hormigón reforzado para elaboración de túnel subacuático

8/19/2019 Hormigón Reforzado Para Elaboración de Túnel Subacuático

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HORMIGÓN REFORZADO PARA ELABORACIÓN DE TÚNEL SUBACUÁTICO

HORMIGÓN: El hormigón (del latín formicō, 'moldeado, conformado') o concreto(del inglés concrete, a su vez del latin concrētus, 'agregado, condensado') es unmaterial compuesto empleado en construcción, formado esencialmente por unaglomerante (generalmente cemento) con áridos (grava, gravilla y arena) al que seaade partículas o fragmentos de un agregado, agua y aditivos específicos! Elcemento se hidrata en contacto con el agua, iniciándose comple"as reaccionesquímicas que derivan en el fraguado y endurecimiento de la mezcla, el cemento esun material pulverulento que por sí mismo no es aglomerante, y que mezclado conagua, al hidratarse se convierte en una pasta moldea#le con propiedadesadherentes, que en pocas horas fragua y se endurece o#teniéndose al final delproceso un material con consistencia pétrea, el cemento consiste esencialmenteen silicato cálcico hidratado ($%&), este compuesto es el principal responsa#le desus características adhesivas! $e denomina cemento hidráulico cuando elcemento, resultante de su hidratación, es esta#le en condiciones de entornocomportamiento, se pueden aadir aditivos y adiciones (en cantidades inferiores al de la masa total del hormigón)! a sola mezcla de cemento con arena y agua(sin la participación de un agregado) se denomina mortero! E*isten hormigonesque se producen con otros conglomerantes que no son cemento, como elhormigón asfáltico que utiliza #et+n para realizar la mezcla!

El concreto convencional, normalmente usado en pavimentos, edificios y otrasestructuras, tiene un peso específico (densidad, peso volumétrico, masa unitaria)que varía de -- hasta .-- /g0m1 (23 hasta 4- li#ras0piés2)! a densidad delconcreto varía dependiendo de la cantidad y la densidad del agregado, la cantidadde aire atrapado (ocluido) o intencionalmente incluido y las cantidades de agua ycemento! 5or otro lado, el tamao má*imo del agregado influye en las cantidades

de agua y cemento! 6l reducirse la cantidad de pasta (aumentándose la cantidadde agregado), se aumenta la densidad, en el diseo del concreto armado(reforzado), el peso unitario de la com#inación del concreto con la armaduranormalmente se considera .-- /g0m1 (4- l#0ft1)!

CARACTERÍSTICAS: El hormigón es el material resultante de unir áridos con lapasta que se o#tiene al aadir agua a un conglomerante! El conglomerante puedeser cualquiera, pero cuando nos referimos a hormigón, generalmente es uncemento artificial, y entre estos +ltimos, el más importante y ha#itual es el cementoportland! os áridos proceden de la desintegración o trituración, natural o artificialde rocas y, seg+n la naturaleza de las mismas, reci#en el nom#re de áridos

silíceos, calizos, graníticos, etc! El árido cuyo tamao sea superior a 4 mm sellama árido grueso o grava, mientras que el inferior a 4 mm se llama árido fino oarena! El tamao de la grava influye en las propiedades mecánicas del hormigón!a pasta formada por cemento y agua es la que confiere al hormigón su fraguadoy endurecimiento, mientras que el árido es un material inerte sin participacióndirecta en el fraguado y endurecimiento del hormigón! 7na característicaimportante del hormigón es poder adoptar formas distintas, a voluntad delproyectista! 6l colocarse en o#ra es una masa plástica que permite rellenar un


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molde, previamente construido con una forma esta#lecida, que reci#e el nom#rede encofrado!

CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS: a principal característica estructural delhormigón es que resiste muy #ien los esfuerzos de compresión, pero no tiene

