INTRODUCCIÓN AL CURSO DE TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
El
concreto es un material compuesto que consiste en un medio adherente en el que
están embebidas partículas o fragmentos de agregados. El concreto es una mezcla
de arena, piedra, agua y cementante hidráulico; que inicialmente tiene
características de plasticidad y moldeabilidad, para posteriormente endurecer y
adquirir propiedades resistentes permanentes, haciéndolo ideal como material de
construcción. El concreto es el material más usado en el mundo después del agua.
¿Qué es el concreto?
La
obtención del concreto parte de utilizar un aglomerante, que por lo general es cemento Portland, agua y fragmentos de
agregados. Éstos últimos son elementos áridos que presentan un diámetro promedio
y que se catalogan como arena fina o gruesa, gravilla y grava. Las variaciones
en esta mezcla es lo que modificará las propiedades mecánicas y de aplicación
del material.
Beneficios
El concreto ofrece protección superior contra las tormentas y la
actividad criminal. Un alto porcentaje de bancos nuevos utilizan concreto,
reforzado con acero, en el proceso de construcción, incluyendo las paredes
concreto interiores. Adicionalmente, la construcción de concreto ofrece un alto
nivel de resistencia al fuego y disminuye el ruido no deseado.
Función
Consideraciones
Antes de verter las paredes de concreto, todos los aspectos mecánicos se
deben de tomar en consideración durante el proceso de formación. Las puertas,
ventanas, salidas eléctricas, plomería y ductos requieren colocarse antes de
que las paredes sean vertidas. Gasta un poco de tiempo extra desarrollando el
diseño del edificio, ya que remodelar una estructura de concreto es un costo
prohibitivo.
Advertencia
Una construcción de concreto no es recomendada para lugares donde el
suelo se hunde, a menos de que un cimiento flotante sea parte del diseño.
Debido a que aún un ligero movimiento puede dar como resultado grietas y
fisuras, los edificios de concreto en este tipo de suelo requieren un cimiento
especial o el uso de pilones instalados profundamente en la cama de piedra
debajo de la estructura.
Tipos
Hay dos métodos básicos para utilizar el concreto en la construcción. El primero es la erección de paredes de concreto pre moldeadas que vienen del fabricante con una ventana y puerta predeterminadas y con conductos ya instalados para las aplicaciones mecánicas. Muchas franquicias comerciales utilizan este tipo de construcción para mantener todas sus tiendas similares. El segundo método requiere la formación de las paredes individualmente y verter el concreto en su lugar. Si la residencia requiere paredes de concreto, el segundo método es el empleado, frecuentemente con formas de espuma de poliestireno que sirven después como aislamiento.
CONCRETO SIMPLE:
Es
el concreto que conocemos, pero sin la presencia de acero de refuerzo, este
material solo podrá usarse en elementos sometidos a compresión. Tiene especial
importancia estructural cuando su uso final es construcción de elementos que
trabajan por gravedad (peso propio), ej.: Concreto ciclópeo (concreto simple +
Rocas con tamaño > 10”), estribos de puentes y “muertos” para anclaje de
cables en puentes colgantes o atirantados, bases para ciertas estructuras o
equipos.
CONCRETO ARMADO:
El concreto armado,
es el concreto en el que el acero se incrusta de tal manera que los dos
materiales actúan juntos en fuerzas de resistencia. Las varillas de refuerzo de
acero, barras o malla, absorben la tracción, cizalladura, ya veces los
esfuerzos de compresión en una estructura concreta. El concreto en masa no
resiste fácilmente los esfuerzos de tracción o fuerzas causado por el viento,
terremotos, vibraciones y otras fuerzas y es por lo tanto inadecuado en la
mayoría de las aplicaciones estructurales. En cambio el concreto armado,
posee una increíble resistencia a del acero y la resistencia del hormigón
trabajan en conjunto para permitir que el elemento tenga la resistencia
necesaria para sostener estas fuerzas inusuales sobre períodos considerables.
