unidad cbica de concreto.Los agregados son materiales inorgnicos naturales o artificiales que estn embebidos en los aglomerados (cemento, cal y conel aguaforman los concretos y morteros).Los agregados generalmente se dividen en dosgrupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaos de partcula que pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partculas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamao mximo de agregado que se emplea comnmente es el de 19 mm o el de 25 mm.Los agregados conforman el esqueleto granular del concreto y son el elemento mayoritario ya que representan el 80-90% del peso total de concreto, por lo que son responsables de gran parte de las caractersticas del mismo. Los agregados son generalmente inertes y estables en sus dimensiones.La pasta cementicia (mezcla de cemento yagua) es el material activo dentro de la masa de concreto y como tal es en gran medida responsable de la resistencia, variaciones volumtricas y durabilidad del concreto. Es lamatrizque une los elementos del esqueleto granular entre s.Cada elemento tiene su rol dentro de la masa de concreto y su proporcin en la mezcla es clave para lograr las propiedades deseadas, esto es: trabajabilidad, resistencia, durabilidad yeconoma.

CLASIFICACIN:Existen varias formas de clasificar a los agregados, algunas de las cuales son:

POR SUNATURALEZA:Los agregados pueden ser naturales o artificiales, siendo los naturales de uso frecuente, adems los agregados utilizados en el concreto se pueden clasificar en: agregado grueso, fino y hormign (agregado global).a.El agregado fino, se define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N 200, el ms usual es la arenaproductoresultante de la desintegracin de lasrocas.b.El agregado grueso,es aquel que queda retenido en el tamiz N4 y proviene de la desintegracin de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.c.El hormign,es el material conformado por una mezcla de arena y grava este material mezclado en proporciones arbitrarias se encuentra en forma natural en la corteza terrestre y se emplea tal cual se extrae en la cantera.

POR SUDENSIDAD:Se pueden clasificar en agregados de peso especifico normal comprendidos entre 2.50 a 2.75, ligeros con pesos especficos menores a 2.5, y agregados pesados cuyos pesos especficos son mayores a 2.75.

POR EL ORIGEN, FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL:Por naturaleza los agregados tienen forma irregularmente geomtrica compuestos aleatoriamente por caras redondeadas y angularidades. En trminos descriptivos la forma de los agregados pueden ser:Angular: Poca evidencia de desgaste en caras y bordes.Sub angular: Evidencia de algo de desgaste en caras y bordes.Sub redondeada: Considerable desgaste en caras y bordes.Redondeada: Bordes casi eliminados.Muy Redondeada: Sin caras ni bordes

AGREGADOS DEL CONCRETO GRUESO

Los agregados ocupan del 70 al 80% del volumen del concreto, por lo tanto muchas de las caractersticas del concreto dependen de las propiedades de los agregados.

AGREGADO GRUESO

FUNCION

Teniendo en cuenta que el concreto es una piedra artificial, el agregado grueso es la materia prima para fabricar el concreto. En consecuencia s e debe usar la mayor cantidad posible y del tamao mayor, teniendo en cuenta los requisitos de colocacin y resistencia.Hasta para la resistencia de 250kgr/cm2 se debe usar el mayor tamao posible del agregado grueso; para resistencias mayores investigaciones recientes han demostrado que el menor consumo de concreto para mayor resistencia dada (eficiencia), se obtiene con agregados de menor tamao.Se llama eficiencia del concreto a la relacin entre la resistencia del concreto y el contenido de cementoEn concreto de alta resistencia, mientras ms alta sea esta, menor deber ser el tamao mximo para que la eficiencia sea mxima.Parra cada resistencia existe un margen estrecho del valor del tamao mximo por debajo del cual es necesario aumentar el contenido del cemento.En concretos de mediana y baja resistencia mientras mayor sea el tamao mayor es la eficiencia.

CARACTERISTICAS DE UN BUEN AGREGADO GRUESO PARA CONCRETO

Un buen agregado grueso debe poseer las siguientes caractersticas:

*Una buena gradacin con tamaos intermedios, la falta de de dos o ms tamaos sucesivos puede producir problemas de segregacin.

*Un tamao mximo adecuado a las condiciones de la estructura.

*Debe evitarse el uso de agregados planos o alargados, ya que adems de producir bajas masas unitarias y baja resistencia mecnica, tienen tendencia a colocarse horizontalmente formndose bajo su superficie bolsas de agua cuando esta sube a la superficie debido a la sedimentacin de las partculas solidas; esta agua almacenada bajo las partculas deja un espacio vaco cuando despus del fraguado el agua evapora, por lo cual trae como consecuencia una notable reduccin de la resistencia del concreto.

Una adecuada densidad aparente est entre 2.3 y 2.9 gr/cm3. Cuanto mayor es su densidad mejor es su calidad y mejor su absorcin, que oscila entre 1 y 5%.Las partculas con formas angulosas producen mezclas speras y difciles de manejar.

+Una superficie rugosa, limpia y sin capa de arcilla.

No debe contener terrones de arcilla, ni partculas deleznables; generalmente se limita al contenido de finos entre 1 y 3%, para que permita una adecuada adherencia de las partculas y el cemento en las mezclas.

+El agregado grueso debe tener una resistencia al desgate en la mquina de los ngeles que garantice su dureza. Los lmites recomendados son: Si el agregado va a ser usado en lozas de concreto o en pavimentos rgidos el desgaste debe ser menor del 35%, si va a ser usado en otras estructuras el sesgaste debe ser menor del 40%.

Agregados con partculas esfricas y cubicas son los ms convenientes para concreto, porque tienen mayor resistencia y es menor el consumo de cemento debido al mayor acomodo de las partculas, o sea mayor cantidad de material por unidad de volumen.

