Download - 3-Acero refuerzo-APUNTE

Acero de refuerzo Página 1

ARMADURA DEL CONCRETO

1.1 Principio de diseño del concreto armado

El concreto en el Perú es preferido a las estructuras de acero debido a las siguientes

razones:

Puede adoptar cualquier geometría.

La necesidad de vencer el problema del molde.

Es sencillo fabricar concreto.

No necesita mantenimineto ni tratamiento posterior.

Es resistente al fuego, agentes atmosféricos e insectos en mayor grado que la madera

o el acero.

Puede adoptar diferentes texturas y colores.

Presenta gran resistencia a la compresión, abrasión y el desgaste.

Dependiendo de la calidad de su elaboración el concreto garantiza un alto nivel de

impermeabilidad.

Se combina fácilmente con otros materiales, obteniéndose texturas de mejor calidad.

El concreto es una combinación de agregados y un adherente denominado cemento que

se realiza en un medio acuoso (adicionando agua) para dar lugar a la reacción química

de estos elementos y lograr su endurecimiento o fragua. Sin embargo, a pesar de que el

concreto presenta una gran resistencia a la compresión, tiene un comportamiento frágil

en el momento de la falla puesto que su resistencia a la tracción es muy baja, lo cual lo

hace inseguro como material constructivo dentro de la filosofía de diseño de la norma

peruana. Esta desventaja se puede suplir combinándolo con otros elementos que hagan

cambiar su comportamiento de frágil a dúctil. Es así como se consiguen el concreto

armado y el concreto mixto.

Fig. 3.1(a) Diagrama esfuerzo-deformación Fig. 3.1(b) Diagrama esfuerzo-deformación

para el concreto. para el acero.

El concreto simple es la combinación pura de agregados y cemento debidamente

fraguados. El concreto armado es el mismo concreto pero combinado con barras de

acero al carbono de gran ductibilidad; el concreto mixto es el concreto combinado no

con barras de acero sino con perfiles de acero. En ambos casos, la combinación del

concreto con los elementos de acero proporciona una resistencia tal que el elemento es

p p


capaz de tomar las fuerzas de compresión y a la vez fuerzas de tracción, ya que los

elementos de refuerzo alcanzan la fluencia antes de que el concreto se rompa.

Además de barras o perfiles de acero, es posible una combinación con otros materiales

como fibra sintética, materiales orgánicos, etc.

Fig.3.3(a) Sección típica de una estructura Fig.3.2 (b) Sección Típica de una estructura

de concreto mixto reforzado con perfiles de concreto armado reforzado con barras

de acero. Lisas y/o corrugadas.

El concreto pretensado tiene el mismo principio de combinar el concreto con barras de

acero, pero su aplicación es para niveles de esfuerzo mucho mayores. Por eso se

utilizan barras lisas o torones de alta resistencia que se pasan por un tubo y se tenssan de

tal manera que proporcionan esfuerzos de tensión contrarios a los de compresión.

Fig. 3.3 Esquema de una viga en concreto pretensado, reforzado con

torones pasados por un tubo en la parte inferior de la misma.

3.2. Adherencia del concreto y el acero

El concreto armado es la combinación del concreto y barras corrugadas de acero al

carbono. La resistencia del concreto armada radica fundamentalmente en la integración

de ambos elementos para que trabajen al mismo tiempo y esto depende

fundamentalmente de su adherencia.

La adherencia del concreto y el acero se debe a tres tipos de fuerza:

1. Fuerzas químicas, presentes en la interfase concreto-acero y son creadas por la

reaccióm del concreto durante la fragua. Estas fuerzas son muy débiles y se

destruyen en cuanto hay un ligero movimiento de la varilla de acero.

2. Fuerzas de fricción, ligadas a la rugosidad de las superficies de contacto, aparecen

después de una alta tensión.

3. Fuerzas mecánicas, debidas a las corrugaciones de las barras de acero. Son fuerzas

de mayor magnitud y constituyen el mayor aporte de resistencia a la adherencia.


T

Fig. 3.4 Esquema del empotramiento de la barra de acero de refuerzo en un bloque de

concreto.

Estas fuerzas de adherencia se desarrollan en toda la superficie de la barra y será mayor

cuanto mayor sea el área de contacto entre ellos. Esta área está determinada por la

longitud de empotramiento de la barra en el concreto y su diámetro. De esto se deduce

una longitud de anclaje y longitudes de empalme definidos en función de la resistencia

del concreto y el diámetro de las barras.

Ancho de los

resaltes

longitudinales

Espaciamiento entre resaltes

Altura de los resaltes

transversales

Angulo de

Inclinación

Corte

La fuerza de adherencia se encuentra constantemente amenazada por el fenómeno de

oxidación de las barras de acero. La oxidación es un proceso químico por el cual el

fierro del acero reacciona con el oxígeno, dando lugar al óxido ferroso que se manifiesta

inicialmente como una película de polvillo rojo en la superficie del acero y como

escamas cuando el proceso ha avanzado. Al existir una reacción química del fierro con

el acero hay una disminución de la sección de la varilla, haciendo disminuir también su

resistencia.

Las formas más frecuentes de producir corrosión en el concreto armado son las

siguientes:

1. Cuando el acero se encuentra expuesto porque no hay recubrimiento o su espesor es

insuficiente.

anclaje


2. Cuando el recubrimiento del acero está tarrajeado con yeso. El yeso, al ser

higroscópico, retiene el agua y facilita el proceso de corrosión.

3. La fisuración del concreto alrededor de las varillas de acero. Por ello, es preferible

colocar un mayor número de varillas de menor diámetro, de modo que la fisuración

se reduce por una menor concentración de esfuerzos.

4. Cuando se crean medios propicios para la corrosión interna al variar la acidez del

concreto ( el concreto tiene un pH que varía entre 11.5 y 12.5 ). Una de las causas

de variación es el proceso de carbonatación, que consiste en la reacción química de

los aluminatos tricálcicos con el CO2 del ambiente. Normalmente esta reacción

química se produce externamente, formando una capa mínima. Sin embargo,

cuando el concreto se fisura, esta carbonatación ingresa al interior por las fisuras.

Un esfuerzo sometido a mayores esfuerzos se encuentra más fisurado, por lo que el

riesgo de que se produzca corrosión es también mayor.

