TECNOLOGIA DEL CONCRETO.docx
-
Upload
angel-correa-barrios -
Category
Documents
-
view
21 -
download
2
Transcript of TECNOLOGIA DEL CONCRETO.docx
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
INDICE
I. Introducción 2
II. Objetivos 3
III. Antecedentes 4
IV. Información Disponible 8
V. Descripción de la condiciones de Uso y
Medio ambientales de la Estructura 14
VI. Análisis del Problema 18
VII. Plan de Actuación 23
VIII. Conclusiones 35
I. INTRODUCCION
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 1
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Uno de los elementos más utilizados en las obras civiles, es el concreto. Este se
presenta en una gran variedad, dependiendo de los requerimientos de la
estructura en proyección. Dentro de esta variedad se encuentra el concreto
autocompactable, el cual se caracteriza por ser utilizado para estructuras de
concreto densamente armadas y esbeltas. Para cumplir con este requisito, es
que este tipo de concreto debe constar con características especiales en sus
constituyentes, como los son el tipo de agregado, el agua de amasado, el
cemento y aditivos.
El concreto autocompactable puede ser colado en un molde en un solo lugar y
fluir 30 metros o más sin segregación. Es tan fluido que su consistencia se mide
en “flujo de revenimiento”. Cuando se llena y se levanta, se mide el radio de la
extensión de la mezcla fluida, más que la distancia a que se derrumba y el flujo
del revenimiento puede ser de hasta 85 cm.
El diseño de mezclas viene a ser la elección de proporciones adecuadas para
preparar concreto teniendo en cuenta a la clase de estructura que en este caso
es un pilar de puente y las condiciones ambientales a las que estará expuesto, el
cual debemos tener en cuenta las consideraciones básicas como economía,
trabajabilidad, resistencia y durabilidad.
II. OBJETIVOS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 2
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Conocer los pasos de dosificación del diseño de mezcla para obtener un
concreto autocompactable.
Conocer las condiciones medioambientales donde se propone ejecutar los
pilares
Obtener el Slump de acuerdo al proceso constructivo de los pilares.
Identificar las propiedades específicas del concreto en estado fresco y
endurecido para la fabricación de una estructura.
Conocer los ensayos necesarios para la preparación del diseño de mezcla
del concreto.
Predecir los problemas e impedimentos que se puedan presentar en obra
en la preparación del concreto, tomando en cuenta en el diseño de
mezcla.
Lograr que el concreto obtenga las propiedades específicas requeridas
para el tipo de obra que se fabricar.
Proponer un Diseño de mezcla adecuado para las solicitaciones
requeridas.
Encontrar el tipo de cemento adecuado de acuerdo a las condiciones
medioambientales del lugar.
III. ANTECEDENTES
1.1. Ubicación de la obra
El puente está ubicado en el curso de la carretera de la panamericana norte, ruta
N° 001-N, Km 772+778, sobre el rio Reque, en la provincia de Chiclayo,
departamento de Lambayeque.
El puente Reque está situado a 10.1km al sur de la ciudad de Chiclayo, y a 22
m.s.n.m.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 3
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
LIMITES:
Norte: Con los distritos de Monsefú y Chiclayo
Este: Con Zaña
Sur: Con Eten-Cuidad y Lagunas
Oeste: Con Eten-Cuidad y Monsefú.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 4
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
1.2. Ubicación de las canteras
Este material ha sido extraído de la cantera TRES TOMAS que se
encuentra ubicada en el distrito de Mesones Muro, provincia de Ferreñafe
a 23 km de la ciudad de Chiclayo, aproximadamente 20 minutos.
Para realizar el proyecto debemos tener en cuenta la ubicación de la obra
y su cercanía con respecto a las canteras existentes en la zona.
AGREGADO GRUESO:
LIMITES
Provincia: Ferreñafe
Distrito: Mesones Muro
Comunidad: Santa Lucia
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 5
Ubicación del puente Reque y Chiclayo
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Descripción de la cantera
Se extrae el afirmado Over y las piedras bases, la excavadora es una máquina que remueve la tierra estudiada por el técnico de suelo la cual remueve todo el suelo y el sub suelo para que el cargador frontal lo pueda cambiar de una malla de fierro la cual separa el material over(cascote).Luego es cargado a los volquetes y trasladado a las obras.
AGREGADO FINO:
Proviene de la cantera “LA VICTORIA”, esta cantera se ubica a 4 kilómetros del distrito de Pátapo de Chiclayo, en el camino que conduce al centro poblado La Cantera.
Es una de las canteras más importantes en la región de Lambayeque ya que de ella se extrae materiales de los cuales se han extraído sin tratamiento alguno:
La arena amarilla
El hormigón
Ripio corriente
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 6
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
IV. INFORMACION DISPONIBLE
INFORMACIÓN DISPONIBLE
1.3. PILARES
a) DESCRIPCION GENERAL
En ingeniería y arquitectura un pilar es un elemento vertical (o ligeramente
inclinado) sustentante exento de una estructura, destinado a recibir cargas
verticales para transmitirlas a la cimentación y que, a diferencia de la columna,
tiene sección poligonal.
