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• Miguel Calderón Machado

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CONSTRUCCIÓN

SEXTA SESIÓN

ELABORADO POR:

INTRODUCCIÓN OBJETIVO I. Generalidades II. Naturaleza del concreto III. Propiedades del concreto en estado fresco. IV. Propiedades del concreto en estado endurecido.

Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS M.

- 1970: EDIFICACIONES

- 1975: CENTRO CÍVICO - 1980: TREN ELÉCTRICO - 2000: HOTEL MARRIOT - 2008: EDIFICIO LIBERTADOR

f ‘ c = 175 kg/cm² f ‘ c = 280 kg/cm² f ‘ c = 420 kg/cm² f ‘ c = 600 kg/cm² f ‘ c = 800 kg/cm²

Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTÍNEZ

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El concreto en las Obras de Ingeniería Civil.

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1. EDIFICACIONES: Edificios, Fábricas, Viviendas, Colegios, Cercos.

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Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTÍNEZ

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Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTÍNEZ

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2. TRANSPORTE Y COMUNICACIONES: Caminos, Vías Ferroviarias y Aeropuertos.

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3. PUENTES Y OBRAS DE ARTE: Puentes de concreto armado, concreto pretensado, concreto postensado, puentes colgantes y atirantados.

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4. OBRAS HIDRAÚLICAS: Irrigaciones, presas, obras de captación y de conducción.

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5.

CENTRALES: Atómicas.

Hidroeléctricas,

Térmicas,

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y

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Conocer los componentes del concreto, su naturaleza, las propiedades físicas del concreto en su estado fresco y las propiedades mecánicas del concreto en estado endurecido. Así también la determinación de estas propiedades de acuerdo a las normas técnicas vigentes de Indecopi y ASTM. Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS M.

a) CONCRETO: Producto artificial conformado por una pasta, dentro del cual se encuentra los agregados. PASTA = CEMENTO + AGUA

CONCRETO = PASTA + ARENA + PIEDRA + AIRE ATRAPADO Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS M.

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b) COMPONENTES DEL CONCRETO: Cemento, arena , piedra, agua y aire atrapado. AGUA

AGREGADOS = ARENA + PIEDRA

CEMENTO

AIRE ATRAPADO

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Las propiedades del concreto están determinadas fundamentalmente por las características físicas y químicas de los materiales que lo componen.

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c) CONSTITUCIÓN DEL CONCRETO: En un metro cúbico de concreto What is Concrete? Air / Porosity

1 cubic meter

Water Cement Fine Aggregate - Sand Coarse Aggregate - Stone Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS M.

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d) DIFERENTES MEZCLAS DE CONCRETO:

CEMENTO

AGREGADOS = ARENA + PIEDRA

AGUA

=

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CONCRETO CON ADITIVO = MORTERO + PIEDRA + ADITIVO + AIRE ATRAPADO

ARENA

AGUA

CEMENTO

PIEDRA

ADITIVO

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=

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CONCRETO A. R. = MORTERO + PIEDRA + ADITIVO + MICROSILICE + AIRE ATRAPADO

CEMENTO

ADITIVO

ARENA + PIEDRA

=

AGUA

MICROSILICE

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a)

LA PASTA: Es el resultado de la combinación química del material cementante con el agua.

PASTA = CEMENTO + AGUA

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FUNCIONES DE LA PASTA: • Contribuir a dar las propiedades requeridas al producto endurecido. • Llenar los vacíos entre las partículas de agregado, se adhiere fuertemente a ellas. • Proporcionar lubricación a la masa cuando el concreto esta fresco.

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PROPIEDADES DE LA PASTA: • Dependen de las propiedades físicas y químicas del cemento. • El grado de hidratación del cemento, dado por la efectividad de la combinación química con el agua.

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b) HIDRATACIÓN DEL CONCRETO: Se define como hidratación al proceso de la reacción química del cemento en presencia de agua.

La hidratación requiere la presencia de humedad, condiciones de curado favorables y tiempo.

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Progreso de la hidratación de una partícula de cemento 1. 3.

2.

4.

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Silicato dicálcico hidratado

Silicato tricálcico hidratado

Cemento portland hidratado

Micrografias electrónicas de pasta de cemento endurecida Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS M.

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Influencia de la relación a/c sobre la resistencia de la pasta: La resistencia de la pasta depende del grado de interrelación entre los productos de hidratación de las partículas de cemento.

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PROCESO DE HIDRATACIÓN: 1.

Fraguado: •

•

Transcurre en horas, con desprendimiento de calor. Pasta va perdiendo plasticidad y adquiere rigidez.

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2.

Endurecimiento: •

•

•

Se prolonga durante más tiempo (días, meses y años). Continúan los procesos de hidratación y consolidación, a ritmo continuo pero decreciente. Aumenta la rigidez, dureza y resistencia mecánica y se disipa el calor de hidratación.

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c) CURADO DEL CONCRETO:

Se define como tiempo de curado al período durante el cual el concreto es mantenido en condiciones de humedad y temperatura tales como para lograr la hidratación del cemento en la magnitud que se desea para alcanzar la resistencia requerida.

