EL AGUA

HISTORIAAntecedentes historicosEl concreto es un material que se utiliz desde pocas muy antiguas para lo cual tuvo que recurrir a mtodos muy precarios en la bsqueda de un espacio para vivir.Desde el 7000 a.C., distintas civilizaciones como los persas, los babilonios y los sumerios edificaron ciudades humanas al borde de los ros.Para levantar las paredes, cocinaban la piedra caliza a fin de obtener la cal. Luego, la mezclaban con derivados de los animales como yema de huevo o manteca de cerdo. As obtenan los morteros, material apto para la construccin.

EGIPTOCon el paso del tiempo, fueron los egipcios los que desarrollaron estas tcnicas. Para construir las pirmides, realizaban mezclas de materiales compuestos de arena, piedras, paja, arcilla del Ro Nilo para obtener los ladrillos.

ROMAA pesar de la imaginera egipcia, fueron los romanos quienes implementaron novedosos estudios. Por ejemplo, descubrieron que al combinar diversos elementos volcnicos, piedra caliza y rocas se obtena una mezcla ms resistente.Estos concretos recibieron el nombre de opus cementerium que se haca a partir del cascajo de piedra, cal(o cenizas de mineral que contena cal) y agua, y se caracterizan por una gran resistencia al paso del tiempo. Al ser mezclados con el agua, el resultado era una masa consistente que ofreca mayor durabilidad.

El Imperio Romano desarroll la tcnica del concreto, lograron aligerar las estructuras enormes encajonndolas con tarros de barro vacios en las paredesUtilizaban el concreto reforzado con barras de metal, como se puede observar en mticos monumentos como el Coliseo, y el Partenn en la ciudad de Roma.El estilo romano del concreto se extendi a diversas regiones de Europa, pero hubo que esperar hasta los comienzos del siglo XIX para ver su desarrollo final.

EL FARO DE SMEATONSmeaton encontr un material extremadamente duro combinando cal viva, arcilla, arena, escoria de hierro machacada. Utilizando este nuevo concreto construyo la primeraestructurade concreto desde la Roma antigua.

PUENTE DE CONCRETOEl primer puente realizado de concreto no reforzado se construy en Soullac (Francia) en 1816, gracias a un descubrimiento del ingeniero Louis Vicat, que combin cal, arcilla y agua para la instalacin de murallones de hormign.

CANAL DE ERIEEl primer concreto moderno producido en Amrica fue utilizado para construir el canal de Erie (Estados Unidos) en 1825 llamado tambin zanja de Clinton. Por el volumen de concreto utilizado fue la construccin de concreto ms grande en su tiempo.Se utilizo cemento hecho de cal hidrulica proveniente de los condados de madison. Mientras tanto, Londres se transforma en la primera ciudad con sistema de alcantarillas realizadas de este material, en 1867. El fenmeno de la arquitectura londinense traspasa fronteras, a la vez que comienzan a aparecer nuevas tcnicas de concreto.

La abrazadera de columna

En 1901 Symons disea una estructura de acero llamada la abrazadera de columna que permite mantener las formas rectas de las construcciones de concreto mantenindolas cuadradas, este invento se hiso muy popular en esa poca.

Las viviendas de New JerseyCon la llegada del siglo XX, se desarroll el concreto moldeado, para flexibilizar el tiempo de trabajo utilizado. En 1908 el empresario estadounidense Thomas Alva Edison construye once viviendas en New Jersey, reemplazando antiguas viviendas de madera.El concreto pasa a ser parte de la esttica de las grandes ciudades, con los Estados Unidos como referencia.

CANAL DE PANAMACon el fin de comunicar Amrica del norte y Amrica de sur se inicia la construccin del canal de pana inaugurado en 1914, construido a base de gruesas paredes de concreto. Para la misma poca emerge un personaje importante dentro de la historia de la construccin: Arthur Symons.Ofrece tres pares de exclusas de concreto consuelostan gruesos como 20 pies y las paredes tan gruesas como 60 pies en el fondo.El Canal dePanamtom ms de 30 aos para terminarse a uncostode $347 millones. Los desafos deingenieraencontrados fueron enormes. Las condiciones geolgicas difciles, la obtencin de las materias primas necesarias y mano de obra.

Concreto encofrado Steel Ply.