Lo más frecuente es que sea cuadrado o rectangular, pero puede ser también
octogonal, aunque por priorizar su capacidad portante, se proyecta con libertad
de formas.
Para el adecuado diseño de un pilar de un puente, debemos analizar todos los
aspectos relacionados a la zona del proyecto en estudio, en donde los estudios
básicos determinarán los parámetros exactos de diseño y por tanto las
características definitivas del mismo.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 7
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Son de carácter forzoso y necesario los siguientes estudios:
Topografía de la zona del proyecto, del cual obtendremos el perfil
topográfico del eje del camino incluyendo las cotas de rasante y las cotas del
terreno.
Estudios de Suelos y/o Geotécnico, del cual obtendremos la
profundidad de cimentación y su correspondiente valor de la capacidad portante
del terreno.
Estudios Hidrológicos e Hidráulicos, con los que se obtendrán los
niveles de agua mínimos, máximos y extraordinarios, además del ancho de curso
de agua y la velocidad del flujo, así como también su capacidad o no de arrastre
(caudal sólido),además de la socavación.
La altura del pilar y tipo de cimentación se determinan con los datos anteriores.
a) TIPOS DE PILARES
PILAR TIPO MURO
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 8
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
PILAR COLUMNA
PILAR TIPO PORTICO
PILAR TIPO T
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 9
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
PILAR CELOSIA
PILAR TIPO PLACA
1.4. DESCRIPCIÓN DEL PILAR DE REQUE
El tipo de pilar a seleccionar será de tipo T
porque nos dará seguridad en el soporte de
cargas que actuaran sobre ella.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 10
Pilar tipo T
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Nuestros dos pilares a usar tendrán sus alturas diferentes de 5.99m y
6.12m, pero sus largo y ancho son de 2m y 1m respectivamente.
Su sección transversal del pilar, está formada por un sistema de mallas o
estribos, que son varillas de acero de Ф1/2 en su largo y un acero Ф1 en
su ancho
Posee un recubrimiento de 7.5 cm.
Nuestros aceros del pilar estarán distribuidos adecuadamente de tal
manera tenga un orden que se muestra en la siguiente figura:
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 11
Elevación Frontal
Elevación Lateral
Sección Transversal
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
El f´c que se usará será de una alta resistencia debido a las condiciones a
las que se encuentra expuesta, siendo ésta de 280 kg/cm2.
La composición de la mezcla de concreto será tal que demuestre buena
consistencia plástica de acuerdo a las normas ASTM y el comite ACI para
las condiciones determinadas en cada caso del vaceo y que garantice,
después del fraguado las exigencias de resistencia, durabilidad e
impermeabilidad a las construcciones de concreto.
Para el vaciado del concreto se debe tener un severo control y debe
evitarse las cangrejeras quedando rellenos todos los ángulos y esquinas
del encofrado, también los refuerzos metálicos y piezas empotradas
evitando segregación del concreto.
Se usara un acero con un f’y = 4200 kg/cm2 grado 60.
Se debe tener especial cuidado en los encofrados deben ser estancos para
evitar la pérdida de lechada.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 12
Distribución de aceros
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
V. DESCRIPCION DE LAS CONDICIONES DE USO Y MEDIO
AMBIENTALES DE LA ESTRUCTURA
3.1. Resistencia del concreto (f’c):
La estructura de un pilar de puente deberá dar una resistencia
aproximadamente mayor a 280 kg/cm2.
3.2Clima:
En condiciones normales, las escasas precipitaciones condicionan el
carácter semidesértico y desértico de la angosta franja costera, por ello el
clima de la zona se puede clasificar como DESÉRTICO SUBTROPICAL
ÁRIDO, influenciado directamente por la corriente fría marina de
Humboldt, que actúa como elemento regulador de los fenómenos
meteorológicos.
3.3 Temperatura:
La temperatura en verano fluctúa. Según datos de la Estación Reque entre
25.59 ºC (Dic.) y 28.27º C (Feb.), siendo la temperatura máxima anual de
28.27 ºC; la temperatura mínima anual de 15.37ºC, en el mes de
Setiembre. Y con una temperatura media anual de 21ºC. Presenta una
Humedad Relativa promedio anual de 80%.
3.4Suelos agresivos:
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 13
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Por lo general los suelos en la costa peruana tienen cierta cantidad de
sulfatos en su composición, por lo que es necesario elaborar el concreto
TREMIE resistente al ataque nocivo de los sulfatos y además que garantice
la protección de la armadura de acero de la estructura.
3.5Ataque químico al concreto y al acero:
Concreto
La alteración química del concreto puede ser de carácter intrínseco o
extrínseco, según se deba a la reacción de sus componentes o se origine
por agentes externos.
