12. Morteros y concreto. Apuntes 2..pdf

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA, TECAMACHALCO ACADEMIA DE MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCION ACERO, MADERA Y CONCRETO TERCER DEPARTAMENTAL. CONCRETO ESTRUCTURAL Recopilado por Ing. Arq. Alma Gpe. Juárez Flores Parte 2. CONCRETO. El material conocido como concreto, es en primera instancia un material compuesto, es decir para su fabricación requiere de materiales básicos que son: cemento, arena grava y agua. Su preparación es similar a los morteros pero a ésta mezcla se le añade un material pétreo grueso. Al concreto también se le conoce como hormigón armado, o por sus siglas: Ho Ao. Tanto en los morteros como en el concreto sus componentes se clasificarán de la siguiente manera: AGREGADOS FINO Y GRUESO, AGLOMERANTES Y AGUA. Los agregados o materiales áridos son componentes pétreos como arena y grava. Estos materiales también se conocen como materiales inertes, y reciben este nombre debido a que en la mezcla no hay una reacción química ante la presencia del agua. Estos materiales pétreos tienen diferentes orígenes, según sea la región donde se construya, ya sean zonas de litoral o de regiones más montañosas. Dentro de la clasificación también se toma muy en cuenta la dimensión de las piedras, denominándose a esto como la granulometría del material. Áridos o agregados finos: Arena. La arena se clasifica según su origen, por su granulometría y la forma del grano: Rosa (arena de río) Azul (arena de canteras) Arena fina de 0.06 a 2 mm Partícula angulosa Gris (arena de canteras) Arena gruesa de 2 a 5 mm Partícula redondeada Blanca (arena de mar) Negra (arena volcánica) También se puede utilizar polvo de ladrillo Gravas. En geología y en construcción, se denomina grava a las rocas formadas por clastos de tamaño comprendido entre 2 y 64 milímetros. Pueden ser producidas por el ser humano, en cuyo caso suele denominarse «piedra partida», o resultado de procesos naturales. En este caso, además, suele suceder que el desgaste natural producido por el movimiento en los lechos de ríos haya generado formas redondeadas, en cuyo caso se conoce como canto rodado. Existen también casos de gravas naturales que no son cantos rodados. Estos áridos son partículas granulares de material pétreo (es decir, piedras) de tamaño variable. Este material se origina por fragmentación de las distintas rocas de la corteza terrestre, ya sea en forma natural o artificial. En este último caso actúan los procesos de chancado o triturado utilizados en las respectivas plantas de áridos. El material que se procesa corresponde principalmente a rocas de caliza, granito, dolomita, basalto, arenisca, cuarzo y cuarcita. Se obtienen de la disgregación mecánica de rocas mayores (como el basalto) mediante trituración, cribado y selección. GRANULOMETRÍA PROMEDIO: DE 89 A 210 MM Sus partículas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamaño máximo del agregado que se emplea comúnmente es el de 19 mm o el de 25 Esta constituido esencialmente por mortero con agregado grueso. El agregado grueso le da mayor resistencia y volumen con un material barato. Cumple tres funciones:. Resistente, cuando solo o conjuntamente con barras de acero el H° A° conforman estructuras resistentes.. Relleno, para nivelar o regular distintos desniveles.. Aislante, para ganancias o pérdidas de calor. Agregado Fino: Con un tamaño máximo preestablecido, generalmente es arena que desempeña un papel mecánico, se opone a la contracción en el proceso de fraguado y es de bajo costo. Este tiene un tamaño máximo preestablecido, es de mayor tamaño que el agregado fino, este le da más volumen al hormigón. Agregado grueso puede ser de piedra partida, cascote de ladrillo y canto rodado (gravilla). Mezcla de arena y grava. Los áridos deben mezclarse en seco hasta lograr una revoltura muy homogénea. AGUA. El agua es el elemento que dará a la mezcla las condiciones óptimas para su manejo y consolidación, es por tanto, indispensable que su integración a la mezcla sea supervisada de manera meticulosa. Agua en Morteros y Hormigones: Al agua se la utiliza como plastificante y como agente reactivo para el proceso del fragüe y luego del endurecimiento. Calidad del agua: debe ser limpia, potable e improvista de impurezas. Las características del agua potable son: incolora, insabora e inolora. El agua dulce impide el fragüe del cemento. El agua de lluvia ataca al cemento Pórtland. El agua destilada disuelve la cal. Esta deberá ser limpia y fresca hasta donde sea posible y no deberá contener residuos de aceites, ácidos, sulfatos de magnesio, sodio y calcio (llamados álcalis blandos) sales, limo, materias orgánicas u otras sustancias dañinas y estará asimismo exenta de arcilla, lodo y algas. Temperatura del agua: la temperatura va a influir en el proceso de endurecimiento, cuando la temperatura es mayor más rápido endurece. Cantidad de agua: solo como reactivo del proceso de fraguado se considera aproximadamente el 25 %. A medida que tenga más agua el preparado menos resistente resultara, por eso hay que limitarse con la