Semana 9 : "Concretos"

CONCRETO

I. DEFINICIÓN:

El concreto es el producto resultante de la mezcla de un aglomerante (generalmente cemento, arena, grava o piedra machacada y agua) que al fraguar y endurecer adquiere una resistencia similar a la de las mejores piedras naturales.

II. CLASIFICACIÓN:

II.I. CONCRETO SIMPLE: El concreto se elabora con arena y grava (agregado grueso) que constituyen entre el 70 y 75 por ciento del volumen y una pasta cementante endurecida formada por cemento hidráulico con agua, que con los vacíos forman el resto.

II.II. CONCRETO CICLOPEO: Es el concreto simple en cuya masa se incorporan grandes piedras o bloques; y q no contiene armadura.

Es aquel que está complementado con piedras desplazado de tamaño máximo, de 10” cubriendo hasta el 30 %, como máximo del volumen total; éstas deben ser introducidas previa selección y lavado, con el requisito indispensable de que cada piedra en su ubicación definitiva debe estar totalmente rodeada de concreto simple.

II.III. CONCRETO ARMADO: Se le da este nombre al concreto simple + acero de refuerzo; básicamente cuando tenemos un elemento estructural que trabajara a compresión y a tracción(tensión). Ningún esfuerzo de tensión sera soportado por el concreto, es por ello que se debe incluir un área de acero que nos asuma esta solicitación; dicho valor se traducirá en el numero de varillas y su diámetro, así como su disposición.

II.IV. CONCRETO PRE-COMPRIMIDO O PRE-ESFORZADO: El concreto pre-comprimido es una tecnica utilizada para aumentar la resistencia disminuyendo las secciones de los elementos estructurales del concreto armado, estos puede ser: 

• Pre-tensado
• Posttensado

III. TIPOS DE CONCRETO DE ACUERDO A SU PESO:

III.I. CONCRETO NORMAL: Peso espeifico 1800 a 2000 kg/m3

III.II. CONCRETO LIGERO: El concreto ligero tiene características propias; por un medio espumoso adicionado a la mezcla se ha hecho más ligero que el concreto convencional de cemento, arena y grava, que por tanto tiempo ha sido el material empleado en las construcciones. Esto, sin embargo, es más bien una descripción cualitativa en vez de una definición. Asimismo, se ha sugerido definirlo como un concreto hecho con base en agregados de peso ligero, lo cual se presta a dudas ya que en todos lados se conoce por agregado de peso ligero aquel que produce un peso ligero. En todo caso, existen algunos concretos ligeros que ni siquiera contienen agregados.

La densidad del concreto liviano normalmente está entre 1365 y 1850 kg/m3 y  y una resistencia a la compresión a los 28 días de aproximadamente 175kg/m2.  Este concreto es usado primordialmente para reducir el peso propio en elementos de concreto tales como losas de entrepisos en edificios altos.

III.III. CONCRETO PESADO: Se define el concreto pesado o de alta densidad como el "Concreto de densidad sustancialmente más alta que la del hecho con el empleo de agregados de peso normal, por lo común obtenido por el uso de agregados pesados y que se usa en especial para el blindaje contra la radiación".’ Aun cuando el blindaje contra la radiación es el uso principal del concreto pesado, también se emplea en la fabricación de contrapesos o, sencillamente, como un medio para aumentar económicamente el peso muerto de alguna instalación, sin aumentar el volumen de la masa, como seria el caso con el concreto de peso normal. Cuando se habla de concreto pesado, normalmente se hace referencia a concreto que tiene una densidad por arriba de 150 pcf (pounds par cubic foot, libras por pie cúbico) y que, sobre la base del tamaño de los agregados y los procedimientos de colado, puede alcanzar una densidad tan alta como 400 pcf.

IV. TIPOS DE CONCRETOS ESPECIALES:

IV.I. CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA TEMPRANA: Los concretos de alta resistencia son aquellos cuya resistencia a la compresión a 28 días (f’c) son iguales o mayores a seis mil psi (6,000). Utilizando componentes con la más alta calidad y aditivos de última generación CEMEX a logrado satisfacer las necesidades estructurales de los dueños, diseñadores y clientes para maximizar así sus obras hechas en concreto.

Dependiendo de su aplicación puede ser especificado como un concreto regular, bombebale o autocompactante.

APLICACIONES 

• Pilotes y pilas de cimentación
• Elementos pre-esforzados; vigas y losas pre o post-tensadas
• Columnas en edificios de mediana y gran altura
• Bóvedas de seguridad
• Muros de contención
• Columnas y vigas en puentes
• Muros de cortante “shear walls” y de rigidez

IV.II. CONCRETO MASIVO:Según el ACI 207.1 R, concreto masivo se define como:

“Cualquier volumen de concreto con dimensiones lo suficientemente grandes como para que se tomen medidas que controlen la generación de calor de la hidratación del cemento y su cambio en volumen para minimizar el potencial de agrietamiento.”

