LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CONCEPTOS GENERALES DEL CONCRETO, MATERIALES Y EL
CEMENTO PORTLAND
El Concreto es una mezcla con proporciones de Cemento, Agua yAgregados (A.F., A.G) y opcionalmente Aditivos.
PROPORCIONES TIPICAS EN VOLUMEN ABSOLUTO DE LOS COMPONENTES DELCONCRETO
• El Concreto no sólo será analizado como un producto final, sino se tendrá queestudiar las propiedades de sus componentes.
• A su vez pasará por estudiar los componentes en sus propiedades Físicas yQuímicas.
• Cabe mencionar que la preparación de un buen concreto, no siempre tendráfactores de diseño similares, por el contrario dependerá de las propiedades delos agregados y del criterio del diseñador.
• El diseño eficiente y óptimo de un buen concreto se ve reflejado, en lascaracterísticas de Resistencia y Durabilidad, sin embargo la preparación delmismo pasa por el control exhaustivo en obra de la compactación, colocación,trabajabilidad.
• En nuestra realidad, muchos de los diseños de Mezcla de concreto han sidoconsiderados en función a los métodos AMERICAN CONCRETE INSTITUTE(ACI) ó COMITE EUROPEO DEL CONCRETO, Método del Agregado Global yotros.
CONCRETO = C + A + A.F., A.G+ Aditivo
AIRE: 1 - 3 %
CEMENTO: 7 - 15 %
AGUA: 15 - 22 %
AGREGADOS: 60 - 75 %
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CEMENTO PORTLAND
• Es un aglomerante Hidrófilo, resultante de la calcinación de las rocas Calizas,areniscas y arcillas de manera de obtener un polvo muy que en presencia deagua endurece adquiriendo propiedades resistentes y adherentes.
FABRICACION DEL CEMENTO PORTLAND
• El proceso de fabricación se inicia con la selección y explotación de materiasprimas.
• Los Componentes Químicos principales están conformados por reacciones(Óxidos de Calcio, Sílice, Aluminio y Fierro).
FABRICACION DEL CEMENTO PORTLAND
CANTIDAD COMPONENTE QUIMICO PROCEDENCIA
Oxido de Calcio (CaO) Rocas Calizas
Oxido de Sílice (SiO2) Areniscas
Oxido de Aluminio (Al2O3) Arcillas95 %
Oxido de Fierro (Fe2O3) Arcillas, Mineral deHierro, Pirita
Oxido de Magnesio, Sodio.
Potasio, Titanio, Azufre
5 %Fósforo y Magnesio.
Minerales Varios
MECANISMO DE HIDRATACION DEL CEMENTO
• Hidratación, conjunto de reacciones químicas entre el agua y los componentesde cemento, originando el cambio del estado plástico al endurecido, con laspropiedades inherentes a los nuevos productos formados.
• Los componentes al reaccionar con el agua forman hidróxidos e hidratos decalcio complejos.
• La velocidad con que se desarrolla la hidratación es directamente proporcionala la finura del cemento e inversa al tiempo.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
• Dependiendo de la temperatura el tiempo y la relación a/c que reacciona, sedefine los estados :
-Plástico, estado que se comporta como una pasta moldeable.-Fraguado Inicial, pérdida de la plasticidad, se acelera la reacción química, etapa deevidencia del proceso exotérmico (calor de Hidratación).-Fraguado Final, estado que se caracteriza por el endurecimiento significativo ydeformaciones permanentes.-Endurecimiento , estado final en el cual se incrementa con el tiempo las característicasresistentes.
RECOMENDACIONES Y ASPECTOS GENERALES
• El cemento empleado en la preparación del concreto deberá cumplir con losrequisitos químicos y físicos que se indican en :
• *Las Especificaciones para cemento Pórtland de la Norma ASTM C-150 ó NTP enel caso de los cementos Tipo I (NTP 334. 009); Tipo II (NTP 334.038), y Tipo V(NTP 334.040).
• *Está prohibido el empleo de Cementos cuya pérdida por calcinación sea > 3%.En aquellos casos de no conocer el valor real se considera para el cementoPórtland un P.e.= 3.15.
• *Se considera que la bolsa oficial de cemento tiene 1 pie3 de capacidad y pesa42.50 Kg.
• Muestreo; se tomará muestras periódicas del cemento para comprobar sucalidad y uniformidad. La supervisión determinará de acuerdo con elproyectista la frecuencia de la toma de muestras y certificará que se efectúe deacuerdo a la Norma ASTM C-183 ó NTP 334.007.
• Ensayos; la supervisión tiene el derecho de ordenar en cualquier etapa de laejecución del proyecto, ensayos de certificación de la calidad del cementoempleado. Los ensayos se efectuarán de acuerdo a las normas ASTM ó NTP.
• Almacenamiento; los materiales deberán almacenarse en obra, de manera talque evite su deterioro o contaminación con sustancias inconvenientes.
• El material deteriorado y contaminado no deberá emplearse en la preparacióndel concreto.
CEMENTOS
RESEÑA HISTORICA
IMPERIO INCAICO
Conocimiento de: Astronomía Trazado y construcción de canales de irrigación Edificaciones de piedra y adobe
COLONIA (Siglo XVI)
Cal y Arena ( calicanto ) Cal + Piedras ( Concreto ciclópeo )
Ejm: Puente de Piedra 1608
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Fortificaciones militares Conventos, iglesias
RESEÑA HISTORICA
LA REPUBLICA (1820)
1824 Apsdin( Calcinación de la caliza ) 1840 Francia ( 1rafábrica ) 1845 Inglaterra 1855 Alemania 1871 E.E.U.U.
RESEÑA HISTORICASIGLO XX
1915 (Terminal marítima del Callao, Pavimentación Av. VenezuelaPavimentación Av. Costanera)
Primeros hornos de fabricación de cemento 1916 Primera fábrica de cemento en el Perú (CPCP) 1955 –1975 fábricas de cemento: Chilca, Lima, Andino, Chiclayo,
Pacasmayo, Sur, Yura. Edificios importantes: Palacio de Justicia, Hotel Bolívar, Club
Nacional, Country Club.
DEFINICIONES
CEMENTANTES: (La arcilla, Yeso, Cal, Cementos, Asfaltos, Polímeros)
DEFINICIONES
CEMENTOS: Material pulverizado que combinado con agua forma una pasta capaz deendurecer en el agua y al aire.
CLINKERProducto obtenido por calcinación de materias primas, calizas y arcillosasadecuadamente dosificadas.
CEMENTO PORTLANDObtenido por la pulverización del clinker con la adición eventual del sulfato de calcio.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
COMPOSICION QUÍMICA DEL CLINKER
Oxido Componente Porcentaje Típico AbreviaturaCaO 58 % - 67 % CSiO
216 % - 26 % S
Al2O
34 % - 8 % A
Fe2O
32 % - 5 % F
SO3
0.1 % - 2.5 %MgO 1 % - 5 %
K2O y Na
2O 0 % - 1 %
Mn2O
30 % - 3 %
TiO2
0 % - 0.5 %P
2O
50 % - 1.5 %
Perdida por Calcinación 0.5 % - 3 %
FASES MINERALES DEL CLINKER
Designación Fórmula AbreviaturaSilicato tricálcico 3CaO.SiO
2C
3S
Silicato dicálcico 2CaO.SiO2
C2S
Aluminato tricálcico 3CaO.Al2O
3C
3A
Ferrito aluminato tetracálcico 4CaO. Al2O
3.Fe
2O3 C
4AF
Cal libre CaOMagnesia libre (Periclasa) MgO
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
REQUISITOS FÍSICOS DEL CEMENTO
TipoTipo Requisitos Físicos
I II V MS IP ICoResistencia la Compresión mín.Kg/cm²3 días7 días28 días
120190280*
100170280*
80150210
100170280*
130200250
130200250
Tiempo de fraguado, minutosInicial, mínimoFinal, máximo
45375
45375
45375
45420
45420
45420
Expansión en autoclave,% máximo 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80Resistencia a los Sulfatos% máximo de expansión -- -- 0.04*
14 días0.106meses
0.10*6meses
--
Calor de Hidratación, máx., KJ/Kg7 días28 días
----
290*--
----
----
290*330*
----
REQUISITOS QUÍMICOS DEL CEMENTO
TipoTipo Requisitos Químicos I II V MS IP ICoÓxido de Magnesio (MgO), máx., % 6.0 6.0 6.0 -- 6.0 6.0Trióxido de Azufre (SO
3), máx., % 3.5 3.0 2.3 -- 4.0 4.0
Pérdida por Ignición, máx., % 3.0 3.0 3.0 -- 5.0 8.0Residuo Insoluble, máx., % 0.75 0.75 0.75 -- -- --Aluminato tricálcico (C
3A), máx., % -- 8 5 -- -- --
Álcalis equivalentes( Na
2O+ 0.658 K
2O ), máx, %
0.6* 0.6* 0.6* -- -- --
REQUISITOS OPCIONALES
TipoCaracterísticas Físicas Opcionales I II III IV VFalso Fraguado, % ( P. Fin ) mínimo 50 50 50 50 50Calor de Hidratación, máx, Cal/gr.
7 días28 días
----
70--
----
6070
----
Resistencia la Compresión (MPa) 28 días 280 280 -- -- - --Resistencia a los sulfatos, 14 días, máx -- -- -- -- 0.04
Características Químicas Opcionales I II III IV V
Aluminato tricálcico (C3A), máx, % -- -- 5 - 8 -- --
Suma (C3S + C3A), máx., % -- 58 -- -- --
Álcalis equivalentes(Na
2O + 0.658 K
2O), máx, %
0.6 0.6 0.6 -- --
TIPOS DE CEMENTOS
PÓRTLAND PORTLAND ADICIONADOS
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CEMENTOS PÓRTLAND
(ASTM C-150 NTP 334.009)
TIPO I : Uso general, alto calor, f ’c alto TIPO II: Mediana Resistencia Sulfatos, calor moderado, f´c lento. TIPO III: Alto calor, f´c muy rápido, baja resistencia sulfatos. TIPO IV: Muy bajo calor, f´c muy lento. TIPO V: Muy resistente sulfatos bajo calor, f´c muy lento.
Desarrollo de la resistencia en compresión en % de la resistencia a 28 días
Desarrollo del calor de hidratación vs. Tiempo para cementos Standard
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CEMENTOS PÓRTLAND ADICIONADOS
TIPO IP: Uso general, hasta 15 % a 40% puzolana. Menor calor, f´c después 28 días.TIPO IPM: Uso general, hasta 15% puzolana, Menor calor, f´c después 28 días.TIPO IMS: Mediana resistencia a sulfatos, hasta 25% escoria, menor calor, f´c después28 Días.TIPO ICo: Uso general, hasta 30% filler calizo. Menor calor, f´c después 28 días.
CEMENTO TIPO I MEJORADO REQUISITOS FÍSICOS COMPARATIVOS
REQUISITOS FISICOS
Tipo ICoTipo I mejorado
NTP 334.090
Tipo IASTM C 150NTP 334.090
Resistencia a la compresión, Kg/cm², mín.3 Días7 Días28 Días
130200250
120190280*
Tiempo de fraguado, minutosInicial, min.Final, min.
45420
45375
Expansión en autoclave% máximo 0.80 0.80
•Obras de concreto y de concreto armado en general.•Morteros en general, especialmente para tartajeo y asentado de unidades dealbañilería.•Pavimentos y cimentaciones.
CEMENTO TIPO MS REQUISITOS FÍSICOSCOMPARATIVOS
REQUISITOS FISICOS
Tipo ICoTipo I mejorado
NTP 334.090
Tipo IASTM C 150NTP 334.090
Resistencia a la compresión, Kg/cm², mín.3 Días7 Días28 Días
100170280*
100170280*
Tiempo de fraguado, minutosInicial, min.Final, min.
45420
45375
Expansión en autoclave% máximo 0.80 0.80Resistencia a los sulfatos% máximo de expansión 0.10 (6 meses) --
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CEMENTO TIPO IP ESPECIAL REQUISITOS FÍSICOS COMPARATIVOS
REQUISITOS FISICOS
Tipo ICoTipo I mejorado
NTP 334.090
Tipo IASTM C 150NTP 334.090
Resistencia a la compresión, Kg/cm², mín.3 Días7 Días28 Días
130200250
120190280*
Tiempo de fraguado, minutosInicial, min.Final, min.
45420
45375
Resistencia a los sulfatos% máximo de expansión 0.10 *(6 meses) --Calor de hidratación, máx, kJ/Kg7 días28días
290*330*
----
FABRICAS DE
CEMENTOS EN EL
PERU
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
LOS CEMENTOS NACIONALES
Fabricante Ubicación Tipos de Cemento que producenCementos Lima S.A.46%
Lima Sol I, Sol II, Atlas IP
Cemento Andino S.A.19%
TarmaJunín
Andino I, Andino II, Andino V, Andino IPM
Yura S.A.14%
YuraArequipa
Yura I, Yura IP, Yura IPM
Cemento PacasmayoS.A.13%
PacasmayoLa Libertad
Pacasmayo I, Pacasmayo II, Pacasmayo V,Pacasmayo MS, Pacasmayo IP, Pacasmayo ICo
Cementos Sur S.A.5%
JuliacaPuno
Rumi I, Rumi II, Rumi V, Rumi IPM,
Cementos Rioja S.A.1%
PucallpaUcayali
Tipo IP
REQUISITOS PARA CONCRETOS EXPUESTOS A SOLUCIONES QUE CONTIENENSULFATOS
Exposición asulfatos
Sulfatossolubles en
agua (SO4) enel suelo
Sulfatos (SO4) enel agua, ppm
TipoCemento
Concretocon
agregadode pesonormalrel. a/cmáx. en
peso
Concretocon
agregadode pesonormal y
ligeroResist.Comp.Mínima
MPa
Insignificante 0<SO4<0.1 0<SO
4<150 -- -- --
Moderada 0.1<SO4<0.2 150<SO
4<1500
II, IP(MS),IS(MS),
P(MS), I(PM)(MS), I(MS)
0.50 40
Severa 0.2<SO4<2.0 1500<SO
4<10,00
0V 0.45 45
Muy severa SO4>2.0 SO
4>10,000 V más
puzolana0.45 45
¿Como elegir el tipo de cemento?
Donde vamos a construir?
En que condición de exposición vamos a construir?
Que tipo de estructura y/o que proceso constructivo vamos a usar?
Donde vamos a construir?
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
El medio ambiente y las condiciones de servicio afectan de manera sustancialel comportamiento del concreto, por lo tanto es muy importante tener en cuenta elmanejo del calor de hidratación:
En clima cálido: Utilizar cementos con bajo calor de hidratación, por lo tantoordenando los cementos de acuerdo al calor de hidratación que producen, de menor amayor tenemos: V, IP, II, IPM, IMs, ICo, I
En clima frío: Utilizar cementos con alto calor de hidratación, por lo tanto ordenandolos cementos de acuerdo al calor de hidratación que producen, de menor a mayortenemos:I, II, IPM, IMs, ICo, V.
En que condición de exposición vamos a construir?
El concepto que prima es resistencia a la agresividad química, por lo tanto es muyimportante tener en cuenta las condiciones de exposición:
Ambiente marino: Expuesto al ataque de Cloruros + sulfatos, por lo tanto ordenandolos cementos de acuerdo al grado de resistencia a estos iones de mayor a menortenemos:IP, V, IPM, II, IMs, Ico, I.
Suelo con sulfatos: Ordenando los cementos de acuerdo al grado de resistencia a lossulfatos de mayor a menor tenemos:
V, IP, II, IPM, IMs, Ico, I.
Que tipo de estructura y/o que proceso constructivo vamos a usar?
En este caso el concepto que prima es desarrollo de resistencia y calor de hidrataciónde la estructura a construir
Vaciados de gran volumen y poca área de disipación de calor: En este caso esimportante tener en cuenta el calor de hidratación del cemento, entonces ordenandolos cementos de más favorable a menos favorable tenemos:V, IP, II, IPM, IMs, Ico, I
Desencofrado rápido: En este caso es importante tener en cuenta la ganancia rápidade la resistencia del concreto, entonces ordenando los cementos de más favorable amenos favorable tenemos:I, IPM, IMs, ICo, IP, V.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
AGREGADOS
• Son materiales disgregados de las rocas que se encuentran depositadosnaturalmente en las canteras ó también localizados en zonas de proceso deselección (chancadoras primarias).
