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• Miguel Fernando Condori Flores

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1.-

Defina el Concreto Presforzado?

El presforzado puede definirse en términos generales como el precargado de una estructura, antes de la aplicación de las cargas de diseño requerida, hecho en forma tal que mejore su comportamiento general. Aunque los principios y las técnicas de presforzado se han aplicado a estructuras de muchos tipos y materiales, la aplicación más común ha tenido lugar en el diseño del concreto estructural. En esencial, el concreto es un material que trabaja a compresión. Su resistencia a la tención es mucho más baja que a la compresión, y en muchos casos, al diseñar, se deja fuera de consideración aquélla. Por tanto., el presforzado del concreto implica naturalmente la aplicación de una carga compresiva, previa a la aplicación de las cargas anticipadas de diseño, en forma tal que se reduzcan o eliminen los esfuerzos de tensión que de otra forma. 2.- Indicar la diferencia entre : Presfuerzo Parcial Presfuerzo Total. Y dibujar el diagrama de tensiones. En los inicios del desarrollo del concreto presforzado, el objetivo del presfuerzo fue la eliminación de los esfuerzos de tensión en el concreto bajo cargas de servicio. Se trataba de crear un material nuevo, enteramente homogéneo que permaneciera sin agrietar y respondiera elásticamente hasta llegar a las cargas máximas previstas. Esta clase de diseño, cuando los esfuerzos de tenciones límites en el concreto bajo la totalidad de cargas de servicio son cero, se conoce generalmente como presfuerzo total , en tanto que el diseño alternativo, en el cual una cierta cantidad de esfuerzo de tensión es permitida en el concreto sujeto a la totalidad de la carga de servicio se denomina de presfuerzo parcial .

3.- Explicar los métodos de presforzado? Aunque se han empleado muchos métodos para producir el estado deseado de precompresión en los miembros de concreto, todos los miembros de concreto presforzado pueden considerarse dentro de una de dos categorías: Pretensado o postensado . Los miembros de concreto pretensado presforzado se producen restirando o tensando los tendones entre anclajes extremos antes de vaciar el concretol Al endurecerse el concreto fresco, se adhiere al acero. Cuando el concreto alcanza la resistencia requerida, se adhiere al acero. Cuando el concreto alcanza la resistencia requerida, se retira la fuerza presforzante aplicada por gatos, y esa misma fuerza es transmitida por adherencia, del acero al concreto. En el caso de los miembros de cocnreto postensados y presforzados, se esfuerzan kis tendones despues de que ha endurecido el concreto y de que se ha alcanzado suficiente resistencia, aplicando la acción de los gatos contra el miembro de concreto mismo. A. Pretensado La mayor parte de la construcción de concreto presforzado que se hace en los Estados Unidos es de concreto pretensado. Los tendones que generalmente son de cable torcido con varios torones de varios alambres cada uno, se restiran o tensan entre apoyos que forman parte de las instalaciones de la planta, como se ilustra en la figura. Se mide el alargamiento de los tendones, así como la fuerza de tensión aplicada con los gatos.

Con la cimbra en su lugar, se vacía el concreto en torno al tendón esforzado. A menudo se usa concreto de alata resistencia a corto tiempo, a la vez que curado con vapor de agua, para acelerar el endurecimiento del concreto. Después de haberse logrado suficiente resistencia, se alivia la presión en los gatos. Los torones tienden a a acortarse, pero no lo hacen por estar ligados por adherencia al concreto. En esta forma, la fuerza de presfuerzo es transferida al concreto por adherencia, en su mayor parte cerca de los extremos de la viga, y no se necesita de ningún anclaje especial.

B. Postensado.Cuando se hace el presforzado por postensado , generalmente se coloca en los moldes o formas de la viga ductos huecos que contienen a los tendones no es forzado, y que siguen el perfil deseado, antes de vaciar el concreto, como se ilustra en la figura. Los tendones pueden ser alambres paralelos atados en haces cables torcidos en torones , o varillas de acero.