Respecto a los resultados del agregado sometido al ensayo de ataque de los sulfatos, las especificaciones para los materiales utilizados en la obra son: Si la solucin empleada es sulfato de sodio, la prdida total en el agregado grueso no debe ser mayor del 12% y si la solucin empleada es sulfato de magnesio la prdida total no debe ser mayor del 18%.

EL AGREGADO FINO

FUNCION

El agregado fino o arena se usa como llenante, adems acta como lubricante sobre los que ruedan los agregados gruesos dndole manejabilidad al concreto.

Una falta de arena se refleja en la aspereza de la mezcla y un exceso de arena demanda mayor cantidad de agua para producir un asentamiento determinado, ya que entre ms arena tenga la mezcla se vuelve ms cohesiva y al requerir mayor cantidad de agua se necesita mayor cantidad de cemento para conservar una determinada relacin agua cemento

CARACTERISTICAS DE UN BUEN AGREGADO FINO PARA CONCRETO

Un buen agregado fino al igual que el agregado grueso debe ser bien gradado para que puedan llenar todos los espacios y producir mezclas ms compactas.

La cantidad de agregado fino que pasa los tamices 50 y 100 afecta la manejabilidad, la facilidad para lograr buenos acabados, la textura superficial y la exudacin del concreto.

Las especificaciones permiten que el porcentaje que pasa por el tamiz No 50 este entre 10% y 30%; se recomienda el lmite inferior cuando la colocacin es fcil o cuando los acabados se hacen mecnicamente, como en los pavimentos, sin embargo en los pisos de concreto acabado a mano, o cuando se desea una textura superficial tersa, deber usarse un agregado fino que pase cuando menos el 15% el tamiz 50 y 3% el tamiz 100.

El modulo de finura del agregado fino utilizado en la elaboracin de mezclas de concreto, deber estar entre 2,3 y 3,1 para evitar segregacin del agregado grueso cuando la arena es muy fina; cuando la arena es muy gruesa se obtienen mezclas speras.

La presencia de materia orgnica en la arena que va a utilizarse en la mezcla de concreto llega a interrumpir parcial o totalmente el proceso de fraguado del cemento.

A continuacin se dan los resultados del ensayo colorimtrico sobre contenido de materia orgnica en la arena y su utilizacin:

CONTENIDO DEMATERIA OBSERVACIONESORGANICA

0 - 1 Arena excelente

1 - 2 Arena que se puede utilizar en concretos de alta resistencia

2 - 3 Arena que se utiliza en concretos de mediana resistencia

3 - 4 Arena que no se puede utilizar en concreto

4 - 5 Arena demasiado mala.

Si la arena presenta alto contenido de materia orgnica, se le puede lavar o elegir otra, dependiendo del anlisis de costos.

Para concreto de alta calidad de resistencia las arenas gruesas, clasificadas y muy limpiasLas arenas medias y las arenas finas se utilizan para concretos de menores resistencias

ADITIVOS PARA CONCRETO

Es comun que , en lugar de usar un cemento especial para atender un caso particular, a este se le pueden cambiar algunas propiedades agregandole un elemento llamado aditivo.Un aditivo es un material diferente a los normales en la composicion del concreto , es decir es un material que se agrega inmediatamente antes , despues o durante la realizacion de la mezcla con el proposito de mejorar las propiedades del concreto, tales como resistencia , manejabilidad , fraguado , durabilidad , etc.en la actualidad, muchos de estos productos existen en el mercado, y los hay en estado liquido y solido, en polvo y pasta. aunque sus efectos estan descritos por los fabricantes, cada uno de ellos debera verificarse cuidadosamente antes de usarse el producto, pues sus cualidades estan aun por definirse.Los aditivos mas comunes empleados en la actualidad pueden clasificarse de la siguiente manera:1.-Inclusores de aire:Es un tipo de aditivo que al agregarse a la mezcla de concreto, produce un incremento en su contenido de aire provocando, por una parte, el aumento en la trabajabilidad y en la resistencia al congelamiento y , por otra , la reduccion en el sangrado y en la segregacion. algunos de estos productos son : Inclusair LQ , Sika-Aire, Fest-Aire , Vinres 1143, Resicret 1144, etc.2.- Fluidizantes :Estos aditivos producen un aumento en la fluidez de la mezcla, o bien , permiten reducir el agua requerida para obtener una mezcla de consistencia determinada, lo que resulta en un aumento de la trabajabilidad, mientras se mantiene el mismo revenimiento. Ademas, pueden provocar aumentos en la resistencia tanto al congelamiento como a los sulfatos y mejoran la adherencia. Algunos de estos son : Festerlith N , Dispercon N, dENSICRET, Quimiment , Adiquim, Resecret 1142 y 1146 , Adicreto , Sikament, Plastocreto , etc.3.- Retardantes del fraguado :Son aditivos que retardan el tiempo de fraguado inicial en las mezclas y , por lo tanto , afectan su resistencia a edades tempranas. Estos pueden disminuir la resistencia inicial . Se recomienda para climas calidos , grandes volumenes o tiempos largos de transportacion. Algunos de estos son: Resicret 1142, Durotard , Duro-Rock N-14, Festerlith R, Sonotard, Festard, Retarsol, Adicreto R , Densiplast R , etc.4 .- Acelerantes de la resistencia :Estos producen , como su nombre lo indica, un adelanto en el tiempo de fraguado inicial mediante la aceleracion de la resistencia a edades tempranas . Se recomienda su uso en bajas temperaturas para adelantar descimbrados. Ademas, puden disminuir la resistencia final. Dentro de estos productos tenemos : Rrmix , Festermix , Secosal, Dispercon A , Rapidolith , Daracel 1145 , Sikacrete , Fluimex , etc.5.-Estabilizadores de volumen :Producen una expansion controlada que compensa la contraccion de la mezcla durante el fraguado y despues la de este. Se recomienda su empleo en bases de apoyo de maquinaria , rellenos y resanes. Algunos de estos productos son : Vibrocreto 1137 , Pegacreto , Inc 1105, Expancon, Ferticon Imp , Kemox B , Interplast C , Ferrolith G , Fester Grouth NM , Ferroset , etc.6.- Endurecedores :Son aditivos que aumentan la resistencia al desgaste originado por efectos de impacto y vibraciones. Reducen la formacion de polvo , y algunos de este tipo son: Master Plate , Anviltop , Lapidolith , Ferrolith IT , Ferrofest H , Duracreto , etc.Tambien se cuenta con otro tipo de aditivos como son los impermeabilizantes, las membranas de curado y los adhesivos . dentro de estos productos tenemos para los impermeabilizantes , Fluigral Pol , Festegral , Impercon , Sikalite, etc. Para membranas , el Curacreto, Curafilm 1149 , curalit, etc. y , para los adhesivos que se usan para ligar concreto viejo con nuevo , Adhecon B , Fester bond , Pegacreto , Epoxicreto NV , Ligacret, etc.Dentro de las aplicaciones comunes en donde se utilizan aditivos , se encuentran las siguientes:a) Construccion de cisternas y tanques en la que se emplean impermeabilizantes.b) Para llevar concreto a alturas elevadas por medio de bombeo , se pueden aplicar aditivos fluidizantes y/o retardadores del fraguado.c) En la reparacion de estructuras daadas , donde se debe ligar concreto viejo con nuevo , se utilizan aditivos adhesivos.d) En colados , donde las temperaturas son bajas , usamos aditivos inclusores de aire para obtener para obtener concretos resistentes al efecto del congelamiento.e) Para el correcto y eficiente anclaje de equipo y maquinaria se usan aditivos expansores , los cuales proporcionan estabilidad dimensional a las piezas por anclar.Es obvio volver a recalcar que el uso de aditivos debe hacerse conociendo, en primera instancia, el requerimiento y , de esta manera , poder definir adecuadamente el producto a emplear. Tambien es de suma importancia conocer perfectamente las caracteristicas del aditivo que deberemos utilizar para obtener los resultados esperados.En general los aditivos para concreto modifican propiedades del concreto para adecuarlo a la obra.