• Ocupan el 75 % del Volumen (unidad cúbica) del concreto.• Los Agregados, cumplen la función de proporcionar al concreto resistencia
mecánica, durabilidad, comportamiento elástico, propiedades térmicas yacústicas.
UBICACIÓN Y SELECCION DE CANTERAS
SELECCION DE AGREGADOS(PROCESO DE ZARANDEO)
AGREGADOS PRODUCIDOS YSELECIONADOS
(CHANCADORAS)
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CANTERA DE HORMIGON,LOCALIZADA EN PLENA
EJECUCION DE UNA OBRA
• En la búsqueda y selección de la cantera de agregado, el Ingeniero debe tener encuenta la dificultad de encontrar canteras, que cumplan con los requisitostécnicos según (normas) y de ubicar la posible cantera y solamente los ensayosde laboratorio serán los que determinen la calidad de los agregados.La selección de las canteras debe cumplir:
• Estudios de origen geológico• Clasificación petrológica y composición mineral del material.• Propiedades y comportamiento del material como agregado.
• Costo de operación y rendimiento en relación a la magnitud del proyecto.• Posibilidades de abastecimiento del volumen necesario.• Facilidad de acceso a la cantera y cercanía de ella a la obra.
APILAMIENTO DE AGREGADOS EN OBRA
OBRA: PISCINA SEMI OLIMPICA-ESTADIOLEONCIO PRADO
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CONSTRUCCION DE LOS LABORATORIOS FACULTAD CIENCIAS AGRARIAS-CIUDADUNIVERSITARIA. UNSCH
OBRA: PAVIMENTACION Av. NERY GARCIA ZARATE (APILAMIENTO DE LOSAGREGADOS EN LAS CALLES INTERIORES)
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
• Agregado Fino (A.F).-Es la arena natural, arena preparada y seleccionada cuyamateria prima se encuentra en la desintegración de residuos de roca y que pasapor la malla 3/8” (9.50 mm) y cumple con lo establecido en las Normas NTP400.037 ó ASTM C 33.
• De preferencia debe encontrarse limpia de partículas, materia orgánica,terrones de arcilla, sales, partículas escamosas o blandas.
• El agregado fino deberá tener una granulometría de preferencia continua yretenido el material entre la Nº4 (4.75 mm) y Nº100 (0.148 mm).
• Agregado Grueso (A.G).-Material natural o artificial de partícula de Roca, gravanatural ó triturada. Es el material que retiene el tamiz Nº 4 (4.75 mm) y cumplecon lo establecido en la norma NTP 400.037.
• De preferencia el agregado grueso debe ser angular ó semiangular, limpiosduros compactos, resistentes, textura rugosa y libres de material contaminantey blando.
• La granulometría según Norma NTP 400.037 Ó ASTM C 33 y continua.• No tener mas del 5% ret. 11/2” y no más del 6% del agregado que pasa la malla
¼”.
• Tamaño Máximo (T.M.)
Es aquel por el cual, pasa toda la muestra.
• Tamaño Nominal Máximo (T.N.M)
Es aquel tamaño, que presenta el primer retenido.
AGREGADOS PARA EL CONCRETO
DEFINICION
Elementos inertes del concreto que son aglomerados por la pasta de cementospara formar una estructura resistente.
¿INERTES?
ADITIVO 0.1 % - 0.2 %AIRE 1 % - 3 %CEMENTO 7 % - 15 %AGUA 15% - 22 %AGREGADOS 60% - 75 %
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
PROPIEDADES
R
E
S
I
S
T
E
N
T
T
E
R
M
I
C
A
S
O
T
R
A
S
Q
U
I
M
I
C
A
S
F
I
S
I
C
A
S
CLASIFICACION
PROCEDENCIA DENSIDADGRADACION
Naturales Artificiales
Ag. Grueso Ag. Fino
Normales Ligeros Pesados
CONDICION DE
SATURACION
PESO
ESPECÍFICO
PESO UNITARIO
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
PROPIEDADES FISICAS
% DE VACIOS HUMEDADABSORSION POROSIDAD
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
OTRAS PROPIEDADES
TAMAÑO MAXIMODEL AGREGADO
PESOVOLUMETRICO
FORMA Y TEXTURASUPERFICIAL
PROPIEDADES TERMICAS
COEFICIENTEDE
EXPANSION
CODUCTIVIDADTERMICACALOR
ESPECÍFICODIFUSIVIDAD
PROPIEDADES RESISTENTES
RESISTENCIA DUREZA TENACIDAD
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
REQUISITOS
OBLIGATORIOS
COMPLEMENTARIOS
OPCIONALES
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
GRANOLOMETRIA DEL AGREGADO FINOPorcentaje de peso que pasaTamiz Limites totales C M F
9.5 mm(3/8´´) 100 100 100 100
4.75 mm(Nº 4) 89-100 95-100 85-100 89-100
2.36 mm(Nº 8) 65-100 80-100 65-100 80-100
1.18 mm(Nº 16) 45-100 50-85 45-100 70-100
600 mm(Nº 30) 25-100 25-60 25-80 55-100
300 mm(Nº 50) 5-70 10-30 5-48 5-70
150 mm(Nº 100) 0-12 2-10 0-12* 0-12*
* incrementar a 15% para agregado fino triturado, excepto cuando se usa parapavimentos de alta resistencia.
LIMITE DE SUSTANCIAS DAÑINASAGREGADO FINO AGREGADO GRUESO
Partículas deleznables, máx.porcentaje 3 5
Material mas fino que la malla de75 mm (Nº200), máx. porcentaje 5 1
Carbón y lignito, máx. porcentaje 0.5 0.5
MATERIA ORGANICA
El agregado fino que no demuestre presencianociva de materia orgánica, cuando se determineconforme a la N.T.P.400.013, se deberá considerarsatisfactorio.El agregado fino que no cumpla con el ensayoanterior, podrá ser usado si al determinarse elefecto de las impurezas orgánicas sobre laresistencia de morteros (N.T.P.400.024) laresistencia relativa a los 7 días no es menor de95%.
RESISTENCIA MECANICAMétodos alternativos No mayor que %
Abrasión (Método de los Ángeles) 50Impacto 30
DURABILIDAD DEL AGREGADOAGREGADO FINO AGREGADO GRUESO
Se utiliza soluciónde
SULFATO DE SODIO
Se utiliza soluciónde
SULFATO DEMAGNESIO
Se utiliza soluciónde
SULFATO DE SODIO
Se utiliza soluciónde
SULFATO DEMAGNESIO
10% 15% 12% 18%
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
REQUISITOS OPCIONALES
El agregado utilizado en concreto sujetos permanentemente a la acción de lahumedad o contactos con suelos húmedos, no deberá contener sustancias dañinas quereaccionen químicamente con los álcalis del cemento, por cuanto produce expansionesexcesivas del concreto.
En caso de estar presente tales sustancias, el agregado puede ser utilizado concementos que tengan menos de 0.6% de álcalis, calculados como óxido de sodio (Na
2O+
0.685K2O), con el añadido de un material que prevenga la expansión dañina debido a la
reacción álcali –agregado.
El equivalente de arena del agregado utilizado en el concreto de f’c = 210 Kg/cm2deresistencia de diseño y mayores y los utilizados en pavimentos de concreto será igual omayor a 75. Para otros concretos el equivalente de arena será igual o mayor a 65.
AGREGADO GLOBALTamiz Tamaño Nominal
37.5 mm (1 ½´´)Tamaño Nominal19.0 mm (3/4´´)
Tamaño Nominal9.5 mm (3/8´´)
50 mm(2´´)37.5 mm(1 ½ ´´) 95 a 100 10019.0 mm(3/4 ´´) 45 a 80 95 a 10012.5 mm(1/2 ´´) 1009.5 mm(3/8 ´´) 95 a 1004.75 mm (Nº 4) 25 a 50 35 a 55 30 a 652.36 mm (Nº 8) 20 a 501.18 mm (Nº 16) 15 a 40600 mm (Nº 30) 8 a 30 10 a 35 10 a 30300 mm (Nº 50) 5-70 10-30 5 a 15150 mm (Nº 100) 0 a 8 0 a 8 0 a 8
METODOS DE ENSAYO
NORMA DESCRIPCIONNTP400.010
Extracción y preparación de las muestras
NTP400.011
Definiciones y clasificación de agregados para uso en morteros yconcretos
NTP400.012
Análisis granulométrico del agregado fino, grueso y global
NTP400.013
Cambiado por NTP 400.024
NTP400.014
Método de ensayo para determinar cualitativamente los cloruros ysulfatos
NTP400.015
Método de ensayo para determinar los terrones de arcilla y las partículasfriables en el agregado
NTP400.016
Determinación de la inalterabilidad de los agregados por medio de sulfatode sodio o sulfato de magnesio
NTP400.017
Método de ensayo para determinar el Peso Unitario del agregado
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
NTP400.018
Determinación del material que pasa por el tamiz normalizado 75µm(N°200)
NTP400.019
Determinación de la Resistencia al desgaste en agregados gruesos detamaño medio por medio de la máquina de Los Ángeles
NTP400.020
Determinación de la Resistencia al desgaste en agregados gruesos de grantamaño por medio de la máquina de Los Ángeles
NTP400.021
Método de ensayo para determinar el peso específico y absorción delagregado grueso
NTP400.022
Método de ensayo para determinar el peso específico y absorción delagregado fino
NTP400.023
Método de ensayo para determinar la cantidad de Partículas livianas en elagregado
NTP400.024
Método de ensayo para determinar cualitativamente las impurezasorgánicas en el agregado fino para el concreto
NTP400.037
Requisitos
NTP400.038
Determinación del valor del Impacto en el Agregado grueso (VIA).
NTP400.039
Índice de alargamiento del agregado grueso
NTP400.040
Partículas chatas o alargadas en el agregado grueso
NTP400.041
Índice de Espesor del agregado Grueso
NTP400.067
Reactividad alcalina potencial de combinaciones cemento -agregado(Método de la barra de mortero)
CONCLUSIONES
AGREGADO FINO AGREGADO GRUESO OTRAS
CONCLUSIONES AGREGADO FINO
Deberá estar libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículasescamosas o blandas, esquistos, pizarras, álcalis, materia orgánica, sales, u otrassustancias dañinas.
Deberá estar graduado dentro de los límites indicados en la Norma NTP 400.037.Esrecomendable tener en cuenta lo siguiente:
a. La granulometría seleccionada deberá ser continua, con valores retenidos enlas mallas N 4, No 8, N 16, No 30, No 50, y No 100 de la serie Tyler.
b. El agregado no deberá retener más del 45% en 2 tamices consecutivoscualesquiera.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
c. En general, es recomendable que la granulometría se encuentre dentro de lossiguientes límites:
MALLA % QUE PASA3/8´´ 100Nº 4 95-100Nº 8 80-100Nº 16 50-85Nº 30 25-60Nº 50 10-30Nº 100 2-10
El Módulo de fineza se mantendrá dentro del límite de más o menos 0.2 delvalor asumido para la selección de las proporciones del concreto; siendorecomendable que el valor asumido esté entre 2.35 y 3.15.
No deberá haber presencia de materia orgánica cuando ella es determinada deacuerdo a los requisitos de la Norma N.T.P.400.013.
Podrá emplearse agregado fino que no cumple con los requisitos indicadossiempre que:
a. La coloración en el ensayo se deba a la presencia de pequeñas partículas de carbón, opartículas similares.b. Realizado el ensayo, la resistencia a los 7días de morteros preparados con dichoagregado no sea menor del 95% de la resistencia de morteros similares preparados conotra porción de la misma muestra de agregado fino previamente lavada con unasolución al 3% de hidróxido de sodio.
Partículas inconvenientes %Lentes de arcilla y particulas desmenuzables 3Material mas fino que la malla Nº 200Concretos sujetos a abrasión 3Otros concretos 5CarbónCuando la apariencia superficial del concretoes importante 0.5
Otros concretos 1
CONCLUSIONES AGREGADO GRUESO
El agregado grueso deber estar conformado por partículas limpias, deperfil preferentemente angular o semi angular, duras, compactasresistentes, y de textura preferentemente rugosa.
El tamaño máximo nominal del agregado grueso no deberá ser mayorde:
o 1/5 de la menor dimensión entre caras de encofrados.o 1/3 del peralte de las losas; oo 3/4 del espacio libre mínimo entre barras o alambres
individuales de refuerzo; paquetes de barras; torones; o ductosde preesfuerzo.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Partículas inconvenientes %Arcilla 0.25Partículas deleznables 5.0Material mas fino que la malla Nº 200 1.0Carbón y lignitoCuando la apariencia superficial delconcreto es importante 0.50
Otros concretos 1.0
El agregado grueso empleado en concreto para pavimentos, o en estructurassometidas a procesos de erosión, abrasión o cavitación , no deber deberá teneruna pérdida mayor del 50% en el ensayo de abrasión realizado de acuerdo a lasnormas NTP 400.019 ó 400.020, o a la norma ASTM C 131.
OTRAS CONCLUSIONES
I. Cumplir con los requisitos de la norma NTP 400.037o ASTM C 33, así como lasespecificaciones del proyecto.II. Si no cumplen los requisitos indicados serán utilizados únicamente si el Contratistademuestra , a la Inspección, con resultados de ensayos de laboratorio ocertificaciones de experiencia en obra que, bajo condiciones similares a las que seespera, pueden producir concreto de las propiedades requeridas.III. El procesado, transporte, manipuleo, almacenaje y dosificación debe garantizar:a. Se mantendrá la uniformidad del agregadob. No se producirá contaminación con sustancias extrañasc. No se producirá rotura o segregación importante en ellos.d. La pérdida de finos será mínima.
IV. Los concretos que han de estar sometidos a humedecimiento; exposición aatmósferas húmedas; en contacto con suelos húmedos; no deberán tener en sucomposición mineralógica elementos que sean potencialmente, reactivos con losálcalis.V. El ensayo Durabilidad se efectuará en agregados que van ha ser empleados enconcretos sometidos a procesos de congelación y deshielo bajo condiciones deexposición moderada o severa. El agregado se someterá a 5 ciclos del ensayo deestabilidad de volumen.
La ASTM contempla que los agregados que no cumplan con lo indicado podríanser utilizados si un concreto de propiedades comprobables, preparado conagregado del mismo origen, ha demostrado un comportamiento satisfactoriocuando estuvo sometido a condiciones de intemperismo similares a las que seespera; o cuando se obtuvo resultados satisfactorios en concretos sometidos aensayos de congelación y deshielo realizados de acuerdo a las recomendacionesde la Norma ASTM C 666.
Los agregados fino y grueso no deberán contener sales solubles totales enporcentaje mayor del 0.04% si se trata de concreto armado ; ni del 0.015% si setrata de concreto reesforzado.
No será empleado el agregado de procedencia marina; pero si ello fuerainevitable deberá contarse con autorización de la Inspección y el agregado sertratado por lavado con agua potable antes de utilizarlo en la preparación delconcreto.
Los agregados expuestos a la acción de los rayos solares deberán enfriarseantes de su utilización en la mezcladora y se deberá considerar la cantidad dehumedad añadida al agregado a fin de de corregir el contenido de agua de la
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
mezcla y mantener la relación a/c de diseño seleccionada.
GGRRAANNUULLOOMMEETTRRIIAA DDEE AAGGRREEGGAADDOOSS
Se estudia al agregado para determinar la distribución del tamaño de suspartículas en toda su masa y del cual se puede obtener parámetros(Ejemplo: Módulo de Finura, Tamaño Máximo, Tamaño Nominal Máximo) loscuales nos servirán para poder comparar la calidad del agregado.
