Articulo Concreto 2

 

EL CONCRETO  Nombre del estudiante estudiante  Escuela o facultad, facultad, universid universidad, ad, ciudad, país correo estudiante

Resumen-Este Resumen-E ste docum documento ento aborda aborda infor informaci mación ón técnica técnica acer acerca ca del del conc concre reto to,, como como ma mate teri rial al am ampl plia iame ment ntee utilizado en la construcción de obras de ingeniería civil. El propósito fundamental de este trabajo es conocer en un gran alcance aspectos relacionados con el concreto y sus características como material para la construcción. Por lo tanto, dentro de los contenidos a desarrollar en el presen pre sente te artícu artículo lo se enc encuen uentr tran an alguno algunoss concep conceptos tos generales de este material, así como sus propiedades, la forma de obtención, sus aplicaciones, los factores que influyen infl uyen en su econo economía mía y la nomenclat nomenclatura ura utilizad utilizada a para su manipulación.

I.

I NTRODUCCIÓN  NTRODUCCIÓN

Uno de los materiales más utilizados en las obras civiles, es el Este se presenta gran variedad, dependiendo deconcreto. los requerimientos de la en estructura en proyección. El concreto, ha sido un material que a lo largo de la historia ha  permitido la construcción de grandes edificaciones tanto en la tierra como en el mar. Los fa facto ctores res que hacen hacen del concre concreto to un materi material al de construcc constr ucción ión univer universal sal son tan evi eviden dentes tes que ha sido sido utilizado de diversas maneras por miles de años. Uno de estos factores consiste en la facilidad con la cual, mientras se encuentr encuentraa en estado estado plástico plástico puede depositarse depositarse y llenar  llenar  las las fo form rmal alet etas as y mold moldes es de cu cual alqu quie ierr fo form rma. a. Su al alta ta resistencia al fuego y al clima son ventajas evidentes. La mayor parte de los materiales constitutivos, a excepción del cemento y los aditivos, están disponibles a bajo costo, localmente o muy cerca de los sitios de construcción, su res resist istenc encia ia a la compre compresió siónn si simil milar ar a la de las piedras piedras naturales, es alta, lo que lo hace apropiado para elementos como columnas o arcos. Debido a sus grandes ventajas y contribuciones, se genera la necesidad de investigar mas acerca de su co comp mpor orta tami mien ento to,, de los los fa fact ctor ores es qu quee in infl fluy uyen en en su durabi dur abilid lidad ad y de esta esta man manera era,, procur procurar ar nuevos nuevos usos usos y aplicaciones del concreto y específicamente de concretos es espe peci cial ales es,, ya que que el av avan ance ce de la te tecn cnol olog ogía ía ha hace ce imprescindible el manejo de nuevos conceptos que se deben aplicar en el ámbito de la ingeniería.

II.

OBJETIVOS

A. General Elaborar un documento Elaborar documento técnico que brinde brinde informac información ión de deta tall llad adaa ac acer erca ca de dell co conc ncre reto to,, su suss co comp mpon onen ente tes, s,  propiedades y múltiples múltiples aplicaciones. aplicaciones. B. Esp Espec ecíf ífic icos os 

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Realizar una revisión bibliográfica acerca del tema en estudio para lograr ser abordado de manera detallada. Ha Hace cerr un unaa co com mpil ilac ació iónn de infor nforma maci ción ón y resultado resu ltadoss relevant relevantes es obtenidos obtenidos en las diversas diversas fuentes bibliográficas Estruc Est ructur turar ar el conten contenido ido del docume documento nto con la información recopilada.   DESARROLLO DE CONTENIDOS III.

El concreto es un material pétreo, artificial, obtenido de la mezc mezcla la,, en prop propor orci cion ones es de dete term rmin inad adas as,, de ce ceme ment nto, o, agregados y agua. El cemento y el agua forman una pasta que rodea rodea a los agrega agregados dos,, consti constituy tuyend endoo un materi material al heterogéneo. Algunas veces se añaden ciertas sustancias, llamadas aditivos o adicionantes, que mejoran o modifican algunas propiedades del concreto. Se de defi fine ne a lo loss ag agre rega gado doss como como mate materi rial ales es in iner erte tes, s, granulares y debidamente graduados, que son aglomerados  por la pasta del cemento para formar la estructura resistente resistente del concreto. Pueden ser arena, grava o piedra triturada, ocupando siempre la mayor parte del volumen del concreto. Las propor proporcio ciones nes tí típic picas as en volume volumenn absolu absoluto to de los componentes component es del concreto se relaciona relacionann de la siguiente siguiente manera: aditivo (0.1%-0.2%), aire (1%-3%), cemento (7%15%), agua (15%-22%) y los agregados (60%-75%). El concreto tiene tres estados diferentes. El primero, es el estado fresco, el cual permite su manipulación y colocación; el segundo, corresponde al estado de fraguado, en donde el concreto fresco pierde su plasticidad y moldeabilidad; y finalmente, en el estado endurecido, el concreto adquiere la capaci cap acidad dad para para resis resistir tir cargas cargas,, hac hacién iéndol doloo ide ideal al como como material de construcción. El peso eso vo vollumét umétri rico co de dell con oncr creeto es el elev evaado en comparación con el de otros materiales de construcción, y

