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• Hugo César Chilcón Montalvo

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DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO - INFORME 01

TECNOLOGIA DEL CONCRETO

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TECNOLOGIA DEL CONCRETO INFORME Nº01 DOCENTE:

ING. CARLOS MONDRAGON CASTAÑEDA

TEMA:

Informe Preliminar De Pilote GRUPO Nº. 04 Nº.

ALUMNO

1

Bazán Bustamante Irwin

2 3 4 5 6 7

EMAIL

FIRMA

Carlos Elera José Luis Capuñay Lluen Erick Gianmarco Chapoñán Pantaleón José Raúl Chilcon Montalvo Cristian Coronel Carranza Whitman Vásquez Rimachi Oscar

LAMBAYEQUE, ABRIL DEL 2014

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Contenido

I. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... 3 II. OBJETIVOS ............................................................................................................................ 4 III. ANTECEDENTES............................................................................................................... 5 3.1. UBICACIÓN DE LA OBRA ............................................................................................. 5 3.2. UBICACIÓN DE LA CANTERA...................................................................................... 6 IV. INFORMACIÓN DISPONIBLE ........................................................................................... 8 4.1. GENERALIDADES......................................................................................................... 8 4.1.1. Descripción General ............................................................................................ 8 4.1.2. Detalles de la Cimentación ................................................................................ 15 V. DESCRIPCIÓN DE LAS CONDICIONES DE USO Y MEDIO AMBIENTE DE LA ESTRUCTURA 15 5.1. DESCRIPCIÓN MEDIOAMBIENTAL .......................................................................... 15 5.1.1. Clima ................................................................................................................... 15 5.1.2. Vientos ................................................................................................................ 16 5.1.3. Temperatura ...................................................................................................... 17 5.1.4. Humedad del aire............................................................................................... 17 5.1.5. Peligros sísmicos, Tsunami y Ondas Expansivas de Explosiones ................. 17 5.2. CARACTERÍSTICAS DEL SUELO................................................................................ 18 5.3. CONSTITUCIÓN QUÍMICA DEL AGUA Y SUS MOVIMIENTOS ................................. 18 5.4. ATAQUES QUIMICOS AL CONCRETO ...................................................................... 19 5.5. ATAQUES QUIMICOS AL ACERO .............................................................................. 19 5.6. ATAQUES BIOLOGICOS ............................................................................................. 22 5.7. SUMERSIÓN................................................................................................................ 22 5.8. COLOCACIÓN DEL CONCRETO ................................................................................. 22 5.8.1. Dosificación del concreto ..................................... ¡Error! Marcador no definido. 5.8.2. Equipamiento del TREMIE ................................... ¡Error! Marcador no definido. 5.8.3. Colocación del concreto con un tubo (TREMIE) ¡Error! Marcador no definido. VI. CONCLUSIONES .............................................................................................................. 23 VII. PLAN DE ACTUACIÓN .................................................................................................... 24 7.1. SELECCIÓN DE MATERIALES ...................................... ¡Error! Marcador no definido. 7.1.1. Cemento................................................................. ¡Error! Marcador no definido. 7.1.2. Agregados .............................................................. ¡Error! Marcador no definido. 7.1.2.1. Agregado fino ........................................................ ¡Error! Marcador no definido. 7.1.2.2. Agregado grueso ................................................... ¡Error! Marcador no definido. 7.1.2.3. Almacenamiento de agregados ............................ ¡Error! Marcador no definido. 7.1.2.4. Ensayo para agregados......................................... ¡Error! Marcador no definido. 7.1.3. Agua ....................................................................... ¡Error! Marcador no definido. 7.1.4. Aditivos .................................................................. ¡Error! Marcador no definido. VIII. ANEXOS........................................................................................................................... 36 IX. BIBLIOGRAFIA.................................................................................................................... 38

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I. INTRODUCCIÓN Uno de los elementos más utilizados en las obras civiles, es el concreto. Este se presenta en una gran variedad, dependiendo de los requerimientos de la estructura en proyección. El diseño de mezcla se realiza de acuerdo al tipo de obra a ejecutar, ya sean edificios, obras viales, obras hidráulicas, etc.; también se debe tener en cuenta los diferentes aspectos naturales como temperatura, velocidad del viento, humedad relativa, y otros aspectos también de importancia. Dentro de esta variedad se encuentra el concreto sumergido, el cual se caracteriza por ser utilizado para estructuras que deben estar en continuo contacto con el agua. Para cumplir con este requisito, es que este tipo de concreto debe contar con características especiales en sus constituyentes, como los son el tipo de agregado, el agua de amasado, el cemento y aditivos. Pero no sólo se tiene que tomar en cuenta los tipos de agregados y sus características, sino que también es necesario saber para qué elemento estructural se va a diseñar, para tener en cuenta a que factores va a estar expuesto dicho concreto y tomar las precauciones pertinentes, logrando así un desenvolvimiento adecuado del concreto. De acuerdo a los factores de exposición del concreto para la construcción de Pilotes en Pimentel, podemos mencionar un ambiente de clima de temperaturas templadas (no severo), pero se encuentran en contacto con un medio salino (debido a que es en el mar), y no sólo eso sino que existen diversos organismos vivos los cuales contribuyen con la corrosión y la posible colisión del concreto

