durabilidad del concreto - pavimento de concreto optimizado.ppt

7/28/2019 Durabilidad del concreto - Pavimento de Concreto optimizado.ppt

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DURABILIDAD DEL

CONCRETO


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E L

C O N C R E T OEs el material ms usado por el

hombre en el mundo despus del

agua.

Se estima una produccin al ao

de aprox. 2 M3 de concreto por

cada habitante del planeta.

Ningn material de construccin

ha sido usado en tales cantidades

y en un futuro no parece existir

otro material de construccin que

pueda competir con el concreto

en magnitud de volumen.


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DISEO POR DURABILIDADLa durabilidad es la clave delxito en cualquier tipo de obrasciviles.

Las estructuras que se fabricanno solo deben ser resistentes a

las solicitaciones inmediatas,sino que deben permanecerestables y resistentes durantemuchos aos, a despecho de losagentes agresivos:

La intemperie, los cambios climticos, la accin de las aguassaladas, sulfatadas, cidas, desechos industriales, etc., etc.


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LAS PATOLOGIAS DEL CONCRETO


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PRINCIPALES ATAQUES AL CONCRETO E


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El ataque a la cristalizacin de sulfatos

y sales son ms severos en los lugares

donde el concreto est expuesto aciclos de humedecimiento y secado que

en el entorno en el que el concreto se

mantiene en un estado continuo de la

humedad

ATAQUES POR SULFATOS

El ataque se presenta en forma de

expansin debido a la formacin deproductos slidos cuyo volumen es

mayor que el de las sales que entran en

la reaccin.

El Sulfato de Sodio reacciona con el

aluminato de calcio hidratado y tambin

con el hidrxido de calcio, produciendo

incrementos de volumen.


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http://1.bp.blogspot.com/-Dvq4GgV5eF4/TZ5h7Oz4KbI/AAAAAAAAACI/nh1hlM22LOc/s1600/5.jpg


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Son iones muy agresivos que producen una disolucinlocalizada de la capa pasiva, dando lugar a ataquespuntuales (picaduras) que pueden reducir drsticamente laseccin de trabajo del acero en corto tiempo.

ATAQUE POR CLORUROS:


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ATAQUES DE CLORUROS


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ATAQUES DE CLORUROS


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La carbonatacin en el

concreto es la prdida de

pH que ocurre cuando eldixido de carbono

atmosfrico reacciona

con la humedad dentro

de los poros del concreto

y convierte el hidrxido

de calcio con alto pH acarbonato de calcio, que

tiene un pH ms neutral.

Por qu es un problema

la prdida de pH?

Porque el concreto, consu ambiente altamente

alcalino (rango de pH de

12 a 13), protege al acero

de refuerzo contra la

corrosin.

LA CARBONATACION


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1 % fenolftaleina + 49% alcohol + 50% agua


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Los lcalis en el cemento estn constituidospor el oxido de sodio y de potasio quienes encondiciones de temperatura y humedadpueden reaccionar con ciertos minerales delagregado, produciendo un gel expansivo

alrededor de la partcula gruesa, que danorigen a un expansin gradual de la pastahasta que se produce el fisuramiento ydesintegracin de la estructura

Reaccin lcali - slice agregado


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REACCION ALCALI-AGREGADO

Se conoce que se trata de una reaccin

lenta y de acuerdo a investigacionesarrojan como resultado evidencias que sehan observado luego de transcurridos unperiodo entre 5 y 10 aos de laconstruccin de la estructura en concreto.

Una cualidad que tiene la adicin de puzolana al cemento portland,

es la de neutralizar la reactividad lcali - slice.


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CONSECUENCIAS DEL DETERIORO

DEL CONCRETO
http://es.wikibooks.org/wiki/Archivo:Jerusalem_accidente_forjado.jpg


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S I S M O


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ALTO COSTO EN REHABILITACIONES Y REPARACIONES


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Es indispensable que el concretoresista, sin deteriorarse con el

tiempo, las condiciones para lascuales fue proyectado.

La falta de durabilidad puededeberse al medio al que est

expuesto el concreto, o a causasinternas del mismo.

CONCRETO DURABLE =IMPERMEABLE

Todas las causas de deterioro sedesencadenan por la permeabilidad

del concreto, este factor determinaen gran medida la vulnerabilidad delconcreto ante los agentes externosy por ello un concreto durable debeser relativamente IMPERMEABLE.


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Es un aglomerante proveniente de la pulverizacin del clinker, el cual es

obtenido por fusin incipiente de materiales arcillosos y calizos, que

contengan xidos de calcio, silicio, aluminio y fierro en cantidades

dosificadas, adicionndole posteriormente yeso sin calcinar.

