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M. I. Homero Jesús Montaño RománPresidente ACI Sección Centro y Sur de México

a difusión del conocimiento es una de las tareas más importantes de los seres humanos y afortunadamente a lo largo de la historia han existido innumerables ejemplos de hombres y pueblos que así lo han entendido. Es precisamente con la difusión del conocimiento y la educación que se van sentando las bases para el desarrollo económico de las naciones. En México contamos con diversos medios para la difusión del conocimiento, pero desafortunadamente son muy pocos los enfocados a analizar el estado del arte en diversos tópicos de ingeniería. En varias ocasiones, los profesionistas de esta disciplina, tienen que recurrir a publicaciones extranjeras que puedan ayudarles a solucionar problemas que se les presentan durante su ejercicio profesional. Ante esta necesidad, la Sección Centro y Sur de México del American Con-crete Institute, ha desarrollado una interesante propuesta: una revista cuyo objetivo principal es difundir cuál es el estado del arte en diversos tópicos de ingeniería y en especial en Tecnología del Concreto. A través de sus diferentes apartados, el lector podrá encontrar cuáles son los materiales de construcción que han revolucionado a la industria alrededor del mundo, sistemas constructivos innovadores que se en-cuentran a la vanguardia y que han demostrado ser efectivos ante los retos que la ingeniería demanda, temas relevantes de estructuras y del control de calidad que el concreto requiere, diversos tópicos de tecnología del concreto y normalización, así como una serie de temas más que seguramente serán de gran interés para los profesionales de la ingeniería en México Los invito a seguir de cerca esta propuesta, estoy seguro de que juntos po-demos enriquecerla.

EDITORIAL

L

CONSEJO DIRECTIVO

M. I. Homero Jesús Montaño RománPresidente

Ing. Eduardo Hiriart Rodríguez Vicepresidente Ing. Eduardo Cesar Castell Quiñones Tesorería y Finanzas M. I. Patricia Contreras Rodríguez Comité Técnico

M. I. Arturo Gaytán Covarrubias Capítulos Estudiantiles

Ing. Jorge Dávila Ramírez Eventos

Ing. Fernando García Ayala Difusión y Membresías

Ing. Agustín Rego Espinosa Normalización

Dr. Mario Rodríguez Rodríguez Enlace ACl internacional

M. I. Gustavo Montoya Aguilar Certificación

CONSEJO CONSULTIVOIng. Fernando García AyalaIng. Felipe de Jesús Gómez Sánchez Ing. Felipe de Jesús García Rodríguez Ing. José Antonio Rangel JaramilloIng. Luis García ChowellM. en I. Gustavo Montoya AguilarIng. Fernando García Ayala Ing. Carlos Gómez Toledo Ing. Carlos A. Siller Camacho Ing. Juan M. Rodríguez GarridoM. en I. Marco J. Faradji Capón Ing. Lorenzo Flores Castro Ing. Alejandro Graf LópezM en I. Víctor M. Pavón Rodríguez

Misión Promover e incrementar la cultura de los programas de certificación, elevando el nivel técnico de los pro-fesionistas de la construcción para mejorar el manejo y producción del concreto. Ser dignos representantes y promotores del ACI Internacional en México y servir de referencia para otros capítulos en el mundo. No ser una opción, ser una solución. Promover los logros y éxitos obtenidos por las Universidades y de los profesionistas que emplean el con-creto como material de construcción en México.

Visión Posicionar al capítulo como el más importante fuera del territorio de los Estado Unidos. Divulgar en forma oportuna y eficiente los nuevos descubrimientos sobre Tecnología del Concreto. Generar confianza en los programas de trabajos de certificación y divulgación tecnológica.

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����������PRESIDENCIA DEL ACI SECCIÓNCENTRO Y SUR DE MÉXICO Ing. FernandoGarcía Ayala

���������LAS CALLES DEL PAÍS

������������ESPECIFICACIONES DE BASF MEXICANA Ing. Rodrigo Segurajauregui Martorell

������������ ACTIVIDADES EN EL AÑODE 1904 Ing. Ricardo Osnaya Rodríguez

������������RECONOCIDO OFICIALMENTE EN LA REPÚBLICA Dr. Arturo Guizar Rojas

��������������AMERICAN CONCRETEINSTITUTE Ing. Michie Trejo Aoki

�������NOVIEMBRE DE 2009

�������DISEÑO, CONSTRUCCIÓN,FABRICACIÓN Y REPARACIÓN DEESTRUCTURAS DE CONCRETO

�����������PRESENTACIÓN DE LASCONFERENCIAS MENSUALES

Mesa Directiva2008-2009

PresidenteIng. Fernando García Ayala

Gerente de Especificaciones, BASF Mexicana

Miembro del I.C.R.I. (International Concrete Repair Institute)

Participa de los sub-comités de normalización de:

Aditivos para Concreto

Concreto y Agregados

Coordinaciónn de: La Asociación Mexicana de la Industria del Concreto Premezclado para efectos de colaboración con ONNCCE: Organismo Nacional de Normalización y

Certificación de la Construcción y Edificación

Es Delegado, en la Sección México, de ISO/TC 71 (De-pendiente del ACI) en las secciones: Concreto, Concreto

Reforzado y Concreto Presforzado

Coordina los Bucomités:

ISO/TC71/SC 6 “Materiales no tradicionales de refuerzo para concreto”

ISO/TC71/SC 7 “Mantenimiento y Restauración de obras de Concreto”.

VicepresidenteIng. Homero Jesús Montaño Román

Tesorería y FinanzasIng. Eduardo César Castell Quiñones

Comité TécnicoIng. Patricia Contreras Rodríguez

Capítulos EstudiantilesIng. Arq. Laura Viviana Cruz Pérez

EventosIng. Jorge Dávila Ramírez

DifusiónIng. Eduardo Hiriart Rodríguez

NormalizaciónIng. Agustín Rego Espinosa

Enlace ACI InternacionalDr. Mario Rodríguez Rodríguez

CertificaciónIng. Arq. Fernando Rosas Campillo

AsesoresIng. Emilio Zamudio Cintora

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No. 0, noviembre de 2009

ContenidoCONSEJO EDITORIAL

M. I. Homero Jesús Montaño Román

Ing. Fernando García Ayala

M. I. Patricia Contreras Rodríguez

Ing. Jorge Dávila Ramírez

Ing. Eduardo Hiriart Rodríguez

Dr. Mario Rodríguez Rodríguez

EditorIng. Raúl Huerta Martínez

Diseño GráficoLuis Felipe Hernández Navarro

Publicidad Lic. Carlos Hernández

Lic. Carlos Álvarez

Administración y CirculaciónLic. Celina Ortega

Oficinas GeneralesSección Centro y Sur de México

Calle 23 No 22-H San Pedro de los Pinos México D.F. C.P. 03800

Tel (55) 5563-1844Fax (55) 1518-1169

[email protected] www.acimexicosc.org

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22263238

40La Revista ACI Centro y sur México es publicada cuatro veces al año por la Sección Centro y Sur de México del American Concrete Institute. Calle 23 No. 22-H San Pedro de los Pinos, México D.F. C.P.03800, tels, (55) 5563-1844. El título de la presente publicación se encuentra en trámite ante la Reserva de Derechos de Autor, Secretaría de Edu-cación Pública, los certificados de título y de contenido se encuentran en trámite, los artículos y opiniones publicados en este número no son necesariamente los de la sección ACI Centro y Sur de México.

Concretos en Plaza Carso6/10 Concreto masivo

Portada

Certificación¿Por qué certificar?46

Editorial

Noticias

MaterialesConcreto reciclado

ConstrucciónPisos de concreto reforzado con fibras de acero

Estructuras¿Por qué el concreto autocompactante está ausente?

Control de calidadNúmero de cilindros de 4 x 8 pulgadas requeridos para un resultado de pruebas

TecnologíaConcreto con agregados a base de llantas usadas

NormalizaciónNueva norma de acero de refuerzo44

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Noticias en concreto

Holcim Apasco mantiene una idea firme: terminar la cons-trucción de su nueva planta de Hermosillo, Sonora, pese a la baja demanda de cemento que hubo en 2009 y que se manten-drá en este 2010. La cementera de capi-tal Suizo desde finales de 2007 anunció la inversión de 400 mi-llones de dólares para ampliar su penetración de mercado hacia lo zona del noroeste de México, región dominada por Grupo Ce-mentos Chihuahua y Cemex. La inversión inició bajo la visión de una alta demanda de ce-mento y concreto derivado de diversos proyectos de infraes-tructura aeroportuaria, portuaria y carretera que se construiría en esa zona del país, de acuerdo al Plan Nacional de Infraestructura 2007-2012. La crisis económica

mundial impidió que muchos de ellos no se materializaran en los plazos establecidos. Holcim, mediante un co-municado aseguró que este nue-vo activo industrial, que sería su séptima planta en suelo mexi-cano, se encuentra en su última fase de desarrollo. “La fecha de inauguración está prevista para el invierno próximo”. Holcim Apasco cuenta con 6 plantas productoras de ce-mento en México, ubicadas en puntos estratégicos para atender

la demanda nacional: Acapulco, Guerrero; Apaxco, estado de México; Macuspana, Tabasco; Orizaba, Veracruz; Ramos Ari-zpe, Coahuila y Tecomán, Coli-ma. Para la producción de agregados (grava y arena), la cementera cuenta con fábricas en Apaxco y Texcoco, estado de México; Macuspana, Tabasco; Silao, Guanajuato y Los Cedros, Jalisco. Aunado a lo anterior, la empresa tiene más de 100 plan-tas de concreto premezclado y 900 ollas revolvedoras en el te-rritorio nacional. La nueva planta de Her-mosillo contará con una capaci-dad instalada de 1.6 millones de toneladas al año y se caracteri-zará por la optimización del uso de energía eléctrica y térmica y el mínimo consumo de agua.

Holcim próxima a terminar la construcción de su nueva planta de Hermosillo, Sonora

Concreto flexible para puentes más durables El mal estado de las jun-tas de dilatación, que se loca-lizan entre una y otra pieza de los puentes de concreto pueden llevar al deterioro de toda la es-tructura, buscando soluciones, el Departamento de Transporte de Michigan (MDOT) y la Universi-dad de Michigan, en los Estados Unidos, han desarrollado el lla-mado ECC o “concreto flexible” como una posible solución para los problemas de mantenimiento y durabilidad de dichas juntas.

El ECC es una mezcla ultra-dúctil, de alto rendimiento de cemento reforzado con com-puestos de fibra (HPFRCC) que ha demostrado su capacidad tanto para limitar grietas, como una alta resistencia a la expo-sición. Esta ductilidad ha lleva-do a que también se le llame al ECC “concreto flexible” y se ha desarrollado como un diseño de mezcla patentada con cemento, arena, ceniza, agua, aditivos y fibras, cuya propiedad mecánica más distintiva es una capacidad de deformación máxima del 3% -5%. Dicha capacidad de defor-

mación, de más de 300 veces la del concreto normal, se realiza a través de la formación de un gran número de microfisuras a medida que aumenta la carga. Esto permite que el material se deforme de manera similar a los metales dúctiles.

Noticias6

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ECC o “Losas Enlace” se crean mediante la eliminación de las juntas de expansión que son substituidas por la utilización de una porción de ECC en cada una de las losas contiguas así se crea una superficie corrida, con una alta la capacidad de deformación que evita la penetración de agen-

• Son los más duraderos.• Es la única solución con una vida de servicio de más de 30 años sin precisar rehabilita- ciones estructurales• ni renovaciones superficiales. • El mantenimiento es práctica mente inexistente.• Son los de menor costo total a lo largo de la vida de servicio y• en muchos casos también los de costo de ejecución más reducido.• Minimizan el consumo de carburante de los vehículos pesados.• Apuestan claramente por la sostenibilidad y por el respeto al medio ambiente.• En la fabricación del cemento puede utilizarse una gran variedad de residuos y subproductos.• Permiten utilizar agregados reciclados.

• Capturan una parte del CO2 producido por los vehículos.• En contacto con el agua no producen lixiviados.• Al final de su vida de servicio pueden ser reciclados en otros pavimentos de concreto.• Tienen un consumo nulo de derivados del petróleo.• Son la alternativa que propor- ciona una mayor seguridad a los usuarios.• Poseen unas elevadas carac- terísticas antideslizantes que se mantienen a lo largo de la vida de servicio.• No arden ni desprenden sustancias tóxicas en caso de incendio, lo que hace que sean los más adecuados para la pavimentación de túneles.• Su gran resistencia a los efec- tos del tráfico y a los agentes atmosféricos reduce al mínimo los riesgos y molestias cau- sadas por las operaciones de mantenimiento.• Tienen una superficie muy clara, que permite reducir los costos de iluminación.• Disminuyen la temperatura de los entornos urbanos por su menor absorción de calor, lo que se traduce en épocas calurosas en un ambiente más agradable y enuna disminución de los costos de refrigeración de los edificios.

tes corrosivos presentes en la su-perficie de la cubierta que dañen la superestructura y la subestructura.

