trabajo encargado de concreto armado 01
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2013
CONCRETO ARMADO I PRESENTADO POR: Wilber Fredy Quispe Vargas
TRABAJO
ENCARGADO
Nº 01
CONCRETO ARMADO I EPIC-UNA
PRESENTADO POR: Wilber
Fredy Quispe Vargas 2
CONCRETO ARMADO I
PARTE 1: CONCRETO
Cemento El Cemento Portlant es un producto de fácil adquisición el cual
cuando se mezcla con agua, ya sea solo o en combinación con arena, piedra
u otros materiales similares, tiene la propiedad de reaccionar lentamente
con el agua hasta formar una masa endurecida. Esencialmente es un
Clinker finalmente molido, producido por la cocción a elevadas
temperaturas, de mezclas que contienen cal, alúmina, fierro y sílice en
proporciones determinadas.
a) Composición: Como el cemento es una mezcla de muchos
compuestos, resulta impráctica su representación con una formula
química. No obstante hay cuatro compuestos que constituyen mas
del 90% del peso del cemento y son:
Abreviación
Silicato Tricálcico (3CaO.SiO2) C3S
Silicato Dicálcico (2CaO.SiO2) C2S
Aluminato Tricálcico (3CaO.Al2O3) C3A
Alumino Ferrita Tricálcica (4CaO. Al2O3.Fe2O3) C4AF
Cada uno de los cuatro compuestos principales del cemento
portland contribuye en el comportamiento del cemento, cuando pasa
del estado plástico al endurecido después de la hidratación. Por
ejemplo:
Silicato Tricálcico (C3S). Es el que produce la alta resistencia inicial
del cemento portland hidratado. La reacción del C3S con agua
desprende gran cantidad de calor (calor de hidratación). La rapidez
de endurecimiento de la pasta de cemento es directamente
proporcional con el calor de hidratación.
Silicato Dicálcico (C2S). Es el causante principal de la resistencia
posterior de la pasta de cemento.
Aluminato Tricálcico (C3A). El yeso agregado al cemento portland
durante la trituración o molienda en el proceso de fabricación se
combina con el C3A para controlar el tiempo de fraguado.
Alumino Ferrita Tricálcica (C4AF). Es semejante al C3A, porque se
hidrata con rapidez y solo desarrolla baja resistencia.
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b) Tipos: Los cementos Portland se fabrican en 5 tipos cuyas
propiedades se han normalizado sobre la base de la especificación
ASTM de Normas para el cemento Portland (C 150).
TIPO I: Es el cemento destinado a obras de concreto en
general, cuando en las mismas no se especifica la utilización de los otros cuatro tipos de cemento.
TIPO II: Es el cemento destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción moderada de sulfatos o
donde se quiere moderado calor de hidratación.
TIPO III: Es el cemento de alta resistencia inicial. El
concreto hecho con el cemento tipo III desarrolla una resistencia en tres días igual a la desarrollada en 28 días por
concretos hechos con cemento tipo I o tipo II.
TIPO IV: Es el cemento del cual se requiere bajo calor de hidratación.
TIPO V: Es el cemento del cual se requiere alta resistencia
a la acción de los sulfatos. Las aplicaciones típicas comprenden
las estructuras hidráulicas expuestas a aguas con alto contenido de álcalisis y estructuras expuestas al agua de mar.
Agregado Grueso a) Definición: Se define como agregado grueso al material retenido
en el tamiz ITINTEC 4.75 mm (Nº 4) proveniente de la
desintegración natural o mecánica de las rocas y que cumple con los limites establecidos en la norma ITINTEC 400.037. El agregado
grueso puede ser grava, piedra chancada, etc.
b) Gradaciones Granulométricas: Es recomendable tener en
consideración lo siguiente: Según NTP400.037 ó la Norma ASTM
C33
1) La granulometría seleccionada deberá ser de preferencia
continua.
2) La granulometría seleccionada deberá permitir obtener la
máxima densidad del concreto, con una adecuada trabajabilidad y
consistencia en función de las condiciones de colocación de la mezcla.
3) La granulometría seleccionada no deberá tener más del 5% del agregado retenido en la malla de 1 1/2” y no más del 6% del
agregado que pasa la malla de ¼ ”.
El agregado grueso deberá estar graduado dentro de los límites especificados en la NTP 400.037, tal como sigue:
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c) Tamaño Máximo, y Tamaño Máximo Nominal:
El tamaño máximo corresponde al menor tamiz por el que pasa
toda la muestra de agregado. Tamaño Máximo Nominal
corresponde al menor tamiz en el cual se produce el primer
retenido.
