CAPITULO 3, Obras de concreto armado

Escuela Profesional de Ingeniería Civil –UNSA

Procesos Constructivos II ~ Ing. Damiani Lazo

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CAPÍTULO III

OBRAS DE CONCRETO ARMADO EN EDIFICACIONES

3.1 DEFINICIÓN: Según la norma E.060.

Concreto que tiene armado de refuerzo en una cantidad igual a Mayor que la

requerida en esta norma y en el que ambos materiales actúan juntos para

resistir esfuerzos.

3.2 CONCRETO ARMADO EN CIMENTACIONES

La inclusión del acero de refuerzo en las cimentaciones es producto de un

análisis, en donde consideramos una serie de aspectos importantes como el tipo

de edificación, número de pisos, peso de la estructura, tipo de suelo, etc. En

consecuencia emplearemos concreto armado, cuando por cuestiones

estructurales, la fundación de la edificación precisa soportar mayores

esfuerzos que un concreto simple no podría soportar flexión, tracción, etc.

Dentro de la cimentación de concreto armado tenemos los siguientes:

3.2.1 ZAPATAS:

Parte de la cimentación de una estructura que reparte y transmite la carga

directamente al terreno de cimentación o a pilotes.

El proceso constructivo está referido en el siguiente orden.

a) Excavación y perfilado de las paredes laterales, hasta alcanzar los niveles de

falsa zapata (NFZ), sé tendrá que considerar 5cm adicionales de excavación

para el vaciado del solado. Con concreto f´c=100 Kg/cm2.

b) Se replantea el trazo de los ejes con sus respectivas columnas y se procede

a hacer la distribución del acero de refuerzo de la parrilla de zapata.

c) La parrilla de acero tendrá que colocarse sobre unos dados de concreto que

tengan la altura de la indicación del recubrimiento por lo general es de 7cm.

r= 7cm(min)SOLADO

ZAPATAVARIABLE

a) concreto vaciado contra el suelo o en contacto con agua de mar:

RECUBRIMIENTOS DEL ACERO DE REFUERZO:



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d) Se hace la limpieza se humedece y procede al vaciado de concreto.

En zapatas armadas en una dirección (cimentaciones convertidas) y en zapatas

armadas en dos direcciones, el refuerzo deberá distribuir uniformemente, a

través del ancho total de la zapata

Las zapatas rectangulares armadas en dos direcciones el refuerzo deberá

considerarse como se indica a continuación:

a) En la dirección larga el refuerzo se distribuirá uniformemente a través del

ancho total.

b) En la dirección corta se concentrara una porción del acero total requerido en

una franja centrada respecto al eje de la columna cuyo ancho sea igual a la

longitud del lado corto de la zapata.

Esta porción del acero total requerido será: 2/ R + 1 veces el área total donde:

R= Relación del lado largo a lado corto de la zapata

El resto del refuerzo deberá distribuirse uniformemente en las zonas que

queden fuera de la franja así definida.

En la figura observamos procesos constructivos deficientes de zapatas, en el

caso (1) se ve el emplazamiento de una columna sin zapata, y en la (2) una

zapata combinada sin acero superior y sobre un terreno suelto, no se ha vaciado

un solado y la ubicación de los ejes está en duda, las piedras no garantizan la

horizontalidad de la parrilla.

(1)

(2)



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3.2.2 VIGAS DE CIMENTACIÓN

Son elementos estructurales que tienen como función unir elementos verticales,

como por ejemplo columnas, muros de corte (placas), etc. Con el propósito de

evitar desplazamientos horizontales y verticales.

Estos elementos van colocados por encina de los niveles de vaciado de las

zapatas y tendrán que estar debidamente confirmados en los elementos, como

columnas y/o placas.