CONCRETO ESTRUCTURAL:
Concreto diseñado para cumplir con los más
estrictos requisitos de seguridad, especialmente, en obras localizadas en zonas
con alta actividad sísmica, como la Ciudad de México, entre otras, donde son
necesarios valores superiores de resistencia a la compresión, densidad y módulo
de elasticidad.
Elaborado con agregados densos y de características
óptimas controladas, da como resultado un producto que satisface la más alta
exigencia de calidad en la industria de la construcción.
El Concreto Estructural cumple como Grado de
Calidad B (Norma NMX-C-155) y como concreto Clase 1 (Normas Técnicas
Complementarias del D.F.) especificado para la construcción de obras y
estructuras de concreto de gran importancia, en las cuales se requiere de
niveles de seguridad superiores para resguardar vidas humanas, valores, obras
de arte, documentos, medio ambiente, entre otros.
CONCRETO CICLOPLEO:
Este ítem se refiere a
la colocación de la cimentación compuesta por un concreto
simple en cuya masa se incorporan grandes piedras o bloques que no
contiene armadura. La proporción máxima del agregado ciclópeo será en sesenta
por ciento (60%) de concreto simple y del cuarenta por ciento (40%) de
rocas desplazadas de tamaño máximo, de 10” ; 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.
CONCRETOS LIVIANOS:
El concreto ligero (liviano) estructural es un
concreto similar al concreto de peso normal, excepto que tiene una densidad
menor. Se lo produce con agregados ligeros (concreto totalmente ligero) o con
una combinación de agregados ligeros y normales. El término “peso ligeroarena”
se refiere al concreto ligero producido con agregado grueso ligero y arena
natural. El concreto ligero estructural tiene una masa volumétrica seca al aire
(masa unitaria, densidad) que varía de 1350 a 1850 kg/m3 (85 a 115 lb/pie3) y
una resistencia a compresión a los 28 días que supera los 180 kg/cm2 o 17 MPa
(2500 lb/pulg2).
CONCRETO NORMAL:
El concreto normal, conocido
también como hormigón simple, es un material utilizado en la construcción, principalmente con el
objetivo de unir inertes y conformar una masa sólida de resistencia y durabilidad
adecuada para obras de arquitectura e ingeniería civil.
Es habitualmente utilizado en elementos estructurales como cimientos,
placas o losas, columnas, muros, canales, tanques y pisos.
CONCRETO PESADO:
Los agregados pesados deben tener granulometría conveniente, resistencia
mecánica y compatibilidad con el cemento Portland. Generalmente se usan
agregados como las baritas, minerales de fierro como la magnetita, limonita y
hematita. También, agregados artificiales como el fósforo de hierro y
partículas de acero como subproducto industrial.
La aplicación principal de los concretos pesados la
constituye la protección biológica contra los efectos de las radiaciones
nucleares. También se utiliza en paredes de bóvedas y cajas fuertes, en pisos
industriales, en elementos, que sirven de contra-peso y en la fabricación de
contenedores para desechos radiactivos.
CONCRETO PRE-MEZCLADO:
El término
“concreto premezclado “se aplica al concreto preparado en planta, en
instalaciones fijas y transportado hasta el lugar de utilización por camiones
especiales, denominados camiones mezcladores o agitadores, según el caso.
La industria del concreto premezclado tiene amplio
auge en los países desarrollados, en los cuales la casi totalidad o mayor
producción de concreto se produce en centrales de mezcla. En nuestro medio, su
campo de acción es importante y ha logrado alta tecnología y calidad.
ALGUNAS
VENTAJAS
·
Entre las ventajas que posee el
concreto premezclado, sobre aquel que se fabrica en obra, podemos señalar:
·
La capacidad de producción de una
central de concreto premezclado es muy superior a cualquier instalación clásica
de producción en obra, de esta manera se puede incrementar la colocación diaria
de concreto y disminuir los plazos de ejecución.
·
El constructor puede dedicarse a
su actividad fundamental: la construcción, sin aumentar su personal
innecesariamente.
·
El costo del m3 del concreto
premezclado es plenamente conocido por el usuario, mientras del costo de
fabricación del concreto producido en obra es difícil de conocer previamente
con precisión.
·
Economía en materiales de
fabricación en almacenamiento y en gastos para mantenimiento del concreto en
obra.
