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ESCUELA DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICA PÚBLICA DE GESTIÓN PRIVADA

SENCICO – TRUJILLO

PROGRAMA DE DISEÑO DE INTERIORES

Asignatura:

MATERIALES Y PROCESOS CONSTRUCTIVOS I

“CLASE CUATRO Y SIETE”

“MORTEROS Y CONCRETO, COMPONENTES, PROPORCIONES O MEZCLAS”

Docente:

ARQ° Mg. MANUEL GERMAN LIZARZABURU AGUINAGA

TRUJILLO, SEPTIEMBRE DE 2013

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I. MORTEROS

A. DEFINICIÓN.-

El mortero es una mezcla de uno o más conglomerantes inorgánicos (cemento y/o cal),

arena, agua y a veces aditivos, usado en albañilería para recibir los ladrillos.

B. DOSIFICACIÓN.-

Las dosificaciones se expresan indicando el número de partes, en volumen, de cada uno de

sus componentes, comenzando por el cemento, a continuación la cal, y luego la arena.

Atendiendo a la dosificación, composición y resistencia característica, los morteros se

pueden clasificar, características de calidad en morteros:

C. CARACTERÍSTICAS.-

1. En estado fresco.-

a) Plastificado

Es la característica que define la manejabilidad o trabajabilidad del mortero. Depende

de la consistencia de la mezcla, de la granulometría de la arena utilizada, de la

cantidad de finos y del empleo de aditivos. Para mejorarla es recomendable utilizar cal,

ya que aumenta el número de finos, sin perjudicar significativamente su resistencia.

Otra forma de mejorarla es añadir plastificantes o aireantes.

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b) Retención de agua

Tener en cuenta la retención de agua de un mortero es asegurarse de que la mezcla no

pierde rápidamente el agua de amasado al contacto con el ladrillo, alterando su

correcto proceso de fraguado. La utilización de cal y/o aditivos permiten mejorar esta

propiedad, necesaria según el grado de succión del ladrillo utilizado y de las

condiciones meteorológicas existentes.

c) Contenido de aire

El aire ocluido en un mortero, se produce por efectos mecánicos o por medio de un

aditivo aireante. A medida que aumenta el contenido en aire, aumenta la trabajabilidad

y la resistencia a los ciclos hielo-deshielo; por contra disminuye la resistencia, la

adherencia y la impermeabilidad.

2. En estado endurecido.-

a) Resistencia

La resistencia a compresión del mortero para las fábricas de cara vista no resistentes,

no debe superar los 75 daN/cm2. En muros de carga es conveniente que exista una

correlación entre las resistencias del ladrillo y mortero, no debiendo superar nunca la

del mortero a la del ladrillo.

b) Adherencia

La adherencia mortero-ladrillo depende de las características del mortero, y del ladrillo,

así como de la correcta puesta en obra de ambos (humectar los ladrillos si es

necesario, perfecto llenado de juntas, etc.). Una buena adherencia produce mayor

resistencia global del muro y mayor impermeabilidad.

D. COMPONENTES.-

1. Cementos.-

Deben cumplir las condiciones que se indican en el Pliego de Recepción RC-97. No es

recomendable emplear cementos con resistencias características superiores a 350

daN/cm2, ya que para iguales resistencias del mortero se reduce la plasticidad de la

mezcla. Es importante comprobar con antelación la influencia del mortero en la aparición

de eflorescencias, siendo recomendable evitar los morteros que presenten alto

contenido en sulfatos solubles. Está prohibido el uso de cementos aluminosos. Se

recomienda el uso de cementos blancos para la fabricación de morteros blancos y

coloreados.

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2. Cales.-

La cal se utiliza para mejorar la plasticidad del mortero y hacer mas claro su color. Es

aconsejable su uso cuando la relación en volumen cemento-arena es inferior a 1:4. Se

pueden utilizar tanto cales aéreas apagadas CA.1 y CA.2, como hidráulicas CH-2 y CH-

5.

3. Arenas.-

Se pueden emplear arenas de río, machaqueo o mezcla de ambas. La arena debe

carecer de materias orgánicas que alteren las propiedades del mortero. La granulometría

de la arena debe de cumplir una serie de las condiciones recogidas en la siguiente tabla:

4. Aguas.-

Se pueden utilizar para el amasado del mortero todas las aguas potables y las

sancionadas como aceptables por la práctica. No se emplearán aguas marinas, ya que

producirán eflorescencias en las fábricas.

5. Aditivos.-

Son aquellas sustancias o productos que incorporados al mortero, modifican en estado

fresco y/o endurecido alguna de sus características. No deben afectar

desfavorablemente a la calidad de la ejecución de la obra ni a la durabilidad.

Se clasifican según su acción principal (UNE 83.200.84) en plastificantes, inclusores de

aire, colorantes, hidrófugos, etc. En el caso de aditivos que modifiquen el tiempo de

fraguado, deberán cumplir las con las condiciones técnicas del RNE.

Con anterioridad a la ejecución de la fábrica deben realizarse una serie de muretes de

prueba para conocer cual es la interacción mortero + aditivo con el ladrillo, ya que se

pueden producir reacciones entre ambos causando la aparición de eflorescencias,

manchas o cambios de color.