Referencia: Lepech M. y Li VC, “grupos puente en Michigan Ir sin juntas” en Ingeniería Ambiental y Civil Boletín de Antiguos Alumnos y Amigos de la Uni-versidad de Michigan, Ann Arbor, MI 48109-2125, Otoño, 2005, pp 12-16.

Concreto comoreflejante solar

El concreto realiza un buen trabajo al servir como reflejan-te de la energía solar. Esta es la conclusión de un reciente estudio de la ACC (siglas en inglés del Consejo Químico Americano), que ha medido la reflectancia so-lar de 135 especímenes de con-creto de 45 mezclas expuestas a la intemperie. De hecho, todos los concretos ensayados en este estudio serían elegibles para cré-ditos de LEED ® para el efecto de reducción de isla de calor. El Índice de Reflectancia Solar (SRI), es una manera de determinar la cantidad de energía de la luz que refleja un material, dicho de otro modo, la compa-ración del SRI de diferentes ma-teriales indica que materiales absorben menos radiación solar. Los materiales más oscuros ab-sorben más calor, lo que gene-ralmente se considera indesea-ble por su efecto sobre el medio ambiente. Esto puede tener una consecuencia de ganancia de ca-lor local inmediata indeseable, en las zonas urbanas (isla de calor). Referencia:Informe detallado de los procedimientos de prueba, las mezclas de concreto, materiales y otros aspectos de este estudio, ver la SN2982 PCA, Reflectancia Solar de hormigones para LEED crédito Soste-nible Sites: Efecto Isla de Calor Van-Geem. Escrito por Medgar L. Marceau y Marta G.

¿Sabía que los pavimentos de concreto…

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n Plaza Carso se acondicionaron más del 50% de áreas verdes y se combinaron los usos de: plaza comercial, oficinas corporativas, habitacional, cultural y de entretenimiento para que sus ocupantes puedan disfrutar de todas las comodidades. El diseño se realizó con en-foque sustentable favoreciendo el empleo de técnicas que permiten que al entrar en operación el inmueble se logren ahorros significativos en el consumo de energía y un adecuado manejo del agua potable y las aguas residuales. La primera fase del conjunto fue desplantada en un terreno de 50,300 m2. Cuenta con 570,000 m2 de construcción destinados a:• Complejo cultural integrado por: el Museo Soumaya y el Teatro Cer-vantes para 1,500 espectadores.• Centro comercial en 3 niveles con 46,818 m2 de construcción• Oficinas corporativas con tres torres de 18,19 y 22 niveles con 150,000 m2

• Tres torres de vivienda de 22 niveles con 430 departamentos

CONCRETOS EN

PLAZA CARSOIng. Eduardo Hiriart Rodríguez e Ing. René Cruz Lozada

E

Plaza Carso está surgiendo como un moderno conjunto de usos mixtos que detonará la reconversión de una zona de la ciudad que en épocas pasadas había sido de uso industrial y en fechas recientes se encontraba en un proceso de decadencia.

Portada8

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Plaza Carso un moderno conjunto de usos mixtos

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Preparación de la cimbra a base de Losacero para el colado del concreto

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• Estacionamiento en cinco y seis niveles subterráneos para 9,000 automóviles (el más grande de México).La segunda fase se inició hace algunos meses y consistirá en: • Museo Jumex• Torre con hotel de cinco estrellas (con 126 habitaciones) y 38 residen- cias de súper lujo. En lo que resta del artículo se hablará exclusivamente de la primera fase.La obra se inició en enero de 2008 y se estará concluyendo en el último trimestre de 2010 en el que gradualmente ha venido entrando en opera-ción y los comercios han abierto sus puertas al público. El monto de la inversión fue de 800 millones de dólares y generó 4,900 empleos directos y por lo menos 10,000 indirectos. Se realizó una excavación a 22 metros de profundidad con un volumen de casi 1,000,000 m3. Las obras de protección de colindancias consistieron en anclas y concreto lanzado de 21 cm. de espesor. La capacidad de carga del suelo es elevada por lo que no fue necesario el empleo de pilotes.

Portada

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Colado de Concreto Ligero sobre Losacero

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La losa de cimentación en algunas zonas es de hasta 2.0 m de es-pesor. Se hicieron colados masivos de hasta 1,130 m3 en once horas. En el Cuadro No. 1 aparecen los datos técnicos. En la gráfica No. 1 se observa la evolución de la temperatura del concreto en las primeras 88 horas. El sistema de curado empleado en la cimentación fue diseñado por el Ing. René Cruz Lozada (Gerente de Construcción) y consistió en cubrir las losas con hule espuma protegido en su totalidad con polietileno, con la finalidad de crear un microclima y de controlar la pérdida de agua para mantener la humedad. La súper estructura es mixta, consistiendo en columnas de acero revestidas con concreto reforzado. Los entrepisos son a base del sistema Losacero.

Gráfica No 1Concretos Masivos en CimentaciónEvolución de la temperatura

ºC

70

60

50

40

30

20

10

0 9 hr 20 hr 30 hr 48 hr 60 hr 75 hr 88 hr

100 cm10 cm

100 cm10 cm

Cuadro 1Concreto Masivo de 2 metros para

la cimentación de Plaza Carso

TIPO DE CEMENTOCPC 30 R RS BRA

380 kg

TEMPERATURA PROMEDIODEL AMBIENTE

19° C (oct. 2008)

TEMPERATURA PROMEDIODEL AGUA

12° C

TEMPERATURA PROMEDIO DELCONCRETO FRESCO (50 kg de hielo/m3)

18° C

DURACIÓN DEL COLADO9:00 a 20:00 hr

11 HORAS

VOLÚMEN DECONCRETO

1130 m3

Bombeo de concreto para la cimenta-ción de concreto masivo

Colado de la primera sección de la cimentación

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n tecnología del concreto, un trabajo permanente ha sido el control de temperaturas en las cimentaciones, se ha requerido manejar hielo para mantener baja la temperatura del concreto; con lo anterior, se evitan en gran medida, las fisuras que pueden terminar afectando la dura-bilidad de las cimentaciones debido a la afectación o corrosión del acero de refuerzo. El concreto masivo incluye no solamente el concreto con bajos conte-nidos de cemento, usado en presas y otras estructuras masivas, sino también concretos con contenidos moderado y elevado de cemento en miembros es-tructurales de puentes y edificios. El colado de concreto masivo requiere con-sideraciones especiales para reducir el calor de hidratación y el aumento de temperatura resultante, a fin de evitar daños al concreto por las altas tempera-turas y por las diferencias de temperatura que pueden resultar en fisuración. En el concreto masivo, el aumento de temperatura es resultante del calor de hidratación de materiales cementantes, a medida que la tempe-ratura del concreto en el interior aumenta y el concreto se expande en la superficie que puede estar enfriándose y contrayéndose, lo que origina esfuerzos de tensión que pueden resultar en fisuras en la superficie, si el gradiente de temperatura entre la superficie y el centro es muy grande. EI ancho y la profundidad de las fisuras depende del gradiente de tempera-tura, propiedades físicas del concreto y del acero de refuerzo. Esto es crítico principalmente cuando las dimensiones mínimas de la sección transversal se acercan o superan un metro o cuando el contenido de cemento supera 355 kg/m3 EI aumento de temperatura en el concreto ma-sivo se relaciona con la temperatura inicial, la temperatura ambiente, tamaño del elemento de concreto (relación volumen-área superficial y dimensión mí-nima) y el tipo y la cantidad de los materiales cementantes. La relación entre aumento de temperatura, enfriamiento y diferencial de temperatura en una sección de concreto masivo se puede observar, si se remueven las cimbras (las cuales proveen aislamiento adecuado en este caso) demasiado pronto, va a ocurrir agrietamiento, una vez que la diferen-cia de temperatura entre el interior y la superficie del concreto exceda el diferencial crítico de temperatura de 20°C. Si se permiten diferenciales de temperaturas más elevados, las cimbras se pueden remover más temprano. En colados grandes de concreto, puede ser necesario el aislamiento de la superficie por un periodo prolongado o hasta varias semanas.

Concreto Masivo

E

12 Portada

Las obras actuales de ingeniería requieren de concreto especializado, como es el caso de las grandes cimentaciones donde se requieren un alto control de calidad, diseños especiales de concreto, asi como una estrecha colaboración y coordinación de la empresa constructora,la supervisión y el proveedor de concreto

Ing. Eduardo Hiriart Rodríguez

Ponencia presentada en la reunión mensual del ACI Centro y Sur de México, 2009

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Colocación por medio de concreto bombeado

Serpentines de enfriamiento

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CONCRETO MASIVO

CONCEPTO TRADICIONAL En la industria del concreto se consideraba la dimensión del espesor como la característica principal que defininiría si el concreto es masivo.

Portada

Colado de concreto masivo en cimentación

ESPESOR DEL ELEMENTO TIPO DE CONCRETO

0.0 a 0.6 m concreto normal

0.6 a 1.2m concreto semi-masivo

> 1.2 m concreto masivo

Tabla 1. Dimensión del espesor y el concreto masivo

CONCEPTO ACTUAL Cuando el comportamiento térmico o generación de calor puede con-ducir a producir agrietamientos y cambios de volumen en elementos de di-mensiones importantes, se define como un concreto masivo (ACI 116R).

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HIDRATACION DEL CEMENTO Y RESTRICCIONES

CALOR DE HIDRATACION La hidratación de compuestos del cemento es exotérmica y pueden liberarse hasta 120 cal/gramo de cemento hidratado. En el interior de una masa grande de concreto se produce un aumento importante de tempe-ratura. Generalmente se incrementan las temperaturas del concreto fresco entre 5 y 9°C por cada 45 kg de cemento, resultante de la hidratación del cemento.

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Temperatura del agregado ºF

Temperatura del agregado ºC

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Temperatura del concreto:

35ºC (95ºF)

32ºC (90ºF)

32ºC (85ºF)27ºC

(80ºF)

29ºC (85ºF)

Gráfica 1. Efecto de las temperaturas de los agregados y del agua en el concreto

RESTRICCIONES INTERNAS Y EXTERNAS La Restricción interna se produce cuando la superficie de concreto pierde calor, creando un diferencial de temperaturas entre el exterior frío y el núcleo caliente del elemento, al no ser disipado el calor hacia fuera lo más rápido posible, debido a la baja difusividad del concreto.

Chiller para enfriamiento de agua a 5º C.

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PortadaPortada

La restricción de la expansión térmica libre da por resultado es-fuerzos de tensión en la superficie y de compresión en el núcleo. Si el esfuerzo a la tensión sobrepasa la resistencia a la tensión del concreto, se desarrollará el agrietamiento superficial.El agrietamiento interior se provo-ca cuando el núcleo del elemento se enfría y su contracción térmica está restringida por la parte externa ya fría.

CONDUCTIVIDAD Y DIFUSIVIDAD TERMICA La Conductividad Térmica del concreto mide la capacidad para conducir calor y se define como la relación del flujo de calor respecto del gradiente de temperatura y la unidad utilizada es joules/m2seg del área del cuerpo cuando la diferencia de temperatura es de 1°C por metro de espesor del cuerpo. Los valores típicos van de 1.4 a 3.6 j/m2seg, dependiendo de la satu-ración y composición de agregados (ej. Grava caliza 3.2, basalto 2.0, etc.) La Difusividad Térmica representa la razón por la cual pueden su-ceder cambios de temperatura dentro de una masa, siendo un índice de la facilidad con la que el concreto puede experimentar cambios de tem-peratura y se calcula dividiendo la conductividad térmica entre el calor específico del concreto y la densidad del mismo (j/m2seg, dividido entre j/kg °C*densidad)

CONSIDERACIONES GENERALES Se debe considerar el empleo de cementos que generen el menor calor de hidratación, como son los cementos puzolánicos (CPP 30 R RS BRA) o CPC 30 R RS BRA. Así mismo se puede utilizar ceniza volante con cementos puros como el CPO 40 RS. En climas cálidos se debe buscar enfriar el concreto hasta una tem-peratura igual o menor que la ambiente, con lo que se reduce la diferencia entre la temperatura máxima del concreto y del ambiente, reduciéndose la rapidez de generación de calor. Se recomienda que el movimiento de cimbras sea lo más tardado po-sible, para evitar la pérdida de calor de las zonas interiores del elemento. Para impedir la pérdida de calor se debe usar poliestireno en la superficie del elemento.

