TESIS DE GRADOCONSTRUCCION, PRUEBAS DE CARGA Y ANALISIS DE VIGAS PRESFORZADAS UTILIZANDO HORMIGON DE ALTO DESEMPEO Y COMPARACION CON VIGAS PRESFORZADAS CONSTRUIDAS CON HORMIGONES CONVENCIONALES SOMETIDAS A LAS MISMAS CONDICIONES DE CARGA.ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORALPRESENTADO POR:CARLOS RAUL RODRIGUEZ DIAZDIRECTOR DE TESIS:ING. JOSE CAMPOSANO LUQUEAGOSTO 12 DEL 2009PREVIO A LA OBTENCION DEL TITULO DE:INGENIERO CIVIL

HIPOTESIS - OBJETIVOS Evaluar la posibilidad de construir en nuestro medio, elementos estructurales utilizando Hormign de Alto Desempeo (HAD).

Construir vigas pre-esforzadas utilizando HAD y vigas preesforzadas utilizando hormigones convencionales para luego someterlas a pruebas de carga bajo las mismas condiciones.

Comparar desde el punto de vista de respuesta estructural y econmico, las ventajas y desventajas de la utilizacin del Hormign de Alta Resistencia producido localmente.

INTRODUCCION

HORMIGONES DE ALTO DESEMPEO Su definicin exacta es aun tema de debate.

Durante los aos setenta comenz a fabricarse hormigones con resistencia superiores a las usuales.

Uso de Reductores de Agua de Alto Rango para reducir la relacin agua/material cementicio + adicin de microsilica = aumento de resistencia y mejoramiento de las caractersticas de desempeo.

ACI: Hormigones convencionales fc < 80 Mpa

Hormigones Convencionales : relaciones agua/cemento entre 0.4 y 0.6

Hormign de Alto Desempeo: relaciones agua/cemento menores 0.25.

INTRODUCCIONTwo Prudential Plaza Chicago: Hormign 82 MPa

HORMIGONES DE ULTRA ALTO DESEMPEO Se define hormigones de ultra alto desempeo (HUAD), aquellos con altos contenidos de cemento y baja relaciones agua/material cementicio

Resistencia a la compresin simple se encuentre en el rango entre 200 y 800 MPa.

Se puede lograr nicamente bajo condiciones controladas de curado de presin y temperatura.

INTRODUCCIONPuente Borg-les-Valence , 2001. Primer puente vehicular del mundo, dos claros 20m.

HORMIGONES PRESFORZADO El concreto pre-esforzado se define como aquel concreto en el cual han sido introducidos esfuerzos internos de tal magnitud y distribucin que los esfuerzos resultantes debido a cargas externas son contrarrestados a un grado deseado.INTRODUCCION

OBJETIVO Combinar las propiedades del hormign presforzado y el Hormign de Alta Resistencia para su aplicacin en estructuras.INTRODUCCIONPuente Borg-les-Valence , 2001.Puente La Paz, Corea, 2001 - 2002.Pasarela Peatonal, Sherbooke, Quebec,1997.Puente Peatonal Sakata Mirai, Japn 2002.

CARACTERISTICAS DEL ELEMENTOCONSTRUCCION DE VIGAS PRESFORZADAS

DOSIFICACIONCONSTRUCCION DE VIGAS PRESFORZADASH.A.D.Humo de siliceArena cuarzosaCuarzo molidoSuperplastificanteAguaMicrofibrasCemento

CEMENTOCONSTRUCCION DE VIGAS PRESFORZADASEl cemento escogido fue el cemento portland tipo I, por ser este el cemento ms apropiado para obtener las caractersticas requeridas.

ADITIVOSCONSTRUCCION DE VIGAS PRESFORZADASSe utilizo un el Superplastificante GLENIUM 3000 NS el cual cumple con la norma ASTM C 494 : reductor de agua de alto rango.

Debido la baja relacion agua cemento (0.24) de le mezcla resulta esencial el uso de un superplastificante no solo como reductor de agua si no para mejorar la trabajabilidad,

AGREGADOS: ARENA FINA CUARZOSACONSTRUCCION DE VIGAS PRESFORZADASArena rica en slice proveniente de la formacin Holln en el oriente ecuatoriano.

Utilizada localmente en la fabricacin de vidrio.

En el HAD el tamao de las partculas de arena utilizada est limitado a 600um, pero no menor a 150um .

AGREGADOS: CUARZO MOLIDOCONSTRUCCION DE VIGAS PRESFORZADASProviene de la moliendo de la arena fina de cuarzo.

Es el componente reactivo de la mezcla.

El dimetro de las partculas de cuarzo molido es de 10 a 15 um.