AGREGADO GRUESO:Distribución de Tamaños mediante el Tamizado.-Malla 3 “hasta la Nº 8-Propiedades:
-Modulo de Fineza-Tamaño Máximo-Desgaste-Durabilidad
AGREGADO FINO:Distribución de partículas menores,comprendido entre:- Malla 3/8 “– Nº 100-PROPIEDADES:-Modulo de Fineza-Bajo porcentaje de Partículas < Nº 200
TAMICES ESTANDAR (NORMA ASTM)
TAMIZ ABERTURA (PULGADAS) ABERTURA (MILIMETROS)
3” 3.0000 75.000
11/2” 1.5000 37.500
¾” 0.7500 19.000
3/8” 0.3750 9.5000
Nº 4 0.1870 4.7500
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Nº 8 0.0937 2.3600
Nº 16 0.0469 1.1800
Nº 30 0.0234 0.5900
Nº 50 0.0117 0.2950
Nº 100 0.0059 0.1475
Nº 200 0.0029 0.0737
ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO AGREGADO FINO(ASTM C-136)
ABERTURA MATERIALRETENIDO
PORCENTAJESACUMULADOS ESPECIFICACIONES
MALLAS(mm) (GRS) ( % ) RETENIDOS QUE
PASAN ASTM C-136
2" 50.000
1 1/2" 38.1001" 25.000
3/4" 19.0001/2" 12.5003/8" 9.525 0.00 0.00 0.00 100.00 100 100Nº 4 4.760 54.00 5.12 5.12 94.88 95 100Nº 8 2.360 139.93 13.26 18.38 81.62 80 100Nº 16 1.180 194.90 18.47 36.84 63.16 50 85Nº 30 0.600 211.89 20.08 56.92 43.08 25 60Nº 50 0.296 178.02 16.87 73.79 26.21 10 30Nº 100 0.148 199.20 18.87 92.66 7.34 2 10Nº 200 0.074 10.00 0.95 93.61 6.39Lavado 58.00 5.50 99.10 0.90FONDO 0.000 9.41 0.89 100.00 0.00
1055.35
100.00
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO AGREGADO GRUESO (ASTMC-136)
ABERTURA MATERIALRETENIDO
PORCENTAJESACUMULADOS ESPECIFICACIONES
MALLAS(mm) (GRS) ( % ) RETENIDOS QUE
PASAN ASTM C-136
2" 50.000
11/2" 38.100
1" 25.000 0.00 0.00 0.00 100.00 100 100
3/4" 19.000 120.00 6.74 6.74 93.26 90 100
3/8" 9.525 1245.00 69.93 76.67 23.33 20 55
Nº 4 4.760 394.10 22.14 98.81 1.19 0 10
Nº 8 2.360 21.00 1.18 99.99 0.01 0 5
Nº 16 1.180Nº 30 0.600
Nº 50 0.296
Nº 100 0.148
FONDO 0.000 0.10 0.01 100.00
1,780.20 100.00
CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO FINO
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0110100
Tamices Stándar ASTM (mm)
Por
cent
aje
que
pasa
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
MODULO DE FINEZAEs un valor constante adimensional, que representa un volumen promedioponderado de nuestro agregado.Duff Abrams (1925), sustentó como la suma de los porcentajes retenidosacumulativos hasta el tamiz Nº 100.Este criterio se aplica a los A.F. y A.G. en forma general y es independiente deldiseño propio de mezcla.
ABSORCION
El agregado presenta porosidades internas que se denominan vacíos, cuandoson accesibles al agua ó humedad exterior.
Si un agregado se colma en todos sus poros, se considera saturado ysuperficialmente seco. La capacidad de absorción del agregado se determinapor el incremento de peso de una muestra secada al horno luego de 24 Hrs. deinmersión en agua y de secado superficial.
La condición anterior representa la que adquiere el agregado en el interior deuna mezcla de concreto.
CURVA GRANULOMÉTRICA AGREGADO GRUESO (Tamaño máximo 3/4")
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0110100
Tamices Stándar ASTM (mm)
Por
cent
aje
que
pasa
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CONTENIDO DE HUMEDAD DE AGREGADOS
El contenido de agua de la mezcla influye en la resistencia y otras propiedadesdel concreto.En consecuencia, es necesario controlar el dosaje del agua.Si los agregados están saturados y superficialmente secos no pueden absorberni ceder agua durante el proceso de mezcla.Pero un agregado parcialmente seco resta agua, mientras que el agregadomojado, superficialmente húmedo, origina un exceso de agua en el concreto. Enestos casos es necesarios reajustar el contenido de agua, sea agregando orestando un porcentaje adicional al dosaje de agua especificado.
MATERIAL QUE PASA LA MALLA Nº 200
El material muy fino constituido por arcilla y Limo se presenta recubriendo elagregado grueso o mezclado con la arena. En el primer caso afecta laadherencia del agregado y la pasta, en el otro caso incrementa elrequerimiento de agua de mezcla.Se concluye que un porcentaje menor de finos, puede favorecer sutrabajabilidad, pero su incremento afecta la resistencia del concreto.
IMPUREZAS ORGANICAS
En porcentajes mayores al 5 % modifican los tiempos de endurecimiento y deresistencia, pudiendo originar manchas o afectando la durabilidad.
PARTICULAS LIGERAS, BLANDAS Y ARCILLAS
Si están presentes en grandes cantidades apreciables, provocan la localizaciónde zonas débiles y pueden inferir con la durabilidad.
PROPIEDADES PRINCIPALES DEL CONCRETO
El aspecto más resaltante del concreto endurecido reside en la porosidad osistema de vacíos. Gran parte que interviene en la mezcla del concreto solocumple la función en estado plástico ubicándose en líneas de flujo o zonas desedimentación de los sólidos de manera que al producirse el endurecimiento yevaporarse queda los vacíos o poros que condicionan el estado posterior paraabsorber líquidos.El concreto presenta propiedades que serán de necesario control en obra paraobtener un buen estado endurecido y de resistencia.
Trabajabilidad; Definida por el mayor o menor dificultad para el mezclado,transporte, colocación y compactación del concreto.Su evaluación es relativa por cuando depende de las facilidades manuales omecánicas que se disponga durante las etapas del proceso.Esta influenciada principalmente por la pasta, el contenido de agua y elequilibrio entre agregados fino y grueso.Por lo General un concreto es trabajable cuando una película de mortero de almenos ¼” sobre el agregado grueso.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
MEDICION DE LA TRABAJABILIDAD DEL CONCRETO “SLUMP”
MMEEDDIICCIIOONN DDEE LLAA TTRRAABBAAJJAABBIILLIIDDAADD DDEELL CCOONNCCRREETTOO ““SSLLUUMMPP”” EENN OOBBRRAA
RREEOOLLOOGGIIAA DDEELL CCOONNCCRREETTOO
Reología, es la ciencia de que estudia el flujo o desplazamiento de losmateriales ha permitido enfocar con más precisión los conceptos reológicos delconcreto fresco y por consiguiente su trabajabilidad:
-Estabilidad-Compactibilidad-Movilidad
Segregación; Las diferencias de densidades entre los componentes del concretoprovocan una tendencia natural a que las partículas mas pesadas desciendan,pero en general la densidad de la pasta con los agregados es solo 1/5 menorque la de los agregados gruesos lo cual sumado a su viscosidad produce que elagregado grueso quede suspendido e inmerso en la matriz.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Exudación; Propiedad por la cual una parte del agua de mezcla se separa de lamasa y sube hacia la superficie del concreto.Esta influenciada por la cantidad de finos en los agregados y la finura delcemento , por lo que cuanto mas fina es la molienda de este y mayor es elporcentaje de material menor que la malla Nº 100 la exudación será menor.La exudación se produce inevitablemente en el concreto pues es una propiedadinherente a su estructura, luego lo importante es evaluarla y controlarla encuanto a los efectos negativos que pudiera tener.
Contracción; Es una propiedad importante en relación a los problemas defisuración que se visualiza con frecuencia.Contracción intrínseca, es debido al cambio volumétrico de la pasta de cementopor combinación química (proceso irreversible).Contracción Por Secado, es el responsable de la mayor parte de los problemasde fisuración y se presenta en el estado plástico y el endurecido, cuando sepermite la pérdida de agua en la mezcla.
ADITIVOS PARA EL CONCRETO
DEFINICIÓN
Es un material que no siendo Agua, Agregado, Cemento o Refuerzo con Fibra,es empleado como un ingrediente del concreto o mortero y es añadidoinmediatamente, antes o durante el mezclado.
(Comité ACI 116R, ASTM C 125)
USO DE LOS ADITIVOS
Los aditivos utilizados como componentes del concreto se añaden durante el mezcladoa fin de:1. Modificar una o algunas de sus propiedades a fin de permitir que sean másadecuados al trabajo que se está efectuando.
2. Facilitar la colocación del concreto.3. Reducir los costos de operación
RAZONES DE EMPLEO
En concreto fresco
1. Reducción de la cantidad de agua de la mezcla.2. Incremento de la trabajabilidad sin la modificación del agua o reducción del agua sinmodificación de la trabajabilidad.3. Incremento o reducción del slump.4. Aceleración o retardo del tiempo de fraguado.5. Modificación de la velocidad y/o magnitud de exudación.6. Reducción o prevención de la segregación.7. Mejora en la facilidad de colocación y/o bombeo de las mezclas.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
RAZONES DE EMPLEO
En concreto endurecido
1. Retardo en el desarrollo del calor de hidratación o reducción de su magnitud.2. Aceleración en la velocidad de desarrollo de la resistencia inicial y/o final y elincremento de la misma.3. Disminución de la permeabilidad del concreto.4. Control de la expansión debida a la reacción álcali – agregados.5. Control de la corrosión de los elementos metálicos embebidos en el concreto.6. Incremento en las resistencias de impacto y/o abrasión.7. Incremento de la durabilidad.
CLASIFICACIÓN GENERAL
De acuerdo a la norma ASTM C 494, los aditivos se clasifican en:
CLASIFICACIÓN GENERAL
Adicionalmente tenemos:
TIPO DESCRIPCIÓNASTM C 260 Incorporadores de aire.ASTM C 618 Aditivos minerales (Puzolanas y cenizas).ASTM C 989 Aditivos minerales (Escorias y microsílices)
Impermeabilizantes.Inhibidores de corrosión.SuperplastificantesCuradores.
REQUISITOS SEGÚN ASTM
TIPO DESCRIPCIÓNA Reductores de agua.B Retardadores de fragua.C AcelerantesD Reductores de agua y Retardadores de fragua.E Reductores de agua y AcelerantesF Súper Reductores de agua.G Súper Reductores de agua Acelerantes
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
REQUISITOS SEGÚN ASTM
PRECAUCIONES EN EL EMPLEO
1. Los aditivos deberán cumplir con los requisitos de la norma NTP 339.086 o ASTMindicadas.2. Los aditivos deberán ser del mismo tipo, marca, composición, concentración que losutilizados para la selección de las proporciones de la mezcla.3. Deberán emplearse después de evaluar sus efectos, bajo las condiciones similares alos de obra.4. En el empleo de los aditivos debe considerarse el límite máximo de ión cloruropermitido en una unidad de m³ de concreto.
¿Qué son los reductores de agua?
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Aditivos que incrementan el asentamiento o trabajabilidad del mortero o concretofresco sin aumentar el contenido de agua inicial o mantienen la trabajabilidadpermitiendo reducir una cierta cantidad de agua de mezcla, siendo el efecto debido afactores diferentes al aire incorporado.
(Comité ACI 116. R-2)
Pueden usarse como plastificantes, como reductores de agua o como ambos.
Beneficios Generales de los aditivos Plastificantes - Reductores de agua
En las propiedades del concreto fresco:1. Disminución de la relación Agua/ Cemento.2. Mejora en la trabajabilidad, bombeabilidad, colocación y acabado superficial.3. Reducción de segregación.4. Ahorro de cemento.5. Mayores rendimientos en los procesos constructivos.
En las propiedades del concreto endurecido:
1. Resistencia mejorada.2. Disminución de la permeabilidad.3. Incremento de la durabilidad.4. Calidad más controlada.
¿Tipos de plastificantes reductores de agua?
CONVENCIONALES: DE MEDIO RANGO:
DE ALTO RANGO:
Plastificantes – Reductores Convencionales
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
(ASTM C - 494 Tipo A)
-Efecto de Superficie Lubricante.-Reducción Agua hasta 5 %.-Dosificación usual 0.2% a 0.5% del peso del cemento.-Concretos con Slump hasta 5”.-Concretos con relación A/C moderada a alta
Inconvenientes
Plastificantes – Reductores Convencionales
Cuando se usan en dosis alta:
1. Exudación excesiva.2. Poca economía de cemento.3. Retardo en fraguado inicial.4. Desarrollo lento de resistencia
Plastificantes – Reductores de medio rango
(ASTM C - 494 Tipos A y F)
5%-15% de reducción de agua. Slumps de 5” –8” (125 -200 mm). Concretos con A/C moderada a baja. Efecto de superficie incrementado. Resistencias iniciales y finales altas. Se usan en combinación con los de alto rango para relaciones A/C muy bajas. Muy buen acabado superficial. Dosis usual 0.5% a 1% del peso del cemento. Fraguado inicial controlado.
Plastificantes – Reductores de alto rango
(ASTM C -494 Tipos F, ASTM C - 1017)
Efecto aniónico multiplicado. Acción lubricante de duración variable slump > 6´´ (30 min.-2 h). Reducción de agua notable.
1era generación 1960´ s : 15 % a 20 %2da generación 1970´ s : 20 % a 30 %3era generación 1980´ s : Hasta 40 %
Dosis usual 0.5 % a 2.0 % del peso del cemento. Relaciones A/C muy bajas. Slump de 8´´ a 12 ´´. Concreto fluido.
Plastificantes – Reductores de alto rango
(ASTM C - 494 Tipos F, ASTM C - 1017)
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Ventajas:
1. Mejoramiento excepcional de la trabajabilidad.2. Rapidez en vaciados.3. Concretos de alta resistencia.4. Aceleración de resistencias.5. Reducción de trabajo de compactación.6. Bombeo a grandes alturas.7. Disminución de mano de obra.8. Mejores acabados en concretos expuestos.9. Baja permeabilidad.
Precauciones:1. Incrementar finos.2. Evitar sobredosificasion.3. Mayor precisión en encofrados.
Aditivos para el control del fraguado
Acelerantes
–De endurecimiento.–De resistencia.–De endurecimiento y resistencia.
Retardadores
–De endurecimiento.
Acelerantes(ASTM C - 494 Tipo C)
•Actúan sobre el C3A y C3S reduciendo el tiempo de inicio de endurecimiento y/oacelerando resistencia.•Usualmente sacrifican resistencia a largo plazo, reducen trabajabilidad, aumentancontracción por secado y disminuyen exudación.•Provocan menor resistencia al ataque de sulfatos.•Incrementan calor de hidrataciónAcelerantes:
(ASTM C - 494 Tipo C)
Convencionales : cloruros, carbonatos, silicatos, fluorsilicatos.Dosificación usual 1.0 % a 2.0 % del peso del concreto.No Convencionales : carbonatos de sodio, aluminato de sodio, hidróxido de calciosilicatos de calcio.Dosis variable.
Ventajas:
Vaciados en clima frío Desencofrar en menor tiempo
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Adelanto de puesta en servicio Reducir tiempo para acabado Fugas de agua Schotcrete
Retardadores(ASTM C - 494 Tipo B)
•Actúan sobre el C3A aumentando el tiempo de inicio de fraguado inicial y final.•También efecto de superficie --> Lubrican.•Modificaciones de plastificantes.•Dosificación usual 0.2% a 0.5% del peso del cemento.•Cuidado con sobredosis.
Ventajas:
Facilitan los vaciados voluminosos y complejos Ideales en clima calido Transporte a largas distancias Bombeo a gran longitud Emergencias de obra
Aditivos incorporadores de aire
¿Por que el aire incorporado?
Congelamiento-deshielo. Impermeabilidad. Durabilidad.
Requisitos para durabilidad al congelamiento -deshielo con incorporadores de aire.
•Contenido de aire: 5% -7% en volumen.• Tamaño de burbujas = 0.065” a 0.01” (0.17 mm a 0.25mm).• Factor de espaciamiento (distancia entre burbujas) = 0.008 in. (0.20 mm) o menos.
Incorporadores de aire(ASTM C -260)
Controlan fenómeno de hielo y deshielo.Primeras versiones en 1940’s.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Estructura adicional de vacíos de tamaño y ubicación especial. Factor deespaciamiento.Incorporan de 3% a 6% de aire y lubrican.Impermeabilizan! Durabilidad.Dosis usual 0.02% a 0.10% del peso del cemento.Tipos: Resina vinsol, resinas de madera, ácidos grasos, ácidos de aceitesvegetales, detergentes sintéticos.Diferencias: Velocidad de generación, pérdida con mezclado o vibrado, tamañoburbujas, compatibilidad.
Hay que Medirlo!!!!!