Las Normas de Diseño Estructural recomiendan que el tamaño
nominal máximo del agregado grueso sea el mayor que pueda ser económicamente disponible, siempre que él sea compatible con
las dimensiones y características de la estructura. Se considera
que, en ningún caso el tamaño nominal máximo del agregado no
deberá ser mayor de:
1) Un quinto de la menor dimensión entre caras de
encofrados.
2) Un tercio del peralte de las losas.
3) Tres cuartos del espacio libre mínimo entre barras o alambres individuales de refuerzos; paquetes de barras;
torones; o ductos de presfuerzo.
d) Contenido de Humedad Adsorción: Podemos definir la
absorción, como la cantidad de agua absorbida por el agregado sumergido en el agua durante 24horas. Se expresa como un
porcentaje del peso del material seco, que es capaz de absorber,
de modo que se encuentre el material saturado superficialmente seco.
Agregado Fino a) Definición: Se define como agregado fino al proveniente de la
desintegración natural o artificial de las rocas, que pasa el tamiz
9.51 mm. (3/8”) y queda retenido en el tamiz 74 micras (μ) (Nº200) que cumple con los límites establecidos en la NTP
400.037.
b) Gradaciones Granulométricas: El agregado fino deberá estar
graduado dentro de los límites indicados en la NTP 400.037. Es recomendable tener en cuenta lo siguiente:
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1) La granulometría seleccionada deberá ser preferentemente
continua, con valores retenidos en las mallas Nº4, Nº8, Nº16,
Nº30, Nº50 y Nº100 de la serie de Tyler.
2) El agregado no deberá retener más del 45% en dos tamices
consecutivos cualesquiera.
3) En general, es recomendable que la granulometría se
encuentre dentro de los siguientes límites: NTP 400.037
El porcentaje indicado para las mallas Nº50 y Nº100 podrá ser
reducido a 5% y 0% respectivamente, si el agregado es empleado en concretos con aire incorporado que contenga más de 225 kg.
de cemento por metro cúbico, o si se emplea un aditivo mineral
para compensar la deficiencia en los porcentajes mencionados.
c) Modulo de Fineza: El módulo de fineza del agregado fino se
mantendrá dentro del límite de +/- 0.2 del valor asumido para la
selección de las proporciones del concreto; siendo recomendable que el valor asumido esté entre 2.35 y 3.15. Si excede el límite
indicado de +/- 0.2, el agregado podrá ser rechazado por la
Inspección, o alternativamente ésta podrá autorizar ajustes en las proporciones de la mezcla para compensar las variaciones en la
granulometría. Estos ajustes no deberán significar reducciones en
el contenido de cemento.
d) Contenido de Humedad: El contenido de agua dentro de un
agregado, expresado en porcentaje es por definición:
Donde:
H = peso del agregado húmedo.
S = peso del agregado en condición seca.
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Agua a) Calidad:
La calidad del agua es también un factor determinante en la dureza, resistencia e impermeabilidad de los concretos.
Generalmente se prescribe que serán las aguas potables y aptas para beber las que se deban utilizar para el preparado de
concretos, sin embargo, debe tenerse en cuenta que el agua
para beber puede contener altas concentraciones de sodio o potasio, cloruros, carbonatos, entre otros, que pueden afectar la
resistencia del concreto; pero por lo general las aguas potables
son seguras.
Por otro lado, se prescribe que la aguas no potables: como las
aguas almacenadas (no frescas), aguas de mar, aguas con olor o
sabor; son no aptas para la preparación de concretos.
Para el diseño de mezclas las dos hipótesis anteriores de
prescripciones del agua debe ameritar la realización de análisis físico y químico del agua, de tal manera que se establezcan a
composición real y estableciendo una comparación con los
porcentajes dados por las normas podamos decidir sobre el uso o
no de una determinada agua.
b) Características Permisibles: El agua utilizada para la
preparación de concretos debe cumplir con los requisitos establecidos en la NTP 339.088, esta establece que las aguas
aptas para la preparación y curado del concreto son aquellas
cuyas propiedades y contenidos de sustancias disueltas están en
los siguientes rangos:
Aditivos a) Tipos: Los aditivos pueden clasificarse tentativamente según las
propiedades que modifican al concreto en estado fresco o
endurecido:
i. En estado fresco:
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Incrementar las trabajabilidad sin aumento de agua o
reducir el contenido de agua con similar
trabajabilidad.
Retardar o acelerar el fraguado. Disminuir la exudación.