ADICIONES: HUMO DE SILICECONSTRUCCION DE VIGAS PRESFORZADASEs importante para poder alcanzar los objetivos de fluidez y resistencia.

Es un subproducto que resulta de la reduccin del cuarzo de alta pureza con carbn en calderos de arco elctrico en la produccin de silicio y aleaciones de ferrosilicio.

Reduce considerablemente la exudacin en el hormign fresco debido a su gran superficie especfica y mejora la capacidad para retener el agua.

FIBRAS METALICASCONSTRUCCION DE VIGAS PRESFORZADASContribuye a disminuir la propagacin de microfisuras, que aparecen cuando este alcanza del 10% al 15% de la carga ltima

Sin la adicin de las fibras el concreto presenta un comportamiento completamente frgil.

Elimina la necesidad de colocar refuerzo por temperatura y en algunos casos elimina la necesidad del acero para cortante

PROCESO CONSTRUCTIVOCONSTRUCCION DE VIGAS PRESFORZADASEl proceso constructivo para concretos convencionales difiere de aquel utilizado para el Hormign de Ultra Desempeo.

La diferencia fundamental radica en la seleccin de los agregados y la experiencia necesaria para la dosificacin de la mezcla, ensayos de mezclas de prueba, y el proceso de mezclado y vertido en sitio.

Pequeas variaciones en el proporcionamiento de la mezcla y modificaciones en las prcticas constructivas y de ensayos, pueden tener una mayor influencia .

En ambos casos, es esencial mantener una medida precisa de cada uno de los constituyentes de la mezcla, en concordancia estricta con la dosificacin seleccionada.

A continuacin se detallan los pasos constructivos sugeridos, en base al desarrollo experimental de el presente trabajo.

PROCESO CONSTRUCTIVOCONSTRUCCION DE VIGAS PRESFORZADAS1. Reunin antes de la construccin.2. Seleccin y procesamiento de los materiales.3. Mezclado.4. Transporte.5. Colocacin y Vertido.6. Acabado.7. Curado.

ENSAYOS DE CONTROL DE CALIDADPRUEBAS DE CARGA

PRUEBA DE CARGA DINAMICA CON CARGA PUNTUALPRUEBAS DE CARGA

PRUEBA DE CARGA DINAMICA CON CARGA PUNTUALPRUEBAS DE CARGA

PRUEBAS DE CARGAPRUEBA DE CARGA DINAMICA CON CARGA PUNTUAL

PRESENTACION DEL SOFTWAREPRUEBAS DE CARGA

VIGA CON HORMIGON CONVENCIONALPRUEBAS DE CARGA

VIGA CON HORMIGON CONVENCIONALPRUEBAS DE CARGA

VIGA CON HORMIGON DE ALTO DESEMPEOPRUEBAS DE CARGA

VIGA CON HORMIGON DE ALTO DESEMPEOPRUEBAS DE CARGA

VIGA CON HORMIGON DE ALTO DESEMPEOPRUEBAS DE CARGA

PRUEBAS DE CARGA

CONCLUSIONESEs tcnicamente viable construir elemento estructurales con HAD en nuestro medio.

Las propiedades de mezclas de Hormign de Alto Desempeo son muy sensibles a pequeos cambios en parmetros ambientales y en procedimientos.

La combinacin de las caractersticas del hormign pretensado con las propiedades de los Hormigones de Alto Desempeo resultan en un incremento notable en las propiedades estructurales de vigas sometidas a flexin, incrementando la capacidad de carga y disminuyendo las deformaciones.

El uso de fibra metlica de alta resistencia aade al hormign capacidad de deformarse en el rango plstico, retrasan la aparicin de fisuras haciendo de las estructuras ms seguras.

Las ventajas econmicas ampliamente demostradas y las ventajas estructurales abren la posibilidad de construir con HAD en nuestro medio

RECOMENDACIONESPlanificar detalladamente los procedimientos de dosificacin, mezclado, vertido y acabado de elementos estructurales construidos con Hormigones de Alto Desempeo.

Es esencial lograr una distribucin uniforme de la fibra metlica en la mezcla para aprovechar las propiedades .

Es importante realizar mezclas de prueba en laboratorio antes de utilizar una dosificacin nueva para elementos estructurales.

Es conveniente obtener todo el tipo de informacin impresa del fabricante sobre los aditivos y adiciones que se incluyen en una dosificacin de prueba, junto con instrucciones de primera mano de su utilizacin.

El uso de Hormign de Alto Desempeo debe ser promovido por diseadores y constructores para impulsar el desarrollo de construcciones importantes en nuestro pas.

Convencional: Carga Maxima 1.3 Ton Delfexion 0.68 cmHAD: Carga maxima 1.5 Ton Deflexion 0.58 cm*