El conducto se amarra con alambres al refuerzo auxiliar de la viga (Estribos sin reforzar) par prevenir su desplazamiento accidental, y luego se vacía el concreto. Cuando éste ha adquirido suficiente resistencia, se usa la viga de concreto en el extremo alejado del miembro, se restira, luego se ancla en el extremo de aplicación del gato por medio de accesorios similares y se quita el gato. La tensión se evalúa midiendo tanto la presión del gato como la elongación del acero, Los tendones se tensan normalemente uno a la vez, aunque cada tendón puede constar de varios torones o alambres. Normalmente se rellenan de mortero los conductos de los tendones después de que éstos han sido esforzados. Se forza el mortero al interior del conducto en uno de los extremos, a alta presión, y se continúa el bombeo hasta que la pasta aparece en el otro extremo del tubo. Cuando se endurece, la pasta une al tendón con la pared interior del conducto, permitiendo la transmisión de fuerza. Aunque los accesorios de anclaje permanecen en su lugar para transmitir la fuerza principal de presforzado al concreto, la aplicación del mortero mejora al comportamiento del miembro por si éste fuera sobrecargado, y aumenta su resistencia máxima a la flexión. 4.- Tipos de Concreto, y dibuje la curva de fluencia típica del concreto. Por muchas razones el concreto que se usa en la construcción presforzada se caracteriza por una mayor resistencia que aquel que se emplea en concreto reforzado ordinario. Se le somete a fuerzas más altas, y por lo tanto un aumento en su calidad generalmente conduce a resultados más económicos. El uso de concreto de alta resistencia permite la reducción de las dimensiones de la sección de los miembros a un mínimo. Se logran ahorros significativos en carga muerta, y grandes claros resultan técnicas y económicamente posibles. Las objetables deflexiones y el agrietamiento, que de otra manera estarían asociados con el empleo de miembros esbeltos a elevados esfuerzos, pueden controlarse con facilidad mediante el presfuerzo. Existen otras ventajas. El concreto de alta resistencia tiene un módulo de elasticidad más alto que el concreto de baja resistencia, de tal manera que se reduce cualquier pérdida de la fuerza pretensora debida al acortamiento elástico del concreto. Las pérdidas por escurrimiento plástico que son aproximadamente proporcionales a las pérdidas elásticas, son también menores. Los elevados esfuerzos de aplastamiento que existen en las inmediaciones de los anclajes de los tendones de miembros que existen en

