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    INTRODUCCION

    Como en todas las civilizaciones, el hombre siempre ha buscado en lugar para poder

    vivir, es decir, un hbitat. A medida que han pasado los aos aquel ha tenido y tiene

    que lidiar con la fuerzas de la naturaleza cuando de construccin se trata. En siglos

    anteriores las construcciones eran bsicamente de adobe, quincha, barro y /o yeso, esdecir, materiales que eran fciles y econmicos de obtener acompaados de la

    tecnologa de la poca. Pero el factor fundamental por el cual el hombre y/o industria de

    la construccin ha ido perfeccionndose, ha sido el tener que hacer frente a las fuerzas

    naturales a las cuales estamos impunes sobre la tierra, es decir, terremotos, vientos

    huracanados, ciclones, entre otros.

    Nuestro pas se encuentra ubicado en una zona de alta actividad ssmica, debido a esto

    es importante que los ingenieros civiles tengan una adecuada capacidad para realizarun anlisis y diseo sismo-resistente.

    El concreto armado es un material muy utilizado en nuestro medio por lo que los

    ingenieros civiles deben tener un debido conocimiento del comportamiento y diseo del

    concreto reforzado.

    La teora que sustenta el anlisis estructural y la filosofa de los reglamentos que

    norman los diseos deben ser conocidas por todo ingeniero que se dedique al clculo,

    diseo y/o construccin.

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    INDICE

    INTRODUCCION ........................................................................................................................ 1

    INDICE ........................................................................................................................................ 2

    OBJETIVOS ................................................................................................................................ 4

    HISTORIA DEL CONCRETO ARMADO ...................................................................................... 4

    1. EL CONCRETO ARMADO EN EL PER................................................................................... 8

    VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CONCRETO ARMADO ...................................................... 9

    1. VENTAJAS: ..................................................................................................................................... 9

    2. DESVENTAJAS ............................................................................................................................ 11

    DISEO DE CONCRETO ARMADO ......................................................................................... 11

    1. Premisas de diseo del concreto reforzado ............................................................................. 11

    2. MTODOS DE DISEO:............................................................................................................. 12

    2.1. DISEO POR ESFUERZOS ADMISIBLES: .................................................................... 12

    2.2. MTODO DE RESISTENCIA LTIMA ............................................................................. 13

    2.3. FACTORES DE REDUCCIN DE RESISTENCIA - RESISTENCIA DE DISEO .... 17

    2.4. FACTORES DE REDUCCIN DE RESISTENCIANORMA PERUANA................. 18

    2.5. FACTORES DE CARGA (RESISTENCIA REQUERIDA).............................................. 19

    2.6. DISEO LMITE.................................................................................................................... 202.7. EL METODO DE DISENO POR DESEMPEO SISMICO ............................................ 23

    ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO ................................................................. 25

    ................................................................................................................................................................. 25

    1. AGUA: ............................................................................................................................................ 25

    2. CEMENTOS: ................................................................................................................................. 26

    3. AGREGADOS: .............................................................................................................................. 27

    4. ADITIVOS ...................................................................................................................................... 28

    Inclusores de aire: .................................................................................................................... 28

    Fluidizantes: .............................................................................................................................. 28

    Retardantes del fraguado: ....................................................................................................... 29

    Acelerantes de la resistencia: ................................................................................................. 29

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    Estabilizadores de volumen: ................................................................................................... 29

    Endurecedores: ......................................................................................................................... 29

    MEZCLADO, TRANSPORTE, COLOCACIN Y CURADO DEL CONCRETO .......................... 30

    1. Mezclado del concreto: ................................................................................................................ 30

    2. Transporte y colocacin del concreto ........................................................................................ 31

    RESISTENCIA DEL CONCRETO ............................................................................................. 33

    1. RESISTENCIA A LA COMPRESIN ........................................................................................ 34

    2. RESISTENCIA A LA COMPRESIN DE DOSIFICACIN:................................................... 34

    3. RESISTENCIA A LA TENSIN:................................................................................................. 35

    4. RESISTENCIA A LA FLEXIN: ................................................................................................. 37

    5. CORRELACIONES ENTRE LA RESISTENCIA A LA FLEXIN Y LAS RESISTENCIAS A

    LA COMPRESIN Y TENSIN: ........................................................................................................ 37

    6. FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA DEL CONCRETO................................... 38

    TIPO DE CEMENTO ................................................................................................................ 38

    TIPOS DE AGREGADOS ....................................................................................................... 39

    TIPO DE AGUA DE MEZCLA................................................................................................ 39

    VARIACION EN EL VOLUMEN DEL CONCRETO .................................................................... 40

    1. VARIACIONES DE VOLUMEN POR CONTRACCIN DE FRAGUA................................. 40

    2.

    DEFORMACIN PLSTICA O CREEP.................................................................................... 43

    3. VARIACIONES DE VOLUMEN POR TEMPERATURA ......................................................... 45

    ANEXO ..................................................................................................................................... 46

    BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................................... 47

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    OBJETIVOS

    Contribuir a la mejora de la enseanza de los cursos de Concreto Armado 1

    Aprender a interpretar los aspectos fundamentales del comportamiento de

    secciones y elementos simples de Concreto Armado.

    Saber las normas de las disposiciones contenidas en los Cdigos y Normas de

    Concreto Armado, en especial de la Norma Peruana, de tal modo que estas

    disposiciones no se conviertan en reglas o recetas absolutas que se apliquen

    sin conocer su procedencia, limitaciones y alcances.

    Conocer las fallas en elementos y estructuras de concreto armado y el

    comportamiento de elementos.

    HISTORIA DEL CONCRETO ARMADO

    Probablemente, fueron los romanos los primeros que fabricaron en mayor escala el

    concreto, utilizando arena y gravilla, con la ayuda de aglutinantes naturales hidrulicos.

    Como cemento natural emplearon tierras volcnicas, llamadas tambin puzolanas porel yacimiento ms conocido Pozzuoli. Con este material fabricaron, sobre todo, tuberas

    e instalaciones portuarias, de las que han llegado restos hasta nuestros das.

    En el ao 1824, el maestro albail y constructor ingles Aspdin logro, artificialmente,

    fabricar un aglutinante hidrulico quemando arcilla y cal. Por su semejanza con las

    piedras portland, apreciadas para la construccin, lo denomino cemento portland (34).

    En 1855 se fund en Stettin la primera fbrica de cemento de Alemania.

    Alrededor de la mitad del siglo pasado se conoca generalmente el refuerzo de piezas

    de CONCRETO mediante elementos de hierro. En la exposicin mundial que tuvo lugar

    en pars en el ao 1854, el francs Lambot expuso una lancha de remos fabricada de

    CONCRETO armado con alambre, y en 1855 la hizo patentar. En su libro les btons

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    agglomers appliqus lart de construir ( aplicaciones del CONCRETO al arte de la

    construccin), Francois Coignet propuso en el ao 1861 la aplicacin del CONCRETO

    armado para techos, paredes de carga, bvedas y tubos, dominando ya, al parecer, las

    reglas bsicas del comportamiento resistente de este material de construccin.Entretanto, el jardinero francs Monier, que trabajaba dentro del ms puro estilo

    emprico, se dedicaba a la fabricacin de macetas del CONCRETO armado con

    alambre, e hizo patentar la idea en 1867. En 1873 patento la misma tcnica para la

    construccin de puentes y en el ao 1878, a mayor escala, para la fabricacin de

    recipientes, techos, vigas rectas y curvadas y otros similares. En 1875 construyo el

    primer puente de concreto armado para el paso de peatones con 16,5 m de largo y 4 m

    de ancho, que cruzaba un riachuelo en el parque de un castillo francs.

    Mientras que las patentes de Monier no estaban basadas en ninguna explicacin

    terica sobre el comportamiento resistente, sino que las aplicaciones propuestas para la

    utilizacin de concreto armado se basaban nicamente en la experiencia prctica, en

    Inglaterra y EE. UU. Hyatt, Jackson y Ransom trataban ya a mediados del siglo 19 de

    explicar mediante ensayos el juego de fuerzas en vigas y paneles de concreto armado.

    En el ao 1877 se public un informe sobre pruebas realizadas en donde se explicaba

    ya la adherencia entre el acero y el concreto as como la finalidad de las armaduras deacero como elementos tensados. Pruebas correspondientes demostraron tambin la

    buena resistencia al fuego del nuevo material de construccin.

    Junto a este sistema de Monier se desarrollaron en Francia y Blgica otros mtodos de

    construccin con concreto armado. Sus autores fueron Cottancin, Bordenave, Coignet

    (35). Uno de los sistemas que ms que aceptacin tuvo fue el de Hennebique que es

    considerado adems el inventor de la viga en forma de T. una filial italiana de su

    empresa construy en 1910-1911 el puente del resurgimiento sobre el rio Tiber enRoma. Durante mucho tiempo este puente se calific como la edificacin ms audaz de

    CONCRETO armado, siendo la luz del arco de 100m y la flecha de solo 10m.

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    El severo reglamento de polica de construccin y la marcada inclinacin por la teora

    dificultaron, en principio, la introduccin de la construccin con CONCRETO armado en

    Alemania. Wayss obtuvo en 1886 las patentes de Monier de dos empresas

    constructoras alemanas (Freytag und Heidschuch en Neustadt /hartd y martenstein undJoisseaux en Offenbach que a su vez las haban adquirido del concesionario en 1884

    para su explotacin en el sur de Alemania. Fundo en Berln una empresa para

    construcciones de concreto armado e hizo realizar pruebas para aclarar el

    comportamiento resistente. El gobierno prusiano envi al arquitecto oficial Koenen para

    asistir a estas pruebas. En 1887 se public el folleto El sistema Monier, armazones de

    hierro cubiertos de cemento, en el cual Wayss explicaba el sistema de Monier e

    informaba sobre los ensayos y los resultados obtenidos. En este mismo folleto, Koenendesarrollo un mtodo de clculo que, no obstante, resulto aun algo incompleto. En 1894

    Ed. Coignet y de Tdesco publicaron en Francia un mtodo ms acertado, en el que

    tuvieron en cuenta la diferente elasticidad del CONCRETO y del acero, tal como lo hizo

    ya Neumann en 1890. Otros ensayos realizados por Bauschinger, Bach y otros,

    confirmaron el favorable comportamiento resistente y la gran seguridad frente al fuego

    del nuevo material de construccin y contribuyeron, junto con construcciones logradas,

    a establecer tambin el Alemania la confianza en la nueva forma de construir. En 1898

    se fund la sociedad alemana de CONCRETO (de Huser y Eugen Dyckerhoff).

