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El Hormigón parte 4 - Monografía



 
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PESO UNITARIO ( MASA UNITARIA ) :



Define la relación  entre una masa determinada de agregado con el volumen del molde o recipiente que lo contiene.
El Peso Unitario y la Densidad Aparente, son los dos parámetros con los cuales se calcula el diseño de la mezcla.

- Peso Unitario de Agregado Suelto:

Corresponde a la menor densidad  del agregado, y corresponde al estado en el cual las partículas se acomodan dentro del recipiente solamente por la acción de la gravedad, ósea en forma de caída libre , es la forma mas usual de la utilización de los agregados en las construcciones. Los Valores están entre 1200 - 1600 kg/m³.

- Peso Unitario de Agregado Compactado:

Es aquel que se obtiene cuando la masa de agregado es apisonada dentro del recipiente por la acción de otras fuerzas externas distintas a la gravedad, puede ser por medio de golpes o de vibraciones. Los valores están entre 1400 - 1700 kg/m³.

SANIDAD, DUREZA, SOLIDEZ.



Son tres conceptos exclusivos de los agregados gruesos. Representan la calidad intrínseca de cada partícula del agregado, estas propiedades son fundamentales para determinar el comportamiento del cemento en cuanto a sus propiedades y a su resistencia a fenómenos externos como el fuego intenso, ataques químicos (cloruros-sulfatos), abrasión en pavimentos (desgaste) y corrosión ambiental.

LOS MÉTODOS PARA DETERMINAR LA SOLIDES SON:



Desgaste de los Angeles  (INCONTEC # 93).
Desgaste de los Sulfatos (INCONTEC # 126).

- El Canto Rodado produce menos desgaste que la caliza.

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Humedad Natural  (W%).



El contenido de agua presente en una muestra de agregado no modificado. Se designa con la letra griega w.

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Ww þ Peso del agua que contiene el agregado.

Ws þ Peso de la masa sólida.

Forma y Textura.



Las formas comúnmente encontradas en las partículas de Agregados son :

Agregado Grueso



Redondeadas .
Cubicas.
Esféricas.
Laminares.
Angulosas.
Planas.
Alargadas.

El análisis de la forma de los agregados esta básicamente encaminado hacia dos conceptos :

Porcentaje de Facturación.
Indice de Aplanamiento.

- Estas son propiedades cualitativas de los agregados.

El British Standard Institute (BSI), establece dos parámetros para determinar si las partículas son :

- Laminares  (cuando Espesor/Ancho menor 0,6).
- Alargadas (cuando Largo/Ancho mayor 1,8).

Aquí en Colombia nos regimos por la norma INCONTEC Nº 174 la cual los parámetros son :

- Laminar (Espesor/Ancho menor 0,5)
- Alargada (largo/Ancho mayor 1,5).

Para determinar el Indice de Aplanamiento de los Agregados debe ser menor del 30% para poder ser utilizados en la fabricación del concreto.

El Porcentaje de Fracturacion se obtiene en forma visual, consiste en tomar una muestra e ir sacando visualmente aquellas que se encuentren fracturadas, se calcula como la relación  entre el Peso de la muestra Fracturadas sobre el Peso de la muestra inicial, esta relación debe ser mayor del  50 o 60%.

% FRACTURACION =(WFRACTURACION / W TOTAL MUESTRA ) - 100%.

Las Formas de la Textura son :

- Rugosa.
- Lisa
- Vítrea.
- Aspera.
- Cristalina.
- Porosa.

La Textura no influye en que se pueda usar el material o no.

Dosificación  o  Combinación  de  Agregados



Tiene su origen en la granulometria, la mescla más económica es la que debe tener menor cantidad de agregado. La idea es buscar un solo agregado con la mejor gradación.
Encontrar la combinación de los agregados A y B mostrado a continuación para cumplir con las especificación requerida :
Ejemplo : Encontrar la combinación de los agregado A y B, mostrados a continuación para cumplir la especificación requerida.

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Dosificación  o  Combinación  de  Agregados



Se debe hacer siempre por Glanulometria, sabiendo que las mezcla mas económica es la que utiliza menor cantidad de agregado.

