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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE NICARAGUA (UNAN – MANAGUA) FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIÓN INGENIERIA CIVIL

CONCRETO REFORZADO I

Profesor: Ing. Bayardo Arroliga. Carrera: Ingeniería Civil. Grupo: IC5V. Integrantes:     

Hector Fajardo Gutiérrez----------------------------12-04175-6 Carolina Gabriela Zamorio Delgado---------------11-04584-8 Yindira Estefany Centeno----------------------------12-04037-0 Gilberth Alberto Avendaño Cruz--------------------12-04014-9 Kassandra Yokasta Jarquín Rossman------------12-04261-4

Fecha de Entrega: Jueves 14 de abril del 2016

INTRODUCCION En este presente informe abordaremos sobre la gran importancia que tienen los diferentes tipos de concreto en el ámbito de la construcción así como también la funcionabilidad y las distintas características que estos poseen de acuerdo a la gran variedad de sus respectivos usos. Generalmente el concreto es la unión de cemento, agua, aditivos, grava y arena lo que nos da una mezcla llamada concreto. El cemento representa sólo el 15% en la mezcla del concreto por lo que es el que ocupa menor cantidad en volumen; sin embargo su presencia en la mezcla es esencial. El concreto es un material durable y resistente pero, dado que se trabaja en su forma líquida, prácticamente puede adquirir cualquier forma. .Esta combinación de características es la razón principal por la que es un material de construcción tan popular para exteriores. El concreto de uso común, o convencional, se produce mediante la mezcla de tres componentes esenciales, cemento, agua y agregados, a los cuales eventualmente se incorpora un cuarto componente que genéricamente se designa como aditivo.

OBJETIVOS Objetivo general:  Investigar sobre los diferentes tipos de concretos que se utilizan en los proyectos de obras civiles. Objetivos específicos:  Conocer la importancia de cada uno de los tipos de concreto y su utilidad en las obras civiles.  Describir las características y ventajas de cada uno de los concretos.

Concreto presforzado El presfuerzo significa la creación intencional de esfuerzos permanentes en una estructura o conjunto de piezas, con el propósito de mejorar su comportamiento y resistencia. Los principios y técnicas del presforzado se han aplicado a estructuras de muchos tipos y materiales, la aplicación más común ha tenido lugar en el diseño del concreto estructural. El presfuerzo puede definirse en términos generales como el precargado de una estructura, antes de la aplicación de cargas de diseño requeridas, hecho en forma tal que mejore su comportamiento general. En este tipo de concreto se introducen esfuerzos internos de tal magnitud y distribución que los esfuerzos resultantes de las cargas externas, se equilibren hasta un grado deseado. Dos de las aplicaciones más importantes que tiene el presforzado se han realizado y desarrollado al construir grandes estructuras marítimas (puertos, terminales fuera de la costa, plataformas fijas y flotantes para la producción del petróleo) y estaciones de energía nuclear. Al concreto presforzado también se le conoce como pre comprimido; esto significa que antes de empezar su vida de trabajo se le aplican esfuerzos de compresión en aquellas zonas donde se desarrollarán esfuerzos de tensión bajo de trabajo. El concreto es muy resistente ante la compresión, pero débil en tensión, considérese una viga de concreto simple soportando una carga: Al incrementar la carga, la viga se deflexiona ligeramente y después falla repentinamente. Bajo la carga, los esfuerzos en la viga serán de compresión en las fibras superiores, y de tensión en las inferiores. Es probable que la viga se agriete en su parte inferior y sufra rupturas, aún con cargas relativamente pequeñas, debido a la baja resistencia del concreto a la tensión, mientras que con el uso del concreto presforzado los esfuerzos de compresión introducidos en las zonas donde se desarrollan los esfuerzos de tensión bajo la carga, resistirán o anularán estos esfuerzos de tensión. En este caso, el concreto reacciona como si tuviese una alta resistencia a la tensión propia y en tanto que los esfuerzos de tensión no excedan a los esfuerzos de precompresión, no podrán presentarse agrietamientos en la parte inferior de la viga. Ventajas y desventajas del concreto presforzado Ventajas 

Se tiene una mejoría del comportamiento bajo la carga de servicio por el control del agrietamiento y la deflexión

