Caracteristicas del Concreto-Resistencia

Características del Concreto—La Resistencia

El concreto como material estructural se diseña para que tenga una determinada resistencia. La resistencia a la compresión simple es la característica mecánica más importante de un concreto y se utiliza normalmente para juzgar su calidad.

Sin embargo cuando se diseñan pavimentos rígidos y otras lozas que se construyen sobre el terreno, el concreto se diseña para que resista esfuerzos de flexión.

Se ha establecido una correlación entre la resistencia a la compresión y la resistencia a la flexión en un determinado concreto.

Los factores que afectan la resistencia del concreto se pueden dividir en dos:

Los primeros tienen que ver con la calidad y la cantidad de los elementos constitutivos del concreto; agregados, cemento y agua.

Los segundos, tienen que ver con la calidad del proceso del concreto: Mezclado, trasporte, colocación, compactación y curado; la resistencia esta en relación directa a este proceso.
En cuanto a la calidad y cantidad de los elementos constitutivos del concreto mencionaremos los siguientes:

Contenido del cemento: Las características del cemento empleado en la mezcla de concreto tiene una gran influencia en la resistencia del concreto, pues es el elemento más activo de la mezcla.
Aunque todos les cementos tienen una buena calidad el incremento de resistencia con la edad no es el mismo, algunas cementos aumentan su resistencia más rápidamente a edades tempranas.

La cantidad de cemento en la mezcla, es decir su proporción, es decisiva en la resistencia, a medida que se aumenta la cantidad de cemento aumenta la resistencia, sin embargo mezclas en un alto contenido de cemento ( por encima de 470 kg por m3 de concreto ) tienen un retroceso en su resistencia especialmente cuando tienen máximos muy altos. Además se presenta una contracción en la pasta de cemento al pasar del estado plástico al estado endurecido.

Relación agua-cemento: La relación agua-cemento (A/C) es el factor más importante en la resistencia del concreto. Una determinada relación agua-cemento produce distintas resistencias de acuerdo al tipo de agregado utilizado y al tipo de cemento.

Influencia de los Agregados

La calidad de los agregados es un factor determinante de la resistencia del concreto, las propiedades de los agregados que más influyen en la mezcla son:

- Tamaño máximo del agregado grueso
- Granulometría, materiales bien gradados, producen una mayor densidad.
- La forma y la textura de los agregados que especialmente inciden en la resistencia a la flexión
- La resistencia y la rigidez de las partículas del agregado.

Medida de Resistencia a la Compresión

Como ya se dijo la resistencia a la compresión simple es la característica mecánica más importante del concreto; se expresa en términos de esfuerzo en Kg/cm2; en Lb/pul2 (psi)
1 psi = 0.07 Kg/cm2

Para medir la resistencia a la compresión se elaboran cilindros de testigos de las mezclas que se están usando en la estructura; los cilindros son generalmente de 30 cm de altura por 15 cm de diámetro.

Para cargar los cilindros se procede depositando la mezcla en tres capas y en cada capa se dan 25 golpes con una varilla estándar.
La norma ICONTEC n° 550 indica el procedimiento a seguir en la toma y elaboración de cilindros testigos
La norma ICONTEC n° 673 especifica la forma de someterlos a la compresión

Concreto Disificacion en Obra

Concreto Sus Dosificaciones

Primera Parte "El Método Practico"

En las obras sencillas se dosifican los materiales para alaborar una mezcla de concreto, con una relacion proporcional de estos; la que simplemente se toma 1:2:2; 1:2:3; 1:3:3; 1:3:4.

En estas referencias podemos decir que una relacion 1:2:2, que es una comparacion en base al volumen del cemento y dice que por una cantidad de cemento, se toman 2 cantidades de arena y 2 cantidades de grava. Recordemos el primer numero es la cantidad de cemento, el segundo numero es la cantidad de arena y el tercer numero es la cantidad de grava.

Veamolo asi: Si tomamos un recipiente, vasija o caja que pueda servir de medida y que contenga exactamente el volumen de un saco de cemento; con ese mismo recipiente tomamos dos veces la cantidad de arena y dos veces la cantidad de grava.

Una relacion 1:2:2, es una mezcla de concreto de 3500 P.S.I o sea 270 M/Pascal, y su contenido de materiales seria asi:

Arena 14 unidades de volumen

Grava 14 unidades de volumen

Cemento 7 unidades de volumen

Esto es en la practica, para tener una idea de proporcionabilidad de los materiales que manejamos para una mezcla de concreto.

