FUNDAMENTOS DE CONCRETO ARMADO

INTRODUCCIÓN

Compuesto por cuatro elementos básicos como

son: grava, arena, cemento (tipo I, II, III, IV, V) y

agua, con ellos se genera una “piedra” sumamente

dura y resistente, es por esto que se usa en

estructuras ofreciendo una muy buena capacidad

para someterse a compresión.

Agregados pétreos (Aprox ¾ partes)

Indispensable que sean de la mejor calidad, esto es:

Grava: Se debe buscar la mayor cantidad de

superficies planas y angularidad (triturados son los

más indicados), con ello se garantiza una mayor

cobertura de la mezcla y un mejor trabe entre los

componentes (adherencia y cohesión); especial

cuidado en el tamaño máximo. Evitar el cuarzo (por

ello y por su forma el material de río no es

recomendable)

Arena: Libre de materia orgánica, con una finura

correcta, según gradación de diseño. Evitar cuarzo.

Concreto Simple

Es el concreto que conocemos, pero sin la presencia de

acero de refuerzo, este material solo podrá usarse en

elementos sometidos a compresión.

Tiene especial importancia estructural cuando su uso

final es construcción de elementos que trabajan por

gravedad (peso propio), ej.: Concreto ciclópeo

(concreto simple + Rocas con tam > 10”), estribos

de puentes y “muertos” para anclaje de cables en

puentes colgantes o atirantados, bases para ciertas

estructuras o equipos.

CONCRETO ARMADO Usado comúnmente y en el cual los elementos formados

son elativamente esbeltos. El tamaño máximo de

agregado no debe ser mayor de 2/3 de la separación entre

armaduras y el encofrado. La resistencia de estos

concretos esta entre 180 kg/cm2 y 350 kg/cm2.

CONCRETO ARMADO Se le da este nombre al concreto simple + acero de

refuerzo; básicamente cuando tenemos un elemento

estructural que trabajará a compresión y a tracción

(tensión). Ningún esfuerzo de tensión será soportado

por el concreto, es por ello que se debe incluir un

área de acero que nos asuma esta solicitación, dicho

valor se traducirá en el número de varillas y su

diámetro, así como su disposición.

TENSIÓN COMPRESIÓN

TIPOS DE CONCRETO

13/10/2011 Ing. Lialbert Marrufo

CONCRETO EN MASA

SON LOS CONCRETOS EMPLEADOS EN REPRESAS HIDRÁULICAS, ASÍ

COMO EN PIEZAS DE GRANDES PROPORCIONES VOLUMÉTRICAS,

TALES COMO: ESTRIBOS DE PUENTES, FUNDACIONES DE GRAN

TAMAÑO. LA PROPORCIÓN DE SU SUPERFICIE EXPUESTA Y SU

VOLUMEN ES MUY BAJA. DEBE COLOCARSE CON UNA

CONSISTENCIA RELATIVAMENTE SECA (1”).

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TIPOS DE CONCRETO

CONCRETO ALTA RESISTENCIA

EL COMITÉ ACI 363 DENOMINA CONCRETO DE ALTA

RESISTENCIA AQUELLOS CUYA RESISTENCIA ESPECIFICADA

SUPERE LOS 420 KG/CM2. PERO DEPENDERÁ DE LA ZONA

GEOGRÁFICA.

TIPOS DE CONCRETO

13/10/2011

PARA EL LOGRO DE ESTAS ALTAS RESISTENCIAS EXISTEN LOS SIGUIENTES RECURSOS:

EMPLEO DE ELEVADAS DOSIS DE CEMENTO

LOS AGREGADOS DEBEN CUMPLIR LOS REQUISITOS DE TAMAÑOS MÁXIMOS,

MANTENIÉNDOSE ENTRE ½” Y ¼”

DE ADITIVOS, PARTICULARMENTE LOS

PLASTIFICANTES– RETARDADORES DE ALTO

EMPLEO INDISPENSABLE

SUPERPLASTIFICANTES O

RENDIMIENTO.

BAJA RELACIÓN AGUA/CEMENTO (0,30 O MENOR).

EXCELENTES CALIDAD DE AGREGADOS.

COMPACTACIÓN CON PRECISIÓN.

CURADO EFICIENTE.