    En 1902 se public la primera edicin de la obra la construccin con concreto armado,

    su aplicacin y su teora que marcaba la pauta para el futuro desarrollo del mtodo de

    construccin con concreto armado, que en aquel tiempo trabajaba todava en la

    empresa Wayss und Freytag, expuso en este libro una teora de validez general para el

    clculo y el dimensionamiento de piezas de concreto armado, la que en los aos

    siguientes, siendo profesor en la escuela tcnica superior de Stuttgart, amplio y

    consolido estimulando y valorando las pruebas realizadas por Bach y Graf. Esta teora

    formo la base para las directrices que esperaban muchos interesados. Ya en el ao

    1903 se editaron en Suiza las primeras normasprovisionales. En 1904 la Sociedad de

    concreto armado alemana publico las Directrices Provisionales para la preparacin,

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    ejecucin y el control de piezas de CONCRETO armado. El comit alemn para

    CONCRETO armado con hierro (actualmente comit alemn para concreto armado),

    nacido de la sociedad de CONCRETO armado, aprob en 1916 la primera edicin de

    las determinaciones para la ejecucin de edificaciones de concreto armado, las DIN

    1045 que tambin en otros pases sirvieron de gua para la elaboracin de

    determinaciones propias.

    Durante la primera guerra mundial, en los EE. UU. Se realizaron los primeros ensayos

    con concreto armado aligerado.

    El desarrollo del mtodo de construccin con concreto armado hasta llegar a la

    segunda guerra mundial, segn las lneas trazadas por Morsch, se caracterizaba sobre

    todo por el alcance de nuevas dimensiones para sistemas de soporte conocidos y por la

    creacin de nuevas formas de construccin tpicas del material. Como ejemplos se

    mencionan:

    Durante la segunda guerra mundial, y todava durante algn tiempo despus, el

    desarrollo de la construccin con CONCRETO armado se fren en Alemania. Despus.

    Merecen ser mencionados los esfuerzos para conseguan una construccin con

    concreto armado ms lograda, el desarrollo de aceros nervados para mejorar la

    adherencia, as como la mayor racionalizacin y la prefabricacin para reducir elaumento progresivo de los salarios comparado con el costo de material.

    Alrededor del ao 1960 se empez con los preparativos para la nueva una nueva

    edicin de la directriz DIN 1045 que databa del ao 1916 y de las correspondientes

    normas. En lo referente al clculo y dimensionado del concreto armado. Esta nueva

    edicin se basa sobre todo en los fundamentos elaborados por Rusch (dimensionando

    segn el mtodo de la carga limite) y por Leonhardt y Kupfer (dimensionado de

    cizallamiento). Con la nueva norma DIN 1045, que ha sido revisada en su totalidad yque entro en vigor en el ao 1973, el mtodo de construccin con CONCRETO armado

    est de acuerdo con el ms moderno concepto de la ciencia y de la tcnica. En el

    mismo ao se editaron tambin directrices para concreto aligerado y concreto armado

    aligerado de estructura compacta.

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    1. EL CONCRETO ARMADO EN EL PER

    El concreto armado en el Per se comenz a usar por los aos 20

    aproximadamente, este material de construccin consta de la unin del concreto

    (cemento, arena y piedra) ms el acero de refuerzo. El concreto es una especie demaza pegante que tiene la propiedad de endurecer con el tiempo y es muy resistente a

    la compresin, mientras tanto el acero al tener la propiedad de resistir a la traccin y al

    ser corrugado, permite que el concreto se le adhiera formando as la dupla perfecta en

    un sistema constructivo. El concreto armado (sin dejar de lado la cimentacin de toda

    estructura) es aquel que la da rigidez y estabilidad a toda estructura. A lo largo de los

    aos los ingenieros se han visto obligados a modificar los estndares de resistencia de

    acuerdo a las zonas donde se construye, es decir, ahora se tiene en consideracin siuna zona es ssmica o no, como por ejemplo, la isla de Japn al estar ubicada sobre 4

    placas tectnicas, sus sistemas constructivos varan constantemente y la produccin

    del concreto no es ajena a estos cambios. En el caso de nuestro pas, que tambin est

    sobre zona ssmica, los constructores se basan en el factor de seguridad Nro2 para el

    acero y 210kg/cm2 para concreto, lo cual permite obtener una resistencia de sismo

    grado 8 en las edificaciones antissmicas.

    Se tiene que afirmar, lamentablemente, que el Per ha sufrido, a lo largo de su

    historia, fuertes desastres naturales. Estos, obviamente, fueron (y an lo son)

    imprevisibles, pero si se hubiera tomado las medidas necesarias, si se hubiera utilizado

    de manera correcta los recursos destinados a las mejoras de las viviendas y obras

    pblicas, tal vez no se hubiera tenido que lamentar la prdida de muchas vidas.

    La construccin es una tcnica y arte que requiere de anlisis, felizmente se puede

    afirmar que en la actualidad el pas si cuenta con tecnologa de construccin para poder

    hacer frente a los desastres naturales, contamos con una de las mejores productoras

    de acero del mundo, como lo es Aceros Arequipa, la industria del concreto se haespecializado en la produccin de este elemento, y hoy se cumplen con los estndares

    de calidad que exigen las normas que ordenan los organismos respectivos como el

    colegio de ingenieros y el ministerio vivienda y construccin.

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    La construccin con tica y responsabilidad adems de brindarnos seguridad

    impulsa la economa del pas, ya que este sector ve involucrado varias industrias, lo

    cual lo convierte en un motor econmico.

    (http://construccionesenlahistoria.blogspot.com.)

    VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CONCRETO ARMADO

    1. VENTAJAS:

    Es una material con aceptacin universal, por la disponibilidad de los materiales

    que lo componen.

    Tiene una adaptabilidad de conseguir diversas formas arquitectnicas.

    Tiene la caracterstica de conseguir ductilidad.

    Posee alto grado de durabilidad.

    Posee alta resistencia al fuego. (Resistencia de 1 a 3 horas)

    Tiene la factibilidad de lograr diafragmas de rigidez horizontal. (Rigidez:

    Capacidad que tiene una estructura para oponerse a la deformacin de una fuerza o

    sistema de fuerzas).(Gonzlez Cuevas, 1995)

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    Capacidad resistente a los esfuerzos de compresin, flexin, corte y traccin.

    La ventaja que tiene el concreto es que requiere de muy poco mantenimiento

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    2. DESVENTAJAS

    Peso de los elementos que se requieren en las edificaciones por su gran altura, como

    ejemplo tenesmo si las edificaciones tienen luces grandes o volados grandes las vigas

    y losas tendran dimensiones grandes esto llevara a generar mayor costo enla construccin de la edificacin.

    Por otro lado los elementos arquitectnicos que no tiene estructura ya sean

    tabiques o muebles pueden ser cargar gravitatorias ya que aumentaran la fuerza

    ssmica por su gran masa.

    La adaptabilidad al logro de formas diversas ha trado como consecuencia configuraciones

    arquitectnicas muy modernas e impactantes pero con deficiente

    comportamiento ssmico. Requiere de encofrado lo cual implica su habilitacin, vaciado, espera hasta que

    el concreto alcance la resistencia requerida y desencofrado. Con el tiempo que

    estas operaciones implican. El costo del encofrado puede alcanzar entre un

    tercio y dos tercios del costo total de la obra.

    Requiere de un permanente control de calidad, pues sta se ve afectada por las

    operaciones de mezcla, colocacin, curado, etc. (Gonzlez Cuevas, 1995)

    DISEO DE CONCRETO ARMADO

    1. Premisas de diseo del concreto reforzado

    El diseo estructural de concreto reforzado se base en algunas suposiciones o

    premisas fundamentales que se indican seguidamente:

    Las fuerzas internas (momentos de flexin, fuerzas cortantes y esfuerzos

    normales y cortantes), estn en equilibrio con las cargas externas en la seccin.

    La deformacin unitaria de una barra de refuerzo embebida es la misma que ladel concreto que la circunda, lo que quiere decir que se supone que existe una

    adherencia perfecta entre la interface del concreto y el acero.

    Las secciones transversales planas antes de la aplicacin de las cargas

    permanecen planas cuando el elemento se carga.

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    Debido a que la resistencia a la tensin del concreto es pequea comparada con

    su resistencia a la compresin, se supone en general que el concreto no es

    capaz de resistir esfuerzos de tensin.

    La teora se basa en las relaciones esfuerzo - deformacin reales y en laspropiedades de los materiales (concreto y acero).(ICOTEC (Escuela Ingenieria en Construccion

    Instituto Tecnologico de Costa Rica)

    2. MTODOS DE DISEO:

    2.1. DISEO POR ESFUERZOS ADMISIBLES:

    Durante muchos aos el concreto armado se dise utilizando el mtodo (filosofa)

    denominado Diseo por Esfuerzos Admisibles (en ingls WSD, Working Stress Design),

    tambin denominado Diseo Elstico. En breve resumen, este mtodo establece que

    para las cargas de trabajo (servicio) ningn punto de la estructura puede tener un

    esfuerzo superior a un valor admisible que garantice que la estructura permanezca en

    el rango elstico. Est basado en:

    El anlisis y el diseo de la estructura o elemento estructural se realizan bajo

    combinaciones de las cargas de servicio sin amplificar.