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E. MATERIALES COMPUESTOS.-

1. Morteros.-

El mortero es la mezcla de uno o más aglomerantes junto con agua y arena, pudiéndose

añadir también otros componentes o aditivos para mejorar las propiedades, y que sirve

como elemento de unión entre materiales, y como revestimientos en enlucidos o

enfoscados. Cada tipo de mortero se nombra con el nombre del aglomerante empleado

en su elaboración, hablándose de mortero de yeso, de cemento, etc., y cuando hay dos

aglomerantes se denominan morteros bastardos.

La arena empleada puede ser de grano fino, medio o grueso, y su naturaleza geológica

no afectará a la resistencia del mortero, siempre que sean duras y no reacciones con el

aglomerante de forma desfavorable, como ocurre con las arcillas, escorias, carbones,

limos y materia orgánica, sustancias que sólo se admiten en porcentajes inferiores al

3%. Sin embargo, si afectará a la resistencia la forma de los granos de arena,

produciendo morteros más resistentes las arenas de grano anguloso que las de grano

redondeado. Por su parte, el agua ha de ser limpia, sin aceites, ácidos, álcalis o materia

orgánica, ya que estas sustancias pueden alterar el fraguado del aglomerante. En la

dosificación de los diferentes ingredientes sólo se señala la relación de aglomerante:

arena (en volumen), ya que la cantidad de agua varía.

El mortero de yeso admite poca arena, no más de un tercio del volumen de la pasta. La

cantidad de agua a añadir varía según el trabajo a realizar, entre un 50% para los

trabajos corrientes y un 70% para moldeo. El mortero de cal se prepara en relaciones de

1:2 a 1:4, empleándose generalmente cal grasa para su elaboración. El mortero

bastardo de yeso y cal se emplea en enlucidos en proporciones variables según se trate

de paredes (1:3:1) o techos (2:3:1). Los morteros de cemento se preparan en relación

1:3 – 1:5, pudiéndose añadir una pequeña cantidad de cal, y puede considerarse una

variante de hormigón que carece de grava.

2. La clasificación tradicional.-

a) Enfoscado

Es la primera capa de los revestimientos continuos y se aplica directamente sobre la

superficie de la fábrica de base. La función del enfoscado es proporcionar uniformidad

a la superficie de la fábrica sobre la que se aplica y sirve de base para el resto de

capas que configurarán el revestimiento. Puede estar confeccionado con morteros de

cal, de cemento o mixtos.

b) Revoco

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Revestimiento continuo realizado en el exterior de un paramento. Consta de varias

capas tendidas o proyectadas. Su función será la de aportar un aspecto decorativo al

paramento exterior. Puede estar confeccionado con morteros de cal, de yeso, de

cemento o mixtos.

c) Tender

Se extiende el mortero con una llana o similar, sobre una pared o un techo, para la

realización de un revoco, guarnecida, etc.

d) Tendido

Término genérico que hace referencia a cualquier capa del revestimiento, o incluso al

revestimiento completo, siempre y cuando ésta sea la forma de puesta en obra del

revestimiento. Puede estar situado tanto en el interior como en el exterior del

paramento.

e) Guarnecido

Es la primera capa de los revestimientos continuos realizada en el interior de un

paramento con un tendido de pasta de yeso grueso de construcción, comúnmente

llamado yeso negro. Los guarnecidos tienen la función de proporcionar uniformidad a la

superficie de la fábrica sobre la que se aplica y sirven de base para el enlucido

posterior u otros tipos de acabado.

f) Enlucido

Es la última capa de los revestimientos continuos realizada sobre el guarnecido del

interior de un paramento con yeso fino de construcción, comúnmente llamado yeso

blanco.

g) Estuco

Revestimiento continúo realizado tanto en el exterior como en el interior de un

paramento y que consta de varias capas de mortero de igual o diferente composición y

dosificación. Este tipo de revestimiento tiene la función de aportar un aspecto

decorativo al paramento exterior. Proporciona un acabado brillante o de imitación al

mármol. Puede estar confeccionado con mortero de cal, yeso o mixto, es decir, de yeso

y cal, en el que se emplea arena de mármol tamizada con tamiz de seda.

II. CONCRETO

A. ¿CUÁL ES LA DIFERENCIA ENTRE EL CEMENTO Y EL CONCRETO?

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La diferencia entre ambos es que el cemento es uno de los ingredientes que se utiliza para

preparar el concreto.

Cemento

Es uno de los ingredientes que se utiliza para preparar el concreto. Los cementos

convencionales se obtiene mezclando rocas calizas, areniscas, arcillas y yeso Para que el

cemento mantenga sus cualidades debe estar bien protegido durante su almacenamiento.

Concreto

Se obtiene mezclando cemento, arena gruesa, piedra chancada y agua. La cantidad de cada

uno de estos materiales dependerá de la resistencia que se quiera lograr. Esta resistencia

también dependerá de dónde se va a emplear el concreto, podría ser en zapatas, columnas,

techos, vigas, escalera, etc.

B. ¿QUÉ ES EL CONCRETO?

Es una mezcla homogénea de cemento, agua, arena, grava y en algunos casos de aditivos

Es actualmente el material más empleado en la industria de la construcción por su duración,

resistencia, impermeabilidad, facilidad de producción y economía. El concreto es una roca

creada por el hombre, diseñada y producida de acuerdo a norma.

