Ramón Carrrasquillo - Especificaciones en concreto ¿ Un arte o una ciencia?

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    08-Jan-2017
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Transcript of Ramón Carrrasquillo - Especificaciones en concreto ¿ Un arte o una ciencia?

  • Por: Ramn L. Carrasquillo, PhD, PEPuerto Rico

    Especificaciones del concreto Arte o Ciencia?

  • De que vamos a hablar?

    Al Zapatero

    los Zapatos!

  • Me pregunto?

    Sabes que tan rpido esta cambiando el MUNDO?

  • Tpicos:

    Desarrollo de Especificaciones Tecnologa Proceso Constructivo

    Rol del Ingeniero Especificaciones

    Responsabilidad Profesional Interpretacin Implementacin

    Supervisin

  • Industria de la Construccin

    Movimiento industrial, social y cultural Afecta directa o indirectamente todos los fundamentos bsicos de

    la Calidad de Vida empleos salud vivienda transportacin familia poder adquisitivo recreacin

  • INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCION

    Ingenieros

    Tecnologa

    Centros Docentes

    Urbanismo

    Transportacin

    Planificacin

    Permisos

    Arquitectos

    Administracin Pblica

    Energa

    Contratista

    Fuerza Laboral

    CalidadAmbiental

    Recursos Naturales

    Ingenieros

    Tecnologa

    Centros Docentes

    Transportacin

    Planificacin

    Permisos

    Arquitectos

    Administracin Pblica

    Energa

    Contratista

    Fuerza Laboral

    CalidadAmbiental

    Recursos Naturales

    Urbanismo

    Industria de la Construccin

  • Economa de Responsabilidad Socio-Cultural

    Economa

    Costo Directo Corto Plazo Beneficio de Pocos

    Contribucin a la Calidad de Vida Largo Plazo Beneficio de Todos Garantizar la Vida de Servicio

  • Concreto de buena calidad

  • Ambos concretos satisfacen las especificaciones

    Excelente Calidad Pobre Calidad

  • ACI 301: Mezcladora de concreto porttil

  • El 90% del concreto que se reemplaza en una obra luego de vaciado no se tena que sacar por razones tcnicas.

    Realidad

  • La realidad de la industria de la construccin

    Hasta el da de hoyHemos hecho ms con ms

    De hoy en adelanteHaremos ms pero con menos

  • Los tiempos cambian

  • Educacin de Ingeniera

    1950 - 1970 Birth Year 1980 - 2000

    4 Years 4

    ~ 124 Semester Hours ~124

    Engineering

    X Knowledge 2.0X

    Y Information 100Y

    10-15 Service Life, yrs 1-3

  • Clave del xito

    Proceso de aceptacin, integracin e implementacin de nuevas tecnologas debe de ser agilizado y liberado de obstculos tradicionales

  • Clave del xito

    Proceso de aceptacin, integracin e implementacin de nuevas tecnologas debe de ser agilizado y liberado de obstculos tradicionales

  • Agilizado

    Hasta el da de hoy Diseo Cdigos Especificaciones

    De hoy en adelante Nuevas tecnologas

    Materiales Concreto Construccin Arquitectura

  • Obstculos Tradicionales

    Diseo Enfoque en las partes individuales como por ejemplo vigas, losas, columnas, sin reconocer las

    contribuciones o el sinergismo entre las partes Resultado: Hacemos mscon ms

    Cdigos Enfoque en la regla de los

    10 aos de experiencia antes de 200% = 60%

    Especificaciones Enfoque en el es que yo se que

    Desconfianza Prescriptivas Castigo

  • Por Qu No Sucede As?

    nfasis en culpabilidad Deseo de demostrar que el otro est

    mal y as maana yo me veo mejor nfasis negativo Demostrar poder Egosmo profesional

  • El hormign elaborado no representa un producto, sino una alternativa para el beneficio del proceso constructivo

    Valor aadido del concreto

  • Las especificaciones deben de ser ajustadas para cubrir condiciones especficas del proyecto!

  • Vida de servicio de 100 aos

    Sueo Especulacin Mejor Esfuerzo Subjetivo Objetivo

    Que tecnologa existe hoy en da que justifique los requisitos en las especificaciones para cumplir o garantizar una Vida de Servicio de 100 aos?