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II. OBJETIVOS 1) Conocer las condiciones medioambientales donde se propone ejecutar el hincado de los pilotes: temperatura, precipitación, sulfatos, cloruros, fuerza del agua, sismicidad. 2) Identificar las propiedades específicas del concreto en estado fresco y endurecido para la fabricación de la estructura y su adecuado comportamiento en el medio para el cual será diseñada. 3) Determinar que material de cantera es el adecuado para construir y alcanzar las especificaciones necesarias del concreto. 4) Encontrar el tipo de cemento adecuado de acuerdo a las condiciones medioambientales de Pimentel. 5) Determinar si es necesario el uso de aditivos en la elaboración del concreto, para su óptimo funcionamiento. 6) Determinar que ensayos son necesarios para determinar las propiedades que sean requeridas. 7) Lograr que el concreto obtenga las propiedades específicas requeridas para el tipo de obra que se fabricara. 8) Conocer los pasos de dosificación del diseño de mezcla para obtener un concreto buena calidad y económico.

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III. ANTECEDENTES 3.1. UBICACIÓN DE LA OBRA: La obra se ubicara en el distrito de Pimentel de la provincia de Chiclayo del departamento de Lambayeque, en el cual se utilizaran pilotes prefabricados para la construcción de un nuevo muelle el mismo que estará ubicado a 100m del actual muelle de Pimentel.

Fig.01: Ubicación del proyecto Pimentel está ubicado a 12 km al oeste de Chiclayo, perteneciente a la provincia de Chiclayo, Departamento de Lambayeque, situado cerca de la rivera del mar Pacífico, se halla en la siguiente posición astronómica las 6° 50' 25'' de latitud sur y a 82° 14' 4'' de longitud Oeste del meridiano del País, se encuentra a 4 metros de altura sobre el nivel del mar. Los límites son:    

Por el Norte: Distritos de San José y Chiclayo. Por el Sur : Distrito de Santa Rosa Por el Este: Distrito de la Victoria y Monsefú. Por el Oeste: Océano Pacifico.

Fig. 02: Ubicación del distrito de Pimentel. Escuela Profesional de Ingeniera Civil | FICSA - UNPRG

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3.2. UBICACIÓN DE LA CANTERA: En la zona de Lambayeque las canteras disponibles a utilizar para la construcción de los pilotes prefabricados para el proyecto del muelle en el distrito de Pimentel, son: • Batangrande (Ferreñafe) • Tres Tomas (Ferreñafe) • Racarrumi (Picci y Ferreñafe) • La Pluma (Pítipo) • Racarrumi (Picsi) • La Victoria (Pátapo) • Chongoyape (Chongoyape) • La Puntilla (Chongoyape) • La Cría (Chongoyape) El grupo optó por conseguir el agregado fino de la cantera La Victoria, debido a que en experiencia pasada en el curso de tecnología de los materiales el agregado tuvo una granulometría aceptable para el uso general en la construcción. Cantera Pátapo – La victoria  De dicha cantera se extrajo el agregado fino que se utilizara para el diseño de mezcla del concreto que se usará.  La Cantera se encuentra ubicado en la carretera Chongoyape Km. 4 en el sector Pampa La Victoria o Pampa de Burros, nombres originales que se encuentran dentro del patrimonio de la comunidad de campesinos de la provincia de Ferreñafe a una distancia de 30 Km. de Chiclayo y a 3 Km. del distrito de Pátapo.  El precio de dicho agregado actualmente es de un sol por balde.

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En lo que respecto al agregado grueso hemos decidido traer de la cantera Tres Tomas debido a las referencias obtenidas, y combinar este agregado con piedra chancada para así obtener un agregado óptimo para la construcción del pilote. Cantera 3 Tomas:  Es una de las canteras más importantes que posee Lambayeque, ubicada en el cauce del rio loco de Ferreñafe en lo que se refiere a materiales de áridos y agregados para la construcción.  De esta cantera se extrajo el agregado grueso, para poder realizar nuestro diseño de concreto.