    Se asume que el concreto bajo cargas de servicio se comporta linealmente, esto

    es aproximadamente vlido siempre y cuando el esfuerzo de compresin en elconcreto no exceda de aproximadamente 0.4 a 0.5 fc.

    Los esfuerzos en el acero y en el concreto, bajo cargas de servicio, no deben

    exceder de ciertos valores fijados por la Normas, valores conocidos como

    esfuerzos admisibles o permisibles. Por ejemplo para el diseo por flexin de

    una seccin de concreto armado, los esfuerzos admisibles suelen ser:

    El coeficiente de seguridad se fija sobre los esfuerzos del concreto y del acero

    como una fraccin de sus resistencias (fc, fy).

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    El WSD se utiliz desde principios de 1900 hasta finales de la dcada del 60. Debido a

    las numerosas deficiencias que presentaba, a partir de la publicacin del ACI-63 se

    inici una rpida transicin hacia el Diseo por Resistencia. (Blasco, 1997)

    2.2. MTODO DE RESISTENCIA LTIMA

    En sus inicios se le denomin Diseo por Resistencia Ultima o Diseo a la Rotura

    (Ultimate Strength Design o USD), hoy en da se le conoce principalmente con el

    nombre de Diseo por Resistencia (Strength Design Method).

    Este se ha convertido en el mtodo principal para el diseo de estructuras de Concreto

    armado alrededor del mundo la esencia de este mtodo es disear las secciones de

    concreto armado considerando deformaciones inelsticas para alcanzar la resistencia

    mxima (concreto resistencia mxima, acero cediendo), al aplicarse la carga mxima a

    la estructura, igual a la suma de cada carga de servicio multiplicada por su factor

    respectivo de carga. Los momentos flexionantes y fuerzas que actan en las

    estructuras estticamente indeterminadas bajo carga mxima se calculan suponiendo

    un comportamiento elstico lineal de la estructura hasta la carga mxima.

    Algunas de las razones para la tendencia hacia el diseo por resistencia mxima

    son las siguientes:

    Las secciones de concreto armado se comportan inelsticamente bajo cargaselevadas, en consecuencia, la teora elstica no puede dar una prediccin

    segura de la resistencia mxima de los miembros, ya que las deformaciones

    inelsticas no se toman en consideracin; en consecuencia, para las estructuras

    diseadas por el mtodo del esfuerzo de trabajo, se desconoce el factor exacto

    de carga (carga mxima/carga de servicio), el que vara de estructura a

    estructura.

    El diseo por resistencia ltima permite una seleccin ms racional de los

    factores de carga. Por ejemplo, se puede utilizar un factor de carga bajo para

    cargas conocidas con mayor precisin, tales como cargas muertas y un factor de

    carga ms elevado para cargas conocidas con menos precisin, las cargas vivas

    por ejemplo.

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    La curva esfuerzo-deformacin para el concreto es no lineal y depende del

    tiempo. Por ejemplo, las deformaciones por flujo plstico para el concreto bajo

    esfuerzo sostenido constante pueden ser varias veces mayores que la

    deformacin elstica inicial. En consecuencia, el valor de la relacin modular(relacin del mdulo elstico del acero al del concreto) utilizada en el diseo por

    esfuerzo de trabajo es una aproximacin burda. Las deformaciones por flujo

    plstico pueden provocar una redistribucin apreciable del esfuerzo en las

    secciones del concreto reforzado, lo que implica que los esfuerzos que existen

    realmente bajo cargas de servicio a menudo tienen poca relacin con los

    esfuerzos de diseo. Por ejemplo, el acero de compresin en las columnas

    puede alcanzar la resistencia de cedencia durante la aplicacin prolongada decargas de servicio, aunque este efecto no es evidente del anlisis elstico si se

    utilizan los valores recomendados normalmente para la relacin modular. El

    diseo por resistencia mxima no requiere conocer la relacin modular.

    El diseo por resistencia mxima utiliza reservas de resistencia resultantes de

    una distribucin ms eficiente de los esfuerzos permitidos por las deformaciones

    inelsticas, y en ocasiones indica que el mtodo elstico es muy conservador.

    Por ejemplo, el acero de compresin en las vigas doblemente reforzadas por lo

    general alcanza la resistencia de cedencia bajo carga mxima, y sin embargo, la

    teora elstica puede indicar un esfuerzo bajo en este acero.

    El diseo por resistencia mxima utiliza con mayor eficiencia el refuerzo de alta

    resistencia, y se pueden utilizar peraltes ms pequeos en vigas sin acero de

    compresin.

    El diseo por resistencia mxima permite al diseador evaluar la ductilidad de la

    estructura en el rango inelstico. Este es un aspecto importante cuando se

    considera la redistribucin posible de los momentos de flexin en el diseo porcargas de gravedad y en el diseo por cargas ssmicas o de explosiones.

    Este mtodo es en esencia un diseo por estados lmites, con la particularidad

    que la atencin se centra en los estados lmites ltimos. Los estados lmites de servicio

    se verifican luego del diseo de los refuerzos de acero.

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    Vale la pena transcribir los artculos 10.1.1 y 10.1.2 de la Norma De Concreto E-060

    en los cuales se establece la filosofa del Diseo por Resistencia:

    Artculo 10.1.1:Las estructuras y los elementos estructurales debern disearse para

    obtener, en todas sus secciones, resistencias de diseo por lo menos iguales a lasresistencias requeridas, calculadas para las cargas amplificadas en las combinaciones

    que se estipulan en esta Norma.

    Artculo 10.2.2:Las estructuras y los elementos estructurales tambin debern cumplir

    con todos los dems requisitos de esta Norma, para garantizar un comportamiento

    adecuado en los niveles de cargas de servicio.

    El trmino resistencia hay que entenderlo en un sentido amplio, es aplicable a

    cualquier solicitacin o fuerza de seccin, tal como: flexin, cortante, carga axial,torsin, etc. o a combinaciones de estas.

    Cuando por ejemplo, en una viga sometida a un grupo de cargas externas, la

    flexin hace que se alcance la resistencia de alguna o varias secciones, es decir

    cuando una o varias secciones alcanzan a su mxima capacidad, se dice que se ha

    alcanzado o se ha agotado la resistencia a la flexin o se ha superado el momento

    resistente o la capacidad en flexin de la seccin .

    El elemento estructural o la estructura soportarn en forma segura las cargas o

    solicitaciones, si en cada seccin se cumple:

    Las expresiones 4-5, 4-6 y 4-7 son totalmente equivalentes y son las expresiones

    bsicas para el diseo por el estado lmite ltimo de rotura o para el Diseo por

    Resistencia.

    Ya que las resistencias y las cargas son variables aleatorias independientes, esconveniente contar con un juego de factores que tomen en cuenta la variabilidad de la

    resistencia y con otro juego de factores que tomen en cuenta la variabilidad en los

    efectos que producen las cargas externas en la estructura.

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    Es decir, para contemplar la posibilidad de que la resistencia sea menor que la

    calculada o predicha y que los efectos de las cargas sean mayores que los calculados o

    estimados deber cumplirse:

    Dnde:

    Rn = Resistencia de Diseo o resistencia suministrada o proporcionada.

    = Factor de Reduccin de Resistencia, menor que la unidad.

    Rn = Resistencia Nominal, corresponde a aqulla calculada mediante un modelo

    mecnico del comportamiento del elemento frente a determinada solicitacin o

    combinacin de solicitaciones, utilizando los valores nominales de las

    resistencias especificadas para el concreto y el acero, las dimensiones delelemento y el acero de refuerzo indicados en los planos. Los valores nominales

    de las resistencias del concreto y del acero se refieren a la resistencia

    determinstica especificada como calidad de los materiales.

    S1, S2, S3...= Efecto de las cargas de servicio especificadas (muertas, vivas,

    sismo, viento, empuje de lquidos o suelos, etc.), en este caso tambin son

    nominales.

    C1, C2, C3... = Factores de Carga o de amplificacin o de mayoracin.

    La ecuacin 4-8 aplicada a los distintos tipos de solicitaciones y grupos de carga

    que pueden estar presentes en un elemento estructural, se puede escribir como:

    Para Flexin:

    Para Corte:

    Para Axial:

    Por ejemplo, la Norma Peruana, para el diseo por flexin de una viga, sometida

    nicamente a cargas de gravedad y de uso (muerto y vivo), exige que en todas las

    secciones se cumpla:

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    Donde Md es el momento flector ocasionado por las cargas muertas y Ml el

    ocasionado por las cargas vivas, ambas en servicio.El ACI-99, para el mismo grupo de cargas exige:

    El ACI-02, basado en las combinaciones especificadas por el ASCE 7-98, que unifica

    los factores de carga y combinaciones de carga para su uso en estructuras de concreto,

    acero, madera, ladrillo, para el mismo grupo de cargas, exige:

    De la comparacin de las expresiones 4-12 y 4-13, resulta claro que para este grupo de

    cargas, el factor de seguridad mnimo exigido por la Norma Peruana, es mayor que el

    exigido por el ACI-99 .La comparacin de las expresiones 4-13 y 4-15 indica que el

    ACI-02 ha reducido el factor de seguridad global para este grupo de cargas (muertas y

    vivas).(Harmsen., 2002)

    2.3. FACTORES DE REDUCCIN DE RESISTENCIA - RESISTENCIA DE

    DISEOLos factores de reduccin de resistencia () afectan a las resistencias nominales de las

    secciones y toman en cuenta las siguientes incertidumbres:

    a) La Variabilidad en la Resistencia

    Variabilidad en la resistencia de los materiales. En nuestro caso del concreto

    y del acero. La diferencia entre la resistencia del concreto de la probeta de

    laboratorio con el concreto realmente colocado en obra.