Agregandole medidas y matematicas a esta relacion tenemos que el volumen del cemento es de

0.041 m3; llevando este valor a la anterior tabla quedaria asi:

Arena 14 X 0.041 = 0.574 m3

Grava 14 X 0.041 = 0.574 m3

Cemento 7 X 0.041 = 0.287 m3

Recordemos estos datos son para una relacion de 1:2:2 y para un metro cubico (1 m3 ) de mezcla de concreto.

En concreto mas utilizado en las construciones es el la relacion 1:2:3, para este los volumenes metricos seria asi:

Arena 14 X 0.041 = 0.574 m3

Grava 21 X 0.041 = 0.861 m3

Cemento 7 X 0.041 = 0.287 m3

Recuerde este procedimiento es en la practica, y lo que practicamos desde muchos años atras.

Con las nuevas tecnologias y con mayores exigencias en obras de gran envergadura, se ejecutan nuevas formas para diseños de mezclas de concreto; se analizan la calidad de los materiales y se realizan pruebas de laboratorios para llegar a las dosificaciones ideales para diseños de mezclas requeridos para una obra determinada en un lugar determinado.

Mas adelante aqui les mostrare todos los elementos de analisis para un buen diseño de mezclas de concreto.

Te agradeceria que me dejaras tu comentario, asi me ayudarias mucho, para seguir publicando lo que he aprendido atraves de muchos años de trabajo

El Concreto Reforzado

EL CONCRETO REFORZADO

INTRODUCCION

El concreto simple, sin refuerzo, es resistente a la compresión, pero débil en tensión, lo que limita su aplicabilidad como material estructural.
Para resistir tensiones, se emplea refuerzo de acero, generalmente en forma de barras, colocado en zonas donde se prevé que se desarrollaran tensiones bajo las acciones de servicio. El acero restringe la aparición de grietas originadas por la poca resistencia a la tensión del concreto.
El uso del refuerzo no está limitado a la finalidad anterior, también se emplea en zonas de compresión para aumentar la resistencia del elemento reforzado, para reducir las deformaciones debidas a cargas de larga duración y para proporcionar confinamiento lateral al concreto, lo que indirectamente aumenta su resistencia a la compresión.

La combinación de concreto simple con refuerzo constituye lo que se llama CONCRETO REFORZADO.

El concreto pre esforzado es una modalidad de concreto reforzado, en la que se crea un estado de esfuerzos de compresión en el concreto antes de la aplicación de las acciones. De este modo, los esfuerzos de tensión producidos por las acciones quedan contrarrestados o reducidos. La manera más común de pre esforzar consiste en tensar el acero de refuerzo y anclarlo en los extremos del elemento.

CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES

EL CONCRETO

Definición

El concreto es una mezcla de: Cemento, agregados inertes (grava y arena) y agua, la cual se endurece después de cierto tiempo de mezclado
Los elementos que componen el concreto se dividen en dos grupos: ACTIVOS E INERTES. Son activos, el agua y el cemento a cuya cuenta corre la reacción química por medio de la cual esa mezcla, llamada lechada o pasta, se endurece hasta alcanzar un estado de gran solidez.
Los elementos inertes (agregados), al arena y la grava, cuyo papel fundamental es formar el esqueleto del concreto, ocupando gran parte del volumen del producto final, con lo cual se logra abaratarlo y disminuir notablemente los efectos de la reacción química del fraguado: La elevación de la temperatura y la contracción de la lechada al endurecerse.
El agua que entra en combinación química con el cemento es aproximadamente un 33% de la cantidad total y esa fracción disminuye con la resistencia del concreto.
En consecuencia, la mayor parte del agua de mezclado se destina a lograr fluidez y trabajabilidad a la mezcla, coadyuvando a la contracción del fraguado y dejando en su lugar vacios correspondientes, cuya presencia influye negativamente en la resistencia final del concreto.