#uen comportamiento frente a otros tipos de esfuerzos (tracción, fle*ión, cortante,etc!), por este motivo es ha#itual usarlo asociado a ciertas armaduras de acero,reci#iendo en este caso la denominación de hormigón armado, o concreto prereforzado en algunos lugares8 comportándose muy favora#lemente ante losesfuerzos de compresión como a los de tracción y las diversas solicitaciones!%uando se proyecta una estructura de hormigón armado se esta#lecen lasdimensiones de los elementos, el tipo de hormigón, los aditivos y el acero que hayque colocar en función de los esfuerzos que de#erá soportar y de las condicionesam#ientales a que estará e*puesto! os aditivos se utilizan para modificar lascaracterísticas #ásicas e*istiendo una gran variedad de ellos9 colorantes,aceleradores, retardadores de fraguado, fluidificantes, impermea#ilizantes, fi#ras,etc! 5ara determinar la resistencia se preparan ensayos mecánicos (ensayos derotura) so#re pro#etas de hormigón! %uando se proyecta un elemento dehormigón armado se esta#lecen las dimensiones, el tipo de hormigón, la cantidad,calidad, aditivos, adiciones y disposición del acero que hay que aportar en funciónlos esfuerzos que de#erá resistir cada elemento! 7n diseo racional, la adecuadadosificación, mezcla, colocación, consolidación, aca#ado y curado, hacen delhormigón un material idóneo para ser utilizado en construcción, por ser resistente,dura#le, incom#usti#le, casi impermea#le, y requerir escaso mantenimiento! %omopuede ser moldeado fácilmente en amplia variedad de formas y adquirir variadaste*turas y colores, se utiliza en multitud de aplicaciones!

CARACTERÍTICAS FÍSICAS: as principales características físicas delhormigón, en valores apro*imados, son9 :ensidad9 en torno a 24- /g0m1

;esistencia a compresión9 de 4- a 4-- /g0cm< (4 a 4- =5a) para el

hormigón ordinario! E*isten hormigones especiales de alta resistencia quealcanzan hasta --- /g0cm< (-- =5a)!

;esistencia a tracción9 proporcionalmente #a"a, es del orden de un décimo de

la resistencia a compresión y, generalmente, poco significativa en el cálculoglo#al!

>iempo de fraguado9 dos horas, apro*imadamente, variando en función de la

temperatura y la humedad del am#iente e*terior!

>iempo de endurecimiento9 progresivo, dependiendo de la temperatura,humedad y otros parámetros!

:e . a .? horas, adquiere la mitad de la resistencia má*ima8 en una semana

20. partes, y en . semanas prácticamente la resistencia total de cálculo! :ado que el hormigón se dilata y contrae en magnitudes seme"antes al acero,

pues tienen parecido coeficiente de dilatación térmico, resulta muy +til su usosimultáneo en o#ras de construcción8 además, el hormigón protege al acero dela o*idación al recu#rirlo!


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FRAGUADO Y ENDURECIMIENTO: a pasta del hormigón se forma mezclandocemento artificial y agua de#iendo em#e#er totalmente a los áridos! a principalcualidad de esta pasta es que fragua y endurece progresivamente, tanto al airecomo #a"o el agua, el proceso de fraguado y endurecimiento es el resultado de

reacciones químicas de hidratación entre los componentes del cemento! a faseinicial de hidratación se llama fraguado y se caracteriza por el paso de la pasta delestado fluido al estado sólido! Esto se o#serva de forma sencilla por simplepresión con un dedo so#re la superficie del hormigón! 5osteriormente contin+anlas reacciones de hidratación alcanzando a todos los constituyentes del cementoque provocan el endurecimiento de la masa y que se caracteriza por un progresivodesarrollo de resistencias mecánicas!

El fenómeno físico de endurecimiento no tiene fases definidas! El cemento está enpolvo y sus partículas o granos se hidratan progresivamente, inicialmente por contacto del agua con la superficie de los granos, formándose algunoscompuestos cristalinos y una gran parte de compuestos microcristalinosasimila#les a coloides que forman una película en la superficie del grano! 6 partir de entonces el endurecimiento contin+a dominado por estas estructuras coloidalesque envuelven los granos del cemento y a través de las cuales progresa lahidratación hasta el n+cleo del grano, el hecho de que pueda regularse lavelocidad con que el cemento amasado pierde su fluidez y se endurece, lo haceun producto muy +til en construcción!

RESISTENCIA: En el proyecto previo de los elementos, la resistenciacaracterística (fck) del hormigón es aquella que se adopta en todos los cálculoscomo resistencia a compresión del mismo, y dando por hecho que el hormigónque se e"ecutará resistirá ese valor, se dimensionan las medidas de todos loselementos estructurales! a resistencia característica de proyecto (fck)esta#lece por tanto el límite inferior, de#iendo cumplirse que cada amasada dehormigón colocada tenga esa resistencia como mínimo! En la práctica, en la o#rase realizan ensayos estadísticos de resistencias de los hormigones que se colocany el @4 de los mismos de#e ser superior a fck , considerándose que con el nivel

actual de la tecnología del hormigón, una fracción defectuosa del 4 esperfectamente acepta#le! a resistencia del hormigón a compresión se o#tiene enensayos de rotura por compresión de pro#etas cilíndricas normalizadas realizadosa los ? días de edad y fa#ricadas con las mismas amasadas puestas en o#ra!