cantidad de agua. Si hay exceso de agua en el preparado, en el secado el excedente de agua se evaporara, lo que nos dejara un material poroso y con poca resistencia. En los concretos el agua se calcula a partir de la suma de todos los componentes haciendo relación, lo que casi siempre da un 15 %. A esta operación se le conoce como dosificación. En la relación agua-cemento la cantidad de agua es para hidratar el cemento, para que cumpla su poder aglutinante y obtener una mezcla con la debida consistencia. Por lo tanto la relación agua-cemento es el cociente entre la cantidad de litros de agua utilizados en el amasado y la cantidad de kg utilizados de cemento. Dosificación: es la cantidad de materiales, aglomerante, agregados, etc., que se utilizará para obtener mortero u hormigón. El agua en los morteros y el concreto. El control del agua de mezclado en la dosificación del hormigón, es esencial para obtener los mejores resultados en todo tipo de construcciones. Es sabido que toda dosificación racional de hormigón parte del valor conocido como "relación agua/cemento", es decir, la cantidad de litros de agua, dividida por la cantidad de kilogramos de cemento usados para un determinado volumen de hormigón. Y la resistencia de ese hormigón, para igualdad de materiales y condiciones de elaboración, depende de la relación agua/cemento. Cuando esta baja, la resistencia aumenta; y si sube, disminuye. Todo aumento de agua por encima de la cantidad estipulada hace disminuir indefectiblemente la resistencia y otras propiedades, salvo que se incorpore a la mezcla una cantidad adicional de cemento necesaria para mantener constante la relación agua/cemento. El exceso de agua de mezclado es un peligro ya reconocido por los constructores -y por desgracia-, los perjuicios que acarrea aparecen a una edad demasiado tardía como para ser remediados sin costos excesivos. Relación agua / cemento La relación agua / cemento que se elija para el diseño de la mezcla, debe ser el menor valor requerido para cubrir las consideraciones de exposición de diseño. Cuando la durabilidad no sea el factor que rija el diseño, la relación agua / cemento deberá elegirse en base a la resistencia a compresión del hormigón. Por la facilidad con que se determina, la resistencia a la compresión es la medida para la calidad del hormigón empleada más universalmente. A pesar de ser una característica importante, otras propiedades tales como la durabilidad, la permeabilidad y la resistencia al desgaste pueden tener igual o mayor importancia. La resistencia de la pasta de cemento en el concreto depende de la cantidad y calidad de los componentes reactivos y del grado al cual se completa la reacción de hidratación. El hormigón se vuelve más resistente con el tiempo, siempre y cuando exista humedad disponible y se tenga una temperatura favorable. Por lo tanto una resistencia a cualquier edad no es tanto función de la relación agua / cemento original, como lo es del grado de hidratación que alcance el cemento. La importancia de un curado puntual y completo se reconoce fácilmente a partir de este análisis. La diferencia de resistencia para una relación agua / cemento dada puede ser resultado de cambios en el tamaño del agregado, granulometría, textura superficial, forma, resistencia y rigidez: de la diferencia en los tipos y fuentes del cemento; del contenido de aire incluido; de la presencia de aditivos; y de la duración del periodo del curado. CEMENTO. Como material base, es cemento es lo que conocemos como aglutinante. El cemento tiene una presentación seca polvorienta muy fina. Y dependiendo de su finalidad tiene varias presentaciones. El cemento en estado seco no genera ninguna reacción química, pero al momento de mezclarse con agua inicia un proceso de endurecimiento que permite la formación de una piedra artificial. Esta piedra artificial, va a adquirir resistencia y dureza dependiendo de los otros ingredientes que se le adicionen a esa mezcla, y de la proporción en que se den estas adiciones. Los cementos poseen cualidades de secado, endurecimiento y fraguado. Los cementos aéreos, logran estas cualidades tan solo en presencia del aire, y los cementos hidráulicos son capaces de endurecer y fraguar incluso debajo del agua. El concreto debe ser fabricado siempre para tener una trabajabilidad, consistencia, y plasticidad adecuada a las condiciones de trabajo. Designación de Morteros: M (mortero), C (cemento), A (cal aérea), H (cal hidráulica),Y (yeso), M (mixto, presencia de polvo de ladrillo como hidraulizante), R (reforzado, cemento), A (atenuado, cal aérea), I (impermeable, hidrófugo) MA, MAR, MAM, MAMR, MH, MHM, MHR, MHMR, MC, MCA, MCI, MY, MYA. Designación de Concretos (Hormigones): H (hormigón), A (cal aérea), H (cal hidráulica), C (cemento), R (reforzado, cemento), P (pobre, con cascote de ladrillo), A (atenuado, cal aérea) HH, HHR, HHP, HHRP, HCA, HC, HCP LOS COMPONENTES DEL CONCRETO SERÁN, COMO SE HA DICHO, CEMENTO, ARENA, GRAVA Y AGUA. ÑLA FORMA DE PREPARACIÓN Y OTRAS CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO, SE VEERÁN EN PRESENTACIONES SIGUIENTES.