tesis rodriguez

8/14/2019 Tesis Rodriguez

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HIPOTESIS - OBJETIVOS

• Evaluar la posibilidad de construir en nuestro medio, elementos estructurales

utilizando Hormigón de Alto Desempeño (HAD).

• Construir vigas pre-esforzadas utilizando HAD y vigas preesforzadas utilizandohormigones convencionales para luego someterlas a pruebas de carga bajo las

mismas condiciones.

• Comparar desde el punto de vista de respuesta estructural y económico, las

ventajas y desventajas de la utilización del Hormigón de Alta Resistenciaproducido localmente.

INTRODUCCION



HORMIGONES DE ALTO DESEMPEÑO• Su definición exacta es aun tema de debate.

• Durante los años setenta comenzó a fabricarse hormigones

con resistencia superiores a las usuales.

• Uso de Reductores de Agua de Alto Rango para reducir la

relación agua/material cementicio + adición de microsilica =

aumento de resistencia y mejoramiento de las características de

desempeño.

•

ACI: Hormigones convencionales f’c < 80 Mpa

• Hormigones Convencionales : relaciones agua/cemento entre

0.4 y 0.6

•Hormigón de Alto Desempeño: relaciones agua/cemento

menores 0.25.

INTRODUCCION

Two Prudential PlazaChicago: Hormigón 82MPa



HORMIGONES DE ULTRA ALTO DESEMPEÑO• Se define hormigones de ultra alto desempeño (HUAD), aquellos con altos contenidos decemento y baja relaciones agua/material cementicio

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

• Se puede lograr únicamente bajo condiciones controladas de curado de presión ytemperatura.

INTRODUCCION

Puente 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 introducidosesfuerzos internos de tal magnitud y distribución que los esfuerzos resultantes debido a

cargas externas son contrarrestados a un grado deseado.

INTRODUCCION

2Q

2ft=2fc

P P 2h/3

2fc

0

+

2fc

=

2fc

0



OBJETIVO• Combinar las propiedades del hormigón presforzado y el Hormigón de Alta Resistencia para

su aplicación en estructuras.

INTRODUCCION

Puente Borg-les-Valence , 2001.

Puente La Paz, Corea, 2001 - 2002.

Pasarela Peatonal, Sherbooke, Quebec,1997.

Puente Peatonal Sakata Mirai, Japón 2002.



CARACTERISTICAS DEL ELEMENTO

CONSTRUCCION DE VIGAS PRESFORZADAS



DOSIFICACION


Cemento Tipo I 712.00 Kg/m3 21.68 %

Arena silicia 1020.00 Kg/m3 39.66 %

Humo de silice 231.00 Kg/m3 8.98 %

Quarzo mólido 211.00 Kg/m3 8.20 %

Superplastificante 30.70 Kg/m3 1.19 %

Fibras 156.00 Kg/m3 5.77 %

Agua 218.64 Kg/m3 8.51 %

H.A.D.Humo de silice

Arena cuarzosa

Cuarzo molidoSuperplastificante

Agua

Microfibras

Cemento



CEMENTO


El cemento escogido fue el cemento portland tipo I, por ser este el cemento

más apropiado para obtener las características requeridas.

Oxido de Calcio (CaO) 60 – 70 %

Dióxido de Silicio (incluyendo 5% de sílice libre) 19 – 24 %

Trióxido de Aluminio (Al2O3) 4 – 7 %

Oxido Férrico (Fe2O3) 2 – 6 %

Oxido de Magnesio (MgO) < 5 %



ADITIVOS


• Se 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 CUARZOSA


• Arena rica en sílice proveniente de la formación Hollín en el oriente

ecuatoriano.

• Utilizada localmente en la fabricación de vidrio.

• En el HAD el tamaño de las partículas de arena utilizada está limitado a

600um, pero no menor a 150um .



AGREGADOS: CUARZO MOLIDO


• Proviene de la moliendo de la arena fina de cuarzo.

• Es el componente reactivo de la mezcla.

• El diámetro de las partículas de cuarzo molido es de 10 a 15 um.



ADICIONES: HUMO DE SILICE


• Es importante para poder alcanzar los objetivos de fluidez y resistencia.