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CONSISTENCIA DEL HORMIGÓN FRESCO: a consistencia es la mayor omenor facilidad que tiene el hormigón fresco para deformarse y consiguientementepara ocupar todos los huecos del molde o encofrado! Anfluyen en ella distintosfactores, especialmente la cantidad de agua de amasado, pero tam#ién el tamaomá*imo del árido, la forma de los áridos y su granulometría, la consistencia se fi"aantes de la puesta en o#ra, analizando cual es la más adecuada para lacolocación seg+n los medios que se dispone de compactación! $e trata de unparámetro fundamental en el hormigón fresco! Entre los ensayos que e*isten paradeterminar la consistencia, el más empleado es el cono de Abrams, que consisteen llenar con hormigón fresco un molde troncocónico de 2- cm de altura! apérdida de altura que se produce cuando se retira el molde, es la medida quedefine la consistencia! os hormigones se clasifican por su consistencia en secos,plásticos, #landos y fluidos tal como se indica en la ta#la siguiente9


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Durabii!a!: la dura#ilidad del hormigón es la capacidad para comportarsesatisfactoriamente frente a las acciones físicas y químicas agresivas a lo largo dela vida +til de la estructura protegiendo tam#ién las armaduras y elementosmetálicos em#e#idos en su interior, por tanto no solo hay que considerar losefectos provocados por las cargas y solicitaciones, sino tam#ién las condiciones

físicas y químicas a las que se e*pone! 5or ello se considera el tipo de am#ienteen que se va a encontrar la estructura y que puede afectar a la corrosión de lasarmaduras, am#ientes químicos agresivos, zonas afectadas por ciclos de hieloBdeshielo, etc!

5ara garantizar la dura#ilidad del hormigón y la protección de las armaduras frentea la corrosión es importante realizar un hormigón con una permea#ilidad reducida,realizando una mezcla con una relación agua0cemento #a"a, una compactaciónidónea, un peso en cemento adecuado y la hidratación suficiente de ésteaadiendo agua de curado para completarlo! :e esta forma se consigue que hayalos menos poros posi#les y una red capilar interna poco comunicada y así sereducen los ataques al hormigón! En los casos de e*istencia de sulfatos en elterreno o de agua de mar se de#en emplear cementos especiales! 5ara prevenir lacorrosión de armaduras hay que cuidar el recu#rimiento mínimo de las mismas

OTROS COMPONENTES MINORITARIOS: os componentes #ásicos delhormigón son cemento, agua y áridos8 otros componentes minoritarios que sepueden incorporar son9 adiciones, aditivos, fi#ras, cargas y pigmentos, puedenutilizarse como componentes del hormigón los aditivos y adiciones, siempre quemediante los oportunos ensayos, se "ustifique que la sustancia agregada en lasproporciones y condiciones previstas produce el efecto deseado sin pertur#ar e*cesivamente las restantes características del hormigón ni representar peligropara la dura#ilidad del hormigón ni para la corrosión de las armaduras, asadiciones son materiales inorgánicos, puzolánicos o con hidraulicidad latente que,finamente molidos, pueden ser aadidos al hormigón en el momento de sufa#ricación, con el fin de me"orar alguna de sus propiedades o conferirlepropiedades especiales! os aditivos son sustancias o productos que seincorporan al hormigón, antes o durante el amasado, produciendo la modificaciónde alguna de sus características, de sus propiedades ha#ituales o de sucomportamiento, se esta#lece una proporción no superior al 4 del peso delcemento y otros condicionantes

SEGURIDAD ESTRUCTURAL: En los aos @C-, se inició el desarrolló la teoríade la seguridad estructural respecto de los Estados límites, esta#leciéndosevalores má*imos en las flechas y en la fisuración de los elementos estructurales,acotando los riesgos!

ESTADOS LÍMITES: El concepto de Estado límite tuvo su auge en los aos@3-, como con"unto de requerimientos que de#ía satisfacer un elementoestructural para ser considerado apto! os reglamentos se centraron en dos tipos9los Estados límites de servicio y los Estados límites de solicitación.