En 1955 la empresa Symons emplea el sistema de concreto encofrado Steel Ply. A partir de su implementacin, pas a ser el mtodo de instalacin de hormign ms popular de los Estados Unidos.Este sistema utiliza operaciones handset y gangform, provee a los contratistas la mxima flexibilidad de forma con grados fiables de carga. Este sistema combina los resistentes carrioles de acero y los travesaos con el enchapado especial de Symons.Algunos de sus beneficios son: reduce los requisitos de unin comparados al encofrado tpico trabajo-construido, aumenta la productividad, etc.

El mtodo Room Tunnel y Flex Form

En 1987 se introduce el mtodo room tunnel molde para el formado repetitivo de cuartos y el sistema de formacin de concreto"Flex-Form"para paredes curvas.El sistema de formadoRoomTunneles un sistema de "medio tnel" que es ms simple, ms ligero y ms rpido de manejar que productos competidores de "tnel entero". El diseo del "medio tnel" tambin proporciona una mayor flexibilidad dimensional para la potencial reutilizacin en otrosproyectos.

RASCACIELOSA partir de ese momento, el concreto se masifica y contribuye a la instalacin masiva de rascacielos y torres en Estados Unidos, como el Sears Tower de Chicago) o el Empire State en Nueva York.El boom de los rascacielos de concreto se extiende a otras ciudades del mundo, como el caso de la Greenland Square (China), o la Torre de Pemex (Mxico).

Burj DubaiEn 2007 se inaugura la Torre Burj Dubai. Con 512 metros es el edificio ms alto del mundo, con un diseo de vanguardia y paredes de concreto de gran resistencia.

OTROS ACONTECIMIENTOS IMPORTANTES DELCONCRETO

1824invenvion del cemento portland1836se realizan pruebas de fuerza en el concreto1891se construye la primera calle de concreto1903se construye el primer edificio de concreto1908se construye las primeras casas de concreto1913se inventa el concreto premezclado1915se funda la primera compaa en producir color para el concreto1930se inventan incorporadores para resistir contra los daos de congelacin y descongelacin1936se construye la presa hoover la presa de concreto mas grande en su tiempo1938se inventa el concreto overlay para hacer una cubierta para buques1963se construye el primer estadio con cpula de concreto1970se utiliza fibra como refuerzo del concretoDefinicin del concretoLa palabra concreto, etimolgicamente derivada del trmino latino concretus.Es bsicamente una mezcla de cemento, agregados, aditivos, aire y agua, en otras palabras es una mezcla de dos componentes:Agregado y pasta. La pasta, compuesta de Cemento Portland y agua, une a los agregados (arena y grava o piedra triturada) para formar una masa semejante a una roca pues la pasta endurece debido a la reaccin qumica entre el Cemento y el agua.

33Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaos de partcula que pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partculas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. La pasta esta compuesta de Cemento Portland, agua y aire atrapado o aire incluido intencionalmente. Ordinariamente, la pasta constituye del 25 al 40 % del volumen total del concreto. CARACTERSTICAS DEL CONCRETO FRESCO:

a)TrabajabilidadEsta definida por la mayor o menor dificultad para el mezclado, transporte, colocacin y compactacin del concreto1)EstabilidadEs el desplazamiento o flujo que se produce en el concreto sin mediar la aplicacin de fuerzas externas.2)CompactabilidadEs la medida de la facilidad con que puede compactarse el concreto fresco.Existen varios mtodos que establecen el denominado Factor de compactacin3)MovilidadEs la facilidad del concreto a ser desplazado mediante la aplicacin de trabajo externo.Se evalan en funcin de la viscosidad, cohesin y resistencia interna al corte.

b)SegregacinLas diferencia de densidades entre los componentes del concreto provocan una tendencia natural a que las partculas ms pesadas desciendan, pero en general, la densidad de la pasta con los agregados finos es slo un 20% menor que la de los gruesos (para agregados normales) lo cual sumado a su viscosidad produce que el agregado grueso quede suspendido e inmerso en la matriz.

c)ExudacinPropiedad por la cual una parte del agua de mezcla se separa de la masa y sube hacia la superficie del concreto.

d)ContraccinEs una de las propiedades mas importantes en funcin de los problemas de fisuracin que acarrea con frecuenciaCARACTERISTICAS PRINCIPALES DEL CONCRETO ENDURECIDO

a)ElasticidadEn general, es la capacidad del concreto de deformarse bajo carga, sin tener deformacin permanente.Los mdulos de Elasticidad normales oscilan entre 250,000 a 350,000 kg/cm2y estn en relacin inversa con la relacin Agua/Cemento.