las inmediaciones de los anclajes de los tendones de miembros postensados se pueden tomar más facilmente, y se pueden reducir el tamaño y el costo de los dispositivos de anclaje. Debe de hacerse mención especial del concreto ligero que se logra mediante el empleo de agregados ligeros en la mezcla. Los agregados a usarse pueden ser pizarras, pizarras arcillosas, escorias o cenizas de grano gordo. Estos pesan poco debido a la naturaleza porosa de la estructura celular de las partículas individuales del agregad, lograda en la mayoría de los casos mediante la formación de gas o vapor durante el procesamiento de los agregados dentro de los hornos rotatorios a altas temperaturas. El concreto se puede producir empleando estos agregados con un cuidadoso diseño de la mezcla lográndose pesos unitarios menores pero conservando su resistencia o incrementándola. Concretos de Tipos Especiales Los concretos especiales son los que se producen con técnicas desacostumbradas o que tienen propiedades excepcionales. Existen muchos de estos concretos y no se intentara aquí incluir todos. En esta discusión se mencionan solamente: el concreto aislador ligero, el concreto muy pesado, el concreto sin revestimiento, los concretos blancos y los concretos coloreados. Concretos aislador ligero.Los pesos unitarios en los concretos ligeros secos para aislamiento térmico pueden variar de 15 a 90 libras por pie^3 y sus resistencia a la compresión ( a los 28 días) varían de 100 a 100 psi. Estos concretos pueden agruparse como sigue: Grupo I. Los hechos con agregados de materiales esponjados como la perlita o la vermiculita. Grupo II. Los hechos con agregados manufacturados esponjados, calcinado, o sinterizando materiales como la escoria de altos hornos, arcilla, diatomita, ceniza de suspencion, lutitas laminares, o pizarras, o tratando materiales naturales como pomez, escorias o toba. Grupo III. Aquellos en los que se da a la pasta de cemento o al mortero de arena y cemento una estructura vesicular de huecos llenos de aire, añadiéndole espuma o sustancias que la formen dentro de ellos. Los agregados usados en los primeros dos grupos corresponden a los que se incluyen en las Specifications for Lightweight Aggregates for Insulating Concrete ( ASTM C332). Los pesos unitarios de los concretos, secados al horno,, del primer grupo generalmente varían entre 15 y 50 libras por pie^3 mientras que los del segundo grupo están generalmente comprendidos entre 45 y 90 libras por pie cubico. El bajo peso unitario del tercer grupo ( de 15 a 90 libras por pie cubico) se debe a la sustitución de huecos de aire por algunas o todas las partículas de los agregados. Los concretos aisladores ligeros se usan principalmente en la construcción de techos; otros de sus usos incluyen los muros contra incendio, relleno para pisos, y para revestimientos aisladores de los conductos subterráneos. Dosificación de mezclas Los concretos de perlita y de vermiculita generalmente contiene de 4 a 8 pies cúbicos de agregados sueltos y secos por cada 100 libras de cemento, lo que depende del peso unitario y e las resistencia deseadas. Las proporciones de aire en estos concretos pueden ser tal elevadas como del 25 al 35 por ciento. El agente inclusor de aire puede estar contenido en el agregado o añadirse en la mezcladora. Debido a la naturaleza del agregado, es difícil medir con presicion la proporción de aire. Las propiedades en el segundo grupo de concretos se basan usualmente en volúmenes de materiales secos y sueltos, aunque los agregados estén húmedos cuando se revuelven. Las proporciones satisfactorias en la mezcla pueden variar mucho para los diferentes agregados

o combinaciones de los mismos. Se han usado proporciones que varían de 4 a 14 pies cúbicos de agregado por cada 100 libras de cemento. Los concretos vesiculares del grupo III ( Sin Arena ) contienen de 470 a 940 libras de cemento por yarda cubica y tienen pesos unitarios ( cuando se han secado al horno ) de 15 a 40 libras por pie ^3 aproximadamente. Los concretos vesiculares hechos con 470 libras de cemento por yarda cubica y con 2,3 y 4 pies cúbicos de arena por cada 100 libras de cemento tienen pesos unitarios de mas o menos 55, 75 y 90 libras por pie cubico, respectivamente. Las cantidades de agua necesarias para los concretos aisladores varían mucho, lo que depende de las características del agregado, de la inclusión de aire, y de las proporciones de la mezcla. Los concretos de vermiculita generalmente requieren de 625 a 835 libras de agua por yarda cubica. Los concretos de perlita aproximadamente de 420 a 500 libras por yarda cubica. Los concretos sin finos hechos con piedra pomez, escoria esponjada, o lutita esponjada se han hecho con 250 o 290 libras de agua por yarda cubica ( sin incluir el agua absorbida), proporciones de aire de 20 a 35 por ciento, y 470 libras de cemento por yarda cubica. Los concretos vesiculares de cemento requieren de 335 a 500 libras por yarda cubica para densidades de material seco de 20 a 45 libras por pie cubico, respectivamente entre 210 y 375 libras por yarda cubica. Deberán evitarse la cantidad excesiva de agua evaporable en el concreto aislador que se use en los rellenos de los techos. El exceso de agua puede producir una excesiva contracción por secado daños a la membrana impermeable. CONCRETO DE GRAN PESO El concreto de gran peso funciona como material de blindaje para proteger a obreros y equipo de los peligros efectos de los rayos X, de los rayos gamma, y de la radiación de neutrones . La selección del concreto para usarlo como blindaje se basa en las necesidades de espacio y en el tipo de intensidad de la radiación. Donde las necesidades de espacio no son muy importantes, el concreto de peso normal produce generalmente el blindaje mas económico. Sin embargo. si el espacio esta limitado , el concreto muy pesado puede permitir hacer reducciones en los espesores de blindaje, sin sacrificar la eficacia del blindaje . El concreto muy pesado se produce usando agregados pesados especiales. Estos concretos tienen densidades que llegan hasta 400 libras por pie cubico aproximadamente. Este tipo y la intensidad de la radiación usualmente determinan los requisitos de peso y de humedad del concreto la eficacia del blindaje contra los rayos gamma es aproximadamente proporcional al peso del concreto. Por otra parte , un blindaje efectivo contra la radiación de los neutrones requiere tanto elementos pesados como ligeros. El hidrógeno en agua proporciona un elemento ligeros. El hidrógeno en agua proporciona un elemento ligero efectivo en los blindajes de concreto. Algunos agregados contienen agua de cristalización como parte de su estructura. por esta razón, los agregados muy pesados con elevadas proporciones de agua fija se usan con frecuencia si se deben atenuar tanto los rayos gamma como la radiación de los neutrones. Agregados de gran peso Los agregados muy pesados como barita, ferrofosforo, goetita, hematita, ilmenita, limonita, magnetita y recortes de acero y munición se usan para producir concreto muy pesado. Cuando es conveniente tener una producción alta de agua fija, se puede usar serpentina ( un poco mas pesada que el agregado de peso normal) o bauxita. La tabla 1 da los pesos volumentricos típicos, el peso especifico y el porcentaje de agua fija para algunos de estos materiales. Los recortes de acero y la munición se usan donde se requiere un concreto que pese mas de 300 libras por pie cubico. En general, la selección del agregado la determinan las propiedades físicas, disponibles, y costo. Los agregados de gran peso Deberán estar razonablemente exentos de material fino, aceite, y cubrimiento extraños que afecten ya sea la adherencia de la pasta a las partículas del agregado o la hidratación del cemento . Para buena manejabilidad, máxima densidad y economía, los agregados Deberán tener forma cuboide y estar exentos de partículas aplanadas o elongadas. Las especificaciones para los agregados