La descomposición del concreto puede presentarse por:
Acción del suelo y del agua: de la napa freática, de ríos y del mar
que toman contacto con las estructuras.
Fluidos que circulan en canalizaciones o tuberías de concreto.
Otro tipo de ataque químico que se llega a presentar es cuando existen
sales de amónio en el ambiente, a menudo usadas como fertilizantes,
las cuales son muy agresivas para el concreto, incluso en bajas
concentraciones.
El ataque químico se puede presentar:
En profundidad.- a través de los canalículos del concreto poco
compacto, por las micro fisuras de contracción o los vacíos que se
encuentran en concretos mal dosificados. Este tipo de ataque es el
más peligroso en cuanto altera la estructura misma del concreto, es
de difícil control y muchas veces imposible de corregir cuando es
detectado.
En la superficie.- que actúa como una forma de erosión en los
concretos bien compactados. Su acción destructiva es menor y es
posible tomar medidas que detengan la degradación del material.
Acero
El acero a utilizar va depender esencialmente de la estructura, como en
nuestro caso se trata de un puente en el cual se va utilizar acero y al estar
en contacto con el agua esto va generar un proceso de corrosión.
Erosión
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 14
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Este proceso es muy común ya que afecta a todas las estructuras a través
del tiempo debido a que estas se encuentran expuestos a muchos factores
como: sol, vientos, sulfatos, temperaturas, etc.
Abrasión
El agua que transporta el rio proviene de la precipitación que ocurre en la
cuenca transportando los sólidos, también llamados sedimentos,
provenientes de la erosión de la cuenca, y además cuerpos extraños como
árboles, plantas, basura y desperdicios los cuales van a producir un
desgaste en la estructura, en este punto debe de haber mucho énfasis
Ataques biológico
Los agentes biológicos que pueden actuar sobre el concreto generando un
deterioro de orden químico, son diferentes tipos de microorganismos:
bacterias, hongos y líquenes, estos últimos en cuanto forman colonias de
tamaño microscópico.
Se ha comprobado también deterioros en los concretos en obras
marítimos y en zonas costeras, especialmente en climas cálidos por la
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 15
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
acción de moluscos marinos que llegan a perforar el material con una
acción combinada química y mecánica.
Deformaciones
Se podrían presentar deformaciones como:
Fisuras: En caso no haya una buena hidratación del concreto, si se tratara
de una ambiente caluros donde el sol absorbe el agua rápidamente
(Lambayeque en época de verano)
Acabados
Se realizara un buen acabado a fin de lograr una buena textura superficial
se deberá tener en cuenta para esto la cantidad la cantidad de agregado
fino que va a entrar en la mezcla de concreto.
4 Sistema de colocación
Dependiendo del elemento estructural se debe de seleccionar el sistema
de colocación más factible para que este proceso se realice sin alterar
significativamente las propiedades deseadas con respecto a la relación
agua/cemento, revenimiento, contenido de aire y homogeneidad. El
concreto debe ser capaz de compactarse por su propio peso ya que este
tipo de colocación se caracteriza por su difícil acceso y formas profundas,
debe ser de alta manejabilidad, cohesiva, sin segregación ni exudación.
Aditivos: Plastificantes y reductores de agua, las puzolanas también
pueden mejorar las características de la fluencia.
Se colocara con buggie.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 16
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
VI. ANALISIS EL PROBLEMA
2. ANÁLISIS DEL PROBLEMA
2.1. SEGÚN EL CONCRETO
2.1.1.CONCRETO PRE-MEZCLADO
Todo concreto ya sea preparado bajo el directo control del Contratista o no,
con equipo ubicado fuera del sitio pero razonablemente cerca a éste y
transportado en camiones mezcladores, será clasificado como concreto pre-
mezclado. Su fabricación cumple en todo lo que sea pertinente, con las
presentes especificaciones.
2.1.2.FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA:
2.1.2.1. La relación agua-cemento(a/c)
Es el factor principal que influye en la resistencia del concreto. La relación
a/c, afecta la resistencia a la compresión de los concretos con o sin aire
incluido. La resistencia en ambos casos disminuye con el aumento de a/c.
2.1.2.2. El contenido de cemento
La resistencia disminuye conforme se reduce el contenido de cemento.
2.1.2.3. El tipo de cemento.
La rapidez de desarrollo de resistencia varía para los concretos hechos con
diferentes tipos de cemento.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 17
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
2.1.2.4. Las condiciones de curado.
Dado que las reacciones de hidratación del cemento sólo ocurren en
presencia de una cantidad adecuada de agua, se debe mantener la
humedad en el concreto durante el periodo de curado, para que pueda
incrementarse su resistencia con el tiempo.