C. HISTORIA DEL CONCRETO HIDRAULICO.-

Los orígenes del concreto se remonta a 2 siglos A. de C. , en Roma, cuando utilizaron

mezclas de caliza calcinada, tobas volcánicas y piedras, para construir algunas de las

estructuras que Hoy todavía subsisten, como el panteón o la iglesia de Santa María de los

Mártires, cuya cúpula, de más de 44 metros de claro, es de concreto simple; esta cúpula

también esta aligerada por medio de casetones.

En el siglo 7 de nuestra era, con la caída del imperio Romano se olvidó su uso. En el siglo

XVIII es redescubierto por los ingleses, cuando en 1756, John Smeaton lo utilizo para la

reconstrucción del Faro de Adystone, en la costa sur de Inglaterra. En 1817, Vicat, propuso

por primera vez el procedimiento de fabricación del cemento, que en términos generales se

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sigue utilizando hoy en día. Sin embargo fue Joseph Aspdin, quien, en 1824. Obtuvo la

patente para fabricarlo.

El prototipo del cemento moderno fue producido en 1845 por Isaac Johnson, quien por

primera vez utilizo una temperatura suficientemente elevada, para formar clinker de la arcilla

y la piedra caliza, utilizadas como materia prima. En 1845, Lambot, comenzó a construir en

el sur de Francia, objetos en que combinaba el concreto y el acero, naciendo así el concreto

reforzado.

Solo en 1861, Francois Coignet en su libro publicado en Paris expresa por primera vez el

papel que corresponde al concreto y al acero como partes del nuevo material.

Joseph Monier fue el primero en darse cuenta de la importancia industrial del concreto

reforzado. Tomando sus ideas, se construyó en 1875, el primer puente de concreto

reforzado cerca de Chazete en Francia, con un claro de 16.5 metros. Sin embargo, en este

país no avanzo el concreto; la patente de Monier fue adquirida por la casa Wayss de Berlín,

donde se impulsó su desarrollo.

El concreto reforzado se debe fundamentalmente al francés Freyssinet, quien empezó

fabricando postes para trasmisión de energía eléctrica, a principios de 1933.

La fabricación de piezas de concreto se inició desde 1896. Hennebique, el difusor del

concreto en todo el mundo, fabricaba en serie casetas de señales para los ferrocarriles

franceses. En Pier Luigi Nervi, italiano, construyo un hangar, destruido durante la guerra, de

100 x 40 metros, con algunas partes colocadas en el lugar, pero la mayoría prefabricadas y

unidas con juntas colocadas en el lugar. A estas unidades prefabricadas las denomino, ferro

cemento.

D. DOCIFICACION DEL CONCRETO.-

1. Para la preparación de concreto f´c 100kg/cm2

a) 1 saco de cemento

b) 6 ½ botes de arena

c) 7 botes de grava tamaño ¾

d) 2 botes de agua

Se utiliza para guarniciones, banquetas y firmes.

2. Para la preparación de concreto f´c 150kg/cm2

a) 1 saco de cemento

b) 5 botes de arena

c) 6 botes de grava tamaño ¾

d) 2 botes de agua

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Se utiliza para pisos, cadenas y castillos.

3. Para la preparación de concreto f´c 200kg/cm2

a) 1 saco de cemento

b) 4 botes de arena

c) 5 botes de grava tamaño ¾

d) 1 ½ botes de agua

Se utiliza en losas, trabes, zapatas, losas de cimentación.

4. Para la preparación de mortero

a) 1 saco de mortero

b) 5 botes de arena

c) 2 botes de agua

E. CEMENTO.-

El espíritu innovador que nos caracteriza se ve reflejado en la variedad de cementos que fabricamos y comercializamos. Actualmente contamos con cinco tipos de cemento Portland, entre cementos tradicionales y cementos adicionados, todos ellos diseñados para satisfacer necesidades constructivas diferentes y complementarias.

1. Cementos tradicionales

Con cementos tradicionales, nos referimos a los tipos de cementos más comúnmente usados en el mundo para la construcción. Estos cementos están compuestos por una mezcla de clínker y yeso, con diferentes requisitos físicos y químicos.

2. Tipos de cemento Pórtland

a) Pórtland Tipo I

Es un cemento normal, se produce por la adición de clinker más yeso. De uso general en

todas las obras de ingeniería donde no se requiera miembros especiales. De 1 a 28 días

realiza 1 al 100% de su resistencia relativa.

b) Pórtland Tipo II

Cemento modificado para usos generales. Resiste moderadamente la acción de los sulfatos,

se emplea también cuando se requiere un calor moderado de hidratación. El cemento Tipo II

adquiere resistencia más lentamente que el Tipo I, pero al final alcanza la misma resistencia.

Las características de este Tipo de cemento se logran al imponer modificaciones en el

contenido de Aluminato Tricálcico (C3A) y el Silicato Tricálcico (C3S) del cemento. Se utiliza

en alcantarillados, tubos, zonas industriales. Realiza del 75 al 100% de su resistencia.

