MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCIN

CEMENTOS Y HORMIGONES

Cemento:Toda sustancia que al ser mezclada con agua forme una pasta semi-liquida que luego se solidifique (a travs de reacciones qumicas) en una masa rgida y monoltica.

Cementos y Hormigones

Cementos y HormigonesAntecedentes HistricosLa historia del cemento es la historia misma del hombre en la bsqueda de un espacio para vivir con la mayor comodidad, seguridad y proteccin posible. Desde que el ser humano supero la poca de las cavernas, a aplicado sus mayores esfuerzos a delimitar su espacio vital, satisfaciendo primero sus necesidades de vivienda y despus levantando construcciones con requerimientos especficos.

Cementos y HormigonesAntecedentes HistricosTemplos, palacios, museos son el resultado del esfuerzo que constituye las bases para el progreso de la humanidad. El pueblo egipcio ya utilizaba un mortero mezcla de arena con materia cementosa para unir bloques y lozas de piedra al elegir sus asombrosas construcciones. Los constructores griegos y romanos descubrieron que ciertos depsitos volcnicos, mezclados con caliza y arena producan un mortero de gran fuerza, capaz de resistir la accin del agua, dulce o salada. Un material volcnico muy apropiado para estar aplicaciones lo encontraron los romanos en un lugar llamado Pozzuoli con el que aun actualmente lo conocemos como pozoluona.

Cementos y HormigonesAntecedentes HistricosInvestigaciones y descubrimientos a lo largo de miles de aos, nos conducen a principios del siglo pasado, cuando en Inglaterra fue patentada una mezcla de caliza dura, molida y calcinada con arcilla, al agregrsele agua, produca una pasta que de nuevo se calcinaba se mola y bata hasta producir un polvo fino que es el antecedente directo de nuestro tiempo. Nota El nombre del cemento Portland le fue dado por la similitud que este tenia con la piedra de la isla de Portland del canal ingles. La aparicin de este cemento y de su producto resultante el concreto a sido un factor determinante para que el mundo adquiere una fisonoma diferente.

Cementos y HormigonesAntecedentes HistricosEdificios, calles, avenidas, carreteras, presas y canales, fabricas, talleres y casas, dentro del mas alto rango de tamao y variedades nos dan un mundo nuevo de comodidad, de proteccin y belleza donde realizar nuestros mas ansiados anhelos, un mundo nuevo para trabajar, para crecer, para progresar, para vivir. 1824: - James Parker, Joseph Aspdin patentan al Cemento Portland, materia que obtuvieron de la calcinacin de alta temperatura de una Caliza Arcillosa. 1845: - Isaac Johnson obtiene el prototipo del cemento moderno quemado, alta temperatura, una mezcla de caliza y arcilla hasta la formacin del "clinker". 1868: - Se realiza el primer embarque de cemento Portland de Inglaterra a los Estados Unidos. 1871: - La compaa Coplay Cement produce el primer cemento Portland en lo Estados Unidos. 1904: -La American Standard For Testing Materials (ASTM), publica por primera ves sus estndares de calidad para el cemento Portland.

Cementos y HormigonesCemento PortlandFABRICACIN: Las materias primas son piedras calizas y arcillas. En un principio se buscaron canteras de piedras calizas arcillosas, con 20-40% de arcillas. En la actualidad se explotan por separado calizas y arcillas, mezcladas luego en la proporcin adecuada. Las sucesivas etapas de la fabricacin son: Mezcla y molienda de las materias primas: Ambos procesos se cumplen conjuntamente dentro del molino de bolas, gran tambor horizontal giratorio dentro del cual hay bolas metlicas. Los choques, durante su rotacin, pulverizan las materias primas, convertidas en pasta cruda. Se puede trabajar de dos maneras: por va seca, en la que la mezcla y molienda se efectan con las materias primas solamente, o por va hmeda, en la que se mezcla y muele en presencia de agua.

Cementos y HormigonesCemento PortlandCoccin de la pasta cruda: De los molinos de bolas la pasta cruda pasa a los hornos rotatorios continuos, semejantes a los de cal viva, pero de 200 metros de longitud y 10 metros de dimetro. El tubo tiene su chapa interiormente revestida de ladrillos refractarios. Giran lentamente: 1 vuelta por minuto. Debido a la pendiente, la pasta cruda desciende del extremo superior al inferior. Un quemador, de fuel oil y aire primario a presin, o bien de gas natural, genera una larga llama, cuya temperatura se eleva a 1500 C. Primero se deseca la pasta cruda. Despus los carbonatos se calcinan. Por ltimo, reaccionan los distintos xidos. El producto obtenido, llamado clinquer (Clinker), es negro, duro y granulado. Cae caliente dentro de un sistema enfriador; por ejemplo, otro cilindro rotatorio por el que circula aire fro a contracorriente. El aire as calentado acta como aire secundario en la combustin. Los hornos de cemento funcionan ininterrumpidamente con rendimientos de varios miles de toneladas diarias de clinquer.

Cementos y HormigonesCemento PortlandTransformacin del clinquer en cemento portland: El clinquer se estaciona un mnimo de 15 a 30 das. Luego se muele finalmente en el molino de bolas.Durante la molienda se incorpora un 3% de yeso crudo. Este aditivo regula el tiempo de fraguado. El cemento portland no enyesado fragua velozmente: a los 5 minutos de empastado con agua endurece, en cambio cuando contiene yeso, se inicia el fraguado a los 45 minutos de agregada el agua. La molienda final se hace de tal forma que entre el 75% y el 90% del producto final pase por un tamiz #325 con 100,000 agujeros por pulgadas cuadrada.El cemento molido se conserva dentro de enormes silos, protegido de la humedad ambiente.

Cementos y HormigonesCemento PortlandEl cemento se empaca en bolsas de papel de 2 tamaos:Sacos de 94 lbs. (Quintal de Cemento)Medios sacos de 47 lbs. (Medio Quintal de Cemento).El cemento se empaca de esta forma para facilitar la dosificacin de las mezclas.1 pie cbico de cemento portland pesa 94 lbs.

Cementos y HormigonesCemento Portland

Cementos y HormigonesAgregadosLos agregados finos y gruesos ocupan comnmente de 60% a 75% del volumen del concreto (70% a 85% en peso), e influyen notablemente en las propiedades del concreto recin mezclado y endurecido, en las proporciones de la mezcla, y en la economa. Los agregados finos comnmente consisten en arena natural o piedra triturada siendo la mayora de sus partculas menores que 3/16 de dimetro. Los agregados gruesos consisten en una grava o una combinacin de grava o agregado triturado cuyas partculas sean predominantemente mayores que 3/16 y generalmente entre y 11/2 de dimetro.

Cementos y HormigonesAgregadosAlgunos depsitos naturales de agregado, a veces llamados gravas de mina, ri, lago o lecho marino. El agregado triturado se produce triturando roca de cantera, piedra bola, guijarros, o grava de gran tamao. La escoria de alto horno enfriada al aire y triturada tambin se utiliza como agregado grueso o fino.

Cementos y HormigonesAgregadosUn material es una sustancia slida natural que tiene estructura interna ordenada y una composicin qumica que varia dentro de los limites muy estrechos. Las rocas (que dependiendo de su origen se pueden clasificar como gneas, sedimentarias o metamrficas), se componen generalmente de varios materiales. Por ejemplo, el granito contiene cuarzo, feldespato, mica y otro cuantos minerales; la mayor parte de las calizas consisten en calcita, dolomita y pequeas cantidades de cuarzo, feldespato y arcilla. El intemperismo y la erosin de las rocas producen partculas de piedra, grava, arena, limo, y arcilla. El concreto reciclado, o concreto de desperdicio triturado, es una fuente factible de agregados y una realidad econmica donde escaseen agregados de calidad.

Cementos y HormigonesAgregadosLos agregados de calidad deben cumplir ciertas reglas para darles un uso ingenieril optimo: deben consistir en partculas durables, limpias, duras, resistentes y libres de productos qumicos absorbidos, recubrimientos de arcilla y otros materiales finos que pudieran afectar la hidratacin y la adherencia la pasta del cemento. Las partculas de agregado que sean desmenuzables o susceptibles de resquebrajarse son indeseables. Los agregado que contengan cantidades apreciables de esquistos o de otras rocas esquistosas, de materiales suaves y porosos, y ciertos tipos de horsteno debern evitarse en especial, puesto que tiene baja resistencia al intemperismo y pueden ser causa de defectos en la superficie tales como erupciones.

Cementos y HormigonesPruebas de AgregadosDETERMINACION DE PROPIEDADES FISICAS DE AGREGADOS Pruebas fsicas de muestra de grava o arena, incluye: granulometra, peso especfico, absorcin,pesos volumtricos suelto y varillado, materia orgnica y perdida por lavado.

Cementos y HormigonesPruebas de AgregadosPRUEBAS MENOS COMUNES EN AGREGADOSPrueba de abrasin. Lmites de consistencia y contraccin lineal. Equivalente de arena.Coeficiente de forma. Partculas planas y alargadas.Efecto de materia orgnica. Anlisis petrograficos.Determinacin del contenido de sales solubles en agua (cloruros y sulfatos).Reactividad potencial (Mtodo Qumico).Reactividad potencial (Mtodo de las barras de mortero).Intemperismo acelerado (sanidad).Determinacin de grumos de arcilla y partculas deleznables.Determinacin de partculas ligeras.Muestreo de agregados en banco o almacn.

Cementos y HormigonesPruebas del HormignDISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO NORMAL, PESADO, LIGERO, SECO Estudio de propiedades fsicas de los agregados.Diseo terico.Mezcla de prueba y ajustes prcticos.Elaboracin de cilindros y/o vigas para ser evaluados a la compresin y flexin a diferentes edades.

Cementos y HormigonesPruebas del HormignEVALUACIN DE ADITIVOS QUMICOS PARA USO EN CONCRETODeterminacin del revenimiento.Tiempos de fraguado inicial y final.Contenido de aire.Reduccin de agua.Resistencia a la compresin. Resistencia a la flexin.

Cementos y HormigonesPruebas del HormignPRUEBAS DIVERSAS EN MUESTRAS DE CONCRETO ENDURECIDO:Estudio petrogrfico en muestras de concreto endurecido Mdulo de elasticidad con extensmetroMdulo de elasticidad con strain-gagesDeterminacin de la contraccin por secado en barras de concretoDeterminacin del coeficiente de deformacin diferida Prueba a la flexin de vigas de concretoEstudios de fuego Resistencia a la tensin por compresin diametral de cilindros de concretoDeterminacin del contenido de cemento en muestras de concreto endurecido

Cementos y HormigonesPruebas del HormignEXTRACCION Y PRUEBA A LA COMPRESION DE NUCLEOS DE CONCRETO INSTRUMENTACIN DE PRUEBAS DE CARGA EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES HORIZONTALES

Cementos y HormigonesPruebas del Hormign

Cementos y HormigonesPruebas del Hormign

Cementos y HormigonesAditivos del HormignProducto incorporado en el momento del amasado del hormign en una cantidad no mayor del 5% en masa, con relacin al contenido de cemento en el hormign, con objetivo de modificar las propiedades de la mezcla en estado fresco y/o endurecido.Los de uso ms generalizado son: Reductores de agua (fluidificantes): aquellos cuya funcin principal es la de disminuir el contenido de agua para una trabajabilidad dada, aumentar la trabajabilidad para un mismo contenido de agua sin producir segregacin u obtener ambos efectos simultneamente. Superfluidificantes (Superplastificantes): definidos con los mismos efectos que los anteriores, pero con unas caractersticas ms considerables. Acelerantes de fraguado: cuya funcin principal es reducir o adelantar el tiempo de fraguado del cemento (principio y final), que se encuentra en el hormign, mortero o pasta.

Cementos y HormigonesAditivos del HormignRetardadores de fraguado: aquellos que retrasan el tiempo de fraguado (principio y final) del cemento, que se encuentra en el hormign, mortero o pasta. Aceleradores de endurecimiento: utilizados para aumentar o acelerar el desarrollo de las resistencias iniciales de los hormigones, morteros o pastas. Hidrfugos (Repulsores de agua): cuya fucin principal es disminuir la capacidad de absorcin capilar o la cantidad de agua que pasa a travs de un hormign, mortero o pasta, saturado y sometido a un gradiente hidrulico. Adems de otros como: Inclusores de aire, generadores de gas, generadores de espuma, desaireantes o antiespumantes, generadores de expansin, aditivos para bombeo, aditivos para hormigones y morteros proyectados, aditivos para inyecciones, colorantes, inhibidores de corrosin y modificadores de la reaccin lcali-ridos.

Cementos y HormigonesAditivos del HormignVentajas de utilizacin de los aditivosPARA EL CONTRATISTA / CONSTRUCTORPuesta en obra ms fcil y rpida. Mayor homogeneidad de las estructuras. (Menor dispersin de las resistencias) Mayor bombeabilidad. Posibilidad de colocar al hormign en condiciones climatolgicas adversas. (Calor o fro extremos). Posibilidad de realizar estructuras complicadas. Posibilidad de cumplir requisitos de durabilidad especiales.

Cementos y HormigonesAditivos del HormignPosibilidad de cumplir con resistencias muy elevadas. Posibilidad de obtener acabados mejores y especiales. Posibilidad de reducir defectos tradicionales (como p.e. la piel de cocodrilo en los pavimentos o la fisuracin por retraccin plstica). Posibilidad de controlar el fraguado y el desprendimiento del calor de hidratacin. Posibilidad de dar soluciones originales nunca anteriormente resueltas. Posibilidad de mejorar las caractersticas de los prefabricados de consistencia seca.

Cementos y HormigonesAditivos del HormignPARA LA PROPIEDADReducir y asegurar los plazos de ejecucin de las obras. Estructuras de mejor calidad y durabilidad. Costos ms reducidos. (Ahorros en mano de obra y cemento).PARA LOS DISEADORES (INGENIEROS Y ARQUITECTOS)Diseo de estructuras originales o difciles. Diseo de estructuras en ambientes agresivos. Conseguir especificaciones de los hormigones al coste ms bajo posible.

Cementos y HormigonesAditivos del HormignPARA EL FABRICANTE DE HORMIGN PREPARADOReducir los costos de fabricacin. Evitar cambios en las composiciones de los hormigones en funcin de las estaciones. Reducir la variabilidad / dispersin de la consistencia de los suministros. Puesta en obra ms rpida / mayor capacidad de suministro. Reduccin de las devoluciones / posibilidad de recuperar hormigones rechazados. (Reduccin de cargos). Reduccin del costo del servicio tcnico. Posibilidad de suministros a larga distancia. Posibilidad de suministrar hormigones con caractersticas especiales. (Durabilidad/alta resistencia/alta cohesin/retardados). Mejorar la posicin en el mercado / mayores ventajas competitivas. Posibilidad de hormigonar en tiempo fro

Cementos y HormigonesDiseo de Mezcla de HormignUna mezcla de hormign requiere la proporcin de agregados finos, agregados gruesos, agua y cemento apropiadas.Unidad de medida de hormign es el pie cbico.Un pie cbico de hormign convencional pesa entre 144 y 155 libras.Un saco de cemento portland pesa 94 libras y equivale a un pie cbico.Los agregados se miden por peso o por volumen.La arena seca y la grava pesan aproximadamente 100 libras por pie cbico.El agua se mide en galones con un peso aproximado de 8 libras por galn.

Cementos y HormigonesDiseo de Mezcla de HormignPara trabajos pequeos la mezcla se expresa en unidades de volumen:Una mezcla en proporcin seria de 1:3:5.1 unidad de cemento3 unidades de agregado fino5 unidades de agregados gruesosPara trabajos mayores se utiliza el mtodo de peso y volumen absoluto del American Concrete Institute (ACI).

Cementos y HormigonesDiseo de Mezcla de HormignEl factor mas importante en el diseo de una mezcla de hormign es la razn de agua/cemento (Water/Cement Ratio).Se expresa como cantidad de galones de agua por cada saco de cemento.La cantidad de agua es el factor mas importante para controlar la fuerza y durabilidad del hormign.El hormign endurece durante toda su vida til.Alos 7 das desarrolla cerca del 75% de su fuerza total.Alos 28 das desarrolla el 100% de su fuerza total.

Cementos y HormigonesDiseo de Mezcla de HormignEjemplo de diseo: (Una mezcla por volumen para un trabajo pequeo.)Condiciones: Una marquesina de 12 de ancho por 20de largo y un espesor de 5. El hormign deber resistir 3,000libras por pulgadas cuadradas.Requerido:Determinar el peso total de la estructura.Determinar yardas cbicas de hormign necesarias.Cantidad de cemento en sacos.Cantidad de agua en galones.Cantidad de agregado fino (arena) en yardas.Cantidad de agregado grueso (piedra) en yardas.

Cementos y HormigonesDiseo de Mezcla de HormignSolucin:Se hace referencias a las tablas A E.Proporciones volumetricasUnidades de computoAsentamientos de mezcla recomendadasRelacin de la razn agua/cemento vs. Fuerza compresiva.Volumen total de la estructura:12.0x 20.0x .42 = 100.8 pies cbicos.Se aplica factor determinado de 1.5**100.8 pies cbicos x 1.5 = 151.2 pies cbicos** Para colocar un volumen de hormign en estado plstico se requerir 1.5 veces mas materiales secos.

Cementos y HormigonesDiseo de Mezcla de HormignPeso total luego de fraguado:100.8 pies cbicos x 150 lbs/pie cbico = 15,120 lbs. (7.56 tons)Yardas cbicas necesarias de hormign:Volumen = 151.2 pies cbicos; se convierten en yardas cbicas para determinar el hormign necesario.151.2 pies cbicos 27 pies cbicos /yarda cbica = 5.6 yardas cbicasTabla B nos indica la proporcin volumtrica de cemento, agregado fino y grueso; el cual es respectivamente:1 : 2 : 3

Cementos y HormigonesDiseo de Mezcla de HormignCantidad de sacos de cemento:Pies cbicos de cemento requeridos:Total volumtrico de las partes = 1 + 2 + 3 = 6 = 6.25% correspondiente al cemento = 1/6.25 = .16% correspondiente al agregado fino (arena) = 2.25/6.25 = .36% correspondiente al agregado grueso (piedra) = 3/6.25 = .48

Total de pies cbicos necesarios de cemento = 151.2 pies cbicos x .16 = 24.192 pies cbicos 25 ft3Como 1 pie cbico de cemento = 1 saco entonces necesitamos25 sacos de cemento.Cantidad de yardas cbicas de agregado fino (arena):5.6 yardas cbicas total x .36 = 2.016 yardas cbicas de arena

Cementos y HormigonesDiseo de Mezcla de HormignCantidad de yardas cbicas de agregado grueso (piedra):5.6 yardas cbicas total x .48 = 2.688 yardas cbicas de piedra.Cantidad de galones de agua necesario para la mezcla se hace referencia a la Tabla E:Tabla E hormign de 3,000 psi de fuerza compresiva la razn agua/cemento ser de 5.25 galones de agua por cada saco de cemento, por lo tanto:25 x 5.25 = 131.25 galones de agua.

Cementos y HormigonesDiseo de Mezcla de HormignEn resumen, para la marquesina los resultados son:Peso total de la estructura = 15,120 lbs = 7.56 tonYardas cbicas de hormign = 5.6Sacos de cemento = 25Yardas cbicas de arena = 2.016Yardas cbicas de piedra = 2.688Galones de agua = 131.25Para trabajos grandes refirase al Mtodo de Peso y Volumen Absoluto de la American Concrete Institute (ACI).

Cementos y HormigonesDiseo de Mezcla de HormignTABLA A - UNIDADES1 ft3 de hormign = 150 lbs.1 yd3 de hormign = 4,050 lbs.1 ft3 de cemento = 94 lbs = 1 saco1 ft3 de agua = 7.48 gals1 gal de agua = 8.33 lbs1 ft3 de agua = 62.4 lbsGravedad especifica del cemento portland = 3.15Gravedad especifica de agregado comn = 2.65

Cementos y HormigonesDiseo de Mezcla de HormignTABLA B Proporciones Volumtrica Segn el Tipo de Trabajo

Tipo de ConstruccinCemento por VolumenArena por VolumenPiedra por VolumenCimientos/Zapatas135Aceras, Marquesinas, Escalones12 3Losas de Piso Sobre el Suelo12 3

Cementos y HormigonesDiseo de Mezcla de HormignTABLA C Proporciones Volumtricas Segn Tamao del Agregado** Para hormign de 2,500 psi

Tamao Mximo de AgregadoCemento ft3Arena ft3Piedra ft3Galones de AguaArena HmedaArena Seca122561123561123 56

Cementos y HormigonesDiseo de Mezcla de HormignTABLA D Asentamientos Recomendados Segn Tipo de Estructura

Tipo de EstructuraAsentamiento en PulgadasMximoMnimoLosas de Piso Sobre el Suelo41Losa Gruesas y/o PesadasVigas y Paredes63Paredes Finas y ColumnasLosas de Piso y Vigas Ordinarias84

Cementos y HormigonesDiseo de Mezcla de HormignTABLA E Razn Agua/Cemento vs. Fuerza Compresiva

Cementos y HormigonesJuntas en el HormignJuntas de construccin:Los planos verticales u horizontales que se crean entre vertidos sucesivos de hormign o que separan el trabajo de un da de otro o cuando se interrumpe el proceso de vaciado y/o colocacin del hormign forman juntas de construccin.Las juntas de construccin permanecen como planos de debilidad y deben colocarse en aquellas secciones donde la fuerza cortante sean mnimas.Para asegurar la mejor unin entre vaciados viejos y recientes se acostumbra asperar, limpiar y humedecer la superficie vieja antes de colocar el nuevo hormign.Se instalan clavijas o tarugos de acero para mejorar la conexin.Las columnas deben construirse en un vertido nico hasta la parte inferior de la viga o losa de piso que soporten.

Cementos y HormigonesJuntas en el HormignJuntas de Construccin(Fuerzas Compresivas)Junta de Construccin(Fuerzas en Cortante)Anclaje Horizontal(Keyed)Horizontal EscalonadasperaAnclaje Vertical(Keyed Vertical)

Cementos y HormigonesJuntas en el HormignJuntas de Control:Para evitar grietas por expansin y contraccin.Son de fajas de madera, plstico o metal.Se introducen en superficies verticales o hundindola en superficies horizontales mientras el hormign se encuentra en su estado plstico.Juntas de violn donde la profundidad de las muescas es no menor de 1/5 del espesor de la losa de piso.5AceraLas grietas son inducidas en el plano de debilidad creado por la junta de control.Ejemplo:5 x 1/5 = 1 Profundidad de la juntaJunta de Violn

Cementos y HormigonesJuntas en el HormignJuntas de Separacin (Isolation Joints):Estas juntas proveen separaciones entre diferentes secciones de hormign de un edificio para que se puedan mover independientemente.Se utilizan comnmente entre pisos y columnas, zapatas e intersecciones entre pisos y paredes.CarreteraAceraEncintado (Curb)PisoJuntas de Separacin

Cementos y HormigonesJuntas en el HormignJuntas de Expansin:Se disean para que diferentes parte de la estructura de un edificio puedan moverse libremente debido a la expansin o contraccin por cambios en temperaturas.

12341. Edificio bajo contra edificio alto.2. Edificio de hormign mayor de 200de largo.3. Interseccin entre alas de edificio.4. Expansin a edificio existente.

Cementos y HormigonesHormign ArmadoHormign Armado es el hormign reforzado en su interior con varillas de acero.El hormign es de gran resistencia a fuerza de compresin y pobre a cargas en tensin.El acero es de gran resistencia a fuerzas en tensin.Al combinarlos se crea un material de construccin con buena resistencia a fuerza en compresin y en tensin.Esta combinacin es posible porque ambos materiales tienen un coeficiente de expansin trmica de casi el mismo valor.

Cementos y HormigonesHormign ArmadoVarillas utilizadas:Mas comunes son de dimetro entre 3/8 hasta 21/4.Estos tamaos varan en octavos de pulgadas y se les denomina segn el numero de octavo en su dimetro.Una varilla de de dimetro tiene 4/8de dimetro y se denomina como una varilla #4. Una varilla de 1 de dimetro o 8/8 se le denomina como una varilla #8.Se disean con deformaciones en su superficie para mejorar la conexin mecnica con el hormign (evitar que resbalen).Varilla de de dimetro no son deformadas y se les denomina como alambre.

Cementos y HormigonesHormign ArmadoComportamiento de las fuerzas en una viga de hormign:

cccTTTIntercolumnio (Distancia entre los puntos de apoyo)Leyenda:: Estructura antes de someterse a carga: Tendencia de reflexin luego de que la estructura se ha sometido a carga : Acera (Varillas)cT: Fuerzas en Compresin: Fuerzas en Tensin: Esfuerzos Internos: CargaPeralto de la VigaVigaColumna (Punto de Apoyo)

Cementos y HormigonesHormign ArmadoComportamiento de las fuerzas en una viga de hormign:

Cementos y HormigonesHormign ArmadoCuando la viga es sometida a una carga esta tiende a deflexionar.Mientras mayor sea la distancia del intercolumnio (distancia entre los puntos de apoyo) mayor ser el peralto (altura) de la viga.Se estima 1 de peralto por cada pie de intercolumnio.

Cementos y HormigonesHormign ArmadoAdems de las varillas se utilizan enrejillados de acero conocidos como Steel Fabric o Wire Mesh.Su utilizacin es para losas de pisos, techos o paredes o para losas de gran extensin.El enrejillado mas comun es el soldado (welded wire mesh o welded wire fabric)Su designacin es como sigue:WWF 6 x 12 W16 x W26Welded Wire FabricSeparacin de alambres longitudinales.Separacin de alambres transversalesCalibre de alambres longitudinalesCalibre de alambres transversales

Cementos y HormigonesHormign ArmadoCalibre W16Soldaduras Alternadas en los Lados del Enrejillado.12 Calibre W266

Cementos y HormigonesHormign ArmadoLos cables de acero se utilizan extensamente en los miembros estructurales pre-esforzados.La designacin de estos cables es como sigue:6 x 7Num. de trenzasNum. De alambres en cada trenza Los cables son cubiertos con una capa de zinc para crear resistencia a la corrosin.Los cables se utilizan extensamente en ascensores, puentes colgantes, estructuras tensiles y pneumaticas.

Cementos y HormigonesHormign ArmadoLos aceros de refuerzo pueden doblarse, solaparse, cortarse, atarse, soldarse y pre asamblarse.Los aceros de refuerzo para vigas y columnas casi siempre se pre ensamblan antes de colocarlos en los moldes.Para proteger el acero contra la corrosin o contra substancias que puedan penetrar el hormign se estipulan los tamaos mnimos de cubierta del hormign.

Cementos y HormigonesHormign Armado

Cementos y HormigonesHormign Armado

Cementos y HormigonesHormign Armado

Cementos y HormigonesEncofrados del HormignLos encofrados son los moldes o formaletas que se utilizan para darle forma al hormign.Los encofrados pueden ser hechos en la obra (casi siempre de madera) o pueden ser unidades prefabricadas (de metal, cartn o plsticos reforzados).Requisito mas importante para un encofrado es que pueda resistir las fuerzas laterales de la pasta de hormign.Se utilizan paneles de madera laminada (plywood) para construir varios tipos de encofrados, se conocen como plyform.Se aceitan en las caras de contacto antes de colocar el acero o la pasta de hormign para evitar que absorban agua o se peguen al hormign luego de endurecido.Para paredes se construyen moldes en mdulos de 1, 2, 4 x 8.

Cementos y HormigonesEncofrados del Hormign

Cementos y HormigonesEncofrados del Hormign

Cementos y HormigonesEncofrados del Hormign

Cementos y HormigonesEncofrados del Hormign

Cementos y HormigonesMezclado del HormignManeras de mezclar el hormign:A manoPequea ligadoraCuyas capacidades fluctan entre a 1 yarda cbica.Hormign pre mezclado (Ready Mix Concrete)Se prepara en una planta.Transporta en camin de tambor giratorio cuya capacidad flucta entre 3 a 10 yardas convencionalmente.Debe colocarse en sitio antes de que hayan transcurrido 1 horas luego de haber aadido el agua.Mezcla secas (Dry Mixing) Materiales secos son mezclados y el agua se aade en la obra.Mezclado de transito (Transit Mixed Concrete)Ligado seco de materiales en un camin con tambor giratorio y con tanque de agua.El agua se puede aadir en ruta o cuando llega a la obra.La dosificacin de las mezclas de hormign de planta se hacen de acuerdo al mtodo de peso y volumen absoluto de la American Concrete Institute (ACI).

Cementos y HormigonesMezclado del Hormign

Cementos y HormigonesMezclado del Hormign

Cementos y HormigonesMezclado del Hormign

Cementos y HormigonesColocacin del Hormign

Cementos y HormigonesColocacin del HormignEl hormign debe colocarse lo mas cerca posible a su posicin final.El hormign en su estado plstico no debe dejar caerse ya que esto puede ocasionar segregacin de los agregados gruesos, asentndose en las partes baja de la pasta.Las cadas verticales no deben exceder los 4 pies de altura.Al colocar la pasta quedan atrapadas muchas burbujas de aire las cuales pueden ocasionar una reduccin considerable en la fuerza del hormign.Estas burbujas crean superficies con pobre apariencia.Si quedan atrapadas en la superficie entre la pasta y el molde se forman feas cucarachas (huecos superficiales) que hay que resanar luego de removerse los moldes.

Cementos y HormigonesColocacin del HormignPara evitar las condiciones mencionadas, el hormign es compactado con herramientas de mano o vibradores mecnicos.Los moldes o formaletas pueden vibrarse externamente o internamente colocando los vibradores dentro del mismo molde y de la pasta.Al someterse a este proceso de vibracin el hormign logra mejor conexin con el acero de refuerzo y se mejora la densidad, homogeneidad y durabilidad del mismo.Debe evitar que el hormign en su forma plstica no se someta a temperaturas extremas porque el proceso de curado puede verse afectado adversamente.Las temperaturas mas favorables son entre 50 y 70 oF.

Cementos y HormigonesColocacin del HormignEl endurecimiento del hormign resulta del proceso de hidratacin.Durante el proceso el agua se combina qumicamente con el cemento generando calor.Esta reaccin o proceso de hidratacin se completa con el curado del hormign y requiere:Suficiente tiempoLa presencia de humedadTemperaturas favorables o adecuadas.Tanto la cantidad de agua como el proceso de curacin afectan directamente el poder de cementar de la pasta y por ende la fuerza y durabilidad del hormign.

Cementos y HormigonesColocacin del HormignPara curar el hormign se debe evitar la evaporacin del agua en la pasta; para lograr esto se deben tomar las siguientes medidas de precaucin:Aadir agua adicional mediante riegos ocasionales con manguera o rociadores.Cubrir con arena, paja o sacos humedecidos.Cubrir membranas plsticas de polietileno o aditivos y compuestos de curado para evitar la evaporacin.Los moldes de madera adems de humedecerse para evitar que absorban el agua de la pasta son tambin aceitados para evitar que se peguen al hormign y as facilitar la remocin de los mismos.

Cementos y HormigonesColocacin del HormignEs preferible vaciar el hormign en pequeos montones a baja altura que un solo montn a mayor altura para evitar segregacin de los agregados (piedra y arena) del resto de la pasta del hormign.

Cementos y HormigonesHormign Pre-FabricadoPiezas de hormign fabricadas en planta.Verifique ubicacin del fabricanteTamao de las piezasTamao del transporteAnchuras de vas y carreteras con respecto al lugar de la obra.Mientras mayor cantidad de piezas del mismo tamao mejor ser la aplicacin de la tecnologa de prefabricacin; ya que se pueden reutilizar los moldes.Las ventajas principales:Mejor control de calidadMejor control del proceso del curadoLos miembros pueden fabricarse sin importar condiciones del tiempo.Los miembros pueden eregirse sin importar condiciones del tiempo.Acorta tiempo de construccin.

Cementos y HormigonesHormign Pre-FabricadoPrefabricadosConvencionalmente ReforzadosPre-Esforzados (Pre-Stressed)Pre TensadosPost TensadosSecciones Relativamente PequeasGrandes Piezas Estructurales > 45 largo > 7 ton. peso

Cementos y HormigonesConstruccin en Hormign (Armaduras) (Framing)Pre Fabricado o Vaciado en SitioPrefabricado:Luz?Vaciado en sitio:Intercolumnios Cuadrados o Rectangulares?Hasta 30Sobre 30Use losas huecas prefabricadas (Precast Cored Slabs)Hasta 24 Use Sistema Plano (Flat System)Cargas < 100 libras por ft2Use Losa Plana de Dos Direcciones (use two-way Flat Plate)Use T Dobles o SencillasIntercolumnios Cuadrados Luz?Intercolumnios Rectangulares Luz?24-50 Use Sistema WaffleHasta 12 Use losa de Una Direccin (One Way Solid Slab)12-30 Use Sistema de Nervios en Una Direccin (One Way Joist)Cargas > 100 lbs por ft2Use losa plana de dos direcciones (Two Way Flat Slab) o losa solida de dos direcciones (Two Way Solid Slab)Los intercolumnios rectangulares son armados con vigas madrinas (Girders) y vigas para poder cargar losas que salvan cortas distancias.

Cementos y HormigonesConstruccin en HormignLosas de una direccin (One Way Slabs)

PeraltoTotalAncho del MoldeAncho del NervioNervio2 Prof. de MoldeLozaLosas Slidas (one Way Slab)Espesor = Luz/20Losas Nervadas (One Way Concrete Joist Slab)Peralto Total = (Luz/20) + 2 Profundidad de Moldes (Ban)8, 10, 12,14,16, 20Ancho de Moldes20, 30Anchura de Nervio5 hasta 9 Tpicamente

Cementos y HormigonesConstruccin en HormignLosas en dos direcciones (Two Way Slabs)Ancho del NervioProf. de Molde2 ModuloLosas Planas y Placas Planas (Flat Slab & Flat Plate)Espesor = Luz/30Losas WafflePeralto Total = (Luz/30) + 2

ModuloAncho NervioProfundidad (Ban)2458, 10, 12, 143668, 10, 12, 14, 16, 2048714, 16, 18, 20, 22, 2460814, 16, 18, 20, 22, 24

Cementos y HormigonesConstruccin en HormignPre Fabricados:Losas Huecas (Cored Slabs)Espesor = Luz/40Espesores Tpicos: 6, 8, 10Anchos Tpicos: 2, 4TES y Doble TESEspesor = Luz/24Peraltos Tpicos: TES 12 a 28Peraltos Tpicos: Doble TES 10 a 24

Cementos y HormigonesConstruccin en HormignVigas y MadrinasPeralto = Luz/15Ancho = Peralto/2

Columnasrea seccional, pulg2 = Carga/100rea seccional, pulg2 = pies3 brutos del edificio soportado50

Cementos y HormigonesConstruccin en HormignLas columnas pueden ser redonda o cuadradas.La dimensin mnima es de 8rea SeccionalMientras ms alta y esbelta sea una columna mayor ser la tendencia a la comba.a2area IgualMenor EsbeltezMayor Esbeltez

Cementos y HormigonesConstruccin en HormignLas vigas y losas de hormign vaciadas en sitio (Cast in Place) deben ser estructuralmente continuas y deben tener un voladizo equivalente a Luz/3 en todos los bordes donde sea posible.Punto de ApoyoLUZLUZ/3LUZ/3

Cementos y HormigonesTerminaciones del HormignLas terminaciones del hormign estn limitadas solo por la imaginacin del diseador.Las terminaciones se dividen en dos grupos:Terminaciones para paredes y plafones.Terminaciones para pisos.

Cementos y HormigonesTerminaciones del HormignLas terminaciones mas comunes que se practican en el hormign son:Flotado Flota de madera (Wood Float Finish)Flota de Acero (Steel Troweled)Cepillado (Broom Finish)Hormign Expuesto (Exposed Concrete)Agregado Expuesto (Exposed Agregate)DiseadoMartillo Demoledor (Bush Hammered)ColoreadoAntiresbaladizo

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