 

como como los los el elem emen ento toss es estr truc uctu tura rale less de co conc ncre reto to so sonn generalmente voluminosos, el peso es una característica que debe tomarse en cuenta. Su valor oscila entre 1.9 y 2.5 ton/m3  depend dependien iendo do princi principal palmen mente te de los agrega agregados dos  pétreos que se empleen. empleen. El co conc ncre reto to si simp mple le,, si sinn re refu fuer erzo zo,, es re resi sist sten ente te a la compresión, pero es débil en tensión, lo que limita su apl aplica icabil bilida idadd como como ma mater terial ial estruc estructur tural. al.  Par Paraa res resist istir  ir  tensiones se emplea refuerzo de acero, generalmente en forma de barras, colocado en las zonas donde se prevé que se desarrollarán tensiones bajo las acciones de servicio. La combinación de concreto simple con refuerzo constituye lo que se llama concreto reforzado. El concreto puede ser reforzado mediante la colocación de  barras de acero embebidas en su masa. El concreto también ha sido reforzado con otros elementos, tales como fibras vegetales, metálicas o plásticas. Las vegetales no han dado tan buenos resultados como las otras, debido a su menor  durabilidad. Desde sus inicios, el concreto reforzado se constituyó en una solución para la construcción económica y rápida de estructuras de envergadura y calidad, en las cuales sustituyo históricamente a la piedra. La gran ventaja de los concretos modernos es que disponen  barras de acero en las áreas donde se generan tensiones de tracción. Hasta que no se dispuso del acero no se logro reforzar refo rzar adecuadam adecuadamente ente el material material.. Se había ensayado antes el refuerzo con barras de bronce, pero la diferencia ent entre re los coefic coeficien ientes tes de di dilat lataci ación ón de los materi materiale ales, s, concreto y bronce hacia que se perdiera la adherencia entre ambos y no trabajaran solidariamente. solidariamente. Dentro de los limites de temperaturas de trabajo habituales, el acero y el concreto tienen coeficientes de dilatación térmica muy similares, lo que les permite trabajar como un todo.  A. Propiedades

agregados gruesos se tiene una mezcla pedregosa. Otro factor importante, es el contenido de agua, ya que si hay demasiada presencia de agua la mezcla no será cohesiva y puede segregarse. 3) Compac Compacida idad: d: Es la medida de la facilidad con que  puede compactarse el concreto fresco. Se obtiene remo removi vien endo do el ai aire re pres presen ente te en el conc concre reto to.. La compactación apropiada da como resultado concreto co conn un unaa de dens nsid idad ad in incr crem emen enta tada da,, ha haci cién éndo dolo lo má máss resistente y durable. 4)

Cu Cuan ando do la vi visc scos osid idad ad de la me mezc zcla la se redu reduce ce po por  r  insuficiente concentración de la pasta, mala distribución de las partícula partículass o granulome granulometría tría deficien deficiente, te, las partícula partículass gruesas se separan de la mezcla y se produce lo que se conoce como segregación. 5)

Trabajabilidad: Sig Signif nifica ica que tan fác fácil il es col coloca ocar, r, compactar y dar un acabado a una mezcla de concreto. La trabajabilidad puede verse afectada por la cantidad de pasta pasta de cemento cemento y la granulometrí granulometríaa del agregado. agregado. La pasta de cemento es la parte blanda de la mezcla de co conc ncre reto to;; mien mientr tras as mas mas pa past staa se mezc mezcle le co conn lo loss agregados grueso y fino, más trabajable será la mezcla. Por otro lado, los agregados bien graduados, lisos y redondos, mejoran la trabajabilidad de la mezcla.

2)

Cohesividad: Se refiere a que tan bien el concreto se

mantiene unido en estado fresco. La Cohesividad es af afec ecta tada da por por la gr gran anul ulom omet etrí ríaa de dell ag agre rega gado do,, lo loss ag agre rega gado doss bi bien en gr grad adua uado doss dan dan un unaa mezc mezcla la mas mas co cohe hesi siva va,, mien mientr tras as que que cu cuan ando do ha hayy de dema masi siad ados os

Exudación: Propiedad por la cual una parte del agua de

mezcla se separa de la masa y sube hacia la superficie del concreto. Es un caso típico de sedimentación en que los sólidos se asientan dentro de la masa plástica.   Está influenciada por la cantidad de finos en los agregados y la finura del cemento, por lo que cuanto más fina es la molienda de este y mayor es el porcentaje de material fino, la exudación será menor pues se retiene el agua de mezcla.  La exudación se produce inevitablemente inevitablemente en el co conc ncre reto to,, pu pues es es un unaa prop propie ieda dadd in inhe here rent ntee a su estructura. 6) Contracción:  Es una de las propiedades más importantes en función de los problemas de fisuración que acarrea con frecuencia. La pasta de cemento necesariamente se contrae debido a la redu reducc cció iónn de dell vo volu lume menn orig origin inal al de ag agua ua po por  r  combinación química, y a esto se le llama contracción intrínseca que es un proceso irreversible. Pero además existe otro tipo de contracción inherente ta tamb mbié iénn a la pa past staa de ce ceme ment ntoo y es la ll llam amad adaa contracción por secado, que es la responsable de la mayor parte de los problemas de fisuración, dado que oc ocur urre re ta tant ntoo en el esta estado do de frag fragua uado do co como mo en el endure end urecid cidoo si se permit permitee la pérdida pérdida de agua agua en la mezcla.

Las principales propiedades del concreto fresco son: 1)

Segregación: La dif difer erenc encia ia de densid densidade adess ent entre re los component compon entes es del concre concreto to provoc provocan an una tenden tendencia cia natural a que las partículas más pesadas desciendan,  pero en general, la densidad de la pasta con los agregados finos es sólo un 20% menor que la de los gruesos (para agregados normales) lo cual sumado a su vis viscos cosida idadd produc producee que el agrega agregado do grueso grueso quede quede suspendido e inmerso en la mezcla.

7)

conc ncre reto to se di divi vide de po porr pe peso soss Peso Unitario:  el co específicos det determ ermina inarr en el concretos peso peso unitar unilivianos, tario io delnormales concre concreto toy pesados, permit permitee co connoc oceer qu quéé tip ipoo de co conncret cretoo se tie iene ne.. Pe Perro

 

 principalmente, el peso unitario del concreto se utiliza  principalmente,  para comprobar el el rendimiento de la mezcla.

agregados finos y de las propiedades adherentes de la  pasta.

8) Co Cont nten enid ido od dee A Air ire: e:  A mayor contenido de aire, mayor 

5)  Elasticidad: En general, es la capacidad del concreto de deform deformar arse se baj bajoo ca carga rga,, sin tener tener deform deformac ación ión  permanente. El concreto no es un material elástico estr estric icta tame ment ntee ha habl blan ando do,, ya qu quee no tie iene ne un comportamiento lineal en ningún tramo de su diagrama cara cara vs def deform ormaci ación ón en compre compresió sión, n, sin em embar bargo, go, co conv nven enci cion onal alme ment ntee se de defi fine ne un “Mód “Módul uloo de

manejabilidad, menor resistencia. De la misma manera, manejabilidad, a menor menor conte contenid nidoo de aire, aire, me menor nor ma manej nejabi abilid lidad, ad, mayor resistencia.