Tabla 2. Calor de hidratación en un cemento CPO 40 desarrollado después de 3 días

a diferentes temperaturas

4°C 37 cal/g

24°C 68 cal/g

32°C 74 cal/g

41°C 80 cal/g

Calor de hidratación en compuestos puros

C3S 120 cal/g

C2S 62 cal/g

C3A 207 cal/g

C4AF 100 cal/g

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De ser posible, se debe usar el TMA mayor, ya que reduce el con-sumo de agua que induce a bajar el contenido de cemento. Se debe establecer la cantidad óptima de acero de refuerzo, con lo que se puede controlar el ancho y el espaciamiento de las grietas. En lugares calurosos se deben efectuar los colados masivos en horarios donde se evite el sol. En el caso de Presas u obras similares, la temperatura interna de la masa de concreto NO debe de exceder en más de 11 a 14 °C la tempera-tura promedio anual de la zona. El concreto masivo comienza a ser crítico cuando el espesor se acerca a 1 m y cuando el consumo de cemento es > 335 kg (ACI 211.1).

CONTROL DE AGRIETAMIENTOS A fin de evitar el agrietamiento (fisuración), no se debe permitir que la temperatura interna del concreto en presas y en otras estructuras re-forzadas de concreto, que posean relativamente baja resistencia a com-

Enfriamiento con nitrógeno líquido

Se debe usar el agregado de tamaño máximo

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presión exceda más de 11°C a 14°C el promedio anual de temperatura ambiente (ACI 308). El aumento de la temperatura interna del concreto se puede controlar de varias maneras: (1) bajo contenido de cemento 120 a 27 kg/m3, (2) agregados grandes 75 a 150 mm (3 a 6 pulg.), (3) alto conte-nido de agregado grueso hasta 80% del contenido total de agregados, (4) cemento de bajo calor de hidratación, (5) puzolanas, el calor de hidrata-ción de la puzolana puede ser del 25% al 75% del cemento, (6) reducción de la temperatura inicial del concreto para aproximadamente l0°C a través del enfriamiento de los ingredientes del concreto, (7) enfriamiento del con-creto, a través de la inserción de tubería de enfriamiento, (8) cimbras de acero para la disipación rápida del calor, (9) curado con agua y (10) cola-dos pequeños 1.5 m o menos durante el colado. El agrietamiento ocurrirá cuando el diferencial de temperaturas entre el núcleo del elemento y la superficie supere los 20°C. El aislamiento (uso de poliestireno y humedad permanente) se debe mantener hasta que el diferencial de temperaturas se haya reducido a 10°C. Independientemente del gradiente de temperaturas, se deberán mantener las condiciones de humedad necesarias para asegurar la hidra-tación del cemento y evitar las fisuras por contracción por secado, debido a la pérdida de humedad cuando las temperaturas del núcleo son altas (ej.80°C).

Portada

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Días

Temperatura interior

Temperatura dela superficie

La superficieprotegida seenfría máslentamente - no hayagrietamiento

Remociónde las cimbras

La superficie sinprotección se enfríamás rápidamente

Agrietamiento de la superficie

∆t<20ºC(36ºF)

∆t>20ºC(36ºF)

Tabla 3. Temperatura y control de agrietamintos

Temperatura ambiente: 23°C Temperatura ambiente: 23°C

Temperatura concretofresco 32°C

Temperatura concreto fresco 18°C Uso de hielo 50 kg/m3

Concreto endurecido

Temperatura superficie 45°C Temperatura superficie 35°

Temperatura núcleo 75°C Temperatura núcleo 55°C

Diferencia: 30 °C (fisuras) Diferencia: 20 °C

Gráfica 2. Control de temperatura y agrietamiento

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TIPOS DE ENFRIAMIENTO DEL CONCRETO1. Enfriamiento de agua por medio de barras de hielo2. Chillers 3. Nitrógeno líquido4. Hielo escarchado5. Serpentines

ESFUERZOS A TENSION DEL CONCRETO ENDURECIDO(AGRIETAMIENTOS) La generación de calor por hidratación del cemento, es el principal problema técnico en las estructuras masivas, debido a la muy lenta disi-pación del calor, que se va acumulando en el gran volumen de concreto. Debido a esto puede haber un diferencial excesivo de temperatura entre el núcleo y la superficie. La velocidad del intercambio de calor entre el concreto y sus alre-dedores, es provocada por su baja conductividad térmica. Por ejemplo, un muro de 15 cm de espesor que se esté enfriando por los dos lados le tomará una hora y media para disipar el 95 % del calor desarrollado. A un muro de 1.50 m de espesor, le tomará toda una semana disipar el calor de la masa. El diferencial máximo de temperatura, dependerá del tipo de agre-gado del concreto. El diferencial máximo de temperatura para un concreto que contiene granito o caliza (bajo coeficiente de dilatación térmica) deberá de ser de 25 a 31º C, respectivamente.

Barras de hielo

Enfriamiento con nitrógeno líquido, trituración de hielo, hielo en escarcha y serpentines

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Portada

PREDICCION DE AGRIETAMIENTOS POR CONTROL DE TEMPERATURA El ancho y la profundidad de la grieta, dependerán del gradiente de la temperatura, entre el concreto del núcleo y la superficie del elemento. En las estructuras masivas, con la siguiente ecuación se puede ob-tener una estimación del aumento de la temperatura adiabática.

T = C * H / SDonde:T: Aumento de temperatura en el concreto (ºC) provocado por la generación del calor de cementoC: Proporción del cemento en el concreto en peso.H: Generación de calor debido a la hidratación del cemento en (kcal/kg)S: Calor específico del concreto en (kcal/kg de cemento) por ºC EJEMPLO Peso del concreto: 2373 kg/m3, 178 kg de cemento tipo II, 59 kg de puzolana, suponiendo que el calor de hidratación de la puzolana es el 40 % del que tiene el cemento. C = cantidad cementante (en base al calor de hidratación) / peso vol. del concreto

C = 178 + (0.4 * 59) / 2373 = 0.085 (Proporción del cemento en el concreto en peso.)

El calor de hidratación del cemento H a 7 días es igual a 76 kcal por kg. Suponiendo que el calor específico del concreto, S, es igual a 0.24 (el calor específico del concreto varía de 0.2 a 0.28 kcal por kg por ºC) El aumento de la temperatura sería:

Proceso de trituración de hielo para cargar la olla de mezclado

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T = C * H / S = 0.085 * 76/0.24 = 27 º C a 7 días

Por lo tanto, si el concreto se coloca a 21º C, se puede esperar una temperatura a 7 días de aproximadamente 48 ºC (21º C + 27 ºC) en el núcleo si no hay perdida de calor. Un diferencial de 27º C en estructuras masivas (suponiendo que la temperatura superficial caiga hasta 21ºC), puede ser suficiente para producir agrietamientos. TEMPERATURAS DEL CONCRETO MASIVO Empleo de tubos de cobre de ½” que se habilitan al centro y en la superficie de la masa del concreto. Uso de termopares para obtener las temperaturas a diferentes pro-fundidades. La fabricación y colocación del concreto con la calidad y dentro de los tiempos requeridos, se logra gracias al trabajo en equipo entre la em-presa constructora, la empresa de supervisión y el proveedor de concreto. Para el abastecimiento del concreto se instala una planta a un costado de la obra y en forma complementaria se abastece de otras cinco plantas ubicadas en diferentes puntos de la ciudad.

BibliografíaAdam M Neville; Tecnología del Concreto; IMCYC, 1999. Steven H Kosmatka; Beatrix Kerhof; William Paranese y Jussara Tanesi; Diseño y Control de Mezclas de Concreto; PCA,2004.Proporcionamiento de concreto normal, pesado y masivo. ACI 211; IMCYC, 1992. Guide to Mass Concrete; ACI 207.1R-05.Report on Thermal an Volume Change Effects on Cracking of Mass Con-crete, ACI 2R-07. Cooling and Insulating Systems for Mass Concrete, ACI 2074R-05Elaboración y, Colocación y protección del concreto en Clima Caluroso ACI 305, IMCYC, 1999.Manual para Supervisar Obras de Concreto, ACI 311 4R-05.

Obtención de temperatura de agregados con termopar

Tubo de cobre para monitoreo de temperatura

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os productores pueden usar el material reciclado en algunas aplicaciones. Cada año, aproximada- mente 5% de los 350 millones de metros cúbicos de concreto premezclado que se estima se produ-cen en los Estados Unidos (estadística de 2006) se regresan a la planta de concreto. El concreto regre-sado en el camión puede ser manejado de varias maneras diferentes. Una práctica común es descargar el concreto regresado en un lugar de la planta de concreto para su procesamiento. El concreto endurecido descar-gado puede ser más adelante triturado y el material más grueso puede ser reutilizado como base para pavimentos o relleno para otro tipo de construcción. Sin embargo, no es fácil utilizar el material más fino que 2 pulgadas. Se emprendió un proyecto de investigación en el Laboratorio de Investigación de la NRMCA para estudiar el uso del concreto triturado regresado, o el agregado de concreto triturado (CCA: crushed con-crete aggregate), como una porción del componen-te del agregado en concreto nuevo. La Fundación para la Educación y la Investigación de Concreto Premezclado financió el proyecto. La demolición de estructuras viejas de con-creto, la trituración del concreto, y el uso de mate-riales triturados como agregado no es algo nuevo. Este material generalmente es conocido como agre-gados de concreto reciclado (RCA: recycled concre-te aggregates). Pero el RCA es diferente del CCA, ya que los escombros de construcción tienden a tener un alto nivel de contaminación (varillas de refuerzo, acei-tes, sales descongelantes, y otros componentes de construcción). El CCA, por otro lado, se prepara a partir de concreto que nunca ha estado en servicio, y por lo tanto, probablemente contienen niveles mu-cho más bajos de contaminación. El objetivo principal del proyecto de investi-gación fue desarrollar datos técnicos que apoya-ran el uso de CCA a partir del concreto regresado

CONCRETO RECICLADO

Materiales24

Qué hacer con el Concreto Regresado

Karthik H. Obla

L

Trituradora para producir agregado de concreto triturado

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y proveer una guía sobre una metodología para el uso apropiado del material. El uso de CCA puede ayudar a la industria del concreto de premezclados a ahorrar aproximadamente 300 millones al año en costos de operación. También reducirá el espacio de relleno en hasta 845 campos de futbol de 3 me-tros de alto cada año. El uso de CCA también pue-de ayudar a alcanzar puntos según sistemas como el LEED para certificar proyectos de construcción para la construcción sustentable. GUÍA PARA EL PRODUCTOR Se llevó a cabo un análisis de costos para eva-luar el impacto económico de usar CCA. Con base en suposiciones conservadoras de costos y resisten-

cias medidas a 28 días, se calculó el ahorro en cos-tos de las diferentes mezclas de CCA que rendirían la misma resistencia a 28 días que la mezcla de control. Los cálculos de costos sugieren que el productor de concreto ahorra considerablemente al usar CCA por requerir menos materiales vírgenes y menores cos-tos para su disposición. Suponiendo que no hay res-tricciones de especificación, el productor puede usar CCA gradualmente en los siguientes pasos. En el primer paso, el productor debe limitar el uso de CCA a no más de 178 kg, por metro cúbico (aproximadamente 10% en peso del agregado total) en una condición “tal cual es recibido”. Es de espe-rarse un cambio insignificante en el desempeño del concreto.

Camión de concreto premezclado descarga concreto regresado en la planta

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se hacía de concreto regresado, con una resistencia especificada de 210 kg/cm2 o más alta, y si el pro-ductor separaba solo la fracción gruesa de CCA, el productor podía reemplazar el 100% del agregado grueso virgen, que corresponde a aproximadamen-te 950 kg por metro cúbico de CCA. En los tres pasos, mientras se descarga el con-creto, el chofer debe tomar las precauciones para evi-tar usar agua para limpiar el camión en el lugar donde se descarga el concreto. Los choferes deben limpiar los camiones en el lugar especial para lavado.