    Diferencias entre las dimensiones indicadas en los planos y la construccin

    real y las tolerancias en la colocacin del acero.

    Incertidumbre del modelo mecnico en que se basa la determinacin de

    resistencia nominal del elemento o seccin. Inexactitudes, suposiciones y

    simplificaciones en las ecuaciones que utilizamos para predecir la resistencia.

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    b) Las Consecuencias de la Falla del elemento. La importancia del Elemento dentro

    de la estructura y las consecuencias de la falla del mismo. En un edificio, por

    ejemplo, las columnas suelen ser elementos cuya falla entraa ms peligro que

    la falla de una viga. Adicionalmente la resistencia a compresin de las columnases sensible a las variaciones en la resistencia del concreto (fc) mientras que las

    vigas son poco sensibles a estas variaciones.

    c) El Tipo de falla del elemento, asociada con la solicitacin y el comportamiento

    de este bajo esa solicitacin. Hay una marcada diferencia entre una falla dctil y

    una frgil, ciertos elementos de concreto en una estructura experimentan fallas

    frgiles cuando se sobrecargan ms all de su capacidad. Este es, por ejemplo,

    el caso de las columnas con cargas axiales altas en las cuales las fallas sonmucho menos dctiles que las fallas de las vigas en flexin. Tambin es

    importante la posibilidad de que cuando algunas secciones de un elemento

    estructural, se sobrecarguen ms all de su resistencia, este pueda encontrar

    trayectorias alternas para soportar las cargas sin colapsar, a esto se le llama

    redistribucin, cuando sta no es posible se debe proveer un mayor grado de

    seguridad.(Nilson., 1999)

    2.4. FACTORES DE REDUCCIN DE RESISTENCIANORMA PERUANALos factores de reduccin estn especificados en la Norma Peruana artculo 10.3 de la

    Norma De Concreto E-060 y son copias de los especificados por el ACI-99. El ACI-02

    ha modificado, de manera importante, los valores de como consecuencia de haber

    reducido los factores de carga para as lograr que el coeficiente de seguridad global no

    se reduzca significativamente.(MINISTERIO DE VIVIENDA Y CONSTRUCCIONES , 2013)

    Solicitacin Factor de Reduccin

    Flexin 0.90

    Traccin y Traccin + Flexin 0.90

    Cortante 0.85

    Torsin 0.85

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    Cortante y Torsin 0.85

    Compresin y Flexocompresin:

    Elementos con espirales 0.75

    Elementos con Estribos 0.70Aplastamiento en el concreto 0.70

    Zonas de anclaje del postensado 0.85

    Concreto Simple (sin armaduras) 0.65 (ACI-99 Art. 9.3.5)

    2.5. FACTORES DE CARGA (RESISTENCIA REQUERIDA)

    En el Diseo por Resistencia las cargas de servicio se llevan a una condicin extrema o

    ltima (de all el nombre original de Diseo a la Rotura, USD) es decir, a un nivel de

    cargas de baja probabilidad de ser excedida durante la vida de la estructura. Para ello

    se utilizan factores de carga que en algunos textos se denominan factores de

    amplificacin o mayoracin de las cargas. Deben tomar en cuenta lo siguiente:

    a) La variabilidad de las cargas, es decir el grado de precisin con el que se

    pueden estimar las cargas y calcular sus efectos.

    Para las cargas muertas convencionales los errores de estimacin deberan ser

    menores al 20%. En los Estados Unidos, mediciones realizadas de la carga muerta real

    en un grupo de estructuras, arrojaron coeficientes de variacin entre 6% y 13%, siendo10% una aproximacin razonable.

    Para las cargas vivas los errores de estimacin pueden ser mucho ms altos que

    para las cargas muertas.

    Para las cargas de sismo y viento es muy difcil precisar el nivel de aproximacin

    con el cual se pueden calcular. Las cargas de sismo son tal vez, las ms difciles de

    cuantificar.

    b) El grado de precisin de los mtodos de anlisis que utilizamos. Hay

    diferencias entre las fuerzas de seccin que calculamos utilizando nuestros mtodos de

    anlisis y las que ocurren realmente en la estructura. Estas diferencias tienen que ver

    con las suposiciones y simplificaciones que se realizan para llegar a un modelo

    estructural, en las propiedades y comportamiento de los materiales, en el

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    comportamiento de la cimentacin, en la idealizacin de las cargas, en las propiedades

    de las secciones transversales de los elementos, en la interaccin de los elementos

    estructurales, etc.

    CARGAS Las estructuras debern disearse para resistir todas las cargas que puedan

    obrar sobre ella durante su vida til.

    Las cargas sern las estipuladas en la Norma Tcnica de Edificacin E.020

    Cargas, con las reducciones de sobrecarga que en ella se permiten, y las

    acciones ssmicas sern las prescritas en la Norma Tcnica de Edificacin E.030

    Diseo Sismo resistente.

    Deber prestarse especial atencin a los efectos ocasionados por el preesforzado, las cargas de montaje y construccin, cargas de puentes gra,

    vibracin, impacto, retraccin, variaciones de temperatura, flujo plstico,

    expansin de concretos de retraccin compensada y asentamientos diferenciales

    de los apoyos.

    2.6. DISEO LMITE

    Es importante resaltar que el Diseo por Resistencia no debe confundirse con el

    Diseo Lmite o Diseo Plstico, que permite evaluar cul es el mecanismo y carga defalla (lmite) o carga de colapso (parcial o total) de una estructura.

    El Diseo Lmite permite determinar el factor de seguridad global de una

    estructura, entendido como el cociente entre la carga de falla y la carga de servicio.

    Conceptos sobre los Estados Lmites de una Estructura

    Cuando una estructura o un elemento estructural ya no es capaz de cumplir con alguna

    de las funciones de uso para la cual fue concebida, se dice que ha alcanzado alguno de

    los Estados Lmites. En el diseo de estructuras de concreto armado, se reconocen, en

    general, tres grandes grupos de Estados Lmites.

    Estado Lmite Ultimo

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    Involucra el colapso total o parcial. Este evento debe tener una probabilidad muy baja

    de ocurrencia ya que puede conducir a la prdida de vidas humanas y prdidas

    econmicas importantes. Los principales estados lmites ltimos son:

    a)Prdida de Equilibrio. De una parte o de toda la estructura como slidorgido, caso tpico del volteo o del deslizamiento. Ocurre cuando las reacciones y/o

    restricciones necesarias para mantener el equilibrio no pueden desarrollarse.

    b)Rotura o Agotamiento. De alguno de los elementos estructurales que

    conlleva al colapso parcial o total. Casi todo el diseo en Concreto Armado que se

    estudia en este curso, tiene que ver con este estado lmite.

    c)Colapso Progresivo. La falla localizada de un elemento puede conducir a que

    los elementos adyacentes se sobrecarguen y fallen y as sucesivamente hasta que todala estructura puede alcanzar el colapso. El colapso progresivo puede prevenirse o

    atenuarse mediante detalles adecuados del refuerzo que permitan amarrar a los

    elementos estructurales entre s y que provean trayectorias alternativas a las cargas en

    caso de una falla localizada. Este tipo de falla suele ocurrir con relativa frecuencia

    durante la construccin.

    d)Formacin de un Mecanismo Plstico. Cuando se forma un nmero

    suficiente de rtulas plsticas que conviertan a la estructura en inestable (mecanismo).

    Este estado lmite es la base del denominado Diseo Lmite o Diseo Plstico o

    Diseo por Capacidad utilizada por ejemplo, para el diseo plstico de estructuras

    metlicas o para el diseo ssmico en el cual se confa en la ductilidad de la estructura

    para reducir las fuerzas elsticas de diseo.

    e)Inestabilidad (Pandeo). Puede tratarse del pandeo local (aislado) de un

    elemento o del pandeo total de un grupo de elementos, por ejemplo el pandeo lateral de

    un entrepiso.

    f)Fatiga. Fractura o falla del elemento debido a un nmero elevado de ciclos decarga y descarga. Ocurre bajo cargas de servicio.

    Estados Lmites de Servicio

    No involucran colapso parcial o total, pero s puede involucrar un mal (pobre)

    funcionamiento de la estructura bajo cargas de servicio. Ya que este estado tiene

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    asociado un menor peligro de prdidas de vidas humanas, generalmente se suele

    tolerar una mayor probabilidad de ocurrencia que para el caso de los estados lmites

    ltimos.

    Los principales estados lmites de servicio para el concreto armado son: Deflexiones Excesivas. Pueden generar un mal funcionamiento de la estructura

    con daos en los elementos no estructurales y suelen ser visualmente

    inaceptables ya que generan una sensacin de inseguridad.

    Fisuracin excesiva. A pesar de que el concreto debe fisurarse antes de que

    las armaduras de refuerzo sean efectivas, es posible detallar el refuerzo para

    lograr minimizar la fisuracin (ancho de fisuras y nmero) del concreto por

    traccin. Una fisuracin excesiva puede conducir a problemas de corrosin enlas armaduras de refuerzo y a un deterioro progresivo del concreto. En el diseo,

    por ejemplo, de un reservorio destinado a contener agua, este estado controlar

    normalmente el diseo.

    Vibraciones Indeseables. Las vibraciones verticales de las losas de piso o los

    tableros de puentes as como las oscilaciones laterales en edificios ocasionados

    por el viento o sismo pueden originar un pobre comportamiento de la estructura.

    Tambin sucede con las vibraciones ocasionadas por el trfico o por la operacin

    de maquinarias.