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COEFICIENTES DE SEGURIDAD: os reglamentos de los aos @3-, para poder simplificar los comple"os cálculos de pro#a#ilidades, esta#lecieron los %oeficientesde seguridad, en función de la calidad de los materiales, el control de la e"ecuciónde la o#ra y la dificultad del proyecto! $e introdu"eron los oeficientes de

mayoración de cargas o acciones, y los oeficientes de minoración deresistencia de los componentes materiales!

REGLAMENTOS: os reglamentos hacen especial hincapié en estados últimos deservicio (fisuración, deformaciones) comportamiento (detalles constructivos) ydurabilidad (recu#rimientos, calidades), limitando la resolución e*perimental conm+ltiples condicionantes! 6sí, el Eur"#$!i%" & esta#lece situaciones usuales yaccidentales (como sismos), que implican Coeficientes de seguridad parcialespara las más variadas solicitaciones y resistencias! 6lgunas normativasespecíficas por ám#itos geográficos son E&E (Espaa), Eur"#$!i%" ' (Europa),

6$%E0$EA (Estados 7nidos)!

USOS CORRIENTES: El hormigón un material con #uenas características deresistencia ante esfuerzos de compresión! $in em#argo, tanto su resistencia atracción como al esfuerzo cortante son relativamente #a"as, por lo cual se de#eutilizar en situaciones donde las solicitaciones por tracción o cortante sean muy#a"as, 5ara superar este inconveniente, se DarmaD el hormigón introduciendo#arras de acero, conocido como hormigón armado, o concreto reforzado,permitiendo soportar los esfuerzos cortantes y de tracción con las #arras de acero!Es usual, además, disponer #arras de acero reforzando zonas o elementosfundamentalmente comprimidos, como es el caso de los pilares! os intentos decompensar las deficiencias del hormigón a tracción y cortante originaron eldesarrollo de una nueva técnica constructiva a principios del siglo , la delhormigón armado! 5osteriormente se investigó la conveniencia de introducir tensiones en el acero de manera deli#erada y previa al fraguado del hormigón dela pieza estructural, desarrollándose las técnicas del hormigón pretensado y elhormigón postensado! 6sí, introduciendo antes del fraguado alam#res de altaresistencia tensados en el hormigón, este queda comprimido al fraguar, con lo cuallas tracciones que surgirían para resistir las acciones e*ternas, se convierten endescompresiones de las partes previamente comprimidas, resultando muyventa"oso en muchos casos! 5ara el pretensado se utilizan aceros de muy altolímite elástico, dado que el fenómeno denominado fluencia lenta anularía lasventa"as del pretensado!

CURADO: es una de las operaciones más importantes en el proceso de puesta eno#ra por la influencia decisiva que tiene en la resistencia del elemento final!:urante el fraguado y primer endurecimiento se producen pérdidas de agua por evaporación, formándose huecos capilares en el hormigón que disminuyen suresistencia! En particular el calor, la sequedad y el viento provocan unaevaporación rápida del agua incluso una vez compactado! Es preciso compensar estas pérdidas curando el hormigón aadiendo a#undante agua que permita quese desarrollen nuevos procesos de hidratación con aumento de la resistencia! &ay


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varios procedimientos ha#ituales para curar el hormigón! :esde los que protegendel sol y del viento mediante te"adillos móviles, plásticos8 mediante riegos de aguaen la superficie8 la inmersión en agua empleada en prefa#ricación8 los productosde curado aplicados por pulverización8 los pulverizados a #ase de resinas formanuna película que impide la evaporación del agua, se trata de uno de los sistemas

más eficaces y más costosos

HORMIGON REFORZADO


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(ENTA)AS Y DES(ENTA)AS DEL CONCRETO REFORZADO*

a* (+,-a.a/

5uede usarse en un sinfín de formas y de estructuras!

>iene una resistencia considera#le a la compresión en comparación con otros

materiales!

>iene una larga vida de servicio! Esto puede e*plicarse por el hecho de que la

resistencia del concreto no disminuye con el tiempo, sino que en realidad

aumenta con

los aos de#ido al largo proceso de solidificación de la pasta de cemento!

a conservación del acero en el concreto! a corrosión o la o*idación

representa un pro#lema para el acero y el hierro en general! os productosanticorrosivos, tienen una eficiencia muy relativa! se sa#e que el contacto de la

pasta de cemento de tiene la o*idación y es capaz de evitarla a futuro,

mientras mantenga la de#ida aislación de las #arras de la humedad am#iente!