Las principales recomendaciones que deben tenerse en cuenta para evitar la corrosión

del acero en el concreto son las siguientes:

1. Asegurar el rucubrimiento mínimo del acero recomendado en las normas de diseño.

2. Distribuir el acero adecuadamente en las secciones para evitar concentración de

esfuerzos que generen fisuramiento alrededor de las barras.

3. Analizar los agregados para la preparación del concreto para evitar un contenido de

sales que se combinen con los aluminatos y produzcan corrosión por carbonatación.

4. Utilizar el tipo de cemento adecuado al nivel de agresividad del suelo o del medio

donde estará en servicio la estructura durante su vida útil.

5. Cuidar el uso de aditivos para el concreto ya que sus componentes químicos pueden

hacer variar el pH del concreto, produciendo la carbonatación.

6. Evitar la colocación de aceros de tipos diferentes ya que esto produce diferencia de

potenciales, transporte de electrodos de fierro y corrosión localizada en el acero.

Este caso se observa especialmente cuando se dejan elementos empotrados, tales

como las cajas de luz en los techos, ganchos para el anclaje de escaleras, etc.

3.3. El acero de refuerzo

El acero más usado en el Perú para construcción es:

A-40 fy=2800 kg/cm2

A-60 fy=4200 kg/cm2

A-75 fy=5250 kg/cm2

En el Perú, la norma peruana de diseño en concreto armado se considera el uso de un

acero al carbono con una resistencia a la fluencia de 4200 Kg/cm2, ya que esto

garantiza una mínima ductibilidad. La ductibilidad es la capacidad del material de

deformarse antes de romperse. En el acero, esto sucede aproximadamente un 10 %

antes de alcanzar su máxima resistencia. Si el acero no tiene suficiente ductibilidad, se

produce una falla frágil del concreto cuando está sometido a compresión. Esta es una

condición requerida especialmente en el diseño antisísmico.

En el Perú, se producen tres tipos de acero al carbono: A-40, A-60 y A-75, y la

presentación es en varillas de 9 m. de longitud, con una corrugación inclinada a partir de

cierto diámetro de varilla.


Para una mayor identificación se suele grabar el nombre y una codificación adecuada de

la empresa productora. En la tabla 3.1 se resumen las características del acero de

construcción en el Perú.

A-40 fy = 2800 Kg/cm2 ó 40,000 lb/pulg2

A-60 fy = 4200 Kg/cm2 ó 60,000 lb/pulg2

A-75 fy = 5250 Kg/cm2 ó 75,000 lb/pulg2

Cuidados en obra:

Durante el corte, doblado, manipulación y colocación del acero del refuerzo es

necesario tener en cuenta una serie de cuidados con el fin de asegurar las condiciones

óptimas de adherencia y comportamiento uniforme entre las barras de acero y el

concreto.

Respetar las longitudes de anclaje, los ganchos estándar, empalmes,etc.

Asegurarse de que la barra de acero se encuentre totalmente recubierta por concreto

durante el vaciado.

Almacenar el fierro en un lugar seco y limpio, protegido de la lluvia con la finalidad

de evitar que se ensucie o se oxide.

Antes de su colocación, la varilla debe estar limpia, libre de todo lodo, arena, finos,

grasa, aceite óxido o cualquier otro elemento que disminuya la adherencia entre el

concreto y el acero.

El óxido presente deberá ser removido de la superficie usando cepillos metálicos,

siempre que las dimensiones finales de la barra y su corrugación se mantengan

dentro de los rangos especificados por ITINTEC.

Almacenarlos y clasificarlos por diámetros.

Una vez doblado el acero no podrá volverse a utilizar.

Tabla 3.1. Características del acero de construcción en el Perú

Tipo Denominación Diám.

Nominal

Área

cm

Peso

Kg/ml

Períme.

Cm

Diám. Doblado

Pulg mm. Estibos Fiero

longit.

Fierro liso --- --- 4.0

--- --- 5.5

#2 1/4" 6.35 0.32 0.25 2 4 6

--- --- 8.00 0.51 0.40

Fierro

corrugado

#3 3/8" 9.52 0.71 0.56 3 4 6

--- --- 12.00 1.13 0.89

#4 1/2" 12.70 1.27 1.00 4 4 6

#5 5/8" 15.88 1.98 1.56 5 4 6

#6 3/4" 19.09 2.84 2.23 6 6 6

#8 1" 25.40 5.07 4.00 8 6 6

3.4. Corte y doblado de fierro


El acero de refuerzo se corta con sierra o con cizalla ya sea manual o eléctrica. No se

permite el uso de soldadura para corte o unión del acero de refuerzo porque altera sus

características de ductibilidad. El corte siempre debe hacerse en frío.

Fig. 3.5 (a) Sierra manual para corte Fig. 3.5 (b) Cizalla para corte de fierro.

de fierro.

El doblado de las varillas de fierro se realiza en una mesa de trabajo denominada

"banco del fierrero ", sobre la cual se colocan elementos formados con ángulos de

fierro formando un canal que será la guía para la colocación de la varilla y un rodaje

para realizar el doblado de fierro. Durante el doblado es necesario respetar el diámetro

de doblado con la finalidad de evitar fisuras en el acero. El reglamento Nacional de

Construcciones establece radios mínimos de curvatura para realizar el doblado que

aseguran un mínimo de esfuerzo en las fibras extremas de la varilla.

Fig. 3.6. (a) Mesa o banco del fierrero Fig. 3.6. (b) Ángulo con doblez usado

usado para la habilitación del acero para el doblado del fierro.

de refuerzo en obra.

Existen pruebas de doblado para verificar las condiciones de ductibilidad del acero: la

primera prueba consiste en doblar la varilla de fierro 180° y esto debe realizarse sin

ninguna dificultad; la segunda prueba consiste en doblarla y desdoblarla 90° igualmante


sin ninguna dificultad. En ambos casos, la barra no debe fisurarse al ser doblada. El

doblado del fierro debe realizarse en temperaturas normales, si la temperatura es mayor

a 5° la velocidad de doblado deberá ser menor.