TIPOS DE CONCRETO

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CONCRETO PROYECTADO

SE DENOMINA CONCRETO PROYECTADO, LANZADO, SHOTCRETE O GUNITA, A

AQUEL APLICADO A PRESIÓN DE AIRE, QUE AL CHOCAR CON UNA SUPERFICIE, LA

CUBRE Y SE ADHIERE A ELLA.

SU APLICACIÓN PUEDE SER EN PROTECCIÓN DE TALUDES.

PAREDES DE TÚNELES.

FABRICACIÓN DE TUBOS, TANQUES Y ELEMENTOS

ESTRUCTURALES DE FORMA COMPLEJA.

TIPOS DE CONCRETO

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CONCRETO PROYECTADO

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TIPOS DE CONCRETO

PRESENTA LAS SIGUIENTES PROPIEDADES:

• ELEVADAS RESISTENCIAS MECÁNICAS.

• BAJA ABSORCIÓN.

• BUENA RESISTENCIA AL AMBIENTE Y A AGENTES QUÍMICO.

• EXCELENTE DEFENSA CONTRA EL FUEGO.

CARACTERÍSTICAS:

• TAMAÑO MÁXIMO DEL AGREGADO LIMITADO A ¾”

• EMPLEO DE ADITIVOS QUÍMICOS PARA PRODUCIR ATIESAMIENTO CASI

INSTANTÁNEO.

• OPERACIÓN DE COLOCACIÓN “DIFÍCIL”.

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TIPOS DE CONCRETO

CONCRETO LIVIANO ESTRUCTURAL

ES EL CONCRETO PREPARADO CON AGREGADOS LIVIANOS, PUEDEN

SER DE ORIGEN NATURAL, PERO, CON MÁS FRECUENCIA DE ORIGEN

ARTIFICIAL. TIENEN UN PESO UNITARIO ENTRE 1.500 Y 1.850

Kgf/cm2. PARA EL DISEÑO DE LA MEZCLA SE UTILIZAN LAS

“RECETAS” QUE PROPORCIONAN LOS PRODUCTORES DE

AGREGADOS LIVIANOS, YA QUE SEGÚN SU PROCEDENCIA, PUEDEN

Y SUELEN TENER CARACTERÍSTICAS DIFERENTES.

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TIPOS DE CONCRETO

CARACTERÍSTICAS MÁS IMPORTANTES:

ROTURA DE TIPO FRAGIL, SU RESISTENCIA SE LIMITA A 300 KG/CM2,

CUANDO ES UTILIZADO EN ESTRUCTURAS QUE DEBEN SATISFACER

REQUERIMIENTOS SISMORRESISTENTES.

MAS SENSIBLES A LOS ATAQUES DE AGENTES QUÍMICOS, DEBIDO A

SU ALTA POROSIDAD Y CAPACIDAD DE ABSORCIÓN..

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TIPOS DE CONCRETO

CONCRETO CELULAR

NO ES PROPIAMENTE UN CONCRETO PORQUE NO CUENTA CON

AGREGADO GRUESO, Y A VECES TAMPOCO CON FINOS. ES UNA

PASTA DE CEMENTO Y AGUA, EN OCASIONES CON POCA ARENA. A

ESA MEZCLA SE LE AÑADE UNA ESPUMA ESPECIAL, ESTABLE Y

PERSISTENTE.

LA MEZCLA SE LLEVA A CABO EN UNA MEZCLADORA DE ACCIÓN

SUAVE, QUE NO LLEGA A ROMPER LA ESTRUCTURA DE LA MASA

ESPUMOSA

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TIPOS DE CONCRETO

CONCRETO CELULAR

EL CONCRETO CELULAR TIENE UN PESO UNITARIO QUE OSCILA

ENTRE 800 Y 1500 Kg/cm2, CON RESISTENCIAS QUE VARÍAN

ENTRE 30 Y 60 Kg/cm2.

EL USO MAS CONOCIDO ES EL DE CERRAMIENTO EN FORMA DE

BLOQUES O DE PANELES.

SU ESTRUCTURA INTERNA POROSA LO HACE EXCELENTE

AISLANTE TÉRMICO Y ACÚSTICO.