Por Presión Por Volumen
Por Peso
Aditivos minerales
Reaccionan con Hidróxidos de Calcio del cemento creando más cemento, entre lasmás importantes podemos indicar:
Puzolanas.Microsílice.Escoria de altos hornos
Microsílice:
Residuo de industria de metales silíceos: Partes de aviones, autos, chips computadoras,masillas.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Ventajas:
1. Reducción de la permeabilidad2. Material muy fino con alta demanda de agua3. Produce concreto muy denso con excelente resistencia a largo plazo.4. Gran durabilidad a la agresividad química y mecánica.5. Requiere el empleo de superplastificantes.
Cemento Pórtland Microsílice
OBSERVAR TAMAÑOY UNIFORMIDAD
CUIDADO USE ELEMENTOS DE SEGURIDAD
Curadores Químicos
Curado: “Humedad, Temperatura, Tiempo"-Principio de membrana.-Tipo emulsiones de parafina o acrílicas.-Tipo soluciones de resina en solvente volátil.-Pruebas de eficiencia.-Ocasión y técnica de colocación
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Aditivos Naturales y de procedencia corriente
Acelerantes:Azúcar, dosis > 0.25 % peso del cemento.Urea, ácido láctico, ácido oxálico (pulidores de metal)
Plastificantes retardadores:
Almidón, dosis = 0.10 % peso del cemento.Azúcar, dosis > 0.25 % peso del cemento.Celulosa, dosis = 0.10 % peso del cemento.Ácido tartárico, dosis = 0.25 % peso del cemento.Resinas de madera en dosis variables
Incorporadores de aire:Detergentes caserosResinas de maderaAlgas
Otros Aditivos
Inhibidores de corrosión:
Hacen lento el ingreso de cloruros hacia el acero de refuerzo. Basados en nitrito de calcio. Aceleran el endurecimiento. Incrementan durabilidad ante corrosión.
Inhibidores de hidratación:
“Duermen” el concreto hasta por 72 horas sin efectos secundarios. Mejoran características resistentes. Ideales en shotcrete vía húmeda. Suministros a larga distancia.
RESPONSABILIDAD DEL CONTRATISTA
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
El contratista deberá demostrar a la supervisión que con los aditivos seleccionados:
1.- Se obtenga un concreto con las propiedades requeridas.2.- Se mantenga la calidad, composición y comportamiento del concreto durante todoel proceso de la puesta en obra.
RESPONSABILIDAD DEL CONTRATISTA
El contratista deberá entregar a la supervisión información sobre:
1.- La composición química del aditivo.2.- La dosificación recomendada y los efectos de las variaciones de la misma.3.- El contenido de cloruros expresado como % en peso del ión cloruro.4.- Recomendaciones del fabricante, sobretodo si se emplea incorporador de aire.
AGUA PARA EL CONCRETO
FUNCIONES
El agua de mezcla en el concreto tiene tres funciones principales:
I. Reaccionar con el cemento para hidratarlo,II. Actuar como lubricante para contribuir a la trabajabilidad del conjuntoIII. Procurar la estructura de vacíos necesaria en la pasta para que los productos dehidratación tengan espacio para desarrollarse.
Límites permisibles para el agua de mezcla y curado según la norma NTP 339.088
Descripción Limite permisibleSólidos en suspensión 5,000 ppm MáximoMateria orgánica 3 ppm MáximoAlcalinidad (NaCHCO
3) 1,000 ppm Máximo
Sulfatos (ión SO4) 600 ppm Máximo
Cloruros (ión CL-) 1,000 ppm MáximopH 5 a 8 ppm Máximo
UTILIZACION DE AGUAS NO POTABLES
Cuando el agua utilizada no cumple uno o varios de los requisitos yaconocidos, deberá realizarse ensayos comparativos empleando el agua en estudio yagua destilada o potable, con similares materiales y procedimientos. Estos ensayosincluirán la determinación del tiempo de fraguado de las pastas y la resistencia a lacompresión de morteros a edades de 7 y 28 días.
UTILIZACION DE AGUAS NO POTABLES
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
La Norma NTP 339.084 considera que los tiempos de fraguado inicial y final dela pasta preparada con el agua en estudio podrán ser hasta 25% mayores o menores,respectivamente, que los correspondientes a las pastas que contienen el agua dereferencia.Al exceder la concentración de sales los límites establecidos, se realizará ensayos decompresión a edades de 180 y 365 días.
UTILIZACION DE AGUAS NO POTABLES
Las aguas no potables podrán utilizarse, si además de cumplir con los requisitosestablecidos, cumple con:
Las impurezas no alteren las propiedades del concreto, ni del acero derefuerzo.El agua debe de ser limpia y libre de cantidades nocivas de ácidos, aceites, etc.Las proporciones de la mezcla se basará en resultados de ensayos deresistencia de concretos, que ha sido preparado con agua de la fuente elegida.
AGUAS PROHIBIDAS
Aguas ácidas Aguas calcáreas; minerales; carbonatadas; o naturales. Aguas provenientes de minas o relaves. Aguas que contengan residuos industriales Aguas con contenido de NaCl > 3%; o SO
4- > 1%.
Aguas que contengan algas; materia orgánica; humus; partículas de carbón;turba; azufre; o descargas desagües.
Aguas que contengan ácido húmico u otros ácidos orgánicos. Aguas que contengan azúcares o sus derivados. Aguas con porcentajes significativos de sales de sodio o potasio disueltos, en
especial en todos aquellos casos en que es posible la reacción álcali -agregado.
LIMITACIONES
Las sustancias dañinas que puedan aportar el agua de mezclado, debensumarse a las que puedan estar presentes en los agregados y/o aditivos; a fin deevaluar el total de sustancias inconvenientes que puedan dañar el concreto, el acero oelementos metálicos embebidos.Las cantidades de ión cloruro en el agua, para preparar concretos que tenganelementos de aluminio o fierro galvanizado embebidos; no serán mayores del 0.6% enpeso del cemento.
El total de ión cloruro presentes en el agua, agregados y aditivos, no deberán excedernunca los porcentajes, indicados a continuación:
Limitaciones para el ión cloruroTipo de concreto PorcentajeConcreto preesforzado 0.06 %Concreto armado con elementos de aluminio o fierro galvanizado 0.06 %Concreto armado expuesto a la acción de cloruros 0.10 %Concreto armado sometido a un ambiente húmedo pero no expuesto acloruros 0.15 %
Concreto armado seco o protegido de la humedad durante su vida pormedio de un recubrimiento impermeable 0.80 %
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
AGUA DE MAR
Al utilizar agua de mar en el concreto, deberá conocerse el contenido de salessolublesEl proyectista y el supervisor serán los que darán la autorización para usar agua demar en el mezclado; esta deberá figurar en el Cuaderno de Obras. Su uso se prohíbe enlos siguientes casos:
Prohibiciones del agua de mar
Concreto reesforzado. Concretos cuya resistencia a la compresión a los 28 días sea mayor de 175
kg/cm² Concretos con elementos de aluminio o fierro galvanizado embebidos. Concretos preparados con cementos de alto contenido de óxidos de alúmina. Concretos con acabado superficial de importancia. Concretos expuestos. Concretos masivos. Concretos colocados en climas cálidos. Concretos expuestos a la brisa marina. Concretos con agregados reactivos. Concretos en los que se utiliza cementos aluminosos.
Al usar el agua de mar como agua de mezclado, se debe recordar que:
a. No hay evidencia de fallas de estructuras de concreto simple preparadas con agua demar.b. El concreto preparado con agua de mar no produce variación en el asentamiento.c. Puede presentarse una aceleración en el fraguado y endurecimiento inicial de lamezcla.d. La resistencia de los morteros es mayor en los primeros días, en relación con losmorteros preparados con agua potable.e. Disminuye la resistencia a la compresión a los 28 días aproximadamente en un 12%.
f. Luego de 7 días la resistencia de los concretos tiende a disminuir.g. El agua de mar puede provocar corrosión en los elementos metálicos embebidos, porlo que su recubrimiento debe ser no menor de 70 mm.h. El concreto debe ser bien compactado, buscando la máxima densidad y la menorporosidad.i. Puede provocar eflorescencias.
REQUISITOS DEL COMITÉ 318 DEL ACI
El ACI en su Capítulo 3, acápite 3.4, fija los siguientes requisitos:
-El agua deberá estar limpia y libre de cantidades de sustancias nocivas.-El agua que contengan elementos de aluminio embebidos, no deberá contenercantidades nocivas de ion cloruro.-No deberá emplearse en el concreto, aguas no potables.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CONTROL DE AGUA EN OBRA
1. CALIFICACION INICIAL(Alternativa: ACI 318 y RNC f´c de Cubos de mortero mayor o igual que el 90% demortero de comparación con agua calificada.)
2. CONDICIONES DE ALMACENAJE Y USO3. ESTADISTICA DE COMPORTAMIENTO(Control mensual durante producción)
Limitaciones en la composición del agua de lavado para su empleo en el agua demezcla
Elemento Limitacióna) En concreto pretensazo o losas de
puentes
b) Cualquier otro concreto armado enambientes húmedo o con elementosembutidos de aluminio o metalesdeferentes con insertos galvanizados
500 ppm Máximo
1,000 ppm Máximo
Sulfatos (ión SO4) 3,000 ppm MáximoAlcalinidad (NaCHCo
3) 600 ppm Máximo
Sólidos en suspensión 50,000 ppm Máximo
NORMAS DE ENSAYO PARA EL AGUA
NTP 339.070: Toma de muestras de agua para la preparación y curado de morteros yconcretos de cemento Pórtland.NTP 339.071: Ensayo para determinar el residuo sólido y el contenido de materiaorgánica de las aguas.NTP 339.072: Método de ensayo para determinar por oxidabilidad el contenido demateria orgánica de las aguas.NTP 339.073: Método de ensayo para determinar el ph de las aguas.NTP 339.074: Método de ensayo para determinar el contenido de sulfatos de las aguas.NTP 339.075: Método de ensayo para determinar el contenido de hierro de las aguas.NTP 339.076: Método de ensayo para determinar el contenido de cloruros de las aguas.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
LA DOSIFICACION DEL CONCRETO
INDICEI. La Dosificación del concreto.II. Requisitos esenciales de las mezclas y factores que influyen en el diseño.III. Resistencia de diseño promedio.III.1. Criterios en la elecciónIII.2. El control como factor de selección.IV. Teorías y sistemas vigentes en el diseño de mezclas de concreto.V. El Método del ACI.VI. Pasos en el diseño.VII. Mezclas de prueba de obra y laboratorio.VIII. Limitaciones de las tablas.
Capitulo ILA DOSIFICACION DEL CONCRETO
ELEMENTOS QUE CONFORMAN EL CONCRETO
Proporciones En Volumen De Los Componentes Del Concreto
ELEMENTOS ACTIVOS
ELEMENTO PASIVO
Cemento+Arena+Piedra+Agua+Aditivos*+Aire
CONCRETO
Proporciones típicas enVolumen absolutas de losComponentes del concreto
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Capitulo II
REQUISITOS ESENCIALES DE LAS MEZCLAS Y FACTORES QUE INFLUYEN EN ELDISEÑO
Trabajabilidad FluidezConsistencia
EN ESTADO FRESCO
Tiempo de Fraguado
ENDURECIDO
FRESCO
PlásticaMoldeableTrabajableetc.
AislanteResistenteDurableetc.
CONCRETO
MATERIAL IDEAL PARA LA CONSTRUCCION
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Capitulo III
RESISTENCIA DE DISEÑO PROMEDIO
III.1.CRITERIOS EN LA ELECCION
Conocemos La Desviación Estándar (Ds)
EN ESTADO ENDURECIDO
Elasticidad
TracciónDiametral
Flexión
Resist. Compresión
SI NO
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
SE CUENTA CON RESULTADOS ESTADÍSTICOS DE PRODUCCIÓN
1. Si nuestro N° de muestras es > 30
El valor del f’cr de diseño será el MAYOR valor obtenido de ambas fórmulas
Considera la posibilidad de que:
El promedio de todos los grupos de tres ensayos de resistencia en compresiónconsecutivos sea mayor que el f’c.
La probabilidad de ocurrencia en la cual un ensayo este por debajo del f’c es de 1/100
Considera la posibilidad de que:Ningún ensayo de resistencia debe ser menor del f´c en más de 35 Kg/cm².
Tabla: Obtención del f’cr en función de la desviación estándar
2. Si nuestro N° de muestras es < 30, los valores de Ds presentes en las fórmulasanteriores serán amplificadas mediante los factores indicados en la siguiente tabla.
Tabla: Factor de incremento de la Desviación Estándar
f’cr = f’c + 1.34 Ds
f’cr = f’c + 2.33 Ds – 35
f’cr = f’c + 1.34 Ds
f’cr = f’c + 2.33 Ds - 35
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
NO SE CUENTA CON RESULTADOS ESTADÍSTICOS DE PRODUCCIÓN
3. Si nuestro N° de muestras es < 15 ó no se cuenten con registros sobre la desviaciónestándar del concreto:
a) El comité del ACI considera que el cálculo del f’cr será según la siguiente tabla.
f`c Especificado f`cr (Kg/cm2)
< 210 f`c + 70
210 - 350 f`c + 84
> 350 f`c + 98
b) El comité Europeo recomienda utilizar la siguiente fórmula:
v = Coeficiente de variación, cuyo valor se obtiene de la siguiente tabla:
Tabla: Coef. de Variación (v) en función al grado de control
f’cr = f’c / (1 - t*v )
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
III.3.EL CONTROL COMO FACTOR DE SELECCIÓN
Diseño, Construcción yEdificaciones De ConcretoEnsayos De Compresión
CONSIDERACIONES
1. Ensayo = Promedio de 2 probetas
Promedio
Tabla: Factor t
t = Factor quedepende del % de
resultados < f’c quese admiten o laprobabilidad de
ocurrencia, su valorse obtiene de lasiguiente tabla:
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
2. Cada 120 m³ concreto, mínimo 1 ensayo3. Por cada día de vaciado mínimo 1 ensayo4. Edad de rotura de probetas: 28 días
CRITERIO ACI 318
Método de Diseño:
Rotura:
Promedio f´c y
Individualmente >f´c -35 Kg/cm2
Ejemplo
f´c = 245 Kg/cm2
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
PROMEDIO DE TRES (3) PROBETAS
Capitulo IV
TEORIA Y SISTEMAS VIGENTES EN EL DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
METODOS PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS
Entre los métodos para el diseño de mezclas de concreto tenemos:
1. Métodos basados en curvas teóricas2. Métodos basados en curvas empíricas3. Método del Módulo de fineza de la combinación de agregados4. Método del Agregados Global5. Método Comité 211 ACI
METODOS BASADOS EN CURVAS TEÓRICAS
Este método asume que la distribución granulométrica tiene un comportamientoparabólico, cuya ecuación general es:
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Hubo varios investigadores que utilizaron este método para hallar sus parámetros,algunos de ellos son: FULLER, EMPA, POPOVICS, BOLOMEY, FAURY, etc.
Curvas Granulométricas Teóricas
Curvas Teóricas De Gradación Óptima
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Grafico Parábola De Bolomey
METODOS
BASADOS EN CURVAS EMPÍRICAS
Este método asume que la distribución granulométrica de la combinación de agregadosse ajusta a rangos o husos granulométricos basados en información estadísticaempírica. Algunos husos granulométricos conocidos son:-Los Husos DIN.-Los Husos Británicos
Huso Granulométrico DIN T.M. = 30mm
Huso Granulométrico Británicos T.M. = 19 mm
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
METODO DE LA FINEZA DE LA COMBINACION DE AGREGADOS
Este método considera el Módulo de Fineza de la mejor combinación. Para estoestablece la ecuación:
Donde:m = Módulo de Fineza de la combinaciónmf = Módulo de Fineza del Agregado finomg = Módulo de Fineza del Agregado grueso
Tabla: Módulo de Fineza de la Combinación de los agregados
Bolsas de Cemento por m3TMNA:G 6 7 8 93/8” 3,96 4,04 4,11 4,191/2” 4,46 4,54 4,61 4,693/4” 4,96 5,04 5,11 5,191” 5,26 5,34 5,41 5,49
1 1/2” 5,56 5,64 5,71 5,792” 5,86 5,94 6,01 6,093” 6,16 6,24 6,31 6,39
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
METODO DE DISEÑO 1 - 3
1) Conocer las características de los materiales2) Cálculo del T.N.M.3) Determinar la Resistencia promedio f’cr4) Cálculo del Asentamiento5) Cálculo Contenido de aire6) Cálculo de la relación a/c7) Factor Cemento = agua/(6)8) ∑Vol. Abs. = Vol. Cem. + Vol. Aire + Vol. Agua9) Volumen de agregados = 1 - (8)
METODO DE DISEÑO 2 - 310) Cálculo del Módulo de Fineza de la combinación de agregados.11) Cálculo del porcentaje de agregado fino, mediante la fórmula:
12) Cálculo del porcentaje de agregado grueso, mediante la fórmula:
METODO DE DISEÑO 3 – 3
13) Cálculo de los pesos secos de los agregados
Peso secoAF = Vol. A.F. x P.E. x 1000Peso secoAG = Vol. A.G. x P.E. x 1000
14) Cantidad de material por m³15) Corrección por humedad de los agregados
A.F. = Peso seco(1+%C.H.AF/100)A.G. = Peso seco(1+%C.H.AG/100)
16) Humedad Superficial
17) Agua Efectiva = Agua Diseño – Aporte Humedad18) Cantidad de material por m³ corregida por humedad.