Mezclado del ConcretoSon tres los aspectos bsicos e importantes que hay que considerar en esteproceso:Caractersticas de los ingredientes

Dosificacin MezclaExaminemos ahora con detenimiento cada uno de los elementos:CARACTERSTICAS DE LOS INGREDIENTES

Es indispensable que el cemento que utilices se encuentre en buenas condiciones.a. Cemento:

ado que este ingrediente tienegran influencia en varias delas propiedades del concreto,es indispensable que est enbuenas condiciones. Para lograrlo,sigue las siguientes recomendaciones:

- No coloques el cemento directamente sobre el suelo.- Protgelo de la lluvia (Ver figura 63).- De preferencia colcalo en un almacn cerrado, en el cual no haya presencia de humedad.- Usa el cemento por orden de llegada.La arena debe estar limpia de elementos extraos.b. Arena gruesa:- Debe ser de cantera natural.- Debe estar libre de:restos de plantaspartculas escamosasarcillasalitreotras sustancias dainas- Deben tener perfil preferentementeangular.- Debe ser de partculas duras,compactas y resistentes.

Caracterstica de la piedra chancada utilizada para preparar un buen concreto.c. Piedra chancada:- Debe ser grava natural o triturada.- Debe estar limpia, y ser dura ycompacta.- Textura preferentemente rugosa.- Perfil preferentemente angular osemiangular.

d. Agua:El Reglamento Nacional de Edificacionesnos recomienda que en la preparacin yen el curado, usemos agua potable. Por supuesto,el agua no debe haber sido utilizadapreviamente en otras tareas.Cuando se usa agua no potable (acequia,ro, etc.) o agua potable usada, stas puedencontener impurezas (compuestos qumicos)las cuales pueden afectar seriamentela calidad del concreto.He aqu algunas consecuencias si no sigues esta recomendacin:

-Disminuye su resistencia.-Altera el tiempo en el que el concreto seendurece totalmente.-Causa corrosin en el refuerzo.-Puede producir tambin eflorescencia (polvo de color blanco conocidocomo salitre) sobre la superficie.

Tipos de mezcladoras

Las mezcladoras se clasifican en funcin de la posicin del eje de rotacin de la cuba, siendo dos tipos: Mezcladoras de eje inclinado, de cuba basculante. Mezcladoras de eje horizontal.Las mezcladoras de cemento facilitan el trabajo y son un producto que realmente ayuda a disminuir la carga de trabajo de varias personas que realizan pequeos trabajos. La nica alternativa real para usar una mezcladora de cemento es uno que no es muy fcil, y toma mucho trabajo. Si decide no utilizar un mezclador de cemento, y luego de estar dispuesto a hacer mucho trabajo a mano y empezar a sudar.

