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6/16/2015
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CONCRETO ALTA RESISTENCIACONCRETO ALTA RESISTENCIACONCRETO ALTA RESISTENCIACONCRETO ALTA RESISTENCIADEL MATERIAL A LA ESTRUCTURADEL MATERIAL A LA ESTRUCTURADEL MATERIAL A LA ESTRUCTURADEL MATERIAL A LA ESTRUCTURA
Ángel Ponce Córdova
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Comite ACI-363R-92 State of the Art
1.2-Committee Objectives
• f’c ≥ 6000 psi (41 MPa)
Comite ACI-363R-10
1.2-Committee Objectives
• f’c ≥ 8000 psi (55 MPa)
• Dicha consideración no toma en cuenta a los
concretos fabricados con materiales o técnicas
exóticas
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NTCC-2004 RDF
Capítulo 11. CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA
• f’c ≥ 40 MPa = 400 kg/cm2
• f’c < 70 MPa = 700 kg/cm2
• Se podrán usar concretos de resistencia mayor si el
CSE presenta evidencia de que la estructura puede
alcanzar los niveles de resistencia y ductilidad
apropiados en zonas sísmicas
• f’c < 55 MPa = 550 kg/cm2 cuando se emplee Q=4 y
en miembros a flexocompresión con Pu > 0.2 PRO
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Concreto de Alta Resistencia o Concreto de Alto Comportamiento
No son términos intercambiables. El Concreto de Alto Comportamiento
involucra más atributos:
� Alta resistencia
� Alta resistencia inicial
� Alto módulo de elasticidad
� Alta resistencia a la abrasión
� Alta durabilidad y vida útil larga en ambientes severos
� Baja permeabilidad
� Resistencia al ataque químico
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Concreto de Alta Resistencia o Concreto de Alto Comportamiento
� Alta resistencia a la congelación y a los daños causados por las salesdescongelantes
� Tenacidad y resistencia al impacto
� Estabilidad de volumen
� Fácil colado
� Compactación sin segregación
� Cohibición de crecimiento de bacterias y moho
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Cemento
La selección del cemento deberá basarse en pruebas de resistencia
comparativas en concretos a 28 y 90 días
Cementos con alto porcentaje (mayor a 50 %) de silicato tricalcico (C3S)y una finura mayor son los más indicados
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Agregado grueso
Partículas más cúbicas son mejores que partículas más alargadas
La adherencia pasta – agregado incrementa a medida que la forma de la
partícula del agregado cambia de lisa y redondeada a rugosa y angular
Grandes tamaños tienden a reducir la resistencia
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100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
200 300 400 500 600
Cemento, kg/m3
Re
sis
ten
cia
a c
om
pre
sió
n,
kg
/cm
2
3/8 3/4 1 1/2
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Aditivos químicos
Tipo A: Reductores de agua
Tipo B: Retardantes de fraguado
Tipo C: Acelerantes de fraguado
Tipo D: Reductores de agua yretardantes de fraguado
Tipo E: Reductores de agua yacelerantes de fraguado
Tipo F: Reductores de agua de altorango (superplastificante)
Tipo G: Reductores de agua de altorango y retardantes defraguado
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Materiales cementantes suplementarios
Son materiales naturales o subproductos de desecho:
Fly ash (Ceniza volante)
Silica fume (Humo de sílice - Microsilica)
Cemento tipo I: área superficial = 300 - 400 m2/kg
Fly ash: área superficial = 500 m2/kg
Cemento tipo III: área superficial = 500 – 600 m2/kg
Humo del cigarro: área superficial = 10,000 m2/kg
Silica fume: área superficial = 20,000 m2/kg
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Residencial del Bosque 1 y 2
Ciudad de México
1990 - 1996
f’c = 450 kg/cm2
30 niv / 128 m
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Torre Arcos Bosques I
Ciudad de México
1993 - 1996
f’c = 450 kg/cm2
Arquitectónico Blanco
33 niv / 161 m
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Torre Dataflux (Torre Avalanz)
Garza García, N. L.