Por lo general en los planos de estructuras se especifica el acero de refuerzo, sus

dimensiones y su forma. Sin embargo, muchas veces es necesario realizar empalmes

intermedios que no están indicados pero son requeridos porque las dimensiones de una

varilla no alcanza en una sola colocación; otras veces, las dimensiones son menores que

la longitud de la varilla, pero es conveniente estudiar los cortes para reducir en lo

posible los recortes inútiles y el desperdicio de acero. Como herramienta de utilidad se

usa las hojas de corte de fierro, cuyo formato se adjunta y son de gran utilidad en obra

para visualizar los elementos que se colocarán para armar el refuerzo, determinar las

longitudes de doblado, de empalme y los cortes de las varillas.

En las hojas de corte de fierro se calcula valores de desperdicio del corte de las varillas;

dicho valor dependerá del diámetro de la varilla. Por ejemplo, para fierro de 1/4" y 3/8"

el desperdicio será 5%, para 1/2" será de 6%; para 5/8" será 7%; ára 3/4" será 8%; y

para 1" será 10%.

Para efectos de presupuestar la partida de fierro, el valor que se consigna como cantidad

corresponde al peso calculado sin desperdicios ni empalmes. Por otro lado, cuando se

va a realizar la compra de material, se debe incluir el porcentaje de desperdicio a la

longitud real y el peso de la varilla.

Cuando una obra es de gran magnitud es conveniente comprar el acero por peso,

mientras que si la obra es más bien pequeña conviene hacerlo por # de varillas. En

ambos casos es importante considerar el porcentaje de desperdicio correspondiente.

3.5. Armado del fierro

Los estribos son elementos formados generalmente por varillas de acero de 1/4" o 3/8"

según se indique en los planos. Su colocación tiene como principal finalidad darle al

elemento resistencia a los esfuerzos cortantes y confinar el núcleo del concreto

asegurando su resistencia a la compresión. Por su forma es utilizado además para

amarrar los fierros principales ubicados de manera longitudinal al elemento.

Las secciones de la varilla se arman utilizando alambre #16 (se prefiere este alambre por

su flexibilidad), cortado en secciones de 20 cm. que luego se dobla formando un gancho

el cual se ajusta con el tortol.

Fig. 3.7 (a) Gancho de alambre negro Fig. 3.7 (b) Tortorl, herramienta usada

#16 usado para el amarre del acero de para el doblado del gancho de amarre

refuerzo. del acero de refuerzo en concreto

armado.


3.6. Soldadura

Se recomienda evitar la aplicación de soldadura siempre que sea posible en la unión del

acero de refuerzo. Sin embargo, puede aceptar su uso siempre que se asegure la

inalterabilidad de las propiedades de fluencia del acero. Para ello se recomiendan una

serie de cuidados cuando se aplica, como precalentar la varilla, usar soldadura especial

para acero al carbono y no enfriar bruscamente la varilla una vez terminado el trabajo.

3.7. Recubrimientos

El recubrimiento tiene como principal función proteger al acero de refuerzo de la

corrosión. Por ello, el espesor del recubrimiento dependerá fundamentalmente del tipo

de estructura y del medio alrededor del mismo. Si es una estructura sumergida bajo

agua salada o enterrada requerirá un mayor recubrimiento, mientras que una estructura

que llevará tarrajeo estará en contacto con el aire seco necesite uno menor.

El uso de encofrados es también otro factor que influye en el espesor del recubrimiento.

Si una zapata llevará encofrado el recubrimiento no requiere ser tanto como si no se

usara encofrado en su fabricación.

El Reglamento Nacional de Edificaciones establece unos requerimientos de

recubrimiento mínimo según el tipo de estructura, el diámetro de las varillas de refuerzo

y las condiciones de exposición de las caras, lo cual se muestra en la tabla 3.2.

Tabla 3.2. Requerimientos de rucubrimiento mínimo para diferentes estructuras

en concreto armado.

Elemento o estructura de concreto

armado

Recubrimiento mínimo

Zapatas y vigas de cimentación:

- Si no se usa encofrado

- Si se usa encofrado

Muros

- Caras en contacto con el terreno,

expuestas a la intemperie o mojadas.

- Barras menores a 5/8"

- Baras mayores a 3/4"

- Caras secas en interior

Columnas y placas

Arriostres y confinamientos

Vigas peraltadas

Vigas chatas

Losas y aligerados

7.5

5

4

5

2

4

2

4

2

2


Para lograr el recubrimiento entre la armadura del elemento y el encofrado se suele

fabricar dados separadores, que son elementos de concreto de 2" de lado y con el

espesor que se desea. Llevan en su parte media alambre #16 para amrrarlo al fierro.

Estos dados se fabrican con una mezcla de arena y cemento cuando el recubrimiento es

delgado, puesto que los elementos que lo requieren seguramente tendrán baja

resistencia; cuando el recubrimiento es mayor se fabrican en concreto de mayor

resistencia. Los recubrimientos usados en construcción varían entre 2 cm., 4 cm y 7 cm.

Los moldes usados para su fabricación se conforman con marcos de madera de espesor

igual al recubrimiento.

Fig. 3.8 (a) Dado separador con su Fig. 3.8 (b) Molde de madera usado

gancho de amarre en alambre #16. para la fabricación de los dados

Se muestra además un esquema de separadores.

colocación.

3.8. Empalmes del acero de refuerzo

Cunado el tamaño de las barras de acero al colocar exceden el tamaño comcercial de las

barras, se unen haciéndolos cruzar o traslapar una longitud determinada. Este empalme

siempre ofrecerá una menor resistencia de la barra que si ésta estuviera continua. Por

ello, su ubicación deberá ser siempre en las zonas donde los elementos estructurales

soporten los menores esfuerzos.

La longitud y posición de los empalmes está establecida en función de las condiciones

de resistencia de los elementos, del diámetro de las barras, las dimensiones del elemento

resistente, etc. Estas dimensiones se muestran en las tablas 3.3. y 3.4.

Tabla 3.3. Longitudes de empalme en vigas.

Diámetro de la

barra

Refuerzo inferior

cualquier H

Refuerzo superior

H<30 cm H> 30 cm

3/8"

1/2"

5/8"

3/4"

1"

0.40

0.40

0.50

0.60

1.15

0.40

0.40

0.45

0.55

1.00

0.45

0.50

0.60

0.75

1.30

Tabla 3.4. Valores de empalme para columnas, aligerados y vigas chatas.