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IV. INFORMACIÓN DISPONIBLE 4.1. GENERALIDADES: 4.1.1. Descripción General: PILOTES Es un elemento constructivo utilizado para cimentación de obras, que permite trasladar las cargas hasta un estrato resistente del suelo, cuando este se encuentre a una profundidad tal que hace inviable, técnica o económicamente, una cimentación más convencional mediantes zapas o losas.

Casos en donde se utilizan pilotes: 

Cuando las cargas transmitidas por el edificio no se pueden distribuir adecuadamente en una cimentación superficial excediendo la capacidad portante del suelo.



Puede darse que los estratos inmediatos a los cimientos produzcan asentamientos imprevistos y que el suelo resistente esté a cierta profundidad; es el caso de edificios que apoyan en terrenos de baja calidad.



Cuando el terreno está sometido a grandes variaciones de temperatura por hinchamientos y retracciones producidos con arcillas expansivas.



Cuando la edificación está situada sobre agua o con la capa freática muy cerca del nivel de suelo.



Cuando los cimientos están sometidos a esfuerzos de tracción.

Aquí tenemos varios casos:  En estructura expuestos a fuertes vientos.  En construcciones que requieren de elementos que trabajen a la tracción, como estructuras de cables, o cualquier estructura anclada en el suelo. Escuela Profesional de Ingeniera Civil | FICSA - UNPRG

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 Cuando se necesita resistir cargas inclinadas; como en los muros de contención de los muelles.  Cuando se deben recalzar cimientos existentes. En la cimentación por pilotaje deben observarse los siguientes factores de incidencia: 1.

El rozamiento y adherencia entre suelo y cuerpo del pilote.

2.

La resistencia por punta, en caso de transmitir compresiones, para absorber esfuerzos de tracción puede ensancharse la parte inferior del pilote, para que trabaje el suelo superior.

3.

La combinación de ambos.

Para hincar el pilote siempre se busca el apoyo sobre una capa resistente que soporte las cargas transmitidas. Frecuentemente la capa firme está a mucha profundidad, entonces el rozamiento lateral puede ser de importancia según el caso. Con un terreno mediocre en superficie y fuertes cargas, el rozamiento lateral será menos importante cuanto más débiles sean las capas del terreno atravesadas; por ello conviene emplear este sistema. Forma que trabaja el pilote: Por la forma en que trabaja el pilotaje, se le clasifica en: Cimentación Rígida de Primer Orden: El pilote trabaja por punta, clavado a gran profundidad. Las puntas de los pilotes se clavan en terreno firme; de manera que se confía en el apoyo en ese estrato, aún si hubiere una pequeña descarga por rozamiento del fuste al atravesar estratos menos resistentes. Lo cual denota que las fuerzas de sustentación actúan sobre la punta del pilote, y en menor medida mediante el rozamiento de la superficie lateral del pilote. Es el mejor apoyo y el más seguro, porque el pilote se apoya en un terreno de gran resistencia.

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Cimentación Rígida de Segundo Orden: Cuando el pilote se encuentra con un estrato resistente pero de poco espesor y otros inferiores menos firmes. En este caso se debe profundizar hasta encontrar terreno firme de mayor espesor. El pilote transmite su carga al terreno por punta, pero también descarga gran parte de los esfuerzos de las capas de terreno que ha atravesado por rozamiento lateral. Si la punta del pilote perfora la primera capa firme, puede sufrir asentamientos diferenciales considerables. Como en los de primer orden, las fuerzas de sustentación actúan sobre la planta del pilote y por rozamiento con las caras laterales del mismo.

Cimentación Flotante: Cuando el terreno donde se construye posee el estrato a gran profundidad; en este caso los pilotes están sumergidos en una capa blanda y no apoyan en *ningún estrato de terreno firme, por lo que la carga que transmite al terreno lo hace únicamente por efecto de rozamiento del fuste del pilote. Se calcula la longitud del pilote en función de su resistencia. En forma empírica sabemos que los pilotes cuya longitud es menor que la anchura de obra, no pueden soportar su carga.