El concreto reforzado tiene gran resistencia al fuego y al agua, y de hecho es el

me"or material estructural que e*iste para los casos en que el agua se halle

presente!

Es prácticamente el +nico material económico disponi#le para zapatas,

sótanos, muelles y construcciones similares!

$e requiere mano de o#ra de #a"a calificación para su monta"e, en

comparación con otros materiales, como el acero estructural!

;equiere de poco mantenimiento!

6provecha para su ela#oración la e*istencia de materiales locales #aratos!

b* D+/0+,-a.a/*

$e requiere cim#ras para mantener el concreto en posición hasta queendurece suficientemente!

$u e"ecución puede resultar lenta en comparación con el acero, que se arma

con gran rapidez en terreno, de#ido a los tiempos de fraguado!

=ateriales no recupera#les durante un desmonta"e y0o demolición!


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a #a"a resistencia por unidad de peso de concreto conduce a miem#ros

pesados! Esto se vuelve muy importante en estructuras de gran claro, donde el

peso muerto del concreto tiene un fuerte efecto en los momentos fle*ionantes!

;equiere de un permanente control de calidad, pues esta se ve afectada por

las operaciones de mezcla, colocación, curado, etc!

as propiedades del concreto varían ampliamente de#ido a las variaciones en

su dosificación y mezclado!

El colado y el curado del concreto no son tan cuidadosamente controlados

como la producción de otros materiales!

PROPUESTA DE CAMBIO DE MATERIALES SIN ALTERAR LASPROPIEDADES DEL HORMIGÓN REFORZADO

A,1i/i/ !+ H"r2i%$,

H"r2i%$, "r!i,ari"

>am#ién se suele referir a él

denominándolo simplemente

hormigón! Es el material o#tenido al

mezclar cemento portland, agua y

áridos de varios tamaos, superiores

e inferiores a 4 mm, es decir, con

grava y arena

H"r2i%$, ar2a!"

Es el hormigón que en su interior tiene

armaduras de acero, de#idamente

calculadas y situadas! Este hormigón

es apto para resistir esfuerzos de

compresión y tracción! os esfuerzos

de tracción los resisten las armaduras

de acero! Es el hormigón más

ha#itual!

%omo ya se ha analizado antes, el hormigón es un material con #uenascaracterísticas de resistencia ante esfuerzos de compresión! $in em#argo, notiene #uen comportamiento frente a otros tipos de esfuerzos (tracción, fle*ión,

cortante, etc!), por este motivo es ha#itual usarlo asociado a ciertas armaduras deacero, denominadas como &ormigón 6rmado o ;eforzado, y se armaprecisamente así, introduciendo #arras de acero logrando de esta manera superar este inconveniente y darle la al hormigón las características deseadas!a propuesta de cam#io o sustitución de materiales para ela#orar un hormigónreforzado sin alterar sus características es reemplazar la armadura base deacero con un aditivo fibroso de concha o estopa de coco más una capaencubridora de neumático (caucho)! con esto queremos utilizar elementos


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considerados como desechos y darle un uso específico además de contri#uir conel medio am#iente, la capa encu#ridora de neumático tendrá como función cu#rir la capa superficial del material estructurado, el hormigón ;eforzado8 en este caso,ya que será el contacto directo entre la capa de hormigón superficial y el medioam#iente evitando que la interacción con el viento lo corroa con el transcurrir el

tiempo al estar e*puesto de forma directa con el am#iente, de igual formaaprovechando las propiedades térmicas del neumático puede #rindar soportecomo aislante térmico evitando que los diferentes cam#ios climáticos afecten latemperatura de la capa de hormigón reforzado!