Las concreteras de eje inclinado o tambor basculantepueden adoptar diferentes inclinaciones del eje para cada etapa del trabajo: sea llenado, amasado, o descarga.Esta operacin se facilita mediante un volante, que hace pivotar el tambor alrededor de un eje horizontal mediante un sistema de piones dentados. El tambor, conocido tambin como trompo, realiza un movimiento de rotacin alrededor de su eje, con una inclinacin de 15 a 20 grados aproximadamente. El valor de este ngulo es una caracterstica importante de la mezcladora, pues define su capacidad y la calidad del concreto.Las mezcladoras basculantes son adecuadas para pequeos volmenes de concreto y en especial para mezclas plsticas o con agregado grueso de tamao apreciable.En todos los casos, la descarga de estas mezcladoras es buena pues se realiza de manera inmediata y sin segregacin.Las mezcladoras de eje horizontalse caracterizan por el tambor, de forma cilindro-cnica, que acta girando alrededor de un eje horizontal con una o dos aspas o paletas que giran alrededor de un eje no coincidente con el eje del tambor. Disponen, en la mayora de los casos, de dos aberturas, una para cargar el material y la otra para descargar el concreto. Existen modelos en que el tambor es fijo y un eje, provisto de aspas, describe una trayectoria circular alrededor del eje del tambor. En todos los casos, el movimiento relativo entre las paletas y el concreto no vara y todo el material se mezcla siempre en el fondo del recipiente. Las mezcladoras de eje horizontal se distinguen segn la forma en que se realiza la descarga. Como el eje de la mezcladora permanece fijo horizontalmente, la descarga se efecta:a) Invirtiendo el sentido de la rotacin del tamborb) insertando una canaleta en el tamborc) en los casos que el tambor est compuesto por dos secciones, que se unen borde a borde, se separan estos para el efecto de descarga. Las mezcladoras de eje horizontal estn provistas de tolvas cargadoras. Al operar este tipo de mezcladoras debe cuidarse que, luego de cargadas, no quede material en la tolva; y al descargar, que no se produzca segregacin o quede en el interior de la mezcladora agregado grueso. Las mezcladoras de eje horizontal son favorables para grandes volmenes de concretado.

Capacidad de la mezcladoraLa tendencia moderna determina la capacidad de la mezcladora segn el volumen del concreto homogneo y compactado que puede mezclar en una accin de amasada. Anteriormente se consideraba, para definir la capacidad, el volumen de los materiales componentes del concreto, que en estado suelto podan introducirse en el tambor para un mezclado eficiente. Es por ello que en algunos casos se designa la capacidad de la mezcladora por expresiones del tipo 10/7, 14/10, valores que expresan en pies cbicos los dos conceptos mencionados. El volumen geomtrico del tambor es dado en algunas ocasiones. En estos casos, en condiciones normales de eficiencia, la relacin entre el volumen de los materiales y el volumen geomtrico es aproximadamente el siguiente:Mezcladoras basculantes: 0.7Mezcladoras de eje horizontal: 0.4Procedimiento para cargar la mezcladoraNo existe una norma que defina el procedimiento para cargar la mezcladora. Generalmente se acepta que se coloque inicialmente en el tambor una pequea proporcin del agua de mezcla, aproximadamente el 10%, aadiendo luego los materiales slidos conjuntamente con el 80% del agua. El 10% restante se termina de introducir cuando todos los materiales se encuentran en la mezcladora. En las mezcladoras basculantes se aconseja introducir el agregado grueso despus de la arena y el cemento.Duracin del mezcladoEl tiempo requerido para producir de manera continua una mezcla homognea es una caracterstica de cada tipo de mezcladora. Este valor, generalmente garantizado por el fabricante, puede sufrir variaciones segn la trabajabilidad de la mezcla. La duracin del mezclado se establece a partir del instante en que los componentes del concreto, incluyendo el agua, se introducen en la cuba, hasta la descarga de la misma.Los factores intrnsecos que modifican los requerimientos del amasado son: El tipo y tamao del agregado La cantidad de agua de mezcla. El porcentaje de finos de la arena.En la prctica, la duracin del mezclado se puede expresar ya sea en minutos o por el nmero de vueltas que debe realizar el tambor para producir una mezcla homognea. En el cuadro siguiente se dan los tiempos mnimos de mezcla, segn la capacidad de la mezcladora, recomendados por Bureau of Reclamation y el ASTM.

Existe la tendencia a reducir el tiempo de mezclado para incrementar el rendimiento de la mezcladora. Para cada tipo de mezcladora existe una relacin entre el tiempo de mezclado y la uniformidad de la mezcla proyectada.Tiempos de mezclado inferiores al minuto y medio, producen concretos de caractersticas variables. Sin embargo, a partir de los dos minutos, no se obtiene un mejoramiento de la mezcla. La resistencia es menos afectada por el tiempo de mezclado, especialmente luego de los dos minutos. Es posible encontrar modernas mezcladoras de gran tamao que producen concretos de buena calidad con tiempo de 1 a 1 minutos. Las mezcladoras denominadas de alta velocidad son aquellas en las que el tiempo de mezclado puede ser inclusive inferior a 1 minuto.AmasadorasPara mezcla de concreto secas, especialmente en prefabricacin, se utilizan amasadoras de eje vertical, denominadas de mezcla forzada, pues el mezclado no se realiza por accin de la gravedad, sino por los movimientos relativos entre la cmara de amasado y las paletas. La operacin requiere un apreciable suministro de energa para romper las fuerzas de enlace del concreto. Estas amasadoras, que recuerdan a las utilizadas en la industria del pan, permiten una alta productividad y calidad, siendo de gran versatilidad, aplicables a cualquier tipo de mezcla.

TRASNSPORTE DEL CONCRETO

1.El concreto puede ser transportado satisfactoriamente por varios mtodos: carretillas, chutes, buggy, elevadores, baldes, fajas y bombas, la descripcin de que mtodo emplear depende sobre todo de la cantidad de concreto por transportar, de la distancia y direccin (vertical u horizontal) del transporte y de consideraciones econmicas.2.las exigencias bsicas un buen mtodo de transporte son:

a. No debe ocurrir segregacin, es decir separacin de los componentes del concreto. La segregacin ocurre cuando se permite que parte del concreto se mueva ms rpido que el concreto adyacente. Por ejemplo: el traqueteo de las carretillas con ruedas metlicas tiende a producir que el agregado ms grande se hunda mientras que la lechada asciende a la superficie; Cuando se suelta el concreto desde una altura mayor de 1 m. el efecto es semejante.b. No debe ocurrir perdida de materiales, especialmente de la pasta de cemento. El equipo debe ser estanco y su diseo debe ser tal que asegure la transferencia del concreto sin derrames.c. La capacidad de transporte debe estar coordinada con la cantidad de concreto a colocar, debiendo ser suficiente para impedir la ocurrencia de juntas fras. Debe tenerse en cuenta que el concreto debe depositarse en capas horizontales de no las de 60 cms. De espesor, cada capa colocarse cuando la inferior esta aun plstica permitiendo la penetracin del vibrador.3.El bombeo es un mtodo muy eficiente y seguro para transportar concreto. Debe tenerse en cuenta lo siguiente:a.No se puede bombear concreto con menos de 3 de slump: segregara y la tubera se obstruir.b.No se puede bombear concretos con menos de 7 sacos de cemento por m3. el cemento es el lubricante y por debajo de esas cantidades es suficiente: el concreto atascara la tubera.c. Antes de iniciar el bombeo concreto debe lubricarse la tubera, bombeando una mezcla muy rica en cemento o, alternativamente, una lechada de cemento y arena con un tapn que impida el flujo descontrolado.d.El bloqueo de la tubera puede ocurrir por: bolsn de aire, concreto muy seco o muy fluido, concreto mal mezclado, falta de arena en el concreto, concreto dejado demasiado tiempo en la tubera y escape de lechada por las uniones.

COLOCACION

EL CONCRETO SEGREGARA Y SUS COMPONENTES SE SEPARAN SI NO ES ADECUADAMENTE COLOCADO EN LOS ENCOFRADOS

COLOCACIN DEL CONCRETO EN LA PARTE ALTA DE UNA FORMA ANGOSTAa.CORRECTO. Descarga el concreto en una tolva que alimenta a su vez un chute flexible. De esta manera se evita la segregacin, el encofrado y el acero que el concreto los cubra.b.INCORRECTO. Si se permite que el concreto del chute o del buggy choque contra el concreto el encofrado o rebote contra el encofrado y la armadura, ocurrir segregacin del concreto y cangrejeras en la parte inferior.

CONSISTENCIA DEL CONCRETO EN FORMAS PROFUNDAS Y ANGOSTAS

a.CORRECTO: Utilizar un concreto cada vez mas seco (usando un slump variable) conforme sube el llenado de concreto en el encofrado.b.INCORRECTO: Si se usa un slump constante ocurre exceso de agua en la parte superior de la llenada, con perdida de resistencia y durabilidad en las partes altas.

COLOCACIN DEL CONCRETO A TRAVES DE ABERTURAS

a. CORECTO: Colocar el concreto en un bolsn exterior al encofrado, ubicado junto a cada abertura, de tal manera que el concreto fluya al interior de la misma sin segregacin.b. INCORRECTO: Si se permite que el chorro de concreto ingrese los encofrados en un ngulo distinto de la vertical. Este procedimiento termina, inevitablemente, en segregacin.

COLOCACIN DEL CONCRETO EN COLUMNAS Y MUROS MEDIANTE BOMBA.

COLOCACIN EN LOSAS

a.CORRECTO: Colocar el concreto contra la cara del concreto llenado.b. INCORRECTO: Colocar el concreto alejndose del concreto ya llenado.

COLOCACIN DEL CONCRETO EN PENDIENTES FUERTES

a.CORRECTO: Colocar una retencin en el exterior del chute para evitar la segregacin y asegurar que el concreto permanece en la pendiente.b.INCORRECTO: Si se descarga el concreto del extremo libre del chute en la pendiente, ocurre segregacin y el agregado grueso va al fondo de la pendiente. Adicionalmente la velocidad de descarga tiende a mover el concreto hacia la parte inferior.

COLOCACIN DEL CONCRETO EN PENDIENTES SUAVES

a.CORRECTO: Colocar el concreto en la parte inferior de la pendiente de modo tal que se aumenta la presin por el peso del concreto aadido. La vibracin proporciona la compactacin.b.INCORRECTO: si se comienza a colocar el concreto en la parte alta de la pendiente, la vibracin transporta el concreto hacia la parte inferior.

VIBRACION

a.CORRECTO: Los vibradores deben penetrar verticalmente unos 10 cms en la llenada previa. La ubicacin de los vibradores debe ser a distancias regulares, sistemticas, para obtener la compactacin correcta.b.INCORRECTO: Si se penetra al azar, en diferentes ngulos y espaciamientos sin alcanzar la llenada previa, se impide la obtencin del monolitsmo del concreto.

BOLSONES DE AGRAGADOS GRUESOS

a.CORRECTO: Cuando ocurre un bolsn de piedras, trasladarlas a una mas arenosa y compactar con vibracin o con pisadas fuertes.b.INCORRECTO: Si se trata de resolver el problema aadiendo mortero al bolsn de agregado grueso.

RESISTENCIA DEL CONCRETO

Desde el momento en que los granos del cemento inician su proceso de hidratacin comienzan las reacciones de endurecimiento, que se manifiestan inicialmente con el atiesamiento del fraguado y continan luego con una evidente ganancia deresistencias, al principio de forma rpida y disminuyendo la velocidad a medida que transcurre el tiempo.

En la mayora de los pases la edad normativa en la que se mide laresistencia mecnicadel concretoes la de 28 das, aunque hay una tendencia para llevar esa fecha a los 7 das.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESISTENCIA MECNICA DEL CONCRETO