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SEGÚN EL SISTEMA CONSTRUCTIVO: LOS PILOTES PREFABRICADOS: Pertenecen a la categoría de Cimentaciones Profundas, también se los conoce por el nombre de Pilotes Pre-moldeados; pueden estar construidos con hormigón armado ordinario o con hormigón pretensado. Los pilotes de hormigón armado convencional se utilizan para trabajar a la compresión; los de hormigón pretensado funcionan bien a la tracción, y sirven para tablestacas y cuando deben quedar sumergidos bajo agua. Estos pilotes se clavan en el terreno por medio de golpes que efectúa un martinete o con una pala metálica equipada para hincada del pilote. Su sección suele ser cuadrada y sus dimensiones normalmente son de 30 cm. x 30 cm. ó 45 cm. x 45 cm. También se construyen con secciones hexagonales en casos especiales. Están compuestos por dos armaduras: una longitudinal con 4 diámetros de 25 mm. y otra transversal compuesta por estribos de varilla de sección 8 mm. Como mínimo. La cabeza del pilote se refuerza uniendo los cercos con una separación de 5 cm. en una longitud que oscila en 1 m. La punta va reforzada con una pieza metálica especial para permitir la hinca.

PILOTES IN SITU: Los Pilotes vaciados in situ son un tipo de pilotes ejecutados en obra, tal como su nombre lo indica, en el sitio, en el lugar. Escuela Profesional de Ingeniera Civil | FICSA - UNPRG

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La denominación se aplica cuando el método constructivo consiste en realizar una perforación en el suelo a la cual se le colocará un armado en su interior y posteriormente se rellenará con concreto. En ocasiones, el material en el que se está cimentando, es un suelo friccionante (como son arenas, materiales gruesos y limos, los cuales pueden ser considerados como materiales friccionantes ya que al poseer una estructura cohesiva tan frágil, cualquier movimiento como el que produce la broca al perforar, hace que se rompa dicha cohesión y el material trabaje como un suelo friccionantes), es por ello que se presentan desmoronamientos en el interior de las paredes de la perforación; a este fenómeno se le denomina "caídos", es por ello que se recurre a diversos métodos para evitar que se presente. Uno de los principales métodos de evitar "caídos", consiste en vaciar "lodo bentonítico" en el interior de la perforación, y al vaciar posteriormente el concreto dentro, el lodo saldrá por diferencia de densidades. Otro método menos empleado, es el uso de "camisas" o "ademes" de acero recuperables, los cuales no son más que secciones metálicas que se introducen en la excavación y evitan que el material de las paredes caiga.

PILOTES IN SITU PARA SUELO CON NAPA FREATICA

DESCRIPCIÓN DEL CONCRETO: PILOTAJE IN SITU COLOCACIÓN DE DEFINICIÓN: ESTRUCTURA Aquel concreto cuyas características reológicas están controladas mediante aditivos que incrementan la plasticidad sobre los límites convencionales, sin producir exudación, segregación, ni alterar la relación agua-cemento, contenido de aire y fraguado inicial.

PROPIEDADES GENERALES:    

Rango de plasticidad de 6” a 12”. Mezclas cohesivas sin segregación. Mantenimiento del SLUMP por mayor tiempo. Control efectivo de la temperatura. Escuela Profesional de Ingeniera Civil | FICSA - UNPRG

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   

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Control efectivo de la temperatura. Impermeabilidad mejorada. Características resistentes incrementadas. Reducción de contracción por secado y flujo plástico; logrando una menor fisuración.

LOS ADITIVOS CON REOPLÁSTICOS SON:

QUE

SE

OBTIENEN

LOS

CONCRETOS

 Plastificantes de rango medio  Superplastificantes de 3cera y 4ta generación  Son modificadores de viscosidad.

VENTAJAS DE LOS CONCRETOS REOPLÁSTICOS:      

Vaciados hasta de 5m de altura sin segregación. Reducción de tiempos de vaciado. Menor mano de obra en la colocación y compactación. Acabamos superficiales mejorados. Facilidad de bombeo en distancia y altura. Mayor desarrollo y confiabilidad en las características resistentes.

USOS PRINCIPALES:  Estructuras de dimensiones reducida o con mucha concentración de acero de refuerzo.  Procesos constructivos en que se requiera velocidad de vaciado y trabajabilidad mejorada.  Concretos de alta resistencia.  Concretos de resistencia acelerada.  Concretos de alto desempeño.  Innovaciones tecnológicas en los sistemas constructivos. USOS RECOMENDADOS:  Vigas de concreto reforzado y pretensado Escuela Profesional de Ingeniera Civil | FICSA - UNPRG

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           

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Losas y pilotes de cimentación Tanques de almacenamiento. Plantas purificadoras Estructuras submarinas Muros de diafragma Muelles, malecones Estructuras altamente reforzadas Bóvedas de banco Canales de irrigación Esclusas y túneles en estructuras hidroeléctricas Pistas y caminos en aeropuertos Con todos los cementos y aditivos inclusores de aire aprobados según las especificaciones de la ASTM, AASHTO.