Reducir la segregación.
Mejorar la trabajabilidad al bombeo. ii. En el estado endurecido:
Acelerar la ganancia de resistencia temprana.
Incrementar la resistencia. Mejorar la durabilidad frente a exposición severa.
Disminuir la permeabilidad.
Producir expansión o controlar la contracción.
Incrementar la adherencia con las barras de acero de refuerzo.
Impedir la corrosión de las barras de refuerzo.
Controlar la reacción álcali-agregado.
iii. Normalización: La norma técnica ASTM-C497, clasifica a
los aditivos de la siguiente manera: TIPO A: Reductor de agua
TIPO B: Retardante
TIPO C: Acelerante
TIPO D: Reductor de agua retardante TIPO E: Reductor de agua acelerante
TIPO F: Super reductor de agua
TIPO G: Super reductor de agua retardante
En Perú, las primeras normas de aditivos corresponden al año 1981
y se basa en la norma ASTM de 1969, comprendiendo a los tipos A, B, C, D y E.
Reductores de agua y reguladores de fragua: NTP 334.088
Incorporadores de aire: NTP 334.089 Fluidificantes (cloruro ASTM D 98 de calcio): NTP C1017
Los componentes de aquellos aditivos son:
Los ácidos lignosulfonatos y sus sales.
Los ácidos hidroxicarboxilicos y sus sales. Derivados de los elementos precitados.
Los lignosulfonatos son materiales complejos obtenidos del proceso de producción de pulpa de papel de la madera.
Los ácidos hidroxicarboxilicos tienen en su molécula a grupos de
hidroxilos y carboxilos. Estos productos tienen diferentes empleos industriales en productos de la industria farmacéutica.
Los aditivos reductores de agua y acelerantes generalmente han consistido en lignosulfonatos con reducidas adiciones de cloruro de
calcio o formiato de calcio.
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Estos cinco tipos de aditivos (A, B, C, D y E, según las NTP) son
empleados cuando es necesario suplir las deficiencias de los
materiales disponibles.
Generalmente se evalúa previamente la posibilidad de obtener el
comportamiento requerido modificando el diseño de mezcla,
evaluando la opción más favorable económicamente.
PARTE 2: ENSAYOS DE CONCRETO
Extracción de Muestras de Concreto Fresco
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Ensayo de Consistencia
Conocido como el metodo de ensayo para la medicion del
asentamiento del hormigón con el Cono de Abrams que lo podemos
encontrar en la norma NTP 339.035:
APARATOS
a. Cono de Abrams; molde de forma tronco cónica de 20 cm.
de diámetro en la base inferior y 10 cm. de diámetro en la base
superior; altura de 30 cm; provisto de agarrederas y aletas de
pie.
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b. Barra compactadora de acero lisa de 5/8” de diámetro con
punta semiesférica y de aproximadamente 60 cm. de longitud.
PROCEDIMIENTO
a. Colocar el molde humedecido superficialmente seco sobre una
superficie plana no absorbente.
b. Llenar el concreto en tres capas de aproximadamente 1/3 del
volumen total cada capa.
c. Compactar cada capa con la barra mediante 25 golpes uniformes
en toda la sección.
d. Enrasar el molde una vez terminada de compactar la última capa
por exceso , esto se puede hacer utilizando una plancha de albañilería
o la barra compactadora.
e. Levantar el molde en dirección vertical , y medir inmediatamente
la diferencia entre la altura del molde y la altura del concreto fresco.
Esta operación debe hacerse entre 5 a 10 seg. máximo, evitar
movimiento laterales o torsionales.
f. De observarse un asentamiento tipo corte este ensayo deberá
desecharse y realizarse uno nuevo con otra parte de la mezcla. Sí se
vueve a cortar, el concreto carece de plasticidad y cohesión y no es
valido para este ensayo.
g. Se golpea con la varilla en el centro del molde y se puede
observar como es la cohesión de la mezcla.
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Moldeo de Especímenes Cilíndricos
En la norma NTP 339.059 lo podemos encontrar como
“METODO PARA LA EXTRACCIÓN Y ENSAYO DE PROBETAS CILÍNDRICAS Y
VIGUETAS DE HORMIGÓN ENDURECIDO”.
APLICACIÓN: Para evaluar la resistencia del concreto en una
estructura:
a. Cuando la resistencia de las probetas, modelados al pie de obra es
baja.
b. Cuando han ocurrido anomalías en el desarrollo d e la
construcción.
c. Fallas de curado.
d. Aplicación temprana de cargas.
e. Incendio.
f. Estructuras antiguas.
g. No se cuenta con registros de resistencia, etc.