2.1.3.LÍMITES DEL CONTENIDO DE SALES
Ningún concreto contendrá más del siguiente total de cantidades de
substancias expresadas en porcentajes por peso de cemento:
Para mezclas que contengan cemento corriente Portland de acuerdo al
ASTM C150.
Total de cloruros solubles en agua: 0.3% (como ion cloruro).
2.1.4.TRABAJABILIDAD Y CONSISTENCIA
La trabajabilidad y consistencia de cada grado de concreto será tal que se
obtenga una compactación satisfactoria cuando el concreto sea colocado y
vibrado en la obra, y que no tenga tendencia a segregarse durante el manipuleo,
transporte y compactación según los métodos que el Contratista proponga usar
en las obras.
El asentamiento (slump) del concreto determinado de acuerdo con la Norma
ASTM C143, después que el concreto ha sido depositado pero antes de su
compactación, no será mayor de los valores indicados en el cuadro:
CONSISTENCIA SLUMP TRABAJABILIDADMÉTODO DE
COMPACTACIÓN
Seca 0” a 2” Poco trabajable Vibración normal
Plástica 3” a 4” Trabajable Vibración ligera
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 18
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
chuseado
Fluida >5” Muy trabajable Chuseado
2.1.5.TRANSPORTE DE CONCRETO
El concreto se transportará en camiones mezcladores desde el sitio de su
preparación hasta su ubicación en las obras tan rápido como sea posible, y
usando los métodos adecuados para evitar la segregación o el secado, y
Asegurar que el concreto, al momento de la colocación, tiene la trabajabilidad
requerida. Sin embargo, se ha producido segregación, los materiales serán
mezclados nuevamente o se desecharán.
El Contratista conservará para la inspección del Supervisor todas las guías de
entrega de concreto en obra.
2.2. SEGÚN ASPECTOS FISICOS DEL TERRENO Y AMBIENTE
2.2.1.LA GEODINÁMICA EXTERNA
Las condiciones de geodinámica externa están controlados por los procesos
hidrodinámicos generados por el rio Reque, el cual al presentar un cauce
sinuoso, lecho llano con márgenes tendidas es susceptible de generar procesos
como:
Desborde e inundación.
El proceso de desborde se manifiesta principalmente ante el denominado
”fenómeno de El Niño” , el cual periódicamente afecta el norte del Perú y se
manifiesta en grandes avenidas que tienden a inundar la unidad de terrazas y
sobre todo en las áreas de taludes bajos.
Erosión y socavación
Este proceso se desarrolla, también con la ocurrencia de grandes avenidas el
cual es incrementado por la naturaleza deleznable de los materiales que
conforman los taludes márgenes y lechos del cauce que incrementan el poder
erosivo del flujo de aguas y que se ha visto acentuado por la existencia de
obstáculos en el cauce (pilar central).
Otro de los problemas serios que se presenta frecuentemente en el diseño de un
pilar en un puente se origina en la presencia de eventos hidrológicos extremos:
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 19
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
a veces grandes avenidas y otras veces gran escasez de agua. Las grandes
avenidas crean una serie de problemas hidráulicos y estructurales que deben ser
debidamente evaluados para así poder diseñar una estructura de mayor
resistencia utilizando un tipo de concreto.
Con una resistencia especificada (para nuestra estructura de pilar de un puente
necesitamos un F’C: 210 kg/cm2.).
Por lo general los ríos transportan grandes cantidades de sólidos, sea como
Fondo (materiales como agregado fino, grueso) y estos en conjunto con el flujo
de agua se comporta como un solo cuerpo con gruñas que producen un fuerte
abrasión en la estructura de concreto por lo que se debe realizar el ensayo de los
Ángeles para verificar la resistencia a la abrasión de nuestro agregado o de
suspensión. Hay también muchos proyectos en los que la presencia de cuerpos
extraños, como basura y desperdicios, causan un daño grande en las
También se debe tener en cuenta que para la estructura que haremos el diseño
de mezclas tendremos que considerar un concreto durable e impermeable (esto
debido al contacto que presenta la estructura con el agua) lográndolo con un
aditivo, las materiales resistente al desgaste, con un tipo de cemento MS
Pórtland, de moderado calor de hidratación ya que en nuestra estructura se
utilizara agregado grueso con tamaño máximo nominal de ¾ de pulgada, por lo
que al tener un agregado de pequeñas dimensiones aumenta en calor de
hidratación y además genera exudación .
2.2.2.REACCION ALCALI AGREGADO
La reactividad álcali-agregado es un tipo de deterioro que ocurre cuando los
constituyentes minerales activos de algunos agregados reaccionan con los
hidróxidos de álcalis en el concreto. La reactividad es potencialmente peligrosa
sólo cuando produce expansión considerable. La reactividad álcali-agregado
ocurre de dos formas – reacción álcalisílice y reacción álcali-carbonato. La
reacción álcali-sílice es más preocupante que la reacción álcalicarbonato pues es
más común la ocurrencia de agregados conteniendo minerales de sílice.