Materiales

El uso de CCA puede ayudar a la industria del concretopremezclado a ahorrar aproximadamente $300 millones al año en costos de operación El segundo paso es que el productor separe el CCA en diferentes clases de resistencia llevan-do el concreto regresado a diferentes áreas en la planta. El estudio encontró que si el CCA se hacía de concreto regresado con una resistencia especi-ficada de 210 kg/cm2 o más alta, entonces podría usarse a un nivel de 535 kg, por metro cúbico. El tercer y último paso será que el productor separe el CCA en diferentes clases de resistencia y que adicionalmente separe el CCA en fracciones de grueso y fino. El estudio encontró que si el CCA

El agregado de concreto triturado de diferentes clases de resistencia es almacenado en el laboratorio de investigación de la NRMCA. (El rojo es de 210 kg/cm2, el blanco de 350 kg/cm2, y el gris de 70 kg/cm2)

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El productor debe probar el concreto que con-tiene CCA para verificar la gran variedad de propie-dades que son importantes para la aplicación. Si ha de usarse CCA, el productor debe adoptar medidas para el control de calidad mientras esté produciendo el CCA. La pila de agregados de CCA debe man-tenerse húmeda, ya que el CCA idealmente debe mantenerse a un nivel más alto que la condición sa-turada superficialmente seca. Se recomiendan estudios semanales de las características del CCA, tales como absorción y densidad relativa (gravedad específica). Cuando se usan grandes cantidades de CCA, el productor debe observar de cerca las cuestiones de reten-ción del revenimiento y realizar medidas compa-rativas del contenido de aire por medio del medi-dor de presión (C 231) y el método volumétrico (C 173); si los resultados coinciden, utilice el ASTM C 231.

GUÍA PARA EL INGENIERO El Reglamento de Construcción ACI 318 para Concreto Estructural (Sección 3.3.1) y la Especifica-ción de Referencia ACI 301 para Concreto Estructu-ral exigen que los agregados de concreto sean con-forme a ASTM C 33. También se hace referencia al ASTM C 33 en el ASTM C 94, y en AIA MasterSpec, que son la base de especificaciones en la mayoría de las firmas de diseño. Es claro que el ASTM C 33 permite usar CCA. No debe haber restricciones en su uso si el concreto cumple con los requisitos de un proyecto en la mayo-ría de las aplicaciones de concreto. El profesional de diseño puede elegir un enfoque más conservador al limitar su uso a aplicaciones no estructurales o me-nos criticas relacionadas con cargas o durabilidad. Con base en los resultados, parece que puede permitirse el uso de CCA en la condición “tal como es recibido” para la mayoría de las aplicaciones a un límite de 10% por peso del agregado total. Los in-genieros que no estén seguros pueden pedir datos adicionales sobre los registros de servicio o los resul-tados de pruebas que no dañen al concreto. En aplicaciones no estructurales, a condición de que el productor de concreto haga un mayor pro-cesamiento, tal como aislar el concreto regresado de más de 210 kg/cm2, se puede permitir al productor usar CCA en la condición “tal cual es recibido” hasta el 30% por peso del agregado total. En aplicaciones no estructurales, si el productor usó solamente la fracción de gruesos de CCA, se puede permitir el remplazo de todo el agregado grueso virgen por la fracción gruesa de CCA.

Las normas en muchos países europeos aceptan usar 20% del los agregados gruesos de concreto triturado en el concreto estructural. En vista de esto, para aplicaciones de concreto es-tructural, solamente debe usarse el CCA grueso (el material acumulado retenido en la criba No. 4) al 10% del peso del agregado total. Por lo tanto, la recomendación para concreto estructural es más conservadora. En todas las situaciones antes mencionadas, el concreto debe todavía cumplir todos los requisi-tos de desempeño para esa aplicación. Para la ma-yor aceptación de CCA, la Especificación Estándar ASTM C 94 para concreto premezclado debe incluir una disposición recomendando que el agregado de concreto triturado puede usarse a un límite de 10% del peso total del agregado. Usted puede bajar los reportes completos del estudio de 20 meses en los siguientes sitios de la red: www.rmc-foundation.org y www.nrmca.org.

Karthick H. Obla es Director Administrativo, en la Sección de Ingeniería e Investigación de Materiales en la NRMCA. Este artículo es extracto de la revis-ta Concrete in Focus de la NRMCA. Publicado en THE CONCRETE PRODUCER, octubre-noviembre 2009.

El agregado de concreto triturado es almacenado enla planta de premezclado

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Construcción

oncreto reforzado con fibras de acero (SFRC: steel fiber-reinforced concrete) contiene fibras cortas discretas que están uniformemente distribuidas y orientadas al azar en todo el concreto para mejorar sus propiedades estructurales. Las fibras de acero típicamente se usan en losas sobre terreno para incrementar la resistencia a impactos, la resistencia a flexión, a fatiga y al agrietamiento, absorción de energía y rigidez. A tasas de dosifi-cación típicas, los procedimientos de construcción para losas sobre terreno no difieren grandemente de los usados en el concreto convencional. Pero hay algunos puntos clave en la construcción de las losas de concreto reforzado con fibras que deben tenerse en cuenta para hacer que el proyecto transcurra sin dificultades.

SELECCIÓN DE LA MEZCLA CORRECTA DE CONCRETO Por la experiencia, puede usarse concreto que contiene agregado grueso con un tamaño no-minal máximo de hasta 1-1/2 de pulgada (38 mm), pero los agregados más grandes generalmente dan como resultado que haya más fibras en la superficie de la losa. Las proporciones de la mezcla deben proveer la pasta suficiente para recubrir con una capa tanto los agregados como las fibras de ace-ro. Las especificaciones comúnmente exigen de 4 a 7 pulg (10 a 17.5 cm) de revenimiento después de

PISOS DE CONCRETOREFORZADO CONFIBRAS DE ACERO

Los métodos de acabado correctos son una claveimportante para producir un piso de alta calidad

Heidi Helmink y James E. Schibley

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C

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que se han agregado las fibras, y esto puede re-querir un revenimiento de 1 a 3 pulgadas (2.5 a 7.6 cm) más grande, antes de agregar las fibras, que el revenimiento final deseado, dependiendo del tipo de fibra y la dosificación. Si se requiere ajustar el revenimiento, debe usarse un aditivo reductor de agua común o un aditivo reductor de agua de alto rango para mantener la relación de agua/material cementante especificada. Para determinar de qué manera las proporciones de la mezcla de concreto propuestas interactuarán con las fibras de acero, al-gunos proveedores de fibras evalúan la mezcla con un programa patentado basado en los documentos de la industria tales como la “Guía para la Especifi-cación, Proporcionamiento y Producción de Concre-to Reforzado con Fibras (ACI 544.3R-08).”1

METODOS DE MEZCLADO Las fibras deben ser distribuidas uniforme-mente para impartir el refuerzo deseado al concre-to endurecido, de modo que se requiere de mucho cuidado durante el mezclado para asegurar que no se formen paquetes de fibras. La formación de pa-quetes típicamente comienza cuando las fibras se agregan al concreto, pero puede evitarse usando fi-bras ensambladas (fajas de fibras que se conservan unidas con pegamento, como los paquetes de gra-pas para engrapadora de escritorio) o controlando la tasa de adición de las fibras. Las fibras de acero de alto desempeño típi-camente tienen relaciones de aspecto (longitud/diámetro) mayores que 60, y por lo tanto, tienden a interactuar y a juntarse (formar manojos) en la mezcladora. Para aliviar este problema, se acomo-dan las fibras de alto desempeño en paquetes. Los paquetes de fibras ensambladas tienen relaciones de aspecto bajos con respecto a las de las fibras in-dividuales, de modo que los paquetes se dispersan bien dentro de la mezcla. A medida que continúa la acción de la mezcladora, las fibras individuales rom-pen el paquete y se dispersan en toda la mezcla. Una vez que las fibras han sido apropiadamente dis-persadas, generalmente permanecen dispersas. Beckaer sugiere agregar fibras ensambladas o pegadas a una mezcladora de camión después de que esté operando a las velocidades de carga normal (12 a 18 RPM). Se requiere de esta veloci-dad de carga para alejar las fibras cuando entran a la mezcladora. Después de haber agregado to-das las fibras, ponga la mezcladora a su máxima velocidad de mezclado y continúe mezclando a 70 revoluciones – aproximadamente de 4 a 5 minutos – hasta que la combinación de concreto y fibras

sea homogénea. Otros fabricantes de fibras de acero pueden recomendar procedimientos diferen-tes. Los fabricantes de fibras con una baja relación de aspecto, por ejemplo, pueden recomendar car-gar las fibras en la mezcladora de camión previa-mente a los otros ingredientes. Solicite siempre instrucciones por escrito. En un arreglo de una planta de mezclado, las fibras pueden ser agregadas de muchas maneras, a condición de que las fibras no sean el primer com-ponente, incluyendo:• Añadirlas a los agregados en la banda de trans misión y mezclar de una manera normal. Las fibras no deben apilarse o formar un manojo cuando estén en camino a la mezcladora;• Añadirlas a la mezcladora después de que son introducidos los agregados;• Añadirlas a la tolva de pesado del agregado des pués de que los agregados han sido pesados. Usualmente este arreglo es más efectivo con una banda transportadora, debido a que las fibras y los agregados fluyen juntos a la mezcladora. Be-kaert recomienda unos listones que alimenten las fibras y la mezcladora en una transportadora de banda (Fig. 1).

Fig. 1: El Dramix Booster es un aparato de transportey dosificación completamente automático para

las fibras de acero

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COLOCACION Y ACABADO Concreto reforzado con fibras de acero pue-de ser colocado y acabado con un equipo estándar. Si el concreto será bombeado (Fig. 2), las mezclas demasiado húmedas –con revenimientos mayores a 7 pulgadas (17.5 cm) - con mucha probabilidad darán como resultado bloqueos en las líneas cau-sados por presiones de la bomba que comprimen la pasta y el mortero hacia delante de las fibras y del agregado más grueso. El mejor remedio para las obstrucciones de concreto reforzado con fibras

de acero consiste en reducir el revenimiento o la humedad de la mezcla, de modo que no se pueda formar un tapete de fibras y de agregado grueso en la línea. La gravedad específica de las fibras de ace-ro es mayor que la del agregado grueso, de modo que las fibras tenderán naturalmente a quedar por debajo de la superficie superior, pero todavía es ne-cesaria la vibración de la superficie después de la colocación. Las enrasadoras vibratorias láser son efectivas para compactar el concreto sin empujar

Construcción

Fig. 2: Una cuadrilla utiliza una bomba y una enrasadora láser para colocar una losa de concreto reforzado con fibras. A diferencia del concreto sin fibras de acero, con frecuencia ocurren bloqueos en las líneas de bombeo debido a que el concreto está demasiado húmedo, en vez de estar demasiado seco.

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las fibras demasiado por debajo de la superficie, pero los ajustes óptimos deben ser coordinados con el proveedor de la enrasadora. También pue-den usarse enrasadoras vibratorias manuales que descansan en plantillas o maestras húmedas (es-cantillones húmedos de concreto, enrasados al nivel requerido del acabado del piso). Una vez que el concreto se coloca y se enra-sa al nivel deseado, utilice una barra de verificación (también conocida como una regla recta modifica-da), como la que se muestra en la Fig. 3, con la cabeza en una posición plana para verificar trans-versalmente el piso, perpendicularmente a la direc-ción de la enrasadora láser o a la de la enrasadora vibratoria manual. Esto se hace no solamente para verificar los puntos altos y bajos, sino para cerrar cualquier rotura o área abierta que pudieran haber-se desarrollado durante el enrasado. También ayu-da a mantener las fibras de modo que no se salgan fuera de la superficie del concreto. Evite usar llanas de mango largo de madera u otras herramientas de acabado de madera. Ellas tienden a romper la su-

perficie de concreto reforzado con fibras de acero, mientras que las herramientas de magnesio desa-rrollarán una superficie más lisa. Las fibras de acero no tienden a afectar la tasa de evaporación del agua de sangrado. Cuando ha desaparecido el agua de sangrado y un trabaja-dor puede caminar sobre el piso, dejando apenas una depresión perceptible de sus pisadas, empiece a aplanar con una llana viajera equipada con hojas alisadoras. Una máquina que se maneja caminan-do por detrás con una hoja de alisado de 90 cm de diámetro es efectiva en áreas que están demasiado restringidas para las enrasadoras viajeras. Al igual que con la colocación del concreto, los acabadores deben evitar empezar demasiado pronto las opera-ciones con hojas alisadoras. El aplanado prematuro tendrá no solamente un efecto negativo en la plani-cidad total del piso, sino que también traerá fibras de acero a la superficie, creando más problemas para los acabadores, ya que tratarán de crear un pulido muy brillante. Si las hojas alisadoras están produciendo grandes áreas de mortero suelto y el movimiento de la pasta está revelando las fibras hacia la parte superior, discontinúe el aplanado con hojas alisadoras hasta que estos síntomas de aca-bado prematuro desaparezcan. Sin embargo, si hay peligro de que al discontinuar el aplanado se formen costras en la superficie, los acabadores pueden cu-brir las fibras visibles volviendo a aplanar con las ho-jas alisadoras el piso a un ángulo de 90 grados con respecto a la dirección original. Una vez que el piso ha sido aplanado con hojas alisadoras en las dos direcciones, las fibras de acero serán cubiertas con suficiente pasta y mortero para evitar problemas du-rante el allanado. Si únicamente algunas fibras apa-recen en la superficie durante el aplanado con hojas alisadoras, recójalas inmediatamente. El aplanado mecánico continuo no enterrará las fibras por deba-jo de la superficie. Algunos contratistas asignan un trabajador para que camine sobre la losa y recojan las fibras sueltas cuando se está dando acabado a la losa. También pueden colocarse imanes en las llanas viajeras para este propósito. Los acabadores de la Compañía Sundt utili-zan la máquina de hojas alisadoras para dar a la superficie una consistencia muy apretada antes de cambiar a una llana viajera o que se maneja ca-minando por detrás con hojas de combinación. La elección de una llana viajera o una que se maneja caminando por detrás depende del tamaño del piso y de la situación, pero las hojas deben mantenerse tan planas por tanto tiempo como sea posible, para evitar exponer las fibras en la superficie.