·
Precisión en la dosificación de
mezcla y regularidad de control de las materias primas y el concreto.
CONCRETO PREFABRICADO:
El
concreto es un producto versatil. Cuando se construye utilizando la tecnología
del prefabricado las opciones son interminables. Como resultado, los productos
de concreto prefabricado hoy en día se utilizan en una gran variedad de formas.
Y todavía el riesgo por contracción plástica impone un reto a los fabricantes y
es una preocupación para los diseñadores y para los clientes finales.
Una opción que responde a esta preocupación es la
aplicación del refuerzo metálico en el concreto. Sin embargo, su uso exige
mucho trabajo y puede incrementar el riesgo de accidentes en obra. Se
desperdicia mucha malla metálica y se necesita mucho espacio para almacenar
este producto tan voluminoso.
Esto no sucede con las fibras sintéticas Adfil –
una solución probada para el refuerzo del concreto, aportando significantes
ventajas sobre los productos de acero. No se necesita una excesiva mano de obra
para su manipulación, para cortar y para la colocación del refuerzo
tridimensional. Las fibras sintéticas Adfil no pesan y son fáciles de añadir al
concreto. Al mismo tiempo, filos cortantes y sobresalientes en la superficie
del concreto, que causan lesiones son cosas del pasado. Además, las fibras
sintéticas Adfil cumplen con los requerimientos más altos en refuerzo y aumenta
significativamente la durabilidad de los elmentos de prefabricado de concreto.
CONCRETO BOMBEADO:
Esto no
sucede con las fibras sintéticas Adfil – una solución probada para el refuerzo
del concreto, aportando significantes ventajas sobre los productos de acero. No
se necesita una excesiva mano de obra para su manipulación, para cortar y para
la colocación del refuerzo tridimensional. Las fibras sintéticas Adfil no pesan
y son fáciles de añadir al concreto. Al mismo tiempo, filos cortantes y
sobresalientes en la superficie del concreto, que causan lesiones son cosas del
pasado. Además, las fibras sintéticas Adfil cumplen con los requerimientos más
altos en refuerzo y aumenta significativamente la durabilidad de los elmentos
de prefabricado de concreto.
El concreto bombeado es un éxito.
Su rendimiento depende de las propiedades plásticas del concreto, del tipo de
bombeo disponible y de la elección de las tuberías para el transporte del
producto hasta la altura deseada.
Uno de los retos que enfrenta el especialista durante la colocación de concreto autocompactante, es su correcta colocación en la cimbra para aprovechar la mayor velocidad de flujo, y reducir o eliminar las bolsas de aire, minimizando el parcheo de la superficie formada después de quitar las cimbras. La identificación de la segregación durante la colocación es difícil; sin embargo, el resultado consiste en que no haya segregación. Los cambios de producción para manejar concreto autocompactante incluyen cambiar procedimientos de pruebas (como la utilización del ensayo de flujo de expansión, en vez del ensayo de cono de expansión típico) y ajustar el tamaño del equipo. Sin necesidad de la vibración, el tamaño del equipo puede reducirse durante la colocación. Cabe decir, que el concreto autocompactante ostenta aspectos positivos durante la colocación y producción.
Uno de los retos que enfrenta el especialista durante la colocación de concreto autocompactante, es su correcta colocación en la cimbra para aprovechar la mayor velocidad de flujo, y reducir o eliminar las bolsas de aire, minimizando el parcheo de la superficie formada después de quitar las cimbras. La identificación de la segregación durante la colocación es difícil; sin embargo, el resultado consiste en que no haya segregación. Los cambios de producción para manejar concreto autocompactante incluyen cambiar procedimientos de pruebas (como la utilización del ensayo de flujo de expansión, en vez del ensayo de cono de expansión típico) y ajustar el tamaño del equipo. Sin necesidad de la vibración, el tamaño del equipo puede reducirse durante la colocación. Cabe decir, que el concreto autocompactante ostenta aspectos positivos durante la colocación y producción.
¿Qué es el cemento y cuál es su composición?