DISEÑO Y RELACIÓN A/C

Primero que todo se tiene que conocer la gradación

(porcentaje de partículas ordenadas en tamaños) de

cada uno de los agregados; hay varios métodos,

pero todos ellos conducirán a dosificar por peso la

grava, la arena, el agua y dejarlos en función de un

saco de cemento, por ej.: para un concreto de 210

Kg./cm2, tenemos un saco de cemento + 60 Kg. de

grava + 50 Kg. de arena + 85 Kg. agua (1kg agua= 1

Lt. Agua)

También podemos encontrar la dosificación para

producir 1 m3 del concreto deseado, por ej.: para 1

m3 de concreto de 210 kg/cm2 se requiere:

320 Kg. de cemento + 1530 Kg. de grava + 770 Kg. de arena + 180 Kg. de agua.

Por cada diseño habrá una relación agua – cemento (a/c) la cual será inmodificable y cualquier cambio en ella irá en detrimento de la manejabilidad y resistencia.

En general una relación agua/cemento (a/c) baja, medida al peso, que mantenga una adecuada trabajabilidad en el Concreto fresco, conduce a hormigones de mayor resistencia y mejor calidad.

Se requiere aproximadamente una relación a/c mínima de 0.25 para que todo el cemento presente en la mezcla reaccione químicamente con el agua formando pequeños puentes cristalizados entre las superficies de las partículas de agregados. Estos cristales son los responsables de la cohesividad entre las partículas y de la resistencia del Concreto en general.

• Lamentablemente una relación a/c cercana a 0.25

(que en teoría nos proporcionaría la mayor

resistencia), no puede ser conseguida en un Concreto

normal, pues la disminución de agua de amasado

provoca una pérdida importante de trabajabilidad e

inclusive puede llegar a imposibilitar la consecución

de una mezcla apropiada. Para asegurar una mezcla

homogénea y una trabajabilidad razonable en un

hormigón normal (sin aditivos) serán necesarias

relaciones a/c mínimas del orden de 0.60

• La falta de agua de curado durante el fraguado del Concreto (particularmente en los primeros días en que las reacciones son más intensas) tiene efectos adversos sobre la resistencia final del hormigón, pues provoca que las partículas de cemento no reaccionen totalmente, dando lugar a pocos cristales de unión entre partículas de áridos, con lo que disminuye la cohesión.

CONTROL DE MEZCLAS EN OBRA

Las propiedades más importantes a controlar en obra son: Asentamiento (slump) y la resistencia a compresión

• Asentamiento: Nos indica la trabajabilidad del

concreto e indirectamente nos muestra su reacción inicial (fraguado inicial); consta de una muestra que se toma bajo ciertos parámetros, la cual es ensayada en el cono de Abrams y se reporta una medida en centímetros o pulgadas, dependiendo del sistema de medición que aplique según el país. A mayor asentamiento mayor fluidez (trabajabilidad)

Resistencia a la compresión: Se toman muestras en

unas camisas cilíndricas, las cuales serán sometidas

a compresión controlada a los 7, 14 y 28 días

PATOLOGÍAS DEL CONCRETO Debido al mal vibrado se ocasionan “hormigueros”, estos

son bolsas de aire que quedaron al momento del vaciado.

Oxidación el acero, perder adherencia, acabados.

Al haber altas temperaturas, mucho viento y un mal curado,

el concreto se “consume” toda el agua presente y se

“reseca”, generando una contracción que puede producir

fisuras y hasta grietas.

Variación de la relación a/c, implica reducción en la

resistencia final; en obra es común la adición de agua

para recuperar manejabilidad y debido a ello se modifica

ostensiblemente dicha relación.

Exceso de aditivos, ya sea para retardar, acelerar,

plastificar, puede desencadenar grandes problemas en el

fraguado y en la resistencia.

M

U

R

O

Diagrama

Esfuerzos

H

La presión ejercida por el

concreto, es función de la

altura del elemento, del

espesor y de la densidad

del concreto = 2.4 ton/m3.

Al restringir la base, el

mayor esfuerzo estará

concentrado a 1/3 de H,

por ello hay que poner

especial cuidado en esta

zona!! 1/3 H

Al bombear se ocasionará

una mayor solicitación

en nuestras formaletas,

pues además de la

densidad del concreto

(peso por metro

cúbico), tendremos un

llenado a presión lo

cual incrementará los

esfuerzos ejercidos.

AREAS Y VOLUMENES

Área: HxA (cara de contacto)

Volumen: HxAxE

Área: BxH/2 (cara de contacto)

Volumen: Área x E

H

E

A

H

E B

Área: (b1+b2)xh/2

cara de contacto

Vol.: Área x E

Área: (πxd)xh cara de

contacto

Vol.: (πxd²/4)xh

π: 3.1416 (valor constante)

b2

h

E

b1

h

d