EL CEMENTO


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MOLIENDA HORIZONTAL


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HORNO DE CALCINACION

CLINKERESQUEMA DEL HORNO
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Hot_Clinker_2.jpghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Kiln_ciment.png


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COMPUESTOS QUIMICOS DEL CEMENTO

El C3S y el C2S constituyen el 75 % del cementoy se debe a estos la resistencia mecnica

COMPUESTO ABREVIATURA PORCENTAJE

SILICATO TRICALCICO C3S 30% - 50%

SILICATO BICALCICO C2S 15% - 30%

ALUMINATO TRICALCICO C3A 4% - 12%

FERRO ALUMINATO TETRACALCICO C4AF 8% - 13%


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LOS TIPOS DE CEMENTO:

CEMENTOS PORTLAND SIN ADICION NTP 334.009 ASTM C 150

CEMENTO TIPO I : Para usos que no requiera propiedades especialesCEMENTO TIPO II : Cuando se requiera moderada resistencia a los sulfatos

CEMENTO TIPO III : Cuando se requiera altas resistencias iniciales

CEMENTO TIPO IV : Cuando se desea bajo calor de hidratacin

CEMENTO TIPO V : Cuando se requiere alta resistencia a los sulfatos

+CLINKER YESO

LOS TIPOS DE CEMENTO


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CLINKER

+ +

YESO PUZOLANA

CEMENTOS PORTLAND ADICIONADOS NTP 334.090 ASTM C 595Contienen adems del clinker dos o mas constituyentes inorgnicos que contribuyen a

MEJORAR LAS PROPIEDADES DEL CEMENTO

TIPOS SEGUN LA ADICION : PUZOLANA IP 20% - 40 %IPM menos de 20% de adicin de puzolana. (Modificado)

ESCORIA IS 25% - 70%ISM menos de 25%

COMPUESTO ICO filler calizo (travertino) hasta 30%

LOS TIPOS DE CEMENTO:


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CLINKER

PUZOLANA

YESO

Cemento Tipo I,II,V Cemento Tipo IP

PROPORCIONES - CEMENTOS TIPO I,II,V y IP


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TECNOLOGIA DEL CEMENTO ADICIONADO


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Estructura de un concreto con cemento 1P

Concreto con cemento Tipo 1 Concreto con cemento Tipo 1P


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Piedra de cemento endurecida observada al microscopio de

barrido electrnico (SEM) (lnea blanca = 0,005 mm).

Hidratacin del cemento

Silicatos de calcio hidratados

Hidrxido de calcio


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Partculas de cemento portland SIN HIDRATAR (ampliacin 2000 SEM)


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Partculas de cemento portland HIDRATADAS Parcialmente (ampliacin 4000 SEM)


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Acercamiento de una sola Partcula de cemento HIDRATADO (ampliacin 11000 SEM)


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TECNOLOGIA DEL CEMENTO


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-Una mayor impermeabilidad se puede lograr con una baja relacin agua-cemento y una ejecucin constructiva cuidadosa.

-La porosidad del concreto depende de la relacin agua-cemento y su grado dehidratacin.

-Cuanto menor sea esta relacin ms estrecha es la interrelacin de los granosde cemento uno del otro.

- La porosidad disminuye a medida que avanza la hidratacin.

CONCRETO DURABLE =IMPERMEABLE


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OBRAS CON CEMENTO PORTLAND ADICIONADO IP

Puerto de Matarani

Represa del ro Torata -Moquegua


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Estadio Jorge Basadre Tacna Estadio 25 de Noviembre - Moquegua



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Presa Pillones Planta de Sulfuros - ILO



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Concentradora de Cobre - Cerro Verde



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Edificio Comercial - Cusco


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Facultad de Ingeniera Civil UNCV



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Nueva planta de cemento Yura LINEA 3 , se utilizo encofrado deslizante

PROYECTO LINEA 3

YURA S.A.


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RESISTENCIAS EN CONCRETOS IP LINEA 3 (fc=420)

3 DAS 7 DAS 28 DAS 87 DAS

Kgr/Cm2 Kgr/Cm2 Kgr/Cm2 Kgr/Cm2

341 433 519.60 751

335 416 499.20 722

287 383 459.60 715

304 415 498.00 689

304 405 486.00 700

308 445 534.00 620

361 459 550.80 655

309 455 546.00 704

316 405 486.00 577

359 493 591.60 590

248 417 500.40 652

301 420 504.00 671

372 447 536.40 726

292 400 480.00 640

333 437 524.40 623

3


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PLANTA YURA LINEA 3


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PLANTA YURA LINEA 3


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PLANTA YURA LINEA 3


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PLANTA YURA LINEA 3


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PLANTA YURA LINEA 3


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PLANTA YURA LINEA 3 - CONCRETO MASIVO


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P ANTA YURA INEA 3 CONCRETO MASIVO


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PLANTA YURA LINEA 3 CONCRETO MASIVO


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PLANTA YURA LINEA 3 CONCRETO MASIVO


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PLANTA YURA LINEA 3

PLANTA YURA LINEA 3


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PLANTA YURA LINEA 3

PLANTA YURA LINEA 3


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PLANTA YURA LINEA 3

PLANTA YURA LINEA 3


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PLANTA YURA LINEA 3


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PAVIMENTOS DE CONCRETO

OPTIMIZADOS

PAVIMENTO DE ASFALTO

VS

PAVIMENTO DE CONCRETO


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- ENORME VIDA UTILMs de 20 aos de duracin

- MENOR VIDA UTILEl Asfalto requiere recapeado cada3 o 5 aos

PAVIMENTO DE ASFALTO VS PAVIMENTO DE CONCRETO

- MATERIA PRIMA IMPORTADAEl costo del asfalto estntimamente relacionado al preciointernacional del petrleo,hacindolo sumamente inestable yvariable.