 Permite la utilización de materiales de alta resistencia  Elementos más eficientes y esbeltos, menos material  Mayor control de calidad en elementos pretensados (producción en serie). Siempre se tendrá un control de calidad mayor en una planta ya que se trabaja con más orden y los trabajadores están más controlados  Mayor rapidez en elementos pretensados. El fabricar muchos elementos con las mismas dimensiones permite tener mayor rapidez Desventajas 

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Se requiere transporte y montaje para elementos pretensados. Esto puede ser desfavorable según la distancia a la que se encuentre la obra de la planta Mayor inversión inicial Diseño más complejo y especializado (juntas, conexiones, etc.) Planeación cuidadosa del proceso constructivo, sobre todo en etapas de montaje. Detalles en conexiones, uniones y apoyos.

Concreto pretensado El término pretensado se usa para describir el método de pre tensionado en el cual las armaduras activas de la pieza se tesan antes del vertido del Concreto. El Concreto se adhiere al acero en el proceso de fraguado, y cuando éste alcanza la resistencia requerida, se retira la tensión aplicada a los cables y es transferida al hormigón en forma de compresión. Este método produce un buen vínculo entre las armaduras y el Concreto, el cual las protege de la oxidación, y permite la transferencia directa de la tensión por medio de la adherencia del Concreto al acero. La mayoría de los elementos pretensados tienen un tamaño limitado debido a que se requieren fuertes puntos de anclaje exteriores que estarán separados de la pieza a la distancia correspondiente a la que se deberán estirar las armaduras. Consecuentemente, éstos son usualmente prefabricados en serie dentro de plantas con instalaciones adecuadas, donde se logra la reutilización de moldes metálicos o de concreto y se pueden pretensar en una sola operación varios elementos. Las piezas comúnmente realizadas con Concreto pretensado son dinteles, paneles para cubiertas y entrepisos, vigas, viguetas y pilotes, aplicados a edificios, naves, puentes, gimnasios y estadios principalmente. Algunas características básicas del concreto pretensado es que son: 1. Piezas Prefabricada. 2. El Presfuerzo se aplica antes que las cargas. 3. El anclaje se da por adherencia. 4. La acción del pre esfuerzo es interna. 5. El acero tiene trayectorias rectas.

6. Las piezas son generalmente simplemente apoyadas (elemento estático). VENTAJAS DEL CONCRETO PRETENSADO         

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Mejora el comportamiento estructural. Conlleva un uso más eficiente de los materiales, por lo que permite reducir el peso y el costo total de la estructura. Mayor resistencia frente a fenómenos de fatiga. Menores deformaciones. Disminuye las fisuras del Concreto, aumentando su vida útil. Permite el uso óptimo de materiales de alta resistencia. Importancia de luces que salvan. Se utiliza una baja cuantía de acero, sobretodo una baja cuantía de armadura pasiva. Se obtienen elementos más eficientes y esbeltos, con menos empleo de material. En vigas, por ejemplo, se utilizan alturas del orden de L/20 a L/23, donde L es la luz de la viga, a diferencia de L/10 utilizado en el Concreto armado. Disminuyen las alturas y secciones de los elementos. Menos peso para pilares y fundaciones. Rapidez de ejecución. Poco personal en obra. DESVENTAJAS DEL CONCRETO PRETENSADO

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La falta de coordinación en el transporte de los elementos pretensados o de los materiales y herramientas para el postensado, puede encarecer el montaje. En general, la inversión inicial es mayor por la disminución en los tiempos de construcción. En ocasiones, se requiere también de un diseño relativamente especializado de armaduras, uniones y apoyos. Se debe planear y ejecutar cuidadosamente el proceso constructivo, sobre todo en las etapas de montaje y colados en sitio. El cálculo suele ser más complejo.

Algunas de los materiales y tipo de acero utilizados en el concreto pretensado: Acero de presfuerzo: El acero de presfuerzo es el material que va a provocar de manera activa momentos y esfuerzos que contrarresten a los causados por las cargas. Existen tres formas comunes de emplear el acero de presfuerzo: alambres paralelos atados en haces, cables torcidos en torones, o varillas de acero.