para el concreto usualmente solo pueden usarse como guía para especificar requisitos de granulometria y otras propiedades de los agregados pesados. Aditivos Los aditivos de boro, como la colemanita, los aglomerados de boro, y la boraclacita se usan algunas veces para mejorar el blindaje obtenido con el concreto. Estos aditivos pueden afectar el tiempo de fraguado y el Rápido endurecimiento del concreto, de manera que Deberán hacerse mezclas de prueba para determinar su bondad. Los materiales se añaden en forma de arena gruesa para disminuir cualquier efecto retardador. Propiedades del concreto de gran peso Las propiedades del concreto de gran peso, tanto en estado plástico como endurecimiento pueden ajustarse de manera que puedan satisfacer las condiciones de la obra y los requisitos de blindaje por medio de la selección de materiales y dosidicacion de la mezcla. Excepto por el peso unitario, las propiedades físicas del concreto muy pesado son generalmente semejantes a las del concreto de peso normal. Para cualquier conjunto especial de materiales, la resistencia es función de la relación agua cemento; pueden obtenerse resistencia comparables a las de los concretos de peso normal. En la tabla 1 se dan los pesos típicos unitarios de los concretos hechos con agregados pesados comunes. Debido a que cada blindaje para la radiación tiene requisitos especiales, Deberán hacerse mezclas de prueba con los materiales de la obra, en las condiciones de la misma, para determinar las mejores proporciones. CONCRETOS SIN REVENIMIENTO El termino de " concretos sin revenimiento" generalmente se refiere a concretos que tienen consistencia menores que las correspondientes al revenimiento de 1 pulgada. Aunque estos concretos son muy secos, Deberán ser suficientemente manejables para colarse y consolidarse con el equipo que se use en la obra. Los métodos que se mencionan aquí no se aplican necesariamente a las mezclas para fabricar unidades de mampostería ni para compactar usando las técnicas de centrifugacion. Muchas de las leyes básicas que gobiernan las propiedades de los concretos mas plásticos son también aplicables a los concretos sin revenimiento. Por ejemplo, las propiedades del concreto endurecido dependen principalmente de la relación agua-cemento, siempre que la consolidación sea buena. La forma de medir la consistencia en el concreto sin revenimiento difiere de la que se usa para el concreto plástico normal. El uso del cono para el revenimiento no es practico para estas consistencia tan duras. En el reporte del subcommittee 2, ACI Committee 211, se describen tres equipos para cada uno de estos métodos es relativamente compacto. Sin embargo, en ausencia de este tipo, la manejabilidad puede apreciarse bien con una mezcla de prueba, colada y compactada con los métodos y equipos que se usan en la obra. Deberá usarse aire incluido intencionalmente cuando sea necesario asegurar la duravilidad. Los cementos con inclusor de aire o las cantidades del mismo usualmente recomendadas usadas para el concreto plástico no produciran proporciones de aire incluido tan elevadas como en los concretos que se encuentren dentro de la etapa plástica; sin embargo, este volumen de aire inferior proporcionara la duración adecuada en los concretos sin revenimiento. Esta desviación de los métodos usuales de proyecto y control del aire incluido son necesarios en los concretos sin revenimiento. Así la cantidad de agente inclusor de aire por unidades de cemento requerido para asegurar la proporción de aire necesaria en una mezcla plástica deberá usarse en la mezcla correspondiente que no es plástica. Como alternativa, puede usarse un cemento con inclusor de aire. 5.-