Las indicaciones de la presencia de reactividad álcali- agregado son red de
agrietamiento, juntas cerradas o lascadas o dislocación de diferentes partes de
la estructura. Como el deterioro por reactividad álcali-agregado es un proceso
lento, el riesgo de rotura catastrófica es bajo. La reacción álcali-agregado puede
causar problemas de utilización (servicio, funcionalidad) y empeorar otros
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 20
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
mecanismos de deterioración, como aquellos de la exposición a congelamiento,
anticongelantes o sulfatos.
2.2.3.CORROSIÓN DEL ACERO REFORZADO
Los ambientes agresivos, una alta porosidad, alta capilaridad, deficiencia en el
grosor de la cubierta, materiales de construcción defectuosos y grietas severas
son factores predominantes de corrosión en el acero reforzado.
Puesto que el hormigón presenta una alta concentración de hidróxido de calcio,
se produce considerable alcalinidad, con un pH ≥12.5. El dióxido de carbono,
responsable de la reacción de carbonatación, reduce el pH del hormigón,
depasivando el acero y facilitando el ataque de sustancias nocivas. La velocidad
de penetración del frente de carbonatación está en función directa con la
permeabilidad y agrietamiento del material. La relación w/c que determina la
permeabilidad especifica del hormigón y el grosor de la cubierta, puede influir en
la velocidad de carbonatación, como se comprueba.
Tabla
3. Penetración del frente de carbonatación en el hormigón de cemento Portland
Se concluyó que la carbonatación es significativa en estructuras ubicadas en
ambientes industriales y están expuestas a ciclos de humectación y secado.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 21
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Teniendo en cuenta todos los datos y la investigación dada con anterioridad
llegamos a las conclusiones:
El concreto necesario para estructuras especiales como puentes de
grandes claros, debe ser un concreto de muy alta resistencia desde 500
hasta 1200 kg/cm2.
Se debe de usar un cemento de alta resistencia a los sulfatos ya que
se trata de un pilar de puente donde las aguas arrasan y provocan
desgaste el fondo además se pueden utilizar aditivos de manera opcional.
Como resultado del ensayo de granulometría el tamaño máximo del
agregado será de 3/4”.
El “slump” o revenimiento para el concreto autocompactabe deberá ser
de 20 cm debido a que se requiere una mezcla fluida.
VII. PLAN DE ACTUACION
PLAN DE ACTUACIÓN
4.1 DE LOS ENSAYOS:
Tomando como consideración el tipo de estructura (pilar de concreto armado),
es necesario realizar los siguientes ensayos básicos como:
a) Granulometría del Agregado fino y Agregado grueso.
b) Contenido de la humedad del agregado fino y agregado grueso. Tamaño
máximo agregado grueso, módulo de fineza.
c) Peso específico y absorción agregado fino y agregado grueso.
d) Peso Unitario Varillado y peso unitario suelto seco
e) Abrasión por medio de la máquina de los Angeles
f) % sales, estudio de calidad del agua.
g) Durabilidad al Sulfato de Sodio y Sulfato de Magnesio (Intemperismo
1. GRANULOMETRÍA (ASTM C33)
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 22
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Ya que una adecuada granulometría de nuestros agregados nos permitirá
aportar a nuestro concreto una mayor manejabilidad, resistencia
mecánica, etc.
2. CONTENIDO DE HUMEDAD FINO Y GRUESO (ASTM C 566-89)
El suelo puede contener un grado de humedad lo cual está directamente
relacionado con la porosidad de las partículas. La porosidad depende a su
vez del tamaño de los poros, su permeabilidad y la cantidad o volumen total
de poros.
Las partículas del suelo pueden pasar por cuatro estados, los cuales se
describen a continuación:
TOTALMENTE SECO Se logra mediante un secado al horno a
110°C hasta que los agregados tengan un
peso constante. (Generalmente 24 horas).
PARCIALMENTE SECO Se logra mediante exposición al aire libre.
SATURADO Y
SUPERFICIALMENTE
SECO. (SSS).
En un estado límite en el que la muestra de
suelo tienen todos sus poros llenos de agua
pero superficialmente se encuentran secos. Este
estado sólo se logra en el laboratorio.
TOTALMENTE HÚMEDO La muestra de suelo esta llena de agua y
además existe agua libre superficial.
El contenido de humedad influye en las propiedades físicas de una sustancia:
en el peso, la densidad, la viscosidad, el índice de refracción, la
conductividad eléctrica y en muchas otras. Para determinar este contenido
se utilizan técnicas químicas, termo gravimétricas o de desecación.
Este ensayo es de gran importancia que podríamos saber si nos aporta agua
a la mezcla
3. PESO UNITARIO DEL AGREGADO (NTP 400.017-1977)
Este valor es necesario para determinar la cantidad de agregado que puede
ser acomodado en una mezcla de concreto.