REACCION    ALCALI - AGREGADOS



Es una Reacción que se produce entre los óxidos  silicios (SiO2) y los hidróxidos alcalinos de la pasta (Na2O y H2O) .

Es de tipo salado, liquido y cuyo producto final es un GEL hinchable que aumenta de volumen a medida que absorbe agua.
Este fenómeno conlleva  a la formación  de presiones internas originando la expansión, el agrietamiento y la rotura de la pasta.

Esta reacción también se conoce como Alcalis-Silice,  es también la  mas  común  de  todas las  reacciones perjudiciales.

La Reacción Alcali-Carbonato produce el mismo fenómeno, pero es mucho menos frecuente.
Rocas Siliceas : Pedernaz, ópalo, calcedonia, calizas, Dolomitas.
Rocas Volcánicas Acidas : Riolitas, Latitas, Andesitas.
Cuarzo cristalino.

ENSAYOS :


- Análisis petrografico ASTM 295.
- Ensayo de Reactividad Potencial ASTM 289.
- Expansión de Autoclave ASTM 227.

CONCRETO HIDRAULICO



Dividimos su estudio en dos partes:

- Concreto Hidráulico Fresco .
- Concreto Hidráulico Endurecido.

Reseña Histórica :



Se inicio su uso en Roma , dos siglos antes de Cristo con la construcción del partenón Romano ( primera obra de ingenieria cívil ) , la cual se obtuvo mezclando tres elementos
( caliza calcinada  + toba volcánica + piedra ) todo esto mezclado con agua . Luego un poco más tarde se construyó la Iglesia de Santa María de los Martíres , que se hizo con el mismo material del Partenón , pero con la importancia de que la cúpula tiene 45 m de claro , hecha en agregados con casetones. Después , para la edad medieval hubo un receso en la aplicación del concreto. En 1756 John Smeaton con material plastificante construyó el Faro de Edystone , aún existente . En 1845 apareció el uso del acero en la fabricación de los materiales estructurales en lo que se conoce con el nombre de concreto reforzado , por el Fráces Cambot . En 1912 los Alemanes envidioso de la iglesia de Santa María , construyeron la iglesia de Breslhu con 66 metros de altura. La era moderna del concreto parte desde 1963 cuando se empezaron a construír cementos especiales y los aditivos . En nuestros tiempos hay muchas entidades que se encargan de la fabricación y de su conservación , a nível mundial , en U.S.A es la ACI , en Inglaterra es British y  en Colombia hay dos entidades que son la I.C.P.C  y ASOCRETO.

CLASIFICACION :



Según su Densidad.



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Según su resistencia a la Compresión


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- CONCRETO NORMALES
- CONCRETO FIRE-PROOFING: Protección contra el fuego.

Según su resistencia a la compresión :



CLASE                    RESISTENCIA

Kg/Cm2         Lb / Plg2 (PSI)
Ultraresistente                  >100                  >14000
Alta resistencia                 420-1000              6000-14000
Normales                         175- 350              2500-  5000
Ligero Estructu                  70- 170               1000-  2500
Aisladores                       17 -  70              100 - 1000
Las propiedades del concreto endurecido dependen de las propiedades del concreto fresco y de otras propiedades externa como son la colocación , fabricación y el curado.

El concreto hidráulico fresco tiene las siguientes propiedades:

1. Consistencia.
2. Manejabilidad.
3. Segregación.
4. Exudación.

PROPIEDADES FISICAS DEL CONCRETO FRESCO



CONSISTENCIA Y MANEJABILIDAD



CONSISTENCIA :



Es llamada también como la fluidez de la pasta y esta influenciada directamente por el agua de mezclado y  la lubricación de los agregados necesaria para la manejabilidad del concreto.  También esta relacionada con la plasticidad. La consistencia Normal del concreto es cuando esta alcanza su estado de plasticidad, es decir el concreto se puede manejar, moldear, modelar, sin sufrir cambios de volumen especiales y sin agrietarse.   Consistencia = Humedad de la mezcla.