Que es el relajamiento en el acero de presfuerzo?

Cuando el acero del presfuerzo se le esfuerza hasta los niveles que son usuales durante el tensado inicial y al actuar las cargas de servicio, se presenta una propiedad que se conoce como relajamiento. El relajamiento se define como la perdida de esfuerzo en un material esforzado manetniendo con longitud constante el mismo fenomeno básico se

conoce con el nombre de escurrimiento plastico cuando se define en terminos de un cambio de longitud de un material que esta sujeto a esfuerzo constante. En los miembros de concreto presforzado, el escurrimiento plastico y la contracción del concreto asi como las fluctuaciones de las cargas aplicadas producen cambios en la longitud del tendón. Sin embargo cuando se calcula la perdida en el esfuerzo del acero debida al relajamiento se puede considerar la longitud constante. El relajamiento no es un fenomeno que ocurra en un corto periodo de tiempo. De la evidencia que se tiene disponible, resulta que continúa casi indefinidamente, aunque a una velocidad decreciente. Debe de tomarse en cuenta en el mismo diseño ya que produce una perdida significativa en la fuerza pretensora. La magnitud del relajamiento varia dependiendo del tipo y del grado del acero, pero los parametros mas significativos son el tiempo y la intensidad del efuerzo inicial.

6.- Dibuje las curvas tipicas del acero de refuerzo y del acero de presfuerzo y de algunas diferencias entre las dos?

En el acero de refuerzo ordinario tipificado aquí mendiante los grados 40 y 60 existe una respuesta inicial elástica hasta un punto de fluencia marcadamente definido, más allá del cual, ocurre un incremento subtancial en la deformación sin que venga aparejado un incremento en el esfuerzo. Si se incrementa la carga esta mesa de fluencia es seguida por una región de endurecimiento por deformación durante el cual se obtiene una relación pronunciadamente no lineal entre el esfuerzo y la deformación bastante grande alrededor del 13 % para las varillas del grado 60 y del 20 % para varillas del grado 40. El contraste con los aceros de presfuerzo es notable. Estos no presentan un esfuerzo de fluencia bien definido. El limite proporcional para alambres redondos y para calbes hechos con tales alambres está alrededor de las 200 kilolibras/ plg2 o sea 5 veces el punto de fluencia de las varillas del grado 40 . con carga adicional, los alambres muestran una fractura gradual, aunque la curva continúa elevandose monótonamente hasta la fractura del acero. El esfuerzo de falla para el alambre que se muestra es de 250 kilolibras/plg2 casi cuatro veces que el de las varillas de grado 40 pero la deformación en la falla es solamente la tercera parte. Las varillas de aleación tienen características similares a aquellas de los alambres redondos o de los calbes trensados peso sus limites proporcionales y resistencias son 30 a 40 por ciento menores.