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a) Trabajabilidad o asentamiento. b) Fluidez.

c) Peso Unitario Compactado del concreto fresco. d) Elaboración de los testigos de concreto.

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a)

TRABAJABILIDAD: Propiedad que determina la facilidad del concreto fresco para ser mezclado, transportado, colocado dentro de los encofrados y fluir alrededor del acero de refuerzo. CONSISTENCIA, ASENTAMIENTO ó SLUMP: Indicador del mayor o menor contenido de agua, a continuación ver l procedimiento de ensayo; TIPOS DE CONSTRUCCIÓN

ZAPATAS Y MUROS DE CIMENTACIÓN REFORZADAS ZAPATAS SIMPLES, CAJONES Y MUROS DE SUBESTRUCTURA VIGAS Y MUROS REFORZADOS COLUMNAS EN EDIFICIOS PAVIMENTOS Y LOSAS CONCRETO CICLOPEO Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS M.

MÁXIMO(*) 3" 3" 4" 4" 3" 2"

MÍNIMO 1" 1" 1" 1" 1" 1"

 Se utiliza el equipo del cono de Abrams; cono, base, plancha y varilla de 5/8 “ de punta roma metálicos.  El concreto se llena en el cono en tres capas.  Se aplica en cada capa un compactado de 25 golpes por capa.

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CONCRETO SIN ADITIVO

CONCRETO CON ADITIVO PLASTIFICANTE

CONCRETO CON ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS M.

b) ENSAYO DE FLUIDEZ:  Se utiliza la mesa de fluidez o sacudidas, molde tronco-cónico y una varilla lisa de 5/8“ punta roma.  Llenar de concreto dentro del molde tronco-cónico en dos capas, aplicando 25 golpes por capa.  Luego, retirar el molde metálico y girar la manivela (15 repeticiones en 15 segundos).

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 Finalmente, se toma cuatro medidas diametralmente para obtener el diámetro promedio. Luego se determina la fluidez de la siguiente manera.

FLUIDEZ = (Dp-25)*100% 25 Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS M.

c) ENSAYO DEL PESO UNITARIO DEL CONCRETO FRESCO

 Se utiliza recipiente normalizado de (V = ½ pie.³) de capacidad.  Pesar el balde limpio y seco (Wb).  Llenar el balde metálico con concreto en tres capas, aplicando 25 golpes por capa.  Luego pesar el balde conteniendo el concreto fresco compactado (Wmc). Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS M.

 Finalmente, se determina el compactado del concreto fresco.

P.U.C.= [ (W mc+Wb) - Wb ] V

P.U.C. = W mc

(kg./mt.³)

V

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peso

unitario

d) ELABORACIÓN DE LOS TESTIGOS O PROBETAS DE CONCRETO

 Se utiliza moldes metálicos de dimensiones normalizadas de 6” de diámetro y 12” de altura.  Una varilla lisa de 5/8“ punta roma.

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 Se vierte el concreto en una carretilla para la toma de las muestras.  Los moldes metálicos previamente deberán ser engrasados para su fácil desmolde.  Luego, se vierte el concreto dentro de los moldes metálicos en tres capas, en cada capa se aplicara un varillado o compactado consistente en 25 golpes por capa.

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 Luego del enrasado de la probeta en la parte superior, se dejara una zona plana y uniforme, para finalmente colocar una etiqueta identificando la probeta.  Al día siguiente, cuando el concreto ya fraguo se desmolda y se procede al proceso de curado.  Para el control de la calidad del concreto se realiza el ensayo de compresión a los 28 días, con la finalidad de comparar con lo indicado en la especificación técnica del proyecto. Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS M.

a) RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN (f’c):  Antes del ensayo de compresión las probetas serán capeadas (capping) para obtener una superficie plana perpendicular a la carga axial.



 Corrección por esbeltez de la relación (H/D) Si la relación altura de la probeta (H) y el diámetro (D) es menor a 2, se corregirá el resultado por un FACTOR DE CORRECCIÓN (FC):

f‘c=P/A P: Carga máxima en (kg.) A: Área en (cm.²).

(H/D): 1.75 1.50 FC : 0.98 0.96

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1.25 0.93

1.00 0.87

b)

ENSAYO DE TRACCIÓN DIAMETRAL (f’t):

POR

COMPRESIÓN

 Se utiliza la probeta cilíndrica fabricada y elaborada para las condiciones del ensayo de compresión.  La probeta no requiere de “capeado”. La carga se aplicara en la zona de contacto a lo largo de todo espécimen.

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 Expresión de los resultados.f ‘ t = 2* P / (3.1416 * L* D)

f ‘ t: Resistencia a la tracción diametral, en (kg./cm.²). P : Carga axial de rotura en (kg.). L : Longitud promedio de la generatriz de la probeta en (cm.). D : Diámetro de la probeta en (cm.).

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c)

ENSAYO DE FLEXIÓN EN VIGAS SIMPLEMENTE APOYADAS CON CARGA A LOS TERCIOS DE LUZ ( Mr):

 Se llena de concreto en el molde, en tres capas aplicando 75 golpes por capa.  Expresión del resultados.- El módulo de ruptura se halla de la siguiente forma;

P

Lea = 23.80

h

h b

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 M r = P * L / ( b * h ²)

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