1. Alambres: Se fabrican individualmente laminando en caliente lingotes de acero hasta obtener alambres redondos que, después del enfriamiento, pasan a través de troqueles para reducir su diámetro hasta su tamaño requerido. El proceso de estirado se ejecuta en frío, lo que modifica notablemente sus propiedades mecánicas e incrementa su resistencia. Posteriormente se les libera de esfuerzos residuales mediante un tratamiento continuo de calentamiento hasta obtener las propiedades mecánicas prescritas. Los alambres se fabrican en diámetros de 3, 4, 5, 6, 7, 9.4 y 10 mm y las resistencias varían desde 16.000 hasta 19.000 kg/cm2. Los alambres de 5, 6 y 7 mm pueden tener acabado liso, dentado y tridentado. 2. Torón: El torón se fabrica con siete alambres firmemente torcidos cuyas características se mencionaron en el párrafo anterior; sin embargo, las propiedades mecánicas comparadas con las de los alambres mejoran notablemente, sobre todo la adherencia. El paso de la espiral o hélice de torcido es de 12 a 16 veces el diámetro nominal del cable. Los torones pueden obtenerse entre un rango de tamaños que va desde 3/8” hasta 0.6” de diámetro, siendo los más comunes los de 3/8” y de 1/2" con áreas nominales de 54.8 y 98.7 mm2, respectivamente. 3. Varillas de acero de aleación: La alta resistencia en varillas de acero se obtiene mediante la introducción de algunos minerales de ligazón durante su fabricación. Adicionalmente se efectúa trabajo en frío en las varillas para incrementar aún más su resistencia. Después de estirarlas en frío se les libera de esfuerzos para obtener las propiedades requeridas. Las varillas de acero de aleación se producen en diámetros que varían de 1/2" hasta 13/8”. Acero de refuerzo: El uso del acero de refuerzo ordinario es común en elementos de Concreto pretensionado. La resistencia nominal de este acero es Fy = 4,200 kg/cm2. Este acero es muy útil para: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Aumentar Ductilidad. Aumentar Resistencia. Resistir Esfuerzos de Tensión y Compresión. Resistir Cortante y Torsión. Restringir agrietamiento por maniobras y cambios de temperatura. Reducir Deformaciones a largo plazo. Confinar al Concreto.

Tipos de Concreto utilizados para el Concreto pretensionado. Generalmente se requiere un Concreto de mayor resistencia para el trabajo de pretensionado que para el Concreto Armado. Un factor por el que es determinante la necesidad de Concretos más resistente, es que el Concreto de alta resistencia

está menos expuesto a las grietas por contracción que aparecen frecuentemente en el concreto de baja resistencia antes de la aplicación del Presfuerzo. Es importante seguir todas las recomendaciones y especificaciones de cada proyecto a fin de cumplir con las solicitaciones requeridas. Puesto que con una cantidad excesiva de cemento se tiende a aumentar la contracción, es deseable siempre un factor bajo de cemento. Con este fin, se recomienda un buen vibrado siempre que sea posible, y para aumentar la maniobrabilidad pueden emplearse ventajosamente aditivos apropiados.

Concreto postensado Se denomina concreto postensado aquel concreto al que se somete, después del vertido y fraguado, a esfuerzos de compresión por medio de armaduras activas (cables de acero) montadas dentro de vainas. A diferencia del concreto pretensado, en el que las armaduras se tensan antes del hormigonado, en el postensado las armaduras se tensan una vez que el concreto ha adquirido su resistencia característica. Al igual que en el concreto pretensado, la ventaja del postensado consiste en comprimir el concreto antes de su puesta en servicio, de modo que las tracciones que aparecen al fletar la pieza se traducen en una pérdida de la compresión previa, evitando en mayor o menor medida que el concreto trabaje a tracción, esfuerzo para el que no es un material adecuado.

DEFINICION: El Postensado o pre esfuerzo se define como un estado especial de esfuerzos y deformaciones que es inducido para mejorar el comportamiento estructural de un elemento. Se esfuerzan los tendones después de que ha endurecido el hormigón y de que se haya alcanzado suficiente resistencia, aplicando la acción de los gatos contra el miembro de concreto mismo. La ventaja del postensado consiste en comprimir el hormigón antes de su puesta en servicio, disminuyendo su trabajo a tracción, esfuerzo para el que no es un material adecuado. Por medio del pre esfuerzo se aumenta la capacidad de carga y se disminuye la sección del elemento. Se Inducen fuerzas opuestas a las que producen las cargas de trabajo mediante cable de acero de alta resistencia al ser tensado contra sus anclas. La aplicación de estas fuerzas se realiza después del fraguado, utilizando cables de acero enductados para evitar su adherencia con el concreto. Postensado: Contrario al pretensado el Postensado es un método de pres forzado en el cual el tendón que va dentro de unos conductos es tensado después de que el concreto ha fraguado. Así el pres fuerzo es casi siempre ejecutado externamente contra el concreto endurecido, y los tendones se anclan contra el concreto inmediatamente