Fig. 3: Se usan barras de verificación (reglas rectas modifica-das) por los acabadores para reducir las áreas salientes y relle-nar los puntos bajos cuando el concreto está todavía plástico. Se les pueden adaptar varias herramientas que se ajustan en grados variables. (Foto cortesía de Wagman Metal Products)

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Aunque pueden usarse hojas de combinación o de hoja alisadora para el acabado de un piso de concreto reforzado con fibras de acero, las hojas de combinación se flexionan más durante el allanado duro, y esto ayuda a evitar que salgan las fibras de acero. Las hojas de alisado tienen una tendencia ligeramente mayor a dejar salir las fibras de acero. Puede haber algunas fibras que se salgan de la superficie de concreto cuando los acabadores pulen mucho un piso. Puesto que las hojas de las llanas de combinación atrapan estas fibras, éstas pueden girar creando diminutos huecos en el piso. Un acabador debe caminar sobre el piso y juntar las fibras con unas tijeras para cortar alambre o empu-jarlas hacia abajo con una llana puntiaguda, y lue-go resanar esas marcas cuando el piso está siendo acabado. En una pesada losa industrial con alta dosis de fibras de acero, la aplicación en polvo de un endurecedor es efectiva para reducir el número de fibras visibles en la superficie del concreto. Únicamente deben usarse herramientas ma-nuales de acero durante el acabado. Agarre las herramientas manuales de manera que queden planas, y muévalas en un movimiento de vaivén en rápidos movimientos cortos a través de la superfi-cie del concreto. Si un allanado con acero sigue al aplanado manual, mantenga la llana de modo que esté plana. La orilla de la llana de acero puede ha-cer que las fibras salten de la superficie de la losa. Durante la última fase de acabado, un aca-bador debe, una vez más, caminar sobre el piso y resanar cualquier marca de las fibras de acero que aún quede en la superficie. Los pasos finales de acabado consisten en marcar líneas con gis para el corte con sierra y aplicar un buen compuesto de curado.

JUNTAS DE CONTRACCION ASERRADAS Pueden usarse sierras de corte seco y tem-prano en el concreto reforzado con fibras de acero. La profundidad del corte con sierra debe ser de 1 pulgada (2.5 cm) mínimo para losas de hasta 9 pul-gadas (22.5 cm) de espesor.2 Debe usarse una hoja más nueva con la placa de deslizamiento apretada y apropiadamente alineada. Elija la hoja de la sierra con base en la dureza del agregado. El aserrado

temprano típicamente empieza tan pronto como el concreto se ha endurecido suficientemente para evitar que los agregados se desacomoden por la hoja de la sierra y que las orillas del corte causen un desmoronamiento. Una buena regla es esperar aproximadamente una hora en clima cálido y 4 ho-ras en clima frío después del acabado final de la losa, antes de empezar el corte temprano. Calcule el tiempo para el aserrado de modo que las fibras de acero o el agregado grueso no sean jaladas hacia arriba por la sierra. Si las fibras son jaladas hacia arriba, retrase el aserrado hasta que no haya fibras que queden al descubierto. También puede usarse aserrado conven-cional con hoja mojada en el concreto reforzado con fibras de acero. El tiempo adecuado para el aserrado puede variar debido a la temperatura y la humedad, pero tradicionalmente el periodo de espera es de 4 horas en clima cálido y 12 horas en clima frío después del acabado final de la losa. A dosificaciones altas de fibras de acero o para losas gruesas, el aserrado puede tener que extenderse a 1/3 de la profundidad del espesor de la losa para activar la junta.

ES RECOMENDABLE TENER UNA REUNION PREVIAMENTE A LA CONSTRUCCION Es altamente recomendable llevar a cabo una reunión previa a la construcción en la que participen representantes de los fabricantes de las fibras, el constructor y el productor de concreto. El sistema correcto para el concreto reforzado con fibras para cualquier proyecto también requiere de una instala-ción correcta. Las fibras perfectamente mezcladas, un revenimiento consistente, y acabadores con ex-periencia son factores que contribuyen al éxito de un proyecto.

Referencias1. ACI Committee 544, “Guide for Specifying, Proportioning, and Production of Fiber-Reinforced Concrete (ACI 544.3R-08),” American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 2008, 16 pp.2. ACI Committee 302, “Guide for Concrete Floor and Slab Construction (ACI 302.IR-04),” American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 2004, 76 pp.Publicado en Concrete International julio 2009, se reproduce con autorización del American Concrete Institute.

Construcción

Pueden usarse sierras de corte seco y tempranoen el concreto reforzado con fibras de acero

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¿POR QUÉ EL CONCRETO AUTOCOMPACTABLEESTÁ AUSENTE?William D. Palmer Jr.

Los altos costos y la pobre robustez han limitado su uso, pero la nueva tecnología de dosificación puede ser la solución

Estructuras

n concreto que fluya en las cimbras conges- tionadas por varillas de refuerzo bajo su propio peso sin vibración y sin segregación es el sueño de todo constructor. Actualmente, la ma-yoría de los productores de concreto premezclado pueden proveer ese material soñado, el concreto autocompactable (SCC:self-consolidating concrete). De hecho, en América de Norte ha existido el conocimiento básico de cómo producir SCC duran-te al menos 10 años. Los productores saben que si combinan las cantidades apropiadas de agregado grueso y fino con los materiales cementantes, finos o polvo, agua y aditivos, el concreto fluirá bien. Los ingenieros de diseño también saben que tal mezcla es fácil de colocar, aun con el refuer-zo congestionado y en cimbras complejas, con la confianza en la resistencia última de la estructura. Del mismo modo, los arquitectos se dan cuenta de que las mezclas de SCC producen superficies de concreto de la más alta calidad con una apariencia casi pulida, sin pequeños agujeros o material se-gregado. Lo que es más importante, el constructor está a favor del SCC. El material es fácil de bom-bear, no necesita compactación, y elimina los vi-bradores y los trabajadores para realizar esa tarea. Esto también incrementa la seguridad en el sitio de la obra, ya que los trabajadores no necesitan estar en la parte superior de las cimbras para compactar el material. “Yo nunca pude retener a un buen operador de vibrado” me dijo una vez un constructor, “porque la obra era usualmente asignada al trabajador de

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U

Una tolerancia razonable en la pasta extendida de SCC es de ± 2 pulgadas

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más bajo rango. Tan pronto como lo entrenaba, él encontraba un nuevo trabajo.” Considerando todos estos factores, el SCC parecería ser una elección obvia para cualquier con-creto para llenar las cimbras. Así pues ¿por qué es todavía relativamente raro en la construcción en el sitio de la obra? Un cálculo aproximado establece la cantidad de SCC producida en los Estados Uni-dos en solo aproximadamente 1% de la producción total, en comparación con hasta el 10% en Europa.Una razón, además de la gran reticencia de los constructores y diseñadores a adoptar cualquier cosa nueva, es que los métodos de prueba simples estandarizados para el control de calidad no exis-tían durante varios años. Pero actualmente, la ma-yoría de los ingenieros cree que la prueba de flujo de revenimiento y la prueba de anillo-J han resuelto esto en gran medida. Pero inclusive con estas pruebas, una de las barreras más grandes para la aceptación ha sido la dificultad que han tenido los productores e ingenie-

ros de supervisión para ponerse de acuerdo sobre los parámetros para la aceptación de la consisten-cia de la fluidez y la robustez de los SCC.

PRUEBAS Y TOLERANCIASExisten tres características primarias de un buen SCC.• La gran fluidez, que permite que los SCC llenen los moldes sin compactación. • La capacidad para fluir, que permite que el con creto pase a través del refuerzo estrechamente espaciado.• La resistencia a la segregación, o estabilidad, que implica que no se separen la pasta y el agre- gado. Es necesaria la estabilidad tanto durante el transporte como durante la colocación (esta- bilidad dinámica) y después de que el concreto ha sido colocado, pero antes de que fragüe (es- tabilidad estática). La fluidez se mide usando la prueba de reve-nimiento, ahora estandarizada como ASTM C 1611,

Estructuras

El revenimiento, una prueba que con frecuencia se lleva a cabo con un cono volteado, mide la fluidez del SCC.

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“El Revenimiento del Concreto Autocompactable.” Esta es básicamente una prueba estándar de re-venimiento, aunque el cono de revenimiento con frecuencia se invierte para hacer que sea más fácil llenarlo, y el técnico de pruebas, más que medir el revenimiento vertical, mide el diámetro de la mezcla de concreto resultante, ya que el concreto se extien-de hasta formar una capa más delgada. Las mez-clas típicas de SCC tienen un revenimiento de entre 48 y 76 cm. El establecimiento de tolerancias en el re-venimiento es de mucha importancia para evitar el rechazo de los las mezclas. Por ejemplo, el nuevo centro de recreo Revel en Atlantic City, NJ, incluye dos torres de hotel de 1900 cuartos y un espacio de 60 400 m2 para casinos y comidas, ventas al menu-deo y entretenimiento. Se está usando SCC para todo el concreto, así como en columnas y muros. La tolerancia en la mezcla SCC es de ± 2 pulg. (5 cm) en la capa extendida especificada de 25 pulg. (62.5 cm). Esta tolerancia en el desempe-ño es la misma sin importar la resistencia especifi-cada, que varía entre 420 y 840 kg/cm2. Otras especificaciones del proyecto tienen diferentes tolerancias. La tolerancia en un reciente proyecto australiano fue de 70 cm ± 2 tal tolerancia no es razonable. Con base en las pruebas hechas para la ASTM usando varios laboratorios y técnicos, las capas extendidas pueden variar hasta 7,5 cm entre los técnicos de prueba, aun si ellos usan el mismo aparato de pruebas. De acuerdo con Colin Lobo, vicepresidente de ingeniería para NRMCA, el subcomité C09.40 de la ASTM ha sometido a votación una tolerancia para incluirla en C 94, “Especificación para Concre-to Premezclado,” que establecería una tolerancia de ± 6.25 cm en los revenimientos mayores a 55 cm (± 3.75 cm en revenimientos menores a 55 cm). Esto parece una tolerancia razonable en una prueba con esa imprecisión. El ASTM C 1611 también incluye pruebas no obligatorias para la viscosidad y la estabilidad. La prueba de viscosidad es la prueba T50, que es el tiempo que se requiere para que el concreto se ex-tienda a un diámetro de 50 cm. Esta prueba tam-bién se conoce como la prueba T20, que es el equi-valente de 20 pulgadas (50 cm) de capa extendida. Las especificaciones para el T50 varían de 2 a 10 segundos, dependiendo del uso que se pre-tenda dar al concreto, donde un valor de entre 2 y 5 se considera un concreto de baja viscosidad. Debe existir de antemano un común acuerdo sobre la tole-

rancia de este tiempo, ya que no existen actualmen-te tolerancias establecidas.