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c) Pórtland Tipo III

Cemento de alta resistencia inicial, recomendable cuando se necesita una resistencia

temprana en una situación particular de construcción. El concreto hecho con el cemento Tipo

III desarrolla una resistencia en tres días, igual a la desarrollada en 28 días para concretos

hechos con cementos Tipo I y Tipo II ; se debe saber que el cemento Tipo III aumenta la

resistencia inicial por encima de lo normal, luego se va normalizando hasta alcanzar la

resistencia normal. Esta alta resistencia inicial se logra al aumentar el contenido de C3S y

C3A en el cemento, al molerlo más fino; las especificaciones no exigen un mínimo de finura

pero se advierte un límite practico cuando las partículas son tan pequeñas que una cantidad

muy pequeña de humedad prehidratada el cemento durante el almacenamiento manejo. Dado

a que tiene un gran desprendimiento de calor el cemento Tipo III no se debe usar en grandes

volúmenes. Con 15% de C3A presenta una mala resistencia al sulfato. El contenido de C3A

puede limitarse al 8% para obtener una resistencia moderada al sulfato o al 15% cuando se

requiera alta resistencia al mismo, su resistencia es del 90 al 100%.

d) Pórtland Tipo IV

Cemento de bajo calor de hidratación se ha perfeccionado para usarse en concretos masivos.

El bajo calor de hidratación de Tipo IV se logra limitándolos compuestos que más influye en la

formación de calor por hidratación, o sea, C3A y C3S. Dado que estos compuestos también

producen la resistencia inicial de la mezcla de cemento, al limitarlos se tiene una mezcla que

gana resistencia con lentitud. El calor de hidratación del cemento Tipo IV suele ser de más o

menos el 80% del Tipo II, el 65% del Tipo I y 55% del Tipo III durante la primera semana de

hidratación. Los porcentajes son un poco mayores después de más o menos un año. Es

utilizado en grandes obras, moles de concreto, en presas o túneles. Su resistencia relativa de

1 a 28 días es de 55 a 75%.

e) Pórtland Tipo V

Cemento con alta resistencia a la acción de los sulfatos, se especifica cuando

hay exposición intensa a los sulfatos. Las aplicaciones típicas comprenden las estructuras

hidráulicas expuestas a aguas con alto contenido de álcalis y estructuras expuestas al agua

de mar. La resistencia al sulfato del cemento Tipo V se logra minimizando el contenido de

C3A, pues este compuesto es el más susceptible al ataque por el sulfato. Realiza su

resistencia relativa del 65 al 85 %.

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F. EFECTOS DEL CONCRETO.-

1. Efectos en el concreto fresco

a) Cohesión y manejabilidad

La cohesión y manejabilidad de las mezclas de concreto son características que contribuyen a evitar la segregación y facilitar el manejo previo y durante su colocación en las cimbras. Consecuentemente, son aspectos del comportamiento del concreto fresco que adquieren relevancia en obras donde se requiere manipular extraordinariamente el concreto, o donde las condiciones de colocación son difíciles y hacen necesario el uso de bomba o el vaciado por gravedad. Prácticamente, la finura es la única característica del cemento que puede aportar beneficio a la cohesión y la manejabilidad de las mezclas de concreto, por tanto, los cementos de mayor finura como el portland tipo III o los portland-puzolana serían recomendables en este aspecto. Sin embargo, existen otros factores con efectos más decisivos para evitar que las mezclas de concreto segreguen durante su manejo y colocación. Entre tales factores puede mencionarse la composición granulométrica y el tamaño máximo del agregado, el consumo unitario de cementante, los aditivos inclusores de aire y el diseño de la mezcla de concreto.

b) Pérdida de revenimiento

Este es un término que se acostumbra usar para describir la disminución de consistencia, o aumento de rigidez, que una mezcla de concreto experimenta desde que sale de la mezcladora hasta que termina colocada y compactada en la estructura. Lo ideal en este aspecto sería que la mezcla de concreto conservara su consistencia (o revenimiento) original durante todo este proceso, pero usualmente no es así y ocurre una pérdida gradual cuya evolución puede ser alterada por varios factores extrínsecos, entre los que destacan la temperatura ambiente, la presencia de sol y viento, y la manera de transportar el concreto desde la mezcladora hasta el lugar de colado, todos los cuales son aspectos que configuran las condiciones de trabajo en obra. Para unas condiciones de trabajo dadas, la evolución de la pérdida de revenimiento también puede resultar influida por factores intrínsecos de la mezcla de concreto, tales como la consistencia o fluidez inicial de ésta, la humedad de los agregados, el uso de ciertos aditivos y las características y contenido unitario del cemento. La eventual contribución de estos factores intrínsecos, en el sentido de incrementar la pérdida normal de revenimiento del concreto en el lapso inmediato posterior al mezclado, es como se indica:

Las mezclas de consistencia más fluida tienden a perder revenimiento con mayor rapidez, debido a la evaporación del exceso de agua que contienen.

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El empleo de agregados porosos en condición seca tiende a reducir pronto la consistencia inicial, por efecto de su alta capacidad para absorber agua de la mezcla.

El uso de algunos aditivos reductores de agua y superfluidificantes acelera la pérdida de revenimiento, como consecuencia de reacciones indeseables con algunos cementos.

El empleo de cementos portland-puzolana cuyo componente puzolánico es de naturaleza porosa y se muele muy finamente, puede acelerar notablemente la pérdida de revenimiento del concreto recién mezclado al producirse un resecamiento prematuro provocado por la avidez de agua de la puzolana.