En cuanto al mane"o de la fi#ra de coco o estopa como refuerzo en el hormigónpara me"orar sus capacidades mecánicas se han realizado ensayos so#re loscuales no apoyaremos para desarrollar nuestra argumentación con fuentes deapoyo y resultados certeros, es necesario resaltar un poco la o#tención de la fi#rao estopa, El coco está constituido por una parte #landa interior y un líquido, a loscuales se les realizan procesos industriales para la o#tención de grasas, aceitescomesti#les, confites y copra8 sin em#argo, tam#ién está constituido por la estopao mesocarpio, que se encuentra entre el e*ocarpio duro o cu#ierta e*terna, y elendocarpio o envoltura dura, que encierra la semilla8 el valor de ésta estri#a en sucontenido de fi#ra (fi#ra #onote), de la cual se pueden distinguir tres tiposprincipales9 una larga y fina, una tosca y una más corta, material que se puedeconvertir en una alternativa de utilización de materia prima fi#rosa como agregadoliviano, en la industria del concreto aligerado, con un do#le fin9 disminuir el peso delas estructuras y proporcionar un grado acepta#le de resistencia, os parámetrosque descri#en una fi#ra son su longitud, su diámetro y su aspecto o es#eltez, quees la relación e*istente entre la longitud y el diámetro! a región central de la fi#ratam#ién puede presentar una cavidad denominada la cuna! as cunas y losl+menes son responsa#les de la gran incidencia de poros permea#les en lasfi#ras, ya que a#sor#en una elevada cantidad de agua!

a fi#ra de estopa de coco, tam#ién llamada fi#ra #onote, se puede clasificar en 2tipos principales9 una más larga y fina que se conoce con el nom#re de fi#ra deesteras o hilo8 una más tosca, que se conoce con el nom#re de fi#ra de cerda, yuna fi#ra más corta, conocida con el nom#re de fi#ra para colchones, Esimportante la facultad que tiene el #onote de estirarse más allá de su límiteelástico sin romperse, así como su capacidad de a#sor#er un estiramientopermanente cuando soporta esta carga8 aunque la resistencia a la tracción de lafi#ra de #onote seca es #a"a en comparación con la de sisal o a#acá, disminuyemucho menos por inmersión en agua! :espués de . meses de inmersión, el#onote pierde solamente 24 F .4 de su resistencia! $e afirma que su flota#ilidade*trema y su resistencia a la acción de #acterias y agua salada son +nicas! Es,además, una fi#ra económica! El rendimiento de fi#ra o#tenido varía seg+n eltamao de los cocos, la madurez, la variedad y el método de preparación, peropara cálculos generales puede considerarse un promedio de 2- Gg de fi#ra por !--- cáscaras! En una cáscara típica hay casi unas tres veces más de fi#ra cortaque de fi#ra larga a capacidad de refuerzo de una fi#ra depende del grado enque los esfuerzos pueden serle transferidos desde la matriz, grado que a su vez


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está regido por las características intrínsecas de la fi#ra, como9 resistencia a latensión más resistente que la matriz8 capacidad de resistir deformaciones muysuperiores a la deformación en que la matriz se agrieta8 módulo de elasticidad altopara aumentar el esfuerzo que soporten en un elemento #a"o carga, siempre ycuando las fi#ras y la matriz se conserven totalmente adheridas8 adherencia

adecuada con la pasta de cemento8 relación de 5oisson menor que la de la matrizpara aumentar fricción de adherencia8 y relación longitud 0 diámetro adecuadapara que conserve su capacidad de a#sorción de esfuerzos

DES(ENTA)AS DE LA PRÁCTICA: los materiales cementicios reforzados confi#ras vegetales pueden presentar los siguientes pro#lemas9 alta alcalinidad de lapasta (p& F 2), que deteriora con el tiempo las fi#ras naturales celulósicas por li*iviación de los componentes ligantes de las celdas de su microestructura8mineralización en el interior de las fi#ras por precipitación de los productos dehidratación del cemento8 deterioro de la fi#ra por aumento de la densificación de lainterfase, y degradación de las propias cadenas de celulosa con el tiempo por ataque alcalino!

METODOLOGIA: 5ara la preparación de la matriz cementicia se utilizó cemento5ortland >ipo , Horma Acontec y 2, de proveedor local8 arena mediana derío8 grava de canto rodado de río, tamao má*imo I pulgadas8 agua pota#le paraconsumo humano8 cal para #lanquear, de proveedor local! $e usaron fi#rase*traídas de estopa proporcionada por 2 empresas procesadoras de coco,u#icadas en la ciudad de $antiago de %ali8 en total se contó con tres lugares deorigen del coco9 $an Juan, en el municipio de >umaco (variedad =anila), >im#iquí,en el departamento del %auca (variedad =anila), y 5uerto $ai"a, en el municipio deKuenaventura (variedad >ípica)8 la fi#ra se e*tra"o en seco, utilizando un esmerilprovisto de un cepillo, el cual arro"a#a la fi#ra limpia $e ela#oraron cinco tipos demezclas de concreto, y se consideraron como varia#les la longitud de fi#ra y elporcenta"e de adición de fi#ra! $e tra#a"ó con dos longitudes de fi#ra, con las quese realizaron dos cantidades de adición de fi#ra al concreto! 5ara todas lasmezclas se tra#a"ó con una misma matriz de concreto8 el presente cuadro muestralos tipos de mezclas que se realizaron!