Diámetro de la barra Longitud de empalme (cm)

Columnas

1"

3/4"

5/8"

Aligerados y vigas chatas

3/8"

1/2"

1.00

0.55

0.40

25

35

Fig. 3.9 (a) Empalmes del refuerzo en Fig. 3.9 (b) Empalmes del refuerzo en

vigas sometidas a esfuerzo de flexión vigas sometidas a esfuerzos de flexión

y cargas horizontales. y cargas verticales.

El Reglamento Nacional de Contrucciones establece que no debe empalmarse más del

50% del área total es una misma sección, es decir, que los empalmes deben intercalarse.

Si esto no es posible por la posición de las barras o las condiciones del

elemento, se recomienda incrementar la longitud del empalme en un 70% o consultar al

proyectista.

Fig. 3.10. Emapalmes del refuerzo en columnas.


Un caso particular lo constituyen los dowells, los cuales son extremos de barras que se

dejan al final de un elemento cuando se trunca momentáneamente su construcción para

realizar el empalme futuro con la armadura siguiente. Estos elementos se usan

generalmente cuando se han culminado las columnas de un primer piso que se

proyectan en un segundo piso, pero que por diversas razones no será construido hasta

dentro de varios años. En tal caso, se dejan las barras, rectas y dobladas para sobresalir

del techo una longitud L que dependerá del diámetro de las barras y se protegen con

concreto pobre. Las longitudes se muestran en la tabla 3.6.

Fig. 3.11. Esquema de los Dowells dejados en una columna que continuará en un

segundo piso.

3.9. Tolerancias para la colocación del acero de refuerzo.

En general, la tolerancia permitida por el Reglamento Nacional de Construcciones para

longitudes de acero es de 1 cm. En lo referente al recubrimiento, la tolerancia es de

1/3 de su valor. En cualquier caso, el refuerzo debe asegurarse de tal manera que no se

mueva durante la colocación del concreto, especialmente durante el proceso de vibrado.

Concreto pobre Dowells


.Se puede cambiar el comportamiento del concreto reforzándolo para que sea dúctil

Hay que tener en cuenta:

- Interacción del C° y el refuerzo.

- Garantizar que se mantenga en el tiempo las características del refuerzo.

Materiales para reforzar el concreto:

- El acero en sus diferentes presentaciones.

- Otros como fibra sintética, materiales orgánicos, etc.

Concreto Mixto. Concreto armado.

Con perfiles Barras corrugadas y lisas

Barras lisas o torones de alta resistencia.

p

Acero

p

C°

º°


Concreto Armado

Cómo lograr la integración cemento-acero.

Adherencia entre concreto y acero.

- Fuerzas químicas por naturaleza.

Se destruyen apenas hay un ligero movimiento de la varilla.

- Fuerzas de fricción.

Aparecen después de una tensión bastante alta.

- Fuerzas mecánicas.

Debido a la corrugación de las barras de acero. Son fuerzas mucho mayores y

constituyen la mayor resistencia.

El anclaje depende de la reistencia del concreto y del diámetro del acero.

Pretensado

Se pasa por el tubo unos torones se tensan.

Esto pruducirá tensión en la zona superior.

Esto disminuirá los esfuerzos finales.

Se puede mezclar con fibras.

anclaje T


Oxidación

Disminuye la sección de la varilla y disminuirá la fuerza de resistencia a la fluencia.

(deslizamiento del acero en el concreto).

Hay que respetar las longitudes de anclajes, los ganchos estandar, empalmes.

La varilla debe ser totalmente recubierta por concreto. ( al momento del

vaceado).

La varilla debe estar limpia de lodo, arena, finos, grasa, aceite, óxido. Remover

el óxido con cepillos metálicos.

Pero las escamas del óxido. Si hay algo de óxido superficial no hay problema.

Esto si las dimensiones finales y la corrugación de la varilla se mantienen dentro

de los rangos especificados por ITINTEC.

No dejar que se ensucie con lodo, tierra; almacenarlo y clasificarlo por diámetros.

Al colocarlo:

- Armarlo en el banco de fierros. Se levanta con una grúa y se coloca en su lugar.

- Armarlo in situ, cuando no hay grúas.

Para cortar y doblar el fierro.

M

Recubrimiento 4 cm


Hoja de corte de fierro.

Para cortar bien el fierro y evitar desperdicios.

5.20+0.40+0.40-0.04-0.04 = 5.92

Con empalmes. Distribuir bien los cortes para no tener desperdicios.

0.40 0.40 5.20

0.60

0.30

3/8":[email protected],[email protected]@

0.25 c/ext

VIGA V - 101 ( 30 x 60)

0.4

0

0.4

0

5.92 3/4" 6 Unid.

5/8" 0.4

0

2"

4 Unid.

5/8"

3.20

2 Unid.

5/8"

0.52

0.22

[email protected]

Para zonas sísmicas

27 Unid.


Respetar diámetro de doblado para evitar fisuras.

Prueba de doblado:

1° 2°

Sin problema Doblarse y desdoblarse

- Fierro doblado por equivocarse no puede volverse a utilizar.

- Respetar las dimensiones del diseño.

- Si la temperatura es menor de 5° la velocidad de doblado es más lenta.

- Resistir esfuerzos cortantes (en extremos).

- Amarrar los fierros principales.

- Confinar el núcleo resistente del concreto.

Armado de la canastilla

Alambre negro #16 (negro flexible). Se usa el tortol para doblarlo.

Alambre acerado, no es flexible. Se quema para ponerlo flexible.

Soldadura

- Garantizar que no se alterarán las propiedades de fluencia del fierro.

- Precalentar la varilla, soldar con soldadura especial para acero de construcción.


- No enfriar bruscamente.

- No es recomendable.

Para lograr recubrimiento:

- Antes de colocar el fierro, fabricar dados separadores.

- Alambre #16 para amarre.

2"

2"

Recubrimientos: arena + cemento:

2cm Recubrimiento delgado

4cm Concreto recubrimiento grueso

7cm

Se engrasa la superficie del molde.

Para el fierro superior: fijarlo con caballetes.

Recubrimientos:

Zapatas y vigas de cimentación.