En cuanto al proceso constructivo se considera lo siguiente:

a) Primeramente se tendrá que realizar el vaciado de todos los elementos que

se encuentran por debajo del nivel de fondo de la viga de cimentación.

b) La excavación debe estar por debajo del nivel 5cm. para el vaciado del

solado y también tendrá un sobre ancho que nos permita trabajar en el

encofrado.

c) Una vez definida la solera, se procede al trazo del eje, para establecer los

costados laterales y definir las tapas del encofrad y se colocarán dados de

concreto, respetando las alturas de recubrimiento indicadas en planos.

d) Finalmente se emplaza la armadura de refuerzo y se fija mediante de

elementos horizontales (cantillones) que evitarán el desplazamiento al momento

de vaciado.

3.2.3 PLATEAS DE CIMENTACIÓN

Estas plateas de cimentación también conocidas como “losas de cimentación“,

son aquellas que por requerimiento se presentan en terrenos poco estables de

capacidad portante por debajo de 1% (1kg/cm2).

La finalidad y la función que cumplen el tener una mayor área sobre la cual se

distribuyan toda la carga.

El procedimiento es el siguiente:

a) Definir la profundidad de excavación, considerando los 5cm. para la solera,

o en caso de arcillas altamente expansión la altura será de 10 @ 40 cm.

b) Se tendrá que compactar el terreno de fundación

c) Se vacía (el ancho) en toda el área, la solera para posteriormente realizar el

taso, del acero de refuerzo



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d) Tendrán que colocarse los aceros de columnas y placas, antes de proceder al

vaciado.

e) El espesor de losa es de 30 a 40 cm de acuerdo al diseño estructural. Se

tomara en cuenta las instalaciones sanitarias y eléctricas.

f) Se deben tomar en cuenta las juntas de dilatación

g) Si el suelo de cimentación tiene agua debe realizar operaciones de secado en

impermeabilización, con lo que evitaremos eflorescencias y las filtraciones.

3.3 CONCRETO ARMADO EN ELEMENTOS VERTICALES.

El concepto es el mismo sobre la parte de diseño, habrá que tener en

consideración las cargas actuantes sobre este tipo de elementos en

edificaciones podemos encontrar básicamente dos: Columnas de diferentes

formas y muros de corte (placas).

3.3.1 COLUMNAS

Estos elementos se encargan de soportar y transmitir las cargas hacia la

cimentación y por este motivo debemos tener presente que deberán ser mucho

más rígidos que los elementos horizontales, de acuerdo a las condiciones

arquitectónicas una variedad de formas de columnas por ejemplo circulares,

rectangulares, cuadradas, hexagonales, etc.

El proceso constructivo esta referido en el siguiente orden.

a) El emplazamiento de columnas deberá ser un solado de concreto pobre en el

cual se haya previamente definido la ubicación de la columna o muro de corte.

b) Una vez izado el acero de refuerzo se procederá a colocar los amarres

(vientos) con un mínimo de tres tensores.



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c) El concreto de columnas tendremos presente que deberemos aislar, el

concreto de sobrecimientos por ser de otra resistencia ver las maneras

incorrectas y correcta del procedimiento.

Incorrecto

Correcto

d) Finalmente se procede a retirar los templadores (vientos) y se encofra

colocando dados para respetar los recubrimientos de las especificaciones.

d) Antes de iniciar el vaciado debemos verificar la verticalidad del elemento y

al final del mismo nuevamente verificaremos y de ser el caso se corregirá, ya

que por el manipuleo al momento del vaciado esta se puede desaplomar.

3.4 CONCRETO ARMADO EN ELEMENTOS HORIZONTALES.

3.4.1 VIGAS

Estos elementos se encargan de soportar y transmitir las cargas hacia las

columnas por este motivo debemos tener presente que deberán ser lo

suficientemente rígidas para soportas las losas de entrepisos, y nunca más que

las columnas.


a) Se colocan los fondos de vigas, las cuales deben contener pies derechos,

sobre los cuales se fijaran los fondos de vigas.

b) Se habilitará el acero de refuerzo el cual se armará sobre esta y se

colocarán las tapas laterales, guardando en todo momento la característica de

estanqueidad.