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%on cada tipo de mezcla se ela#oraron dos tipos de especímenes9 cilindros yvigas, y con #ase en éstos se evaluaron las diferentes propiedades! $e ela#oraronC pro#etas cilíndricas, de tamao estándar CL por L, (4!. cm por 2-!.? cm,relación diámetro9 altura 9)8 C2 pro#etas cilíndricas de tamao 2L por CL, (3!Ccm por 4!. cm, relación diámetro9 altura 9)8 3 vigas de 2L (3!C cm) de alto,

L (2-!.? cm) de largo y 2L (3!C cm) de ancho! a Mgura muestra los moldespara los cilindros (usando tu#ería 5N%) y para las vigas (moldes de madera)!

%onociendo el volumen total de la mezcla, se realizó el cálculo de la cantidad defi#ra que se de#ía cortar, determinando el volumen que se i#a a tra#a"ar en cadatipo de mezcla, y considerando desperdicios, se determinó cortar 34- g de M#rapor cada longitud seleccionada! 7na vez o#tenida la cantidad de M#ra que sede#ía tra#a"ar, se procedió al tratamiento con cal8 este tratamiento consiste ensumergir la M#ra en una lechada de cal (- g por litro de agua) durante un períodode .? horas8 al ca#o de este tiempo la M#ra se en"uaga repetidas veces con

a#undante agua! El tratamiento con solución de cal limpia la M#ra tanto deimpurezas provenientes del fruto durante su pelado (aceite, agua, pulpa, etc!)como durante su conMnamiento (mugre, polvo, etc!) y del ataque micro#iológicopor parte de hongos y levaduras! 6demás protege la M#ra del deterioro de#ido a laalta alcalinidad de la pasta de cemento y me"ora la adherencia, ya que le confierecierta aspereza, luego de toda esta en la cual faltan o#viamos ciertos procesos,as muestras fueron evaluadas, y se realizaron los siguientes ensayos9


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determinación del peso unitario8 prue#as de resistencia mecánica comoresistencia a la compresión, tracción indirecta, y resistencia a la Oe*ión

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

PESO UNITARIO: $e o#servó que el tipo de mezcla con menor peso unitario (en/H0m ) fue la =2, con un valor de .!@, la cual a su vez presentó un menor pesocon respecto a la testigo = (4!42)8 en el resto de las mezclas, =, =., =4, nose presentó mayor variación en comparación con el peso de la testigo! $e o#servóademás que para mezclas con volumen de M#ra -!4 = y =., el peso no se vio

afectado! 6unque se podría pensar en un aligeramiento mayor en mezclas con altovol+menes de M#ra, de#ido a que al evaporarse el agua puede quedar un mayor n+mero de poros que puedan aligerar el material, el peso de la mezcla convolumen !4 y longitud cm, =4, no se vio afectado


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RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN: $e o#servó que =. tuvo un ascenso deresistencia hasta los . días, y disminuyó considera#lemente a los ? días! 5or suparte, =2 y =4 presentaron un aumento de la resistencia en el tiempoproporcional! $in em#argo, =4 presentó mayoB res valores de resistencia aedades tempranas en comparación con los demás tipos de mezcla! En general,las mezclas con un mayor volumen de adición !4 presentaron un avance de

resistencia a la compresión en el tiempo más uniforme que las de -!4, e inclusola testigo


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TRACCIÓN INDIRECTA: En general, se presentaron valores muy #a"os detracción indirecta con respecto a los valores de la resistencia a la compresión!:icho fenómeno se presta para pensar en no tener en cuenta esta propiedad en eldiseo de estructuras convencionales! 5ero en este caso tiene gran importanciapara el análisis de la restricción de la contracción y la resistencia al corte inducidopor la adición de la M#ra! $e o#servó una mayor resistencia a la tracción indirectacon respecto al testigo y a los demás tipos de concreto en =. (N -!4, 4 cm)!En el resto de mezclas se presentó un descenso en esta propiedad, siendo

marcado en =, -!34 =5a! a adición de un mayor volumen de M#ra no pareciófavorecer el aumento de la tracción, al igual que M#ra de menor longitud8 seaprecia en la Mgura - un espécimen con M#ra, ensayado a tracción indirecta!