En el es esta tado do de en endu dure reci cido do el co conc ncre reto to pr pres esen enta ta la lass siguientes propiedades. 1)  Resistencia Mecánica.  Est Esta pro roppie ieda dadd ha sid idoo tradi radici cion onal alme ment ntee la más ide dent ntiifi fica cada da co conn el co comp mpor orta tami mien ento to de dell co conc ncre reto to co como mo mate materi rial al de construcción. Depende de la resistencia individual de los agregados y de la pasta de cemento endurecida, así como, com o, de la adhere adherenci nciaa que se produc producee en ambos ambos materiales. Cu Cuan ando do la lass pa part rtíc ícul ulas as de lo loss ag agre rega gado doss so sonn du dura rass y resistentes, la resistencia mecánica del concreto tiende a ser  gobernada por la resistencia de la pasta de cemento y/o por  la adherencia de esta con los agregados. Por lo contrario, si los agregados son débiles, la resistencia intrínseca de estos se convierte en una limitación para la obtención de altas resistencias, lo cual no quiere decir que el concreto no  pueda ser más resistente que las partículas individuales de los agregados. 2)

Durabilidad: El concreto bien hecho es un material

naturalmente resistente y durable. La resistencia y la durabilidad son afectadas por la densidad del concreto. El concreto mas denso es mas impermeable al agua. La dura durabi bili lida dadd del del co conc ncre reto to se in incr crem emen enta ta co conn la resistencia. El concreto bien hecho es importante para  proteger el acero en el concreto reforzado. La durabi dur abilid lidad ad tambié tambiénn se puede puede ver afe afect ctada ada por la compacta comp actación, ción, la compactac compactación ión apropiada apropiada da como resultado concreto con una densidad incrementada que es mas resistente y mas durable; por el curado, un mayor tiempo de curado dará un concreto más durable; y por la relación agua-cemento, demasiada agua sin suficien sufi ciente te cemento cemento significa significa que el concreto concreto será más débil y menos durable.

elasticidad estático” del concreto mediante una recta recta tangente a la parte inicial del diagrama, o una secante que une el origen del diagrama con un punto establecido que normalmente es un % de la tensión última.  B.

El concreto es una mezcla semilíquida de cemento portland, arena, grava o piedra triturada y agua. Mediante un proceso llamado hidratación, las partículas del cemento reaccionan químicamente con el agua y el concreto se endurece y se convierte en un material durable. Los agrega agregados dos emplea empleados dos en la constr construcc ucción ión pueden pueden ob obte tene ners rsee po porr la ex expl plot otac ació iónn de ba banc ncos os de mate materi rial al,, depósitos de rocas que afloran en la superficie terrestre, o  por extracción y clasificación clasificación del material que arrastran los ríos. Elección de los bancos de material. Los bancos de material se definen como lugares donde aflora la roca. La ubicación de los bancos de material se debe apoyar en:    

Al elegir un banco de material se debe considerar:

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4)  Estabilidad Volumétrica: Es el desplazamiento o flujo que se produce en el concreto sin mediar la aplicación de fuerza fuerzass ext extern ernas. as. Se cuanti cuantific ficaa por medio de la exudac exu dación ión y la segre segregac gación ión,, evalua evaluada da con mé métod todos os standard que permiten comparar dichas características entre varios diseños, siendo obvio que se debe buscar  obtener los valores mínimos. Es interesante notar que amboss fenómenos ambo fenómenos no dependen dependen exclusiva exclusivament mentee del exceso de agua en la mezcla sino del contenido de

cartografía de la zona. fotografías aéreas en pares estereoscópicos. estereoscópicos. mapas y cortes geológicos. da dato toss y resu result ltad ados os de trab trabaj ajos os ge geot otéc écni nico coss o geofísicos realizados en la zona o sus alrededores.

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3)  Impermeabilidad  important antee propie propiedad dad del  Impermeabilidad : Es una import co conc ncre reto to que que pued puedee mejo mejora rars rse, e, co conn fr frec ecue uenc ncia ia,, reduciendo la cantidad de agua en la mezcla.

Como se Obt Obtiene iene

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 profundidad, espesor y extensión que lo hagan rentable. clase de material requerido de acuerdo al elemento estructural que se va a construir. facilidad de acceso al lugar. distancia de acarreo hasta el sitio de la obra. de dere rech chos os de prop propie ieda dadd de la zo zona na do dond ndee se encuentra la cantera. costos de explotación.

La procedencia, el tamaño y la densidad son entre otras muchas, algunas de las formas de clasificar los agregados. En primera instancia los agregados según su procedencia se clasifican en naturales y artificiales: artificiales:

 

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 Agregados Naturales: Provienen de la explotación

de canteras o son producto del arrastre de los ríos. Segú Segúnn la form formaa de ob obte tene ners rsee lo loss po pode demo moss clasificar como material de cantera y material de río.  

Esto toss ag agre rega gado doss se Artificiales: Artificiales: Es obti obtien enen en a part partir ir de pr prod oduc ucto toss y pr proc oces esos os indust ind ustria riales les,, tales tales como como ar arcil cillas las expand expandida idas, s, escorias de altos hornos, limaduras de hierro, etc.

El mez ezccla lado do se efec efectú túaa en máq áquuin inaas lla lam mad adaas,  precisamente,, mezcladoras las cuales son rotores que agitan  precisamente y en envu vuel elve ve lo loss ma mate teri rial ales es ha hast staa lo logr grar ar un unaa ma masa sa ho homo mogé géne nea, a, co conn la pa past stos osid idad ad o la flui fluide dezz de dese sead ada. a. También se pueden hacer las mezclas a mano, generalmente  para pequeñas cantidades cantidades de concreto. concreto.