    Corrosin de las armaduras de refuerzo. Si bien en el concreto armado este

    estado se ha considerado normalmente dentro de los estados lmites especiales,

    creo que dada la frecuencia con la cual se presentan problemas de corrosin en

    las estructuras de concreto armado, tanto en nuestro medio como en el mundo,

    este estado debera considerarse como uno especfico dentro de los estados

    lmites de servicio. La corrosin de las armaduras ocurre bajo cargas de servicio.

    4.2.3 Estados Limites EspecialesInvolucran dao o colapso de la estructura debido a cargas o condiciones inusuales. Es

    el caso, por ejemplo de terremotos extremos, cargas de nieve extremas, inundaciones,

    tornados, explosiones, colisin de vehculos, incendios.

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    El diseo de una estructura por Estados Lmites, normalmente involucra las

    siguientes etapas:

    1) La identificacin de los modos potenciales de falla o estados lmites significativos.

    2) La determinacin de los niveles aceptables de seguridad ante cada estado lmite.3) La consideracin, por el diseador, de todos los estados lmites significativos.

    Para las estructuras o edificios usuales, las etapas 1 y 2 se fijan en los Cdigos o

    Normas. En ellos se especifican las cargas de servicio, los factores de carga con los

    cuales hay que combinarlas, los factores de reduccin de resistencia para las distintas

    solicitaciones que actan en un elemento y los factores de seguridad mnimos.

    En el diseo de edificios convencionales, se suele empezar por dimensionar las

    secciones y los refuerzos de acero utilizando para ello el estado lmite ltimo de rotura oagotamiento (Diseo por Resistencia). Posteriormente se realizan las verificaciones

    necesarias para asegurar que las dimensiones y refuerzos cumplen con los estados

    lmites de servicio. Se sigue esta secuencia ya que normalmente la funcin principal de

    los elementos estructurales de los edificios convencionales es la de resistir las cargas

    sin poner en riesgo a los ocupantes. En contraste, cuando se disea un reservorio de

    concreto armado, el estado lmite de fisuracin es de igual importancia que el estado

    lmite ltimo ya que la estructura debe permanecer impermeable. En este caso se suele

    empezar el diseo considerando el estado lmite de servicio asociado al agrietamiento,

    para luego verificar la seguridad frente al estado lmite de rotura.

    2.7. EL METODO DE DISENO POR DESEMPEO SISMICO

    Es un mtodo que se ha estado implementando y estudiando en todo el mundo, y hoy

    es la metodologa con mayor proyeccin y acogida entre los investigadores. Se basa en

    determinar los objetivos y desplazamientos que se permitirn en la estructura a disear,

    ya que no son las fuerzas sino los desplazamientos los que determinan cual debe ser el

    diseo implementado en las estructuras

    En qu consiste el diseo ssmico basado en desempeo?

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    En primera instancia, el diseo basado en desempeo permite a los ingenieros disear

    estructuras que tengan un comportamiento confiable y predecible ante cualquier

    demanda ssmica.

    El diseo se enfoca en un concepto de objetivos de desempeo, el cual, especifica elnivel de dao aceptable con experiencia en un sismo de determinada magnitud.

    Una de las prioridades que se traza la filosofa de diseo basado en este mtodo es

    cuantificar y calcular los riesgos (costos de reparacin o rehabilitacin ), que se esperan

    en una estructura, luego de ocurrir un evento ssmico de cierta magnitud.

    Saber cmo se comportara nuestra estructura y estimar los posibles daos

    dependiendo del evento ssmico, deben ser las premisas para el desarrollo de nueva

    infraestructura. Minimizar los riesgos de daos ante eventos ssmicos, podra salvarmuchas vidas.

    Coeficiente de disipacin de energa (R)

    Las experiencias ante eventos ssmicos, han mostrado que las estructuras concebidas

    con una orientacin regular, continua y uniforme tanto en planta como en altura, han

    logrado disipar de manera ms eficiente y segura las fuerzas inerciales provenientes de

    los sismos.

    Pero no siempre se puede tener una concepcin estructural de una edificacin regular y

    uniforme. En muchos casos, debido a diseos arquitectnicos particulares o

    requerimiento de los clientes, las estructuras deben acomodarse a ciertas formas y

    estilos que, desde el punto de vista del ingeniero estructural, no son ideales ni

    recomendables, debido a la dificultad que tienen para disipar energa en un evento

    ssmico.

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    La norma tcnica peruana E030 (discrimina los tipos de irregularidades, que se aprecia

    en la figura).

    ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DEL CONCRETO

    1. AGUA:Si bien es imprescindible la presencia del agua para producir la reaccin qumica el

    cemento, su exceso durante el proceso de frage es perjudicial para la resistencia final

    del CONCRETO. Cuanto menos agua se incorpora a la mezcla, ms resistencia y ms

    impermeabilidad se obtendr y por lo tanto el CONCRETO ser de ms durabilidad.

    Pero al mismo tiempo, cuanto menos agua se utiliza, menos trabajabilidad tendr lamezcla, dificultando el proceso de llenado de los encofrados. En cambio, durante el

    endurecimiento del CONCRETO, es necesario mantener la presencia de agua para que

    se siga produciendo la reaccin qumica. Este procedimiento se denomina "curado" del

    CONCRETO y debe prolongarse el mayor tiempo posible a fin de incrementar la

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    resistencia y durabilidad. Si las aguas de mezclado contienen compuestos solubles o

    expansivos, pueden destruir el CONCRETO. El agua tambin es nociva en los procesos

    de congelacin por bajas temperaturas, ya que el aumento de volumen resultante

    puede resultar en la destruccin del CONCRETO. Las condiciones que debe reunir elagua de mezclado son el ser qumicamente pura, potable, no contener azcares,

    aceites ni sales. De no tenerse la seguridad de la potabilidad del agua, debe realizarse

    un ensayo, comparando el tiempo de fraguado de la mezcla con el tiempo de fraguado

    con mezcla con agua potable, verificando las diferencias que resulten entre el inicio del

    proceso de frage (dos horas, aproximadamente) y su terminacin (alrededor de las

    siete horas).

    Tambin puede compararse la resistencia final mediante el empleo de probetasrealizadas con mezcla con el agua a utilizar y otras realizadas con aguas conocidas y

    su posterior ensayo. Una diferencia en ms o en menos del diez por ciento resulta

    aceptable.

    2. CEMENTOS:Al descubrirse las cales hidrulicas, que con su contenido de slice se combinaban con

    el xido de calcio reaccionando con el agua, se inici el proceso que llev a la aparicin

    del CONCRETO, mediante una dosificacin de minerales de origen calcreo (65 %) y

    arcilloso (35 %) finamente pulverizados y cocidos a alta temperatura (1500 C),

    obtenindose as un material granular poroso, el "Clinker", compuesto de silicato

    biclcico, silicato triclcico, aluminato triclcico y ferroaluminato tetraclcico que,

    mezclados con un 4 % de yeso deshidratado, da origen al cemento "Portland". Estos

    compuestos del cemento, en sus distintas proporciones en su composicin, son los que

    le dan sus propiedades caractersticas. El cemento normal tiene baja resistencia a las

    agresiones. Es apto para estructuras comunes en climas templados. El cemento de alta

    resistencia inicial, es vulnerable a las aguas cidas, carbnicas o sulfatadas a corta

    edad (7 das). Es apto para climas fros, por su alto calor de hidratacin y para

    estructuras de dimensiones pequeas y elementos premoldeados. El cemento de alta

    resistencia a los sulfatos brinda durabilidad frente a aguas o suelos con sulfatos. El

    cemento con bajo calor de hidratacin es apto para grandes volmenes de

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    CONCRETO. Existen tambin cementos puzolnicos que son cementos mixtos,

    compuestos de un 60 a 70 % de Clinker y un 30 a un 40 % de puzolana. Estos

    cementos disminuyen el contenido de cal, mejorando el comportamiento frente a aguas

    agresivas, pero no dan seguridad en cuanto a su comportamiento frente a los sulfatos.

    3. AGREGADOS:

    Los agregados pueden ser de origen natural, como son las rocas, tanto en el estado en

    que se encuentran (canto rodado) como procesadas por trituracin (piedra partida), o

    artificiales como las arcillas expandidas o las escorias de altos hornos. Por su forma, los

    agregados pueden ser esfricos o polidricos, debiendo desecharse aqullos de forma

    lajosa, alargada, por su menor resistencia. Por su textura, son mejores aqullos de

    superficies rugosas por brindar mejor adherencia. En cambio, los de superficies lisas

    mejoran la trabajabilidad del CONCRETO. Por su tamao, los agregados pueden

    clasificarse en gruesos y finos. Son gruesos aqullos cuyos tamaos estn

    comprendidos entre 4,8 mm y 150 mm y finos los comprendidos entre 75 micrones y

    4,8 mm. Deben clasificarse por zarandeo y tener una granulometra adecuada. Esta se

    determina midiendo los porcentuales de partculas que pasan por cada tamiz, de una

    serie prefijada, segn normas IRAM (150 mm; 76 mm; 38 mm; 19 mm; 9,5 mm; 4,8 mm(tamiz n 4); 2,4 mm; 1,2 mm; 590 micrones; 297 micrones; 149 micrones; 75 micrones).

    Las curvas granulomtricas son caractersticas de los agregados y los definen. Se han

    fijado lmites de tolerancia dentro de los cuales debe encontrarse una granulometra

    especfica a utilizar en la elaboracin de un CONCRETO determinado. La curva

    granulomtrica se obtiene llevando en un grfico de coordenadas cartesianas

    ortogonales las aberturas de los tamices sobre el eje de las abscisas (en escala

    logartmica) y los porcentajes de agregado que pasan los tamices sobre las ordenadas.Estas curvas permiten identificar un agregado por su granulometra. El mdulo de finura

    se obtiene sumando los porcentajes retenidos acumulados en la serie normalizada de

    tamices. Son caractersticas de los agregados, su peso especfico, su peso unitario

    compactado y suelto (incluyendo los espacios vacos). Los agregados se suponen

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    limpios, secos, saturados y sueltos. Su absorcin puede llegar al 25 % de su propio

    peso. No deben contener partculas sueltas, ni deben ser chatos, alargados o blandos.