Concreto que se cuela para obras de grandes dimensiones y que por su cuantioso volumen puede generar gran cantidad de calor de hidratación que obligue a tomar medidas especiales para minimizar los agrietamientos en la obra.

• Temperatura máxima del concreto al momento de colocación.
• Temperatura máxima de calor de hidratación del concreto durante el fragüe a edades definidas.
• Diferencial máximo de temperatura del concreto colocado entre el interior y exterior del elemento.

IV.III. CONCRETO SIN SLUMP: Este concreto es definido también por ACI 116 como: concreto con una consistencia correspondiente a un slump de ¼ pulg. O menos.

Este concreto en estado normal (seco), debe ser lo suficientemente trabajable para ser colocado y consolidado con el equipo que va a ser usado en el trabajo.

Muchas de las reglas básicas que gobiernan las propiedades del concreto estándar son aplicables a este concreto; sin embargo,  la medida de la consistencia del concreto estándar difiere de la utilizada en éstos,  pues la prueba del cono de Abrams no es práctico para dar un parámetro de éstas características.

IV.IV. CONCRETO ROLADO - COMPACTADO: Este es un concreto sin slump, y seco que esw compactado mediante un rodillo vibratorio un equipo en forma de una platea de compactación.  Este concreto es una mezcla de agregado, cemento y agua;  ocasionalmente materiales cementantes como el Fly Ash también puede ser usado. El contenido de cemento varía desde 60 a 360 kg/m3.  La mezcla puede ser hrecha con una mezcladora tradicional, o en algunas ocasiones con camiones mezcladores o mixer. Este concreto-rolado-compactado está considerado como el mas rápido y económico  método de construcción en presas de gravedad, pavimentos, aeropuertos, caminos rurales, y como sub-bases para caminos y avenidas que luego serán pavimentadas.

Una resistencia a la compresión de 70 a 315 kg/m2 pueden ser obtenidas para concreto-rolado-compactado en proyectos de presas. Los proyectos de pavimentos sin embargo requieren de un diseño a la compresión de aproximadamente 350 kg/cm2.

El concreto -rolado-compactado debe reunir algunas condiciones para su colocación, por ejemplo, tener suficiente espesor para que la compactación sea uniforme y completa con los equipos usados. Una medida optima del espesor puede ser de 8 a 12 pulg. Cuando va ser colocado y consolidado con equipo convencional de movimiento de tierra o equipos de pavimentos.

IV.V. SHOTCRETE: Shotcrete es un mortero de concreto que es lanzado neumáticamente sobre una superficie a alta velocidad.  La relativamente seca mezcla es consolidada por la fuerza de impacto y puede ser colocada sobre superficies verticales u horizontales sin ocurrir disgregación.

 El shotcrete es usado tanto para una nueva construcción como para reparaciones.  Su aplicación es particularmente importante en estructuras abovedadas o en la construcción de túneles para la estabilización de fragmentos de roca suelta y expuesta.

Las propiedades del shotcrete endurecido son muy dependientes del operador. Shotcrete tiene un peso específico y una resistencia a la compresión similar a un concreto estándar y uno de alta resistencia respectivamente.  Agregados con tamaño máximo de ¾ pulg. Pueden ser usados.

Shotcrete puede ser producidos  mediante un proceso seco o húmedo.

En el proceso seco se hace un pre-mezclado del cemento y los agregados; luego ésta mezcla, supuesta homogénea es impulsada por una compresora de aire hacia la boquilla. El agua es adicionada a la mezcla en la boquilla a la salida mezclándose íntimamente, para que inmediatamente sea lanzada, proyectada sobre la superficie.

En el proceso húmedo, todos los ingredientes son pre-mezclados y luego lanzados sobre la superficie. Si se adiciona al final de la boquilla una compresora de aire, se incrementa la velocidad del lanzamiento de la mezcla sobre la superficie.

IV.VI. CONCRETO BLANCO: El cemento blanco portland es usado para producir concretos blancos. Es un material usado ampliamente como material arquitectónico. El cemento blanco es fabricado de acuerdo a ASTM C150. Este concreto es producido con agregados y agua que no contengan materiales que puedan modificar la coloración del concreto.

IV.VII. CONCRETO COLOREADO: Este concreto, puede ser producido usando agregados coloreados, añadiendo pigmentos de colores o ambos.  Cuando son usados los agregados de colores ellos deberán ser expuestos en la superficie del concreto.

V. CARACTERÍSTICAS DE UN BUEN CONCRETO:

El concreto de alto rendimiento debe cumplir los siguientes requerimientos:

Permeabilidad: como un indicador de su durabilidad no deberá exceder de 500 coulomb en un test de permeabilidad del ion cloro AASHTO 227. Este requerimiento lo haría prácticamente impermeable.

Estabilidad dimensional: medido en un alto módulo de elasticidad, baja contracción y deformación, y bajo valor de hidratación. 

Estas características son indispensables para evitar cualquier efecto de esfuerzos indeseables en las estructuras.