Recubrimiento


Muros 5/8" 3/4"

Caras en contacto con

terreno.

Caras expuestas a

intemperie.

Caras mojadas.

4 cm

5 cm

Caras secas interiores. 2 cm

Si se encofran, se pueden reducir el recubrimiento a 5 cm.

7.5 cm

7.5 cm


Columnas y placas.

Arriostres y confinamientos.

Vigas Peraltadas

Vigas chatas.

Losas y aligerados.

4 cm

4 cm al estribo

2 cm

2 cm al estribo

4 cm

4 cm

2 cm

2 cm

2 cm


Motivos de corrosión.

- El acero se encuentra expuesto, porque no hay recubrimiento o es insuficiente.

El yeso corroe más rápidamente.

- Si tiene recubrimiento suficiente, el concreto puede fisurarse alrededor del acero. Es

mejor poner más varillas de modo que se disminuye la fisuración por concentración

de esfuerzos.

- Se crean medios propicios para la corrosión interna.

El concreto tiene pH aprox. 11.5 - 12.5.

Acidez del concreto varía por carbonatación: reacción de aluminatos tricálcicos con

el CO2 del ambiente.

En todo concreto bien hecho, esta capa de carbonatación externa es continua. Si hay

fisuras, la carbonatación ingresa al interior del concreto.

Un acero a mayores esfuerzos está más predispuesto a corrosión.

Para evitar ingreso de O2 y CO2 se tarrajea la superficie. Si hay O2 y CO2 dentro,

esto no mejorará en nada la corrosión.

As=10cm2 As=10cm2

Pasivación

Inmunidad Corrosión

Concreto pH

Corros

Potencial

(voltios) entre

Ac y C°

480


DIAGRAMA DE POUR BEIX

Soluciones:

- Pintar con pintura impermeable; tarrajeo.

- Aplicar sistemas eléctricos para variar el potencial de la armadura.

Cómo evitar corrosión:

- Asegurar el recubrimiento mínimo del acero.

- Distribuir el acero adecuadamente en las secciones.

- Analizando agregados en preparación de concreto. No deben tener sales que se

combininen con aluminatos y produzcan corrosión.

- Tener cuidado con aditivos: pueden producir carbonatación o corrosión del acero.

- No colocar tipos de acero diferentes porque producen potenciales y corrosión

localizada en el acero.


El concreto se calcula en m3. Se distinguen las estructuras de uso:

Concreto simple:

Cimientos corridos.

Sobrecimiento.

Falso piso.

Concreto armado:

Columnas.

Losas.

Vigas.

Elementos:

Cemento Portland tipo I ó IP.

Se hace en Pacasmayo, Lima, Tarma y Arequipa.

Una bolsa endurecida no debe usarse en obras importantes.

Agua:

Debe ser fresca, limpia y bebible. No debe usarse para lavarse. No debe usarse agua de

acequias. Si es necesario, deberá dejarse decantar la cantidad de finos en suspensión.

Es recomendable hacer ensayos previos con probetas.

Con agua de mar se reduce al menos 15 % de la resistencia.

Pero existe peligro de corrosión, eflurescencia.

Si dosificamos para 210 Kg/cm2, el 50 % de las probetas tendrá fć > 210 y el 50% <

210.

Lo ideal es que 1 de 10 probetas tengan fć < 210 (reglamento).

Se diseña con f ćr = K fć K>1

Condiciones de Trabajo

Materiales Disificación Supervisión K

Muy controlada Peso Constante 1.15

Controlada Volumen Constante 1.25

Controlada Volumen - 1.35

Variable Volumen - 1.50

K = 1.15 Para volumen de concreto mayor a 40 m3.

El resto es para volumen de concreto menor a 40 m3.

Aditivos

Fragua.

Incorporadores de aire.

Sus efectos pueden producir corrosión a largo plazo. Tener cuidado, se debe usar

aditivos de reconocido prestigio.

1.15 Planta dosificadora propia.

1.25 Concreto premezclado.

1.35 Dosificación en obra.


Se usan camiones mezcladores de 5 - 8 m3.

Buen aislante acústico pero no de trepidaciones, impacto o vibraciones.

Es acumulador térmico.

Dosificación

Para 1 m3.

Cemento Kg Bolsas

Arena Kg P3

Piedra Kg P3

Agua Lts Lts

Tanda de mezcladora

suelto

Volumen

1 bolsa 42.5 1 pie 3

suelto = 3150 Kg/m3

suelto arena s = 1600 Kg/m3

piedra s = 1600 Kg/m3

agua s = 1600 Kg/m3

Se deben poner los volúmenes de material en función de 1, 1/2 ó 1/4 de bolsas.

Mezcladoras

Eje horizontal : 11 - 27 p3

Eje basculante, tipo trompo: 4 - 9 p3

carga

Descarga

Carga Descarga


El volumen utilizable es menor al volumen de la mezcladora.

El volumen de concreto obtenido será menor.

V material / V trompo es aprox. 0.40 para eje horizontal.

V material / V trompo es aprox. 0.70 para eje basculante.

V concreto / V material = 0.75 0.1

Proceso de Carguío

carga

Mezcla Descarga

Chute

Descarga 8 m3

Arena Agua

Cemento

Piedra


Diseño:

2 bolsas de cemento

3 p3 de arena

4 p3 de piedra

40 lts de agua

Mezclado a mano

Batir rn seco con lampas. Añadir agua. Batir nuevamente.

La tanda debe ser la justa y necesaria para poner en obra y que no se seque.

El tiempo total por tanda es la suma del tiempo de carguío + tiempo de mezclado +

tiempo de descarga.

Rendimiento de mezcladora:

Volumen por tanda/ tiempo total = rend. máximo.

Rendimiento real:

(% desperdicio, % de ineficiencia) x Rend. máximo.

Al terminar

Deben limpiarse muy bien los equipos, especialmente las mezcladoras. El operador

tiene 1/2 hora más para mantenimiento.

Revisar el desgaste de las paletas de las mezcladoras.

Transporte del concreto

Requisitos básicos:

- Evitar segregación de mezcla ( separación de los elementos ).

- Evitar fuga de pasta.

- Eviatr pérdida de agua por evaporación.

- Evitar pérdida de consistencia.

- Evitar inicio de fragua ( 2 horas, 1 1/2 hora ).