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RESISTENCIA A LA FLE3IÓN: $e o#servó que = y =4 presentaron valores deresistencia a la Oe*ión inferiores, ! =5a y !C2 =5a, en comparación con latestigo (!. =5a), siendo el más #a"o =4! 5or su parte, =2 y =. presentaronvalores superiores de resistencia a la Oe*ión con respecto a la testigo, con =.superior

a Mgura muestra que para el volumen de -!4, a medida que aumenta lalongitud aumenta la resistencia8 caso contrario ocurre para el volumen !4, en elcual al aumentar la longitud ocurre un descenso en la resistencia! En general, elhecho de utilizar vol+menes #a"os y longitudes altas =. o, en su defecto,vol+menes altos y longitudes #a"as =2, favorece la ductilidad del material!


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$o#re los resultados de los ensayos realizados con la estopa o fi#ra de coco comomaterial aditivo al hormigón para reforzar su resistencia a la tracción, ductilidad,resistencia etc! $e analiza el efecto de la fi#ra de coco so#re el hormigón!

EFECTO DE LA FIBRA SOBRE EL CONCRETO: En la Mgura 2 se puedeapreciar el efecto positivo de la incorporación de la M#ra al concreto, ya que almomento de la falla el concreto se mantiene unido, de lo cual se deduce una#uena adherencia de la M#ra a la matriz8 es el llamado fenómeno de puenteo que

genera la M#ra, el cual impide que la grieta progrese en el material! $eg+no#servaciones y #i#liografía consultada, se corro#ora que los refuerzos de M#rame"oran de varias maneras la tenacidad de la matriz, ya que una grieta que semueva a través de la matriz encuentra una M#ra8 si la unión entre la matriz y laM#ra no es #uena, la grieta se ve o#ligada a propagarse alrededor de la M#ra, a finde continuar el proceso de fractura, 6demás, una mala unión ocasiona que la M#raempiece a separarse de la matriz8 am#os procesos consumen energía, eincrementan, por lo tanto, la tenacidad a la fracB tura! Pinalmente, al empezar lagrieta en la matriz, M#ras a+n no rotas pueden formar un puente so#re la grieta, locual proporciona un esfuerzo compresivo que evita que la grieta se a#ra! En laMgura . se muestran vigas ensayadas a Oe*ión8 la de la izquierda es la testigo y

la de la derecha, la M#rorreforzada! $e puede o#servar cómo la testigo estátotalmente partida en dos, mientras que en la M#rorreforzada la matriz se mantieneunida!


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CONCLUSIONES: os resultados o#tenidos fueron concordantes cono#servaciones de e*perimentos realizados con anterioridad y #i#liografíaconsultada, en los que se corro#ora que los refuerzos de M#ra me"oran de variasmaneras la tenacidad de la matriz, ya que una grieta que se mueva a través de lamatriz encuentra una M#ra8 si la unión entre la matriz y la M#ra no es #uena, lagrieta se ve o#ligada a propagarse alrededor de la M#ra, a Mn de continuar elproceso de fractura! 6demás, una mala unión ocasiona que la M#ra empiece asepararse de la matriz! 6m#os procesos consumen energía, e incrementan, por lotanto, la tenacidad a la fractura! Pinalmente, al iniciarse la grieta en la matriz, M#rasa+n no rotas pueden formar un puente so#re la grieta, lo cual proporciona unesfuerzo compresivo que evita que la grieta se a#ra! :e acuerdo con el efecto queso#re las propiedades mecánicas del concreto puede tener la adición de M#ra deestopa, una aplicación adecuada de este tipo de compuesto (concreto B M#ra deestopa) es la construcción principalmente de elementos sometidos a Oe*ión (vigasy losas)!


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Estos ensayos fueron realizados por ingenieros de universidad nacional y se tomacomo referencia para dar constancia que efectivamente el uso de un aditivofi#roso puede me"orar de forma significativa las capacidades mecánicas delhormigón, al cual, se le reemplazara su #ase de acero por fi#ra de coco o estopamás una #ase cu#ridora de neumático para o#tener las mismas características de

resistencia, compresión, ductilidad sin que se vea afectada la estructura

TIPOS DE E3POSICIONES A 4UE SE ENFRENTA EL HORMIGON


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hormigón reforzado para elaboración de túnel subacuático

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