Contenido de cementoEl cemento es el material ms activo de la mezcla de concreto, por tanto sus caractersticas y sobre todo su contenido (proporcin) dentro de la mezcla tienen una gran influencia en laresistencia del concretoa cualquier edad. A mayor contenido de cemento se puede obtener una mayor resistencia y a menor contenido la resistencia del concreto va a ser menor. Relacin agua-cemento y contenido de aireEn el ao de 1918 Duff Abrams formul la conocida Ley de Abrams, segn la cual, para los mismos materiales y condiciones de ensayo, laresistencia del concretocompletamente compactado, a una edad dada, es inversamente proporcional a la relacin agua-cemento.Este es el factor ms importante en la resistencia del concreto:Relacin agua-cemento = A/CDonde:A= Contenido de agua en la mezcla en kgC= Contenido de cemento en la mezcla en kgDe acuerdo con la expresin anterior, existen dos formas de que la relacin agua-cemento aumente y por tanto laresistencia del concretodisminuya: aumentando la cantidad de agua de la mezcla o disminuyendo la cantidad de cemento. Esto es muy importante tenerlo en cuenta, ya que en la prctica se puede alterar la relacin agua-cemento por adiciones de agua despus de mezclado el concreto con el fin de restablecerasentamientoo aumentar el tiempo de manejabilidad, lo cual va en detrimento de laresistencia del concretoy por tanto esta prctica debe evitarse para garantizar la resistencia para la cual el concreto fue diseado.Tambin se debe tener en cuenta si el concreto va a llevar aire incluido (naturalmente atrapado ms incorporado), debido a que el contenido de aire reduce la resistencia del concreto, por lo tanto para que elconcreto con aire incluidoobtenga la misma resistencia debe tener una relacin agua-cemento ms baja. Influencia de los agregados- La distribucin granulomtrica juega un papel importante en laresistencia del concreto, ya que si esta es continua permite la mxima capacidad del concreto en estado fresco y una mayor densidad en estado endurecido, lo que se traduce en una mayor resistencia.- La forma y textura de los agregados tambin influyen. Agregados de forma cbica y rugosa permiten mayor adherencia de la interfase matriz-agregado respecto de los agregados redondeados y lisos, aumentando la resistencia del concreto. Sin embargo este efecto se compensa debido a que los primeros requieren mayor contenido de agua que los segundos para obtener la misma manejabilidad.- La resistencia y rigidez de las partculas del agregado tambin influyen en la resistencia del concreto. Tamao mximo del agregadoAntes de entrar a mirar cmo influye el tamao mximo en laresistencia del concreto, se debe mencionar el trmino eficiencia del cemento el cual se obtiene de dividir la resistencia de un concreto por su contenido de cemento.Recientes investigaciones sobre la influencia deltamao mximo del agregadoen la resistencia del concreto concluyen lo siguiente:-Paraconcretos de alta resistencia, mientras mayor sea la resistencia requerida, menor debe ser el tamao del agregado para que la eficiencia del cemento sea mayor.- Para concretos de resistencia intermedia y baja, mientras mayor sea el tamao del agregado, mayor es la eficiencia del cemento.-En trminos de relacin agua-cemento, cuando esta es ms baja, la diferencia enresistencia del concretocon tamaos mximos, menores o mayores es ms pronunciada.

Fraguado del concretoOtro factor que afecta laresistencia del concretoes la velocidad de endurecimiento que presenta la mezcla al pasar del estado plstico al estado endurecido, es decir el tiempo de fraguado. Por tanto es muy importante su determinacin. Edad del concretoEn general, se puede decir que a partir del momento en que se presenta elfraguado final del concreto, comienza realmente el proceso de adquisicin de resistencia, el cual va aumentando con el tiempo.Con el fin de que laresistencia del concretosea un parmetro que caracterice sus propiedades mecnicas, se ha escogido arbitrariamente la edad de 28 das como la edad en la que se debe especificar el valor de resistencia del concreto.Se debe tener en cuenta que las mezclas de concreto con menorrelacin agua-cementoaumentan de resistencia ms rpidamente que las mezclas de concreto con mayor relacin agua-cemento.

Curado del concretoElcurado del concretoes el proceso mediante el cual se controla la prdida de agua de la masa de concreto por efecto de la temperatura, sol, viento, humedad relativa, para garantizar la completahidratacin de los granos de cementoy por tanto garantizar la resistencia final del concreto. El objeto del curado es mantener tan saturado como sea posible el concreto para permitir la total hidratacin del cemento; pues si est no se completa la resistencia final del concretos se disminuir. TemperaturaLa temperatura es otro de los factores externos que afecta laresistencia del concreto, y su incidencia es la siguiente:- Durante el proceso de curado,temperaturas ms altas aceleran las reacciones qumicas de la hidratacinaumentando la resistencia del concreto a edades tempranas, sin producir efectos negativos en la resistencia posterior.-Temperaturas muy altas durante los procesos de colocacin y fraguado del concreto incrementan la resistencia a muy temprana edadpero afectan negativamente la resistencia a edades posteriores, especialmente despus de los 7 das, debido a que se da una hidratacin superficial de los granos de cemento que producen una estructura fsicamente ms pobre y porosa.

Norma de verificacin

Precisamente, la Norma E-060: Concreto Armado, en sus Artculos 4.12 y 4.15, nos recomienda, en su Captulo "Requisitos de construccin", aplicar lo siguiente en todas nuestras obras:"La verificacin del cumplimiento de los requisitos para fc, se basar en los resultados de probetas de concreto preparadas y ensayadas de acuerdo a las Normas. Se considera como un ensayo de resistencia, al promedio de los resultados de dos probetas cilndricas preparadas de la misma muestra de concreto y ensayadas a los 28 das de moldeadas las probetas".Esto quiere decir que la verificacin de la resistencia a la compresin del concreto se realiza mediante ensayos de probetas en laboratorios de estructuras, las probetas son elaboradas previamente en obra de acuerdo a simples procedimientos normalizados que explicamos en la seccin Capacitndonos.Vaciando las columnas: Una parte de la mezcla se usa para verificar la resistencia a la compresin del concreto.Los planos estructurales (fc); de esta manera, se establece con absoluta precisin si el concreto cumpli con lo indicado. Si el resultado fuera positivo, la estructura tendr un comportamiento adecuado, tal y como planific el ingeniero estructural; caso contrario, la edificacin tendr problemas en el futuro.Otro factor importante a considerar, es que segn la Norma E-060, deben ser dos probetas las que se ensayen como mnimo y ambas obtenidas de la misma muestra de concreto.Para entender mejor lo explicado hasta aqu, veamos una de las experiencias de Juan Seguro:Al maestro Juan Seguro, el sbado 30/07/11, le toc vaciar 20 columnas en la obra que est realizando. l ya decidi preparar y vaciar sucesivamente tres tandas exactamente iguales (forma de preparacin, dosificacin, transporte, colocacin, compactacin, etc.).