  • Al Zapatero los Zapatos?

    Ing. Estructural(Diseador)

    Medios y Mtodos de Construccin

  • Todos estos concretos satisfacen las especificaciones

  • Todos estos concretos satisfacen las especificaciones

    Que hacemos?

  • Realidad 550 lbs/yd3 cemento 5,000 lbs/plg2 resistencia Altas temperaturas Poco sangrado Alto encogimiento Terminado pobre Mezcla pegajosa Alto potencial de

    agrietamiento plstico,agrietamiento por secado, y agrietamientopor condiciones termales

    EspecificacionesAgua/Cemento: 0.40 max.Asentamiento: 4 - 6 plgs.Resistencia: 3,000 lbs/plg2Agregado: 3/4 plg. max.

  • Concreto FrescoAsentamientoAireTiempo de vaciadoTamao del agregadoTemperatura

    Especificaciones

    TrabajabilidadSangradoSegregacinTerminabilidadConsolidacin

    VibracinFrage

    RendimientoTiene que Trabajar!

  • Puede un problema ocurrir o unaestructura tener problemas sin quenadie haya hecho nada mal?

    Dilema #1

  • Puede un problema ocurrir sinque nadie tenga la culpa?

    Dilema #

  • El Ingeniero y la Reparacin Estructural

    Si algo no est de acuerdo con los planos y las especificacionesest mal o defectuoso?

    Si algo no est de acuerdo con el ACIest mal o defectuoso?

    Dilema #3

    ModeradorNotas de la presentacinAdd a color box around each statement

  • Prescriptiva v. Rendimiento

    Hasta el da de hoy

    Cemento PortlandASTM C 150

    De hoy en adelante

    Cemento HidrulicoASTM C 1157

    Prescriptiva Rendimiento

  • Prescriptiva v. Rendimiento

  • Prescriptiva v. Rendimiento

  • Contenido de SO3 del cemento

    SO3

    Cont

    ent,

    %

    Production Timeline, Weeks

    TARGET VALUE = 4.2%

    Clinker

    Gypsum Addition

    Clinker

  • Clinker

    Gypsum Addition

    ClinkerSO3

    Cont

    ent,

    %

    Production Timeline, Weeks

    TARGET VALUE = 4.2%

    High SO4 Fuels High SO4 Fuels

    Contenido de SO3 del cemento

  • Clinker

    Gypsum Addition

    ClinkerSO3

    Cont

    ent,

    %

    Production Timeline, Weeks

    TARGET VALUE = 4.2%

    LEF LEF

    Contenido de SO3 del cemento

  • Clinker

    Gypsum Addition

    ClinkerSO3

    Cont

    ent,

    %

    Production Timeline, Weeks

    TARGET VALUE = 4.2%

    Late EttringiteFormation

    Late EttringiteFormation

    Contenido de SO3 del cemento

  • El ingeniero estrucutral y la aceptacin del concreto en la obra basado en los resutados de las

    pruebas de control de calidad en el campo.

    Caso del ingeniero structural que el mismo acepta y es responsable de

    violar sus propias especificaciones.

  • Qu se necesita?

    Control de Calidad

    Qu es lo que las especificaciones requieren?

    Especificaciones + Control de Calidad = Necesidad Estructural?

  • Necesario?Resistencia Durabilidad

    Control de Calidad

    Resistencia del cilindro

    ESPECIFICADOfc

    w/c ratio

    ?

  • Necesario?Resistencia Durabilidad

    CONTROL DE CALIDADResultados :

    5500 psi 3300 psi

    ESPECIFICADO3000 psiw/c = 0.45

    ?SUBMITTALfcr = 5800 psiw/c = 0.45

    ?

  • NECESARIO?ResistenciaDurabilidad

    CONTROL DE CALIDADResultados :

    5500 psi 3300 psi

    ESPECIFICADO3000 psiw/c = 0.45

    ?SUBMITTAL

    fcr = 5800 psiw/c = 0.45

    ?

  • NECESARIO?Resistencia Durabilidad

    CONTROL DE CALIDADResultados:

    5500 psi 3300 psi

    ESPECIFICADO3000 psi

    w/c = 0.45

    ?SUBMITTAL

    fcr = 5800 psiw/c = 0.45OK

    ?