- Evitar juntas frías.

Métodos:

- Camiones concreteros.

- Volquetes.

- Dumpers.

- Fajas transportadoras.

- Vagones en rieles.

- Baldes transportados por grúas.

- Bombeo.

- Elevador de baldes.

carga


- Elevador de plataforma.

- Boogies.

- Latas.

- Sistemas canalizados o chutes.

Arena: Es preferible transportarlo en boogies. La carretilla sólo si se enrasa

cuidadosamente. En el boogie es suficiente pintando una línea en el borde.

Madera

Marca en el interior del boogie.

Agua: Se llenan en latas de volumen conocido.

Colocación:

Mezcladora 10 % del agua

Materiales

Poco a poco el resto de agua.

1 p

1 p

1 p

10 lt 15 lt 15 lt

40 lt

Tolva

Arena


Tiempo de mezclado

Mínimo 1 minuto. Depende del volumen de la mezcladora:

1.5 m3 1 1/4 minuto.

2.3 m3 1 1/2 minuto.

3.0 m3 2 minutos.

Para mezcladoras tipo trompo:

1° Piedra

2° Arena

3° Cemento

Alternadamente.

En concretos premezclados, el concreto con agua no debe estar más de 90 minutos en la

mezcladora. En clima muy frío puede ser 2 1/2 horas.

1 m3 premezclado S/ 100

So sobra, hay que tener una zanja de cimentación, una losa, vereda, etc. donde poder

derivar el concreto excedente.

Boogies con llantas neumáticas. No más de 25 metros de distancia de transporte por

que produce segregación.

Elevador de plataforma

1 bolsa

1 lata

1 lata


En un chute se produce segregación. Es preferible colocar una pantalla al final para que

acumule el material y luego dejarlo caer.

Material

Chute

Colocación y vibrado de concreto

- Evitar la segregación ( columnas altas, losas inclinadas ).

- Asegurarse de que abarque todos los rincones del encofrado.

- Asegurarse de que la mezcla tenga compacidad.

- Evitar formación de cangrajeras.

- Evitar las juntas frías.

Colocar concreto sobre concreto ya colocado.

Mucha permeabilidad y nenos reisitencia, facilita corrosión de acero.

- Ventanas en encofrados para llenar el concreto.

Columna

Vaceado

20 cm

Concreto

Sólo pasta


Cangrejera cuando no queda concreto, hay deficiencia de mezcla.

- Escoger el T.M según la densidad del fierro y vibrarlo.

- Nudo concentración de esfuerzos vibrador aguja.

- Juntas frías, el concreto nuevo no se adhiere a un concreto viejo.

Vibradores

Licuefacta al concreto. Va concectado a un motor de gasolina ( <4") o una compresora

( >4").

Vibrador tipo aguja

Uso

Consistencia del

concreto

Secciones Diámetro (pulg) Radio de acción

(cm)

Ritmo de

colocación

(m3/hora)

Plástica < 15 cm 3/4" - 1 1/2" 8 - 15 0.8 - 4

Plástica - 1 1/4" - 2 1/2" 13 - 25 2.3 - 8

Tiesa-plástica - 2" - 3 1/2" 18 - 35 4.6 - 15

Tiesa-plástica C° masivo 3" - 6" 30 - 50 11 - 31

Los tres últimos son los más usados en obras convencionales.

Luego se pica

A A

Exéntrica

A - A


Los vibradores más pequeños sirven de apoyo a otros vibradores más grandes.

Consistencia:

Consistencia Slump Método de compactación

Tiesa 0 - 1" Vibración y presión

Tiesa-plástica 1 - 2" Vibración normal

Plástica 3 - 4" Vibración ligera o manual

Fluida 5 - 7" Manual

Normalmente el slump es de 2" @ 4".

Vibración manual

Chuseo: golpear con una varilla el molde, o introducirlo en el concreto constantemente.

Se introduce hasta que salgan la mayoría de burbujas de aire y la superficie se torne

brillante.

El exceso de vibrado produce segregación.

El cabezal debe estar vertical.

- Compactación por impacto.

- Losas en general se reglean: dos albañiles golpean la losa con una pieza de madera (

2" x 4" ).

- Existen vibradores para encofrados. Se necesita encofrados más resistentes.

- Para vibrar techos aligerados, el operador debe pararse en los ladrillos. Se debe

evitar que el ladrillo se desplace.

r acción


Curado del concreto

Evitar que se evapore o suministrarle agua. Debe iniciarse lo más pronto posible y

extenderse la mayor cantidad de tiempo.

- Películas impermeables

Acrílicos. Por medio de brochas, rodillos. Mantiene el agua del

concreto. Averiguar si son lo suficientemente impermeables.

Ventaja: se pueden colocar en cualquier sitio de una estrucutura.

- Mantener húmeda la superficie del concreto.

Es el mejor sistema. No necesita mayor control.

Es más difícil de mantener en una edificación, sobretodo si se seguirá

construyendo encima.

- Tender plásticos (no es muy efectivo), lonas, yutes,etc.

Las lonas y yutes se pueden mantener húmedos todo el tiempo.

Para mantener inundada una superficie se usan las arroceras: bordes o pozas de arena, o

se cubre con arena.

Se hace con el concreto endurecido.

Después del vaciado, puede ser 1 hora hasta 6 horas.

La rapidez de curado evita las rajaduras de contracción de fragua.

Los elementos encofrados no necesitan curado hasta que se desencofre.

Recomendaciones:

La condición ideal para colocar concreto es un día cubierto, húmedo sin viento, a 8°C a

35°C; a menos de 1 1/4 hora.

A 16 °C el concreto fragua a 2 1/2 horas y en 6 horas ya está duro.

En estado plástico se puede dar acabado al concreto; en calor; puede ser difícil porque la

velocidad de evaporación del agua de la mezcla sea alta.

Mantener los agregados bajo sombra y regarlos continuamente(considerarlo al

dosificar: correcciones por humedad).

El agua se debe mantener lo más fría posible (mantener los reservorios cubiertos).

Antes de colocar el concreto, humedecer los encofrados para evitar que absorban

parte del agua que necesita el concreto para iniciar su fragua.