Concreto de columnas: fc = 210 kg/cm2Con este dato y muy cuidadosamente, Juan Seguro brinda las instrucciones precisas a su personal sobre la forma de preparacin, dosificacin, transporte, colocacin, compactacin, etc., a fin que, una vez endurecido el concreto (28 das), cumpla con dicha especificacin. Con estos cuidados, Juan ordena empezar con la preparacin del concreto en obra para luego hacer el vaciado.Pero Juan quiere estar seguro de hacer lo correcto y despejar cualquier duda, por eso, consider adems elaborar dos probetas con el concreto de las columnas para realizar los ensayos que recomienda la Norma E-060. Para ello, procedi de la siguiente manera:

omo las tres tandas las prepar exactamente de la misma manera, seleccion la segunda para sacar un poco de mezcla, con la cual hizo sus dos probetas. (Figura 2 y 3).

Esper cuidadosamente que los das transcurrieran y con el tratamiento correspondiente, su concreto vaciado cumpli los 28 das al igual que sus probetas, as todo qued preparado para la verificacin de la resistencia a la compresin.El mismo da que las dos probetas cumplieron 28 das (27/08/11), Juan las llev a un Laboratorio de Estructuras de una reconocida universidad, solicit la realizacin de 2 ensayos de compresin (uno por cada probeta), a un costo muy bajo (7.00 soles por probeta, precio referencial en Lima), se hicieron las pruebas solicitadas y le entregaron los siguientes resultados:Promedio = 215.6 + 232.4 = 224 kg/cm2 2Como vers, la cifra es mayor que lo especificado en el plano estructural (fc = 210 kg/cm2), este resultado es positivo y le dice al maestro lo siguiente:a. La calidad del concreto est garantizada.b. Juan Seguro respeta las indicaciones de los planos estructurales.c. La estructura se comportar bien ante fuerzas externas (sismos).d. La forma como trabaja Juan Seguro es la correcta, pues le brinda buenos resultados.e. Juan trabajar en el futuro con mucha seguridad.f. Juan se sentir bien y aumentar su prestigio y autoestima como maestro.

DURABILIDAD Y PATOLOGIA

1.-DURABILIDAD Y PATOLOGIA

1.1.-DURABILIDAD

Este libro no es nicamente, un estudio de los diversos agentes que atacan al concreto, ni se limita a referirse a sus causas y mecanismos o a la forma en que pueden daarlo o destruirlo, sino que plantea posibles formas de control, proponiendo alternativas de solucin. Para los fines de este trabajo se entiende por: (a) concreto simple a la mezcla de cemento, agua, y agregados fino y grueso, sin refuerzo metlico; (b) por concreto armado a la mezcla de concreto simple y refuerzo metlico; (c) por concreto presforzado a la mezcla de concreto simple y refuerzo pre post-tensado.

La durabilidad de una estructura de concreto o sea su variacin en el tiempo sin modificaciones esenciales en su comportamiento es definida por el Comit 201 del American Concrete Institute (ACI) como la habilidad del concreto para resistir la accin del intemperismo, ataques qumicos, abrasin, o cualquier otro tipo de deterioro. Algunos investigadores prefieren decir que es aquella propiedad del concreto endurecido que define la capacidad de ste para resistir la accin del medio ambiente que lo rodea; los ataques, ya sea qumicos, fsicos o biolgicos, a los cuales puede estar expuesto; los efectos de la abrasin, la accin del fuego y las radiaciones: la accin de la corrosin y/o cualquier otro proceso de deterioro.

Otros investigadores se inclinan a definir la durabilidad de una estructura como la capacidad del concreto para soportar, durante la vida til para la que ha sido proyectado, las condiciones fsicas y qumicas a las que estar expuesto, y que podran llegar a provocar su degradacin como consecuencia de efectos diferentes a las cargas y solicitaciones consideradas en el anlisis estructural, siempre que las acciones del medio ambiente y las condiciones de exposicin se consideren como factores de diseo y construccin de las estructuras.

Los investigadores concluyen en que la durabilidad es aspecto esencial de la calidad de una estructura siendo tan importante como la resistencia. Los costos de mantenimiento y de reparacin hacen an ms importante un adecuado diseo, el cual exige informacin sobre las tensiones que plantea el medio ambiente y de su efecto en el concreto. En este trabajo nos ocuparemos de los diversos aspectos e interrelaciones que pueden contribuir a disminuir la durabilidad del concreto.

1.2.-PATOLOGIA

La Patologa del Concreto se define como el estudio sistemtico de los procesos y caractersticas de las enfermedades o los defectos y daos que puede sufrir el concreto, sus causas, sus consecuencias y remedios. En resumen, en este trabajo se entiende por Patologa a aquella parte de la Durabilidad que se refiere a los signos, causas posibles y diagnstico del deterioro que experimentan las estructuras del concreto.

El concreto puede sufrir, durante su vida, defectos o daos que alteran su estructura interna y comportamiento. Algunos pueden ser congnitos por estar presentes desde su concepcin y/o construccin; otros pueden haberlo atacado durante alguna etapa de su vida til; y otros pueden ser consecuencia de accidentes. Los sntomas que indican que se est produciendo dao en la estructura incluyen manchas, cambios de color, hinchamientos, fisuras, prdidas de masa u otros. Para determinar sus causas es necesaria una investigacin en la estructura, la cual incluye:

1.-Conocimiento previo, antecedentes e historial de la estructura, incluyendo cargas de diseo, el microclima que la rodea, el diseo de sta, la vida til estimada, el proceso constructivo, las condiciones actuales, el uso que recibe, la cronologa de daos, etc.