A.F. = %C.H. - % Abs +A.G. = %C.H. - % Abs
Aporte de humedad
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
METODO DEL AGREGADO GLOBAL
Este método considera el porcentaje incidencia de cada agregado en el diseño demezcla, los porcentajes se controlan de tal forma que la combinación esté dentro dealgunos de estos husos.
METODO DE DISEÑO 1 - 3
1) Conocer las características de los materiales2) Cálculo del T.N.M.3) Determinar la Resistencia promedio f’cr4) Cálculo del Asentamiento5) Cálculo Contenido de aire6) Cálculo de la relación a/c7) Factor Cemento = agua/(6)8) ∑Vol. Abs. = Vol. Cem. + Vol. Aire + Vol. Agua9) Volumen de agregados = 1 - (8)
METODO DE DISEÑO 2 - 3
10) Cálculo de los porcentajes de agregado fino y grueso:
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
11) Cálculo de los volúmenes de los agregados fino y grueso:
Vol. A.F. = % A.F. x Vol. agregadosVol. A.G.= % A.G. x Vol. Agregados
METODO DE DISEÑO 3 – 3
13) Cálculo de los pesos secos de los agregados
Peso secoAF = Vol. A.F. x P.E. x 1000Peso secoAG = Vol. A.G. x P.E. x 1000
14) Cantidad de material por m³15) Corrección por humedad de los agregados
A.F. = Peso seco(1+%C.H.AF/100)A.G. = Peso seco(1+%C.H.AG/100)
16) Humedad Superficial
17) Agua Efectiva = Agua Diseño – Aporte Humedad18) Cantidad de material por m³ corregida por humedad.
Capitulo V
Piedra: 40%Arena: 60%
Piedra: 50%Arena: 50%
Piedra: 60%Arena: 40%
A.F. = %C.H. - % Abs +A.G. = %C.H. - % Abs
Aporte de humedad
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
EL METODO DE ACI PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS
Volumen Unitario De Agua(Lt/M³)
Tamaño Máximo del Agregado GruesoAsentamiento3/4 ´´ 1/2´´ 3/4´´ 1´´ 1 1/2´´ 2´´ 3´´ 6´´
Concreto sin aire incorporado1´´ a 2´´ 207 199 190 179 166 154 130 1133´´ a 4´´ 228 216 205 193 181 169 145 1246´´ a 7´´ 243 228 216 202 190 178 160
Concreto con aire incorporado1´´ a 2´´ 181 175 168 160 150 142 122 1073´´ a 4´´ 202 193 184 175 165 157 133 1196´´ a 7´´ 216 205 197 184 174 166 154
Tabla confeccionada por el comité ACI 211
Relación A/C Por ResistenciaRelación agua / cemento en peso
f´c(Kg/cm2) concreto sin aire
incorporadoconcreto con aire
incorporado
150 0,8 0,71200 0,7 0,61250 0,62 0,53300 0,55 0,46350 0,48 0,4400 0,43450 0,38
Tabla confeccionada por el comité ACI 211
Contenido De Aire Atrapado (%)
TMN Agregado Grueso Aire Atrapado3/8´´ 3,0%1/2´´ 2,5%3/4´´ 2,0%1´´ 1,5%
1 1/2´´ 1,0%2´´ 0,5%3´´ 0,3%4´´ 0,2%
Contenido de aire incorporado y total
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Contenido de aire total (%)T.N.M.AgregadoGrueso
ExposiciónSuave
ExposiciónModerada
ExposiciónSevera
3/8” 4,5 6,0 7,51/2” 4,0 5,5 7,03/4” 3,5 5,0 6,51” 3,0 4,5 6,0
1 ½” 2,5 4,5 5,52” 2,0 4,0 5,03” 1,5 3,5 4,56” 1,0 3,0 4,0
Peso del agregado grueso por unidad de volumen del concretob/bo
Modulo de fineza del Agregado FinoTMN A:G
2.40 2.60 2.80 3.003/8” 0.50 0.48 0.46 0.441/2” 0.59 0.57 0.55 0.533/4” 0.66 0.64 0.62 0.601” 0.71 0.69 0.67 0.65
1 ½” 0.76 0.74 0.72 0.702” 0.78 0.76 0.74 0.723” 0.81 0.79 0.77 0.756” 0.87 0.85 0.83 0.81
Tabla confeccionada por el comité ACI 211
Condiciones especiales de exposición
Condiciones de exposiciónRelación a/c máxima,enconcretos conagregadode peso normal
Resist. a lacompresiónmínima en concretoscon agregadoslivianos
Concreto de baja permeabilidada) Expuesto a agua dulceb) Expuesto a agua e mar o aguassolublesc) Expuesto a la acción de aguascloacales
0.500.450.45
260
Concretos expuestos a procesos decongelacióny deshielo en condiciones húmedasa) Sardineles, cunetas, secciones 0.45 300
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
delgadasb) Otros elementos
0.50
Protección contra la corrosión delconcretoexpuesto a la acción del agua de mar,aguasSalubres, neblina o rocíos de esta agua.
Si el recubrimiento mínimo seincrementa en 15 mm.
0.40
0.45
325
300
Tabla confeccionada por el comité ACI 211
Capitulo VI
PASOS DE DISEÑO
Los pasos a seguir son:
1. Condiciones GeneralesCemento:Marca: SOLTipo: IPeso específico: 3.13Agua:Agua potable de la red públicaPeso específico: 1000 Kg/m³
CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO:Resistencia especificada: 210 Kg/cm²
Asentamiento: 3” – 4”
Condiciones ambientales y de Exposición durante el vaciado:
Temperatura promedio ambiente: 20° C
Humedad relativa: 80%
Condiciones a la cual estará expuesta
Normales
Agregados:Agregado Fino GruesoCantera La Molina GloriaPerfil ChancadaPUS 1,723 1,462PUC 1,999 1,642Peso Especifico Seco 2.68 2.71Modulo de Fineza 2.95 6.68
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
% Absorción 0.81 0.85Cont. De humedad 0.81 0.45T.N.M -- 3/4"
Tamaño Nominal Máximo
TAMIZ(Pulg.) (mm)
PESO RET.(gr.) % RET. % RET.
ACUMU. % PASA
2 1/2" 632" 50
1 1/2" 37.51" 25 0 0.0 0.0 100.0
3/4" 19 5,648 69.3 69.3 30.71/2" 12.5 2,329 28.6 97.9 2.13/8" 9.5 46 0.6 98.4 1.6Nº 4 4.75 127 1.6 100.0 0.0Nº 8 2.38 0 0.0 100.0 0.0Nº 16 1.19
FONDOTamaño Máximo = Es el mayor tamiz por donde pasa todo el materialTamaño Nominal Máximo = Es el tamiz donde se produce el primer retenido
GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS
Módulo de Fineza = 2.95 Módulo de Fineza = 6.68
Determinar la Resistencia promedio f’cr:
Caso a) Contamos con datos estadísticos > 30 ensayos
Consideremos nuestra: Ds = 25 Kg/cm².
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
f’cr = f’c + 1.34 Ds = 210 + 1.34(25) = 243.5f’cr = f’c + 2.33 Ds – 35 = 210 + 2.33 (25) – 35 = 233.25
Caso b) Contamos con datos estadísticos < 30ensayos
Consideremos nuestra: Ds = 25 Kg/cm².Consideremos que tenemos 20 ensayos.De la tabla de incrementos para la Dsf’cr = f’c + 1.34 (Ds*Fact) = 210 + 1.34(25*1.08) = 246.2f’cr = f’c + 2.33 (Ds*Fact) – 35 = 210 + 2.33(25*1.08) – 35 = 237.9
f’cr = 245 Kg/cm²
Caso c) No se cuentan con datos estadísticos de ensayos
Utilizamos la siguiente tabla para det. f’cr
f’cr = f’c + 84 = 210 + 84 = 294
f’cr = 295 Kg/cm²
Caso f'cr (KG/cm2)
a 245
b 245
c 295
Para nuestro ejemplo consideraremos f’cr = 295 Kg/cm²
Determinar La Cantidad De Agua Por M³:
Tamaño Máximo del Agregado GruesoAsentamiento
3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/2" 2" 3" 6"Concreto sin aire incorporado
1" a 2" 207 199 190 179 166 154 130 113
3" a 4" 228 216 205 193 181 169 145 124
6" a 7" 243 228 216 202 190 178 160 --Concreto con aire incorporado
1" a 2" 181 175 168 160 150 142 122 107
3" a 4" 202 193 184 175 165 157 133 1196" a 7" 216 205 197 184 174 166 154 --
Agua por m³: 205 lt
f’cr = 245 Kg/cm²
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Determinar del contenido de aire:
TMN Agregado Grueso Aire Atrapado3/8" 3.0 %1/2" 2.5 %3/4" 2.0 %1" 1.5%
1 1/2" 1.0%2" 0.5%3" 0.3%4" 0.2 %
Determinar la relación a/c:
Relación agua / cemento en pesof``cr
(Kg/cm2) concreto sin aireincorporado
concreto con aireincorporado
150 0.80 0.71200 0.70 0.61250 0.62 0.53300 0.55 0.46350 0.48 0.40400 0.43450 0.38
Calculo del factor Cemento:
De la tabla,interpolado
valores tenemos:para
f´cr= 295(kg/cm2)a/c = 0.56
Cemento = agua/ a/c = 205/0.56 = 366
Cálculo del Peso de los agregados
Método del Módulo de fineza de la combinación de agregadosMétodo del Agregados GlobalMétodo Comité 211 ACI
Método de la Combinación de AgregadosConsideremos que vamos a utilizar 8 bolsas por m³ de concreto
Recordando que TMN = ¾”
Bolsas de Cemento por m3TMN A:G
6 7 8 93/8” 3,96 4,04 4,11 4,191/2” 4,46 4,54 4,61 4,693/4” 4,96 5,04 5,11 5,191” 5,26 5,34 5,41 5,49
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
1 1/2” 5,56 5,64 5,71 5,792” 5,86 5,94 6,01 6,093” 6,16 6,24 6,31 6,39
Método de la Combinación de AgregadosSiendo MF
arena=2.95, MF
piedra= 7.68 y m = 5.11 el % Agregado fino será:
El % Agregado grueso será:
Los volúmenes de los agregados serán:
Vol. A.G. = 0.605*57.9% = 0.350Vol. A.F. = 0.605*42.1% = 0.255
Entonces los pesos secos de los agregados serán:
Peso A.G.= 0.350*2.71*1000 = 948.5 KgPeso A.F.= 0.255*2.68*1000 = 683.4 Kg
Método del agregado global
Selección de los porcentajes de Agregados:
Piedra: 50%Arena: 50%
Piedra: 60%Arena: 40%
Piedra: 55%Arena: 45% Elección
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Método del agregado global
Cálculo del Volumen de Agregados:
Vol. A.G. = 0.605*55% = 0.333Vol. A.F. = 0.605*45% = 0.272
Los pesos secos serán:
Peso A.G.= 0.333*2.71*1000 = 902.4 KgPeso A.F.= 0.272*2.68*1000 = 729.0 Kg
Método del ACI
Cálculo del Peso del Agregado grueso:
Modulo de fineza del Agregado FinoTMN A:G 2.40 2.60 2.80 3.00
3/8” 0.50 0.48 0.46 0.441/2” 0.59 0.57 0.55 0.533/4” 0.66 0.64 0.62 0.601” 0.71 0.69 0.67 0.65
1 ½” 0.76 0.74 0.72 0.702” 0.78 0.76 0.74 0.723” 0.81 0.79 0.77 0.756” 0.87 0.85 0.83 0.81
De la tablainterpolando
valorestenemos:
b/bo = 0.605
Como P.U.C. del Agregado Grueso = 1642 Kg/cm3Peso seco del Agregado Grueso = 0.605x1642 = 993,41 Kg
Método del ACICálculo del Peso del Agregado Fino:
Material Peso (Kg) P.E Vol. AbsolutoCemento 366 3130 0.1170Agua 205 1000 0.2050Aire 0,02 0.0200Ag. Grueso 993.41 2710 0.3666
Total 0.7086
Volumen de Agregado Fino = 1 - 0.7086 = 0,2914Peso Seco Agregado Fino = 0,2914*2680 = 780,96 Kg
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
TABLA RESUMEN
Pesos Secos de Materiales por m³
Pesos secos (Kg)Materiales combinación
agregadosAgregado
Global ACICemento 366.0 366.0 366.0Agua 205.0 205.0 205.0Ag. Grueso 948.5 902.4 993.4Ag. Fino 683,4 729.0 781.0Aire 2% 2% 2%
Total 2202.9 2202.4 2345.4
Corrección por humedad de los agregados:A) Agregado Fino
Peso Húmedo A.F. = Peso secoAF (1+%C.H.AF/100
Comb. Agregados = 683.4(1+1.62/100) = 694.5 KgAgregado global = 729.0(1+1.62/100) = 740.8 KgACI = 781.0(1+1.62/100) = 793.7 Kg
B) Agregado Grueso
Peso Húmedo A.G. = Peso secoAG(1+%C.H.AG/100)
Comb. Agregados = 948.5(1+0.45/100) = 952.8 KgAgregado global = 902.4(1+0.45/100) = 906.5 KgACI = 993.4(1+0.45/100) = 997.9 Kg
Cálculo del aporte de agua de los agregados:
A) Agregado FinoAporte agua A.F. = Peso secoAF (%C.H. -%Abs)/100
Comb. Agregados = 683.4(1.62-0.81)/100 = 5.54 ltAgregado global = 729.0(1.62-0.81)/100 = 5.90 ltACI = 781.0(1.62-0.81)/100 = 6.33 lt
B) Agregado GruesoAporte agua A.G. = Peso secoAG (%C.H. -%Abs)/100
Comb. Agregados = 948.5(0.45-0.85)/100 = -3.79 ltAgregado global = 902.4(0.45-0.85)/100 = -3.61 ltACI = 993.4(0.45-0.85)/100 = -3.97 lt
El aporte de humedad de los agregados será:
Aporte humedad = Aporte agua AG + Aporte agua AFComb. Agregados = 5.54 lt + (-3.79 lt) = 1.75Agregado global = 5.90 lt + (-3.61 lt) = 2.29ACI = 6.33 lt + (-3.97 lt) = 2.36
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Cálculo del agua efectiva:
Agua Efectiva = Agua Diseño – Aporte Humedad
Comb. Agregados = 205 lt – 1.75 lt = 203.25 ltAgregado global = 205 lt – 2.29 lt = 202.71 ltACI = 205 lt – 2.36 lt = 202.64 lt
TABLA RESUMEN
Pesos Secos de Materiales por m³
Pesos Húmedo (Kg)Materiales combinación
agregados Agregado Global ACI
Cemento 366.0 366.0 366.0Agua 203.25 202.71 202.64
Ag. Grueso 952.8 906.5 997.9Ag. Fino 694.5 740.8 793.7Aire 2% 2% 2%
Total 2216.6 2216.0 2360.2
Capitulo VII
MEZCLAS DE PRUEBA EN OBRAY LABORATORIO
AJUSTES
PROBETAS
a/c
Comb. Agreg.