Se realizará atendiendo a su:
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 23
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
PESO ESPECÍFICO
El suelo es el material de construcción más abundante del mundo y en
muchas zonas constituye, de hecho, el único material disponible localmente.
El ingeniero emplea el suelo como material de construcción y a la vez debe
seleccionar el tipo adecuado de suelo, así como el método de colocación. A
través de la mecánica de suelos, se determinan sus propiedades físicas y
mecánicas de un suelo, como en este caso el “PESO VOLUMÉTRICO”.
Propiedad de suma importancia para clasificar el suelo.
Esta información nos permite hacer una relación entre el peso de los
agregados y el volumen que ocupa dentro de la mezcla se presentan de 2
formas:
PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO
GRUESO
(NTP 400.021-1979)
PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO FINO (NTP 400.022-1979)
4. ABSORCIÓN
Esta información se requiere para balancear las necesidades de agua en la
mezcla de concreto.
5. ABRASIÓN O DESGASTE DEL AGREGADO GRUESO (ASTM C-535)
Esta es importante porque con ella conoceremos la durabilidad y la
resistencia que tendrá nuestro agregado frente a la acción erosiva del
medio, mismas propiedades que aportará a la mezcla de concreto para la
fabricación de nuestro elemento a diseñar.
6. FINOS QUE PASA LA MALLA N°200 DEL AGREGADO FINO
(NTP 400.018-1977)
Determinar el número de partículas no deseables en nuestro concreto.
Tales como las arcillas, los limos, materia orgánica ya que estas producirían
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 24
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
cambios volumétricos en nuestra estructura a realizar. Se debe verificar que
estas partículas no sobrepasen lo estipulado por las normas técnicas
peruanas: NTP 400.024, NTP 400.013, NTP 400.015, NTP 400.023.
7. PARA EL F’C:
Se utilizará un concreto de alta resistencia con f´c= 280 kg/cm2 para el
diseño de nuestro elemento estructural, por ser estar este expuesto a un
desgate continuo.
8. PARA LA RELACION AGUA / CEMENTO
Se usará una relación máxima de A/C = 0.5
9. PARA EL SLUMP
Considerando un tipo de concreto masivo donde el revenimiento puede
oscilar entre 20 cm.
A continuación, de acuerdo a nuestro criterio preliminar, consideremos los
siguientes materiales a emplear para nuestro diseño del concreto, así:
De los materiales:
AGREGADO FINO
El agregado fino será arena natural y limpia que tenga granos sin
revestir, resistente, fuerte y dura; libre de cantidades perjudiciales de
polvo, terrones, partículas blandas o escamosas, esquistos, álcalis,
ácidos, materia orgánica, greda u otras sustancias dañinas.
No debe tener más de 5% de arcilla o limos ni más de 1,5% de
materias orgánicas.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 25
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Sus partículas deberán tener un tamaño menor a ¼” y su gradación
debe satisfacer las especificaciones ASTM-C-33-99.
Los agregados finos sujetos al análisis que contengan impurezas
orgánicas y que produzcan un color más oscuro que el normal serán
rechazadas sin excepción.
Deberá estar graduado dentro de los límites indicados en la Norma
NTP 400.037 Es recomendable tener en cuenta lo siguiente:
a) La granulometría seleccionada deberá ser continua, con valores
retenidos en las mallas N° 4, N° 8, N° 16, N° 30, N° 50, y N° 100
(serie Tyler).
b) El agregado no deberá retener más del 45% en 2 tamices
consecutivos cualesquiera.
c) En general, es recomendable que la granulometría se encuentre
dentro de los siguientes límites:
Tamiz % que pasa acumulado
3/8” ----100
NE 4” 95 a 100
NE 8” 80 a 100
NE 16” 50 a 85
NE30” 25 a 60
NE 50” 10 a 30
NE
100”
2 a 10
NE
200”
0 a 0
2.1 AGREGADO GRUESO
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 26
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
El agregado grueso está constituido por rocas graníticas, dioríticas y
sieníticas. Puede usarse piedra partida en chancadora o grava zarandeada
de los lechos de los ríos o yacimientos naturales.
Deberá ser limpio y libre de polvo u otras sustancias perjudiciales y no
contendrá piedra desintegrada, mica o cal libre. La forma de las partículas
de los agregados deberá ser dentro de lo posible redonda cúbica.
El contenido de sustancias nocivas en el agregado grueso no excederá los
siguientes límites expresados en % del peso de la muestra:
Granos de arcilla : 0,25 %
Partículas blandas : 5,00 %
Partículas más finas que la malla # 200 : 1,0 %
Carbón y lignito : 0,5 %
El agregado grueso, sometido a cinco ciclos del ensayo de estabilidad,
frente al Sulfato de sodio tendrá una pérdida no mayor del 12%.
El agregado grueso sometido al ensayo de abrasión de los Ángeles, debe
tener un desgaste no mayor del 50%.