Capa de agua 1

cm

arena

días

siempre

7 días

3 días

Sin curado

28

55

80

100

125


El transporte, colocación y compactación del concreto debe colocarse con la mayor

rapidez. El equipo necesario debe ser previsto.

El concreto recién colocado debe cubrirse con lonas u otras telas pesadas.

El curado deberá iniciarse de inmediato y deberá efectuarse de preferencia por la

provisión de agua. En caso de climas extremos, será necesario enfriar el agua y/o

los agregados para el mezclado. Evitar el vaciado al mediodía.

En caso de concreto masivo, se usa retardadores de fragua.

Precauciones en climas fríos

Cuando la T°<5°C.

Si llega a congelarse antes de conseguir 35 Kg/cm2 deberá ser retirado.

No prepararse con agregados cuya temperatura es menor a 0°C o contengan nieve.

No debe colocarse concreto a temperaturas menores a 0 °C aunque la temperatura

esté subiendo ni cuando sea menor a 8 °C y esté bajando.

Retirar la nieve o los hielos de los encofrados.

El transporte, colocación y compactación del concreto debe hacerse con la mayor

rapidez.

Abrigar el concreto con lona impermeable o plástico a 10 cm de la superficie de

concreto, formando colchón de aire que se calienta con calor de hidratación.

En climas muy secos, a T°<10°C se necesita curado. En climas no secos, no

importa. Se prefiere lonas impermeables.

En climas muy fríos, calentar el agua y agregados.

Vaceado de concreto bajo agua

Se puede obtener concreto de alta calidad bajo agua. Los daños son peores que fuera

del agua.

La técnica se basa en evitar que el agua se mezcle con éste antes de la fragua. Evitar la

segregación.

- Encofrados de concreto prefabricado. Tienen que ser suficientemente rígidos para

soportar las presiones del concreto y del agua.


Estos moldes pueden ser tablaestacas o láminas metálicas. Pueden ser de madera,

pero debidamente reforzados y con lastre suficiente para hundirlos en el agua y

soportar el concreto.

Si el fondo es rocoso no se encuentra, se pueden colocar camas de grava o losas de

concreto prefabricadas.

En zapatas pequeñas se puede usar sacos de arena.

Debe ser lo suficientemente rígido para que no se muevan con el oleaje.

Cuando los encofrados tienen juntas horizontales, sellarlas con anillos de jebe para

evitar entrada de agua.

Recubrimiento mínimo debe ser de 15 cm.

Normalmente se deja el recubrimiento de concreto.

Película

5´m3 de material para rompeolas. Cantera a 32 Km mar adentro.

Son cajones hechos de concreto armado prefacricado. Se sellan en el fondo y se

rellenan de arena para que floten con estabilidad durante su transporte.

Rendimiento: 2 cajones por semana.

Cada uno pesaba 3500 toneladas.

cajones


Cómo se hace el vaceado

- Bajar el concreto en baldes sellados, abrir la compuerta en el fondo, desplazando el

agua en un principio. El siguiente balde debe abrir la compuerta dentro del concreto

anterior. Sólo para concretos o si no existen pilotes.

- Se puede vaciar a cualquier profundidad.

Sistemas más frecuentes: Con tremia

Introducir el tubo con un tapón en el fondo.

Luego se llena de concreto y se levanta, de modo que el concreto desplaza el agua.

La boca debe moverse constantemente de modo que no salga fuera de la masa de

concreto.

Su siámetro varía entre 7 y 30 cm y se pueden vaciar 10 m3/ hora.

Los tubos son generalmente de acero y sus empalmes bridados y sellados con

empaquetaduras.

encofrado

empaquetadura

brida


El fondo del tubo debe estar inmerso en concreto menos de 50 cm.

El concreto del fondo ya está fraguando y el concreto debe inyectarse en concreto

fresco.

El tubo se levanta lentamente y se corre a una nueva posición. Esto debe hacerse con

mucho cuidado, sin movimientos bruscos. Si se mueve bruscamente, quedan espacios

donde puede ingresar el agua y lavar la pasta de cemento o producir juntas frías.

Para evitar segregación se puede usar una tremia dentro de otra uno con pasta y otra con

agregados.

Asegurarse que el tubo no flote.

Se debe agregar el concreto con fajas transportadoras, bombas, baldes y una grúa, etc.

Otra alternativa, respecto al tapón, se introduce una bola de caucho o deulopillo en la

boca del embudo. Al poner el concreto su peso hacer bajar esta bola hasta que llega al

fondo, sale y se resupera.

Grouting

Pasta de cemento con arena. Puede ser bombeado con un tubo de jebe.

Se inyecta este mortero dentro del agregado grueso colocado con anterioridad,

reemplazando el agua.

50 cm


También en estructuras donde haya mucho fierro o para recubrir pilotes.

Tamaño máximo del agregado grueso 5/8 ".

El inyectar el grouting en el agregado grueso debe hacerse inmediatamente por que el

agua de mar deteriora el agregado grueso.

Medidas de colocación bajo agua

Slump: 6 - 8", a/c < 0.45, 11 bolsas/m3.

Cemento Portland tipo II o tipo V.

Utilizar aditivos incorporadores de aire para que la mezcla sea más fluida. Conocer la

historia de los aditivos para saber si es compatible con el tipo de cemento y si traerá

efectos secundarios a la estructura.

Cuando se trabaja con grouting.

Cemento tipo II o tipo V, 14 - 22 bolsas/m3 de mezcla.

La proporción arena - cemento es 1:2.

Concreto y estructuras prefabricadas

Caisson, pilotes, cajones, etc.

Hay que ver el transporte de la estructura. Debe diseñarse para ese transporte.

Ejemplo:

Viga izada por una grúa en el centro.

Medidas de control del concreto

- Los agregados deben cumplir las granulometrías requeridas, y la mantenga durante

su transporte y almacenaje.

- En arena, el porcentaje de finos que pasa el tamiz #200 debe ser menor a 3%.

- Almacenaje:

Al pie de demoliciones gran contenido de finos.

Debajo de algarrobos materia orgánica.

- El cemento se mide en bolsas. Pesar las bolsas para verificar su peso.

- La prueba del slump puede o debe hacerse cada hora.

El exceso de agua disminuye la resistencia.

- Ponerse de acuerdo sobre cuántas probetas se van a ensayar y de dónde.