    Los agregados deben cumplir con la condicin de que su tamao mximo sea menor o

    igual que la quinta parte de la menor dimensin transversal del elemento estructural ylas tres cuartas partes de la menor separacin entre barras de armadura.

    4. ADITIVOSEs comn que, en lugar de usar un cemento especial para atender un caso particular, a

    este se le pueden cambiar algunas propiedades agregndole un elemento llamado

    aditivo. Un aditivo es un material diferente a los normales en la composicin del

    concreto, es decir es un material que se agrega inmediatamente antes , despus o

    durante la realizacin de la mezcla con el propsito de mejorar las propiedades delconcreto, tales como resistencia , manejabilidad , fraguado , durabilidad , etc. en la

    actualidad, muchos de estos productos existen en el mercado, y los hay en estado

    lquido y slido, en polvo y pasta, aunque sus efectos estn descritos por los

    fabricantes, cada uno de ellos deber verificarse cuidadosamente antes de usarse el

    producto, pues sus cualidades estn an por definirse. Los aditivos ms comunes

    empleados en la actualidad pueden clasificarse de la siguiente manera:

    Inclusores de aire:Es un tipo de aditivo que al agregarse a la mezcla de concreto, produce un incremento

    en su contenido de aire provocando, por una parte, el aumento en la trabajabilidad y en

    la resistencia al congelamiento y, por otra, la reduccin en el sangrado y en la

    segregacin, algunos de estos productos son: Inclusair LQ, Sika-Aire, Fest-Aire, Vinres

    1143, Resicret 1144, etc.

    Fluidizantes:

    Estos aditivos producen un aumento en la fluidez de la mezcla, o bien, permiten reducirel agua requerida para obtener una mezcla de consistencia determinada, lo que resulta

    en un aumento de la trabajabilidad, mientras se mantiene el mismo revenimiento.

    Adems, pueden provocar aumentos en la resistencia tanto al congelamiento como a

    los sulfatos y mejoran la adherencia. Algunos de estos son: Festerlith N, Dispercon N,

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    DENSICRET, Quimiment, Adiquim, Resecret 1142 y 1146, Adicreto, Sikament,

    Plastocreto, etc.

    Retardantes del fraguado:Son aditivos que retardan el tiempo de fraguado inicial en las mezclas y, por lo

    tanto, afectan su resistencia a edades tempranas. Estos pueden disminuir la resistencia

    inicial. Se recomienda para climas clidos, grandes volmenes o tiempos largos de

    transportacin. Algunos de estos son: Resicret 1142, Durotard, Duro-Rock N-14,

    Festerlith R, Sonotard, Festard, Retarsol, Adicreto R, Densiplast R, etc.

    Acelerantes de la resistencia:Estos producen, como su nombre lo indica, un adelanto en el tiempo de fraguado inicial

    mediante la aceleracin de la resistencia a edades tempranas. Se recomienda su uso

    en bajas temperaturas para adelantar descimbrados. Adems, pueden disminuir la

    resistencia final. Dentro de estos productos tenemos: Remix, Festearme, Secosal,

    Dispercon A, Rapidolith, Daracel 1145, Sikacrete, Fluimex, etc.

    Estabilizadores de volumen:Producen una expansin controlada que compensa la contraccin de la mezcla durante

    el fraguado y despus la de este. Se recomienda su empleo en bases de apoyo de

    maquinaria, rellenos y resanes. Algunos de estos productos son: Vibrocreto 1137,

    Pegacreto, Inc 1105, Expancon, Ferticon Imp, Kemox B, Interplast C, Ferrolith G, Fester

    Grouth NM, Ferroset, etc.

    Endurecedores:Son aditivos que aumentan la resistencia al desgaste originado por efectos de impacto

    y vibraciones. Reducen la formacin de polvo, y algunos de este tipo son: Master Plate,

    Anviltop, Lapidolith, Ferrolith IT, Ferrofest H, Duracreto, etc.

    Tambin se cuenta con otro tipo de aditivos como son los impermeabilizantes, las

    membranas de curado y los adhesivos. Dentro de estos productos tenemos para los

    impermeabilizantes, Fluigral Pol, Festegral, Impercon, Sikalite, etc. Para membranas, el

    Curacreto, Curafilm 1149, curalit, etc. y, para los adhesivos que se usan para ligar

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    concreto viejo con nuevo, Adhecon B, Fester bond, Pegacreto, Epoxicreto NV, Ligacret,

    etc.

    Dentro de las aplicaciones comunes en donde se utilizan aditivos, se encuentran las

    siguientes:Construccin de cisternas y tanques en la que se emplean impermeabilizantes.

    Para llevar concreto a alturas elevadas por medio de bombeo, se pueden aplicar

    aditivos fluidizantes y/o retardadores del fraguado.

    En la reparacin de estructuras daadas, donde se debe ligar concreto viejo con nuevo,

    se utilizan aditivos adhesivos.

    En colados, donde las temperaturas son bajas, usamos aditivos inclusores de aire para

    obtener para obtener concretos resistentes al efecto del congelamiento.Para el correcto y eficiente anclaje de equipo y maquinaria se usan aditivos expansores,

    los cuales proporcionan estabilidad dimensional a las piezas por anclar.

    Es obvio volver a recalcar que el uso de aditivos debe hacerse conociendo, en primera

    instancia, el requerimiento y, de esta manera, poder definir adecuadamente el producto

    a emplear. Tambin es de suma importancia conocer perfectamente las caractersticas

    del aditivo que deberemos utilizar para obtener los resultados esperados.

    En general los aditivos para concreto modifican propiedades del concreto para

    adecuarlo a la obra.

    MEZCLADO, TRANSPORTE, COLOCACIN Y CURADO DEL CONCRETO

    El mezclado, transporte, colocacin y curado del concreto son operaciones que

    influyen directamente en la calidad del material elaborado. Un control de calidad pobre

    puede ocasionar que aun utilizando las proporciones adecuadas de piedra, arena, agua

    y cemento, no se obtenga el concreto deseado. En esta seccin se pretende dar

    algunos criterios, muy generales, en torno a estos procesos.

    1. Mezclado del concreto:El proceso de mezclado del concreto consiste en recubrir el agregado con la pasta

    de cemento hasta conseguir una masa uniforme. Debe efectuarse a mquina y para ello

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    se hace uso de mezcladoras. Entre ellas se tiene la de volteo, la inversa y la de artesa.

    El tamao de la mezcladora se determina en funcin del volumen de concreto a batir.

    La mezcladora de volteo tiene un tambor en forma cnica y aspas en su interior. Se

    denomina as, pues el concreto es retirado inclinando el tambor despus de sumezclado. Es recomendada para el batido de concretos poco trabajables ya que el

    retirado de la mezcla no presenta mayores dificultades. La mezcladora inversa es

    similar a la anterior pero el concreto es retirado girando el tambor en sentido contrario al

    mezclado. La velocidad de descarga es lenta y el concreto es susceptible de

    segregarse. La mezcladora de artesa no es mvil y tiene la forma de una batidora

    domstica grande. Es eficiente cuando se trabaja con mezclas cohesivas, poco fluidas.

    Los concretos premezclados son aqullos cuya elaboracin se efecta en plantasespeciales y son distribuidos a travs de camiones concreteros. Son de mejor calidad

    que los concretos mezclados a pie de obra pues el control de calidad del mezclado es

    ms riguroso.

    El tiempo mnimo de mezclado del concreto es funcin de la cantidad de mezcla

    a preparar y del nmero de revoluciones de la mezcladora. Se mide a partir del instante

    en que todos los ingredientes estn en la mquina. Una especificacin usual es la de un

    minuto por 0.7 m3 (=1 yarda") de concreto ms un cuarto de minuto por cada 0.7 m3

    adicionales.

    Sin embargo, el cdigo del ACI requiere un tiempo mnimo de mezcla de un

    minuto y medio.

    2. Transporte y colocacin del concretoEl concreto debe transportarse de modo que se prevenga la segregacin y

    prdida de materiales.

    Se emplean camiones concreteros, fajas transportadoras, canaletas metlicas,

    etc. Las fajas y canaletas debern tener una pendiente que no favorezca la segregacin

    o prdida del concreto para lo cual debern tener una inclinacin que vare entre 20 y

    25. El concreto transportado por ellas deber ser protegido contra el secado. Los

    camiones concreteros permiten trasladar el concreto a lugares alejados de la planta

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    dosificadora, sin embargo, la mezcla no debe permanecer en l ms de una hora y

    media, a menos que se tomen provisiones especiales.

    La colocacin debe efectuarse en forma continua mientras el concreto se

    encuentra en estado plstico, evitando la formacin de juntas fras. Los elementosmonolticos se colocarn en capas horizontales que no excedan los 50 cm. de espesor

    y que sean capaces de ser unidas por vibracin. El objetivo principal de este proceso es

    evitar la segregacin para lo que se hace uso de mangueras, chutes, etc. En la figura

    2.1 se muestran algunos mtodos correctos e incorrectos de colocacin y transporte del

    concreto.

    El llenado slo debe detenerse al llegar a una junta la cual se ubica de modo que

    el concreto vaciado en dos etapas no reduzca la resistencia del elemento. Estas juntasdeben ser indicadas por el proyectista y no improvisadas en obra. El cdigo del ACI

    (ACI-6.4) indica que para reiniciar el vaciado, debe limpiarse la superficie del concreto

    endurecido, humedecerla y retirar el agua en exceso. No se debe hacer uso de lechada

    de cemento. Para garantizar la transmisin de fuerzas cortantes se suele dejar rugosa

    la superficie de contacto. En losas y vigas, las juntas se suelen ubicar en el tercio

    central de la luz donde el momento de flexin es mximo y la fuerza cortante, mnima.