b)ResistenciaEs la capacidad de soportar cargas y esfuerzos, siendo su mejor comportamiento en compresin en comparacin con la traccin, debido a las propiedades adherentes de la pasta de cemento.Los concretos normales usualmente tienen resistencias en compresin del orden de 100 a 400 kg/cm2, habindose logrado optimizaciones de diseos sin aditivos que han permitido obtener resistencia sobre 700 kg/cm2.

c)ExtensibilidadEs la propiedad del concreto de deformarse sin agrietarse.Se define en funcin de la deformacin unitaria mxima que puede asumir el concreto sin que ocurran fisuraciones.

a.- Su elevada resistencia a fuerzas de compresin.

b.- Su escasa capacidad para soportar fuerzas de estiramiento.c.- Su elevada resistencia para soportar altas temperaturas, provenientes, por ejemplo, de incendio.

d.- Su impermeabilidad, es decir, la dificultad de no dejar pasar el agua u otro lquido a su interior.e.- Su consistencia, es decir, el grado de fluidez de la mezcla para que le sea fcil desplazarse dentro del encofrado y llegar hasta el ultimo "rincn".f.- El concreto, como cualquier material, puede experimentar deterioro con el tiempo debido al medio que lo rodea. Por ejemplo:#El clima al cual est expuesto (brisa marina, heladas, deshielos, sol, fro, etc.).#El suelo que rodea a una cimentacin.

COMPONENTES DEL CONCRETO

El concreto se produce mediante la mezcla de 3 componentes esenciales cemento agua y agregados a los cuales eventualmente se les incorpora un cuarto componente que generericamente se le designa como aditivo.cemento como material aglutinante o pegante

.arena y grava como agredados

.agua

.ocasionalmente aditivos

CEMENTO.

Es un polvo blanco o gris que al mezclarse Con agua genera un efecto pegante muy resistente, se encarga de aglutinar toso los demas materiales aridoso aguegados

AGREGADOS

Son materiales inertes de origrn inorganico que se mezclan con el cemento para formar el concreto, cuyas finalidades especiales son abaratar la mezcla asi como dotarla de ciertas caracteristicas favorablesAGUA.

El papel de este elemento es de suma importancia ya que su debida proporcion y calidad en relacion con el cemento (A/C) depende la resistencia final del concreto y su durabilidad

Son productos quimicos aadidos en pequeas cantidades en relacion con la masa para modificar las propiedades del concreto fresco o endurecidoADITIVOS.

TIPOS DE CONCRETOCONCRETO CONVENCIONAL.

Es una mezcla de cemento, arena, gravilla, agua y aditivo que posee la cualidad de endurecer con el tiempo, adquiriendo caractersticas que lo hacen de uso comn en la construccin. En estado fresco posee suficiente tiempo de manejabilidad y excelente cohesividad en estado endurecido. USOEl concreto convencional tiene una amplia utilizacin en las estructuras de concreto ms comunes. Se emplea para cimentaciones, columnas, placas macizas y aligeradas, muros de contencin, etc.

CONCRETO DE BAJA PERMEABILIDAD

Es un concreto especialmente diseado para su utilizacin donde se requieran condiciones de impermeabilidad. USO Tanques, viga-canales, cubiertas, muros de contencin y todas aquellas estructuras expuestas al agua.

CONCRETO DE FRAGUADO RETARDADO

El concreto retardado tiene amplia utilizacin en casos constructivos especiales, donde deben evitarse juntas fras, donde por dificultad requieran mayores tiempos de manejabilidad, en los que sea conveniente reducir la temperatura generada por calor o en lugares con temperaturas altas.

CONCRETO DE FRAGUADO ACELERADO

Los concretos de fraguado acelerado son usados en sistemas constructivos que demandan acabados rpidos, pronto desencofrado y mayor utilizacin de formaleta. De amplia aplicacin en el sistema cortina, en el cual se necesita un rpido acabado de placas. En general son muy convenientes en la industria de los prefabricados.

CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA

Son concretos de resistencias superiores a 350 Kg/cm2 (5.000 PSI).Se especifican con gravilla fina, comn y medida; pueden ser bombeados.USOEn todas las estructuras donde se requiera obtener alta resistencia a 28das.