 Agregados

En algunos casos para ciertos tipos de concreto de  baja resistencia, se suelen utilizar algunos residuos orgánicos como cascarilla de arroz, de palma, café, etc., mezclados con los agregados naturales para abaratar los costos del concreto y del mortero. Según su tamaño Según tamaño los agregado agregadoss se pueden pueden cla clasif sifica icarr en fracción fina o finos (Arcilla, Limo), en agregados finos (Arena) y en Agregado grueso (Gravilla, grava, Piedra). Otra forma de clasificar los agregados es según su densidad, es decir la masa por unidad de volumen, incluyendo el volumen de sus vacíos; la importancia de esta clasificación radica en el peso final del producto cuando se emplean estos agregados, por ejemplo, el concreto ligero. Según su densidad los agregados se clasifican en: ligeros: su densidad está entre 480-1040 kg/m3, por ejemplo: piedra pómez. normal: entre 1300 y 1600 kg/m3, por ejemplo, material de río. La pasta que se necesita para mezclar con los agregados está compuesta de cemento Portland, agua y aire atrapado o aire incluido intencionalmente. intencionalmente.   El cemento Portland es un producto comercial de fácil adquisición el cual se mezcla con agua, ya sea sólo o en combinación con arena, piedra u otros materiales similares, tiene la propiedad de combinarse lentamente con el agua hasta formar una masa endurecida. Esencialmente es un clinker finamente pulverizado, producido por la cocción a elevad elevadas as temper temperatu atura ras, s, de mezcla mezclass que contie contiene ne cal cal,, alúmin alúmina, a, fie fierro rro y sí sílic licee en propor proporcio ciones nes,, previa previamen mente te establecidas, para lograr las propiedades deseadas. Además de los agregados, del cemento y del agua, es cada vez mas frecue frecuente nte añadir añadir a la mezcla mezcla cie cierto rtoss produc productos tos químicos que, en muy pequeña cantidad, son capaces de modificar de manera muy importante algunas propiedades del concreto; se les suele llamar aditivos.

El concreto ya mezclado, o concreto en estado fresco, es tr tran ansp spor orta tado do a lo loss mold moldes es o en enco cofr frad adoo prev previa iame ment ntee  preparados y con el acero de refuerzo ya colocado en su int inter erior ior en la posici posición ón en que debe quedar quedar,, se efect efectúa úa ent entonc onces es la operac operación ión conocí conocíaa como como vacia vaciado, do, col colado ado o moldeado, que consiste en verter la masa dentro de lo moldes y proceder posteriormente a su compactación. Esa densificación se efectúa por medios manuales o mediante el vibrado de la masa de concreto. Como consecuencia de la vi vibr brac ació ión, n, la me mezc zcla la se flui fluidi difi fica ca y se ac acom omod odaa al en enco cofr frad ado, o, oc ocup upan ando do to todo doss lo loss espa espaci cios os y rode rodean ando do completamentee las armaduras metálicas. completament Después hay que esperar el tiempo necesario para que el concreto fragüe y se endurezca. En su momento se inicia el curado y se retiran los encofrados, el curado es el proceso de mantener o reponer la humedad que pudiera perder el material por evaporación de agua, necesaria esta para que se desarrollen las reacciones de hidratación del cemento. C. Para ara q qu ue Sir Sirve ve

Dentro del mundo de la construcción el concreto es, en sus diversas variantes, el material de uso más extendido en zonas urbanas. Se estima, en general, que este material es el segundo en cantidad que usa el hombre, después del agua; donde hay actividad actividad humana organiza organizada, da, hay concreto. concreto. Cada año se produce un tercio de tonelada de concreto por  cadaa ser humano cad humano en el pla planet neta, a, unos unos 2000 2000 mi millo llones nes de toneladas en 2002. La im impo port rtan anci ciaa de dell co conc ncre reto to en lo loss proy proyec ecto toss de inf infrae raestr struct uctura ura radica radica en su versat versatili ilidad dad,, des desarr arroll olloo de tecnologí tecn ologías as que lo han llevado llevado a límites límites insospechado insospechadoss en su des desemp empeño eño,, usos usos y apl aplica icacio ciones nes.. Actual Actualmen mente, te, es el material de construcción más ampliamente utilizado en el mundo con una producción mundial cercana a los 13,000 millones de m3 por año. Las Las ve vent ntaj ajas as qu quee ha hace cenn de dell co conc ncre reto to un ma mate teri rial al impr impres esci cind ndib ible le pa para ra la co cons nstr truc ucci ción ón de lo loss gran grande dess  proyectos y le permiten responder ágilmente a los  principales desafíos desafíos de la infraestructura infraestructura son: son:

1) Pr Prep epar arac ació ión n y Co Colo loca caci ción ón::  Mediante Mediante algunas

reglas establecidas, cuya complejidad depende de la calidad requerida requerida por el concreto que se vaya a usar, es posible estimar las proporciones de los co comp mpon onen ente tespara s de laa mezc me zcla laión. que qu resu enconoce ma adecua ade cuados dos par a cada cad sit situac uación . eesto estre o sult selten conmas oces como diseño de la mezcla.

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Ca Capa paci cida dadd de resi resist stir ir un unaa gran gran va vari ried edad ad de condiciones de exposición extremas durante su vi vida da út útiil, grac gracia iass a su alt ltaa du durrab abiili lida dadd y resiliencia. Es un materia materiall local y de alta disponibi disponibilida lidadd que  puede ser fabricado en cualquier parte del mundo,

 

lo que ayuda a optimizar los costos y reducir la huella de carbono. 

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Sus propiedades estéticas permiten innovaciones arquitectónicas arquitectónic as y flexibilidad en su diseño. En aplicaciones de infraestructura infraestructura (cimentaciones, túneles, etc.) el uso del concreto es insustituible.