• Es un subproducto que resulta de la reducción del cuarzo de alta pureza con

carbón en calderos de arco eléctrico en la producción de silicio y aleaciones de

ferrosilicio.

• Reduce considerablemente la exudación en el hormigón fresco debido a su gran

superficie específica y mejora la capacidad para retener el agua.



FIBRAS METALICAS


• Contribuye a disminuir la propagación de microfisuras, que aparecen cuando

este alcanza del 10% al 15% de la carga última

• Sin la adición de las fibras el concreto presenta un comportamiento

completamente frágil.

• Elimina la necesidad de colocar refuerzo por temperatura y en algunos casos

elimina la necesidad del acero para cortante



PROCESO CONSTRUCTIVO


• El proceso constructivo para concretos convencionales difiere de aquel utilizado

para el Hormigón de Ultra Desempeño.

• La diferencia fundamental radica en la selección de los agregados y la experiencia

necesaria para la dosificación de la mezcla, ensayos de mezclas de prueba, y elproceso de mezclado y vertido en sitio.

• Pequeñas variaciones en el proporcionamiento de la mezcla y modificaciones en

las prácticas 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 dosificación

seleccionada.

• A continuación se detallan los pasos constructivos sugeridos, en base al

desarrollo experimental de el presente trabajo.



PROCESO CONSTRUCTIVO


1. Reunión antes de la construcción.

2. Selección y procesamiento de los materiales.

3. Mezclado.

4. Transporte.

5. Colocación y Vertido.

6. Acabado.

7. Curado.



ENSAYOS DE CONTROL DE CALIDAD

PRUEBAS DE CARGA

Días Resistencia(MPa)

Porcentaje

7 61.75 60.31%

14 87.56 85.52%

21 90.39 88.28%

28 102.39 100%

0

20

40

60

80

100

120

0 5 10 15 20 25 30

R e s i s t e n c i a ( M P a

)

Edad (Dias)

Resistencia a la compresion simple HAD



PRUEBA DE CARGA DINAMICA CON CARGA PUNTUAL

PRUEBAS DE CARGA



PRUEBAS DE CARGAPRUEBA DE CARGA DINAMICA CON CARGA PUNTUAL



PRESENTACION DEL SOFTWARE

PRUEBAS DE CARGA



VIGA CON HORMIGON CONVENCIONAL

PRUEBAS DE CARGA



VIGA CON HORMIGON DE ALTO DESEMPEÑO

PRUEBAS DE CARGA




PRUEBAS DE CARGA



CONCLUSIONES

• Es técnicamente viable construir elemento estructurales con HAD en nuestro

medio.

• Las propiedades de mezclas de Hormigón de Alto Desempeño son muy sensibles

a pequeños cambios en parámetros ambientales y en procedimientos.

•

La combinación de las características del hormigón pretensado con laspropiedades de los Hormigones de Alto Desempeño resultan en un incremento

notable en las propiedades estructurales de vigas sometidas a flexión,

incrementando la capacidad de carga y disminuyendo las deformaciones.

• El uso de fibra metálica de alta resistencia añade al hormigón capacidad de

deformarse en el rango plástico, retrasan la aparición de fisuras haciendo de las

estructuras más seguras.

• Las ventajas económicas ampliamente demostradas y las ventajas estructurales

abren la posibilidad de construir con HAD en nuestro medio



RECOMENDACIONES

• Planificar detalladamente los procedimientos de dosificación, mezclado, vertido y

acabado de elementos estructurales construidos con Hormigones de AltoDesempeño.

• Es esencial lograr una distribución uniforme de la fibra metálica en la mezcla para

aprovechar las propiedades .

• Es importante realizar mezclas de prueba en laboratorio antes de utilizar una

dosificación nueva para elementos estructurales.

• Es conveniente obtener todo el tipo de información impresa del fabricante sobre

los aditivos y adiciones que se incluyen en una dosificación de prueba, junto con

instrucciones de primera mano de su utilización.

• El uso de Hormigón de Alto Desempeño debe ser promovido por diseñadores y

constructores para impulsar el desarrollo de construcciones importantes en nuestro

país.

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