UNA HERRAMIENTA PARA EL CONTROL DE CALIDAD Eric Koehler, un ingeniero de investigación y desarrollo en la compañía fabricante de aditivos W.R. Grace, piensa que el T50 (o T20) puede ser una buena herramienta de control de calidad para el productor de concreto. “En lugar de un T20 máximo y mínimo, sería aconsejable minimizar la variación en T20 para una mezcla dada,” dice él. “Cualquier cambio en las proporciones de la mezcla, especial-mente el contenido de agua, será reflejado enT20, inclusive a un revenimiento constante.” Se ha probado la capacidad de paso con va-rios diferentes aparatos, incluyendo el L-Box, el U-Box, y el J-Ring.Actualmente, la prueba J-Ring se ha convertido en el método preferido, especialmente en el campo, y se ha estandarizado como la ASTM C 1621, “Capa-cidad de paso del Concreto Autocompactable por el J-Ring.” Para llevar a cabo esta prueba, el revenimien-to se determina con y sin el J-Ring (una jaula de va-rillas de refuerzo de 12 pulgadas de diámetro con 16 varillas de 5/16 pulgada de diámetro). La capacidad de paso se define como la diferencia. La norma ASTM C 1621 establece que “una diferencia menor a 2 pulgadas indica buena capaci-dad de fluir, y una diferencia mayor que 2 pulgadas indica una pobre capacidad de pasar.” No se han definido tolerancias para esta prue-ba, aunque un estudio citado en la C 1621 encontró que 2 técnicos haciendo la prueba de una mezcla SCC con una capacidad de paso promedio de 0.81 pulgadas podrían lograr resultados con una desvia-ción estándar de 0.23 pulgadas. En el Revel, el Administrador del proyecto de Concreto y Materiales del Condado Atlantic, Bob Todd, hace notar, “La especificación en el reveni-miento indica 25 pulgadas, ± 2 pulgadas. Con el J-Ring, usualmente nosotros perdemos dos pulgadas, de modo que la capa extendida especificada es de 23, ± 2 pulgadas.” Pero si nosotros vemos la tolerancia en el re-venimiento, se hace obvio que esta especificación, y la prueba J-Ring misma, carecen de significado. Al aplicar las tolerancias de ± 2 pulgadas, el reve-nimiento podría ser de 25 pulgadas con el J-Ring y de 23 pulgadas con y sin él, dando como resultado una capacidad de paso negativa de 2 pulgadas. “La tolerancia en la medición del revenimiento (indica-

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da en ASTM C 1611) es demasiado alta para hacer que la diferencia en la medición del revenimiento usando el J-Ring sea un indicador significativo de la capacidad de paso,” dice Koheler. La prueba de estabilidad a que se hace re-ferencia en el ASTM C 1611 es el índice de esta-bilidad visual (VSI:Visual Stability Index), una prue-ba completamente subjetiva en donde se asigna al concreto un número de 0 a 3, utilizado en la prueba de revenimiento. El técnico asigna al concreto un valor de 0 para cuando no hay segregación y 3 para segregación obvia, con varios agregados en medio de la paleta de la prueba de revenimiento y la pasta (cemento, agua, y finos) extendiéndose hacia afue-ra. Si hay agua en el borde por delante de la pasta del revenimiento, entonces hay algo de segrega-ción. Se ha desarrollado una prueba más objetiva para la segregación y se ha estandarizado como la ASTM C1610, Segregación Estática de Concreto Autocompactable Usando la Técnica de Columna. Pero esta prueba es impráctica para su uso en el campo. Se han sugerido varias pruebas en el cam-po para la segregación, siendo la mejor la sonda de segregación desarrollada por David Lange de la Universidad de Illinois. En esta prueba, se coloca un delgado anillo de alambre en la parte superior del concreto fresco y se le permite que se hunda durante dos minutos. La profundidad de penetra-ción puede ser directamente correlacionada con la segregación.

FLUIDEZ Y ESTABILIDAD La fluidez y la estabilidad son las dos caracte-rísticas de trabajabilidad que definen al SCC. Tradi-cionalmente hay dos maneras para lograr estas dos propiedades: aditivos y diseño de mezcla. Ambos enfoques requieren usar un reductor de agua de alto rango (superplastificador), típicamente con base en éteres policarboxilatos. Pero el superplastificador únicamente provee fluidez, no la estabilidad que es esencial para un buen SCC. Sin estabilidad, el producto es una mez-cla blanda y segregada que no puede usarse. Se puede lograr la estabilidad ya sea agre-gando finos a la mezcla, en forma de ceniza volan-te, cemento, o rellenadores (lo que el nuevo reporte 237 del ACI llama polvo), o usando un aditivo mo-dificador de viscosidad (VMA: viscosity-modifying admixture) o ambos. Mientras mayor es el reveni-miento deseado, es mayor el polvo que típicamente se necesita.

Una mezcla típica SCC sin usar un VMA tiene un agregado de tamaño máximo de 1 pulgada y una relación de agua-cemento de 0.5 o menos. La mayor diferencia respecto a una mezcla de concre-to típica es la adición de finos como un reemplazo para el agregado grueso, hasta en un 8% de la mez-cla total. Este polvo típicamente es piedra caliza molida, humo de sílice, y ceniza volante. Pero otro término está ganando importancia cuando uno se refiere a la calidad de SCC. La ro-bustez es la capacidad de una mezcla para man-tener sus propiedades frente a cambios menores, tales como contenido de agua (contenido de hume-dad del agregado), dosificación del aditivo, tipo de cemento, granulometría del agregado, o el mezcla-do y manejo. Está disponible un extenso artículo sobre ro-bustez en www.selfconsolidatingconcrete.org. Lo más importante, a fin de cuentas, es que las mez-clas de SCC tienden a ser menos robustas que el concreto ordinario debido a que la mezcla es más compleja, y variaciones menores pueden llevar a serios problemas en el sitio de la obra en términos de flujo y segregación. Para muchas mezclas SCC, la solución a esta falta de robustez es usar altos porcentajes de polvo, altas dosificaciones de VMA, o ambas cosas. Pero entonces el problema es que con todos los finos, agregados y el aditivo, el costo de los materiales empieza a sobrepasar la reducción de costos por ahorros de mano de obra en el sitio de la obra. Pregunte al constructor si está dispuesto a pa-gar un precio más alto por una mezcla de concreto menos predecible, para reducir ligeramente sus cos-tos de mano de obra, e inmediatamente él le mos-trará a usted la puerta de salida. Un aumento en el riesgo es algo que hay que evitar en la construcción. El SCC es uno de los más grandes avances en la tecnología del concreto en los últimos 20 años. Pero el llevar esta tecnología del laboratorio al cam-po solo será posible si puede proveerse una mezcla robusta a un precio razonable. Al usar nueva tecnología y tolerancias razo-nables, los productores han demostrado que nues-tra industria puede lograr esto. El reto que queda pendiente es convencer a los constructores y pro-pietarios. William D. Palmer Jr., Complete Construction Con-sultants. E-mail [email protected].

Publicado en THE CONCRETE PRODUCER enero 2009.

Estructuras

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Pregunta:Nosotros estamos construyendo un edificio de va-rios pisos con un marco de concreto reforzado y es-tamos usando cilindros de 4x8 pulg. (10x20 cm) para las pruebas de aceptación a 28 días. El ingeniero de registros dice que necesitamos promediar tres cilin-dros para un resultado de pruebas en lugar de los dos cilindros por prueba que estamos planeando. ¿Cuál es el número estándar de cilindros que com-prende una prueba válida? Si es de tres, ¿cuándo cambió el requisito de dos a tres cilindros?

Respuesta:La Sección 5.6.2.4 del ACI 318-08, “Requisitos del Reglamento de Construcción para Concreto Estruc-tural,” establece que: “Un resultado de la resistencia debe ser el promedio de las resistencia de al menos dos cilin-dros de 6x12 pulg. o al menos tres cilindros de 4x8 pulg hechos de la misma muestra de concreto y pro-bados a 28 días o a la edad de prueba designada para la determinación de f c.”El Comentario para la Sección 5.6.2.4 explica las razones para requerir tres pruebas de cilindros de 4x8 pulg: “Al probar tres cilindros de 4x8 pulg se pre-serva el nivel de confianza de la resistencia pro-medio, ya que los cilindros de 4x8 pulg tienden a tener aproximadamente una variabilidad dentro de la prueba de 20% más alto que los cilindros de 6x12 pulg.”

El Comité 318 del ACI oficialmente terminó la estandarización del ACI 318-08 en noviembre de 2007 y el documento estuvo disponible para su compra en enero de 2008. Sin embargo, el ACI 318-08 no ha sido adoptado en todas las jurisdicciones de los Reglamentos de Construcción, de modo que usted debe verificar para ver a cuál versión de ACI 318 se hace referencia en el Reglamento de Cons-trucción aplicable a localización en la cual se está construyendo el edificio. En los requisitos del Re-glamento previamente al ACI 318-08, no se permi-tía específicamente el uso de cilindros de 4x8 pulg. para las pruebas de aceptación. La guía para el uso de estos cilindros se re-trasó debido a que no había una declaración de pre-cisión y sesgo en el “Método de Pruebas Estándar para la Resistencia a Compresión de Especímenes Cilíndricos de Concreto” (ASTM C39). El ASTM C39 ahora incluye una declaración de precisión y sesgo, que fue la base del Comité 318 del ACI para deter-minar el número apropiado de ensayos de cilindros necesario. Se usaron datos de la investigación publicada en Concrete International en apoyo a la declaración de precisión, y los datos de una posterior investiga-ción publicados en Concrete International pueden dar como resultado la reducción del número reque-rido de cilindros de 4x8 pulg. por cada prueba, de tres a dos.

Control de calidad

Número de Cilindrosde 4x8 pulgadas requeridos para un Resultado de Pruebas*

40

*Publicado en Concrete International. noviembre 2009.

Las Respuestas no representan la posición oficial del Comité ACI 318. Solamente un documento publicado por el Comité re-presenta el consenso formal del Comité y del Instituto.

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os materiales de construcción ligados con ceme- to presentan resistencias a tensión y capacidades de alargamiento reducidas. Estos materiales de construcción son frágiles y tienden a formar fisuras, especialmente fisuras provocadas por los cambios en la longitud del elemento constructivo, además in-dependientemente de las causas del cambio en la longitud. A lo largo del artículo se demostrara que una sustitución parcial de los agregados naturales por agregados de caucho procedentes de llantas usa-das molidas representa una solución apropiada para mejorar la capacidad de alargamiento y reduce el peligro de formación de fisuras por contracción en el concreto gracias a la localización de la fisura. La-mentablemente, los resultados de la investigación también confirman que las propiedades ideales, a saber, un reducido módulo de elasticidad y una ele-vada resistencia, son dos propiedades que se exclu-yen mutuamente. EI módulo de elasticidad se reduce de forma favorable, y esta tendencia se puede predecir apli-cando leyes de las mezclas como los límites de Has-hin-Shtrikman, en donde el concreto de caucho se considera un material compuesto de dos fases. Pa-rece ser que en los casos en los que las resistencias reducidas no representan ningún obstáculo, sino en las que principalmente se prefiere una resistencia a las fisuras ante los cambios de la longitud, una apli-cación sustentable de este material puede contribuir claramente a la protección del medio ambiente con el reciclaje de las llantas usadas.

En eI pasado siglo, los investigadores se cen-traron principalmente en aumentar la resistencia del concreto, lo que llevo a desarrollar un concreto con un elevado rendimiento que actualmente es un ma-terial de construcción habitual. A pesar de su resis-tencia característica, el concreto presenta una re-sistencia a tensión y una capacidad de alargamiento reducidas. La ironía consiste en que conforme au-menta la resistencia también aumenta su fragilidad, de modo que el concreto tiene una marcada tenden-cia a formar fisuras. Esto ocurre especialmente en grandes superficies, en las que por regla general se originan daños por la formación de fisuras debido a la contracción y los cambios de la longitud por el calor. El acero de refuerzo y las fibras representan una solución insuficiente, ya que no evitan las for-maciones de fisuras, sino que solo reducen el ancho de las fisuras. Otra solución posible es la aplicación de juntas de construcción, pero tampoco evitan la formación de fisuras, sino que limitan los daños a escala local para la formación de fisuras. Lamenta-blemente también son el punto de partida de otros daños (formación de “ondas”, desconchamiento, da-ños por sustancias agresivas químicamente). Estas reflexiones nos llevaron a una nueva aproximación para reducir la tendencia a la formación de fisuras en el concreto que se basa en la observa-ción de uno de los métodos más sencillos para evitar la propagación de las fisuras en el metal, a saber, la perforación de un agujero en la punta de la fisura a una distancia adecuada en un punto del supuesto re-corrido de la fisura [1, 2]. La propagación de la fisura

CONCRETO CONAGREGADOS A BASE DE LLANTAS USADAS

VENTAJAS Y LÍMITES

A. C. Ho, A. Turatsinze, A. Abou-Chakra Guery, Universidad de Toulouse, UPS, INSA, Francia.D. C. Vu, Instituto de Transporte, Ciencias y Tecnología (ITST), Hanoi, Vietnam.