En el futuro, el uso de concretos de ultra alto desempeño (UHPC por sus siglas en inglés) representará un parteaguas  para la construcción de proyectos de infraestructura. infraestructura. La tecnología de los UHPC permite soportar hasta ocho veces más compresión y son 50% más flexibles y dúctiles que las mezclas de concreto convencional. Así mismo, presentan  propiedades de impermeabilidad impermeabilidad y moldeabilidad únicas. Ad Adem emás ás,, sus sus prop propie ieda dade dess lo po posi sici cion onan an co como mo un unaa alter alternat nativa iva a otr otros os materi materiale aless de constr construcc ucción ión.. Estas Estas ca cara ract cter erís ísti tica cass es está tánn en enfo foca cada dass a mejo mejora rarr de mane manera ra sustancial la vida útil de las estructuras, el uso eficiente de re recu curs rsos os,, la re redu ducc cció iónn si sign gnif ific icat ativ ivaa de lo loss co cost stos os de oper operac ació iónn y mant manten enim imie ient nto; o; fo fome ment ntan ando do ad adem emás ás la edificación sustentable.

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El concreto es considerado un material económico y se debe a que las materias primas que se emplean son relativamente abundantes en la naturaleza, y a las ventajas competitivas que ofrece frente a otros materiales de construcción.

utilizando la mínima cantidad de pasta (menos cemento)  por unidad de volumen de concreto y que dé por resultado una mezcla que cumpla con los requisitos de manejabilidad, resi resistenc stencia ia y durabilida durabilidadd necesari necesarias as para una estructu estructura ra determinada. Varian Var iando do las las propor proporcio ciones nes de mezcla mezcla y escogi escogiend endoo los material mater iales es má máss apropi apropiado ados, s, es posibl posiblee obtene obtenerr la má máss económica entre varias que cumplan igualmente con los requis req uisito itoss de maneja manejabil bilida idad, d, res resist istenc encia ia y durabi durabilid lidad ad necesarios para el tipo de obra en que se utilice. 1)

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Factores que influyen en la economía del  concreto: Gradación, forma y textura superficial de los agregados.  Los agrega agregados dos mal gradad gradados, os, con

 partículas alargadas, aplanadas, ásperas, rugosas o angulosas, exigen más pasta de cemento, por lo tanto, su utilización es antieconómica.

Tamaño Tam año máx máximo imo del agr agrega egado do gru grueso eso.

Si se di divi vide de la resi resist sten enci ciaa de un co conc ncre reto to po porr su contenido de cemento, se obtiene una medida de la efi eficie cienci nciaa del cement cemento. o. Por lo tan tanto, to, má máxim ximaa efic eficie ienc ncia ia si sign gnif ific icar aráá ob obte tene nerr un unaa má máxi xima ma resistencia a la compresión utilizando el mínimo contenido de cemento. En concreto de alta resistencia (> 30 Mpa o 300 kg kg/c /cm2 m2), ), mien mientr tras as mayo mayorr sea sea la resi resist sten enci ciaa requerida, menor deberá ser el tamaño máximo del agregado para que la eficiencia sea máxima. Para cada resistencia existe un margen estrecho para el tamaño máximo por encima o por debajo del cual ser necesario aumentar el contenido de cemento. En concretos de baja resistencia (< 17,5 Mpa o 175 kg/cm2), entre mayor sea el tamaño máximo del ag agre rega gado do,, meno menorr es la ca cant ntid idad ad de ce ceme ment ntoo requerida para obtener mayor eficiencia.

 D. Economía

La ec econ onom omía ía en una una mezc mezcla la de co conc ncre reto to se ob obti tien enee encont enc ontran rando do la combin combinaci ación ón más apropi apropiada ada ent entre re los agregados disponibles, agua, cemento y cuando se requiera aditivos,

Fluidez de la pasta.  Mientras más fluida fluida sea sea la  pasta (mayor relación agua/cemento), agua/cemento), menor será la cantidad de cemento cemento necesaria necesaria para obtener obtener un grado de manejabilidad dado y por lo tanto la mezcla será más económica. Deberá utilizarse la mayor relación agua/cemento que no perjudique las propiedades del concreto endurecido, o sea que cumpla los requisitos de resistencia y durabilidad.

 En concretos de resistencia intermedia (17,5 Mpa a 30 Mpa o 175 a 300 kg/cm2), existe un rango amplio en los tamaños máximos (3/4" hasta 3") que pueden usarse para una misma resistencia, en la cual, la cantidad de cemento es mínima  para obtener máxima máxima eficiencia. eficiencia. 

Porcen Por centaj tajee de are arena na en el agr agrega egado do tot total. al. 

El  porcentaje de arena puede expresarse en volumen

o en masa. Para una mezcla preparada con unos agregados dados, existe un porcentaje óptimo de arena con el cual el contenido de cemento será el mínimo necesario para obtener una consistencia determinada, utilizando una  pasta definida por su relación agua/cemento. Si el  porcentaje de arena es mayor que el óptimo se requ requer erir iráá más más ca cant ntid idad ad de pa past staa pa para ra lu lubr bric icar ar la superficie adicional de las partículas de arena; de otro lado, si el porcentaje es menor que el óptimo, la mezcla será áspera por exceso de agregado grueso, a menos que se aumente la pasta de cemento. El porcentaje óptimo de arena aumentará cuando se  presenten los siguientes siguientes cambios: cambios: 

Se utilice una arena más gruesa (mayor módulo de finura

 

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Se utilice un tamaño máximo menor. Se emplee una relación agua/cemento mayor.  La mezcla sea más pobre en cemento.

