ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL

FACULTAD DE INGIENERIA EN CIENCIAS DE LA TIERRA

MATERIALES DE INGIENERIA CIVIL

TAREA #3

PROPIEDADES Y USOS DEL HORMIGÓN SIMPLE

NOMBRE: Cristhian J. Ponguillo A.

PARALELO: 1

PROFESOR: Ing. Gastón Proaño

FECHA: 20/11/2012

II TÉRMINO

2012-2013

Objetivos

Identificar las diferentes propiedades del hormigón simple Conocer las aplicaciones en la Ingeniería Civil del Hormigón simple además de sus

limitaciones y ventajas.

Introducción

El hormigón es una piedra artificial formada al mezclar apropiadamente cuatro componentes básicos: cemento, arena, grava y agua.

Las propiedades del hormigón dependen en gran medida de la calidad y proporciones de los componentes en la mezcla, y de las condiciones de humedad y temperatura, durante los procesos de fabricación y de fraguado.

Para conseguir propiedades especiales del hormigón (mejor trabajabilidad, mayor resistencia, baja densidad, etc.), se pueden añadir otros componentes como aditivos químicos, microsílice, limallas de hierro, etc., o se pueden reemplazar sus componentes básicos por componentes con características especiales como agregados livianos, agregados pesados, cementos de fraguado lento, etc.

El hormigón ha alcanzado importancia como material estructural debido a que puede adaptarse fácilmente a una gran variedad de moldes, adquiriendo formas arbitrarias, de dimensiones variables, gracias a su consistencia plástica en estado fresco.

Método de diseño

Los miembros de concreto simple se diseñarán para una resistencia adecuada de acuerdo con Normas, usando factores de carga y de resistencia.

La resistencia de diseño de miembros estructurales de concreto simple en flexión y carga axial se basarán en una relación esfuerzo–deformación lineal, tanto en tensión como en compresión.

No se transmitirá tensión a través de bordes externos, juntas de construcción, juntas de contracción, o juntas de aislamiento de un elemento individual de concreto simple.

No se supondrá continuidad en flexión debido a tensión entre elementos estructurales adyacentes de concreto simple.

Cuando se calcule la resistencia a flexión, carga axial y flexión combinadas, y cortante, en el diseño se considerará la sección transversal completa, con excepción de los elementos colados contra el suelo a los cuales se reducirá 50 mm al espesor total h.

Propiedades Mecánicas del Hormigón

Para el diseño de estructuras de hormigón simple, de hormigón armado, de hormigón preesforzado con perfiles laminados en caliente de acero, del hormigón con perfiles, soldados de acero, etc., se utilizan las propiedades mecánicas del hormigón endurecido. Entre las más importantes se tiene:

Resistencia a la Compresión Módulo de Elasticidad Ductilidad Flujo Plástico

a) Resistencia a la Compresión.- la resistencia a la compresión se determina en muestras cilíndricas estandarizadas de 15cm de diámetro y 30 cm de altura o 10 cm de diámetro y 20cm de altura según la Norma ASTM C31-09, llevadas a la rotura mediante cargs incrementales relativamente rápidas, que duran unos pocos minutos.Esta resistencia se la mide a periodos de 1,7,14 y 28 días de fraguado bajo condiciones controladas de humedad.

b) Módulo de elasticidad.- El módulo de elasticidad es diferente para distintas resistencias a la compresión de los hormigones, e incrementa en valor cuando la resistencia del concreto es mayor. El ACI (American Concrete Institute) propone la siguiente expresión (que también es recogida por el Código Ecuatoriano de la Construcción). Obtenida experimentalmente, como forma aproximada de calcular el módulo de elasticidad del hormigón, en función de la resistencia a la compresión del mismo.

EC=15000√ f 'cDonde:Ec: Módulo de elasticidad del hormigón medido en kg/cm2f’c: Resistencia a la compresión del hormigón medida en kg/cm2

c) Ductilidad.- Si se define como ductilidad de un material a la capacidad que tiene para continuar deformándose no linealmente a pesar de que los incrementos de cargas sean mínimos, nulos e inclusive si existe una disminución de la carga, una medida cuantitativa de esa ductilidad seria el cociente entre la deformación de rotura y la deformación máxima con comportamiento lineal elástico.

Dd=εuεe

Donde:Dd : Indicede deuctilidad por deformciónε u:Deformciónunitaria derotur aε e :Deformciónunitaria elásticamáxima

d) Flujo Plástico.- Cuando se somete al hormigón a cargas de larga duración, el material tiene una deformación instantánea en el momento inicial de la carga y una deformación adicional a largo plazo como producto plástica del hormigón.La deformación a largo plazo depende de la resistencia del hormigón, y es comparativamente mayor cuando utilizan hormigones de menor resistencia.En el caso de los hormigones entre 210 y 280 Kg/cm2 la deformación diferida es aproximadamente 2.2 veces que la deformación instantánea.