- MATERIA PRIMA NACIONALEl precio del cemento en el mismoperiodo, es mucho ms constante,predecible y razonable.


VS



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- NO SE DEFORMAConserva integra su seccin

transversal. No se deforma en laszonas de frenado y arranque.

La superficie permanece integra a lolargo del tiempo.

Al no deformarse, no hay desperdicio

de energa ni desperdicio decombustible.

- SE DEFORMASe ablanda, se forman grietas y

baches. Se deforman las zonas defrenado y arranque de vehculos.

La superficie se deteriora ydeforma perjudicando el confort yla seguridad.

Las deformaciones ocasionanmayor consumo de combustible.


Representacin exagerada de una llanta de camin rodando sobre asfalto (Izquierda) yconcreto (derecha)


VS



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- MENOR COSTO DE ILUMINACIONLa superficie del pavimento de concreto

es naturalmente ms brillante yreflectante. Por lo tanto, requiere menosenerga.

Mejora la iluminancia en un 30% msque el asfalto, mejorando la seguridad alos usuarios.

- MAYOR COSTO DEILUMINACIONEl asfalto no refleja la luz, por lo quese requiere mayor iluminacin. (Mspostes de alumbrado).

Con menor iluminacin, menorseguridad.


CONCRETO ASFALTO


VS



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- NO ES AFECTADA POR EL CALORMenor temperatura en servicio, noabsorbe radiacin solar. Menorgeneracin de calor.

Menor desgaste de llantas por altatemperatura.

- ALTAS TEMPERATURASPRODUCE ABLANDAMIENTO Y

PERDIDA DE MATERIALAbsorbe radiacin solar, generandomayor calor.

Esta alta temperatura genera mayordesgaste de llantas.



VS



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- MENOR COSTO TOTALINCLUYENDO CONSTRUCCION YMANTENIMIENTO

-EL DERRAME DE COMBUSTIBLENO LE AFECTA Y ES RESISTENTEAL FUEGO

-SE PUEDE DAR A LA SUPERFICIELA TEXTURA DESEADA CON GRANRESISTENCIA AL DERRAPAJE

- MAYOR COSTO TOTALINCLUYENDO CONSTRUCCIN YMANTENIMIENTO

- EL DERRAME DE COMBUSTIBLELA DETERIORAN Y NO RESISTEAL FUEGO

- LA SUPERFICIE ES LISA YRESBALADIZA CUANDO ESTMOJADA

-UNA RUGOSIDAD SUPERFICIAL

RETIENE EL AGUA



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VP (%)

Aos15 20

TCP

Costo de mantencin menor en 20 Aos

COSTO DE MANTENIMIENTO


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El sistema TCP (Thin Concrete Pavement) consiste en cambiar el diseo de las

losas de pavimentacin tradicional por unas de geometra optimizada, capacesde distribuir mejor la carga y evitar el agrietamiento.

PAVIMENTO DE CONCRETO CON LOSAS OPTIMIZADAS

Normalmente las losas de

concreto convencional(AASHTO) son de 3,5m de

ancho por 4m de largo, lo

cual hace posible que varios

sets de ruedas de un camin

se posen en ella al mismo

tiempo, generando asgrandes tensiones.

Esta circunstancia se evita con el diseo TCP, que propone un


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sistema de losas de dimensiones ms pequeas en que se admite sloun set de ruedas a la vez, lo que hace posible disminuir el espesor delas losas entre 4 y 10 cm (hasta un 40%), generando as un ahorrosustancial en materiales y, en consecuencia, disminuyendo la

inversin requerida.

1,4 m largo

1,75 m largo

2,5 m largo

4,5 m largo

Al b T i i l


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450 cm x350 cmThickness= 25 cm

Delta T=-14 C LinearCurling= 0,1915

Top Tensile stress= 9,24 kg/cm2


Delta T=-14 C LinearCurling = 0, 2416 cm



Delta T=-14 C LinearCurling = 0,0824cm



Delta T=-14 C LinearCurling = 0,049 cm


Alabeo y Tensiones para igual

Gradiente Trmico


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TAMBIEN HAY VENTAJAS CONSTRUCTIVAS


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Menor movimiento de tierras (Aprox. 30%).

Menor tiempo de ejecucin (Aprox. 20%).

Apertura al trnsito de obra en 24 horas.

Apertura del servicio de la va al pblico en

72 horas.

Menor congestin de transporte durante la

construccin.

TAMBIEN HAY VENTAJAS CONSTRUCTIVAS


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MUCHASGRACIAS


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Ing. Jos Valdivia BernedoE-MAIL :[email protected]

RPM : # 940935CEL : 996316240
mailto:[email protected]:[email protected]

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