En relación con esos dos últimos factores, lo conveniente es verificar oportunamente que exista compatibilidad entre el aditivo y el cemento de uso previsto y, en el caso del cemento portland-puzolana, realizar pruebas comparativas de pérdida de revenimiento con un cemento portland simple de uso alternativo. Es importante no confundir la pérdida normal de revenimiento que toda mezcla de concreto exhibe en la primera media hora subsecuente al mezclado, con la rápida rigidizaci6n que se produce en pocos minutos como consecuencia del fenómeno de falso fraguado en el cemento. Para evitar esto último, es recomendable seleccionar un cemento que en pruebas de laboratorio demuestre la inexistencia de falso fraguado (NOM C 132), o bien especificar al fabricante el requisito opcional de que el cemento no presente falso fraguado, tal como se halla previsto en las NOM C-l y NOM C-2.

c) Asentamiento y sangrado

En cuanto el concreto queda en reposo, después de colocarlo y compactarlo dentro del espacio cimbrado, se inicia un proceso natural mediante el cual los componentes más pesados (cemento y agregados) tienden a descender en tanto que el agua, componente menos denso, tiende a subir. A estos fenómenos simultáneos se les llama respectivamente asentamiento y sangrado, y cuando se producen en exceso se les considera indeseables porque provocan cierta estratificación en la masa de concreto, según la cual se forma en la superficie superior una capa menos resistente y durable por su mayor concentración de agua. Esta circunstancia resulta particularmente inconveniente en el caso de pavimentos de concreto y de algunas estructuras hidráulicas cuya capa superior debe ser apta para resistir los efectos de la abrasión mecánica e hidráulica. Los principales factores que influyen en el asentamiento y el sangrado del concreto son de orden intrínseco, y se relacionan con exceso de fluidez en las mezclas, características deficientes de forma, textura superficial y granulometría en los agregados (particularmente falta de finos en la arena) y reducido consumo unitario y/o baja finura en el cementante. Consecuentemente, las medidas aplicables para moderar el asentamiento y el sangrado consisten en inhibir la presencia de dichos factores, para lo cual es pertinente:

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Emplear mezclas de concreto con la consistencia menos fluida que pueda colocarse satisfactoriamente en la estructura, y que posea el menor contenido unitario de agua que sea posible, inclusive utilizando aditivos reductores de agua si es necesario.

Utilizar agregados con buena forma y textura superficial y con adecuada composición granulométrica; en especial, con un contenido de finos en la arena que cumpla especificaciones en la materia.

Ensayar el uso de un aditivo inclusor de aire, particularmente cuando no sea factible cumplir con la medida anterior.

Incrementar el consumo unitario de cemento y/o utilizar un cemento de mayor finura, como el portland tipo III o los portland-puzolana. En relación con esta última medida, es un hecho bien conocido la manera como se reduce la velocidad de sangrado de la pasta al aumentar la superficie específica del cemento.

Sin embargo, existe el efecto opuesto ya mencionado en el sentido de que un aumento de finura en el cemento tiende a incrementar el requerimiento de agua de mezclado en el concreto. Por tal motivo, es preferible aplicar esta medida limitadamente seleccionando el cemento apropiado por otras razones más imperiosas y, si se presenta problema de sangrado en el concreto, tratar de corregirlo por los otros medios señalados, dejando el cambio de cemento por otro más fino como última posibilidad. Para fines constructivos se considera que el tiempo medido desde que se mezcla el concreto hasta que adquiere el fraguado inicial, es el lapso disponible para realizar todas las operaciones inherentes al colado hasta dejar el concreto colocado y compactado dentro del espacio cimbrado. De esta manera, este lapso previo al fraguado inicial adquiere importancia práctica pues debe ser suficientemente amplio para permitir la ejecución de esas operaciones en las condiciones del trabajo en obra, pero no tan amplio como para que el concreto ya colocado permanezca demasiado tiempo sin fraguar, ya que esto acarrearía dificultades de orden técnico y económico. La duración del tiempo de fraguado del concreto depende de diversos factores extrínsecos dados por las condiciones de trabajo en obra, entre los que destaca por sus efectos la temperatura. En condiciones fijas de temperatura, el tiempo de fraguado puede experimentar variaciones de menor cuantía derivadas del contenido unitario, la clase y la finura del cemento. Así, por ejemplo, tienden a fraguar un poco más rápido:

las mezclas de concreto de alto consumo de cemento que las de bajo consumo.

las mezclas de concreto de cemento portland simple que las de cemento portland-puzolana las mezclas de concreto de cemento portland tipo III que las de portland tipo II.

Sin embargo, normalmente estas variaciones en el tiempo de fraguado son de poca significación práctica y no justifican hacer un cambio de cemento por este solo concepto.

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Influencia del cambio de cemento en el proceso de fraguado de la seguido por medio de su resistencia eléctrica. Otro aspecto relacionado con la influencia del cemento sobre el tiempo de fraguado del concreto, se refiere al uso que frecuentemente se hace de aditivos con el fin de alargar ese tiempo en situaciones que lo requieren, como es el caso de los colados de grandes volúmenes de concreto, particularmente cuando se realizan en condiciones de alta temperatura ambiental. Hay antecedentes en el sentido de que algunos aditivos retardadores del fraguado pueden reaccionar adversamente con ciertos compuestos del cemento, ocasionando una rigidez prematura en la mezcla que dificulta su manejo. Para prevenir este inconveniente, es recomendable verificar mediante pruebas efectuadas anticipadamente, el comportamiento del concreto elaborado con el cemento y el aditivo propuestos.