Para el tamaño máximo nominal:
En general deberá estar de acuerdo con las normas ASTM C-33-61T, y
teniendo en consideración que este debe ser 1/3 del peralte de losas, 1/5
de la menor dimensión de caras entre encofrados y 3/4” del espacio libre
mínimo entre barras de refuerzo, decidimos adoptar un tamaño máximo
de 3/4”.
La gradación del agregado grueso será continua, conteniendo partículas
donde el tamaño nominal hasta el tamiz # 4, debiendo cumplir los límites
de granulometría establecidos en las especificaciones ASTM-C-33.
Los agregados deberán cumplir con los siguientes requerimientos:
El agregado fino y gruesos deberán ser manejados como materiales
independientes.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 27
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Los agregados seleccionados deberán ser procesados, transportados
manipulados, almacenados y dosificados de manera tal de garantizar:
Que la pérdida de finos sea mínima;
Se mantendrá la uniformidad del agregado;
No se producirá contaminación con sustancias extrañas;
5.2 CEMENTO:
ELECCIÓN DEL TIPO DE CEMENTO
El cemento a usarse en las obras será de conformidad en todos sus aspectos con
la Norma ASTM C150 Clase tipo I, II y V.
En la zona del proyecto donde haya presencia de sulfatos y cloruros en
cantidades que pueden afectar las estructuras de concreto se especifica
cemento tipo II o tipo V; para el diseño de mezcla del concreto para el PILAR DE
UN PUENTE utilizaremos Cemento Tipo V
ASTM C150
Los cementos Portland, se clasifican en cinco tipos cuyas propiedades están
normalizadas sobre la norma ASTM C150; veamos el siguiente diagrama:
TIPO I Es el cemento destinado a obras de concreto en general, cuando
en las mismas no se especifica el uso de los otros 4 tipos de
cemento.
TIPO
II
Destinado a obras con concreto general y obras expuestas a la
accion moderada de sulfatos o donde se requiere moderado calor
de hidratacion.
TIPO
III
Es el cemento de alta resistencia inicial
TIPO
IV
Es el cemento del cual se requiere bajor calor de hidratación
TIPO
V
Cemento del cual se requiere alta resistencia a la accion de
sulfatos
Portland Tipo V: Para el diseño de nuestro concreto autocompactable
utilizaremos cemento Tipo V por tener moderada resistencia a los sulfatos y
estar disponible en el medio
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 28
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
5.3 AGUA
El agua es un elemento fundamental en la preparación del concreto, estando
relacionado con la resistencia, trabajabilidad y propiedades del concreto
endurecido.
El agua que se emplearán en la preparación del concreto y curado del mismo
será preferiblemente potable, cumpliendo los requisitos de la norma INTINTEC
334.088
REQUISITOS QUE DEBE CUMPLIR
El agua a emplearse en la preparación del concreto, deberá ser limpia y
estará libre de cantidades perjudiciales de aceites, ácidos, álcalis, sales,
material orgánico y otras sustancias que puedan ser nocivas al concreto o
al acero.
Si se tuviera dudas de la calidad del agua será necesario realizar un
análisis químico de ésta, para comparar los resultados con los valores
máximos admisibles.
SUSTANCIAS DISUELTAS VALOR MAXIMO ADMISIBLE
Cloruros 300 ppm
Sulfatos 300 ppm
Sales de magnesio 150 ppm
Sales solubles 1500 ppm
P.H Mayor de 7
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 29
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Sólidos en suspensión 1500 ppm
Materia organica 10 pm
También deberá hacerse un ensayo de resistencia a la compresión a los 7
y 28 días, preparando testigos de agua destilada o ´potable y con el agua
cuya calidad se quiere evaluar, considerándose como satisfactorias
aquellas que arrojen una resistencia mayor o igual al 90% que del
concreto preparado con agua potable .
Un método rápido para conocer la existencia de ácidos en el agua es por
medio de un papel tornasol, el que sumergido en agua acida tomara un
color rojizo.
El agua de mar, se puede usar en la elaboración del concreto bajo ciertas
condiciones :
a) No se utilizara agua de mar en concretos con resistencia mayores
de 175 kg/cm2 a los 28 días
b) No debe utilizarse en la preparación de concretos de alta resistencia
o concreto que van a ser utilizados en la preparación de elementos
pretensados, postensados.
c) El agua de mar puede ser utilizada en la preparación de mezclas de
concreto simple
5.6 ADITIVOS
Reductor de agua sintético de alto rango o superfluidificador, y a veces un
aditivo modificador de la viscosidad ( para lograr un concreto autocompactable)
Aditivo Sika Viscocrete 1110
Facilita la extrema reducción de agua, tiene excelentes propiedades con los
agregados finos, una óptima cohesión y alto comportamiento autocompactante.
Se usa para los siguientes tipos de concreto:
Concreto autocompactante
Para concretos bajo agua. (La relación agua –material cementante debe
ser entre 0.30 a 0.45).