Esto no se hace Esto se hace



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c) Una vez preparado el encofrado, es importante colocar los dados, que

garanticen los mínimos recubrimientos que la norma indica para estos

elementos, los que deben ser fijados de tal manera que no permitan que estos

se muevan al momento de vaciado

d) El vaciado de la mezcla de concreto, será preparada con agregados que no

excedan los 3/4 del tamaño máximo nominal, ya que de esta manara evitaremos

el entrampamiento del mismo y también consideraremos un asentamiento

(slump) adecuado que estará en función del tamaño del elemento, entre más

grandes las secciones podremos considerar asentamientos menores (2” a 3”).

3.4.1 LOSAS

Son elementos que por sus características geométricas largo y ancho contra

espesor resultan ser bastante rígidas frente a acción de cargas laterales, es

decir paralelas a su plano; en cambio por acción de cargas perpendiculares a su

plano resultan vulnerables, y es en ese sentido los criterios de diseño deben

ser considerados y tenemos que tomar en cuenta no sólo las cargas por peso

propio sino también las sobrecargas según el uso de la edificación.

Dentro de este tipo de elementos podemos mencionar las siguientes: Losas

aligeradas, losas macizas, losas nervadas, losas inclinadas (escaleras), etc.


a) El encofrado será de acuerdo al tipo de losa a construir, en el caso de losas

aligeradas, deberemos considerar el trazo para colocar las tablas, que serán los

fondos de viguetas, hoy en día se está trabajando con viguetas pre-fabricadas

lo que facilita mucho el proceso constructivo, cualquiera que fuera el caso las



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características de nuestro tendrá que tener: estabilidad, estanqueidad y

resistencia para soportar el trabajo al cual se someterá.

b) Se colocarán los dados que garanticen los recubrimientos del acero de

refuerzo, y tendremos a bien colocar todos los ductos para las instalaciones

sanitarias y eléctricas (nunca colocar cajas de luz en viguetas), se recomienda

que la tubería empleada sea del tipo pesada, ya que suele ocurrir que el proceso

de vaciado, estos tubos se quiebran o rompen.

(1) Viguetas pre-fabricadas con ladrillos especiales para este fin.

(2) Instalaciones, ubicadas en la columna de ladrillos No en viguetas

c) La colocación del acero de temperatura, debe ser respetando las

indicaciones (por lo general a 0.25m), el cual deberá estar suspendido 2,5 cm. Y

no como comúnmente se hace, que queda sobre el ladrillo.

d) Los ladrillos que limitan con vigas peraltadas, tendrán que ser taponados en

uno de los lados para evitar que el concreto de la losa, ingrese al mismo.

e) Para poder dar inicio al vaciado tenemos que estar completamente seguros

que las losa contiene todas las instalaciones debidamente aprobadas por la

supervisión; se iniciará el vaciado llenando primeramente vigas peraltadas, vigas

chatas, viguetas y finalmente losa. Todo esto bajo un orden de tal manera que

la colocación del concreto sea secuencial y no exista intervalos de tiempo muy

prolongados al depositarse cuando la capas está aún en un estado plástico

permitiendo la penetración del vibrador en todos los casos.



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Dados de recubrimiento para el Acero

de temperatura

Orden secuencial de vaciado

3.5 ASENTAMIENTO (SLUMP)

Esta prueba de asentamiento nos permitirá controlar el grado de trabajabilidad

del concreto por contenido de agua, debe efectuarse con frecuencia durante el

proceso del vaciado. La supervisión lo requerirá al momento de sacar una

muestra para ensayo de briquetas.

La prueba conocida como el cono de Abrahams, consiste en:

a) Cono metálico muy limpio, de acuerdo a las características y dimensiones

indicadas en la figura.

b) Afirmar el cono sobre la plataforma, parándose sobre las orejas y proceder

a llenar en tres partes, en cada una de estos tercios se harán 25 varilladas, de

tal manera que permitan la consolidación de la muestra, hasta enrasar la

superficie.

c) Levantar el cono verticalmente hacia arriba, con el cuidado del caso para

evitar que la muestra se altere, limpiar la superficie para que el cono este

sobre la plataforma, invertir el cono y proceder a medir la altura que existe

entre la varilla y la parte más alta del concreto.

Materiales para preparación de concreto para un metro cúbico.