RHEOBUILD 716: aditivo reductor de agua de alto rango para producir concreto reoplástico. DESCRIPCIÓN: Es un aditivo líquido reductor de agua, listo para usarse y constituido por polímeros sintéticos especialmente diseñados para impartir cualidades reoplásticas al concreto. No contiene cloruros. Un concreto reoplástico se define como un concreto fluido con un asentamiento de por lo menos 200 mm, que fluye fácilmente, y que al mismo tiempo no produce segregación y con la misma proporción agua-cemento a la del concreto sin aditivo y sin asentamiento (25 mm). VENTAJAS: Concreto con alta fluidez por períodos prolongados Fácil de bombear Fraguado ligeramente retardado y mayor tiempo para manejar la mezcla Mejora considerablemente las propiedades del concreto recién colocado y fraguado  Alta confiabilidad  Concreto con resistencia final alta  Concreto más impermeable y durable    

CARACTERÍSTICAS DE DESEMPEÑO: RHEOBUILD 716 asegura que el concreto reoplástico se pueda seguir trabajando por aproximadamente 1 a 2 horas a 20ºC (68ºC). La duración precisa para poder trabajar la mezcla no solo depende de la temperatura, sino también del tipo de cemento, la proporción agua/ cemento, el contenido de aire, la naturaleza de los agregados y del método de transporte. Es altamente recomendable que el concreto se cure adecuadamente especialmente en climas calientes y secos.

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FRAGUADO Y VELOCIDAD DE ADQUISICIÓN DE RESISTENCIA: El tiempo de fraguado del concreto depende de la composición física y química de los ingredientes básicos del concreto, la temperatura del concreto y las condiciones ambientales. Deben hacerse mezclas de prueba con los materiales de la obra para determinar la dosificación óptima requerida para el tiempo de fraguado especificado y un requerimiento de resistencia determinado.

4.1.2. DETALLES DE LA CIMENTACIÓN

V. DESCRIPCIÓN DE LAS CONDICIONES DE USO Y MEDIO AMBIENTE DE LA ESTRUCTURA 5.1. DESCRIPCIÓN MEDIOAMBIENTAL: 5.1.1. CLIMA:

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De acuerdo a ello, la zona donde se ubicará nuestra construcción y su área de influencia tanto directa como indirecta, pertenecen al clima de tipo: Semi Cálido muy seco (desértico o árido subtropical). Este tipo de clima comprende gran parte de la región costera del País, abarcando desde Piura hasta Tacna y desde el litoral del Pacífico hasta el nivel aproximado de 2000 m.s.n.m., influenciado permanentemente por la brisa marina de la corriente de Humboldt.

5.1.2. VIENTOS: Según los datos de las estaciones meteorológicas de la Vertiente del Pacífico, los vientos que predominan son los que soplan del Oeste y Sur - Oeste con velocidades medias anuales, de 2.1 a 2.2 m/s

5.1.3. MAREAS: Hoy miércoles, 2 de abril de 2014, amaneció en Eten (Chiclayo) a las 6:22 am y la puesta de sol fue a las 6:24 pm. La luna salió por el este (74º) a las 8:49 am y se puso por el oeste (287º) a las 8:57 pm.

Hoy comenzamos el día con un coeficiente de mareas de 88, un valor alto y por tanto la amplitud de la marea y las corrientes también serán altas. A mediodía el valor del coeficiente de mareas desciende hasta 81 para acabar el día con un coeficiente de mareas de 75. Las alturas de las mareas de hoy son 1,5 m, 0,3 m y 1,2 m. Podemos comparar estos

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niveles con la pleamar máxima registrada en las tablas de mareas de Eten (Chiclayo) que es de 1,6 m y la altura mínima 0,1 m.

5.1.4. TEMPERATURA: La temperatura en verano fluctúa entre 25.59 ºC (Dic.) y 28.27º C (Feb.), siendo la temperatura máxima anual de 28.27 ºC; la temperatura mínima anual de 15.37ºC, en el mes de Setiembre. Y con una temperatura media anual de 21ºC. Presenta una Humedad Relativa promedio anual de 80%.

5.1.5. HUMEDAD DEL AIRE: El promedio de la humedad relativa anual del aire en las estaciones meteorológicas de la Vertiente del Pacifico varía entre 70 % y 75 %. Las fluctuaciones mensuales de la humedad relativa durante un año es pequeña, no pasa de un 10 %, en cambio, la diferencia entre la humedad diurna y nocturna es notable. La humedad máxima nocturna en la Vertiente del Pacífico varía de 85% a 95 % y la mínima diurna, de 45 a 55%.