CONCRETO DE RESISTENCIA ACELERADA

Concretos especialmente diseados y controlados que permiten el desarrollo de las resistencias especficas a temprana edad. Los concretos de resistencia acelerada se especifican con gravilla comn, media o fina, adems pueden ser bombeados. USOLos concretos de resistencia acelerada se recomiendan en aquellos casos donde se requiera poner al servicio una estructura antes del plazo presupuestado. Cualquier elemento estructural puede ser construido con estos concretos a excepcin de concretos masivos.

CONCRETO FIBRA

Es la combinacin de mortero o concreto convencional con fibras de polipropileno, que al ser incorporadas le sirven al mortero o concreto como refuerzo interno secundario. USOEn todos los concretos donde sea importante evitar o reducir fisuramiento, especialmente en: Pavimentos, andenes, tanques, piscinas. Parqueaderos, pisos, plantas industriales, almacenes y bodegas. Canchas de tenis, gimnasios. Recubrimientos inferiores en losas de concreto, elementos prefabricados, Concreto Lanzado.

CONCRETO GROUTING

Es un concreto fluido con agregado fino diseado especialmente para ser colocado en elementos de secciones reducidas, esbeltos o altamente reforzados donde la compactacin o vibrado se hace ms difcil. USORellenos de celdas en mampostera estructural y elementos con altos contenidos de refuerzos.

CEMENTO PORTLAND Se denominado Prtland por su semejanza a una piedra que abunda en esa localidad de Inglaterra. Se obtiene por calentamiento incipiente (aproximadamente 1300 C) de una mezcla de minerales finamente molidos, formados por piedra caliza y arcilla. El Material obtenido denominado clinker se muele finamente adicionndole de un 2% a 3% de yeso para evitar que frage instantneamente.

Fraguado del cemento:

Se denomina fraguado al proceso qumico por el cual el cemento adquiere dureza ptrea ( proceso irreversible), a diferencia de las cales grasas el fraguado del cemento es hidrulico porque se produce por reaccionar con el agua que provoca el fenmeno de hidrlisis de algunos compuestos y posteriores hidrataciones y recombinacionesEl fraguado se produce en dos etapas:

Fraguado: proceso que dura de minutos a 15 horas, en que la masa plstica adquiere rigidezEndurecimiento: proceso en que la masa rgida aumenta su dureza y resistencia mecnica que demanda de 28 das a varios aos.

PROCESO DE ELABORACIN DEL CEMENTO PORTALD

1.PREPARACIN DE LAS MATERIAS PRIMASLa primera etapa en la fabricacin del cemento la constituye la extraccin, de las canteras, de las materias primas y su mezclado con agua para asegurar su mezcla ntimaLa piedra caliza, una vez sacada de la cantera, es molida finamente y mezclada con arcilla y agua, y el barro resultante pasado por un molino de bolas que vuelve a molerlo.

2.FORMACIN DEL CLINKEREl barro mencionado no es sino una simple mezcla hmeda de los ingredientes bsicos. Ahora se lo transfiere a un largo horno rotativo donde sufrir varios cambios qumicos y emerger como clinkerEn la primera etapa se produce el secado por evaporacin de toda el agua. La mezcla sigue su avance a lo largo del horno (largo tubo de acero de unos 130 m. de longitud) aumentando cada vez ms su temperatura.

Tipos de cementos Portland

Tipo I Este tipo de cemento es de uso general, Entre los usos donde se emplea este tipo de cemento estn: pisos, pavimentos, edificios, estructuras, elementos prefabricados.

Tipo II El cemento Prtland tipo II se utiliza cuando es necesario la proteccin contra el ataque moderado de sulfatos, como por ejemplo en las tuberas de drenajeTipo III Este tipo de cemento desarrolla altas resistencias a edades tempranas, a 3 y 7 das Su utilizacin se debe a necesidades especficas de la construccin

Tipo IV Este tipo de cemento es muy lento en comparacin con los otros tipos de cemento. Los usos y aplicaciones del cemento tipo IV estn dirigidos a obras con estructuras de tipo masivo, como por ejemplo grandes presas.