2. Efectos en el concreto endurecido

a) Adquisición de resistencia mecánica

Conforme se expuso previamente, la velocidad de hidratación y adquisición de resistencia de los diversos tipos de cemento portland depende básicamente de la composición química del clinker y de la finura de molienda. De esta manera, un cemento con alto contenido de silicato tricálcico (C3S) y elevada finura puede producir mayor resistencia a corto plazo, y tal es el caso del cemento tipo III de alta resistencia rápida. En el extremo opuesto, un cemento con alto contenido de silicato dicálcico (C2S) y finura moderada debe hacer más lenta la adquisición inicial de resistencia y consecuente generación de calor en el concreto, siendo este el caso del cemento tipo IV. Dentro de estos limites de comportamiento, en cuanto a la forma de adquirir resistencia, se ubican los otros tipos de cemento portland. En cuanto a los cementos portland-puzolana, su adquisición inicial de resistencia suele ser un tanto lenta debido a que las puzolanas no aportan prácticamente resistencia a edad temprana. Por otra parte, resulta difícil predecir la evolución de resistencia de estos cementos porque hay varios factores que influyen y no siempre se conocen, como son el tipo de clinker con que se elaboran y la naturaleza, calidad y proporción de su componente puzolánico. De acuerdo con las tendencias mostradas puede considerarse que, para obtener el beneficio adecuado de resistencia de cada tipo y clase de cemento en función de sus características, lo conveniente es especificar la resistencia de proyecto del concreto a edades que sean congruentes con dichas características. Consecuentemente, estas edades pueden ser como sigue:

Tipo de cemento que se Edad recomendable para especificar emplea en el concreto la resistencia de proyecto:

o Portland III 14 ó 28 días o Portland I, II y V 28 ó 90 días o Portland-puzolana 90 días, o más

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En ausencia de cemento tipo III, cuya disponibilidad en el mercado local es limitada, puede emplearse cemento tipo I junto con un aditivo acelerante, previa verificación de su compatibilidad y efectos en el concreto, tanto en lo que se refiere a su adquisición de resistencia como a la durabilidad potencial de la estructura. También es posible adelantar la obtención de la resistencia deseada en el concreto, proporcionando la mezcla para una resistencia potencial más alta, ya sea aumentando el consumo unitario de cemento, o empleando un aditivo reductor de agua para disminuir la relación agua/cemento.

b) Generación de calor

En el curso de la reacción del cemento con el agua, o hidratación del cemento, se produce desprendimiento de calor porque se trata de una reacción de carácter exotérmico. Si el calor que se genera en el seno de la masa de concreto no se disipa con la misma rapidez con que se produce, queda un remanente que al acumularse incrementa la temperatura de la masa. El calentamiento del concreto lo expande, de manera que posteriormente al enfriarse sufre una contracción, normalmente restringida, que genera esfuerzos de tensión capaces de agrietarlo. La posibilidad de que esto ocurra tiende a ser mayor a medida que aumenta la cantidad y velocidad de generación de calor y que disminuyen las facilidades para su pronta disipación. Es decir, el riesgo de agrietamiento de origen térmico se incrementa cuando se emplea un cemento de alta y rápida hidratación, como el tipo III, y las estructuras tienen gran espesor. Obviamente, la simultaneidad de ambos factores representa las condiciones pésimas en este aspecto. Consecuentemente con lo anterior, una de las medidas recomendables cuando se trata de construir estructuras voluminosas de concreto consiste en utilizar cementos que comparativamente generen menos calor de hidratación. En la Tabla 1.6 se reproducen datos del Informe ACI 225 R(16) relativos al calor de hidratación calculado para diversos tipos de cementos portland actuales. En lo referente a los cementos portland-puzolana, su calor de hidratación depende del tipo de clinker que contiene y de la actividad y proporción de su componente puzolánico. De manera general se dice que una puzolana aporta aproximadamente la mitad del calor que genera una cantidad equivalente de cemento. Por consiguiente, cuando se comparan en este aspecto dos cementos, uno portland y otro portland-puzolana elaborados con el mismo clinker, puede esperarse en el segundo una disminución del calor de hidratación por una cantidad del orden de la mitad del que produciría el clinker sustituido por la puzolana, si bien es recomendable verificarlo mediante prueba directa porque hay casos en que tal disminución es menor de lo previsto. Para establecer un criterio de clasificación de los cementos portland en cuanto a generación de calor, es pertinente definir ciertos límites. Así, haciendo referencia al calor de hidratación a 7 días de edad, en el portland tipo IV que por definición es de

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bajo calor puede suponer se alrededor de 60 cal/g; en el extremo opuesto se ubica el portland tipo III con un calor del orden de 100 cal/g, ya medio intervalo se sitúa el portland tipo II sin requisitos especiales con un calor cercano a 80 cal/g, y al cual se le considera de moderado calor de hidratación. En las condiciones actuales de la producción local, solamente es factible disponer de los cementos portland tipo II y portland-puzolana, para las estructuras de concreto en que se requiere moderar el calor producido por la hidratación del cemento. Sobre esta base, y considerando dos grados de moderación.

G. TIPOS DE CONCRETO.-

1. Concreto Simple o Ciclópeo

a) Definición: Se denomina concreto ciclópeo a aquel concreto simple que es colocado

conjuntamente con piedra desplazadora.

b) Características:

La resistencia mínima del concreto de la matriz será f’c = 100 kg/cm2.

La piedra desplazadora no excederá del 30% del volumen total de concreto

ciclópeo y será colocada de manera homogénea, debiendo quedar todos sus

bordes embebidos en el concreto.

La mayor dimensión de la piedra desplazadora no excederá de la mitad de la

menor dimensión del elemento ni será mayor de 250 mm

2. Concreto Armado

Se le da este nombre al concreto simple + acero de refuerzo, básicamente cuando

tenemos un elemento estructural que trabajará a compresión y tensión; ningún esfuerzo

de tensión será soportado por el concreto simple es por ello que se debe incluir un área

de acero que soporte la tensión generada y se traducirá en el numero varillas y su

diámetro así como su colocación.

3. Concreto Ligero

Concreto que contiene agregado liviano cuyo peso unitariosecado al aire, determinado

según lo especificado en la Norma Venezolana 1975, no exceda de1800 kgf/m³. Un

concreto liviano sin arena natural se denomina concreto totalmente livianocuyos

agregados finos sean arenas de peso normal se denomina concreto liviano con arena. El

concreto ligero tiene características propias; por un medio espumoso adicionado a la

mezcla se ha hecho más ligero que el concreto convencional de cemento, arena y grava,

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que por tanto tiempo ha sido el material empleado en las construcciones. Esto, sin

embargo, es más bien una descripción cualitativa en vez de una definición. Asimismo, se

ha sugerido definirlo como un concreto hecho con base en agregados de peso ligero, lo

cual se presta a dudas ya que en todos lados se conoce por agregado de peso ligero

aquel que produce un peso ligero. En todo caso, existen algunos concretos ligeros que

ni siquiera contienen agregados.

4. Hormigón Liviano

Se designa convencionalmente como hormigones livianos a aquellos que producen una

densidad que fluctúa entre 300kg/m3 y 1900 kg/m3, ya que los normales presentan una

densidad normal de 2400 kg/m3.

Por su tipo de aplicación el hormigón liviano se clasifica en:

Hormigón de Relleno

Hormigón Aislante

Hormigón Estructural o de alto desempeño

Tipos de HL de acuerdo a su tipo de producción

Para la construcción de Hormigón Liviano básicamente se da por la inclusión de aire en

su estructura, por lo cual podemos clasificar al hormigón por su tipo de producción en

tres maneras:

Hormigón de Agregado

Ligero Hormigón Aireado

Hormigón Celular

Hormigón Espumoso o Hormigón Gaseoso

Hormigón sin Finos

5. Concreto de Alta Resistencia

En estas Normas se entiende por concreto de alta resistencia aquél que tiene una

resistencia a la compresión fc ’ igual o mayor que 40 MPa (400 kg/cm²).

Para diseñar, se usará el valor nominal, fc*, determinado por la ecuación:

Empleo de concretos de alta resistencia

o Disposiciones generales

Se permite el uso de concretos de alta resistencia con valores de fc ’

hasta de 70 MPa (700 kg/cm²), excepto en los casos mencionados en la

Silabo de Materiales y Servicios Constructivos II Carrera Profesional: Diseño de Interiores Pág. 18

sección 11.2.2. Se podrán usar concretos de resistencia mayor si el

Corresponsable en Seguridad Estructural presenta evidencia de que la

estructura puede alcanzar los niveles de resistencia y ductilidad

apropiados en zonas sísmicas. Los requisitos de los capítulos anteriores

serán aplicables al concreto de alta resistencia en lo que no se opongan a

lo estipulado en este capítulo.

o Limitaciones al empleo de concretos de alta resistencia

En estructuras diseñadas con un factor de ductilidad, Q, igual a 4, y en

miembros sujetos a flexocompresión que formen parte de marcos que

resistan más del 50 por ciento de las acciones sísmicas y cuya carga axial

de diseño, Pu, sea mayor que 0.2 PR0, donde PR0 es la carga axial

resistente de diseño, sólo se podrán usar concretos con valores de fc ’

hasta de 55 MPa (550 kg/cm²).

6. Concreto Pos Tensado

A diferencia del hormigón armado ordinario, las armaduras no están directamente en

contacto con el hormigón en el momento del hormigonado, ya que de lo contrario le

transmitirían la tensión de tracción por adherencia entre la armadura y el hormigón. Es

por ello que las armaduras se colocan dentro de vainas de plástico o metal. Estas vainas

se posicionan dentro del encofrado (el molde) formando una línea curva definida en la

fase de diseño, en función de la forma de la pieza y de las cargas a las que estará

sometida.

Ventajas:

Una vez que se les ha aplicado la tensión de trabajo a las armaduras, se anclan

a la estructura mediante piezas especiales en sus dos extremos. Finalmente,

caben dos opciones:

o En el sistema "adherente", se rellena el interior de las vainas

con mortero de alta resistencia a presión, de manera que la armadura

queda adherida al hormigón formando una sección monolítica. A su vez,

el mortero asegura la protección del acero frente a la corrosión.

o En el sistema "no adherente", las vainas no se rellenan, por lo que el

único contacto entre el tendón y el hormigón se produce a través del

cabezal de anclaje.

El hormigón postensado suele requerir además cierta cantidad de armaduras

pasivas (sin tensión aplicada).

Aplicaciones:

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o El empleo de hormigón postensado suele reducirse a estructuras

sometidas a grandes cargas y con grandes separaciones entre apoyos,

en las cuales la reducción del coste de los materiales compensa el

aumento de la complejidad de ejecución.

o La técnica del postensado se utiliza generalmente in situ, es decir, en el

mismo emplazamiento de la obra.

o El uso de hormigón postensado permite reducir el canto de los elementos

de hormigón, ya que por un lado aumenta su capacidad resistente, y por

otro reduce las deformaciones.

o Conlleva un uso más eficiente de los materiales, por lo que permite

reducir el peso total de la estructura.

o Disminuye la fisuración del hormigón, aumentando su vida útil.

7. Concreto Pretensado

Pretensar, como concepto general, consiste en introducirle a un elemento fuerzas

artificialmente creadas, cuyas acciones generan en este mismo elemento, estados

tensionales que, superpuestos a los estados tensionales provocados por las

sobrecargas externas, le permiten resistir su peso propio y el de las sobrecargas que

actúan. Esta definición deberá ser separada en partes para establecer con claridad

cada uno de los conceptos que en ella se establecen.

Se denomina hormigón pretensado (en América concreto presforzado) a la tipología de

construcción de elementos estructurales de hormigónsometidos intencionadamente

a esfuerzos de compresión previos a su puesta en servicio. Dichos esfuerzos se

consiguen mediante cables de aceroque son tensados y anclados al hormigón.

Esta técnica se emplea para superar la debilidad natural del hormigón frente a esfuerzos

de tracción,1 2 y fue patentada por Eugène Freyssinet en 1920.

El objetivo es el aumento de la resistencia a tracción del hormigón, introduciendo

un esfuerzo de compresión interno que contrarreste en parte elesfuerzo de tracción que

producen las cargas de servicio en el elemento estructural.

El esfuerzo de pretensado se puede transmitir al hormigón de dos formas:

o Mediante armaduras pretesas (generalmente barras o alambres), método

utilizado mayoritariamente en elementos prefabricados.

o Mediante armaduras postensadas o postesas, (generalmente torones,

grupos de cables), utilizadas mayoritariamente en piezas hormigonadas in

situ.

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Normalmente al aplicar esta técnica, se emplean hormigones y aceros de alta

resistencia, dada la magnitud de los esfuerzos inducidos. Según se ha indicado

el pretensado se puede lograr de dos maneras: pretensado con armaduras

pretesas y pretensado postensado.

Ventajas:

o La resistencia a la tracción del hormigón convencional es muy inferior a su

resistencia a la compresión, del orden de 10 veces menor. Teniendo esto

presente, es fácil notar que si deseamos emplear el hormigón en

elementos, que bajo cargas de servicio, deban resistir tracciones, es

necesario encontrar una forma de suplir esta falta de resistencia a la

tracción.

o Normalmente la escasa resistencia a la tracción se suple colocando acero

de refuerzo en las zonas de los elementos estructurales donde pueden

aparecer tracciones. Esto es lo que se conoce como hormigón

armado convencional. Esta forma de proporcionar resistencia a la tracción

puede garantizar una resistencia adecuada al elemento, pero presenta el

inconveniente de no impedir e agrietamiento del hormigón para ciertos

niveles de carga.

Aplicación:

o El hormigón pretensado es el material predominante en pisos

de rascacielos, en cámaras de reactores nucleares, así como en los

pilares y núcleos resistentes de edificios preparados para resistir un alto

grado de terremoto3 y protección contra explosiones.

o Una ventaja del hormigón pretensado es el menor coste de construcción

gracias al empleo de losas delgadas - especialmente importante en los

edificios altos en los que el ahorro de peso del piso puede traducirse en

plantas adicionales para el mismo y menos coste. El aumento de las

longitudes aumenta el espacio utilizable en los edificios; disminuyendo el

número de juntas, lo que conduce a la disminución de los costes de

mantenimiento durante la vida de diseño de un edificio, ya que dichas

juntas son el principal escenario de debilidad en los edificios de hormigón.

El primer puente de hormigón pretensado en América del Norte es

el Walnut Lane Puente Memorial en Filadelfia (Pensilvania). Se terminó y

se abrió al tráfico en 1951.

H. RECOMENDACIONES PARA HACER UN BUEN CONCRETO.-

El concreto se hace de una mezcla de ¾ partes de arena y grava y la otra cuarta parte de

agua y cemento. (75% de arena y grava y 25% cemento y agua).

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Para tener resistencia en el concreto lo importante es, cuánta agua y cemento se le pone. Se

puede manejar y moldear la mezcla.

Las mezclas no deben contaminarse con tierra, por eso hay que prepararlas en una

superficie limpia, de preferencia en una tarima de madera.

Un bulto de cemento equivale aproximadamente a 33 litros de agua, es decir, casi dos botes

de alcoholeros18 litros.

Nota: El cemento no debe almacenarse por mucho tiempo.

Con cinco palas se llena 1 bote; se den usar botes de lámina o plástico, lo importante es que

la medida sea constante, 5 palas regularmente llenas o 18 litros.

Estas son las características de los agregados pétreos:

Piedra: Debe ser de buena apariencia y buen peso. No debe estar poroso ni ligera, de tal

manera que, dentro del concreto o la barda de piedra, soporte las cargas.

Arena: No debe contener tierra (arcilla) o material orgánico como raíces, hojas vegetales o

residuos como estiércol o basuras. Que no sea muy fina pero tampoco gruesa.

Grava: La misma recomendación, además que no sea astillable o muy plana, tipo laja.

Recuerde que antes de hacer cualquier mezcla necesitara saber la resistencia ( f´c ) del

concreto por centímetro cuadrado.

Nota: se debe respetar el proporcionamiento indicado, pues si se usa demasiada agua, la

resistencia es menor y si se usa demasiado cemento, la resistencia queda sobrada y es más

costoso.