5.1.6. PELIGROS SÍSMICOS, TSUNAMI Y ONDAS EXPANSIVAS DE EXPLOSIONES: En el diseño de fuerzas sísmicas que golpean una estructura sumergida debe considerarse, la aceleración de la masa de agua que golpea; el concreto es particularmente efectivo para resistir fuerzas sísmicas y tsunamis a causa, de la masa y homogeneidad del concreto. Escuela Profesional de Ingeniera Civil | FICSA - UNPRG

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Si se analiza el caso de las ondas producidas por las explosiones submarinas, el concreto es especialmente resistente, debido a su resistencia a la compresión, bajo módulo de elasticidad, gran masa y gran espesor. En el caso de que la estructura presente grietas o pequeñas cavernas, las ondas viajarían por el interior aumentando su efecto. Para el diseño de estructuras que resistan las ondas producidas por explosiones, se debe tener especial cuidado en que éstas no presenten ángulos entrantes y/o perforaciones. En el caso de que se deba proteger una estructura contra el efecto de una explosión, se puede crear una cortina de burbujas enfrente de la misma, por medio de una manguera perforada conectada a un compresor.

5.2. CARACTERÍSTICAS DEL SUELO: Corresponde a las Arenas con finos, Arenas con Limos y Arenas Arcillosas. El porcentaje de finos que pasa la Malla No. 200 es mayor al 12 %, y el porcentaje de material granular que pasa la malla Nro. 4 es mayor al 50 %. Debido a la presencia de finos, tiene mayor capacidad de soportar las cargas que las arenas puras. La capacidad portante varía entre 0.70 a 0.90 kg/cm2. Alto contenido de sales.

5.3. CONSTITUCIÓN QUÍMICA DEL AGUA Y SUS MOVIMIENTOS: Los constituyentes primarios del agua marina son los iones del cloro, sodio, magnesio, calcio y potasio y su mayor función la cumplen como un muy buen electrolito entre metales disímiles y entre concentraciones de sal y el acero. Como el pH del agua marina, es alrededor de 8, y la corrosión de la armadura ocurre con un pH por debajo de 11, la alcalinidad debe ser suplida por el cemento.

MOVIMIENTO DEL AGUA: El movimiento de las olas o corrientes tienen numerosos efectos sobre el concreto durante la puesta en obra y después del fraguado. Los movimientos del agua transportan: arena, grava y hielo que son causantes de abrasión.

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5.4. ATAQUES QUIMICOS AL CONCRETO: A) GASES DISUELTOS Y ATRAPADOS EN EL CEMENTO: Los gases disueltos de importancia en el concreto son anhídrido carbónico (CO2), oxígeno (O2), vapor de agua y aire. Estos gases sumados a los disueltos en el agua son un contribuyente a la erosión del concreto por cavitación, que ocurre en zonas de azota viento. B) MECANISMOS DE ATAQUE DE LOS SULFATOS AL CONCRETO: El ión SO3 proveniente de las reacciones de los sulfatos, principalmente de los de calcio, sodio y magnesio, pueden actuar sobre la cal libre que contiene el cemento y sobre la cal hidratada, que se pone en libertad durante el fraguado.  EL SULFATO DE CALCIO.-Reacciona con el hidro-aluminato de calcio del cemento Pórtland endurecido produciéndose sulfa-aluminato básico de calcio. Esta sal tiene la forma de cristales que crecen lenta y progresivamente, actuando en el interior de la masa a modo de cuñas y desarrollando por tanto esfuerzos que tienen a dislocar el concreto.

 EL SULFATO DE SODIO.- también puede reaccionar con el hidrato cálcico produciéndose yeso (Ca. SO4.2H2O) que tiene un volumen algo más que el doble de los sólidos iniciales. El sulfato de sodio y el de potasio no atacan en forma apreciable a los silicatos hidratados del cemento endurecido.  EL SULFATO DE MAGNESIO.- Ataca a los silicatos hidratados del cemento endurecido formando yeso, hidróxido de magnesio casi insoluble y gel de sílice; también el sulfato de magnesio ataca a los cristales de sulfa-aluminato básico de cal, producida en una primera fase del ataque, formando yeso. El ataque del sulfato de magnesio es potencialmente más extenso que los sulfatos de sodio y potasio.