Tipo IP y Tipo P

El cemento Prtland IP puede ser empleado en construcciones en general y el tipo P se utiliza en construcciones donde no sean necesarias resistencias altas a edades tempranas. El tipo P se utiliza normalmente en estructuras masivas, como estribos, presas y pilas de cimentacin. El contenido de puzolanade estos cementos se sita entre el 15 y el 40 % en peso.74 EL AGUA

EL AGUA EN EL CONCRETOEl agua es un componente esencial en las mezclas de concreto y morteros, pues permite que el cemento desarrolle su capacidad ligante. Funciones:El agua de mezcla en el concreto tiene tres funciones principales:I. Reaccionar con el cemento para hidratarlo.II. Actuar como lubricante para contribuir a la trabajabilidad del conjunto.III. Procurar la estructura de vacos necesaria en la pasta para que los productos de hidratacin tengan espacio para desarrollarse.

Aguas prohibidas:

Aguas cidas.Aguas calcreas; minerales; carbonatadas; o naturales. Aguas provenientes de minas o relaves. Aguas que contengan residuos industriales. Aguas que contengan algas; materia orgnica; humus; partculas de carbn; turba; azufre; o descargas de partculas de carbn o descargas de desagesAguas que contengan azcares o sus derivados, etc.

Normas para la correcta mezcla del concreto:El agua que se va a usar para lamezcla de concretodebe ser limpia, generalmente el agua que se puede beber, es buena para preparar el concreto. Adems losagregados(arena y grava) debern tambin estar limpios, libres de tierra, barro, madera, races u otro material o residuo vegetal o animal. De estar sucios se lavarn con abundante agua y se secarn al sol.El uso de mucha agua de mezclado para elaborar elconcretodiluye la pasta, debilitando las cualidades del cemento. Por tal motivo, es importante que elcemento Portlandy el agua sean usados en las correctas proporciones para obtener los mejores resultados.

La siguiente tabla proporciona las cantidades recomendadas para la mezcla dependiendo del tipo de trabajo que se realice.

REQUISITOS QUE DEBE CUMPLIR

El agua utilizada en la elaboracin del concreto y mortero debe ser apta para el consumo humano libre de sustancias como aceites, cidos, sustancias alcalinas y materias orgnicas.En caso de tener que usar en la dosificacin del concreto, agua no potable o de calidad no comprobada, debe hacerse con ella cubos de mortero, que deben tener a los 7 y 28 das un 90% de la resistencia de los morteros que se preparen con agua potable.

Los lmites mximos permisibles de concentracin de sustancias en el agua son los siguientes:

SustanciasyPhLmite mximoCloruros300ppm Sulfatos300 ppmSales de magnesio150 ppmSales solubles1500 ppmSlidos en suspensin1500 ppmMateria orgnica expresada en oxgeno consumido10 ppmpH6 < pH < 8Si se registra presencia de carbonatos y bicarbonatos de sodio o de potasio en el agua de la mezcla, estos pueden reaccionar con el cemento produciendo rpido fraguado; en altas concentraciones tambin disminuyen la resistencia del concreto.El alto contenido de cloruros en el agua de mezclado puede producir corrosin en el acero de refuerzo o en los cables de tensionamiento de un concreto pre esforzado.Las aguas acidas con pH por debajo de 3 pueden crear problemas en el manejo debiendo ser evitada en lo posible.Cuando el agua contiene aceite mineral (petrleo) en concentraciones superiores a 2%, pueden reducir la resistencia del concreto en un 20%.

Agua de mar

Su uso se prohbe en los siguientes casos:

Concreto presforzadoConcretos cuya resistencia a la compresin a los 28 das sea mayor de 175kg / cm.Concretos con elementos de aluminio o fierro galvanizado embebidos.Concretos preparados con cementos de alto contenido de xidos de almina.Concretos con acabado superficial de importancia.Concretos colocados en climas clidos.Concretos expuestos a la brisa marina.

Lo q se debe recordar al usar el agua de mar como agua de mesclado:No hay evidencia de fallas de estructuras de concreto simple preparadas con agua de mar.El concreto preparado con agua de mar no produce variacin en el asentamiento.Puede presentarse una aceleracin en el fraguado y endurecimiento inicial de la mezcla.Disminuye la resistencia a la compresin a los 28 das aproximadamente en un 12%.El agua de mar puede provocar corrosin en los elementos metlicos embebidos, por lo que su recubrimiento debe ser no menor de 70 mm.