Tecnología42

L

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se detiene reduciendo el adelgazamiento de la punta de la fisura y la capacidad de alargamiento que resulta de ello. Pero en el concreto no se puede prever el reco-rrido de la fisura. Nosotros solucionamos el problema de las perforaciones del agujero añadiendo agregados con un reducido módulo de elasticidad: agregados de caucho procedentes de llantas usadas molidas. Esto ofrece la ventaja adicional de un reciclaje de llantas que favorece lo protección del medio ambiente. En el presente artículo se presentan los efec-tos de las incorporaciones de agregados de caucho a las mezclas de concreto. La influencia en las pro-piedades mecánicas básicas (resistencia a compre-sión y tensión y módulo de elasticidad) ya se ha ex-puesto. Se constato especialmente que una ley de mezclas considera el concreto de caucho como un material compuesto de dos fases, y el empleo del límite inferior según Hashinn Shtrikman [3, 4] pro-porciona pronósticos que coinciden con los resulta-dos de los ensayos. Como se esperaba, el estudio confirma que las incorporaciones de agregados de caucho mejoran la capacidad de alargamiento del concreto ante una localización de macrofisuras. Por eso, si la resistencia a la formación de fisuras motivada por esfuerzos tiene prioridad, se debería considerar este método como la solución apropiada para aplicaciones sustentables, así como una posi-bilidad para reciclar el material.

PROGRAMAS DE ENSAYO

Materiales La composición de los mezclas de prueba se indica en la Tab. 1. Se denomina a cada mezcla con una relación de volumen del X% de agregados de caucho con arena natural.

Resultados y comentario Propiedades del concreto fresco La Fig. 1 Muestra que cuando aumenta el contenido de caucho también aumenta el contenido de aire.

Tabla 1 Relación de las mezclasde concreto, Kg/m3

COR C20R C30R C40R

Cemento 323

Arena(0-4 mm)

872 698 611 524

Agregados decaucho (0-4 mm)

0 79 118 157

Grava(4-10 mm) 967

Agua 153

Fluidificante 3,03 3,29 3,61 3,99

Aditivos 0,91

Fig. 1. Influencia del contenido de caucho en las propiedades del concreto fresco

Asimismo también se reduce el peso especí-fico del concreto de caucho, lo que era de esperar a la vista de la densidad reducida del caucho. Además se vio que los agregados de cau-cho limitan la trabajabilidad y provocan notables sangrados y segregaciones. Un fluidificante compuesto de copolímero acrílico (Sika Viscocretekrono 33) y un aditivo que modifica la viscosidad (Sika Stabilizer 300 SCC) de-mostraron ser eficaces a la hora de solucionar este comportamiento.

Ensayos de resistencia a tensióny a compresión indirecta La resistencia a compresión (fc) y a tensión indirecta (fct) de las mezclas de concreto se deter-minó a los 28 días Los resultados que se muestran en la Fig. 2 indican que el concreto de caucho no es apropiado para aplicaciones que requieren resisten-cia elevada.

Fig. 2. Influencia del contenido de agregados de caucho en la resistencia a compresión y a tensión indirecta

Co

nte

nid

o d

e a

ire

(%

)

Pe

so u

nit

ari

o (

T/m

3)

Contenido de caucho (%)

8

6

4

2

00 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4

2.45

2.4

2.35

2.3

2.25

2.2

2.15

2.1

Contenido de caucho (%)

fc (

MP

a)

fct

(MP

a)

60

40

20

0

5

4

3

2

1

00 0.1 0.2 0.3 0.4

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Tecnología

H – Slower = 9Klower Glower

≤ Eexperimental ≤ 9 Kupper Gupper

= H – Supper

3Klower + Glower 3Kupper+ Gupper

Fig. 3: Efectos de los agregados de caucho en el módulo de elasticidad: resultados de los ensayos y predicción a través de la ley analítica de mezclas

Tabla 2Efectos de los agregados

de caucho en la Resistencia a flexióny la capacidad de alargamiento

Mezcla Capacidadde carga

Fmáx

Capacidad dealargamiento

δFmax

kN mm

COR 18,77 0,07

C20R 12,1 0,08

C40R 11,5 0,11

Fig. 4: Curvas de deflexión bajo esfuerzo de flexión - efectos de los agregados de caucho en la capacidad de carga Fmax y la capacidad de alargamiento

Módulo de elasticidad EI cambio del módulo de elasticidad al cabo de 28 días en los concretos con contenido de agregados de caucho se muestra en la Fig. 3.

y para el caucho vulcanizado y el valor de alargamien-to transversal de las dos fases se situaron en 34.075 MPa y 1.500 MPa y en 0,2 y 0,48 respectivamente.

Capacidad de alargamiento por tensión Teniendo en cuenta las curvas de la Fig. 4, que representan ejemplos típicos de los resultados obtenidos, todas las mezclas se pueden caracteri-zar según la capacidad portante, Fmax., y la corres-pondiente flexión denominada capacidad de alarga-miento, δfmax. ( [5-7] con relación a la definición del término capacidad de alargamiento). Estos dos pa-rámetros se resumen en la Tab. 2 para COR, C20R y C40R y permiten concluir que - si no se tienen en cuenta los efectos destructivos en la resistencia de adherencia (Fmax.)- la incorporación del caucho representa una solución apropiada para mejorar la capacidad de alargamiento del concreto.

De cara a una interpretación física de los cambios del módulo de elasticidad al añadir agregados de caucho se aplicaron los límites de Hashin-Shtrikman [3, 4] que consideran el con-creto de caucho como un material compuesto de dos fases, consistente en una fase de con-creto de control (matriz y agregados naturales) y una fase de caucho vulcanizado (agregados de caucho). Los límites inferior y superior del módulo de elasticidad calculados según la ecuación siguiente

Ec

(M

Pa

)

Contenido de caucho (%)

30,000

20,000

10,000

00 0.1 0.2 0.3 0.4

H-S upper

Exp results

H-S lower

Deflexión (mm)

Ca

rga

F(k

N)

20

15

10

5

00 0.05 0.1 0.15 0.2

se representan con los resultados de los ensayos. Aquí Klower, Kupper, Glower y Gupper son en cada caso los límites inferior y superior del módulo de compresión y deslizamiento del material compuesto ([3] con respecto al cálculo). Si se establece que el módulo de elasticidad del ensayo corresponde al intervalo entre el límite (H-S) inferior y el superior, parece que el límite (H-S) inferior presenta una mayor confiabilidad y se puede considerar como ley analítica de mezclado apropiada para predecir el módulo de elasticidad del concreto de caucho. En el presente estudio, los valores del módulo de elasticidad empleados para el concreto de control

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Tendencia a una reducida formación de fisuras por contracción Una de las ventajas que se esperan por la elevada capacidad de alargamiento del concreto de caucho es una mejora de la resistencia a las fisuras debido a una reducida modificación de la longitud. Conforme la norma ASTM C 1581-04, se han reali-zado ensayos para determinar la edad del concreto en el momento de la formación de una fisura y las características inducidas de la tensión del concreto con una contracción reducida. En este método se cuela concreto en un molde circular alrededor de un anillo de acero dotado con dos indicadores de alar-gamiento. Con los resultados medios de cuatro probe-tas que se muestran en la Tab. 3 se puede confirmar que la incorporación de los agregados de caucho puede ser una solución apropiada para reducir las tendencias del concreto a formar fisuras debido a los cambios en la longitud.

CONCLUSIONES La sustitución parcial de arena natural (0-4 mm) por agregados de caucho con un tamaño si-milar no es posible sin que afecte a las propiedades del concreto fresco. Pero la incorporación de un fluidificante y un aditivo modificador de la viscosidad permiten realizar una mezcla de concreto con agregados de caucho que presente una trabajabilidad acep-table. En lo que respecta a las propiedades mecá-nicas, las incorporaciones de agregados de caucho tienen un efecto muy negativo en la resistencia a compresión y a tensión del material. EI módulo de elasticidad se reduce favora-blemente y se puede predecir aplicando leyes de mezclas como los limites de Hashin-Shtrikman, en donde el concreto de caucho se considera un

material compuesto de dos fases. La capacidad de alargamiento del concreto de caucho se mejora ya que el material ligado con cemento se le otorga una elevada resistencia a las fisuras con el cambio de la longitud. Por lo tanto se puede afirmar que el concreto con caucho, en los casos en los que una resistencia reducida no es ningún obstáculo, sino que se prio-riza la resistencia a las fisuras, es muy interesante para utilizarlo en aplicaciones duraderas. Además, este método favorece las protecciones del medio ambiente con el reciclaje de las llantas usadas. Ac-tualmente se están realizando ensayos de campo para validar estas conclusiones bajo condiciones reales.

Bibliografía[1] S. Shkarayev, 2003. Theoretical modelling of crack arrest by inserting interference fit fastners.lnt. Journal of Fatigue 25: 317-324. [2] I.Caron,F. Fiori, G. Mesmacque, T Pirling and M. Su. 2004. Expanded hole method for arresting crack propagation: residual stress determination using neutron diffraction. Phyica B: Con-densed Matter B 350: 503-504. [3] Z. Hashin and S. Shtrikman. 1963. A variational approach to the theory of the elastic behavior of multiphase materials. J. Mech. Phys. Solids 11: 127-40. [4] R. Le Roy. September 1996. Deformations instantanées et di-fférées des betons à hautes performance. Etudes et recherches des Laboratoires des Ponts et Chausses. [5] A. Turatsinze, A. Bonnet and J.L. Granju. 2006. Positive sy-nergy between steel-fibers and rubber aggregates: effect on the resistance of cement-based mortars to shrinkage cracking. Ce-ment and Concrete Research 36: 1692-1ó97. [6] A. Turatsinze, A. Bonnet and J.L. Granju. 2005. Mechanical characterization of cement based mortar incorporating rubber aggregates from recycled worn tyres. Building and Environment 40: 221-226[7] A. Turatsinze, A. Bonnet and J.L. Granju. 2007. Potential of rubber aggregates to modify properties of cement based-mor-tars: improvement in cracking shrinkage resistance.

Publicado en PHI Planta de Hormigón Internacional, número 6, 2009.

Tabla 3 Efectos de la incorporación de los agregados de cauchoen el potencial para formar fisuras del concreto conforme a la norma ASTM C 1581-04

Mezcla Tiempo neto hastaformación de fisura tcr

Velocidad media de tensión, S

Potencial deformación de fisuras

0 Días MPa/Días 0

COR 8,25 0,39 alto

C20RR 13,0 0,16 moderadamente bajo

C30R 64,4 0,07 bajo

C40R 57 (sin fisuras) 0,01 bajo

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El Comité A01 de la ASTM sobre Acero, Ace-ro Inoxidable y Aleaciones Relacionadas, ha publi-cado ahora una nueva y versátil norma, la A1064/A1064M, Especificación para Refuerzo de Alambres de Acero y Alambre Soldado, Simple y Corrugado, para el concreto. La nueva norma está bajo la jurisdicción del Subcomité A01.05 sobre refuerzo de acero.Ted Mize, P.E., ingeniero decano de Ivy Steel & Wire, y miembro del A01.05, hace notar que la A1064/a1064M será usada de varias maneras. “Las aplicaciones van desde refuerzo para tubos de con-creto y otros productos prefabricados para drena-je hechos de concreto, hasta losas sobre terreno, puentes, muros y edificios de gran altura,”.

“El alambre simple y el alambre soldado de refuerzo se considera refuerzo de acero dulce y se usa de manera muy parecida a como se usan las varillas de refuerzo,”. Esta norma será de gran ayuda para el usua-rio, ya que solo se necesita hacer referencia a una norma en las especificaciones cuando se requiera del uso de alambre de refuerzo o alambre soldado de refuerzo.” El A1064 eliminará la necesidad de múltiples normas A01.05 que hacen referencia unas a otras. La nueva norma combina la información previamen-te contenida en las siguientes cuatro normas A01.05 existentes:• A 82/A82M, Especificación para Alambre de Acero Simple, para Concreto Reforzado;• A185/A185M, Especificación para Refuerzo de Alambre de Acero Soldado, y Simple para Concreto;• A496/A496M, Especificación para Alambre de Acero y Alambre Corrugado para Refuerzo del Concreto; y• A497/A497M, Especificación para Refuerzo de Alam- bre de Acero Corrugado Soldado para Concreto. El Subcomité A01-05 da la bienvenida a su participación en su trabajo. “Estamos actualmente trabajando en el desarrollo de una manera diferen-te de medir la resistencia a la fluencia que repre-sente con mayor precisión el comportamiento del material,”. La participación de ingenieros metalúrgicos y de materiales será especialmente valiosa, de acuer-do con Ted Mize. Las normas de ASTM International pueden comprarse recurriendo a Customer Service(Tel: 610-832-9585; [email protected])o a www.astm.org

Póngase en contacto para Información Técnica con Ted Mize, Ivy Steel & Wire- Concord, Calif.Tel: 925-685-9141 E-mail:[email protected] de ASTM: George Luciw,Tel: 610-832-9710 E-mail: [email protected] Standardization News, ene/feb 2010.