La norma peruana para concreto armado E0.60

Se debe sacar probetas por cada clase de concreto:

- Calidades de concreto: 165, 210, etc.

- Diseños de mezcla.

- Por equipo de mezclado.

La frecuencia varía:

Por cada clase de concreto se deberá tomar:

1 muestra de ensayo por día.

1 muestra de ensayo por cada 50 m3 de concreto colocado.

1 muestra por cada 300 m3 de área de concreto colocado.

1 muestra por cada 5 camiones para concreto premezclado.

Si el volumen total de concreto de una clase dada es tal que la cantidad de ensayos de

resistencia en compresión ha de ser menor que 5, el inspector ordenará ensayos de por

lo menos 5 tandas tomadas al azar o de cada tanda si va a haber menos de 5.

Si el vaceado es menor de 40 m3 para elementos que no resistan fuerzas de sismo, se

pueden omitir los ensayos de resistencia de compresión, si, a juicio del inspector está

garantizada la calidad del concreto.

Un ensayo comprende una pareja de probetas.

La aceptación de esta pareja: cuando el promedio de todos los conjuntos de 3 pruebas se

mayor al fć y ninguno individual menor a fć = 35 Kg/cm2.

Número mínimo de probetas: 10.

Tomar 3 testigos (ITINTEC) de la estructura en cuestión para verificarse.

- Secarlos por 7 días estructuras que estarán secas.

- Secarlos menos de 40 horas húmedos estructuras húmedas.

75% < r est < 80% fć

individual promedio

Si hace falta llegar a terreno más reistente:

- Cavar falsa zapata, de concreto más pobre.

1 cemento: 12 hormigón + 30% piedra grande (PG).

Zapata

Falsa zapata

0.15 (mín) NNT

NPT

NFZ


- Nivel de sobrecimiento (superior) debe estar por encima de NPT.

- Desperdicio 5 @ 20 %.

Muros de contención

- Trabaja sólo por gravedad.

- No hay flexión.

Analizar:

- Corte

- Deslizamiento

- Volteo

- Presiones

Calzaduras

- Primero se coloca concreto lo más seco posible para lograr menores contracciones

de fragua. Debe tener f´c = 175 Kg/cm2.

- Luego, colocar un concreto más o menos fluido para lograr que no queden espacios

vacíos. La cachimba hace que el concreto fluido ejerza presión si se llena por

encima del NFZ.

W Falla por

corte

Falla por deslizamiento

cachimbra


- La secuencia es, a lo largo de la zapata o del cimiento, colocar la calzadura (1),

luego la (2), la (3), (4), y la (5) entre dos calzaduras anterioes.

- Apuntalar la construcción antes del procedimiento.

- La profundidad le da un análisis del empuje activo.

Canales

Para disminuir filtraciones. Mantener el área.

Importante: Evitar que la losa se fisure. Si no se puede evitar, que fisuras sean en

lugares que puedan repararse.

Controlar:

- Fisuras: pérdida de agua y lava mater de taludes.

- Movimiento de base y subbase.

Pavimentos y pisos

Como hay fisuras y juntas: Preveer diseño de juntas.

Si hay juntas malas:

- Se agrieta y penetra agua.

- Se lavará material de base y subbase.

- Hinchamiento, más grietas.

1° Tener terreno nivelado y compactado. De material estable. Remover arcillas. Usar

afriemado o arena.

2° Ver el nivel de piso terminado.

Piso debe estar en nivel horizontal.

Pavimento con nivel con curvatura.

Colocar puntos o cintas: Sardineles de concreto pobre, con la altura exacta del piso.

Colocar una regla de madera: 2" x 4" o 3" x 6" entre las dos cintas para nivelar la

superficie.

Además permite reglear (compactar) la losa.

3° Acabado de la superficie con una llana metálica o de madera (paleta).

Zapata o cimiento

h Empuje activo

PPT


- Paleta, plancha, llana, frotacho.

En madera: más grueso.

En metal: más liso.

El acabado se hace con el mismo concreto del vaceado.

No se debe añadir una capa adicional para el acabado.

Para ducha liso

Para cancha de fútbol rugoso

Pista rugoso; además se barre con una escoba o se pasa un yute

más rugoso.

Los puntos se distribuyen en toda el área. Más répido, más sencillo, menos perfecto.

Falso piso: losa de 4" de espesor que va a recibir un contrapiso de 2" de espesor.

Se hace al comienzo de la obra. Sobre este piso trabajarán los obreros, los andamios,

combas, concreto del tarrajeo del cielo raso, etc.

Contrapiso: de 2" de espesor. Perfectamente nivelado.

Sobre él se coloca piso terminado.

Piso terminado: vinílico, cerámica, parquet, mármol.

La losa veneciana, laja, etc. no necesitan contrapiso, se colocan directamente con

mezcla.

Unión entre contrapiso y falso piso

Si no están bien unidos; se separan a cambios de temperatura o humedad.

Debe limpiarse y picotearse perfectamente el falso piso con combas, picos. Se debe

humedecer antes de vacear el falso piso.

Puntos o cintas

Terreno

nivelado y

compactado

2" x 4"

3" x 6"

Cintas


Solados de concreto pobre

En excavaciones, cuando hay que poner fierro en una zapata.

1 : 10 ó 1 : 12 de 1" @ 2" de espesor.

- Realizar trazos.

- Trabajar en limpio la armadura: recubrimientos, ubicación.

- Evitar que el fierro se ensucie.

- Los dados separadores se pueden hundir en el terreno.

En un cimiento corrido no es necesario hacer un solado de concreto pobre. Es

recomendable en la zona donde se colocará la columna: para trazo y recubrimiento.

Dados separadores

entre solado y el

fierro.


Estructuras de concreto armado

Armadura:

- Recubrimiento

- Ubicación correcta

- Diámetro

- Detalles: ganchos, empalmes, etc.

Están sometidos a flexión, corte, compresión y a punzonamiento (cuando se "clava" una

columna).

El f´c del concreto debe ser elevado.

Zapatas aisladas

Detalles de zapata en plano de estructuras.

Detalles de zapata en plano de estructuras.

Nivel de llenado

Solado

NFZ h = 0.60

C -2

8 5/8"

5/8"@0.10