    Vigas, losas, paneles y capiteles deben ser vaciados simultneamente, a menos que se

    especifique lo contrario y se tomen las previsiones del caso. Estos elementos

    horizontales no deben colarse hasta que el concreto de las columnas y muros que los

    soportan haya fraguado.

    La compactacin o vibrado del concreto consiste en eliminar el exceso de aire

    atrapado en la mezcla, logrando una masa uniforme que se distribuya adecuadamente

    en el encofrado y alrededor del refuerzo. Este proceso tambin es de suma importancia

    para conseguir un buen concreto. La compactacin puede efectuarse manualmente

    mediante el chuceo o haciendo uso de vibradores.Los vibradores son de varios tipos: interno o de inmersin, externos y de

    superficie. Los primeros actan sumergidos en el concreto y son los ms efectivos por

    estar en contacto directo con el concreto fresco, transmitindole toda su energa. Los

    vibradores externos se fijan a la parte exterior del encofrado que est en contacto con el

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    concreto. No son tan efectivos como los primeros pues parte de su energa es

    absorbida por el encofrado. Los vibradores de superficie se usan para compactar losas,

    pisos y pavimentos pues dejan de ser efectivos para profundidades mayores a 30 cm.

    Pueden ser planchas o reglas vibradoras. Las ltimas se apoyan en los encofradoslaterales y cuentan con vibradores, generalmente cada 60 90 cm.

    RESISTENCIA DEL CONCRETO

    Cuando se estudian los procedimientos para dosificar mezclas de concreto, se

    recomienda hacer mezclas de prueba, con el fin de determinar las proporciones del

    CONCRETO que cumplan con las caractersticas deseadas, para ser empleado en la

    construccin. Sin embargo, esto no significa, que el CONCRETO hecho en la obra o enla planta vaya a tener una resistencia uniforme e igual a la determinada con base en las

    mezclas de prueba.

    Lo anterior se debe a que el concreto es un material esencialmente heterogneo,

    porque sus componentes tienen caractersticas que no son constantes. No slo son los

    materiales los causantes de las variaciones en la calidad del CONCRETO; tambin

    influye la forma de mezclarlo, su transporte y colocacin en formaletas, la compactacin

    a que se someta y el curado que se le proporcione.

    Por las razones anteriores, es necesario tomar las precauciones adecuadas para que la

    calidad del material producido, sea aceptable. La medida final que informa sobre la

    calidad obtenida, es la que resulta de los ensayos de resistencia. Aqu surge otra

    variable, pues la forma de hacer los ensayos y la precisin de la mquina que se use,

    van a influir en los resultados.

    La resistencia de un concreto, normalmente aumenta con la edad. Dicho aumento se

    produce muy rpidamente durante los primeros das posteriores a su colocacin,

    resultando ms gradual al transcurrir el tiempo, an continuar incrementndose en una

    proporcin ms reducida durante un perodo de tiempo indefinido. La resistencia a

    compresin de un concreto a los 28 das, determinada de acuerdo con los ensayos

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    normalizados y suponiendo que haya sido curado en forma correcta, se emplea

    generalmente como ndice de calidad del mismo. El mejor mtodo para obtener un

    criterio sobre calidad, debido a la dispersin de los resultados, es el derivado de

    consideraciones estadsticas.

    1. RESISTENCIA A LA COMPRESINGeneralmente el diseador de estructuras, especifica en la memoria de clculos y en

    los planos una resistencia a la compresin del concreto (Fc), la cual utiliz como base

    para calcular el dimensionamiento y el refuerzo de los diferentes elementos de una

    obra. Cuando en la obra se obtenga una resistencia menor que la especificada (F'c), se

    disminuir el factor de seguridad de la estructura. Para evitar esta posible disminucin

    de seguridad y debido a que en toda obra se obtienen diferentes valores de resistenciapara una misma mezcla, debido a variaciones en la dosificacin, mezcla, transporte,

    colocacin, compactacin y curado del concreto; la mezcla deber dosificarse para

    obtener una resistencia a la compresin promedia (Fcr) mayor que Fc.

    En la prctica resulta antieconmico indicar una resistencia mnima, igual a la

    resistencia de diseo; puesta que de acuerdo al anlisis estadstico, siempre existe la

    posibilidad de obtener algunos valores ms bajos.

    2. RESISTENCIA A LA COMPRESIN DE DOSIFICACIN:Con el fin de no disminuir en forma apreciable el factor de seguridad de las estructuras

    o encarecer innecesariamente el concreto, se acepta que un porcentaje razonable de

    resultados caigan por debajo de Fc. La NSR/98 da las siguientes normas para la

    mezcla que se vaya a producir. Cuando una instalacin productora de concreto

    disponga de registros de ensayos, debe calcularse su desviacin estndar. La

    desviacin estndar se debe calcular utilizando los registros de ensayo que cumplan las

    siguientes condiciones:

    Representen los materiales, procedimientos de control de calidad y condiciones

    similares a las esperadas en la obra y las variaciones permitidas en los registros

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    de ensayos de los materiales y sus proporciones no deben ser ms restrictivas

    que las permitidas en la obra.

    Representen un concreto producido para una resistencia o resistencias

    nominales, F'c, que no difieran en ms de 7 MPa (Mega Pascal) de la resistencianominal especificada para la obra.

    Consistan en por lo menos 30 ensayos consecutivos, correspondientes cada uno

    de ellos al promedio de dos cilindros ensayados el mismo da, o de dos grupos

    de ensayos consecutivos que sumen, en total, al menos 30

    De acuerdo a los criterios estadsticos tenemos:

    a) La probabilidad de tener resultados por debajo de (Fc 3,5) Mpa, debe

    ser inferior al 1%.

    b) La probabilidad de que el promedio de 3 ensayos consecutivos sea menor

    de Fc (Mpa), debe ser inferior al 1%.

    Si se define:

    F'c = Resistencia a la compresin de diseo del calculista y determinada con probetas

    de tamao normalizado, expresada en MPa, si no se especifica su edad, se adopta que

    es a los 28 das.

    F'cr= Resistencia promedio a la compresin del concreto requerida para dosificar las

    mezclas, en MPa.

    SRC = Desviacin estndar de valores de resistencia a la compresin, en MPa

    3. RESISTENCIA A LA TENSIN:El concreto posee muy baja resistencia a la tensin y por lo tanto esta propiedad no se

    tiene en cuenta en el diseo de estructuras normales. Sin embargo, la tensin tiene

    importancia en el agrietamiento del concreto debido a la restriccin de la contraccin

    inducida por el secado o por disminucin de la temperatura. Los concretos preparados

    con agregados livianos, se encogen considerablemente ms que los normales y por lo

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    tanto la resistencia a la tensin puede ser tenida en cuenta en el diseo de la estructura

    correspondiente.

    La resistencia a la tensin es difcil de medir por medio de ensayos directos, debido a

    las dificultades para montar las muestras y las incertidumbres que existen sobre los

    esfuerzos secundarios inducidos por los implementos que sujetan las muestras. Para

    evitar este problema existe un mtodo indirecto (norma NTC 722), en el cual la

    resistencia a la tensin se determina cargando a compresin el cilindro estndar de 15

    cm de dimetro por 30 cm de longitud, a lo largo de dos lneas axiales diametralmente

    opuestas; los listones diametrales de apoyo deben ser dos tiras de cartn o de madera

    laminada, libres de imperfecciones, de 3 mm de espesor y 25 mm de ancho

    aproximadamente. La elaboracin y curado de los cilindros se realiza en forma similar al

    ensayo de resistencia a la compresin; la velocidad de aplicacin de la carga debe ser

    de 7 a 15 kg/cm 2 /min. La resistencia a la tensin indirecta se calcula con la siguiente

    ecuacin:

    Dnde:

    RT = Resistencia a la traccin o tensin indirecta de un cilindro en (kg/cm 2), con

    aproximacin a 1 kg/cm 2.

    P = Carga mxima aplicada (kg.).

    L = Longitud del cilindro (cm).

    D = Dimetro del cilindro (cm).

    Esquema del Ensayo de Resistencia a la Tensin indirecta. Para cada edad se deben

    ensayar como mnimo 2 cilindros y trabajar con valores promedio. En caso de no

    poderse realizar el ensayo, la resistencia a la tensin puede tomarse aproximadamente

    como el 10% de la resistencia a la compresin.

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    4. RESISTENCIA A LA FLEXIN:La resistencia a la flexin de un concreto es baja en comparacin con su resistencia a

    la compresin, pero muy superior a su resistencia en traccin pura. Este parmetro es

    aplicado en estructuras tales como pavimentos rgidos; debido a que los esfuerzos decompresin que resultan en la superficie de contacto entre las llantas de un vehculo y

    el pavimento son aproximadamente igual es a la presin de inflado de las mismas, la

    cual en el peor de los casos puede llegar a ser de 5 o 6 kg/cm 2; este esfuerzo de

    compresin sobre un pavimento de concreto hidrulico resulta sumamente bajo con

    relacin a la resistencia a la compresin del concreto que normalmente vara entre 150

    y 350 kg/cm 2 en nuestro medio.

    Por lo tanto, no es la resistencia a la compresin el factor determinante de la calidad delconcreto para pavimentos, sino la resistencia a la flexin, por el paso de los vehculos y

    por diferencias de temperatura un lado de la losa estar sometida a tensin y el otro

    lado a compresin, siendo cambiables estos esfuerzos. Los esfuerzos de flexin

    podran ser atendidos por medio de refuerzo, pero esto sera antieconmico debido a

    que se tendra que utilizar refuerzo en dos capas. En la prctica lo que se hace es

    disear el espesor del pavimento en forma tal que los esfuerzos de flexin, causados

    por el paso de los vehculos y la diferencia de temperatura, sean inferiores a la

    capacidad mxima a flexin de las placas. Es claro entonces que para el diseo de

    pavimentos de concreto la caracterstica importante es la resistencia a la flexin del

    concreto o tambin llamada "mdulo de rotura".