Un método que se emplea normalmente para determinar el  porcentaje óptimo de arena (porcentaje en masa), consiste en buscar la combinación de los agregados disponibles que  produzca la máxima densidad (o mínimo de vacíos). Este méto método do fu fuee pr prop opue uest stoo por por FULL FULLER ER y THOM THOMPS PSON ON,, consiste en combinar en tal forma los agregados que la granulometría de conjunto se adapte lo más cercanamente  posible a una "curva "curva ideal" (mínimo (mínimo de vacíos). 2) Economía de los Aditivos

Ante problemas con el concreto el constructor tendrá que  plantearse las alternativas de saber si se debe utilizar un aditivo o no, luego saber cuál se debe usar y finalmente cómo y en que dosis debe usarse. Para esto, tendrá que consultar las instrucciones de los fabricantes y remitirse a documentos especiales. Debe saber  eventualmente la dosificación a emplear y que ensayos se le deben hacer, a pie de obra, para precisar la dosificación a utilizar. Es por esta razón, por la cual se pretenden obtener  mezclas con la dosificación más económica a unos menores costos de construcción.

variabilidad permite adaptar la forma de la estructura a su fu func nció iónn de un unaa mane manera ra ec econ onóm ómic ica, a, y prop propor orci cion onaa al arquitecto y al ingeniero diseñador una amplia gama de  posibilidades para soluciones estructurales estéticamente estéticamente satisfactorias. Otras aplicaciones, recientes del concreto de alta resistencia inc incluy luyen en estruc estructur turas as costa costa afuera afuera para para explot explotaci ación ón de  petróleo, edificios para parqueo, realces en tableros de  puentes, rebosaderos en presas, bodegas y losas industriales industriales  pesadas. El concreto simple se utiliza para construir muchos tipos de estruc estructur turas, as, com comoo aut autopi opista stas, s, cal calles les,, puente puentes, s, túnele túneles, s,  presas, grandes edificios, pistas de aterrizaje, sistemas de riego y canalización, rompeolas, embarcaderos y muelles, aceras, silos o bodegas, factorías, casas e incluso barcos. En la albañilería el concreto es utilizado también en forma de ladrillos o bloques. Dentro de las principales ventajas del concreto simple se encuentran:   

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El costo del aditivo no solo se relaciona con la dosificación del concre concreto, to, si sino no tambié también: n: por la cuantí cuantíaa mí mínim nimaa de cemento, el control de los requerimientos del agua, por los ah ahor orro ross de en ener ergí gía, a, la ec econ onom omía ía en el ti tiem empo po de la colocación, disminución en los costos de las formaletas y enco encofr frad ados os debi debido do a el rá rápi pido do de dese senc ncof ofra rado do y la reutilización de los moldes, la facilidad en la colocación y compactación y el avance en forma considerable de la obra y puesta en servicio.

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Resistencia a fuerzas de compresión elevadas. Bajo Larga Lar gacosto duraci duración ón (En condic condicion iones es normal normales, es, el concreto se fortalece con el paso del tiempo). Puede moldearse de muchas formas. Presenta amplia variedad de texturas y colores.

Al reforzar el concreto con acero en forma de varillas o mallas, se forma el llamado concreto armado o reforzado; el cual se utiliza para dar nombre a sistemas estructurales como: vigas o trabes, losas, cimientos, columnas, muros de retención, ménsulas, etc. La elaboración de elementos de concreto presforzado, que a su vez pueden ser pretensados y  postensados. Las ventajas del concreto reforzado son:

 E. Aplicaciones

El diseño de puentes ha dado la oportunidad para algunas de las las ap apli lica caci cion ones es más más re reta tado dora rass y cr crea eati tiva vass de la ingenierí ingen ieríaa estructur estructural. al. Los intercam intercambiad biadores ores viales, viales, son estructuras en concreto que permiten el flujo vehicular en varios niveles. Los tanques cilíndricos de concreto se utilizan ampliamente ampliamente  para almacenamiento de agua o como parte de plantas de tratamiento de aguas residuales. A menudo, los tanques cilíndric cilí ndricos os se pre-esfu pre-esfuerzan erzan circunfer circunferencia encialmen lmente te para mant manten ener er la co comp mpre resi sión ón en el co conc ncre reto to y el elim imin inar ar el agrietam agri etamient ientoo que de otra manera produciría produciría la presión interna. Las formas estructurales ilustran la adaptabilidad del del ma mate teri rial al a una una gran gran va vari ried edad ad de estr estruc uctu tura rass y compon com ponent entes es estruc estructur turale aless unidim unidimens ension ionale aless (vigas (vigas,, riostras, columnas), bidimensionales (losas, arcos, pórticos rígidos) rígi dos) y tridimens tridimensional ionales es (cascaron (cascarones, es, tanques). tanques). Esta

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Al interactuar concreto y acero, ahora aparte de resistir fuerzas de compresión (absorbidas por el concreto), también es capaz de soportar grandes esfuer esfuerzos zos de ten tensió siónn que serán serán tomado tomadoss por el acero de refuerzo (acero longitudinal). Al colocar el acero transversalmente a manera de estri estribos bos o de forma forma hel helico icoida idal, l, los ele elemen mentos tos (eje (ejem. m. vi viga gas, s, co colu lumn mnas as)) po podr drán án au aume ment ntar ar su capacidad de resistencia a fuerzas cortantes y/o torsionales a los que estén sujetos.

El concreto de alto desempeño tiene sus aplicaciones en  puentes, edificios de gran altura, elementos prefabricados, ele elemen mentos tos pre-es pre-esfor forzad zados os y ele eleme mento ntoss que requie requieran ran habilitarse en menos de 24 horas de colado el concreto.

 

Las ventajas del concreto de alto desempeño son:

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Mayor rigidez a las estructuras Aumento del área neta con reducción de secciones en elementos estructurales Reducción del peso propio de las estructuras Mayor modulo de elasticidad mejor   comportamiento al ataque químico Alta resistencia a la abrasión

El concreto de alta resistencia es usado para la construcción de edificios de gran altura, en puentes de grandes luces, en repr epresas sas de ar arcco muy muy de delg lgaada dass y en pi pilo lottes para para fundaciones.

Sus principales ventajas son:  

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Permite cubrir grandes luces La baja permeabilidad del concreto endurecido, lo hacee rec hac recome omenda ndable ble para para pie piezas zas ata ataca cadas das por el medio ambiente Permite mayor rotación de encofrados hay menos tiempo de uso. Se pueden diseñar menores secciones estructurales,, con ahorro en áreas de construcción estructurales Reduce en el peso y costo la estructura Logra un mejor comportamiento ante sismos.