CEMENTO

Salvo casos muy especiales, en general se usa el cemento portland; definido por las normas de los diferentes países productores de cemento, como un material que proviene de la pulverización del producto obtenido por fusión incipiente de materiales arcillosos y calizos que contengan oxido de calcio, silicio, aluminio y hierro en cantidades convenientemente calculadas y sin mas adición posterior que yeso sin calcinar y agua, así como otros materiales que no excedan el 1% en peso total y que no sean nocivos para el comportamiento posterior del cemento.
La composición química del cemento portland es muy compleja; pero puede definirse esencialmente como un compuesto de cal, alúmina y sílice. Los componentes fundamentales son: El aluminio tricalcico, el silicato tricalcico, el silicatodicalcico y el ferro aluminio tricalcico.

CLASES DE CEMENTO PORTLAND

Existen o se fabrican varios tipos de cemento portland

CEMENTO PORTLAND TIPO I
Destinado a usos generales: Estructuras, pavimentos, bloques, tubos y mampostería.

CEMENTO PORTLAND TIPO II
Modificado, adecuado en general para obras hidráulicas por su calor de hidratación moderado u su regular resistencia a los sulfatos.

CEMENTO PORTLAND TIPO III
Rápida resistencia alta, recomendado para sustituir el tipo I en obras de emergencia o cuando se desee retirar pronto las cimbras para usarlas un número mayor de veces; adquiere una determinada resistencia, en igualdad de condiciones, en la tercera parte del tiempo que necesita para ello el cemento tipo I.

CEMENTO PORTLAND TIPO IV
De bajo calor, adecuado para construcción de grandes espesores porque su calor de hidratación es muy reducido a tenor de su resistencia que se adquiere lentamente.

CEMENTO PORTLAND TIPO V
De alta resistencia a los sulfatos, recomendado en cimentaciones expuestas a la acción de aguas sulfatadas y agresivas.

Se produce también el cemento portland blanco, de características similares al tipo I, usado especialmente en construcciones urbanas, cuando lo demandan razones arquitectónicas.


PESO VOLUMETRICO DEL CONCRETO

La densidad del cemento portland es muy elevada; su peso volumétrico depende de la compactación, pero puede aceptarse un valor medio de 1500 kg/m3, el cual concuerda con la costumbre de suponer un volumen de 33 litros para el saco de cemento de 50 kg
El peso volumétrico del concreto común es variable de acuerdo con la densidad de los agregados y puede estimarse entre 2200 y 2500 kg/m3, como promedios, lo que lo coloca entre los materiales de la construcción pesados en relación con la intensidad de las cargas que soporta, especialmente cuando trabaja a la flexión.

La producción de concretos ligeros ha sido preocupación constante de los investigadores, quienes en un principio dijeron su interés hacia los agregados de poco peso: Tezontles y piedra pómez, los cuales presentan dificultad de sus cualidades higroscópicas que hacen punto menos que imposible la correcta dosificación de el agua de mezclado, de la que depende la resistencia del concreto.

La dificultad que presentan los agregados ligeros parece haber sido superada con los inclusores de aire, los cuales producen numerosas burbujas en el seno de la mezcla disminuyendo su peso volumétrico y aumentando al mismo tiempo su trabajabilidad, cohesión y resistencia al acción de los sulfatos y las heladas

Los inclusores de aire son productos químicos, generalmente compuestos de fino polvo de aluminio o zinc, que se agregan a la mezcladora o que vienen añadidos en el propio cemento.

Caracteristicas Del Concreto-Manejabilidad

CARACTERISTICAS DEL CONCRETO

MANEJABILIDAD

La manejabilidad o trabajabilidad es una propiedad del concreto fresco que se define como su capacidad para ser colocado, compactado adecuadamente y para ser terminado sin segregación ni exudación; la manejabilidad va asociado al termino plasticidad, definido como la propiedad del concreto fresco que le permite dejarse moldear y cambiar lentamente si se saca del molde.

No debe confundirse la manejabilidad con la consistencia o fluidez, relacionada de este con estado de mezcla seca (dura) o fluida (blanda), es decir, se refiere al grado de humedad de la mezcla.

Dentro de ciertos límites las mezclas fluidas o húmedas son más manejables que las secas, pero dos mezclas que tengan la misma consistencia no son igualmente manejables, para ello deben tener el mismo grado de plasticidad.

Los factores que influyen en la trabajabilidad son:

1—El contenido del agua de secado, es el principal factor que influye en la manejabilidad del concreto; se expresa en kg o litros por m3 del concreto.

2—La fluidez de la pasta, debido a que para una cantidad determinada de pasta y de agregado, la plasticidad de la mezcla dependerá de las proporciones de cemento y agua en la pasta.