Uniformidad
MEZCLAS DEPRUEBA
NO
Consistencia
DISEÑOINICIAL
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
EN OBRA
Capitulo VIII
LIMITACIONES DE LAS TABLAS
1. Relación a/c
AGUA LIBRE /CEMENTO = (Agua incorporado a la mezcladora + Agua mantenidocomo humedad por los agregados antes del mezclado)
AGUA TOTAL /CEMENTO = (Agua libre + % Agua de absorción de los agregados)
AGUA DISEÑO / CEMENTO = Agua que interviene en la mezcla cuando el agregadoesta saturado superficialmente seco (no aporta ni absorbe agua)
AGUA EFECTIVA / CEMENTO = Agua Mezcla considerando condiciones reales dehumedad del agregado y efectiva corrección correspondiente
Para el cálculo de a/c se debe considerar:Peso agua Agregados + Agua añadida mezcladoraEn agregados:
% Abs bajo = AGUA LIBRE /CEMENTO - AGUA TOTAL/CEMENTO = Mínima% Abs alto =AGUA LIBRE /CEMENTO - AGUA TOTAL/CEMENTO = Alta
2. AGREGADOS
PERFIL DEL AGREGADOAngular (No considera semi- angular)Redondeado (No considera semi- angular)
AJUSTESHUMEDADTEMPERATURATIEMPO DE MEZCLADOSISTEMA DE DOSIFICACIONETC.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Superficies específicas menores
T.M.N.• Máx: 1 ½”• Diversas granulometrías• Diversos Módulos de fineza• Diversos Superficies Específicas
% ABSORCIÓN < 1.2 %
3. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓNPROBETAS (forma)ACI: Cilindros15 x 30 cm.BSIDINPROBETAS (curado)HUMEDOINTERPERIEQUIMICOSCEMENTO:TipoMarcaCalidad
4. Consistencia
- Función del tipo de agregadoAgua total de mezcla
Conclusiones
1. Establecera. Relación a/cb. Perfil del agregadoc. Texturad. Granulometría2. Diseño de Mezcla NO es un Procedimiento automático3. Los datos de la tabla y criterios ser utilizados como una guía ( 1º estimación)4. La experiencia del diseñador y el conocimiento profundo deben normar el diseñode mezclas.
5. Mezclas preparadas en el laboratorio
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
6. Mezclas preparadas en obra
ENSAYO DESTRUCTIVOS EN CONCRETO ENDURECIDO
(Extracción de Testigos Diamantinas)
Aplicación:Para evaluar la resistencia del concreto en una estructura:
•Cuando la resistencia de las probetas, modelados al pie de obre es baja.•Cuando han ocurrido anomalías en el desarrollo de la construcción.•Fallas de curado.•Aplicación temprana de cargas.•Incendio.•Estructuras antiguas.•No se cuenta con registros de resistencia, etc.
Equipo
Los testigos cilíndricos se extraen con un equiposonda provisto de brocas diamantadas.Calibrador o vernier con apreciación de por lomenos 0.5 mm
De la extraccion
El concreto ha adquirido suficiente resistenciapara que durante el corte no se pierda la adherencia entre el agregado y la pasta.En todos los casos, el concreto deberá tener por lo menos 14 días de colocado.
Deben tomarse 3 especimenes por cada resultado de resistencia que esté por debajode la resistencia a la Compresión especificada del concreto f'c.
Extracción de testigos diamantinos
Preparación, curado, refrendado:
Los testigos deben tener sus caras planas, paralelas entre ellas y perpendiculares al ejede la probeta.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Las protuberancias o irregularidades de las caras de en-sayo deberán ser eliminadasmediante aserrado cuando sobrepasen los 5 mm.La determinación de la longitud de un testigo estará dado por el promedio de 5mediciones con el vernier, con una aproximación de ±1 mm
Corte
Preparación, curado, refrendado:El ACI recomienda que si el concreto de la estructura va a estar seco durante lascondiciones de servicio, los corazones deberán secarse al aire (temperatura entre 15 y30°C, humedad relativa menor del 60%), durante 7 días antes de la prueba, y deberánprobarse secos.Si el concreto de la estructura va a estar superficialmente húmedo en esas condicionesde servicio, los corazones deben sumergirse en agua por lo me-nos durante 48 horas yprobarse húmedos.
Preparación, curado, refrendado: n, curado, refrendado:
La Norma ASTM establece, a diferencia del criterio del ACI, que las probetas seancuradas en húmedo, por 40 hrs. antes de la rotura. Antes del ensayo de compresión, laprobeta deberá ser re-frendada en ambas caras, de manera de obtener superficiesadecuadas. En este caso son de aplicación los métodos: ASTM C 17 y ASTM C 192.
Del Ensayo:
La resistencia obtenida sobre las probetas diamantinas deberá expresarse conaproximación de 0.1 Kg/cm2 cuando el diámetro se mide con aproximación de0.25 mm.; y de 0.5 cuando el diámetro es medido con aproximación de 2.5 mm.
Además deberán registrarse:
1. La longitud de la probeta.2. Las condiciones de humedad antes de la rotura3. El tamaño máximo del agregado en el concreto.4. La dirección en la aplicación de la carga de rotura con relación al plano longitudinalde colocación del concreto en obra.
De los resultados y su corrección:
-Si los testigos tengan una relación L/D < 2, se deberán ajustar los resultados delensayo de compresión, mediante la siguiente tabla:
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
RelacionLong. / Diam.
Fact. Correc.NTP
Fact. Correc.ASTM
2.00 1.00 1.001.75 0.99 0.981.50 0.97 0.961.25 0.94 0.941.00 0.91 0.92
De los resultados y su corrección:Los factores de corrección son aplicables a hormigones de 140 Kg/cm² a 420 Kg/cm².
Se estima que la resistencia de los testigos es, en general, inferior a la que podríaobtenerse de cilindros moldeados, con el mismo concreto, al pie de obra y curados porel método normalizado Esto se explica porque el curado normalizado es más intensoque el curado en obra.Los testigos suelen tener menor resistencia cerca de la superficie superior de laestructura. Al aumentar la profundidad. La resistencia se incrementa hasta un ciertolímite.
Evaluación de Resultados: El concreto de la zona representada por los testigosdiamantinos, se considerará estructuralmente adecuada si:
1. Promedio > ó = 85% f ‘c.
2. Ningún testigo ó ó < ó=75% f ‘c.
A fin de comprobar la precisión de las pruebas, se pueden volver a probar zonasrepresentativas de resistencias erráticas de los testigos.
ENSAYO PARA DETERMINAR EL NÚMERO DE REBOTE EN EL HORMIGONENDURECIDO(NTP 399.181)
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
RESEÑA HISTORICA
•CTN•Eneroa Mayo2000•PNTP 13 Agosto 2000•CTN a CRT 18/12/00Actualmente aprobada comoNTP
REFERENCIAS NORMATIVAS REFERENCIAS NORMATIVAS
ASTM C805 805-97 ASTM E177 ASTM -90a ACI 228.1R 1989
Definición (NTP 399.181)
“Método para determinar el numero de rebote en el hormigón endurecido”
Es un método de ensayo NO DESTRUCTIVO, el cual, en esencia en medir la dureza dela superficie, en un método rápido y simple que se aplica para evaluar laUNIFORMIDAD DEL CONCRETO in Situ.
Es de gran ayuda para identificar zonas donde el concreto es de pobre calidad o seencuentra concreto deteriorado.Se mide el rebote de un embolo cargado con un resorte después de haber golpeado unasuperficie plana de concreto
Definición (NTP 399.181)
Este método también nos puede dar una REFERENCIA con respecto a la resistencia delconcreto siempre en cuando que consideremos que para un determinado concreto elnúmero de rebotes puede ser afectado por:
Consideraciones a tener en cuenta: Humedad Forma y rigidez Tipo del agregado Edad del concreto La superficie del ensayo Profundidad de carbonatacion
Definición (NTP 399.181)
NTP 399.181METODO DE ENSAYOPARA DETERMINAR ELNÚMERO DE REBOTEEN EL HORMIGONENDURECIDO
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Todos los factores deben ser correctamente interpretados durante el proceso delensayo.
Debido a la incertidumbre inherente del método en la estimación de resistencia NO SERECOMIENDA como base para LA ACEPTACIÓN o RECHAZO de un concreto.
CAMPO DE APLICACION
Evalúa la uniformidad del concreto. Identifica concretos deteriorados Estimar el desarrollo de resistencia in-situ Correlación Esfuerzo vs. # Rebotes. Incertidumbre en la estimación de la
resistencia
EQUIPOS - ESCLEROMETROS
NORMALES DIGITALES
RESUMEN DEL METODO
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
1. Preparar la superficie a impactar retirando todo material de recubrimiento delconcreto a ensayar2. Impactar sobre la superficie en forma perpendicular; analizar la impresión en esta.Si se observara una superficie destrozada o aplastada se debe anular la lectura.
3. Leer el Número de rebote en la escala indicadora de martillo aproximándolo siemprea un número entero.4. Considerar separaciones entre cada punto de aproximadamente 2.54 cm (1”)
CALCULOS
Tomar mínimo 10lecturas
Descartar aquellas lecturas que se difieran enmás de 6 unidades del promedio
Descartar laserie
Determinar elnúmero de promedio
2 lecturasDifieren del
promedio
NOSI
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CALIBRACION DEL MARTILLO
Se efectúa una correlación entre la resistenciade un grupo de probetas y el N° Rebotesrespectivamente.
Grafico de CorrelaciónResistencia vs. N° Rebotes
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Reporte Del Informe
Fecha y hora de ensayo Ubicación de estructura ensayada Descripción del concreto Descripción del área de Ensayo Características de la superficie Altura sobre el nivel del terreno Condiciones del curado Identificación del Martillo Orientación del Martillo Numero de Rebote promedio Comentarios Edad del Concreto Promedio de cada área de ensayo
CONCRETO AUTOCOMPACTADO
Introducción
Un hecho bien conocido en la industria de la construcción, es que no hay un proyectoque sea igual a otro. Cada uno esta acompañado por un conjunto de par de parámetrosy circunstancias que generan un grado de complejidad superior al de otras industrias,obligando a proyectistas y constructores a trabajar con una mente sumamente flexible.
DEFINICION
Concreto de muy alta fluidez, que puede ser colocado por su propio peso, lograndouna buena consolidación, sin producir exudación, ni segregación.
Reología del Concreto Autocompactado
•Viscosidad•Cohesión•Fricción interna
Relación entre Slump y Facilidad de colocación
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CONCEPTOS APLICABLESAL CAC
Relación agua/finos. finos: 500 y 600 kg/m3 Relación piedra/arena. entre 0.72 y 0.80 Métodos especiales para medir la
consistencia.
Vis
cosi
dad
plás
tica
Fricción interna
Concretoautocompactado
Fibra de Acero
AltaResistencia
Normal
Comparación depropiedadesReologicas
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
EQUIPOS PARA MEDIR LA CONSISRENCIA
DISEÑO DE MEZCLAS
f´c 600 kg/cm2
Agua/mat.cement. 0.40
agua/finos 0.31
cemento Tipo I 450 kg/m3
microsilice 8 %
piedra/arena 0.72
HRWR Glenium 0.80 lt/100 kgde mc
extensibilidad 65 cm.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
PROPIEDADES AL ESTADO FRESCO•Mezclas cohesivas sin segregación•Extensibilidad de 66 a 72 cm, manteniendo el SLUMP por mayor tiempo.
•Vaciados hasta de 5m. de altura sin segregación
•Menor mano de obra en la colocación y compactación•No requiere vibrado•Buen desempeño mecánico y de durabilidad
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
PROPIEDADES AL ESTADO ENDURECIDO
•Reducción de contracción por secado y flujo plástico.•Incremento de la resistencia a la compresión•Impermeabilidad mejorada•Acabados superficiales mejorados
Evolución de los AditivosReductores de Agua Reductores de Agua
1930 Lignosulfonatos
1940 Gluconatos
1970 Naftalenos sulfonados
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
1980 Melamina sulfonada
1990 Copolimeros vinilicos
2000 PolicarboxilatoModificado (HRWR)
Modo de acción de HRWR tradicional
Modo de acción de HRWR Glenium
VENTAJAS EN LA PRODUCCION DE CONCRETO AUTOCOMPACTADO
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
PRECAUCIONES CON LOS CONCRETOS AUTOCOMPACTADOS
Proceso constructivo orientado al uso de Concreto Autocompactado, planificación deactividades para aprovechar sus ventajas, adaptación del personal a los nuevosconceptos, curado oportuno y eficiente.• Encofrados preparados para presiones superiores• Encofrados estancos para evitar fugas de lechada• Control de calidad diferente en relación con el SLUMP.
APLICACIONES
•Concretos de alto desempeño•Concreto vaciado bajo el agua•Concretos de alta resistencia•Industria de prefabricados•Elementos de secciones delgadas•Edificaciones, puentes, pavimentos...
CONCLUSIONES
• La tecnología para producir Concreto Autocompactado es accesible y alcanzable.• Se obtiene un concreto mucho más homogéneo y durable• El exceso de finos no incrementa la tendencia a la contracción• Productividad en la construcción• Buen desempeño en pisos y pavimentos• Uso de materiales de última generación.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CONCRETOS ESPECIALES
Introducción
La clasificación de los concretos especiales está relacionada con las variantes yadiciones en los componentes y en la innovación de los equipos de produccióncolocación y compactación.La cantidad de tipos de concreto es muy amplia por lo que solo trataremos lasprincipales, ya que cada día se desarrollan nuevos avances en esta área.
Concreto Masivo
Para la construcción de estructuras de grandes dimensiones donde el problema delcalor de hidratación es un factor crítico por los grandes volúmenes de concreto.Su uso está ligado principalmente en la construcción de Represas.
Concreto Compactado con rodillos
Es un tipo de concreto masivo en que la compactación se realiza con el equipoconvencional de para movimiento de tierras y compactación de suelos.La particularidad de este concreto esta en el control de la cantidad de finos y elcontenido de humedad para lograr una compactación adecuada.
Concreto Ligero
Empleado en la industria de los prefabricados o donde es requerido disminuir lascargasMuertas. Los agregados empleados para este tipo de concreto tienen bajas densidadesobteniéndose P.U. en el orden de los 1500 – 1800 Kg/m³
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Hay que tener muy presente la alta porosidad de los agregados el cual originan %absorción elevadas, además como son muy débiles a la abrasión tienden a incrementarlos finos con las consecuencias de la pérdida de la trabajabilidad.
Concreto Ligero Agregado fino
Propiedades Valor
Módulo de Fineza 2.45
Peso Unitario Suelto ( Kg/m³) 1,589
Peso Unitario Compactado ( Kg/m³) 1,777
Peso Específico 1.98
Contenido de Humedad ( % ) 0.30
Porcentaje de Absorción ( % ) 15.6
Concreto Ligero Agregado Grueso
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Propiedades Físicas Valor
Tamaño Nominal Máximo 1 ½”
Módulo de Fineza 7.84
Peso Unitario Suelto ( Kg/m³) 1,589
Peso Unitario Compactado ( Kg/m³) 1,777
Peso Específico 1.74
Contenido de Humedad ( % ) 0.30
Porcentaje de Absorción ( % ) 29.6
Concreto Pesado
Empleado en la fabricación de plantas nucleares donde hay la necesidad de atenuar laradioactividad.Los P.U. de este concreto están dentro del rango de los 2700– 5000 Kg/cm²En la elaboración de estos concretos se utilizan el agregado grueso cuyo pesoespecífico varia entre 3.4 y 7.5.
Tipo Agregado Peso Específico P.U. Concreto(Kg/cm² )
Limonita, Geotita 3.4 – 3.8 3000 – 3300Baritina 4.0 – 4.4 3400 – 3800
Ilmenita, HematitaMagnetita 4.2 – 5.0 3600 – 4000
Acero, Hierro 6.5 – 7.5 5200 – 5800
Concreto Pesado
Un aspecto básico a tomarse en cuenta para elaborar esta clase de concreto es quemientras mayor sea la diferencia entre los Pesos Específicos del fino y el grueso habrámayor segregación.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Concreto Pesado Agregado fino
Propiedades Valor
Módulo de Fineza 2.62
Peso Unitario Suelto ( Kg/m³) 1,689
Peso Unitario Compactado ( Kg/m³) 1,897
Peso Específico 2.74
Contenido de Humedad ( % ) 0.30
Porcentaje de Absorción ( % ) 2.6
Concreto Pesado Agregado Grueso
Propiedades Físicas Valor
Tamaño Nominal Máxio 3/4”
Módulo de Fineza 6.10
Peso Unitario Suelto ( Kg/m³) -
Peso Unitario Compactado ( Kg/m³) -
Peso Específico 4.03
Contenido de Humedad ( % ) 0.30
Porcentaje de Absorción ( % ) 0.95
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Concreto Presforzado
El presfuerzo puede definirse en términos generales como el precargado de unaestructura, antes de la aplicación de las cargas de diseño requeridas, hecho en formatal que mejore su comportamiento general. Una de las mejores definiciones delconcreto presforzado es la del Comité de Concreto Presforzado del ACI, que dice:Concreto presforzado: Concreto en el cual han sido introducidos esfuerzos internos detal magnitud y distribución que los esfuerzos resultantes de las cargas externas dadas seequilibran hasta un grado deseado.