El concreto bombeable tiene sus aplicaciones en estructuras esbe esbelt ltaas como omo co colu lum mna nass o mur muros de rete tenc nciión ón,, ciment cim entaci acione ones, s, los losas, as, estruc estructur turas as con dif difíci ícill acceso acceso y espacios limitados y en todos aquellos elementos en donde no es posible la colocación del concreto directamente en el camión. Este tipo de concreto presenta algunas ventajas como: 

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El uso uso de eq equuipos ipos de bo bom mbe beoo aumen umentta el rendimiento en la obra Permit Per mitee la col coloca ocació ciónn del concr concreto eto en lu lugar gares es difíciles Excelente manejabilidad y trabajabilidad trabajabilidad

El concreto con aire incluido se usa en pisos de cuartos de congel con gelaci ación, ón, estruc estructur turas as suj sujeta etass al proces procesoo de hi hielo elo-deshielo, en elementos prefabricados y en pavimentos. Sus ventajas son las siguientes: 

Mayor resistenci resistenciaa al hielo-des hielo-deshielo hielo,, ya que los vacíos vac íos en de laaire airpasta, e inc inclui luido do el ac actúa túan n como com o cámar cámyaras as huecas donde agua congelada el agua emigrante pueden entrar, aliviando la presión y previniendo daños l concreto.

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Resistencia del concreto a los sulfatos Reduce la falla por expansión provocada por la reactividad álcali-sílice álcali-sílice El ai aire re in incl clui uido do mejo mejora ra la trab trabaj ajab abil ilid idad ad de dell concreto, particularmente en las mezclas con bajo contenido de cemento La reducción de la relación agua-cemento produce un aumento en la resistencia a la compresión.

El concreto con puzolanas es utilizado en la preparación de morteros, combinando puzolana con cal, en la fabricación de cementos puzolánicos, ya sea moliendo conjuntamente la  puzolana con e Clinker bien, mezclando cemento con  puzolana molidos separadamente, y también en la fabricación de morteros o concretos con cemento portland, usando una puzolana como material incluido a la revoltura en el momento de la mezcla. Las ventajas del concreto con puzolanas son:      

Mejora la trabajabilidad trabajabilidad Reduce la exudación y la segregación Disminuye el calor de hidratación Disminuye la permeabilidad Disminuye álcali-agregados álcali-agregad os químicos Incrementoladeexpansión la resistencia a los agentes y a el agua y suelos agresivos.

El concreto de fraguado retardado es utilizado en casos construct cons tructivos ivos especiale especialess donde deben evitarse evitarse las juntas juntas frías, donde por ductilidad, se requieran mayores tiempos de mane maneja jabi bili lida dad, d, do dond ndee es co conv nven enie ient ntee redu reduci cirr la tem empe pera ratu tura ra ge gene nera rada da po porr cal alor or y en lug ugaares de temperaturass altas. temperatura Es Este te ti tipo po de co conc ncrret etoo permi ermite te ma mayo yorr tiem empo po de manejabilidad manejabi lidad para su adecuada adecuada colocación colocación y reduce reduce la  posibilidad de juntas frías. El concreto ligero se utiliza para hacer losas y muros, capas de nivelación, relleno de nivelación o como aislante. Ya que  permite la reducción de cargas muertas y el aislamiento térmico y acústico. Los usos del concreto permeable son: parqueos, aceras, invernaderos, áreas de poco tráfico, restauración de mantos acuíferos, cubiertas laterales de piscinas, rutas de carros de golf y en muros de contención. Las ventajas relacionadas con el concreto permeable son: 

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Re Redu duce ce la esco escorr rren entí tíaa su supe perf rfic icia iall en área áreass  pavimentadas Filtra el agua de lluvia Pe Perm rmit itee la tran transf sfer eren enci ciaa de ag agua ua y ai aire re a lo loss si sist stem emas as de raíc raíces es,, de deja jand ndoo qu quee lo loss árbo árbole less

 

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flor florez ezca cann incl inclus usoo en las ár áreeas alt ltam ameent ntee desarrolladas Disminuye Dismi nuye focos de infección infección por contamin contaminación ación de agua Ayuda a la restauración de mantos acuíferos Permite la eliminación de drenajes pluviales

La nomenclatura del concreto se puede especificar según la dosis de cemento o según la resistencia:  

El concreto concreto pesado pesado sirve sirve para estructuras estructuras de protecció protecciónn contra radiaciones, en paredes de bóvedas y cajas fuertes, en pisos industriales y en elementos que sirvan como lastre.  

Este tipo Este tipo de concr concreto eto absorb absorbee energí energíaa de radiac radiación ión y adicionalmente, permite la ganancia de espacio, el concreto de gran peso permite reducciones en el espesor del blindaje sin afectar su eficiencia. El concreto resistente a la penetración de cloruros se usa  para estructuras que estén en contacto con el mar y en estruc estructur turas as expues expuestas tas a alta alta concen concentr traci ación ón de gentes gentes corrosivos. Sus ventajas son:  

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Estructuras mas durables Estructuras mas resistentes al ataque de agentes corrosivos Tiene propiedades en estado fresco y endurecido, similares a las del concreto convencional.

Por Resistencia:  El concreto se puede clasificar  segú segúnn lo loss grad grados os qu quee está estánn en func funció iónn de la resisten resi stencia cia a la compresió compresión. n. Esta resistencia resistencia se expresa en mega pascales a 28 días de edad, en  probetas cilíndricas de 300 mm de altura y con un diámetro de 150 mm.

1)Métodos de colocación

En el momento de realizar una obra, es importante conocer  la norma NCh170-2016. Esta norma ha estipulado una serie de aspec aspectos tos int intere eresan santes tes respe respecto cto a la durabi durabilid lidad ad del concreto. Algunos aspectos fundamentales a tener en cuenta ha hann si sido do modi modifi fica cado dos, s, y esta establ blec ecee tres tres méto método doss de colocación del concreto:   

El conc concre reto to re resi sist sten ente te al at ataq aque ue de su sulf lfat atos os se usa usa específicamente para tuberías y canales, por lo que, hace que las estructuras sean mas resistentes al ataque químico.

Por Dosis de Cemento:   En este caso, se trata de especificar la dosis de cemento que debe tener el concre con creto, to, a lo que habrá habrá que sumar sumar el tamaño tamaño máximo del árido, así como el asentamiento de cono requerido. Este tipo de concretos no poseen requisitos de resistencia mecánica.