    5. CORRELACIONES ENTRE LA RESISTENCIA A LA FLEXIN Y LAS

    RESISTENCIAS A LA COMPRESIN Y TENSIN:

    El mdulo de rotura presenta valores que varan entre un 10% y un 20% de la

    resistencia a la compresin. Una relacin aproximada, que puede utilizarse cuando no

    se disponga de ensayos de flexin, es la siguiente:

    MR = k (RC) 1/2

    Dnde:

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    MR = Mdulo de rotura estimado para el concreto (kg/cm).

    RC= Resistencia a la compresin obtenida en el concreto (kg/cm).

    K = Constante que vara normalmente entre 2,0 y 2,7, para resistencias en kg/cm a 28das.

    La relacin entre el mdulo de rotura y la resistencia a la tensin indirecta es de tipo

    lineal.

    Para materiales del rea de Popayn (agua potable, cemento del Valle y agregados de

    la zona).

    Se han encontrado las siguientes correlaciones, las cuales se deben ajustar

    peridicamente.

    Arena y grava de ro:

    MR28D = 2, 20 * (RC28D) en kg/cm ; r = 0.86

    MR28D = 15.03 + 0.90 RT28D en kg/cm; r = 0.98

    r = Coeficiente de correlacin

    Arena de ro y triturado:

    MR28D = 2.48 * (RC28D) 1/2 en kg/cm ; r = 0.88

    MR28D = 12.25 + 1.03 RT28D en kg/cm; r = 0.99

    6. FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA DEL CONCRETO

    TIPO DE CEMENTO

    Es lgico pensar que las caractersticas del cemento empleado tienen una gran

    influencia en la resistencia final alcanzada por el concreto, ya que el cemento es un

    material "activo" en las mezclas. Se ha demostrado en diversas investigaciones y en la

    prctica constructiva misma, que existe una estrecha correlacin entre la resistencia de

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    un cemento determinado de acuerdo con un proceso normalizado (norma NTC 220) y la

    resistencia de los concretos preparados con dicho cemento; de ah que distintas marcas

    de cemento, an de un mismo tipo, no deban ser intercambiadas sin un cuidadoso

    anlisis del efecto que dicho cambio pueda tener sobre las propiedades del concretoendurecido. La resistencia que puede producir un determinado cemento depende

    fundamentalmente de su composicin qumica; por ejemplo, con un cemento con alto

    contenido de C3S se obtendrn buenas resistencias y en un tiempo relativamente corto,

    acompaadas por un desprendimiento de calor relativamente alto durante el

    endurecimiento, en tanto que un cemento rico en C2S producir altas resistencias pero

    en un tiempo relativamente largo, con un moderado calor de hidratacin, lo cual

    conlleva a una mejor resistencia a los ataques qumicos. La finura a la cual se hayamolido el cemento tambin influye en las caractersticas del concreto, ya que los

    cementos ms finos ganan resistencia ms rpidamente que los gruesos, pero en

    cambio producen mayor retraccin al endurecer y liberan ms calor y ms rpidamente,

    durante la hidratacin.

    TIPOS DE AGREGADOS

    Los concretos que tengan agregados angulosos o rugosos son generalmente ms

    resistentes que otros de igual relacin agua / cemento que tengan agregados

    redondeados o lisos; sin embargo, para igual contenido de cemento, los primeros

    exigen ms agua para no variar la manejabilidad y por lo tanto el efecto en la

    resistencia no vara apreciablemente. Sin embargo, como es lgico la calidad del

    agregado afecta el desarrollo de resistencia.

    TIPO DE AGUA DE MEZCLA

    Se ha dicho usualmente que el agua que se puede beber y que no tenga color, olor ysabor apreciable puede usarse en mezclas de concreto. El agua utilizada en una

    mezcla de concreto debe estar limpia y libre de cantidades perjudiciales de: aceite,

    cidos, lcalis, sales, materiales orgnicos u otras sustancias que puedan ser dainas

    para el concreto o el refuerzo. El agua de mezcla para el concreto preesforzado o para

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    el concreto que vaya a contener elementos de aluminio embebido, o el agua debida a la

    humedad libre de los agregados, no debe contener cantidades perjudiciales de in

    cloro. El agua impotable no debe utilizarse en el concreto a menos que se cumplan las

    siguientes condiciones:

    A. La dosificacin debe estar basada en mezclas de concreto que utilice agua de la

    misma fuente.

    B. Los cubos para ensayos de morteros hechos con agua impotable de mezcla,

    deben tener una resistencia a la compresin a los 7 y 28 das de edad, igual o

    mayor al 90% de la resistencia a la compresin de probetas similares hechas con

    agua potable. La comparacin de los ensayos de resistencia debe hacerse sobre

    morteros idnticos, excepto para el agua de mezcla, preparados y ensayados de

    acuerdo con la norma NTC 220 El agua con una salinidad de 3,5% produce una

    reduccin de resistencia a los 28 das del 12%, aumentando la salinidad a 5% la

    reduccin de resistencia es del orden del 30%. La presencia de sales produce

    oxidacin del refuerzo, por lo tanto no debe usarse agua salada en concreto

    reforzado y preesforzado.

    C. RELACION AGUA / CEMENTO (A/C) Duff Abrams, enunci la siguiente ley que

    lleva su nombre: "Dentro del campo de las mezclas plsticas, la resistencia a losesfuerzos mecnicos, as como las dems propiedades del concreto endurecido,

    varan en razn inversa a la relacin agua / cemento".

    (A.RIVERA)

    VARIACION EN EL VOLUMEN DEL CONCRETOEl volumen del concreto vara principalmente por tres causas: contraccin de

    fragua, deformacin plstica o creep y cambios de temperatura.

    1. VARIACIONES DE VOLUMEN POR CONTRACCIN DE FRAGUAEl agua que se aade a la mezcla de concreto es casi el doble de la necesaria

    para hidratar el cemento, pero se incluye para mejorar la trabajabilidad del material.

    Despus del curado, el agua en exceso comienza a evaporar. La contraccin de fragua

    se debe a la prdida de humedad durante el endurecimiento y secado del concreto. Si

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    ste puede deformarse libremente, disminuye su volumen, pero si contiene armadura o

    est fijo en alguno de sus extremos se raja. Los concretos vaciados bajo agua estn

    constantemente en un medio hmedo por lo cual no presentan este fenmeno.

    A la contraccin originada por la prdida de agua se suma la debida al enfriamiento del

    concreto despus de la fragua, pues como se sabe, este proceso es exotrmico. Estos

    cambios de temperatura afectan tambin el volumen del concreto.

    Adems de la contraccin por secado, existe otro tipo de contraccin. Se trata de la

    contraccin por carbonatacin. Bajo condiciones especiales, sta puede llegar a igualar

    la magnitud de las deformaciones por secado.

    Algunos de los factores que afectan la contraccin del concreto son:

    1. Relacin agua/cemento: A mayor relacin agua/cemento, mayor cantidad de

    agua disponible para ser evaporada y por la tanto mayor posibilidad de

    contraccin.

    2. Relacin volumen1superficie del elemento de concreto: El agua evapora a travs

    de la superficie y por lo tanto mientras sta sea mayor, las deformaciones por

    contraccin se incrementarn.

    3. Humedad del ambiente: El agua evapora por la diferencia de humedad entre dos

    medios. Si el medio ambiente es muy hmedo, entonces la evaporacin ser

    menor.

    4. Porcentaje de refuerzo: El refuerzo restringe la contraccin del concreto. Una

    cantidad de refuerzo elevada origina una pequea contraccin con la aparicin

    de gran nmero de grietas.

    5. Tipo de cemento utilizado: Los cementos de fragua rpida y los de bajo calor de

    hidratacin generan concretos con mayor tendencia a la contraccin.6. Agregados: Los agregados restringen la contraccin de la pasta de cemento. Los

    ms speros y con elevado mdulos de elasticidad son los que ms la limitan. Si

    el agregado es pequeo, la contraccin aumenta.

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    7. Aditivos: El cloruro de calcio y las puzolanas aumentan la contraccin. Existen

    aditivos que expanden el concreto.

    8. Cantidad de cemento en la mezcla: Las mezclas ms ricas contraen ms que las

    pobres.9. Tamao de la pieza de concreto: La contraccin disminuye con el aumento del

    volumen del elemento de concreto, pues, el proceso de desecacin demora ms

    tiempo ya que el agua debe efectuar un recorrido mayor para llegar a la

    superficie.

    Las deformaciones unitarias finales debidas a la contraccin de fragua varan entre

    200x10-6 y 7OOx 10-6 (Ref. 2 1.1). Generalmente se toma un promedio de 4OOx 10-6

    En las dos primeras semanas se desarrolla del 15% a 30% de la deformacin total; enel primer mes del 40% al 80% y en un ao, del 70% al 85%. En la figura 2.1 1 se

    muestra la deformacin por contraccin de fragua en el tiempo.

    Para reducir la contraccin de fragua en el concreto es conveniente:

    1. Reducir el contenido de agua de la mezcla.

    2. Usar agregados no porosos.

    3. Curar bien el concreto.

    4. Usar juntas de contraccin y construccin en la estructura.

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    La deformacin plstica es de una a tres veces la deformacin instantnea elstica. El

    fenmeno de creep incrementa las deflexiones en el tiempo y ocasiona redistribucin de

    esfuerzos en la estructura. Algunos factores que afectan este