2.-Inspeccin visual que permita apreciar las condiciones reales de la estructura.

3.-Auscultacin de los elementos afectados, ya sea mediante mediciones de campo o pruebas no destructivas.

4.-Verificacin de aspectos de la mezcla de concreto que pueden ser importantes en el diagnstico, tales como la consistencia empleada; tamao mximo real del agregado grueso empleado; contenido de aire; proceso de elaboracin de los especimenes; procedimiento de determinacin de las resistencias en compresin, flexin y traccin; verificacin de caractersticas especiales o adicionales, segn requerimientos.

5.-Conocimiento del diseo y clculo de la estructura; los materiales empleados; las prcticas constructivas; y los procedimientos de proteccin y curado; los cuales son factores determinantes del comportamiento de la estructura en el tiempo

6.-Conocimiento del tipo, cantidad y magnitud de los procesos de degradacin de las armaduras de refuerzo, los cuales determinan, a travs del tiempo, la resistencia, rigidez y permeabilidad de la estructura; recordando que sus condiciones superficiales influyen, y todo ello se refleja en su seguridad, funcionalidad, hermeticidad y apariencia; en suma en su comportamiento y vulnerabilidad.

7.-Verificacin que el acero de refuerzo cumpla con la resistencia requerida por el Ingeniero Estructural de acuerdo con las especificaciones indicadas en los planos y memoria de clculo de las estructuras. Correspondiendo al Ingeniero Constructor y a la Supervisin comprobar que se cumplan las Normas ASTM correspondientes.

Deben tomarse muestras representativas del acero de refuerzo, de acuerdo a Norma, con la frecuencia y alcance indicados en las especifi caciones de obra. Estas muestras deben ser seleccionadas al azar y se definen como un conjunto de barras o rollos extrados aleatoriamente de un lote, del que se obtiene la informacin necesaria que permita apreciar una o ms de las caractersticas, de manera de facilitar la toma de decisiones sobre su empleo. Una muestra se considerar como una fraccin extrada de la barra o rollo con una longitud de un metro para ser sometida al ensayo. Se recomienda que las muestras para los ensayos de calidad de cada dimetro del acero empleado, deben estar conformadas cuanto menos por cinco unidades de productos de caractersticas similares por cada 40 toneladas o cantidad inferior; dos se emplearn en la ejecucin de ensayos para evaluacin de las propiedades mecnicas (una para cada ensayo) y tres para efecto de los dems ensayos.

De acuerdo con las especificaciones tcnicas definidas por el Ingeniero Estructural, y con las exigencias y tolerancias definidas en las Normas ASTM NTP, el certificado de calidad de las propiedades y caractersticas de cada dimetro suministrado del acero de refuerzo, debe contener como mnimo lo siguiente:

Nombre y direccin de la obra..-Fecha de recepcin de las muestras y de realizacin de los ensayos..-Norma bajo la cual se fabric el material y bajo la cual se efectan los ensayos..-Peso por unidad de longitud de la barra, alambre, malla, o torn de refuerzo y su conformidad con las variaciones permitidas y su dimetro nominal..-Caractersticas del corrugado, si lo hay..-Resultados el ensayo de traccin, incluyendo resistencia a la fluencia y resistencia ltima, y porcentaje de alargamiento obtenido del ensayo..-Conformidad con la Norma de Fabricacin..-Nombre y firma del responsable del ensayo y el Director del Laboratorio.

La importancia del ataque debido a procesos corrosivos justifica un tratamiento especial de las causas y consecuencias del mismo, as como de su forma de control, lo que se ver en detalle en el Captulo correspondiente. El valor mnimo de recubrimiento con concreto para la proteccin de las armaduras debe ser de por lo menos 35 mm. Para ello deben respetarse las Normas que hacen referencia a los requisitos de recubrimiento del refuerzo convencional y de tendones de refuerzo no adheridos. Una recomendacin final muy importante es que cuando se requiere proteccin del acero de refuerzo contra el fuego, los recubrimientos deben incrementarse.

2.-VIDA PREVISTA Y VIDA UTIL

2.1.-VIDA PREVISTA

Se entiende por vida prevista de una estructura de concreto al perodo para el cual es diseada y construda a fin de que satisfaga el conjunto de requisitos arquitectnicos, funcionales, estructurales, de durabilidad, de comportamiento y de seguridad, sin que se generen costos inesperados por mantenimiento o por reparacin. Para estructuras convencionales la vida prevista puede ser de 50 aos. Para obras de infraestructura, de 100 aos ms. Recurdese que el Panten de Adriano es una estructura romana en forma de bveda que tiene 2000 aos de antiguedad y est en perfectas condiciones y que el Acueducto de Segovia tiene ms de 1500 aos.

Debe estudiarse, si est tcnica y econmicamente justificado el costo que garantiza la permanencia en el tiempo de las condiciones originales, analizando, en un estudio comparativo, si es ms apropiado reparar, demoler o reconstruir la estructura. Existe un fuerte vaco en los conocimientos sobre los diversos aspectos de la durabilidad y patologa del concreto por parte de los ingenieros proyectistas, los arquitectos y, especialmente, los contratistas, lo cual contribuye a acortar la vida de las obras. Neville ha descrito esta falta de conocimientos en el rea de la Durabilidad del Concreto, y la atribuye a la pobre atencin de las Facultades de Ingeniera Civil en la enseanza de variados y vitales aspectos de la Tecnologa del Concreto, si se la compara con el tiempo dedicado a la enseanza del diseo estructural.

2.2.-VIDA UTIL

Se define como vida til del proyecto al perodo previsto para que un mecanismo de dao, o un agente agresor, d inicio al deterioro del concreto, habi