El fenómeno del flujo plástico se produce por la migración de las partículas de agua que no alcanzan a combinarse con el cemento, y que debido a las altas presiones se mueven por las microporosidades del hormigón.

OTRAS PROPIEDADES DEL HORMIGÓN

Existen otras características que se pueden especificar para el hormigón fresco y endurecido como:

Trabajabilidad Densidad Impermeabilidad

a) Trabajabilidad.- Un hormigón fresco se considera trabajable cuando puede adaptarse fácilmente a cualquier forma de encofrado, con un mínimo de trabajo mecánico (vibración) aplicado. Cuantitativamente la trabajabilidad se mide mediante el Asentamiento del Cono de Abrams o el diámetro de Dispersión en la mesa de flujo; mientras mayor es el asentamiento o mayor es el diámetro de dispersión, el hormigón es más trabajable.Los procesos de ensayo están definidos por ASTM a nivel internacional y por INEN en el Ecuador.Asentamientos menores a 2’’ (5cm) corresponden a hormigones poco trabajables; asentamientos entre 3’’ (7.5 cm) y 5’’ (12.5 cm) corresponden a hormigones medianamente trabajables; asentamientos superiores a 6’’ (15 cm) son característicos de hormigones muy trabajables.

b) Densidad.- La densidad del hormigón simple endurecido estándar se ubica entre 2200 Kg/m3 y 2300 Kg/m3. El hormigón simple fresco de la mismas características representa densidades entre 2250 Kg/m3 y 2350 Kg/m3 (esta información es útil para el diseño de encofrados).En ambientes que contienen componentes radioactivos, pueden requerirse hormigones de mayor densidad que son mejores escudos ante el escape de radiaciones por lo que necesitan espesores menores, pero requieren agregados de mayor densidad y aveces con una composición química específica. Estos hormigones más densos pueden llegar a densidades de 2800 Kg/m3

c) Impermeabilidad.- En el caso de presas y de tanques o piscinas de almacenamiento, se suelen requerir condiciones de impermeabilidad en el hormigón que pueden ser logradas con la inclusión de aditivos químicos apropiados.

Limitaciones

El uso del concreto simple con fines estructurales se limitará a:

Miembros que estén apoyados sobre el suelo en forma continua, o soportados por otros miembros estructurales capaces de proporcionar apoyo vertical continuo;

Miembros para los cuales la acción de arco origina compresiones bajo todas las condiciones de carga; o

Muros y pedestales. No se permite el uso del concreto simple en columnas con fines estructurales.

Juntas

Se proporcionarán juntas de contracción o de aislamiento para dividir los miembros estructurales de concreto simple en elementos a flexión discontinuos. El tamaño de cada elemento limitará el incremento excesivo en los esfuerzos internos generados por las restricciones al movimiento originado por la deformación diferida, la contracción por secado, y los efectos de temperatura.

En la determinación del número y localización de las juntas de contracción o aislamiento se le dará atención a: influencia de las condiciones climáticas; selección y proporcionamiento de materiales; mezclado, colocación y curado del concreto; grado de restricción al movimiento; esfuerzos debidos a las cargas que actúan sobre el elemento; y técnicas de construcción.

AplicacionesEntre sus usos más habituales se encuentran:

cimientos y pilotes muros de contención y de cimentación losas y forjados de soporte de carga armazones y vigas estructurales carreteras, caminos y aceras

La correcta elección del cemento para cada trabajo no sólo dependerá del uso que se le quiera dar y del rendimiento que se requiera del hormigón, sino también del tamaño del proyecto y de la calidad del acabado necesario.

Conclusiones Las propiedades del hormigón dependen en gran medida de la calidad y proporciones

de los componentes en la mezcla, de las condiciones de humedad y temperatura, durante los procesos de fabricación y de fraguado, estas propiedades pueden modificarse según nuestras necesidades agregando aditivos especiales a la mezcla.

Una de las propiedades más importante del hormigón simple es su trabajabilidad al igual que su densidad pues dependiendo del tipo de obra vamos a necesitar que este sea más trabajable al igual que su densidad.

Bibliografía

FUNDAMENTOS DEL HORMIGÓN SIMPLE recuperado en línea el 19/12/2012 disponible en http://publiespe.espe.edu.ec/academicas/hormigon/hormigon01.htm , Introducción.

COCRETO SIMPLE recuperado en línea el 19/12/2012 disponible en http://www.jjcoopsa.com.mx/reglamweb/cconcreto/norteccomc13.htm

FUNDAMENTOS DEL HORMIGON SIMPLE recuperado en línea el 19/12/2012 disponible en http://publiespe.espe.edu.ec/librosvirtuales/hormigon/temas-de-hormigon-armado/hormigon01.pdf

HORMIGONES recuperado en línea el 19/12/2012 disponible en http://www.lafarge.com.es/wps/portal/es/2_4_1-Hormigones

IMAGEN recuperado en línea el 19/12/2012 disponible en http://www.pavicret.cl/pavimentos-hormigon.php