5.5. ATAQUES QUIMICOS AL ACERO:

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 Cuando un elemento de concreto armado es sometido al agua de mar durante la alta marea, el oleaje o simplemente su rocío, reune todos los factores de corrosión del acero anteriormente enumerados.  En efecto el agua de mar contiene un peso variable de sales en disolución de acuerdo con los lugares. En mar abierto el contenido es de aproximadamente 33 gr/m3 que se reparte aproximadamente de la siguiente manera:  Cloruro de sodio 76.50%  Cloruro de potasio 2.00 %  Cloruro de magnesio 10.20%  Cloruro de calcio 4.00%  La densidad del agua varía de 1.02 a 1.03 ton/m3 según los lugares. En un ambiente marino si el concreto se halla figurado o es de baja permeabilidad, o por último, si el recubrimiento del refuerzo es insuficiente, se generan con facilidad celdas electroquímicas de corrosión del acero.  En efecto, los factores de corrosión penetran hasta el acero y lo activan al destruir su película protectora. Como entonos los puntos el proceso no es de igual intensidad, se establecen diferentes potenciales n los electrólitos, que al estar unidos por un conducto metálico como es de esfuerzo, permiten la circulación e corriente eléctrica con iones de fierro en el ánodo. Cuando en concretos, una zona es constantemente mojada y rociada y otra no, en una se produce mayor evaporación que en la otra, presentándose naturalmente mayor concentración de sales.  El cemento Pórtland resistente a los sulfatos (tipo V) que posea 10% de C3A, deja cuatro veces más cloro en solución que el cemento Pórtland normal (tipo I) que posea 9% de C3A, Esto explica por qué el cemento tipo I ofrece mayor protección a la corrosión que el cemento tipo V en un medio con alto contenido de cloruros.

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CUALIDADES REQUERIDAS DEL CONCRETO COMO PROTECCIÓN DEL ACERO: A pesar de estar presente los componentes de una ceda de corrosión, ésta no entra en actividad mientras no se produzca alguna destrucción de la película protectora. Por, tanto el principio básico de protección del acero embebido en concreto, consiste en mantener estable la película protectora. Un buen concreto protector debe retardar el máximo el ingreso de los factores de corrosión, agua, bióxido de carbono, ión cloro, oxígeno, etc. Para el cual debe poseer la más baja permeabilidad posible, que consigue: 

Adoptar una relación agua cemento baja; para relaciones mayores a 0.5 la permeabilidad incrementa rápidamente.



Realiza una buena compactación del concreto fresco al vaciarlo. La buena compactación disminuye la presencia de vacíos que facilitan el proceso de corrosión.



Efectuar un buen curado.



El concreto con relación agua-cemento, alto y pobre curado. Su permeabilidad es mayor y los factores de corrosión: oxígeno, bióxido de carbono y el ión cloro, se difunden rápidamente hacia la zona de corrosión, por ser los poros capilares mayores en números y diámetro, los productos de la corrosión se difunden rápidamente al tener que reconocer caminos más cortos y una zona de protección menor.

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

TECNOLOGIA DEL CONCRETO

El concreto por una mala compactación tiene vacíos, algunos de los cuales están adjuntos al acero. Los productos de la corrosión se vierten directamente en el vacío, no se forma zona de protección y por tanto no existe medio para frenar la velocidad del proceso.

5.6. ATAQUES BIOLOGICOS: La actividad biológica es otro factor de deterioro del concreto debido a sus interacciones con el material. La presencia de organismos y microrganismos de origen vegetal o animal sobre las estructuras, no solamente puede afectar el confort ambiental y la estética de las construcciones, sino también puede producir una gran variedad de daños y defectos de carácter físico, mecánico, químico o biológico. ORGANISMOS MARINOS: Dentro de la gran gama de organismos marinos, se pueden destacar como los más perjudiciales a los grupos de organismos sésiles y el fouling (suciedad). Este último se adhiere a las paredes de las estructuras flotantes, aumentado su espesor, y por ende el peso de las mismas. Además el incremento de las dimensiones (secciones, ancho, etc.), conduce a una mayor resistencia al oleaje y agua en movimiento. En el caso de los organismos sésiles, como picorocos, piures, cholgas, etc., el efecto es parecido al del fouling, pero más dañino, ya que el tamaño de los organismos es mayor, provocando aumento de secciones en pilares de hasta un 30%. Además si se toma en cuenta que los organismos crecen en forma irregular, éstos contribuyen a las turbulencias creadas por el movimiento de las aguas marinas. Otro efecto contrario que ocasionan los organismos marinos, es el desprendimiento de material que se produce al retirarlos mecánicamente. Este desprendimiento de material puede contribuir a la corrosión de las armaduras y por ende a al debilitamiento de la estructura. La vegetación cercana a una estructura de concreto puede retener agua sobre la superficie del concreto conduciendo a la saturación del material y por lo tanto causando daños físicos por acción de ciclos de humedecimiento, secado, congelación o descongelación del agua por otra parte puede causar daños mecánicos por la penetración de raíces de plantas arbustos y árboles generando fisuración del concreto.