después del pres forzado. Esté método puede aplicarse tanto para elementos prefabricados como colados en sitio. Generalmente se colocan en los moldes de la viga conductos huecos que contienen a los tendones no esforzados, y que siguen el perfil deseado, antes de vaciar el concreto.

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Especificaciones Técnicas: Usos: En losas postensadas, en las cuales se requiera un esfuerzo mínimo de compresión de 175 kg/cm2 para el tensado a 72horas (tres días) y de 161 kg/cm2 a 48 horas (2 días). Recomendaciones de Uso: • Cumplir con las normas y recomendaciones existentes para los procedimientos de colocación, manejo, vibrado, protección y curado.

• Cumplir con las normas básicas del manejo de concreto certificado.

• Tener en cuenta prácticas de acabado o nivel superior del concreto en el elemento, con el fin de minimizar rajaduras. • Garantizar el sellado de formaletas y el uso de materiales que eviten deformaciones, con el fin de disminuir desperdicios. Ventajas: • Calidad comprobada • Rapidez en la construcción Reducción de los materiales de construcción hasta un 40%de hormigón y un 75% de acero. • Rentabilidad por rendimiento en la obra Eficiencia en la utilización del concreto. • Reducción de acero de refuerzo a cantidades mínimas. • Aligeramiento de la estructura. • Menor peso de estructura. • Menos peso de cimientos. •Disminuye los efectos de sismo. • Precisión en diseño utilizando el “Método de Elemento Finito • Dimensionar las fuerzas reactivas del presfuerzo con gran precisión. Precauciones: Por ser un proceso realizado en obra, es importante prever:- La falta de coordinación en el transporte de los elementos, puede encarecer el montaje- Se debe planear y monitorear cuidadosamente el proceso constructivo, sobre todo en las etapas de montaje y colados en sitio.

Concreto de alto rendimiento El concreto de alto rendimiento es el que supera las propiedades y la constructibilidad del concreto convencional. Para producir estos concretos especialmente diseñados, se usan materiales normales y especiales y pueden ser necesarias prácticas especiales de mezclado, colocación (colado) y curado. Normalmente, un gran número de pruebas de desempeño es necesario para demostrar la satisfacción de las necesidades específicas del proyecto. Las características del concreto de alto desempeño se desarrollan para aplicaciones y ambientes particulares. Algunas de las propiedades que se pueden requerir incluyen: 

Alta resistencia

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Alta resistencia inicial

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Alto módulo de elasticidad

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Alta resistencia a abrasión

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Alta durabilidad y vida útil larga en ambientes severos

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Baja permeabilidad y difusión

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Resistencia al ataque químico

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Tenacidad y resistencia al impacto

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Fácil colocación

Los concretos de alta resistencia se producen con materiales de alta calidad, cuidadosamente seleccionados y con la optimización del diseño de la mezcla. Estos materiales se dosifican, se mezclan, se colocan, se compactan y se curan con los más altos niveles de la industria. Típicamente, estos concretos tienen una relación agua materiales cementantes de 0.20 a 0.45. Se usan normalmente reductores de agua para volverlos fluidos y trabajables. El concreto de alto desempeño casi siempre tiene mayor resistencia que el concreto normal. Sin embargo, la resistencia no siempre es la principal propiedad requerida. Por ejemplo, un concreto con resistencia normal con durabilidad bien alta y baja permeabilidad se lo considera con propiedades de alto desempeño.