CRITERIOS GENERALES
a. El concreto ha adquirido suficiente resistencia para que durante el
corte no se pierda la
adherencia entre el agregado y la pasta.
b. En todos los casos, el concreto deberá tener por lo menos 14 días
de colocado
c. Deben tomarse tres especímenes por cada resultado de resistencia
que esté por debajo
de la resistencia a la Compresión especi ficada del concreto f'c
EQUIPO
a. Los testigos cilíndricos se extraen con un equipo sonda provisto de
brocas diamantadas.
b. Calibrador o vernier con apreciación de por lo menos 0.5 mm.
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CONSIDERACIONES PARA LA EXTRACCION
El concreto ha adquirido suficiente resistencia para que durante el corte
no se pierda la adherencia entre el agregado y la pasta.
En todos los casos, el concreto deberá tener por lo menos 14 días de
colocado.
Deben tomarse tres especímenes por cada resultado de resistencia q ue
esté por debajo de la resistencia a la Compresión Especificada del
concreto f'c
PREPARACIÓN, CURADO Y REFRENDADO
Los testigos deben tener sus caras planas, paralelas entre ellas y
perpendiculares al eje de la probeta.
Las protuberancias o irregul aridades de las caras de en sayo deberán
ser eliminadas mediante aserrado cuando sobrepasen los 5 mm.
La determinación de la longitud de un testigo estará dado por el
promedio de 5 mediciones con el vernier, con una aproximación de ± 1
mm
El ACI recomienda que si el concreto de la estructura va a estar seco
durante las condiciones de servicio, los corazones deberán secarse al
aire (temperatura entre 15 y 30° C, humedad relativa menor del 60%),
durante 7 días antes de la prueba, y deberán probarse secos.
Si el concreto de la estructura va a estar superficialmente húmedo en
esas condiciones de servicio, los corazones deben sumergirse en agua
por lo menos durante 48 horas y probarse húmedos.
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La Norma ASTM establece, a diferencia del criterio del ACI, que las
probetas sean curadas en húmedo, por 40 hrs. antes de la rotura.
Antes del ensayo de compresión, la probeta deberá ser refrendada en
ambas caras, de manera de obtener superficies adecuadas. En este caso
son de aplicación los métodos: ASTM C 17 y ASTM C 192.
ENSAYO DE LOS TESTIGOS
La resistencia obtenida sobre las probetas diamantinas deberá
expresarse con aproximación de 0.1 Kg/cm2 cuando el diámetro se
mide con aproximación de 0.25 mm.; y de 0.5 cuando el diámetro es
medido con aproximación de 2.5 mm. Además deberán registrarse:
- La longitud de la probeta.
- Las condiciones de humedad antes de la rotura.
- El tamaño máximo del agregado en el concreto
- La dirección en la aplicación de la carga de rotura con relación al
plano longitudinal de colocac ión del concreto en obra.
Ensayo de Resistencia a la Compresión
Lo podemos encontrar como “METODO DE ENSAYO PARA EL
ESFUERZO A LA COMPRESIÓN DE MUESTRAS CILÍNDRICAS DE
CONCRETO” en la norma NTP 339.034.1999:
APARATOS
a. Máquina de Ensayo capaz de mantener la velocidad de Carga
continua y uniforme.
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PROCEDIMIENTO
a. Medir el diámetro y la altura de la probeta cilíndrica con una
aproximación de 0.1mm con un calibrador micrométrico.
b. Colocar la probeta sobre el bloque inferior de apoyo y centrar
sobre el mismo.
c. Aplicar la carga en forma continua y constante evitando choques
la velocidad de carga estará en el rango de 0.14 a 0.34 Mpa/s.
d. Anotar la carga máxima, el tipo de rotura y además toda otra
observación relacionada con el aspecto del concreto.
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Contenido PARTE 1: CONCRETO ......................................................................... 2
Cemento ....................................................................................... 2
Agregado Grueso ............................................................................ 3
Agregado Fino................................................................................ 4
Donde: ......................................................................................... 5
Agua ............................................................................................ 6
Aditivos ........................................................................................ 6
PARTE 2: ENSAYOS DE CONCRETO ...................................................... 8
Extracción de Muestras de Concreto Fresco ......................................... 8
Ensayo de Consistencia ................................................................... 9
Moldeo de Especímenes Cilíndricos .................................................. 11
Ensayo de Resistencia a la Compresión ............................................ 13
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