Concreto de alta reducción de agua (hasta 30%).
Concreto de alta resistencia.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 30
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Inyección de lechada de cementos con alta fluidez. La alta reducción de
agua y la excelente fluidez tienen una influencia positiva sobre las
aplicaciones antes mencionadas. Gracias a la absorción superficial y el
efecto de separación espacial sobre las partículas de cemento (paralelos
al proceso de hidratación) se obtienen las siguientes propiedades:
Fuerte reducción de agua y aumenta la cohesión lo que lo hace
adecuado para la producción de concreto autocompactante.
Alta Impermeabilidad.
Extrema reducción de agua (que trae consigo una alta densidad y
resistencia).
Excelente fluidez (reduce en gran medida el esfuerzo de colocación y
vibración).
Mejora la plasticidad y disminuye la contracción plástica..
Aumenta la durabilidad del concreto.
Reduce la exudación y la segregación.
Aumenta la cohesión del concreto.
Aumenta la adherencia entre el concreto y el acero.
Sika ViscoCrete 1110 no contiene cloruros ni otros ingredientes que promuevan
la corrosión del acero. Se agrega al agua de amasado o junto con el agua a la
mezcladora de concreto. Para un aprovechamiento óptimo de la alta capacidad
de reducción de agua, recomendamos un mezclado cuidadoso durante 60
segundos como mínimo
5. 7 CONCRETO AUTOCOMPACTABLE
Es un concreto diseñado mediante un concepto revolucionario para producir
concreto extremadamente fluido y cohesivo. Su fluidez hace que sea fácil de
vaciar y que no requiere de vibrado para su colocación y compactación,
obteniendo las mismas propiedades estructurales y una vida útil igual o superior
a la de un concreto compactado por vibración
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 31
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
DATOS TÉCNICOS:
Resistencia mayor o igual a 250 kg/cm²
Extensibilidad mayor de 65.0 cm, dependiendo del grado de fluidez que se
requiera
Masa unitaria en estado fresco mayor de 2200 kg/m³
Origen de la grava caliza o basalto
Tamaño maximo de la grava 20 ó 10 mm
Bombeable o tiro directo
Clase resistente del cemento 30 ó 40 MPa
USOS:
Elementos de concreto densamente armados y esbeltos
Zonas de difícil acceso
Cajones especiales de concreto para instalaciones subterráneas
Relleno para cubiertas en túneles
Para elementos precolados, pretenzados y postenzados
Elementos donde se requiera un acabado aparente
VENTAJAS:
Rápida colocación del concreto
Se logran superficies de concreto homogéneas y lisas
Se requiere poco o nula mano de obra para su colocación y compactación
Disminuye la posibilidad de apanalamiento y de reparaciones
Produce un elemento más denso y de baja permeabilidad
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 32
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Reduce la contaminación auditiva por la no vibración y mejora las
condiciones de salud y de seguridad
5.7.1 CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO DE LA MEZCLA
Las granulometrías de los agregados desempeñan un papel muy importante en
el proporcionamiento de las mezclas para el concreto autocompactable. Los
agregados bien graduados -incluyendo agregados finos con buena graduación-
hacen el mejor concreto autocompactable, pues requieren menos material
cementante y menos agua de mezclado y, por tanto, causan menos problemas
de contracción, ondulado y eflorescencia. En el contenido cementante para una
mezcla bien graduada, de 20% a 25% puede ser ceniza volante que debe
incluirse, pues aumenta la fluidez.
Sin embargo, en muchos lugares del país no tienen ni el equipo ni el agregado
para producir mezclas con agregados bien graduados. Pero, inclusive cuando
sólo ha disponibles agregados de granulometría escalonada, todavía puede
producirse concreto autocompactable. Una mezcla que contenga agregado con
granulometría escalonada presentará una tendencia a sangrar o a segregarse, o
ambas cosas, pero esto puede corregirse incrementando el contenido
cementante –incluyendo puzolanas- y utilizando un modificador de viscosidad
para controlar la segregación y el sangrado para facilitar la colocación.
IV. CONCLUSIONES
Los agregados fino y grueso serán extraídos de las canteras Tres Tomas
respectivamente, luego serán analizados en el laboratorio, donde tendrán
que cumplir estrictos requisitos como, estar dentro del rango del módulo
de fineza, para el agregado fino, y tener una continuidad de partículas.
Gracias a lo Aditivos resulta mejor su trabajabilidad del concreto.
Por ser un concreto Autocompactante, y además por la humedad del
suelo, se ha tener mucho cuidado y criterio en la relación agua – cemento,
pues una leve variación afectaría gravemente el diseño de mezcla.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 33
PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO
Mejora la consolidación alrededor del esfuerzo y adherencia con el
refuerzo.
Existirán dos propiedades especificas del CAC en estado plástico son la
Fluidez y la estabilidad.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 34