El cemento es un material aglutinante que presenta propiedades de adherencia y cohesión, que permiten la unión de fragmentos minerales entre sí, formando un todo compacto. Su nombre se deriva de caementum, que en latín significa “argamasa”, y procede a su vez del verbo caedere (precipitar). Es considerado el conglomerante más importante en la actualidad.
Hay dos tipos de cementos dependiendo de su origen: arcilloso, logrado a partir de arcilla y piedra caliza; y puzolánico, que contiene puzolana, un material alúmino silíceo. La mencionada puzolana puede provenir de volcanes o de un origen orgánico. En la construcción se ha generalizado la utilización de la palabra cemento para designar un tipo de aglutinante específico que es el cemento hidráulico, de origen puzolánico, debido a que es el más comúnmente utilizado.
El cemento hidráulico es la mezcla de materiales calcáreos y arcillosos u otros materiales que contienen sílice, alúmina u óxidos de hierro, procesados generalmente en hornos rotatorios a altas temperaturas y mezclados con yeso. La cocción de la mezcla se realiza a temperaturas entre 1.450 y 1.480 ºC, y la masa homogénea obtenida se denomina clínker, el cual, después de ser triturado finamente, se convierte en el componente básico para la fabricación del Cemento. Este material tiene la propiedad de fraguar y endurecer en presencia del agua, presentándose un proceso de reacción química que se conoce como hidratación. Es mayormente empleado en la construcción, justamente por esa solidez que reviste como adherente y aglutinante.
Componentes principales del cemento
La composición química de las materias primas utilizadas en la fabricación del cemento hidráulico está compuesta por varios elementos como son:
- Oxido de calcio (CaO) aportado por la cal.
- Dióxido de silicio (SiO2), el cual se encuentra en la arcilla junto con el óxido de aluminio (Al2O3) y el óxido de hierro (Fe2O3),
- y la adición del regulador del fraguado que es el yeso, el cual contiene trióxido de azufre (SO3).
En la etapa de sinterización (tratamiento térmico a temperatura menor que el punto de fusión) durante la fabricación del clínker, se producen los componentes principales o potenciales que constituyen el 95% de dicho material, los cuales se conocen como mineral, debido a las impurezas de las materias primas. Al silicato tricálcico se le conoce como Alita (C3S), al silicato dicálcico se le denomina Belita (C2S), el ferrito aluminato tetracálcico (C4AF) es la ferrita y celita al aluminato tricálcico (C3A). El motivo de añadir yeso al cemento es para retardar (controlar) el fraguado, ya que si solo se muele el clínker, al mezclarlo con el agua fraguaría casi inmediatamente, y no permitiría ni su manipulación ni su instalación. La retardación de la hidratación inicial del cemento depende de la presencia de los iones SO4.
NORMA TÉCNICA PERUANA
la norma técnica peruana establece los requisitos que deberán cumplir los cementos portland adicionados, sus aplicaciones generales y especiales, utilizando escoria, puzolana, caliza o alguna combinación de estas, con cemento portland clinker de cemento porlant o escoria con cal.
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Tipos de Cemento Portland y sus usos
Tipo I: el cemento
portland tipo I es el normal, usado en la construcción de obras de hormigón en
general, viviendas, edificaciones, estructuras etc, se utiliza cuando las
especificaciones de construcción, no indican el uso de otro tipo de cemento.
Tipo II: El cemento
Portland tipo II tienen una resistencia media a los ataques de sulfatos, con o
sin calor moderado de hidratación, se usa en obras de construcción en general y
en construcciones expuestas a la acción modera de los sulfatos, o que requieren
un calor de hidratación moderado, cuando así este consignado en las
especificaciones de construcción, por lo general es el cemento utilizado en la
realización de tuberías de hormigón y puentes. Su precio es muy similar al
cemento portland tipo I.
Tipo III: el Cemento
Portland tipo III, alcanza una resistencia inicial alta,
su resistencia a la compresión a los 3 días, es igual a la resistencia a la compresión en siete días de los cementos tipos I y II.
su resistencia a la compresión a los 3 días, es igual a la resistencia a la compresión en siete días de los cementos tipos I y II.