  • NECESARIO?

    Resistencia Durabilidad

    CONTROL DE CALIDADResultados:

    5500 psi 3300 psi

    ESPECIFICADO

    3000 psiw/c = 0.45

    ?SUBMITTAL

    fcr = 5800 psiw/c = 0.45OK

    ?

  • Detail of entrained voids under oblique illumination

  • Mix Design

  • Mix Design

  • Es este un problema de Diseo: ACI 318?Construccin: ACI 301?

  • Durabilidad

    Diseo

    Construccin

    diseo

    Especificaciones

  • Durabilidad

    Estructuras Duraderas

    Especificaciones Diseo

    Construccin

  • Algunos Aspectos de Durabilidad Incluyen

    Resistencia a los sulfatos Reaccin lcali-slice Permeabilidad Proteccin contra la corrosin

    del acero de refuerzo Desgaste de la superficie

  • Durabilidad de Estructuras

    Resistencia a sulfatos Resistencia a RAS Permeabilidad Proteccin a la corrosin

    Qumica del cementante Cemento Pozzolana

    Proporciones Agua/Cementante Cementante Agregados

    Caractersticas de los agregados Permeabilidad

    Pozzolanas Agua/Cementante Consolidacin

    Construccin Consolidacin Curado Fisuramiento Terminado

  • Durabilidad de Estructuras

    Resistencia a sulfatos Resistencia a RAS Permeabilidad Proteccin a la corrosin

    Qumica del cementante Cemento Pozzolana

    Proporciones Agua/Cementante Cementante Agregados

    Caractersticas de los agregados Permeabilidad

    Pozzolanas Agua/Cementante Consolidacin

    Construccin Consolidacin Curado Fisuramiento Terminado

  • Cual es la causa del deterioro?

  • Cual es la causa del deterioro?

  • PERMEABILIDAD

  • Especificaciones Prescriptivas

    La razn (A/MC) garantiza o controlala permeabilidad del concreto?

    La resistencia a la compresin garantiza ocontrola la permeabilidad del concreto?

  • PERMEABILIDAD

  • Que mecanismo es el que nos interesa?

    Permeabilidad del concretoO

    Penetracin de humedad en el concreto Proteccin del acero de refuerzo contra la corrosin

    Resistencia a la Penetracin del In Cloruro

  • ASTM-C1202 Standard Test Method for Electrical Indication of Concretes Ability to Resist Chloride Ion PenetrationASTM C 1202

  • ASTM C 1202

  • CA

  • UT MEDICAL SCIENCES COMPLEX

    0

    500

    1000

    1500

    2000

    2500

    3000

    6 sks / 0% FA 6 sks / 51% FA 8.5 sks / 51% FA 8.5 sks / 60% FA 8.5 sks / 80% FA

    Mixture Proportions (sks / % FA)

    RC

    PT (C

    oulo

    mbs

    )

    (PC, lbs / FA, lbs)Test Age: 90 days(564:0)

    (160:639)(320:479)(392:407)(276:278)

  • Entender y coordinar la Tecnologa y el Rendimiento del concreto para el beneficio del Proceso Constructivo y la Vida de Servicio de la estructura.

  • Entender y coordinar la Tecnologa y el Rendimiento del concreto para el beneficio del Proceso Constructivo y la Vida de Servicio de la estructura.

  • Cable Stayed Bridge: PR-148 Naranjito

    Member: FoundatioinsVolume: 630 CY

  • Proyecto: PR-10 Utuado - Adjuntas

    Member: Pier CapsVolume: 220 CY

  • Proyecto: PR-10 Utuado - Adjuntas

    Member: 16 Mass Foundations Volume: 500 to 1200 CY

  • Table 934-1Portland Cement Concrete Mixture

    Class of Concrete

    Specified Design Compressive

    Strength at 28 days (psi)*

    Maximum Coarse Aggregate Size

    (square openings)

    Permeability Maximum Charge

    Passed ** (Coulombs)

    Minimum CementitiousContent ***

    (lb/cy)