Nueva norma de acero de refuerzo

Normalización46

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SIMEX desde hace mas de 4 años se mantiene firme en ofrecer un servicio integral dirigido a empresas que brindan estabilidad a la sociedad, contribuyendo de manera conjunta al desarrollo del país. Hasta hoy hemos hecho esto posible combinando la experiencia de empresarios comprometidos y jóvenes que aportan dinamismo, ideas y estrategias para promover de manera responsable la ética y los procesos que llevan a un modelo de negocio comprometidos con el desarrollo social y ambiental.

SIMEX Y EL RECICLAJE

El producto que nosotros diseñamos, fabricamos y comercializamos dentro de la construcción, es 100% de material reciclado. Los desechos que nosotros utilizamos son los llamados post-consumo, que es el residuo producido por el consumidor final de un flujo de materiales. Los residuos de post-consumo son la basura que las personas habitu-almente desechamos. Los residuos post-consumo se distinguen de los residuos de pre-consumo, que es la reintroducción de la chatarra de fabricación (como recortes de producción de papel, latas de aluminio defectuosos, etc.) de nuevo en el proceso de fabricación. Anteriormente los residuos de los consumidores han sido comúnmente utilizados por las industrias desde hace muchos años, y por lo tanto, no se considera el reciclaje en el sentido tradicional. Por lo tanto, la compra de productos con contenido post-consumo es una manera fácil de mantener los vertederos libres. Se evita el uso de recursos como los bosques vírgenes y fortalece el mercado de materia-les reciclados. Podemos separar todo el metal, papel y plástico que queramos, pero si no se rehace negocio de la chatarra en algo nuevo, el ciclo se rompe. Nosotros recuperamos alrededor de 150 Toneladas de estos residuos, principalmente las taparroscas y etiquetas de botellas, así como envolturas de frituras, para la fabri-cación de 6 millones de piezas mensuales, con lo que se tiene proyectado crecer un 20 % más con respecto al año anterior. Es de suma importancia que la industria siga fabri-cando productos con residuos que puedan ser reciclados, así no solo ayudamos al medio ambiente, si no también a familias enteras.

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El obtener una designación profesional de-muestra el compromiso del constructor con la in-dustria y los negocios.

CER-TI-FI-CA-CIÓN

Esta palabra de cinco sílabas significa mu-chas cosas diferentes para un técnico en concreto y para la industria del concreto. Revela que el Téc-nico se preocupa suficientemente por su actividad y trata de aprender más para a sí mismo, no solo con el fin de realizar las pruebas al concreto, sino también en otros aspectos de operar una empresa o laboratorio. Significa tener la preocupación suficiente para comprometerse uno mismo y la compañía por tener mano de obra de calta calidad y proveer educación práctica y capacitación continúas. La educación es un esfuerzo sin pausas, ya que los Reglamentos están cambiando constantemente y nuevos produc-tos y técnicas continuamente están incidiendo en el mercado. El cambio es inevitable, y representa o bien un progreso, o un paso hacia atrás, dependien-do de la actitud del Técnico y su nivel de conoci-miento de la situación. La certificación también proporciona una mar-ca a los propietarios, arquitectos, y desarrolladores

por medio de la cual ellos pueden medir las firmas que no están certificadas. Coloque sus metas más alto y obtenga la certificación. Puesto que cada vez más profesionales de la industria están demandan-do etiquetas de “certificación” a sus firmas de cons-trucción, su empresa será cada vez más solicitada. Esta actitud hacia la capacitación continua, y la voluntad para dedicarle tiempo, esfuerzo, y cier-tamente, inclusive dinero a este esfuerzo, dice a los empleados que usted se preocupa lo suficiente por darles lo mejor. No se quede fuera del círculo de la certificación. Eleve el nivel de profesionalismo en toda la industria. Exija que los arquitectos, diseñadores, o propietarios requieran licitaciones y estimaciones de contratistas “certificados”. Usted les está aseguran-do que ellos recibirán los Técnicos mejor calificados. Los resultados hablarán por ellos mismos.

Muchos programas Muchas asociaciones de la industria de la construcción en todo el país ofrecen algún tipo de programa de certificación a las compañías en sus áreas geográficas. Los profesionistas en sus campos individua-les se reúnen para conducir estas sesiones. Se usan cartas, gráficas y presentaciones para ilustrar la importancia de cada tópico. Luego siguieron se-siones de preguntas y respuestas después de los conferencistas, permitiendo a los técnicos sentirse confortables con cada tópico. Los miembros de ACI que han tomado la ca-pacitación necesaria en los últimos años portan con orgullo su calcomanía de Técnico Certificado que colocan en las ventanillas de los camiones, además de aparecer en los encabezados de cartas y faxes y en las tarjetas de empresa. Tomado de Masonry Construction, sep/oct 2009. El ACI Centro y Sur trabaja para promover la capacitación y certificación de técnicos y superviso-res en la industria de la construcción con concreto y ofrece presentaciones para las empresas y uni-versidades. Para mayor información, visite nuestra página www.acimexicosc.org.

Certificación48

¿Por qué Certificar?

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En el mes de agosto se aplicaron los exáme-nes de nuestro Programa de Certificación “Técni-co en Pruebas de Campo - Grado I” a estudiantes de la carrera de ingeniería civil de la Universidad Autónoma de Guadalajara. Las evaluaciones se realizaron en las instalaciones del Laboratorio de Resistencia de Materiales y Mecánica de Suelos, perteneciente al Centro de Investigación para el Desarrollo Industrial de la Universidad Autónoma de Guadalajara. Agradecemos a las autoridades del CIDI (UAG) por las facilidades otorgadas para la celebra-ción de las evaluaciones. En especial, agradecemos la participación de los ingenieros Pablo Emilio Za-mudio, Antonio Peimbert y Reyna Sandoval.

En el mes de septiembre se llevo a cabo nuestro Programa de Certificación de “Supervisor de Obras de Concreto y Técnico en Pruebas de Campo - Grado I” a personal de la empresa Inge-nieros Civiles Asociados y Prefabricados y Trans-portes, S.A de C.V., en las instalaciones de la Línea 12 del Metro. EI día 25 de septiembre del 2010 se realizó la aplicación de exámenes de nuestro Programa de Certificación de “Técnico en Pruebas de Campo Grado I” en el laboratorio de LANC, S.C., deseamos éxito a los examinados.

CertificaciónACI Centro y suragosto y septiembre

Les hacemos una cordial invitación a to-dos los interesados en tomar los cursos de Certi-ficación que programamos en forma periódica, ya que dichos cursos los ayudan para actualizarse en las normas y conocimientos que se requieren para supervisar en forma adecuada cualquier obra en la que se emplea concreto para su construcción, ade-más de incrementar su curriculum y darles prestigio tanto a nivel nacional como internacional.

También en agosto se llevo a cabo la aplicación de exámenes de nuestro Programa de Certificación de ‘’Técnico en Prue-bas de Laboratorio Grado I” en el Labo-ratorio de la Asocia-ción Mexicana de la Industria del Con-creto Premezclado, A.C. (AMICPAC).

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50 OCT • NOV • DIC 2010

Certifícate

Hoy en día muchas empresas han adoptado como requisito laboral obligatorio las certificaciones del ACI. Es evidente que la industria de la construcción necesita contar con personal competente en áreas rela-cionadas con el uso y manejo de concreto.

Nuestra Sección, pionera en Latinoamérica, autorizada por el ACI Internacional para impartir los cursos y aplicar los exámenes de certificación de:

• Técnico en pruebas de Campo – Grado I • Técnico en Pruebas de Laboratorio Grado I • Supervisor de Obras de Concreto

Esquemas idénticos a los de Estados Unidos y Canadá, que otorgan validez internacional, con una vigencia de 5 años en el caso de Técnico en pruebas de Campo y Supervisor de Obras de Concreto y de 6 años de vigencia para el Técnico en Pruebas de Laboratorio.

Aproveche las ventajas de pertenecer al selecto padrón de técnicos y profesionales certificados en el ámbito de la construcción del concreto

SUPERVISOR DE OBRAS DE CONCRETOCON TÉCNICO EN PRUEBAS DE CAMPO - GRADO I

Octubrejueves 14

9:00 a 20:00 hrsviernes 15

9:00 a 20:00 hrssábado 16

9:00 a 20:00 hrs

Noviembrejueves 11

9:00 a 20:00 hrsviernes 12

9:00 a 14:00 hrssábado 13

9:00 a 14:00 hrs

Diciembrejueves 16

9:00 a 14:00 hrsviernes 17

9:00 a 20:00 hrssábado 18

9:00 a 14:00 hrs

Precio cursando ambos programas: $7,000.00 + IVAEstas fechas y costos quedan sujetos a cambio sin previo aviso

Informes:tel. (01 55) 55 63 18 44 y (01 55) 15 18 11 69 de la Cd. de México

Inscríbete ahora

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www.acimexicosc.org 51

El último jueves de cada mes, se lleva a cabo la Reunión Mensual con la exposición de temas de interés de tecnología del concreto presentada por especialistas de reconocido prestigio en las distintas áreas relaciona-das con el concreto; de los más recientes podemos mencionar:

Sustentability Trends in the Construction Industry, septiembre 2010.BASF, The Chemical Company. Ing. Jack Armstrong.

Revisión de Condiciones de fatiga en losa de puente vehicular, agosto 2010.ANALISEC. Ing. Miguel Aspeitia Ruiz.

Soluciones integrales de innovación Cemex. y Proyecto de Aerogeneradores de Oaxaca, julio 2010.CEMEX, Ing. José Juan Flores e Ing. Marsat Lal Mirpuri.

Estado del arte del medición de la resistividad de los sistemas de reparación anticorrosivos en el concreto, mayo 2010.THE EUCLID CHEMICAL. M en C. Víctor Vega Reséndiz, MSc. Alma Reyes Zamorano e Ing. VíctorSánchez Trujillo.

Nuevas tecnologías para el desarrollo de concreto de alto desempeño, marzo 2010.BASF, The Chemical Company. Ing. Fernando García Ayala.

Propiedades y proyectos de concreto translucido, febrero 2010.Concretos Moctezuma, Ing. Eduardo Hiriat Rodríguez e Ing. Omar Galván Cázares.

Materiales y prácticas para disminuir los Agentes Nocivos sobre el concreto, enero 2010.GRACE. Ing. Uriel de la Rosa.

Educación para la Normalización, noviembre 2009.Instituto Mexicano de Normalización y Certificación. Lic. Lucero Manhely e Ing. Jorge Dávila Ramírez.

Admixtures and Aggregates: Key Elements of Athletic Concrete, octubre 2009.The Euclid Chemical. Quím. Federico López Flores e Ing. Williams S. Phelan.

Construcción de losas de concreto colado sobre el terreno, junio 2009.Concretos Cruz azul. Ing. Fernando García Ayala.

Aditivos de Alto desempeño para estructuras prefabricadas, mayo 2009.SIKA Mexicana. Ing. Miguel Ángel Taboada y Arq. Alexis Herrerías.

Reforzamiento externo de elementos de concreto con fibras sintéticas, marzo 2009.Laboratorio de Control y TK Instrumentación. M. en C. Amando José Padilla Ramírez.

Concreto: Color, forma y textura, enero 2009.GRACE. Dr. Humberto R Benini.

Al término de las exposiciones propiciamos un brindis con intercambio de ideas y opiniones entre los asistentes (constructores, supervisores, productores de cemento y concreto, promotores, laboratorios, fabri-cantes y proveedores de equipos y productos, estudiantes, etc.), en un ambiente de camaradería y respeto.

Informes:tel. (01 55) 55 63 18 44 y(01 55) 15 18 11 69 de la Cd. de México

Asiste a lasReunionesMensuales

Participa y actualízate...Entrada libre

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