Capacho Bombeo Descarga directa

2) Designaciones

El concreto concreto con material materiales es reciclado recicladoss se utiliza utiliza para la construcc const rucción ión de vigas, vigas, columnas, columnas, pisos, losas, placas y elementos prefabricados, Son un aporte ambiental ya que  permite el reciclaje reciclaje de escombros. escombros.

La instrucción establece que, la designación del concreto será diferente según el uso para el que se vaya a destinar. De este este modo modo,, po pode demo moss ha habl blar ar de va vari rios os ti tipo poss de nomencla nome nclatura tura de concretos: concretos: concreto en masa, masa, concreto concreto armado y concreto prensado.

El concreto traslucido tiene sus en aplicaciones estructuras ornamentales y arquitectónicas, elementos en prefabricados, enchapes y también es usado en todo tipo de obras tanto interiores como exteriores, por su alta resistencia mecánica a la compresión tiene los mismos usos estructurales que el cemento gris.

Hasta ahora, la nomenclatura del concreto se había venido realizando siempre de la misma forma más allá del tipo de obra en la que se usase. Sin embargo, a partir de la norma actual, se deberá distinguir el concreto en función de su uso. De este modo, el uso estructural puede ser en masa (HM), armado (HA), y hormigón prensado (HP).

Las ventajas de este tipo de concreto son:   

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Permite el ahorro de luz eléctrica Fácil de pigmentar  Es co comp mpat atib ible le co conn ad adit itiv ivos os pa para ra co conc ncre reto to convencional Ligero Impermeable y resistente al fuego.

 F. Nomenclatura

Por Por ot otro ro la lado do,, es impo import rtan ante te qu quee el au aume ment ntoo de la lass resistencias mínimas de los concretos sea tenido en cuenta. Actualmente, no se admite una resistencia inferior a los 20  N/mm² en el caso de los concretos en masa. Mientras que en el ca caso so de lo loss co conc ncre reto toss arma armado doss o pren prensa sado doss la resistencia deberá ser por lo menos de 25 N/mm². La design designaci ación ón o tipifi tipifica cació ciónn del hormig hormigón ón que ha de constar en planos, memorias, pliegos de condiciones etc. T- R / C / TM / A

 

Con las siguientes correspondencias: correspondencias: T   

HM Para el hormigón en masa. HA Para el hormigón armado. HP Para el hormigón pretensado

 posterior preparación y manejo, de los cuidados de uso y ma mant nten enim imie ient ntoo y en al algu guno noss ca caso soss de de dell grad gradoo de satisfacción de las exigencias de su uso. Finalmente, a la hora de usar cualquier tipo de aditivo se debe intervenir de forma positiva en la calidad del concreto, de tal forma que se les den soluciones a los diferentes  problemas y satisfacer los distintos requerimientos requerimientos sin detrimento de la resistencia y durabilidad del material.

R: Es la resistencia característica característica a compresión a los 28 días expres exp resada ada N/m m².40, Se45,aconse aco nseja ja uti utili lizar zar la escala escala de valores 20, en 25, N/mm². 30, 35, 50. C: Identifica la consistencia de acuerdo con los tipos:    

S Seca. P Plástica. B Blanda. F Fluida.

[1] González, Óscar. Aspectos fundamentales del concreto reforzado. 4a. ed. México: Limusa, 2005. 802 p. [2] James F. Shack Shackelfor elford. d.  Introducción a la ciencia de materiales para ingenieros. 6ª. Edición. Pearson. 870 p. [3 [3]] Will Willia iam m F. Smi Smith th..  Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales. 4ª edición. Mc Graw Hill. 1210p. [4] Joaquín Joaquín Porr Porrero ero,, Car Carlo loss Ram Ramos, os, José Gra Grases ses;; et al.  Manual del  concreto estructural. 1ª edición. Caracas, 2014. 669p.

TM: Es el tamaño máximo del árido expresado en mm A: Es la designación del tipo de ambiente Ejemplo: HA – 25 / P / 20 / IIa Equivale a: Hormigón armado de resistencia característica a la compresión a 28 días de 25 N/mm² (250 kp/cm²) de consistencia plástica, con tamaño máximo del árido 20 mm y exposición tipo de ambiente IIa. IV.

R EFERENCIAS EFERENCIAS

CONCLUSIONES

Con Con la info inform rmac ació iónn re reco copi pila lada da en este este tr trab abaj ajoo de investigación se logro obtener un conocimiento mas amplio de lo que es el concreto, de las ventajas de su uso en el ámbito de la ingeniería y de las múltiples aplicaciones que dé él se derivan. Después de realizado este estudio, es posible decir que el co conc ncre reto to es un mate materi rial al ad adem emás ás de ec econ onóm ómic icoo pa para ra  producir, es un material local y de alta disponibilidad ya que puede ser elaborado en cualquier parte del mundo, lo que significa una optimización en los costos. Tambiénn es muy impor Tambié importan tante te re reali alizar zar el anális análisis is de los agrega agr egados dos y tener tener conoci conocimie miento nto de sus ca carac racter teríst ística icass físicas y mecánicas para poder llevar a cabo un buen diseño de la mezcla logrando un alto rendimiento y calidad. Son muchas las características del concreto que interesan. Sin embargo, desde un punto de vista general, son dos las car caract acterí erísti sticas cas princi principal pales es de mayor mayor consid considera eració ción. n. La  primera es la consistencia consistencia o grado de fluidez del mat material erial en estado fresco, la cual se conoce como manejabilidad y la segunda es el grado de endurecimiento o resistencia que es capaz de adquirir el concreto. La calidad de un concreto dado depende de la calidad de sus componentes, de la calidad de su diseño de mezcla y su

[5] Instituto Instituto mexicano del cement cementoo y del concreto. Propi Propiedad edades es del  Capitulo 02. Tomado de: http://www.imcyc.com/cyt/ju http://w ww.imcyc.com/cyt/julio04/CONC lio04/CONCEPTOS.pdf  EPTOS.pdf 

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