3—El contenido de aire, bien sea naturalmente atrapado o adicionado, aumenta la manejabilidad de la mezcla porque sus burbujas actúan como balineras de los agregados permitiendo su movilidad.

4—La buena gradación de los agregados.

5—los agregados gruesos con partículas planas y alargadas o de forma cubica con superficie rugosa, disminuyen la manejabilidad de la mezcla.

6—Bajo contenido de arena en proporción con el contenido de agregado grueso determina una mezcla poco manejable. Pero si el contenido de arena es elevado hay necesidad de añadir agua o pasta en exceso para que la mezcla sea manejable presentándose también segregación o exudación.

7—Algunas condiciones de clima y temperatura pueden alterar la manejabilidad de la mezcla.

8—Algunas condiciones de producción y colocación del concreto.

ACLARACION DE LOS TERMINOS --SEGREGACION—Y—EXUDACION—

SEGREGACION

Es la separación de los materiales que constituyen una mezcla de cemento.

Entre los principales factores que producen segregación están la diferencia en tamaños de las partículas y la mala distribución granulométrica de los agregados. Otras causas se refieren a los inadecuados procesos del concreto: Mezclado, trasporte, colocación y compactación.

La segregación se produce en dos formas: Las partículas gruesas tienden a separarse de las otras por acción de la gravedad, esto ocurre generalmente con mezclas secas y poco plásticas. La otra forma es la separación de la pasta (cemento y agua) lo que ocurre con mezclas muy fluidas.

EXUDACION

Se conoce también como sangrado y consiste en que parte del agua de mezclado tiende a subirse a la superficie del concreto recién colocado o durante el proceso de fraguado.

La exudación puede crear problemas en el concreto; cuando la velocidad de la evaporación es menor que la velocidad de la exudación, se forma una película de agua que aumenta la relación agua cemento en la superficie y posteriormente esta zona queda porosa y de baja resistencia al desgaste; pero si la velocidad de evaporación es mayor que la velocidad de la exudación se pueden producir grietas de contracción.

La exudación puede ser controlada con aditivos inclusores de aire, cementos mas fino y un control de agregado fino.

El Agragado fino Del Concreto

EL AGREGADO FINO

FUNCION

El agregado fino o arena se usa como llenante, además actúa como lubricante sobre los que ruedan los agregados gruesos dándole manejabilidad al concreto.

Una falta de arena se refleja en la aspereza de la mezcla y un exceso de arena demanda mayor cantidad de agua para producir un asentamiento determinado, ya que entre más arena tenga la mezcla se vuelve más cohesiva y al requerir mayor cantidad de agua se necesita mayor cantidad de cemento para conservar una determinada relación agua cemento

CARACTERISTICAS DE UN BUEN AGREGADO FINO PARA CONCRETO

Un buen agregado fino al igual que el agregado grueso debe ser bien gradado para que puedan llenar todos los espacios y producir mezclas más compactas.

La cantidad de agregado fino que pasa los tamices 50 y 100 afecta la manejabilidad, la facilidad para lograr buenos acabados, la textura superficial y la exudación del concreto.

Las especificaciones permiten que el porcentaje que pasa por el tamiz No 50 este entre 10% y 30%; se recomienda el límite inferior cuando la colocación es fácil o cuando los acabados se hacen mecánicamente, como en los pavimentos, sin embargo en los pisos de concreto acabado a mano, o cuando se desea una textura superficial tersa, deberá usarse un agregado fino que pase cuando menos el 15% el tamiz 50 y 3% el tamiz 100.

El modulo de finura del agregado fino utilizado en la elaboración de mezclas de concreto, deberá estar entre 2,3 y 3,1 para evitar segregación del agregado grueso cuando la arena es muy fina; cuando la arena es muy gruesa se obtienen mezclas ásperas.

La presencia de materia orgánica en la arena que va a utilizarse en la mezcla de concreto llega a interrumpir parcial o totalmente el proceso de fraguado del cemento.

A continuación se dan los resultados del ensayo colorimétrico sobre contenido de materia orgánica en la arena y su utilización:

CONTENIDO DE
MATERIA OBSERVACIONES
ORGANICA

0 - 1 Arena excelente

1 - 2 Arena que se puede utilizar en concretos de alta resistencia

2 - 3 Arena que se utiliza en concretos de mediana resistencia

3 - 4 Arena que no se puede utilizar en concreto

4 - 5 Arena demasiado mala.