Elementos prefabricados de concreto reforzados.  ELEMENTOS DE CONCRETO REFORZADOS Concreto Reforzado Este tipo de concreto contiene material que aumenta su integridad estructural y esta uniformemente distribuido, las cuales pueden ser fibras de acero, fibras de vidrio, fibras sintéticas y fibras naturales. De esta forma aumenta sus capacidades a soportar esfuerzos que el concreto simple no podría soportar de otra forma. Entre las propiedades importantes del concreto reforzado se encuentran la gran resistencia al fuego y efectos de interperismo, la estabilidad de su durabilidad, el poco costo que requiere la supervisión durante su construcción, la versatilidad para su empleo en formas arquitectónicas caprichosas, propiedades que constituyen la fuerza que genera avances en la tecnología y conocimientos sobre el concreto reforzado.  CONCRETO REFORZADO CON FIBRAS DE VIDRIO Las aplicaciones del concreto reforzado con fibra de vidrio (conocido como GRC o GFRC, por sus siglas en inglés) son fundamentales dentro de la prefabricación, usada profusamente en sectores como la restauración, ha dado soluciones a

cerramientos de fachadas y a piezas de lo que se ha llamado “piedra artificial”. Puesto que conforma elementos de espesor muy reducido (en torno a 12 mm o ½ pulgada), es obvio que definirlo con características de resistencia a compresión no es apropiado.

 USO EN LA CONSTRUCCIÓN El concreto se refuerza para darle fuerza extensible adicional; sin el refuerzo, muchos edificios concretos no habrían sido posibles. • El concreto reforzado puede abarcar muchos tipos de estructuras y de componentes, incluyendo losas, paredes, vigas, columnas, fundaciones, marcos y más.  ACERO El acero de refuerzo empleado en estructuras de concreto reforzado se puede dividir, por su forma, en corrugado y liso. Por sus mejores características de adherencia con el concreto, generalmente se emplea el acero corrugado. Las características esfuerzo - deformación del acero estructural, en pruebas a tensión uniaxial. Hasta el punto de fluencia, la relación es aproximadamente lineal. Para el diseño de elementos estructurales comúnmente empleados en estructuras arquitectónicas, considerando los niveles de deformación a los que se verán sujetos y eliminando los elementos de claro corto, puede asumirse que las barras de acero estructural no incursionarán en el rango de endurecimiento por deformación. Por lo que generalmente se considera a las características esfuerzo deformación en el acero estructural como perfectamente elasto – plásticas.  MEDIDAS ANTICORROSIÓN En los climas mojados y fríos, el concreto reforzado para los caminos, los puentes, las estructuras que parquean y otras estructuras a los cuales puede ser expuesto el a la sal puede beneficiar de uso de la inmersión de recubrimiento epoxi, barra galvanizada o de la barra de acero inoxidable, aunque el buen diseño y una mezcla bien elegida del cemento pueden proporcionar la suficiente protección para muchos usos. Los impermeabilizantes incluyen la pintura, las películas y papel de aluminio, fieltros o esteras de la tela selladas con alquitrán, y capas de bentonita arcilla, usada a veces para sellar capas de balasto.  ELEMENTOS DE CONCRETO ARMADO Una estructura debe ser segura contra el colapso y funcional en su uso para que cumpla con sus propósitos. El funcionamiento requiere que las deflexiones sean suficientemente pequeñas, las vibraciones se minimicen etc. La seguridad requiere que la resistencia sea adecuada para todas las cargas previsibles, si las cargas y la resistencia pudieran predecirse.

Los factores determinantes en la resistencia por adherencia y anclaje de un elemento de concreto reforzado son los siguientes: a) Resistencia del concreto: Debido al estado de esfuerzos a que se somete el concreto en la vecindad del acero, a mayor resistencia a tensión del concreto la resistencia por adherencia será mayor. b) Características dimensionales del acero de refuerzo: Como se explicó antes, el uso del acero corrugado, por el mecanismo que se genera entre la corrugación y el concreto, provoca aumento en la resistencia por adherencia. c) Posición y orientación del acero de refuerzo: La resistencia por adherencia en aceros colocados verticalmente resulta mayor que para aceros colocados horizontalmente.

CONCLUSIÓN En conclusión luego de haber estudiado los distintos tipos de concreto de acuerdo a la característica que posee cada uno de estos, en base a los diferentes usos en los proyecto, sabemos que es de mucha importancia conocer la utilidades que se le puede dar según especificaciones y que cumplan con las normativas. Ya que en la actualidad en el ámbito de la ingeniería el uso de concreto es muy útil e indispensable en donde claramente sabemos que dia a dia estamos tratando de adquirir un concreto lo más eficientemente efectivo y eficaz en el uso que le deseamos dar como profesional en el momentos de diseñar.