Métodos de Presforzado
En el concreto presforzado existen dos categorías:1. El pretensazo2. El postensado.
1. El Concreto Pretensado
Los miembros del concreto pretensado presforzado se producen estirando o tensandolos tendones entre anclajes externos antes de vaciar el concreto y al endurecerse elconcreto fresco, se adhiere al acero.Cuando el concreto alcanza la resistencia requerida, se retira la fuerza presforzanteaplicada por gatos, y esa misma fuerza es transmitida por adherencia, del acero alconcreto.
El Método Pretensazo
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
2. El Concreto Postensado
En el caso de los miembros de concreto postensado, se esfuerzan los tendonesdespués, de que ha endurecido el concreto y de que se haya alcanzado suficienteresistencia, aplicando la acción de los gatos contra el miembro de concreto mismo.
Intercambio vial sur Av. Javier Prado (El trébol)
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Viaducto elevado postensado del tren eléctrico
Concreto de alta Resistencia
Esta clase de concreto resulta de adicionar a un concreto normal un aditivo mineral(microsílice).La microsílice (cuyo tamaño es 1/100 las el cemento) contiene óxido de Sílice (SiO
2) en
grandes cantidades que al reaccionar con el cemento mejora las características del gely consecuentemente las del concreto.Las resistencias en compresión pueden llegar hasta los 1800 Kg/cm²
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Concreto Autocompactante
Esta clase de concreto resulta de adicionar a un concreto normal un aditivo concretonormal un aditivo superplastificante.Esta clase de concreto no necesita utilizar la vibración para el acomodo del concreto.Su uso en estructuras con mucho congestionamiento de refuerzo, instalaciones, etc.
Concreto lanzado (Shotcrete)
Su principal aplicación es en Túneles dondese necesita un concreto de gran resistenciacon mucha rapidez.
El Shotcrete consiste en lanzar por un tubouna mezcla de concreto a la que se le añadeun aditivo acelerante que produce unendurecimiento muy veloz, mientras lamezcla va impactando sobre la superficie arecubrir
Shotcrete – Sistemas de aplicación
Vía Seca
Cuando los agregados, el cemento y el aditivo (en polvo) se lanzan mezclados y en lasalida de la manguera se suministra el agua para producir la hidratación; cuando eladitivo acelerante es líquido se diluye en el agua.
Esta sistema tiene la desventaja que el operador es el que aplica el agua en función dela adhesión de la mezcla, por lo que no se puede hablar de una relación a/c definida.
Vía Húmeda
Cuando la mezcla de concreto es lanzada con todo incorporado añadiéndose en lasalida de la manguera el aditivo Este sistema tiene la ventaja que el operador nocontrola la cantidad de agua ya que la mezcla sale dosificada. La desventaja es el
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
tiempo en el transporte, ya que ocasiona complicaciones con el fraguado del concretoantes de ser lanzado.
Un problema común es establecer la compatibilidad entre el cemento y el acelerante
Los acelerantes en polvo obligan a teneragregados muy secos ya que si los agregadostuvieran algo de humedad provocarían lareacción del aditivo y el inicio de lahidratación antes del lanzado.
Los acelerantes líquidos aplicados en dilucióncon el agua no ocasionan problemas con lamezcla además de controlarse la uniformidadde su uso.
Para que el acelerante cumpla con los requisitos para emplearse en shotcrete seensayan 3 muestras, en el cual:-El fraguado inicial debe producirse en un tiempo entre 1 y 3 minutos-El fraguado final debe producirse en un tiempo máximo de 12 minutosHay que tener en cuenta que si bien es cierto los acelerantes van a producir unasresistencias iniciales altas, al final puede disminuir hasta en un 30% con relación alconcreto sin aditivo.
Los diseñadores tiene que considerar la alta dispersión que tiene este concreto pese atener un buen control de calidad en la producción y colocación.La Desviación Estándar en el Shotcrete es por lo menos el doble que las que se tienecon un concreto normal. Esta demostrado que la adición del cemento tiene un límite apartir del cual no se producen incrementos en la resistencia.
El diseño de mezclas para Shotcrete es parecido a un diseño normal con la variaciónque para este tipo de concreto el agua por m³ debe corresponder a un slump de 2” -3”
El Comité ACI 506.2 –91, recomienda que la granulometría total de los agregadoscumpla con los siguientes husos granulométricos:
% pasaMalla Gradación 1 Gradación 2 Gradación 33/4" -- -- 1001/2" -- 100 80-953/8" 100 90-100 70-90Nº 4 95-100 70-85 50-70Nº 8 80-100 50-70 35-55Nº 16 50-85 35-55 20-40Nº 30 25-60 20-35 10-30Nº 50 10-30 8-20 5-17Nº 100 2-10 2-10 2-10
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Concreto premezclado
En la actualidad la tendencia es cada vez mayor a usar el concreto premezclado, cuyasespecificaciones lo indica la norma NTP 339.114(ASTM C-94)
La norma NTP 339.114establece una serie de requerimientos necesarios que debecumplir este tipo de concreto como son:
Concreto premezclado -Bases de Compra
La compra se efectuará en metros cúbicos de concreto fresco.El volumen de concreto de una determinada tanda será obtenido del peso total de latanda entre el peso unitario del concreto.El peso unitario se calculará de acuerdo a NTP 339.046 del promedio de 3 medicionesen un contenedor de ½” pie³ El volumen de concreto originado por los desperdicios,sobre excavación, deformación de encofrados, etc. NO son responsabilidad delproveedor.
Concreto premezclado –Materiales
Cementos Agregados Agua Aditivos
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Cada uno debe cumplir con sus respectivas normas
Para el empleo aguas de calidad cuestionable se prepararán muestras y se compararáncon concreto preparados con agua normal.Se utilizarán esta agua si cumplen con los siguientes criterios de aceptación:
Criterio de aceptación Limites Método de EnsayoResistencia a la compresión, % min.
A 7 días 90 NTP 334.051
tiempo de fraguado, desviación delcontrol
1:00 antes1:30 después NTP 339.082
El empleo de aguas para el lavado de mixer se utilizará si se cumplen con losrequisitos químicos indicados en la siguiente tabla:
Criterio de aceptación Límites Método de EnsayoCloruro como Cl
Concreto pretensado o tablero parapuentes
Otros concretos reforzados
10003000
NTP 339.076
Sulfatos como SO4, ppm 3000 3000 NTP 339.074Álcalis como ( Na
2O+0.658 K
2O), ppm 600
Sólidos totales, ppm 50000 50000 NTP 339.088
Concreto premezclado –Requisitos de calidad
El comprador deberá especificar lo siguiente:-Tamaño Nominal Máximo de los agregados-Asentamiento deseado-Si se utiliza incorporador de aire, el % de aire promedio-En el caso de concretos ligeros, la masa unitaria como masa húmeda.-La opción utilizada (A, B ó C) como base para determinar las proporciones delconcreto para producir una calidad requerida.
OPCION A
El comprador exige que el proveedor asuma toda la responsabilidad sobre el diseño demezclas El comprador especificará la resistencia e compresión requerida f’c.Previo alenvío del concreto, el proveedor deberá suministrar por escrito al comprador:-La dosificación del diseño de mezclas-La calidad de los materiales a utilizarse-Las proporciones a utilizarse el concreto requerido
OPCION B
El comprador asume la responsabilidad para el diseño de mezcla, para esto deberáespecificar lo siguiente:-Contenido de cemento m³-Contenido de agua-Porcentaje de humedad-Tipo, nombre y dopaje del aditivo
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Previo al envío del concreto, el proveedor deberá suministrar por escrito al comprador:
-Procedencia de los agregados y sus propiedades-La dosificación del diseño de mezclas y los resultados
OPCION CEl comprador requiera que el proveedor asuma la responsabilidad para del diseño demezcla con un contenido mínimo de cemento especificado, el comprador tambiéndeberá especificar lo siguiente:-Resistencia en compresión requerida-Contenido mínimo de cemento en bolsas o Kg/m³-Tipo, nombre y dopaje del aditivo
Previo al envío del concreto, el proveedor deberá suministrar por escrito al comprador:-Procedencia de los agregados y sus propiedades-La dosificación del diseño de mezclas y los resultados
Concreto premezclado –Tolerancias en el slump
Si se especifica un valor “máximo”o “no debe exceder”, entonces las tolerancias para elslump se indican en la siguiente tabla:
Asentamiento especificadoTipo tolerancia
3” >3”
En exceso 0 0
En defecto -1 ½” - 2 ½”
Si NO se especifica un valor “máximo”o “no debe exceder”, entonces las toleranciaspara el slump se indican en la siguiente tabla:
Asentamiento Tolerancia
≤2” ½”
2” < slump ≤4” 1”
> 4” 1 ½”
Concreto premezclado –Planta de dosificación
Deberá estar provista de:a. Compartimientos separados para agregadosb. Medios de control precisosc. Balanzas precisas que permitan descargas totales
Las balanzas para pesar podrán ser de cualquier tipo con tal que en un ensayo decarga estática para cuarto de la capacidad tenga una aproximación de ±4% de lacapacidad totalSe deberá disponer de pesos patrón con la finalidad de chequear la exactitud de lasbalanzas.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Concreto premezclado –Mezcladores y Agitadores
Los mezcladores estacionarios deberán estar equipados de una placa metálica en elcual se indique:a. La capacidad máxima del volumen de concretob. La velocidad de mezclado del tambor
Los camiones mezcladores o agitadores deberán estar equipados de una placa metálicaen el cual se indique:-El volumen bruto del tambor.-La capacidad del tambor Cuando la mezcla empieza en la planta fija, el volumen deconcreto mezclado ≤63% del volumen del tambor Cuando el concreto es trasportado enel camión mezclador, el volumen de concreto mezclado ≤80% del volumen del tambor.
Para que el concreto sea satisfactorio, se realizarán ensayos tomadas después de lasdescarga de aproximadamente 15% y 85% de la tanda. Estas dos muestras deberáncumplir con los requisitos de uniformidad siguientes:
Mezcladores
Agitadores
Estacionarios
CamionesMezcladores
CamionesAgitadores
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Ensayo Max. Diferencia entreensayos
peso unitario 16Contenido de aire % 1Asentamiento4"4" a 6"
1"1 1/2"
porción de la masa de Agregado gruesoretenidasobre la malla Nº 4, %
6
peso unitario libre de aire, % 1.6f`c a 7 días, % 7.5
Concreto premezclado –Mezclado y Entrega
Si el mixer fue aprobado para la entrega del concreto, NO se deberá añadir agua demezclado EXCEPTO si el slump es menor que el especificado. El tambor será girado con30 revoluciones o más hasta que la uniformidad del concreto este dentro de loslímites. La descarga del concreto será completada dentro de:-1 ½ horas -El tambor hayagirado 300 revoluciones Estas limitaciones pueden ser obviadas por el comprador si elconcreto tiene un asentamiento tal que después de haber alcanzado alguno de laslimitaciones anteriores, puede ser colocado sin la adición de agua.
El concreto entregado en clima frío tendrá una temperatura mínima el cual se indica enla siguiente tabla:
Tamaño de la secciónmm (Pulg)
Temperaturamínima
°C
< 300 (12”) 13300 a 900 (12” a 36”) 10900 a 1800 (36” a 72”) 7
> 1800 (72”) 5
La máxima temperatura del concreto producido con agregados calentados, aguacaliente o ambos, no excederá los 32 °C. En climas cálidos el proveedor enviará elconcreto premezclado a la temperatura más baja posible, sujeta a la aprobación delcomprador.
Concreto premezclado –Guía de Información
Antes de la descarga de la tanda el proveedor entregará al comprador una guíaconteniendo:1. Nombre de la planta de premezclado2. Número de serie de la boleta3. Fecha
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
4. Número de camión
5. Nombre del comprador6. Designación de la obra (nombre y ubicación)7. Clase, especificación o designación del concreto8. Cantidad de concreto en m³9. Tiempo del cargado o del primer mezclado del cemento y los agregados10. Agua adicionada por el receptor del concreto y sus iniciales
Con fines de certificación, el proveedor entregará al comprador una guíaconteniendo:
1. Número de revoluciones en el momento de la primera adición de agua.2. Tipo, marca y cantidad de cemento3. Tipo, marca y cantidad de aditivos4. Información necesaria para calcular el agua total de mezclado por el proveedor5. Tamaño máximo del agregado6. Pesos del agregado fino y grueso7. Certificación aprobada de los materiales8. Firma o iniciales del representante de la planta de premezclado.
OTROS CONCRETOS
Concreto anti contracción Concreto con fibras Concreto Refractario Concreto Celular Concreto fluido, etc
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
AGREGADOS
DEFINICIONES
Llamados también áridos, son un conjunto de partículas de origen natural oartificial; que pueden ser tratados o elaborados y cuyas dimensiones estáncomprendidas entre los límites fijados por la Norma Técnica Peruana 400.011.Los agregados pueden constituir hasta las tres cuartas partes en volumen, de unamezcla típica de concreto; razón por la cual haremos un análisis minucioso y detenidode los agregados utilizados en la zona.
Los agregados deberán cumplir con los siguientes requerimientos:
Los agregados empleados en la preparación de los concretos de peso normal (2200 a2500 kg/m3) deberán cumplir con los requisitos de la NTP 400.037 o de la NormaASTM C 33, así como los de las especificaciones del proyecto.
Los agregados finos y gruesos deberán ser manejados como materialesindependientes. Si se emplea con autorización del Proyectista, el agregadointegral denominado “hormigón” deberá cumplir como lo indica la Norma E.060.
Los agregados seleccionados deberán ser procesados, transportados manipulados,almacenados y dosificados de manera tal de garantizar:
1) Que la pérdida de finos sea mínima;2) Se mantendrá la uniformidad del agregado;3) No se producirá contaminación con sustancias extrañas;
No se producirá rotura o segregación importante en ellos.Los agregados expuestos a la acción de los rayos solares deberán, si es necesario,enfriarse antes de su utilización en la mezcladora.
Si el enfriamiento se efectúa por aspersión de agua o riego, se deberá considerar lacantidad de humedad añadida al agregado a fin de corregir el contenido de agua de lamezcla y mantener la relación agua - cemento de diseño seleccionada.
Dependiendo de sus dimensiones la Norma Técnica Peruana, clasifica y denomina a losagregados en:
a) AGREGADO FINOSe define como agregado fino al proveniente de la desintegración natural o artificialde las rocas, que pasa el tamiz 9.51 mm. (3/8”) y queda retenido en el tamiz 74um (Nº200) que cumple con los limites establecidos en la NTP 400.037.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
El agregado fino deberá cumplir con los siguientes requerimientos:
El agregado fino puede consistir de arena natural o manufacturada, o una combinaciónde ambas. Sus partículas serán limpias, de perfil preferentemente angular, duro,compactas y resistentes.
El agregado fino deberá estar libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones,partículas escamosas o blandas, esquistos, pizarras, álcalis, materia orgánica, sales, uotras sustancias dañinas.
El agregado fino deberá estar graduado dentro de los límites indicados en laNTP 400.037. Es recomendable tener en cuenta lo siguiente:
La granulometría seleccionada deberá ser preferentemente continua, con valoresretenidos en las mallas Nº4, Nº8, Nº16, Nº30, Nº50 y Nº100 de la serie de Tyler.El agregado no deberá retener más del 45% en dos tamices consecutivoscualesquiera.
En general, es recomendable que la granulometría se encuentre dentro de lossiguientes límites: NTP 400.037
Tabla
MALLA PORCENTAJE QUE PASA3/8” 100Nº4 95-100Nº8 80-100Nº16 50-85Nº30 25-60Nº50 10-30Nº100 2-10
El porcentaje indicado para las mallas Nº50 y Nº100 podrá ser reducido a 5% y 0%respectivamente, si el agregado es empleado en concretos con aire incorporado quecontenga más de 225 kgs. de cemento por metro cúbico, o si se emplea un aditivomineral para compensar la deficiencia en los porcentajes mencionados.