(a)

( c )



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3.6 DOCIFICACIONES PARA DIFERENTES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

A continuación presentamos una tabla de diseño (Fuente: Cementos Lima S.A),

que nos dará una idea aproximada para las cantidades a emplear por metro

cúbico de concreto y para una bolsa de cemento, en ningún caso como

responsables de un proyectos asumiremos estas cantidades, ya que cada diseño

de mezcla es muy particular dependiendo de la calidad de su agregado.

3.7 TRANSPORTE Y COLOCACIÓN DEL CONCRETO

El concreto puede ser trasportado satisfactoriamente empleando varios

métodos; carretillas, chutes, buggys, elevadores (winche), baldes, fajas y

bombas. La decisión de que método emplear depende sobre todo de la cantidad

de concreto a vaciar o transportar, las distancias horizontales y verticales que

se tendrán que superar y finalmente las consideraciones económicas más

favorables.

3.7.1 EXIGENCIAS BÁSICAS PARA UN BUEN MÉTODO DE TRANSPORTAR

a) No debe ocurrir segregación, es decir separación de los componentes del

concreto. La segregación ocurre cuando se permite que parte del concreto se

mueva más rápido que el concreto adyacente. Por ejemplo el traqueteo de las

carretillas con ruedas metálicas tiende a producir que el agregado más grande

se hunda mientras que la lechada asciende a la superficie; cuando se suelta el

concreto desde una altura mayor de la 10m. el efecto es semejante



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b) No debe ocurrir pérdida de materiales, especialmente de la pasta de

cementos. El equipo debe ser estanco y su diseño debe ser tal que asegure la

transferencia del concreto sin derrames.

c) La capacidad de transporte debe estar coordinada con la cantidad de

concreto a colocar, debiendo ser suficiente para impedir la ocurrencia de

juntas frías.

d) Debe tenerse en cuenta que el concreto debe colocarse en capas

horizontales de no más de 60cm. de espesor y casa capa debe depositarse

cuando la capa inferior esta aún plástica permitiendo la penetración del

vibrador.

3.8 FORMAS DE VACIADO O COLOCACIÓN DEL CONCRETO

3.8.1 COLOCACIÓN DEL CONCRETO EN LA PARTE ALTA DE UNA FORMA

ANGOSTA.

a) CORRECTO: Descargar el concreto en una tolva que alimenta a su vez un chute flexible. De esta manera se evita la segregación, el encofrado y el acero permanente limpios hasta que el concreto los cubra.

b) INCORRECTO: Si se permite que el concreto del chute o del buggy, choque contra el encofrado o rebote contra el encofrado y la armadura, ocurrirá segregación del concreto y cangrejeras en la parte inferior.

3.8.2 CONSISTENCIA DEL CONCRETO EN FORMAS PROFUNDAS Y

ANGOSTAS



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a) CORRECTO: Lo correcto es utilizar un concreto cada vez más seco usando

un slump variable conforme sube el llenado de concreto en el encofrado.

b) INCORRECTO: No debemos considerar un slump constante, ya que esto

generará que por efectos de vibración, el exceso de agua aparezca en la parte

superior de la llenada, con pérdida de resistencia y durabilidad en las partes

altas.

3.8.3 COLOCACIÓN DEL CONCRETO A TRAVÉS DE ABERTURAS

Cuando tenemos elementos demasiado altos, por lo indicado anteriormente los

componentes más pesados tenderán a precipitarse con mayor velocidad

generando “cangrejeras”

a) CORRECTO: Colocar el concreto en un bolsón exterior al encofrado, ubicado junto a cada abertura, de tal manera que el concreto funja al interior de la misma segregación.

b) INCORRECTO: Si se permite que el chorro de concreto, ingrese a los encofrados en un ángulo distinto de la vertical. Este procedimiento termina, inevitablemente en segregación.

7.3.4 COLOCACION EN LOSAS

a) CORRECTO: Colocar el concreto contra la cara de concreto llenado o

vaciado, es decir que debemos tener en cuenta la secuencia y el orden

de vaciado y que exista continuidad en el mismo de tal forma que el

fraguado se pueda dar de la misma manera.



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b) INCORRECTO: Será colocar o vaciar el concreto alejándose de

concreto ya llenado dentro de un mismo paño, ahora en caso de losas

conformadas por varios paños se estila por comodidad del proceso

constructivo realizar el vaciado a manera de damero alternando los

paños a vaciar de tal manera que facilite el desencofrado y permita

hacer ahorro en el encofrado de los paños que quedan, los que

simplemente serían separados por materiales separadores (tecknopor).

3.8.5 COLOCACIÓN DEL CONCRETO EN PENDIENTES FUERTES

a) CORRECTO: Colocar una retención en el extremo para evitar la segregación y asegurar que el concreto permanezca en la pendiente y controlar la velocidad de caída.

b) INCORRECTO: Si se descarga el concreto del extremo libre del chute en la pendiente, ocurre segregación y el agregado grueso va la fondo de la pendiente.

Adicionalmente la velocidad de descarga tiende a mover al concreto a la parte inferior.

3.8.6 COLOCACIÓN DE CONCRETO A TRAVÉS DE BOMBAS

a) El bombeo es un sentido muy eficiente y seguro para transporta concreto,

generalmente se emplea para salvar grandes alturas y cuando tenemos

volúmenes considerables.

b) Debe tenerse en cuenta lo siguiente:



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c) No se puede bombear concreto con mas de 3’’ de slump; ya que de ocurrir eso

regresara el concreto y la tubería se obstruirá.

d) No se puede bombear concreto con menos de 7 bolsas de cemento por medio

cúbico, ya que el cemento es el lubricante y por debajo de esas cantidades es

insuficiente el concreto atascara la tubería.

e) Antes de iniciar el bombeo del concreto de lubricante la tubería, bombeado

una mezcla muy rica en cemento o alternativamente, un tapón que impida un

flujo descontrolado.

f) El bloqueo de la tubería puede ocurrir por: bolsón de aire, concreto muy seco

o muy fluido, concreto mal mezclado, falta de arena en el concreto, concreto

dejado demasiado tiempo en la tubería y por el escape de lechada por las

uniones.

g) Lo correcto al momento de vaciado, es que la altura de la manguera este lo

más próxima a la zona de vaciado.

3.9 CONSISTENCIA DE UN CONCRETO:

El concreto tal como se coloca en el molde tiene una cantidad importante de

aire atrapado. Si se le permitirá endurecer en esta condición el concreto

resultante no será uniforme, por consiguiente tendríamos un concreto débil,

poroso y de mala apariencia. La mezcla debe ser dosificada si ha de tener las

propiedades normalmente deseadas y si ha de realizar el potencial del

Concreto.



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3.10 COMPACTACION DEL CONCRETO:

Se llama compactación al proceso de retirar el aire atrapado por el concreto

fresco colocado en e molde o encofrado. Se puede emplear varios métodos y

técnicas como por ejemplo: la trabajabilidad de la mezcla, las condiciones de

colocación y el grado de aireación requerida.

3.11 TRABAJABILIDAD DEL CONCRETO:

La trabajabilidad es la propiedad de la mezcla de concreto que determina la

facilidad con que puede ser manipulado, compactado y terminado.

Incluye características como la consistencia, la cohesividad y la fluidez.

Si bien la trabajabilidad depende de tamaño, gradación y forma del agregado y

de la proporción cemento –agregado, el control primario de la misma se realiza

variando la consistencia, a través de modificaciones del contenido de agua.

Para determinar el grado de consistencia en obra se tendrá que realizar un

ensayo denominado como el método del cono de Abrahms, o más conocido como

la prueba de “SLUMP”.

Si falta trabajabilidad el concreto no se compactara adecuadamente y se hay

exceso de trabajabilidad se estará empleando una mezcla más costosa y de

inferior calidad.