Si la arena presenta alto contenido de materia orgánica, se le puede lavar o elegir otra, dependiendo del análisis de costos.

Para concreto de alta calidad de resistencia las arenas gruesas, clasificadas y muy limpias
Las arenas medias y las arenas finas se utilizan para concretos de menores resistencias

AGREGADO FINO

FUNCION

El agregado fino o arena se usa como llenante, ademas actua como lubricante sobre los que ruedan los agregados gruesosdandole manejabilidad al concreto.

Una falta de arena se refleja en la aspereza de la mezcla y un exceso de arena demanda mayor cantidad de agua para producir un acentamiento determinado.

Agregado Grueso del Concreto

AGREGADOS DEL CONCRETO

Los agregados ocupan del 70 al 80% del volumen del concreto, por lo tanto muchas de las características del concreto dependen de las propiedades de los agregados.

AGREGADO GRUESO

FUNCION

Teniendo en cuenta que el concreto es una piedra artificial, el agregado grueso es la materia prima para fabricar el concreto. En consecuencia s e debe usar la mayor cantidad posible y del tamaño mayor, teniendo en cuenta los requisitos de colocación y resistencia.
Hasta para la resistencia de 250kgr/cm2 se debe usar el mayor tamaño posible del agregado grueso; para resistencias mayores investigaciones recientes han demostrado que el menor consumo de concreto para mayor resistencia dada (eficiencia), se obtiene con agregados de menor tamaño.
Se llama eficiencia del concreto a la relación entre la resistencia del concreto y el contenido de cemento
En concreto de alta resistencia, mientras más alta sea esta, menor deberá ser el tamaño máximo para que la eficiencia sea máxima.
Parra cada resistencia existe un margen estrecho del valor del tamaño máximo por debajo del cual es necesario aumentar el contenido del cemento.
En concretos de mediana y baja resistencia mientras mayor sea el tamaño mayor es la eficiencia.

CARACTERISTICAS DE UN BUEN AGREGADO GRUESO PARA CONCRETO

Un buen agregado grueso debe poseer las siguientes características:

*Una buena gradación con tamaños intermedios, la falta de de dos o más tamaños sucesivos puede producir problemas de segregación.

*Un tamaño máximo adecuado a las condiciones de la estructura.

*Debe evitarse el uso de agregados planos o alargados, ya que además de producir bajas masas unitarias y baja resistencia mecánica, tienen tendencia a colocarse horizontalmente formándose bajo su superficie bolsas de agua cuando esta sube a la superficie debido a la sedimentación de las partículas solidas; esta agua almacenada bajo las partículas deja un espacio vacío cuando después del fraguado el agua evapora, por lo cual trae como consecuencia una notable reducción de la resistencia del concreto.

Una adecuada densidad aparente está entre 2.3 y 2.9 gr/cm3. Cuanto mayor es su densidad mejor es su calidad y mejor su absorción, que oscila entre 1 y 5%.
·

Las partículas con formas angulosas producen mezclas ásperas y difíciles de manejar.

+Una superficie rugosa, limpia y sin capa de arcilla.

· No debe contener terrones de arcilla, ni partículas deleznables; generalmente se limita al contenido de finos entre 1 y 3%, para que permita una adecuada adherencia de las partículas y el cemento en las mezclas.

+El agregado grueso debe tener una resistencia al desgate en la máquina de los ángeles que garantice su dureza. Los límites recomendados son: Si el agregado va a ser usado en lozas de concreto o en pavimentos rígidos el desgaste debe ser menor del 35%, si va a ser usado en otras estructuras el sesgaste debe ser menor del 40%.

Agregados con partículas esféricas y cubicas son los más convenientes para concreto, porque tienen mayor resistencia y es menor el consumo de cemento debido al mayor acomodo de las partículas, o sea mayor cantidad de material por unidad de volumen.

Respecto a los resultados del agregado sometido al ensayo de ataque de los sulfatos, las especificaciones para los materiales utilizados en la obra son: Si la solución empleada es sulfato de sodio, la pérdida total en el agregado grueso no debe ser mayor del 12% y si la solución empleada es sulfato de magnesio la pérdida total no debe ser mayor del 18%.