El módulo de fineza del agregado fino se mantendrá dentro del límite de 0.2del valor asumido para la selección de las proporciones del concreto;siendo recomendable que el valor asumido esté entre 2.35 y 3.15. Si excedeel límite indicado de 0.2, el agregado podrá ser rechazado por la Inspección,o alternativamente ésta podrá autorizar ajustes en las proporciones de la mezcla paracompensar las variaciones en la granulometría. Estos ajustes no deberán significarreducciones en el contenido de cemento.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
El agregado fino no deberá indicar presencia de materia orgánica cuando ella esdeterminada de acuerdo a los requisitos de la NTP 400.013.
Podrá emplearse agregado fino que no cumple con los requisitos de la norma indicadossiempre que:La coloración en el ensayo se deba a la presencia de pequeñas partículas de carbón,lignito u otras partículas similares; oRealizado el ensayo, la resistencia a los siete días de morteros preparados con dichoagregado no sea menor del 95% de la resistencia de morteros similares preparadoscon otra porción de la misma muestra de agregado fino previamente lavada con unasolución al 3% de hidróxido de sodio.
El porcentaje de partículas inconvenientes en el agregado fino no deberá exceder delos siguientes límites:Lentes de arcilla y partículas desmenuzables………………………….………….3%Material más fino que la Malla Nº200:
a) Concretos sujetos aabrasión……………………………………………………….3%
b) Otrosconcretos..……….………….……………………………………………0.5%Carbón:1) Cuando la apariencia superficial del concreto es importante…………….0.5%2) Otros Concretos……………………………………………….…………………..1%
Finalmente, la granulometría deberá corresponder a la gradación C de lasiguiente tabla (similar a la normalizada por el ASTM).GRANULOMETRIA DEL AGREGADO FINO, NTP 400.037Tabla N
PORCENTAJE DE PESO (MASA) QUE PASATAMIZ
LIMITES TOTALES *C M F9.5 mm (3/8) 100 100 100 1004.75 mm (Nº4) 89 – 100 95 – 100 89 – 100 89 – 1002.36 mm (Nº8) 65 – 100 80 – 100 65 – 100 80 – 1001.18 mm (Nº16) 45 – 100 50 – 85 45 – 100 70 – 100600 um (Nº30) 25 – 100 25 – 60 25 – 80 55 – 100300 um (Nº50) 5 – 70 10 – 30 5 – 48 5 – 70150 um (Nº100) 0 – 12 2 – 10 0 - 12* 0 – 12
* Incrementar a 5% para agregado fino triturado, excepto cuando se use parapavimentos.
b) AGREGADO GRUESOSe define como agregado grueso al material retenido en el tamiz 4.75 mm. (N º4) y cumple los límites establecidos en la NTP 400.037.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
El agregado grueso podrá consistir de grava natural o triturada, piedra partida, oagregados metálicos naturales o artificiales. El agregado grueso empleado en lapreparación de concretos livianos podrá ser natural o artificial.
El agregado grueso deberá cumplir con los siguientes requerimientos:Deberá estar conformado por partículas limpias, de perfil preferentemente angular,duras, compactas, resistentes, y de textura preferentemente rugosa.Las partículas deberán ser químicamente estables y deberán estar libres de escamas,tierra, polvo, limo, humus, incrustaciones superficiales, materia orgánica, sales uotras sustancias dañinas.Es recomendable tener en consideración lo siguiente: Según NTP400.037 ó la NormaASTM C33La granulometría seleccionada deberá ser de preferencia continua.La granulometría seleccionada deberá permitir obtener la máxima densidad delconcreto, con una adecuada trabajabilidad y consistencia en función de lascondiciones de colocación de la mezcla.La granulometría seleccionada no deberá tener más del 5% del agregado retenido enla malla de 11/2” y no más del 6% del agregado que pasa la malla de ¼”.
El agregado grueso debería estar graduado dentro de los límites especificados en laNTP 400.037, tal como sigue:
REQUISITOS GRANULOMETRICOS DEL AGREGADO GRUESOTabla
% QUE PASA POR LOS TAMICES NORMALIZADOS
100mm
90mm
75mm
63mm
50mm
37,5mm
25mm
19mm
12,5mm
9,5mm
4,75mm
2,36mm
1,18mm
Nº
A.S.T.M
TAMAÑO
NOMINAL
4” 3.5”
3” 2.5”
2” 1.5” 1” ¾” ½” 3/8”
Nº4 Nº8 Nº16
131/2”a11/2”
100
90a100
25a60
0a15
0a5
221/2”a11/2”
100
90a100
35a70
0a15
0a5
32”a1”
100
90a100
35a70
0a15
0a5
3572”a
100
95a
35a
10a
0a
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Nº4 100
70 30 5
411/2”a¾”
100
90a100
20a55
0a15
0a5
46711/2”aNº4
100
95a100
35a70
10a30
0a5
51”a½”
100 90a100
20a55
0a10
0a5
561”a3/8”
100 90a100
40a85
10a40
0a15
0a5
571”aNº4
100 95a100
25a60
0a10
0a5
6¾”a3/8”
100
90a10
20a55
0a15
0a5
67¾”aNº4
100
90a100
20a55
0a10
0a5
7½”aNº4
100 90a100
40a70
0a15
0a5
93/8”aNº8
100
85a100
10a30
0a10
0a5
Las Normas de Diseño Estructural recomiendan que el tamaño nominal máximo delagregado grueso sea el mayor que pueda ser económicamente disponible, siempre queél sea compatible con las dimensiones y características de la estructura. Se consideraque, en ningún caso el tamaño nominal máximo del agregado no deberá ser mayor de:Un quinto de la menor dimensión entre caras de encofrados; oUn tercio del peralte de las losas; oTres cuartos del espacio libre mínimo entre barras o alambres individuales derefuerzos; paquetes de barras; torones; o ductos de presfuerzo.En elementos de espesor reducido, o ante la presencia de gran cantidad de armadura;se podrá con autorización de la Inspección reducir el tamaño nominal máximo delagregado grueso, siempre que se mantenga una adecuada trabajabilidad y se cumpla
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
con el asentamiento requerido, y se obtenga las propiedades especificadas para elconcreto.
El porcentaje de partículas inconvenientes en el agregado grueso no deberá excederde los siguientes valores:Arcilla …………………………………………………………………………………0.25%Partículas deleznables…………………………………………………………..….5.00%Material más fino que pasa la malla N º 200……………………………………..1.00%Carbón y lignito:
1) Cuando el acabado superficial del concreto es deimportancia.…………..0.50%2) Otros concretos…………………………..…………………………..…………1.00%El agregado grueso cuyos límites de partículas perjudiciales excedan a los indicados,podrá ser aceptado siempre que en un concreto preparado con agregado de la mismaprocedencia; haya dado un servicio satisfactorio cuando ha estado expuesto demanera similar al estudiado; o en ausencia de un registro de servicios siempre que elconcreto preparado con el agregado tenga características satisfactorias, cuandoes ensayado en el laboratorio.
- El agregado grueso empleado en concreto para pavimentos, en estructurassometidas a procesos de erosión, abrasión o cavitación, no deberá tener una perdidamayor del 50% en el ensayo de abrasión realizado de acuerdo a la NTP 400.019 óNTP 400.020, ó a la Norma ASTM C 131.
- EL lavado de las partículas de agregado grueso se deberá hacer con aguapreferentemente potable. De no ser así, el agua empleada deberá estar libre desales, materia orgánica, o sólidos en suspensión.
c) ARENALa NTP 400.011 define a la arena como el agregado fino proveniente de ladesintegración natural de las rocas.También se define la arena como el conjunto de partículas o granos de rocas,reducidas por fenómenos mecánicos, naturales acumulados por los ríos y corrientesacuíferas en estratos aluviales y médanos o que se forman en in-situ pordescomposición; o el conjunto de piedras producidas por acción mecánica artificial, lasprimeras son las arenas naturales; y las segundas, las arenas artificiales.Se clasifican según la “Comisión de Normalización” de la Sociedad de Ingenieros delPerú como sigue:Arena Fina 0.05 a 0.5 mm.Arena Media 0.5 a 2.0 mm.Arena gruesa 2.0 a 5.0 mm.
d) GRAVA
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
La NTP 400.011 define a la grava como el agregado grueso, proveniente dela desintegración natural de materiales pétreos, encontrándoselescorrientemente en canteras y lechos de ríos depositados en forma natural.
e) PIEDRA TRITURADA O CHANCADALa NTP 400.011 define como el agregado grueso obtenido por trituraciónartificial de rocas o gravas.
f) HORMIGON
La NTP 400.011 define al hormigón como al material compuesto de grava yarena empleado en forma natural de extracción.En lo que sea aplicable, se seguirá para el hormigón las recomendacionescorrespondientes a los agregados fino y grueso.El hormigón deberá estar libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones,partículas blandas o escamosas, sales, álcalis, materia orgánica, u otrassustancias dañinas para el concreto. Su granulometría deberá estar comprendidaentre la malla de 2” como máximo y la malla Nº100 como mínimo.
El hormigón deberá ser manejado, transportado y almacenado de manera tal degarantizar la ausencia de contaminación con materiales que podrían reaccionar conel concreto.El hormigón deberá emplearse únicamente en la elaboración de concretos conresistencias en compresión, hasta de 100 kg/cm2 a los 28 días. El contenidomínimo de cemento será 255 kg/m3.
g) TAMAÑO NOMINAL MAXIMO DEL AGREGADO GRUESO
La NTP 400.011 lo define como la abertura de la malla del tamiz que indicala Norma de malla menor, por lo cual el agregado grueso pasa del 95% al100%.
h) MODULO DE FINEZA
El denominado módulo de fineza, representa un tamaño promedio ponderado de lamuestra de arena, pero no representa la distribución de las partículas.Es un factor empírico obtenido por la suma dividida por cien de los porcentajesretenidos acumulados de los siguientes tamices NTP: 149 um (Nº 100), 297 um(Nº50), 595um (Nº 30), 1.19mm (Nº 16), 2.38 mm (Nº 8), 4.76 mm (Nº4), 9.51 mm(3/8”), 19.00mm (3/4”), 38.1mm (11/2”), 76.2 mm (3”) y mayoresincrementando en la relación de 2 a 1.Nota.- Para el cálculo del módulo de fineza del agregado fino, se tomarásólo hasta el tamiz 9.51 mm(3/8”), según la NTP 400.011.En la apreciación del módulo de fineza, se estima que las arenas comprendidas entre losmódulos 2.2 y 2.8 producen concretos de buena trabajabilidad y reducida
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
segregación; y que las que se encuentran entre 2.8 y 3.2 son las más favorables paralos concretos de alta resistencia.
i) MATERIAL QUE PASA Y MATERIAL RETENIDO
La NTP 400.011 considera que un agregado “pasa” por un tamiz, siempre queéste no retenga más de un 5% en peso del material tamizado. Se dice que unagregado es “retenido” por un tamiz cuando éste no deja pasar más de un5% en peso del material tamizado.
j) PESO ESPECÍFICO Y ABSORCION (NTP 400.021 - NTP 400.022)
PESO ESPECÍFICO
El peso específico de los agregados es un indicador de calidad, en cuanto que losvalores elevados corresponden a materiales de buen comportamiento, mientras quepara bajos valores generalmente corresponde a agregados absorbentes y débiles.
PESO ESPECIFICO DEL AGREGADO FINO (NTP 400.022)
La presente norma establece el método de ensayo para determinar el peso específico(densidad); peso especifico saturado con superficie seca, el peso específico aparentey la absorción después de 24 horas en agua del agregado fino.Las definiciones que se sugieren en la presente norma son:
- PESO ESPECÍFICO
Es la relación a una temperatura estable, de la masa de un volumen unitario dematerial, a la masa del mismo volumen de agua destilada libre de gas.
- PESO ESPECÍFICO APARENTE
Es la relación a una temperatura estable, de la masa en el aire, de un volumen unitariode material, a la masa en el aire de igual densidad de un volumen igual de aguadestilada libre de gas, si el material es un sólido, el volumen es igual a la porciónimpermeable.
- PESO ESPECÍFICO DE MASA
Es la relación, a una temperatura estable, de la masa en el aire de un volumen unitariode material (incluyendo los poros permeables e impermeables naturales del material); ala masa en el aire de la misma densidad, de un volumen igual de agua destilada libre degas.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
- PESO ESPECÍFICO DE MASA SATURADO SUPERFICIALMENTE SECO
Es lo mismo que el peso específico de masa, excepto que la masa incluye el agua enlos poros permeables.Nota: El peso específico anteriormente definido está referido a la densidad delmaterial, conforme al Sistema Internacional de Unidades.
PESO ESPECÍFICO DEL AGREGADO GRUESO (NTP 400.021)
Es la relación a una temperatura estable de la masa en el aire de un volumen unitario dematerial, a la masa en el aire de igual densidad de un volumen igual de agua destiladalibre de gas.
ABSORCIÓN DEL AGREGADO FINO (NTP 400.022)
La presente norma, establece el método de ensayo para determinar el porcentaje deabsorción (después de 24 horas en el agua).Podemos definir la absorción, como la cantidad de agua absorbida por el agregadosumergido en el agua durante 24horas. Se expresa como un porcentaje del peso delmaterial seco, que es capaz de absorber, de modo que se encuentre el materialsaturado superficialmente seco.La absorción del agregado grueso se determina por la NTP 400.021.
K) CONTENIDO DE HUMEDAD (NTP 400.010)
La presente norma, establece el método de ensayo para determinar el contenido dehumedad del agregado fino y grueso.Los agregados se presentan en los siguientes estados: seco al aire, saturadosuperficialmente seco y húmedos; en los cálculos para el proporcionamiento de loscomponentes del concreto, se considera al agregado en condiciones de saturado ysuperficialmente seco, es decir con todos sus poros abiertos llenos de agua y libre dehumedad superficial.Los estados de saturación del agregado son como sigue:
PESO VOLUMETRICO UNITARIO (NTP 400.017)
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
La norma establece el método para determinar el peso unitario de agregados finos ygruesos.Se denomina peso volumétrico del agregado, al peso que alcanza un determinadovolumen unitario. Generalmente se expresa en kilos por metro cúbico. Este valor esrequerido cuando se trata de agregados ligeros o pesados y para convertircantidades en volumen y viceversa, cuando el agregado se maneja en volumen.
m) FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL
La forma y textura de las partículas de agregados influyen grandemente en losresultados a obtenerse en las propiedades del concreto. Existiendo un efecto deanclaje mecánico que resulta más o menos favorable en relación con el tamaño, laforma, la textura superficial y el acomodo entre ellas, también se producen fenómenosde adherencia entre la pasta de cemento y los agregados, condicionados por estosfactores; que contribuyen en el comportamiento de resistencia y durabilidad delconcreto.
FORMA
Por naturaleza los agregados tienen una forma irregularmente geométrica, compuestapor combinaciones aleatorias de caras redondeadas y angularidades.Bryan Mather establece que la forma de las partículas está controlada por la redondezo angularidad y la esfericidad, dos parámetros relativamente independientes.En términos meramente descriptivos, la forma de los agregados se define en:Angular : Poca evidencia de desgaste en caras y bordes.Subangular : Evidencia de algo de desgaste en caras y bordes.Subredondeada : Bordes casi eliminados.Muy redondeadas: Sin caras ni bordes.
La esfericidad resultante de agregados procesados, depende mucho del tipo dechancado y la manera como se opera.La redondez está más en función de la dureza y resistencia al desgaste de la abrasión.
Los agregados con forma equidimensional producen un mejor acomodo entre partículasdentro del concreto, que los que tienen forma plana o alargada y requieren menosagua, pasta de cemento, o mortero para un determinado grado de trabajabilidad delconcreto.TEXTURARepresenta qué tan lisa o rugosa es la superficie del agregado. Es una característicaligada a la absorción, pues los agregados muy rugosos tienen mayor absorción que loslisos; además que producen concretos menos plásticos pues se incrementan la fricciónentre partículas dificultando el desplazamiento de la masa.
LAPA HUMAREDA, RaúlUNIVERSIDAD NACIONAL SANCRISTOBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERIA MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL / ESCUELA DE FORMACION
PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL