Concreto y Acero – [DOCX Document]

ConcretoEl hormign es el material resultante de unir ridos conla pasta que se obtiene al aadir agua a un conglomerante.9Elconglomerante puede ser cualquiera, pero cuando nos referimos ahormign, generalmente es un cemento artificial, y entre estosltimos, el ms importante y habitual es el cemento portland.9Losridos proceden de la desintegracin o trituracin, natural oartificial de rocas y, segn la naturaleza de las mismas, reciben elnombre de ridossilceos,calizos,granticos, etc. El rido cuyo tamaosea superior a 5 mm se llama rido grueso o grava, mientras que elinferior a 5 mm se llamarido finoo arena.10El tamao de la gravainfluye en las propiedades mecnicas del hormign.La pasta formadapor cemento y agua es la que confiere al hormign sufraguadoyendurecimiento, mientras que el rido es unmaterial inertesinparticipacin directa en el fraguado y endurecimiento delhormign.10El cemento sehidrataen contacto con el agua, inicindosediversas reaccionesqumicasde hidratacin que lo convierten enunapasta maleablecon buenas propiedades adherentes, que en eltranscurso de unas horas, derivan en el fraguado y endurecimientoprogresivo de la mezcla, obtenindose un material de consistenciaptrea.Una caracterstica importante del hormign es poder adoptarformas distintas, a voluntad del proyectista. Al colocarse en obraes una masa plstica que permite rellenar un molde, previamenteconstruido con una forma establecida, que recibe el nombredeencofrado.9Caractersticas mecnicas[editareditar fuente]Laprincipal caracterstica estructural del hormign es resistir muybien los esfuerzos de compresin. Sin embargo, tanto su resistenciaatraccincomo alesfuerzo cortanteson relativamente bajas, por locual se debe utilizar en situaciones donde las solicitaciones portraccin o cortante sean muy bajas. Para determinar la resistenciase preparanensayos mecnicos(ensayos de rotura) sobre probetas dehormign.Para superar este inconveniente, se «arma» el hormignintroduciendo barras deacero, conocido comohormign armado, oconcreto reforzado, permitiendo soportar los esfuerzos cortantes yde traccin con las barras de acero. Es usual, adems, disponerbarras de acero reforzando zonas o elementos fundamentalmentecomprimidos, como es el caso de lospilares. Los intentos decompensar las deficiencias del hormign a traccin y cortanteoriginaron el desarrollo de una nueva tcnica constructiva aprincipios del siglo XX, la del hormign armado. As, introduciendoantes del fraguado alambres de alta resistencia tensados en elhormign, este queda comprimido al fraguar, con lo cual lastracciones que surgiran para resistir las acciones externas, seconvierten en descompresiones de las partes previamentecomprimidas, resultando muy ventajoso en muchos casos. Para elpretensado se utilizan aceros de muy altolmite elstico, dado que elfenmeno denominado fluencia lenta anulara las ventajas delpretensado. Posteriormente se investig la conveniencia deintroducir tensiones en el acero de manera deliberada y previa alfraguado del hormign de la pieza estructural, desarrollndose lastcnicas delhormign pretensadoy elhormignpostensado.Losaditivospermiten obtener hormigones de altaresistencia; la inclusin demonmerosyadiciones para hormignaportanmltiples mejoras en las propiedades del hormign.Cuando se proyectaun elemento de hormign armado se establecen las dimensiones, eltipo de hormign, la cantidad, calidad, aditivos, adiciones ydisposicin del acero que hay que aportar en funcin los esfuerzosque deber resistir cada elemento. Un diseo racional, la adecuadadosificacin, mezcla, colocacin, consolidacin, acabado y curado,hacen del hormign un material idneo para ser utilizadoenconstruccin, por ser resistente, durable, incombustible, casiimpermeable, y requerir escaso mantenimiento. Como puedesermoldeadofcilmente en amplia variedad de formas y adquirirvariadas texturas y colores, se utiliza en multitud deaplicaciones.Caractersticas fsicas del hormignLas principalescaractersticas fsicas del hormign, en valores aproximados, son:Densidad: en torno a 2.350 kg/m3 Resistencia acompresin: de 150 a500 kg/cm2(15 a 50MPa) para el hormign ordinario. Existenhormigones especiales de alta resistencia que alcanzan hasta 2.000kg/cm2(200 MPa). Resistencia atraccin: proporcionalmente baja, esdel orden de un dcimo de la resistencia a compresin y,generalmente, poco significativa en el clculo global. Tiempo defraguado: doshoras, aproximadamente, variando en funcin de latemperatura y la humedad del ambiente exterior. Tiempo deendurecimiento: progresivo, dependiendo de la temperatura, humedady otros parmetros. De 24 a 48 horas, adquiere la mitad de laresistencia mxima; en unasemana3/4 partes, y en 4 semanasprcticamente la resistencia total de clculo. Dado que el hormign sedilata y contrae en magnitudes semejantes alacero, pues tienenparecido coeficiente de dilatacin trmico, resulta muy til su usosimultneo en obras de construccin; adems, el hormign protege alacero de la oxidacin al recubrirlo.Fraguado yendurecimiento[editareditar fuente]

Diagrama indicativo de la resistencia (en%) que adquiere elhormign a los 14, 28, 42 y 56 das.La pasta del hormign se formamezclando cemento artificial y agua debiendo embeber totalmente alos ridos. La principal cualidad de esta pasta es quefraguayendurece progresivamente, tanto al aire como bajo el agua.11Elproceso de fraguado y endurecimiento es el resultado de reaccionesqumicas de hidratacin entre los componentes del cemento. La faseinicial de hidratacin se llama fraguado y se caracteriza por elpaso de la pasta del estado fluido al estado slido. Esto se observade forma sencilla por simple presin con un dedo sobre la superficiedel hormign. Posteriormente continan las reacciones de hidratacinalcanzando a todos los constituyentes del cemento que provocan elendurecimiento de la masa y que se caracteriza por un progresivodesarrollo de resistencias mecnicas.11El fraguado y endurecimientono son ms que dos estados separados convencionalmente; en realidadsolo hay un nico proceso de hidratacin continuo.11En el cementoportland, el ms frecuente empleado en los hormigones, el primercomponente en reaccionar es el aluminato triclcico con una duracinrpida y corta (hasta 7-28 das). Despus elsilicato triclcico, conuna aportacin inicial importante y continua durante bastantetiempo. A continuacin elsilicato biclcicocon una aportacin inicialdbil y muy importante a partir de los 28 das.11El fenmeno fsico deendurecimiento no tiene fases definidas. El cemento est en polvo ysus partculas o granos se hidratan progresivamente, inicialmentepor contacto del agua con la superficie de los granos, formndosealgunos compuestos cristalinos y una gran parte de compuestosmicrocristalinos asimilables a coloides que forman una pelcula enla superficie del grano. A partir de entonces el endurecimientocontinua dominado por estas estructuras coloidales que envuelvenlos granos del cemento y a travs de las cuales progresa lahidratacin hasta el ncleo del grano.11El hecho de que puedaregularse la velocidad con que el cemento amasado pierde su fluidezy se endurece, lo hace un producto muy til en construccin. Unareaccin rpida de hidratacin y endurecimiento dificultara sutransporte y una cmoda puesta en obra rellenando todos los huecosen los encofrados. Una reaccin lenta aplazara de forma importanteel desarrollo de resistencias mecnicas. En las fbricas de cementose consigue controlando la cantidad de yeso que se aade al clinkerde cemento. En laplanta de hormign, donde se mezcla la pasta decemento y agua con los ridos, tambin se pueden aadir productos queregulan el tiempo de fraguado.11En condiciones normales un hormignportland normal comienza a fraguar entre 30 y 45 minutos despus deque ha quedado en reposo en los moldes y termina el fraguadotrascurridas sobre 10 12 horas. Despus comienza el endurecimientoque lleva un ritmo rpido en los primeros das hasta llegar al primermes, para despus aumentar ms lentamente hasta llegar al ao dondeprcticamente se estabiliza.12En el cuadro siguiente se observa laevolucin de la resistencia a compresin de un hormign tomando comounidad la resistencia a 28 das, siendo cifrasorientativas:13Evolucin de la Resistencia a compresin de un HormignPortland normal

Edad del hormign en das372890360

Resistencia a compresin0,400,651,001,201,35

Resistencia[editareditar fuente]

Para comprobar que el hormign colocado en obra tiene laresistencia requerida, se rellenan con el mismo hormign unos moldescilndricos normalizados y se calcula su resistencia en unlaboratorio realizando ensayos de rotura por compresin.En elproyecto previo de los elementos, laResistencia caracterstica(fck)del hormign es aquella que se adopta en todos los clculos comoresistencia a compresin del mismo, y dando por hecho que el hormignque se ejecutar resistir ese valor, se dimensionan las medidas detodos los elementos estructurales.14LaResistencia caracterstica deproyecto(fck) establece por tanto el lmite inferior, debiendocumplirse que cada amasada de hormign colocada tenga esaresistencia como mnimo. En la prctica, en la obra se realizanensayos estadsticos de resistencias de los hormigones que secolocan y el 95% de los mismos debe ser superior afck,considerndose que con el nivel actual de la tecnologa del hormign,una fraccin defectuosa del 5% es perfectamente aceptable.Laresistencia del hormign a compresin se obtiene en ensayos de roturapor compresin deprobetascilndricas normalizadas realizados a los 28das de edad y fabricadas con las mismas amasadas puestas enobra.14La Instruccin espaola (EHE) recomienda utilizar la siguienteserie de resistencias caractersticas a compresin a 28 das (medidasen Newton/mm): 20; 25; 30, 35; 40; 45 y 50.14Por ello, las plantasde fabricacin de hormign suministran habitualmente hormigones quegarantizan estas resistencias.

Ensayo de consistencia en hormign fresco mediante elCono deAbramsque mide el asiento que se produce en una forma troncocnicanormalizada cuando se desmolda.Consistencia del hormignfresco[editareditar fuente]La consistencia es la mayor o menorfacilidad que tiene el hormign fresco para deformarse yconsiguientemente para ocupar todos los huecos del molde oencofrado. Influyen en ella distintos factores, especialmente lacantidad de agua de amasado, pero tambin el tamao mximo del rido,la forma de los ridos y su granulometra.15La consistencia se fijaantes de la puesta en obra, analizando cual es la ms adecuada parala colocacin segn los medios que se dispone de compactacin. Setrata de un parmetro fundamental en el hormign fresco.Entre losensayos que existen para determinar la consistencia, el ms empleadoesel cono de Abrams. Consiste en llenar con hormign fresco un moldetroncocnico de 30 cm de altura. La prdida de altura que se producecuando se retira el molde, es la medida que define laconsistencia.15Los hormigones se clasifican por su consistencia ensecos, plsticos, blandos y fluidos tal como se indica en la tablasiguiente:16Consistencia de los hormigones frescos

ConsistenciaAsiento en cono de Abrams (cm)Compactacin

Seca0-2Vibrado

Plstica3-5Vibrado

Blanda6-9Picado con barra

Fluida10-15Picado con barra

Lquida16-20Picado con barra

Durabilidad[editareditar fuente]

Las presas de hormign son una tipologa habitual en laconstruccin de embalses. En las imgenes lapresa de Hooverconstruidaen EE.UU. en 1936 y la deAtazaren Espaa de 1972. Ambas diseadas conforma parablica para optimizar la capacidad de soportar esfuerzos acompresin del hormign.

Se define en la Instruccin espaola EHE, la durabilidad delhormign como la capacidad para comportarse satisfactoriamentefrente a las acciones fsicas y qumicas agresivas a lo largo de lavida til de la estructura protegiendo tambin las armaduras yelementos metlicos embebidos en su interior.17Por tanto no solo hayque considerar los efectos provocados por las cargas ysolicitaciones, sino tambin las condiciones fsicas y qumicas a lasque se expone. Por ello se considera el tipo de ambiente en que seva a encontrar la estructura y que puede afectar a la corrosin delas armaduras, ambientes qumicos agresivos, zonas afectadas porciclos de hielo-deshielo, etc.17Para garantizar la durabilidad delhormign y la proteccin de las armaduras frente a la corrosin esimportante realizar un hormign con una permeabilidad reducida,realizando una mezcla con una relacin agua/cemento baja, unacompactacin idnea, un peso en cemento adecuado y la hidratacinsuficiente de ste aadiendo agua de curado para completarlo. De estaforma se consigue que haya los menos poros posibles y una redcapilar interna poco comunicada y as se reducen los ataques alhormign.17En los casos de existencia de sulfatos en el terreno o deagua de mar se deben emplear cementos especiales. Para prevenir lacorrosin de armaduras hay que cuidar el recubrimiento mnimo de lasmismas.17Tipos de hormign[editareditar fuente]En la Instruccinespaola (EHE), publicada en 1998, los hormigones estn tipificadossegn el siguiente formato siendo obligatorio referirse de estaforma en los planos y dems documentos de proyecto, as como en lafabricacin y puesta en obra:18HormignT R / C / TM / AT: sedenominar HM cuando sea hormign en masa, HA cuando sea hormignarmado y HP cuando sea hormign pretensado.R: resistenciacaracterstica del hormign expresada en N/mm.C: letra inicial deltipo de consistencia: S Seca, P plstica, B Blanda, F Fluida y LLquida.TM: tamao mximo del rido expresado en milmetros.A:designacin del ambiente a que estar expuesto el hormign.Tipos deHormign

Hormign ordinarioTambin se suele referir a l denominndolosimplemente hormign. Es el material obtenido al mezclar cementoportland, agua y ridos de varios tamaos, superiores e inferiores a5 mm, es decir, con grava y arena.19

Hormign en masaEs el hormign que no contiene en su interiorarmaduras de acero. Este hormign solo es apto para resistiresfuerzos de compresin.19

Hormign armadoEs el hormign que en su interior tiene armadurasde acero, debidamente calculadas y situadas. Este hormign es aptopara resistir esfuerzos de compresin y traccin. Los esfuerzos detraccin los resisten las armaduras de acero. Es el hormign mshabitual.19

Hormign pretensadoEs el hormign que tiene en su interior unaarmadura de acero especial sometida a traccin.19Puede serpre-tensado si la armadura se ha tensado antes de colocar elhormign fresco o post-tensado si la armadura se tensa cuando elhormign ha adquirido su resistencia.

MorteroEs una mezcla de cemento, agua y arena (rido fino), esdecir, un hormign normal sin rido grueso.9

Hormign ciclpeoEs el hormign que tiene embebidos en su interiorgrandes piedras de dimensin no inferior a 30 cm.19

Hormign sin finosEs aquel que slo tiene rido grueso, es decir,no tiene arena (rido menor de 5 mm).19

Hormign aireado o celularSe obtiene incorporando a la mezclaaire u otros gases derivados de reacciones qumicas, resultando unhormign baja densidad.19

Hormign de alta densidadFabricados con ridos de densidadessuperiores a los habituales (normalmente barita, magnetita,hematita…) El hormign pesado se utiliza para blindar estructurasy proteger frente a la radiacin.

MEZCLADOLos 5 componentes bsicos del concreto se muestranseparadamente en la figura » A » para asegurarse que estncombinados en una mezcla homognea se requiere de esfuerzo ycuidado. La secuencia de carga de los ingredientes en la mezcladorarepresenta un papel importante en la uniformidad del productoterminado. Sin embargo, se puede variar esa secuencia y aun asproducir concreto de calidad. Las diferentes secuencias requierenajustes en el tiempo de adicionamiento de agua, en el numero totalde revoluciones del tambor de la mezcladora, y en la velocidad derevolucin.Otros factores importantes en el mezclado son el tamao dela revoltura en la relacin al tamao del tambor de la mezcladora, eltiempo transcurrido entre la dosificacin y el mezclado, el diseo,la configuracin y el estado del tambor mezclador y las paletas. Lasmezcladoras aprobadas, con operacin y mantenimiento correcto,aseguran un intercambio de materiales de extremo a extremo pormedio de una accin de rolado, plegado y amasado de la revolturasobre si misma a medida que se mezcla el concreto.TRABAJABILIDADLafacilidad de colocar, consolidar y acabar al concreto recinmezclado. se denomina trabajabilidad.El concreto debe sertrabajable pero no se debe segregar excesivamente. El sangrado esla migracin de el agua hacia la superficie superior del concretorecin mezclado provocada por el asentamiento de los materialesSlidos – Cemento, arena y piedra dentro de la masa. El asentamientoes consecuencia del efecto combinado del la vibracin y de lagravedad.Un sangrado excesivo aumenta la relacin Agua – Cementocerca de la superficie superior, pudiendo dar como resultado unacapa superior dbil de baja durabilidad, particularmente si se llevaacabo las operaciones de acabado mientras esta presente el agua desangrado. Debido a la tendencia del concreto recin mezclado asegregarse y sangrar, es importante transportar y colocar cadacarga lo mas cerca posible de su posicin final. El aire incluidomejor a la trabajabilidad y reduce la tendencia del concreto frescode segregarse y sangrar.CONSOLIDACINLa vibracin pone en movimientoa las partculas en el concreto recin mezclado, reduciendo lafriccin entre ellas y dndole a la mezcla las cualidades movilies deun fluido denso. La accin vibratoria permite el uso de la mezcladura que contenga una mayor proporcin de agregado grueso y unamenor proporcin de agregado fino. Empleando un agregado biengraduado, entre mayor sea el tamao mximo del agregado en elconcreto, habr que llenar pasta un menor volumen y existir unamenor rea superficial de agregado por cubrir con pasta, teniendocomo consecuencia que una cantidad menor de agua y de cemento esnecesaria. con una consolidacin adecuada de las mezclas mas duras ysperas pueden ser empleadas, lo que tiene como resultado una mayorcalidad y economa.Si una mezcla de concreto es lo suficientementetrabajable para ser consolidada de manera adecuada por varilladomanual, puede que no exista ninguna ventaja en vibrarla. De hecho,tales mezclas se pueden segregar al vibrarlas. Solo al emplearmezclas mas duras y speras se adquieren todos los beneficios de lvibrado.Elvibrado mecnicotiene muchas ventajas. Los vibradores dealta frecuencia posibilitan la colocacin econmica de mezclas que noson facilites de consolidar a mano bajo ciertascondiciones.HIDRATACIN, TIEMPO DE FRAGUADO, ENDURECIMIENTOLapropiedad de liga de las pastas de cemento Portland se debe a lareaccion qumica entre el cemento y el agua llamada hidratacin.Elcemento Portland no es uncompuesto qumicosimple, sino que es unamezcla de muchos compuestos. Cuatro de ellos conforman el 90% o masde el peso del cemento Portland y son:el silicato tricalcico, elsilicato dicalcico, el aluminiato tricalcico y el aluminio ferritotetracalcico. Ademas de estos componentes principales, algunosotros desempean papeles importantes en el proceso de hidratacin.Los tipos de cemento Portland contienen los mismos cuatrocompuestos principales, pero en proporciones diferentes.CuandoelClinker(el producto del horno que se muele para fabricar elcemento Portland) se examina al microscopio, la mayora de loscompuestos individuales del cemento se pueden identificar y sepuede determinar sus cantidades. Sin embargo, los granos maspequeos evaden la deteccin visual. El dimetro promedio de unaparticula de cemento tipica es de aproximadamente 10 micras, o unacentsima de milmetro. Si todas las partculas de cemento fueran laspromedio, el cemento Portland contendra aproximadamente 298,000millones de granos por kilogramo, pero de hecho existen unos 15billones de partculas debido al alto ronago de tamaos de particula.Las particulas en un kilogramo de cemento Portland tiene una areasuperficial aproximada de 400 metros cuadrados.Los dossilicatosdecalcio, los cuales constituyen cerca del 75% del peso del cementoPortland, reaccionan con el agua para formar dos nuevoscompuestos:el hidrxido de calcio y el hidrato de silicato decalcio. Este ultimo es con mucho el componente cementante masimportante en el concreto. Las propiedades ingenieriles delconcreto, – fraguado y endurecimiento, resistencia y estabilidaddimensional – principalmente depende delgel del hidrato de silicatode calcio. Es la medula del concreto.La composicin qumica delsilicato de calcio hidratado es en cierto modo variable, perocontiene cal (CaO) y silice (Si02), en una proporcin sobre el ordende 3 a 2. el area superficial del hidrato de silicato de calcio esde unos 3000 metros cuadrados por gramo. Las particulas son tandiminutas que solamente ser vistas en microscopio electrnico. En lapasta de cemento ya endurecida, estas partculas forman unionesenlazadas entre las otras fases cristalinas y los granos sobrantesde cemento sin hidratar; tambien se adhieren a los granos de arenay a piezas de agregado grueso, cementando todo el conjunto. Laformacin de esta estructura es la accion cementante de la pasta yes responsable del fraguado, del endurecimiento y del desarrollo deresistencia.Cuando el concreto fragua, su volumen bruto permanececasi inalterado, pero el concreto endurecido contiene poros llenosde agua y aire, mismos que no tienen resistencia alguna. Laresistencia esta en la parte solida de la pasta, en su mayora en elhidrato de silicato de calcio y en las faces cristalinas.Entremenos porosa sea la pasta de cemento, mucho mas resistente es elconcreto. Por lo tanto, cuando se mezcle el concreto no se debeusar una cantidad mayor de agua que la absolutamente necesaria parafabricar un concreto plstico y trabajable. A un entonces, el aguaempleada es usualmente mayor que la que se requiere para lacompleta hidratacin del cemento. La relacin mnima Agua – Cemento(en peso) para la hidratacin total es aproximadamente de 0.22 a0.25.El conocimiento de la cantidad de calor liberan do a medida deque el cemento se hidrato puede ser util para planear laconstruccin. En invierno, el calor de hidratacin ayudara a protegerel concreto contra el dao probocado por temperaturas decongelecion. Sin embargo, el calor puede ser en estructurasmasivas, tales como presas, porque puede producir esfuerzosindeseables al enfriarse luego de endurecer. El cemento Portlandtipo 1 un poco mas de la mitad de su calor total de hidratacin entres das. El cemento tipo 3, de alta resistencia temprana, liberaaproximadamente el mismo procentaje de su calor en mucho menos detres dias. El cemento tipo 2, un cemento de calor moderado, liberamenos calor total que los otros y deben pasar mas de tres dias paraque se libere unicamente la mitad de ese calor. El uso de cementotipo 4, cemente Portland de bajo calor de hidratacin, se debe detomar en cosideracion donde sea de importancia fundamental contarcon un bajo calor de hidratacin.Es importante conocer la velocidadde reaccin entre el cemento y el agua porque la velocidad determinada el tiempo de fraguado y de endurecimiento. La reaccininicial debe ser suficientemente lenta para que conseda tiempo altransporte y colocasion del concreto. Sin embargo, una vez que elconcreto ha sido colocado y terminado, es deseable tener unendurecimiento rapido. El yeso, que es adicionado en el molino decemento durante la molienda del Clinker, actua como regulador de lavelocidad inicial de hidratacin del cemento Portland. Otrosfactores que influyen en la velocidad de hidratacin incluyen lafinura de molienda, los aditivos, la cantidad de agua adicionada yla temperatura de los materiales en el momento delmezclado.CONCRETO ENDURECIDOCURADO HUMEDOEl aumento de resistenciacontinuara con la edad mientras este presente algo de cemento sinhidratar, a condicin de que el concreto permanezca hmedo o tengauna humedad relativa superior a aproximadamente el 80% y permanescafavorable la temperatura del concreto. Cuando la humedad relativadentro del concreto cae aproximadamente al 80% o la temperatura delconcreto desciende por debajo del punto de congelacin, lahidratacin y el aumento de resistencia virtualmente se detiene.Sise vuelve a saturar el concreto luego de un periodo de secado, lahidratacin se reanuda y la resistencia vuelve a aumentar. Sinembargo lo mejor es aplicar el curado hmedo al concreto de maneracontinua desde el momento en que se ha colocado hasta cuando hayaalcanzado la calidad deseada debido a que el concreto es difcil deresaturar.VELOCIDAD DE SECADO DEL CONCRETOEl cocreto ni endurece nise cura con el secado. El concreto (o de manera precisa, el cementoen el contenido) requiere de humedad para hidratarse y endurecer.El secado del concreto unicamente esta relacionado con lahidratacin y el endurecimiente de manera indirecta. Al secarse elconcreto, deja de ganar resistencia; el hecho de que este seco, noes indicacin de que haya experimentado la suficiente hidratacinpara lograr las propiedades fisicas deseadas.El conocimiento de lavelocidad de secado es til para comprender las propiedades o lacondicin fsica del concreto. Por ejemplo, tal como se menciono, elconcreto debe seguir reteniendo suficiente humedad durante todo elperido de curado para que el cemento pueda hidratarse. El concretorecin colado tiene agua abundante, pero a medida de que el secadoprogresa desde la superficie hacia el interior, el aumento deresistencia continuara a cada profundidad nicamente mientras lahumedad relativa en ese punto se mantenga por encima del 80%.Lasuperficie de un piso de concreto que no a tenido suficiente curadohmedo es una muestra comn. Debido a que se seca rpidamente, elconcreto de la superficie es dbil y se produce descascaramiento enpartculas finas provocado por el transito. Asimismo, el concreto secontrae al, secarse, del mismo modo que lo hacen la madera, papel yla arcilla (aunque no tanto). La contraccion por secado es unacausa fundamental de agrietamiento, y le ancho de las grietas esfuncin del grado del secado.En tanto que la superficie del concretose seca rpidamente, al concreto en el interior le lleva mucho mastiempo secarse.Note que luego de 114 das de secado natural elconcreto aun se encuentra muy hmedo en su interior y que serequiere de 850 das para que la humedad relativa en el concretodescendiera al 50%.El contenido de humedad en elementos delgados deconcreto que han sido secado al aire con una humedad relativa de50% a 90% durante varios meses es de 1% a 2% en peso del concreto,del contenido original de agua, de las condiciones de secado y deltamao del elemento de concreto.El tamao y la forma de un miembro deconcreto mantiene una relacin importante como la velocidad desecado. Los elementos del concreto de gra area superficial enrelacion a su volumen (tales como losas de piso) se secan con muchomayor rapidez que los grandes volumenes de concreto con aressuperficiales relativamente pequeas (tales como los estribos depuentes).Muchas otras propiedades del concreto endurecido se ventambin afectadas por su contenido de humedad; en ellas incluye laelasticidad, flujo plstico, valor de aislamiento, resistencia alfuego, resistencia al desgaste, conductividad elctrica,durabilidad.PESO UNITARIOEl concreto convencional, empleadonormalmente en pavimentos, edificios y en otras estructuras tieneun peso unitario dentro del rango de 2,240 y 2,400 kg por metrocbico (kg/m3). El peso unitario (densidad) del concreto varia,dependiendo de la cantidad y de la densidad relativa del agregado,de la cantidad del aire atrapado o intencionalmente incluido, y delos contenidos de agua y de cemento, mismos que a su vez se veninfluenciados por el tamao mximo del agregado. Para el diseo deestructuras de concreto, comnmente se supone que la combinacin delconcreto convencional y de las barras de refuerzo pesa 2400kg/m3.El peso del concreto seco iguala al peso del concreto recinmezclado menos el peso del agua evaporable. Una parte del agua demezclado se combina qumicamente con el cemento durante el procesode hidratacin, transformando al cemento en gel de cemento. Tambinun poco de agua permanece retenida hermticamente en poros ycapilares y no se evapora bajo condiciones normales. La cantidad deagua que se evapora al aire a una humedad relativa del 50% es deaproximadamente 2% a 3% del peso del concreto, dependiendo delcontenido inicial de agua del concreto, de las caractersticas deabsorcin de los agregados, y del tamao de la estructura.Adems delconcreto convencional, existe una amplia variedad de otrosconcretos para hacer frente a diversas necesidades, variando desdeconcretos aisladores ligeros con pesos unitarios de 240 kg/m3, aconcretos pesados con pesos unitarios de 6400 kg/m3, que se empleanpara contrapesos o para blindajes contra radiaciones.RESISTENCIA ACONGELACION Y DESHIELODel concreto utilizado en estructuras ypavimentos, se espera que tenga una vida larga y un mantenimientobajo. Debe tener buena durabilidad para resistir condiciones deexposicin anticipadas. El factor de intemperismo mas destructivo esla congelacin y el deshielo mientras el concreto se encuentrahmedo, particularmente cuando se encuentra con la presencia deagentes qumicos descongelantes. El deterioro provocado por elcongelamiento del agua en la pasta, en las partculas del agregado oen ambos.Con la inclusin de aire es sumamente resistente a estedeterioro. Durante el congelamiento, el agua se desplaza por laformacin de hielo en la pasta se acomoda de tal forma que noresulta perjudicial; las burbujas de aire en la pasta suministrancmaras donde se introduce el agua y asi se alivia la presinhidrulica generada.Cuando la congelacin ocurre en un concreto quecontenga agregado saturado, se pueden generar presiones hidrulicasnocivas dentro del agregado. El agua desplazada desde las partculasdel agregado durante la formacin del hielo no puede escapar losuficientemente rpido hacia la pasta circundante para aliviar lapresin. Sin embargo, bajo casi todas las condiciones de exposicin,una pasta de buena calidad (de baja relacin Agua – Cemento) evitaraque la mayor parte de las partculas de agregado se saturen. Tambin,si la pasta tiene aire incluido, acomodara las pequeas cantidadesde agua en exceso que pudieran ser expulsadas por los agregados,protegiendo as al concreto contra daos por congelacin ydeshielo.(1): El concreto con aire incluido es mucho mas resistentea los ciclos de congelacin y deshielo que el concreto sin aireincluido, (2): el concreto con una relacin Agua – Cemento baja esmas durable que el concreto con una relacin Agua – Cemento alta,(3) un periodo de secado antes de la exposicin a la congelacin y eldeshielo beneficia sustancialmente la resistencia a la congelacin ydeshielo beneficia sustancialmente la resistencia a la congelacin yel deshielo del concreto con aire incluido , pero no beneficia demanera significativa al concreto sin aire incluido. El concreto conaire incluido con una relacin Agua – Cemento baja y con uncontenido de aire de 4% a 8% soportara un gran numero de ciclos decongelacin y deshielo sin presentar fallas.La durabilidad a lacongelacin y deshielose puede determinar por el procedimiento deensaye de laboratorio ASTM C 666, » Estndar Test Method forResistance of Concrete to Rapid Freezing and Thawing». A partir dela prueba se calcula un factor de durabilidad que refleja el numerode ciclos de congelacin y deshielo requeridos para producir unacierta cantidad de deterioro. La resistencia al descascaramientoprovocado por compuestos descongelantes se puede determinar pormedio del procedimiento ASTC 672 «Estndar Test Method for ScalingResistance of Concrete Surface Exposed to DeicingChemicals».PERMEABILIDAD Y HERMETICIDADEl concreto empleado enestructuras que retengan agua o que esten expuestas a mal tiempo oa otras condiciones de exposicin severa debe ser virtualmenteimpermeable y hermtico. La hermeticidad se define a menudo como lacapacidad del concreto de refrenar o retener el agua sin escapesvisibles. La permeabilidad se refiere a la cantidad de migracin deagua a travs del concreto cuando el agua se encuentra a presin, o ala capacidad del concreto de resistir la penetracin de agua u atrssustancias (liquido, gas, iones, etc.). Generalmente las mismaspropiedades que covierten al concreto menos permeable tambin lovuelven mas hermtico.La permeabilidadtotal del concreto al agua esuna funcin de la permeabilidad de la pasta, de la permeabilidad ygranulometria del agregado, y de la proporcin relativa de la pastacon respecto al agregado. la disminucin de permeabilidad mejora laresistencia del concreto a la resaturacion, a l ataque de sulfatosy otros productos qumicos y a la penetracin del ion cloruro.Lapermeabilidad tambinafectala capacidad de destruccin porcongelamiento en condiciones de saturacin. Aqu la permeabilidad dela pasta es de particular importancia porque la pasta recubre atodos los constituyentes del concreto. La permeabilidad de la pastadepende de la relacin Agua – Cemento y del agregado de hidratacindel cemento o duracion del curado hmedo. Un concreto de bajapermeabilidad requiere de una relacin Agua – Cemento baja y unperiodo de curado hmedo adecuado. Inclusion de aire ayuda a lahermeticidad aunque tiene un efecto mnimo sobre la permeabilidadaumenta con el secado.La permeabilidad de una pasta endurecidamadura mantuvo continuamente rangos de humedad de 0.1x10E- 12cm porseg.para relaciones Agua – Cemento que variaban de 0.3 a 0.7. Lapermeabilidad de rocas comnmente utilizadas como agregado paraconcreto varia desde aproximadamente 1.7 x10E9 hasta 3.5x10E-13 cmpor seg. La permeabilidad de un concreto maduro de buena calidad esde aproximadamente 1x10E- 10cm por seg.Los resultados de ensayesobtenidos al sujetar el discos de mortero sin aire incluido de2.5cm de espesor a una presin de agua de 1.4 kg/cm cuadrado. Enestos ensayes, no existieron fugas de agua a travs del disco demortero que tenia relacin Agua – Cemento en peso iguales a 0.50 omenores y que hubieran tenido un curado hmedo de siete das. Cuandoocurrieron fugas, estas fueron mayores en los discos de morterohechos con altas relaciones Agua – Cemento. Tambin, para cadarelacin Agua – Cemento, las fugas fueron menores a medida que seaumentaba el periodo de curado hmedo. En los discos con una relacinagua cemento de 0.80 el mortero permita fugas a pesar de haber sidocurado durante un mes. Estos resultados ilustran claramente que unarelacin Agua – cemento baja y un periodo de curado reducenpermeabilidad de manera significativa.Las relaciones Agua – Cementobajas tambin reducen la segregacin y el sangrado, contribuyendoadicionalmente a la hermeticidad. Para ser hermtico, el concretotambin debe estar libre de agrietamientos y deceldillas.Ocasionalmente el concreto poroso – concreto sin finosque permite fcilmente el flujo de agua a traves de si mismo – sedisea para aplicaciones especiales. En estos concretos, el agregadofino se reduce grandemente o incluso se remueve totalmenteproduciendo un gran volumen de huecos de aire. El concreto porosoha sido utilizado en canchas de tenis, pavimentos, lotes paraestacionamientos, invernaderos estructuras de drenaje. El concretoexcluido de finos tambin se ha empleado en edificios a suspropiedades de aislamiento trmico.RESISTENCIA AL DESGASTELos pisos,pavimentos y estructuras hidrulicas estn sujetos al desgaste; portanto, en estas aplicaciones el concreto debe tener una resistenciaelevada a la abrasion. Los resultados de pruebas indican que laresistencia a la abrasion o desgaste esta estrechamente relacionadacon la resistencia la compresin del concreto. Un concreto de altaresistencia a compresin tiene mayor resistencia a la abrasion queun concreto de resistencia a compresin baja. Como la resistencia ala compresin depende de la relacin Agua – Cemento baja, as como uncurado adecuado son necesarios para obtener una buena resistenciaal desgaste. El tipo de agregado y el acabado de la superficie o eltratamiento utilizado tambin tienen fuerte influencia en laresistencia al desgaste. Un agregado duro es mas resistente a laabrasion que un agregado blando y esponjoso, y una superficie queha sido tratada con llana de metal resistente mas el desgaste queuna que no lo ha sido.Se pueden conducir ensayes de resistencia ala abrasion rotando balines de acero, ruedas de afilar o discos apresin sobre la superficie(ASTM 779).Se dispone tambin de otrostipos de ensayes de resistencia a la abrasion(ASTM C418 yC944).ESTABILIDAD VOLUMTRICAEl concreto endurecido presenta ligeroscambios de volumen debido a variaciones en la temperatura, en lahumedad en los esfuerzos aplicados. Estos cambios de volumen o delongitud pueden variar de aproximadamente 0.01% hasta 0.08%. En leconcreto endurecido los cambios de volumen por temperatura son casipara el acero.El concreto que se mantiene continuamente hmedo sedilatara ligeramente. Cuando se permite que seque, el concreto secontrae. El principal factor que influye en la magnitud de lacontraccin por el secado aumenta directamente con los incrementosde este contenido de agua. La magnitud de la contraccin tambindepende de otros factores, como las cantidades de agregadoempleado, las propiedades del agregado, tamao y forma de la masa deconcreto, temperatura y humedad relativa del medio ambiente, mtodode curado, grado de hidratacin, y tiempo. El contenido de cementotiene un efecto mnimo a nulo sobre la contraccin por secado paracontenidos de cemento entre 280 y 450 kg por metro cbico.Cuando elconcreto se somete a esfuerzo, se forma elsticamente. Los esfuerzossostenidos resultan en una deformacin adicional llamada fluencia.La velocidad de la fluencia (deformacin por unidad de tiempo )disminuye con el tiempo.CONTROL DE AGRIETAMIENTOLas dos causasbsicas por las que se producen grietas en el concreto son (1)esfuerzos debidos a cargas aplicadas y (2) esfuerzos debidos acontraccin por secado o a cambios de temperatura en condiciones derestriccinLa contraccin por secado es una propiedad inherente einevitable del concreto, por lo que se utiliza acero de refuerzocolocado en una posicion adecuada para reducir los anchos degrieta, o bien juntas que predetermine y controlen la ubicacin delas grietas. Los esfuerzos provocados por las fluctuaciones detemperatura pueden causar agrietamientos, especialmente en edadestempranas.Las grietas por contraccin del concreto ocurren debido arestricciones. Si no existe una causa que impida el movimiento delconcreto y ocurren contracciones, el concreto no se agrieta. Lasrestricciones pueden ser provocadas por causas diversas. Lacontraccin por de secado siempre es mayor cerca de la superficiedel concreto; las porciones hmedas interiores restringen alconcreto en las cercanas de la superficie con lo que se puedenproducir agrietamientos. Otras causas de restriccin son el acero derefuerzo embebido e el concreto, las partes de una estructurainterconectadas entre si, y la friccin de la subrasante sobre lacual va colocado el concreto.Las juntas son el mtodo mas efectivopara controlar agrietamientos. Si una extensin considerable deconcreto (una pared, losa o pavimento) no contiene juntasconvenientemente espaciadas que alivien la contraccin por secado ypor temperatura, el concreto se agrietara de manera aleatoria.Lasjuntas de control se ranuran, se Forman o se aserran en banquetas,calzadas, pavimentos, pisos y muros de modo que las grietas ocurranen esas juntas y no aleatoriamente. Las juntas de control permitenmovimientos en el plano de una losa o de un muro. Se desarrollanaproximadamente a un cuarto del espesor del concreto.Las juntas deseparacin aslan a una losa de otros elementos e otra estructura yle permiten tanto movimiento horizontales como verticales. Secolocan en las uniones de pisos con muros, columnas, bases y otrospuntos donde pudieran ocurrir restricciones. Se desarrollan en todoel espesor de la losa e incluyen un relleno premoldeado para lajunta.Las juntas de construccin se colocan en los lugares donde haconcluido la jornada de trabajo; separan reas de concreto colocadoen distintos momentos. En las losas para pavimentos, las juntas deconstruccin comnmente se alinean con las juntas de control o deseparacin, y funcionan tambin como estas ultimas.AGUA DE MEZCLADOPARA EL CONCRETOCasi cualquier agua natural que sea potable y queno tenga sabor u olor pronunciado, se puede utilizar para producirconcreto. Sin embargo, algunas aguas no potables pueden seradecuadas para el concreto.Se puede utilizar para fabricar concretosi los cubos de mortero(Norma ASTM C109 ),producidos con ellaalcanzan resistencia alos siete das iguales a al menos el 90% deespecmenes testigo fabricados con agua potable o destilada.Lasimpurezas excesivas en el agua no solo pueden afectar el tiempo defraguado y la resistencia de el concreto, si no tambin pueden sercausa de eflorescencia, manchado, corrosion del esfuerzo,inestabilidad volumtrica y una menor durabilidad.El agua quecontiene menos de 2,000 partes de milln (ppm) de slidos disueltostotales generalmente pueden ser utilizada de manera satisfactoriapara elaborar concreto. El agua que contenga mas de 2,000 ppm deslidos disueltos debera ser ensayada para investigar su efectosobre la resistencia y el tiempo de fraguado.CARBONATOS YBICARBONATOS ALCALINOSEl carbonato de sodio puede causar fraguadosmuy rpidos, en tanto que lo bicarbonatos pueden acelerar o retardarel fraguado. En concentraciones fuertes estas sales pueden reducirde manera significativa la resistencia del concreto. Cuando la sumade las sales disueltas exceda1,000 ppm,se deberan realizar pruebaspara analizar su efecto sobre el tiempo de fraguado y sobrelaresistencia a los 28 das.Tambin se debera considerar la posibilidadque se presenten reacciones alcali – agregado graves.CLORUROSLainquietud respecto a un elevado contenido de cloruros en el agua demezclado, se debe principalmente al posible efecto adverso que loiones de cloruro pudieran tener en la corrosion del acero derefuerzo, o de los torones del presfuerzo. Los iones cloruro atacanla capa de oxido protectora formada en el acero por el medio qumicoaltamente alcalino(pH 12.5)presente en el concreto.Los cloruros sepueden introdicir en el concreto, ya sea con los ingredientesseparados – aditivos, agregados, cemento, y agua – o atraves de laexposicin a las sales anticongelantes, al agua de mar, o al airecargado de sales cerca de las costas.El agua que se utilice enconcreto preforzado o en un concreto que vaya a tener embebidoaluminio no debera contener cantidades nocivas de ion cloruro. Lasaportaciones de cloruros de los ingredientes distintos al aguatambin se debern tomar en consideracin. Los aditivos de cloruro decalcio se debern emplear con mucha precaucin.ElReglamentodeConstruccin delAmerican Concrete Institute,ACI 318, limita elcontenido de ion cloruro soluble al agua en el concreto, a lossiguientes porcentajes en peso del cemento.Concretopreforzado.Concreto reforzado expuesto a cloruros durante suservicio.Concreto reforzado que vaya a estar seco o protegidocontra la humedad durante su servicio.Otras construcciones deconcreto reforzado.SULFATOSEl inters respecto a un elevadocontenido de sulfatos en el agua, se debe a las posibles reaccionesexpansivas y al deterioro por ataque de sulfatos, especialmente enaquellos lugares donde el concreto vaya a quedar expuesto a sueloso agua con contenidos elevados de sulfatos. Aunque se a empleadosatisfactoriamente aguas que contenan 10,000 ppm de sulfatos desodio.OTRAS SALES COMUNESLos carbonatos de calcio y de magnesio noson muy solubles en el agua y rara ves se les encuentra enconcentraciones suficientes para afectar la resistencia delconcreto. En algunas aguas municipales se pueden encontrarbicarbonatos de calcio y de magnesio. No se consideran dainas lasconcentraciones inferiores o iguales a 400 ppm de bicarbonato enestas formas.Se han obtenido buenas resistencias conconcentraciones hasta de 40,000 ppm de cloruro de magnesio. Lasconcentraciones e sulfato de magnesio debern ser inferiores a25,000 ppm.SALES DE HIERROLas aguas freaticas naturales rara vezcontienen mas de 20 a30 ppm de hierro; sin embargo, las aguas demina acidas pueden contener cantidades muy grandes. Las sales dehierro en concentraciones hasta 40,000 ppm normalmente no afectande manera adversa al desarrollo de la resistencia.DIVERSAS SALESINORGANICASLas sales demagnesio, estao, zinc, cobre yplomopresentes en el agua pueden provocar una reduccin considerableen la resistencia y tambin grandes variaciones en el tiempo defraguado. De estas, las mas activas son las sales de zinc, de cobrey de plomo. Las sales que son especialmente activas comoretardantes, incluyen el yodato de sodio, fosfato de sodio,arsenato de sodio y borato de sodio.Generalmente se pueden toleraren el agua de mezclado concentraciones de estas sales hasta de 500ppm.Otra sal que puede ser daina al concreto es el sulfuro desodio; aun la presencia de 100 ppm requiere de ensayes.AGUA DEMARAun cuando un concreto hecho con agua de mar puede tener unaresistencia temprana mayor que un concreto normal, sus resistenciasa edades mayores(despus de 28 das)pueden ser inferiores. Estareduccin de resistencia puede ser compensada reduciendo la relacinagua – cemento.El agua de mar no es adecuada para producir concretoreforzado con acero y no debera usarse en concreto preforzadosdebido al riesgo de corrosion del esfuerzo, particularmente enambientes clidos y humedos.El agua de mar que se utiliza paraproducir concreto, tambin tiende a causar eflorescencia y humedaden superficies de concreto expuestas al aire y al agua.AGUASACIDASEn general, el agua de mezclado que contieneacidosclorhdrico,sulfricoy otrosacidos inorgnicoscomunes enconcentraciones inferiores a10,000 ppmno tiene un efecto adverso enla resistencia. Las aguas acidas con valorespHmenores que3.0puedenocasionar problemas de manejo y se deben evitar en la medida de loposible.AGUAS ALCALINASLas aguas con concentraciones dehidrxido desodio de 0.5%el peso del cemento, no afecta en gran medida a laresistencia del concreto toda vez que no ocasionen un fraguadorpido. Sin embargo, mayores concentraciones pueden reducir laresistencia del concreto.El hidrxido de potasioenconcentracionesmenores a 1.2%por peso de cemento tiene poco efectoen la resistencia del concreto desarrollada por ciertos cementos,pero la misma concentracion al ser usada con otros cementos puedereducir sustancialmente la resistencia a los 28 das.AGUAS DEENJUAGUELa Agencia de Proteccion Ambiental y las agencias estatalesde los EEUU prohiben descargar en las vas fluviales, aguas deenjuague no tratadas que han sido utilizadas para aprovechar laarena y la grava de concretos regresados o para lavar lasmezcladoras.AGUAS DE DESPERDICIOS INDUSTRIALESLa mayor parte de lasaguas que llevan desperdicios industriales tienen menos de4,000ppmde slidos totales. Cuando se hace uso de esta agua como aguas demezclado para el concreto, la reduccin en la resistencia a lacompresin generalmente no es mayor que del10% al 15%.AGUASNEGRASLas aguas negras tpicas pueden tener aproximadamente400 ppmdemateria organica. Luego que esta aguas se han diluido en un buensistema de tratamiento, la concentracin se ve reducidaaproximadamente 20 ppm o menos. Esta cantidad es demasiado pequeapara tener efecto de importancia en la resistencia.IMPUREZASORGANICASEl efecto que las sustancias orgnicas presentes en lasaguas naturales puedan tener en el tiempo de fraguado del cementoPortland o en la resistencia ultima del concreto, es un problemaque presenta una complejidad considerable. Las aguas que esten muycoloreadas, las aguas con un olor notable o aquellas aguas en quesean visibles algas verdes o cafes debern ser vistas condesconfianza y en consecuencia ensayadas.AZUCARUna pequea cantidadde sacarosa, de0.03% a 0.15%del peso del cemento, normalmenteretarda el fraguado del cemento. El limite superior de este rangovaria respecto de los distintos cementos. La resistencia a 7 diaspuede verse reducida, en tanto que la resistencia a los 28 daspodra aumentar. El azucar en cantidades de0.25% o masdel peso delcemento puede provocar un fraguado rapido y una reduccin sustancialde la resistencia a los 28 das. Cada tipo de azcar afecta al tiempode fraguado y a la resistencia de manera distinta.Menos de 500 ppmde azucar en el agua de mezclado, generalmente no producen unefecto adverso en el desarrollo de la resistencia, pero si laconcentracin sobrepasa esta cantidad, se debern realizar ensayespara analizar el tiempo de fraguado y el desarrollo de laresistencia.SEDIMENTOS O PARTCULAS EN SUSPENSIONSe puede tolerar enel agua aproximadamente2,000 ppmde arcilla en suspension o departculas finas de roca. Cantidades mayores podra no afectar laresistencia, pero bien podran influir sobre otras propiedades dealgunas mezclas de concreto. Antes ser empleada, cualquier agualodosa debera pasar a travs de estanques de sedimentacin o deberser clarificada por cualquier otro medio para reducir la cantidadde sedimentos y de arcilla agregada a la mezcla. Cuando se regresanfinos de cemento al concreto en aguas de enjuague recicladas, sepueden tolerar 50,000 ppm.AGREGADO PARA CONCRETOLos agregados finosy gruesos ocupan comnmente de60% a 75%del volumen del concreto(70%a 85% en peso),e influyen notablemente en las propiedades delconcreto recin mezclado y endurecido, en las proporciones de lamezcla, y en la economa. Los agregados finos comnmente consisten enarena natural o piedra triturada siendo la mayora de sus partculasmenores que 5mm. Los agregados gruesos consisten en una grava o unacombinacin de grava o agregado triturado cuyas partculas seanpredominantemente mayores que5mmy generalmente entre9.5 mm y 38mm.Algunos depsitos naturales de agregado, a veces llamados gravas demina, ri, lago o lecho marino. El agregado triturado se producetriturando roca de cantera, piedra bola, guijarros, o grava de grantamao. La escoria de alto horno enfriada al aire y triturada tambinse utiliza como agregado grueso o fino.1): Un material es unasustancia slida natural que tiene estructura interna ordenada y unacomposicin qumica que varia dentro de los limites muy estrechos.Las rocas (que dependiendo de su origen se pueden clasificarcomogneas, sedimentarias o metamorficas),se componen generalmente devarios materiales. Por ejemplo, elgranitocontienecuarzo,feldespato, micay otro cuantos minerales; la mayor parte delascalizas consisten en calcita, dolomitay pequeas cantidadesdecuarzo,feldespato y arcilla.El intemperismo y la erosin de lasrocas producen partculas depiedra, grava, arena, limo, y arcilla.Elconcreto reciclado, o concreto de desperdicio triturado, es unafuente factible de agregados y una realidad econmica donde escaseenagregados de calidad.Los agregados de calidad deben cumplir ciertasreglas para darles un uso ingenieril optimo: deben consistir enpartculas durables, limpias, duras, resistentes y libres deproductos qumicos absorbidos, recubrimientos de arcilla y otrosmateriales finos que pudieran afectar la hidratacin y la adherenciala pasta del cemento. Las partculas de agregado que seandesmenuzables o susceptibles de resquebrajarse son indeseables. Losagregado que contengan cantidades apreciables de esquistos o deotras rocas esquistosas, de materiales suaves y porosos, y ciertostipos de horsteno debern evitarse en especial, puesto que tienebaja resistencia al intemperismo y pueden ser causa de defectos enla superficie tales como erupciones.GRANULOMETRIALa granulometriaes la distribucin de los tamaos de las partculas de un agregado talcomo se determina por anlisis de tamices(normaASTM C 136).El tamaode partcula del agregado se determina por medio de tamices de mallade alambre aberturas cuadradas. Los siete tamices estndarASTM C33para agregado fino tiene aberturas que varian desde lamalla No.100(150 micras) hasta 9.52 mm.Los nmeros de tamao (tamaos degranulometria), para el agregado grueso se aplican a las cantidadesde agregado (en peso), en porcentajes que pasan a traves de unarreglo de mallas. Para la construccin de vas terrestres, lanormaASTM D 448enlista los trece nmeros de tamao de laASTM C 33,masotros seis nmeros de tamao para agregado grueso. La arena oagregado fino solamente tine un rango de tamaos de partcula.Lagranulometria y el tamao mximo de agregado afectan las proporcionesrelativas de los agregados as como los requisitos de agua ycemento, la trabajabilidad, capacidad de bombeo, economa,porosidad, contraccin y durabilidad del concreto.GRANULOMETRIA DELOS AGREGADOS FINOSDepende del tipo de trabajo, de la riqueza de lamezcla, y el tamao mximo del agregado grueso. En mezclas maspobres, o cuando se emplean agregados gruesos de tamao pequeo, lagranulometria que mas se aproxime al porcentaje mximo que pasa porcada criba resulta lo mas conveniente para lograr una buenatrabajabilidad. En general, si la relacin agua – cemento semantiene constante y la relacin de agregado fino a grueso se eligecorrectamente, se puede hacer uso de un amplio rango degranulometria sin tener un efecto apreciable en laresistencia.Entre mas uniforme sea la granulometria , mayor sera laeconoma.Estas especificaciones permiten que los porcentajes minimos(en peso) del material que pasa las mallas de0.30mm (No. 50)yde15mm (No. 100)sean reducidos a15% y 0%,respectivamente, siempre ycuando:1): El agregado que se emplee en un concreto que contengamas de 296 Kg de cemento por metro cubico cuando el concreto notenga inclusion de aire.2): Que el modulo de finura no sea inferiora 2.3 ni superior a 3.1, el agregado fino se deber rechazar a menosde que se hagan los ajustes adecuados en las proporciones elagregado fino y grueso.Las cantidades de agregado fino que pasanlas mallas de 0.30 mm (No. 50) y de 1.15 mm (No. 100), afectan latrabajabilidad, la textura superficial, y el sangrado delconcreto.El modulo de finura (FM) del agregado grueso o delagregado fino se obtiene, conforme a la normaASTM C 125, sumandolos porcentajes acumulados en peso de los agregados retenidos enuna serie especificada de mallas y dividiendo la suma entre 100.Elmodulo de finura es un ndice de la finura del agregado entre mayorsea el modo de finura, mas grueso sera el agregado.El modulo definura del agregado fino es til para estimar las proporciones delos de los agregados finos y gruesos en las mezclas deconcreto.GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS GRUESOSEl tamao mximo delagregado grueso que se utiliza en el concreto tiene su fundamentoen la economa. Comnmente se necesita mas agua y cemento paraagregados de tamao pequeo que para tamaos mayores, pararevenimiento de aproximadamente 7.5 cm para un amplio rango detamaos de agregado grueso.Elnumerodetamaode la granulometra (otamao de la granulometra). El numero de tamao se aplica a lacantidad colectiva de agregado que pasa a travs de un arreglomallas.El tamao mximo nominal de un agregado, es el menor tamao dela malla por el cual debe pasar la mayor parte del agregado. Lamalla de tamao mximo nominal, puede retener de5% a 15%del delagregado dependiendo del numero de tamao. Por ejemplo, el agregadode numero de tamao 67 tiene un tamao mximo de 25 mm y un tamaomximo nominal de 19 mm. De noventa a cien por ciento de esteagregado debe pasar la malla de 19 mm y todas sus partculas debernpasar la malla 25 mm.Por lo comn el tamao mximo de las partculas deagregado no debe pasar:1): Un quinto de la dimensin mas pequea delmiembro de concreto.2): Tres cuartos del espaciamiento libre entrebarras de refuerzo.3): Un tercio del peralte de las losas.AGREGADOCON GRANULOMETRIA DISCONTINUAConsisten en solo un tamao de agregadogrueso siendo todas las partculas de agregado fino capaces de pasara traves de los vacios en el agregado grueso compactado. Lasmezclas con granulometria discontinua se utilizan para obtenertexturas uniformes en concretos con agregados expuestos. Tambin seemplean en concretos estructurales normales, debido a las posiblesmejoras en densidad, permeabilidad, contraccin, fluencia,resistencia, consolidacin, y para permitir el uso de granulometriade agregados locales.Para un agregado de 19.0 mm de tamao mximo, sepueden omitir las partculas de 4.75 mm a 9.52 mm sin hacer alconcreto excesivamente aspero o propenso a segregarse. En el casodel agregado de 38.1 mm, normalmente se omiten los tamaos de 4.75mm a 19.0 mm.Una eleccin incorrecta, puede resultar en un concretosusceptible de producir segregacin o alveolado debido a un excesode agregado grueso o en un concreto de baja densidad y alta demandade agua provocada por un exceso de agregado fino. Normalmente elagregado fino ocupa del 25% al 35% del volumen del agregado total.Para un acabado terso al retirar la cimbra, se puede usar unporcentaje de agregado fino respecto del agregado total ligeramentemayor que para un acabado con agregado expuesto, pero ambosutilizan un menor contenido de agregado fino que las mezclas congranulometria continua. El contenido de agregado fino depende delcontenido del cemento, del tipo de agregado, y de latrabajabilidad.Para mantener la trabajabilidad normalmente serequiere de inclusion de aire puesto que las mezclas congranulometria discontinua con revenimiento bajo hacen uso de unbajo porcentaje de agregado fino y a falta de aire incluidoproducen mezclas asperas.Se debe evitar la segregacin de lasmezclas con granulometria discontinua, restringiendo elrevenimiento al valor mnimo acorde a una buena consolidacin. Estepuede variar de cero a 7.5 cm dependiendo del espesor de la seccin,de la cantidad de refuerzo, y de la altura de colado.Si se requiereuna mezcla spera, los agregados con granulometria discontinuapodran producir mayores resistencias que los agregados normalesempleados con contenidos de cemento similares.Sin embargo, cuandohan sido proporcionados adecuadamente, estos concretos seconsolidan fcilmente por vibracin.FORMA DE PARTCULA Y TEXTURASUPERFICIALPara producir un concreto trabajable, las partculaselongadas, angulares, de textura rugosa necesitan mas agua que losagregados compactos, redondeados y lisos. En consecuencia, laspartculas de agregado que son angulares, necesitan un mayorcontenido de cemento para mantener la misma relacin agua -cemento.La adherencia entre la pasta de cemento y un agregadogeneralmente aumenta a medida que las partculas cambian de lisas yredondeadas a rugosas y angulares.PESO VOLUMETRICO Y VACIOSEl pesovolumtrico(tambin llamado peso unitario o densidad enmasa)de unagregado, es el peso del agregado que se requiere para llenar unrecipiente con un volumen unitario especificado.PESO ESPECIFICOElpeso especifico(densidad relativa)de un agregado es la relacin desu peso respecto al peso de un volumen absoluto igual de agua (aguadesplazada por inmersin). Se usa en ciertos clculos paraproporcionamiento de mezclas y control, por ejemplo en ladeterminacion del volumen absoluto ocupado por el agregado.ABSORCINY HUMEDAD SUPERFICIALLa absorcin y humedad superficial de losagregados se debe determina de acuerdo con las normasASTM C 70, C127, C128 y C 566de manera que se pueda controlar el contenido netode agua en el concreto y se puedan determinar los pesos correctosde cada mezcla.PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLAS DE CONCRETO NORMALElobjetivo al disear una mezcla de concreto consiste en determinar lacombinacin mas practica y econmica de los materiales con los que sedispone, para producir un concreto que satisfaga los requisitos decomportamiento bajo las condiciones particulares de su uso. Paralograr tal objetivo, una mezcla de concreto Ben proporcionada deberposeer las propiedades siguientes:1): En el concreto fresco,trabajabilidad aceptable.2): En el concreto endurecido,durabilidad, resistencia y presentacin uniforme.3):Economa.ELECCION DE LAS CARACTERISTICAS DE LA MEZCLAEn base al usoque se propone dar al concreto, a las condiciones de exposicin, altamao y forma de lo miembros, y a las propiedades fsicas delconcreto (tales como la resistencia), que se requieren para laestructura.RELACIN ENTRE LA RELACIN AGUA – CEMENTO Y LARESISTENCIAA pesar de ser una caracteristica importante, otraspropiedades tales como la durabilidad, la permeabilidad, y laresistencia al desgaste pueden tener igual o mayor importancia.Elconcreto se vuelve mas resistente con el tiempo, siempre y cuandoexista humedad disponible y se tenga una temperatura favorable. Portanto, la resistencia a cualquier edad particular no s tanto funcinde la relacin agua – cemento como lo es del grado de hidratacin quealcance el cemento.CONCLUSINAunque desde los primeros casos delconcreto siempre hubo inters por su durabilidad fue en las ultimasdcadas cuando adquiri mayor relevancia por las erogacionesrequeridas para dar mantenimiento a las numerosas estructuras quese deterioraron prematuramente. Durante algn tiempo, este problemase asocio principalmente con los efectos dainos al resultar de losciclo de congelacin y deshielo del concreto, por lo cual no se leconsidero la debida importancia en las regiones que por su situacingeogrficos no experimenta clima invernal severo.La modernatecnologa del concreto exige que la estructura del concreto resultetan resistente como se desee y que a la vez soporte las condicionesde exposicin y servicios a la que severa sometido durante su vidatil.Para lograr lo anterior se requiere de los conocimientos delcomportamiento de todos los ingredientes que interviene en elconcreto y su correcta dosificacin

AceroCaractersticas mecnicas y tecnolgicas del acero[editar]

Representacin de lainestabilidad lateralbajo la accin de unafuerza ejercida sobre unavigade acero.Aunque es difcil establecerlas propiedades fsicas y mecnicas del acero debido a que estasvaran con los ajustes en su composicin y los diversos tratamientostrmicos, qumicos o mecnicos, con los que pueden conseguirse aceroscon combinaciones de caractersticas adecuadas para infinidad deaplicaciones, se pueden citar algunas propiedades genricas:Sudensidadmedia es de 7850kg/m. En funcin de la temperatura elacero se puede contraer, dilatar o fundir. Elpunto de fusindelacero depende del tipo de aleacin y los porcentajes de elementosaleantes. El de su componente principal, elhierroes de alrededor de1.510C en estado puro (sin alear), sin embargo el acero presentafrecuentemente temperaturas de fusin de alrededor de 1.375C, y engeneral la temperatura necesaria para la fusin aumenta a medida quese aumenta el porcentaje de carbono y de otros aleantes. (exceptolas aleacioneseutcticasque funden de golpe). Por otra parte elacero rpido funde a 1.650C.15 Su punto deebullicines de alrededorde 3.000C.16 Es un material muytenaz, especialmente en alguna delas aleaciones usadas para fabricar herramientas.Relativamentedctil. Con l se obtienen hilos delgadosllamadosalambres. Esmaleable. Se pueden obtener lminas delgadasllamadashojalata. La hojalata es una lmina de acero, de entre 0,5 y0,12 mm de espesor, recubierta, generalmente de forma electroltica,porestao. Permite una buenamecanizacinenmquinas herramientasantesde recibir un tratamiento trmico. Algunas composiciones y formasdel acero mantienen mayormemoria, y se deforman al sobrepasarsulmite elstico. Ladurezade los aceros vara entre la del hierro yla que se puede lograr mediante su aleacin u otros procedimientostrmicos o qumicos entre los cuales quiz el ms conocido seaeltemplado del acero, aplicable a aceros con alto contenido encarbono, que permite, cuando es superficial, conservar un ncleotenaz en la pieza que evite fracturas frgiles. Aceros tpicos con unalto grado de dureza superficial son los que se emplean en lasherramientas de mecanizado, denominadosaceros rpidosque contienencantidades significativas decromo,wolframio,molibdenoyvanadio. Losensayos tecnolgicos para medir la durezasonBrinell,VickersyRockwell, entre otros. Se puedesoldarconfacilidad. Lacorrosines la mayor desventaja de los aceros ya que elhierro seoxidacon suma facilidad incrementando su volumen yprovocando grietas superficiales que posibilitan el progreso de laoxidacin hasta que se consume la pieza por completo.Tradicionalmente los aceros se han venido protegiendomediantetratamientos superficialesdiversos. Si bien existenaleaciones con resistencia a la corrosin mejorada como losaceros deconstruccin cortenaptos para intemperie (en ciertos ambientes) olosaceros inoxidables. Posee una altaconductividad elctrica. Aunquedepende de su composicin es aproximadamente de173106S/m. Enlaslneas areas de alta tensinse utilizan con frecuencia conductoresde aluminio con alma de acero proporcionando ste ltimo laresistencia mecnica necesaria para incrementar los vanos entre latorres y optimizar el coste de la instalacin. Se utiliza para lafabricacin deimanes permanentes artificiales, ya que una pieza deacero imantada no pierde su imantacin si no se la calienta hastacierta temperatura. La magnetizacin artificial se hace porcontacto, induccin o mediante procedimientos elctricos. En lo querespecta al acero inoxidable, alacero inoxidable ferrticos se lepega el imn, pero alacero inoxidable austenticono se le pega el imnya que la fase del hierro conocida como austenita no es atrada porlos imanes. Los aceros inoxidables contienenprincipalmentenquelycromoen porcentajes del orden del 10% adems dealgunos aleantes en menor proporcin. Un aumento de latemperaturaenun elemento de acero provoca un aumento en la longitud del mismo.Este aumento en la longitud puede valorarse por la expresin: L = tL, siendo a elcoeficiente de dilatacin, que para el acero valeaproximadamente 1,2105(es decir = 0,000012). Si existe libertad dedilatacin no se plantean grandes problemas subsidiarios, pero siesta dilatacin est impedida en mayor o menor grado por el resto delos componentes de la estructura, aparecen esfuerzoscomplementarios que hay que tener en cuenta. El acero se dilata yse contrae segn un coeficiente de dilatacin similar al coeficientede dilatacin delhormign, por lo que resulta muy til su usosimultneo en la construccin, formando un material compuesto que sedenominahormign armado.18El acero da una falsa sensacin deseguridad al ser incombustible, pero sus propiedades mecnicasfundamentales se ven gravemente afectadas por las altastemperaturas que pueden alcanzar los perfiles en el transcurso deun incendio.

PROPIEDADESFSICASDELACERO:Aunque es difcil establecer laspropiedades fsicas y mecnicas del acero debidoa que estas varan conlos ajustes en su composicin y los diversos tratamientostrmicos,qumicos o mecnicos, con los que pueden conseguirse acerosconcombinaciones de caractersticas adecuadas para infinidad deaplicaciones, sepueden citar algunas propiedades genricas: sudensidad media es de 7850 kg/m. En funcin de la temperatura elacero sepuede contraer, dilatar o fundir. El punto de fusin delacero depende del tipo de aleacin ylos porcentajes deelementosaleantes. El de su componente principal, el hierro es dealrededorde 1.510 C en estado puro (sin alear), sin embargo elacero presentafrecuentemente temperaturas de fusin de alrededor de1.375 C, y en generalla temperatura necesaria para la fusinaumentaa medida que seaumenta elporcentaje de carbono y de otrosaleantes,(excepto las aleaciones autnticasque funden de golpe). Por otraparte el acero rpido funde a 1.650 C. Su puntode ebullicin es dealrededor de 3.000 C.PROPIEDADESMECNICASDELACEROTenacidad:Es lacapacidad que tiene un material de absorber energa sin producirfisuras(resistencia al impacto). El acero es un material muy tenaz,especialmente enalguna de lasaleaciones usadas para fabricarherramientas.Ductilidad:Es relativamente dctil. Con l se obtienenhilos delgados llamados alambres.Un aumento de la temperatura en unelemento de acero provoca un aumentoen la longitud del mismo. Esteaumento en la longitud puede valorarse por la expresin: L = tL,siendo a el coeficiente de dilatacin, que para el acero valeaproximadamente 1,2 105 (es decir = 0,000012).El acero se dilata yse contrae segn un coeficiente de dilatacin similar alcoeficientede dilatacin del hormign, por lo que resulta muy til suusosimultneo en la construccin, formando un material compuesto quesedenomina hormign armado.Maleable:Se pueden obtener lminasdelgadas llamadas hojalata. La hojalata es unalamina de acero, deentre 0,5 y 0,12 mm de espesor, recubierta, generalmentede formaelectroltica, por estao.

Resistencia al desgaste:Es la resistencia que ofrece un materiala dejarse erosionar cuando est encontacto de friccin con otromaterial.Maquinabilidad:Es la facilidad que posee un material quepermitir el proceso de mecanizado.Permite una buena mecanizacin enmquinas herramientas antes de recibirun tratamientotrmico.Dureza:La densidad promedio del acero es 7850 kg/m3. Es laresistencia que ofreceunacero para dejarse penetrar. La dureza delos aceros vara entre la del hierro yla que se puede lograrmediante su aleacin u otros procedimientos trmicos oqumicos entrelos cuales quiz el ms conocido sea el templado del acero,aplicablea aceros con alto contenido en carbono, que permite, cuandoessuperficial, conservar un ncleo tenaz en la pieza que evitefracturas frgiles.Aceros tpicos con un alto grado de durezasuperficial son los que se empleanen las herramientas demecanizado, denominados aceros rpidos quecontienen cantidadessignificativas de cromo, wolframio, molibdeno y vanadio.Los ensayostecnolgicos para medir la dureza son Brinell, Vickers yRockwell,entre otros.Conductividad elctrica:Posee una altaconductividad elctrica en las lneas areas de alta tensin seutilizancon frecuencia conductores de aluminio con alma deaceroproporcionando ste ltimo la resistencia mecnica necesaria paraincrementarlos vanos entre la torres y optimizar elcoste de lainstalacin

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