Tecnologia Del Concreto

TECNOLOGIA DEL CONCRETO

DISEÑO DE MEZCLAS ENRIQUE RIVVA LOPEZ 2013

PROLOGO

El Perú es un país de alta sismicidad y geografía variada y difícil. Nuestra selva baja se caracteriza por lluvias copiosas, temperaturas altas, arenas de módulo de fineza muy bajo, ausencia de agregado grueso y escaso agua potable. Nuestras serranías tienen alturas que pasan los 4500 m.s.n.m, humedades relativas que pueden descender hasta 35% temperaturas que pueden ser menores de – 20°C, escaso agua potable y abundancia en agregado integral de granulometría variada. Nuestra costa es escaso en agua potable, abundante en arenales de temperaturas que pueden alcanzar los 38°C, pocas canteras de agregados adecuadamente trabajados, lluvias muy escasas. Teniendo la alta sismicidad como una constante y en condiciones geográficas tan diversas, nuestros ingenieros deben construir obras de concreto y diseñar las mezclas más convenientes para cada caso. La necesidad de trabajar en nuestras condiciones ha obligado a nuestros profesionales a mantener actualizados sus conocimientos sobre el concreto. Ello se ha logrado gracias a su constante deseo de superación y a la valiosa contribución de las Universidades; el capítulo de ingenieros Civiles del colegio de ingenieros; las asociaciones profesionales; el capítulo peruano del American Concrete Institute; y la asociación de fabricantes de cemento. Los ingenieros hemos llegado a tomar plena conciencia del rol determinante que juega el concreto en el desarrollo nacional. La adecuada selección de los materiales integrantes de la mezcla; el conocimiento profundo de las propiedades del concreto; los criterios de diseño de las proporciones de las mezclas mas adecuada para cada caso; el proceso de puesta en obra; el control de calidad del concreto; y los mas adecuados procedimientos de mantenimiento y reparación de la estructura, son aspectos a ser considerados cuando se construye estructuras de concreto

que pueden cumplir con los requisitos de calidad; seguridad y vigencia en el tiempo que se espera de ellos. Este libro solo pretende ser un aporte más al conocimiento del concreto y específicamente, está orientada al estudio de los procedimientos a seguir para la elección de las proporciones de la unidad cubica de concreto, aquello que solemos denominar diseño de mezclas. Este libro ha tratado conjugar experiencias de laboratorio y obra con conocimientos teóricos y ejemplos prácticos. El libro está dedicado a mis alumnos de todas las épocas de la facultades de ingeniería civil y de arquitectura de la universidad nacional de ingeniería, quienes permanentemente me incentivaron a estar actualizados en concreto; especialmente a aquellos jóvenes que, al solicitar mi asesoría para la ejecución de sus tesis profesionales, obligaron a que la facultad se mantuviera en los treinta años, en las fronteras del conocimiento en el campo del concreto. Un agradecimiento muy especial a los ingenieros peruanos juan sarmiento y Federico stein y a los ingenieros norteamericano ED Sower y RICHARD Cameron que me iniciaron en el conocimiento y despertaron en mi un interés permanente por el estudio del concreto. Mi reconocimiento permanente al ingeniero Manuel González dela cotera quien me llevo a ejercer la docencia a la facultad de ingeniería civil y a trabajar al departamento de concreto de laboratorio de ensayo de materiales de la Universidad Nacional De Ingeniería, al cual he estado vinculado por más de treinta años. Creo que este libro responde a una necesidad de los profesionales y alumnos de nuestro medio y por eso lo he escrito. No es un documento perfecto sino un estudio perfectible con los consejos, aportes y experiencia de mis colegas. Es mi esperanza y mi mas ferviente deseo que

otros autores produzcan obras mas completas y actualizadas sobre el concreto en general y específicamente sobre esta materia.

Enrique Rivva Lopez Reg.CIP 362

MIRAFLORES, FEBRERO DE 2012

CAPITULO I HISTORIA 1.1 ALCANCE El alcance de cemento Portland es uno de lo mas usado y el mas versátil de los materiales de construcción. Esta versatilidad permite su utilización en todo tipo de formas estructurales, asi como en los climas mas variadas no por el material sino por quien debe utilizarlo. Ello constituye un permanente desafio para el ingeniero responsable de la selección de las proporciones de los materiales integrantes unidad cubica de concreto .En la medida que sus conocimiento sobre el concreto sean mayores, mejores sean sus posibilidad de lograr aquello que se propone. Solo la actualización permanente permite obtener el máximo provecho del material.Este es un reto que losm ingenieros estamos obligados a aceptar y vencer. El propósito de este capitulo es presentar algunos de los hitos mas importantes en la historia de la selección de las mezclas de concreto. No es completo. Solo intenta señalar fechas y hechos significativos sobre este aspecto. 1.2 DE ROMA AL 1990 Las primeras referencias sobre un aglomerante con características similares al concreto están dadas por Plinio,autor romano, quien se refiere a las proporciones de un aglomerante empleado en las construcción de las cisternas romanas, indicando que deben mezclarse “… cinco partes de arena de gravilla pura, dos de la cal calcinada mas fuerte, y fragmento de sílice”

En sus construcciones tanto los griegos como los romanos empleaban materiales puzolanicos mesclado con cal para preparar morteros hidráulicos o concretos. VITRUVIUS el gran arquitecto romano, decía de una tufa volcánica llamada puzolana: “hay una especie de arena la cual, por si misma, posee cualidades extraordinarias… si se mezcla con cal y piedra, ella endurece tan bien bajo agua como en edificio comunes “. Los mejores concreto empleados en la mas famosas construcciones romanas, fueron hechos de ladrillo roto, cal y puzolana. Puzolana. Primera dosificaciones cuyos buenos resultados se ividencias hasta la fecha. El panteón de Adriona es un ejemplo de ello. En 1756 , el ingles John Smeaton efectua una severa investigación a morteros con la construcción de nuevo faro del poblado de EDDYSTONE, en INGLATERRA. De acuerdo a sus informes, el mortero para trabajar en agua de mar, bajo condiciones de extrema severidad, estuvo compuesto de “ Dos medidas de cal cocida o apagada, en forma de polvo seco, mesclada con una medida de una tufa volcánica ( Dutch Tarras), Y ambas bien batidas en forma conjunta hasta lograr la consistencia de una pasta, usando tan poco agua como sea posible”. Joseph Asphin y I.C.Jhonson, a mediados de 1824 patentan el denominado cemento Poland estableciendo que este debe ser fabricado combinando materiales calizos y arcillosos en proporciones determinados, calentando el material de un horno, y pulverizando el producto hasta conseguir un polvo muy fino. Aunque existe una gran diferencia entre este material y los cementos modernos, u descubrimiento permite el crecimiento desarrollo del concreto.

Alrededor de 1892, el francés Feret establece los primeros principios modernos para el proporcionamiento de mezclas de morteros o concreto. Desarrolla interrelaciones entre las cantidades de cemento, aire y agua, y define inicialmente el papel de los poros en la mezcla de concreto . sin embargo , no llega establecer claramente las interrelaciones en la mezcla de concreto como un todo, tal como en ellas han sido aplicadas en años posteriores 1.3 DEL 1900 AL 1940 En 1907, los norteamericanos Fuller y Thompson publican “ Laws of Proportioning Concrete “, basadas en sus investigaciones en relación con el concreto a ser empleado por la comisión de acueducto de la ciudad de Nueva York. En este trabajo el énfasis está en la densidad de concreto y en cómo lograrlo aplicando la conocida “ Curva de Fuller” para graduar el agregado a máxima densidad. Aunque en la actualidad este concepto ha perdido significaciones en el diseño de mezcla de concreto, algunos ingenieros siguen empleando en mezcla en las que la fricción entre partículas puede ser de alguna importancia. Estos trabajos introducen un método de diseño que se basa en la granulometría de agregado, permitiendo seleccionar las proporciones para obtener concreto de máxima densidad. La experiencia demostró que la mezcla seleccionadas empleando este método tendían a ser ásperas y poco trabajables y requerían compactación vigorosa.