5.7. SISTEMA DE COLOCACIÓN DEL CONCRETO: El vaciado del concreto para cada pilote deberá ser continuo desde el inicio hasta su terminación; debiendo iniciarse en la cabeza del pilote y continuar hacia la punta. El concreto deberá ser vibrado, con procedimientos adecuados que no produzcan segregación de los agregados ni desplacen el acero de refuerzo o las formaletas. Al terminar la fabricación de cada pilote, se deberán marcar cerca de la cabeza el número de identificación, la fecha de fabricación, en su caso, la de pretensado, su longitud y los puntos de izada. Cualquier uso de acelerantes requerirá la autorización previa del Interventor.

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En la fabricación de pilotes se tendrá en cuenta que éstos deberán ser capaces de soportar las operaciones de transporte, manejo e hinca de forma que no se produzcan roturas ni fisuras mayores de quince centésimas de milímetro (0,15 mm). No deberán tener una flecha, producida por peso propio, mayor de tres milésimas partes (0,003) de su longitud, ni pandeos locales superiores a un centímetro por metro (1 cm/m) de longitud de éste. Solamente se autorizará la colocación del concreto, cuando el Interventor haya comprobado la exactitud en las dimensiones de las formaletas y la correcta colocación del acero de refuerzo, con un recubrimiento mínimo según los planos del proyecto, pero no menor a cinco centímetros (5 cm). Si la sección del pilote es poligonal se dispondrá, como mínimo, una (1) varilla de armadura longitudinal en cada vértice. Si la sección es circular se repartirán uniformemente en el perímetro, con un mínimo de seis (6). En cualquier caso serán de una sola pieza. Si es necesario empalmar varillas en la armadura longitudinal, no podrá coincidir más de un traslapo en la misma sección transversal del pilote. En los pilotes de hormigón armado, sin pretensar, la armadura longitudinal tendrá una cuantía respecto al área de la sección transversal del pilote no menor del uno con veinticinco por ciento (1,25%) y el diámetro de las varillas no será menor de doce milímetros (12 mm). La armadura transversal tendrá una cuantía no menor del cero con dos por ciento (0,2%), respecto al volumen del pilote, en toda su longitud, y su diámetro no será menor de seis milímetros (6 mm). En punta y cabeza, y en una longitud no menor de tres (3) veces el diámetro de la circunferencia que circunscribe a la sección transversal del pilote, se duplicará dicha cuantía. La punta del pilote, en una longitud mínima de treinta centímetros (30 cm), será protegida con una punta de acero estructural, la cual estará soldada a las armaduras longitudinales y suplementarias de refuerzo. CURADO: El curado del concreto se extenderá por un período mínimo de siete (7) días, a no ser que el Constructor pueda aplicar procedimientos que permitan acortar ese tiempo.

VI. CONCLUSIONES Escuela Profesional de Ingeniera Civil | FICSA - UNPRG

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VII.

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7.1. SELECCIÓN DE MATERIALES: CEMENTO: Concreto de Peso Normal, cuyas características son las siguientes: Peso unitario del concreto: se encuentra entre 2200 a 2550 Kg/m3 Uso: No estructural y estructural. Resistencia a la compresión: 175 Kg/cm2 ≤ f’c ≤ 1200Kg/cm2 TIPO DE CONCRETO: Concreto común de consistencia plástica. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN: Resistencia mínima de F’c = 280 kg /cm2 SLUMP: En función de la trabajabilidad requerida, tipo de construcción, facilidad de colocación se utilizara un revenimiento (slump) de 8”-12”. Tener en cuenta que se usara una baja relación agua/cemento (A/C). CEMENTO: Debido a Que El Mar Contienes ales tales como: Cloruro de sodio 76.50%, Cloruro de potasio 2.00 %, Cloruro de magnesio 10.20%, Cloruro de calcio 4.00%. se opto por utilizar cemento tipo V. El cemento portland Tipo V es un cemento de alta resistencia a los sulfatos, ideal para obras que estén expuestas al daño por sulfatos.Este cemento se fabrica mediante la molienda conjunta de clínker Tipo V (con bajo contenido de aluminato tricálcico