Es usado cuando se necesita un hormigón que debe ser desencofrado antes de los
28 días y recibirá cargas muy pronto, como en el caso de los elementos
prefabricados o construcciones de emergencia.
Tipo IV: El Cemento
Portland tipo IV es usado cuando se necesita un bajo calor de hidratación sin
producirse dilataciones durante la etapa de fraguado. El calor desprendido
durante la hidratación se produce más lento. Es utilizado en estructuras de
hormigón muy grandes, como los diques.
Tipo V: El Cemento
Portland tipo V es usa en la construcción de elementos y obras que necesiten
una resistencia elevada al ataque concentrado de sulfatos y álcalis, como en
las alcantarillas, canales de conducción e infraestructuras portuarias.
Los cementos Portland Tipos Ia, IIa y
IIIa tienen la misma composición que los tipos I, II y III normales. La única
diferencia es que en los tipos Ia, IIa, IIIa, tienen un agente incorporador de
aire que se muele en la mezcla. La incorporación de aire debe cumplir con la
especificación opcional de mínimo y máximo se encuentra en el manual de la
ASTM. Estos tipos sólo están disponibles en el este de Estados Unidos y Canadá,
la incorporación de aire a este tipo de cementos, mejora la resistencia a la
congelación cuando hay bajas temperaturas.
FRAGUADO
El fraguado es
el proceso de endurecimiento y pérdida de plasticidad del hormigón (o mortero
de cemento), producido por la desecación y recristalización de los
hidróxidos metálicos —procedentes de la reacción química del agua de amasado—
con los óxidos metálicos presentes en el clinker que compone
el cemento. Este proceso se
realiza en un horno o fragua donde se calienta el material para su moldeado o
cambio de forma.
También
se denomina fraguado al proceso de endurecimiento de la pasta de yeso o del mortero de cal.
En
el proceso general de endurecimiento del hormigón se presenta
un estado de fraguado inicial en que la mezcla pierde su plasticidad. Se
denomina fraguado final al estado en el cual la consistencia ha alcanzado un
valor muy apreciable. El tiempo comprendido entre estos dos estados se llama
tiempo de fraguado de la mezcla que se estima en unas diez horas, aunque varía
dependiendo de la humedad relativa, temperatura ambiente, etc.
Se
pueden añadir aditivos retardantes
o acelerantes del fraguado que permiten su mejor manejo en obra.
El curado se realiza durante el proceso de fraguado del hormigón para
asegurar su adecuada humedad, adoptando las medidas oportunas durante el plazo
que se establezca en las Especificaciones Técnicas, en función del tipo, clase
y categoría del cemento, de la temperatura y grado de humedad del ambiente. A
los cuatro días el hormigón tiene una resistencia adecuada para quitar la
formaleta y el periodo de curado debe ser por 10 días para no tener problemas
en la resistencia proyectada del hormigón. El método ideal es usar el agua para
ayudar a la hidratación de la pasta de cemento. Se puede tratar de retener la
humedad mediante un material protector adecuado o mediante riego controlado,
evitando producir deslavado. El curado debe durar hasta que, como mínimo, el hormigón
haya alcanzado el 70% de la resistencia de proyecto.
Entre los métodos especiales de curado, destacan el curado por calor,
inmersión o mediante vapor de agua que se iniciará una vez transcurrido el
período de prefraguado.
ALMACENAJE DEL CEMENTO EN OBRA
En el caso de nuestros cementos en bolsas,
almacenar en ambientes cerrados y sobre tablillas de madera, la perdida de
resistencia probablemente es en 3 meses 15% y en 6 meses 25%. En el cemento
guardado se forman grumos, la cantidad de estos es un índice de su probable
utilidad, si hay grumos y no se puede deshacerse con la presión los dedos,
quiere decir que el cemento ha perdido resistencia. Si el clima esta demasiado
húmedo y lluvioso debe usarse en pocos días. Debe almacenarse en bolsas unas encima
de otras máximo de 10, evitando dejar menor espacio posible entre ellas. Debe
organizarse las bolsas para que se gasten de acuerdo al orden de llegada.
GRACIAS...................
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