    III (General Use) 3,000 1 with 5% max Passing No. 8 See Table 934-2 500

    IV (General Use) 4,000 1 with 5% max Passing No. 8 See Table 934-2 550

    IV (Bridge Deck) 4,000 1 with 5% max Passing No. 8 See Table 934-2 600

    V (Pavement) 5,000 2 with 5% max Passing No. 8 See Table 934-2 650

    V (General Use) 5,000 1 with 5% max Passing No. 8 See Table 934-2 650

  • Table 934-1 - Portland Cement Concrete Mixture

    Class of Concrete

    Specified Design Compressive

    Strength at 28 days (psi)*

    Maximum Coarse Aggregate Size

    (square openings)

    Permeability Maximum Charge

    Passed ** (Coulombs)

    Minimum CementitiousContent ***

    (lb/cy)

    III (General Use) 3,000 1 with 5% max Passing No. 8 See Table 934-2 500

    IV (General Use) 4,000 1 with 5% max Passing No. 8 See Table 934-2 550

    IV (Bridge Deck) 4,000 1 with 5% max Passing No. 8 See Table 934-2 600

    V (Pavement) 5,000 2 with 5% max Passing No. 8 See Table 934-2 650

    V (General Use) 5,000 1 with 5% max Passing No. 8 See Table 934-2 650

    ** Permeability will be electrical conductance of the concrete as measured at 28 days according to AASHTO T-277. The permeability of the concrete at 28 days shall be determined using the following accelerated curing procedure: specimens will be moist cured at 73 +/- 3 deg.F for the initial 7 days after casting followed by curing in water at 105 +/- 3 deg.F for 21 days until testing at 28 days.

  • Table 934-2

    Permeability Level*Permeability Maximum

    Charge Passed (Coulombs)

    1 Not Applicable

    2 1,500

    *If no Permeability Level of concrete is indicated on the plans, a Permeability Level 2 shall be used in all concrete mixes to be placed in the project.

  • Control de Calidad

    RETO:Como podemos predecir la permeabilidad del

    concreto maduro a 6 9 meses de edadbasndonos en una prueba a los 28 das?

    PermeabilidadResistencia a la Penetracin del InCloruro

  • Curado acelerado por los primeros 28 das

    Curado hmedo a 73F por 6 meses

    ?

    0-7d : Curado Hmedo @ 73F7-28d : Curado Hmedo @ 105F

  • 59597027000.5530%I

    44562016800.4530%I

    28547012700.3530%I

    1300275058600.5520%I

    655124026000.4520%I

    51587019500.3520%I

    4500551066900.55NoneI

    2410308038300.45NoneI

    1475176023700.35NoneI

    6-month Moist Cured(Coulombs)

    28-day Accelerated Cured(Coulombs)

    28-day Moist Cured(Coulombs)

    w/cm (by wt.)

    Class F Fly Ash

    Cement Type

    Chloride Permeability

  • w/cm: 0.55

    0

    1000

    2000

    3000

    4000

    5000

    6000

    7000

    0 20 30Fly Ash Content, %

    Perm

    eabi

    lity,

    Cou

    lom

    bs

    28-day Moist Cured28d Accelerated Cured6m Moist Cured

    Curado Acelerado: Permeabilidad

  • w/cm: 0.35

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    0 20 30Fly Ash Content, %

    Com

    pres

    sive

    Str

    engt

    h, p

    si

    28-day Moist Cured28d Accelerated Cured6m Moist Cured

    Curado Acelerado: Resistencia del Concreto

  • Viga U Pretensada de Alta Resistencia

  • Viga U Pretensada de Alta Resistencia

  • Viga U Pretensada de Alta Resistencia

  • Viga U Pretensada de Alta Resistencia

  • Viga U Pretensada de Alta Resistencia

  • Viga U Pretensada de Alta Resistencia

  • Problema?

    Tenemos que cambiar

  • INCORRECTO es INCORRECTOAunque todos lo hagan as!

    CORRECTO es CORRECTOAunque nadie lo haga as!

  • Especificaciones del concreto

    Que hacemos ante el reto de la construccin?

  • Ya saben que tan rpido esta cambiando el MUNDO?

    No se preocupen YA CAMBIO!

  • El concreto visto por un nio

  • MUCHAS GRACIAS!