A continuación se presenta un cuadro en donde se aprecian las diferentes

estados de consistencia

consistencia Slump (PULG) Método de compactación

Tiesa

Tiesa-plástica

Plástica

Fluida

0 @ 1”

1” @ 2”

3” @ 4”

5”

Vibración y presión

Vibración normal

Vibración

Chuceado

3.12 MÉTODOS COMPACTACIÓN:

3.12.1 Manuales: Cierto grado de compactación se obtiene por la simple acción

de la gravedad al depositar el concreto en los encofrados. Esto es

particularmente cierto para mezclas de consistencia fluida; que requieren

energía de compactación muy pequeña; tal como el chuceado manual sin embargo



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la calidad del concreto obtenido de esta manera es realmente pobre, por la

elevada relación agua / cemento.

3.12.2Mecánico: El método de compactación más usual es la vibración la

vibración se adapta especialmente a mezclas consistencia TIESA Y TIESA-

PLASTICA, debiendo en cada caso suministrar la cantidad energía necesaria.

3.13 VIBRACIÓN:

La vibración consiste en someter al concreto a impulsos vibratorios rápidos, los

que “licuefactan” el momento reduciendo drásticamente la fricción interna. En

esta condición el concreto se asienta, como un líquido, por acción de la

gravedad. Al descontinuarse la vibración, la fricción interna se restablece.

El proceso de compactación por vibración consta de dos etapas que muchas

veces ocurren simultáneamente.

a) Subsistencia. En el concreto pierde su forma inicial, se ubica en los

encofrada, rodea la armadura y se eliminan los grandes bolsones sé aire y

quedan burbujas.

b) De- aireación: En que se retiran gran parte de las burbujas de aire,

obteniéndose una mezcla densa, resistente y de buen acabado. Este proceso

debe prolongarse hasta que visualmente se constate que no hay burbujas

grandes. No se posible a remoción total del aire.



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3.13.1 CONSIDERACIONES AL MOMENTO DE VIBRAR.

a) CORRECTO: Los vibradores deben

penetrar verticalmente unos 10 cm. En la llenada previa. La ubicación de los vibradores debe ser a distancia regulares, sistemáticas para obtener la compactación correcta.

b) INCORRECTO: Si se presenta al azar, en diferentes ángulos y espaciamientos sin alcanzar la llenada previa, se impide la obtención del monolitismo del concreto.

3.14.2 COMO SE PRODUCE A FUERZA DE VIBRACIÓN:

El movimiento de un vibrador sigue las leyes del movimiento armónico simple,

caracterizados porque las particulares siguen ondas sinusoidales.

a) Cuando el vibrador es introducido n el concreto, a cabeza vibradora, bajo

carga, tiene una amplitud menor que la amplitud libre. El concreto es sometido

a impulsos vibradores que producen ondas que emanan perpendicularmente a la

cabeza son las responsables de la compactación.

b) La energía de compactación y su área efectiva de acción dependen del peso

de la excéntrica (W), de la amplitud (a) y de la aceleración (A.

c) A continuación se presenta una clasificación aproximada de vibradores y su

campo de aplicación.

USO CARACTERÍSTICAS CONDICIONES

VIBRADO

Cons

iste

ncia

de

l co

ncre

to

Tam

año

de

secc

ione

s

Not

as

Diá

met

ro d

e Ca

beza

l (c

m)

Fr

ecue

ncia

(c

iclo

s/s)

Fuer

za (

Kg)

Cent

rifu

ga e

n Kg

Ace

lera

ción

g2

Am

plit

ud L

ibre

en

cm

Radi

o de

acc

ión

en (

cm)

Ritm

o de

co

loca

ción

(m

3/h)

Plástica < 15 cm 1 2-4 170-250 45-180 40-200 0.04-

0.08

8-15 0.8 – 4



35

Plástica - 2 3-6 150-225 140-

400

40-200 0.05-

0.10

13-25 2.3 – 8

Tiesa-

plástica

- 2 5-9 130-200 320-

900

40-200 0.06-

0.13

18 - 35 4.6 – 15

Tiesa -

plástica

Concreto

masivo

3 8-15 120-180 680-

1800

40-200 0.08-

0.15

30 -50 11 - 31

Notas:

1.- Complemento para vibradoras más grandes. 2.- Construcción en general. 3.- Construcción pesada.



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CAPITULO 3, Obras de concreto armado

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