MANEJABILIDAD (TRABAJABILIDAD):



Definida como trabajabilidad, es la propiedad del concreto fresco que determina su facilidad para ser Transportado, Colocado, Vibrado y Moldeado moderadamente.  Físicamente se define como el trabajo necesario para vencer la Fricción entre las partículas individuales del concreto y también los del concreto como tal y la formaleta y el acero de refuerzo

FACTORES QUE AFECTAN LA MANEJABILIDAD.



- Contenido de agua de mezclado.
- Tipo de cemento y sus propiedades.
- Fluidez de la pasta.
- La granulometria de los agregados.
- Forma y Textura.
- Relación Arena-Grava. (importante).
- Contenido de Aire.
- Relación Pasta-Agregado.
- Aditivos.
- Clima
- Condiciones de producción y colocación.


MEDIDA DE LA MANEJABILIDAD



Obedece a los requerimientos de las especificaciones técnicas de construcción. Se relaciona directamente con el asentamiento máximo de la mezcla (slump).

CONO DE ABRAMS



Este mide el asentamiento del tamaño máximo de 2 pulgadas. El cual consiste que un molde se coloca en una superficie plana , húmeda y no absorbente , el cono se llena en tres capas  , cada una con la tercera parte del volumen del cono , luego en cada una de las capas se aplican 25 golpes con una varilla lisa 5/8″ de diámetro y una longuitud de 60 cm con uno de sus extremos redondeados. Después de termimada esta operación debe alisarse a ras de la superficie con la varilla , luego se retira el molde cuidadosamente en dirección vertical luego procedemos a determinar el asentamiento que es igual a la diferencia entre la altura del molde y la altura medida sobre el centro original de la base superior del concreto , generalmente se mide con una aproximación de 5 mm.

Existen otros Métodos :

- Esfera de  Kelli. ACTM 360 (mide consistencia en el concreto fresco).
- Consistometo VEBE (VB) (mide consistencia del concreto seco).

SEGREGACION



Consiste en la separación de los materiales de la mezcla de concreto, por la perdida de cohesión original y por la mala distribución de los agregados.

Esta tiene dos causas :

- Internas :

diferencias del tamaño partículas, mala distribución granulometrica, diferencias de densidades de los componentes y mala proporción de la mezcla.

- Externas :

manejo mal proporcionado, mala colocación, mal mezclado, poco mezclado, transporte demasiado largo y con vibraciones y sobrevibracion al momento de colocarlos.

La segregación se presenta en dos formas :

1.Por la separación entre agregados gruesos y finos.


Ya sean porque se amontonan o porque se van al fondo de los elementos estructurales en concreto ya sea por la acción de la gravedad, esto produce lo que se llama hormigoneo o las famosas cucarachas , generalmente se presentan porque las mezclas estan muy secas.

2. Por la separación entre la pasta y los agregados .


En este caso se presenta por el exceso de húmedad , la forma más comun de corregir la segregación es usando ventanas en los elementos estructurales al fundir .

EXUDACION



También se le conoce con el nombre de sangrado. También se le conoce con el nombre de sangrado

DISEÑO DE MEZCLA



- Consideraciones básicas
- Especificaciones
- Economía
- Tecnología existente.

Las condiciones básicas incluyen a las otras tres.

Las especificaciones son :

1) Existencia Mínima necesaria .
2) Máxima Relación Agua-Cemento .
3) Contenido Mínimo de Aire.
4) Contenido Mínimo y Máximo de Cemento.
5) Máximo Asentamiento.
6) Tamaño Máximo de Agregados.
7) Densidad Mínima.
8) Uso de Aditivos.

ECONOMIA



Se debe tener en cuenta los siguentes factores:

- Costo de producción del concreto
- Costo de los materiales
- Mano de obra
- Equipos
- Proporción óptima
- Costo en cada material vs. Cantidad de mezcla

TECNOLOGIA  tener en cuenta)


- Sistemas de Dosificación.
- Sistema de Fabricación.
- Métodos de Colocación y Formas de Curado.





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