  • Nmero de diapositiva 1De que vamos a hablar?Me pregunto?Tpicos:Industria de la ConstruccinNmero de diapositiva 6Economa de Responsabilidad Socio-CulturalConcreto de buena calidadAmbos concretos satisfacen las especificacionesACI 301: Mezcladora de concreto porttilRealidadLa realidad de la industria de la construccin Los tiempos cambianEducacin de IngenieraClave del xitoClave del xitoAgilizadoObstculos TradicionalesPor Qu No Sucede As?Valor aadido del concretoLas especificaciones deben de ser ajustadas para cubrir condiciones especficas del proyecto!Vida de servicio de 100 aosAl Zapatero los Zapatos?Todos estos concretos satisfacen las especificacionesTodos estos concretos satisfacen las especificacionesNmero de diapositiva 26Nmero de diapositiva 27Nmero de diapositiva 28Nmero de diapositiva 29Nmero de diapositiva 30Nmero de diapositiva 31Nmero de diapositiva 32Concreto Fresco Puede un problema ocurrir o una estructura tener problemas sin que nadie haya hecho nada mal? Puede un problema ocurrir sin que nadie tenga la culpa?El Ingeniero y la Reparacin EstructuralPrescriptiva v. RendimientoPrescriptiva v. RendimientoPrescriptiva v. RendimientoNmero de diapositiva 40Nmero de diapositiva 41Nmero de diapositiva 42Nmero de diapositiva 43Nmero de diapositiva 44Nmero de diapositiva 45Nmero de diapositiva 46Nmero de diapositiva 47Nmero de diapositiva 48Nmero de diapositiva 49Nmero de diapositiva 50Nmero de diapositiva 51Nmero de diapositiva 52Nmero de diapositiva 53Nmero de diapositiva 54Contenido de SO3 del cementoContenido de SO3 del cementoContenido de SO3 del cementoContenido de SO3 del cementoEl ingeniero estrucutral y la aceptacin del concreto en la obra basado en los resutados de las pruebas de control de calidad en el campo.Especificaciones + Control de Calidad = Necesidad EstructuralNmero de diapositiva 61Nmero de diapositiva 62Nmero de diapositiva 63Nmero de diapositiva 64Nmero de diapositiva 65Nmero de diapositiva 66Nmero de diapositiva 67Nmero de diapositiva 68Nmero de diapositiva 69Nmero de diapositiva 70Detail of entrained voids under oblique illuminationMix DesignMix DesignEs este un problema de Diseo: ACI 318? Construccin: ACI 301? Nmero de diapositiva 75Nmero de diapositiva 76Nmero de diapositiva 77DurabilidadDurabilidadAlgunos Aspectos de Durabilidad Incluyen Durabilidad de EstructurasDurabilidad de EstructurasNmero de diapositiva 83Nmero de diapositiva 84Nmero de diapositiva 85Especificaciones PrescriptivasNmero de diapositiva 87Nmero de diapositiva 88Nmero de diapositiva 89Que mecanismo es el que nos interesa?ASTM-C1202 Standard Test Method for Electrical Indication of Concretes Ability to Resist Chloride Ion PenetrationNmero de diapositiva 92Nmero de diapositiva 93Nmero de diapositiva 94Nmero de diapositiva 95Nmero de diapositiva 96Cable Stayed Bridge: PR-148 NaranjitoProyecto: PR-10 Utuado - AdjuntasProyecto: PR-10 Utuado - AdjuntasTable 934-1Portland Cement Concrete MixtureTable 934-1 - Portland Cement Concrete MixtureTable 934-2Control de CalidadNmero de diapositiva 104Nmero de diapositiva 105Nmero de diapositiva 106Nmero de diapositiva 107Curado Acelerado: PermeabilidadCurado Acelerado: Resistencia del ConcretoViga U Pretensada de Alta ResistenciaViga U Pretensada de Alta ResistenciaViga U Pretensada de Alta ResistenciaViga U Pretensada de Alta ResistenciaNmero de diapositiva 114Viga U Pretensada de Alta ResistenciaViga U Pretensada de Alta ResistenciaProblema?Nmero de diapositiva 118Especificaciones del concretoNmero de diapositiva 120El concreto visto por un nioNmero de diapositiva 122Nmero de diapositiva 123