1998 - 2000
f’c = 400 kg/cm2
Arquitectónico Blanco
43 niv / 167 m
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3’672,356 m3
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Relación agua/ cementoBaja relación a/c (0,20 a 0,48 en peso)
Cemento:Tipo CPO 40 y/o CPC 40
Agregados:Tamaño máximo de agregado 10 a 12 mmTipo de origen calizo o basalto (resistencia)Para mayores a 700 kg/cm2 granulometrías en arenas con M.F. entre 2,8-3,2
Aditivos:Superplastificantes, reductores de agua y/o retardantes
100
200
300
400
500
600
700
800
1.00 1.40 1.80 2.20 2.60
f'c
(kg/
cm2)
Relación grava/arena
Concreto ARS
Concreto Tradicional
0
10
20
30
40
0 0.5 1 2 3
% d
e re
du
cció
n d
e ag
ua
Dosis de Aditivo (%)
Reductor de Agua
Superplastificantetradicional
Superplastificante de última generación
100
200
300
400
500
600
700
800
0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80
Res
iste
nci
a a
com
pre
sió
n,
kg/c
m2
Relación a/c
Concreto Alta Resistencia Concreto Tradicional
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�La edad de garantía para la f’cespecificada debe basarse en pruebasa 56 y 91 días de edad
� Se puede establecer una resistenciaintermedia igual al 75% f’c a 28 días
Etapas de construcción
28 56 91
400 ••••
450 ••••
500 •••• ••••
550 •••• ••••
600 •••• ••••
700 •••• ••••
850 ••••
1000 ••••
Edad de Garantía, díasf'c
kg/cm2
Edad de Garantía
Febrero 2014
Enero 2015
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CARACTERÍSTICAS GENERALES
Consistencia del concreto:Medida por extensibilidad (60 a 75 cm)
Perdida de consistencia:Mayor a partir de 2 hrs
Masa Unitaria:Mayor a 2300 kg/m3
Tiempo de Fraguado:Inicial: Entre 3 a 6 hrsFinal entre 4 a 7 hrs
RECOMENDACIONES GENERALES
Colocación dentro de 90 minutos
Suministro de concreto en horarios de menor temperatura
Diseño de cimbras adecuadas al empuje del concreto
Mezclado en obra (mínimo 4 min) antes de su descarga
Cero adición de agua o aditivo en obra
Descarga y acomodo por personal capacitado
Limpieza inmediata y en todo momento de la tubería de bombeo
20
30
40
50
60
70
80
0 30 60 90 120 150 180
Exte
nsi
bili
dad
, cm
Tiempo, minutos
f'c = 400 kg/cm2
f'c = 500 kg/cm2
f'c = 600 kg/cm2
Limite de trabajabilidad de colocación
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150,000
200,000
250,000
300,000
350,000
400,000
200 300 400 500 600 700 800
Mo
du
lo E
last
ico
, Ec
(kg/
cm2)
Resistencia a compresión, f'c (kg/cm2)
RECOMENDACIONES GENERALES
Curado inmediatamente después del su colocación o acabado final o descimbrado
Aplicación de membranas de curado por personal capacitado
Diseño de cimbras adecuadas cuando se presente choque térmico
Descimbrado de elementos conforme a diseño y resultados de laboratorio
Muestreo y ensaye de concreto por laboratorios acreditados
0
20
40
60
80
100
0 5 10 15 20 25 30
% d
e f'
c
Edad en días
Concreto tradicional
Concreto ARS
0
500
1000
1500
2000
2500
Clase II Clase I ARS
Co
ntr
acci
ón
, mil
lon
esim
as
Tipo de Concreto
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� En áreas donde se estén usando dos concretos diferentes en la construcción decolumna y piso, el CAR debe colocarse en el piso en la ubicación de la columna. Lasuperficie superior del concreto de la columna debe extenderse 60 cm horizontalmentedentro de la losa desde la cara de la columna. El concreto de la columna debe integrarseadecuadamente al concreto del piso
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Colado de cimentación masiva obra Torre Sofia, Mty, N.L.
Enero 2012
Seguimiento Torre SofíaSeguimiento Torre Sofía
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PlazaPlaza:: Monterrey
ClienteCliente:: Constructora DOCSA
ObraObra:: Torre Sofía
ConcretoConcreto:: f´c 42 MPa (428 kgf/cm²), control de temperatura 23ºC y uso de ceniza volante
VolumenVolumen:: 5894 m³
ComentariosComentarios:: Colado continuo de 28 horas, arrancando el sabado y terminando el domingo (21
y 22 de enero del 2012) para garantizar un suministro adecuado.
Seguimiento Torre SofíaSeguimiento Torre Sofía
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Seguimiento Torre SofíaSeguimiento Torre Sofía
Protección del elemento por parte del cliente durante 40 días, mediante placas de poliestireno.
Con la finalidad de mantener un gradiente interno no mayor a 20ºC.
Monitoreo de perfil térmico del 21 de enero al 7 de marzo del 2012
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Seguimiento Torre SofíaSeguimiento Torre Sofía
Resistencia de proyecto: 42 MPa (428 kgf/cm²)
Muestras obtenidas en plantas: 76
Resistencia promedio obtenida a 28 días: 489 kgf/cm²
Desviación estándar: 30 kgf/cm²
Modulo de Elasticidad: 388,365 kgf/cm²
Ensayes complementarios a compresión a 56, 90, 180 y 365 días
363
399
489
563581
595
654
300
350
400
450
500
550
600
650
700
Resistencia Promedio a 3 dias(kg/cm2)
Resistencia Promedio a 7 dias (kg/cm2)
Resistencia Promedio a 28 dias (kg/cm2)
Resistencia Promedio a 56 dias (kg/cm2)
Resistencia Promedio a 90 dias (kg/cm2)
Resistencia Promedio a 180 dias (kg/cm2)
Resistencia Promedio a 365 dias (kg/cm2)
f´c vs edad
f´c
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ClienteTorre Diana
UbicaciónPaseo de la Reforma 505
Características• Uso: Oficinas
• 33 Niveles• 7 sótanos• 168 m altura
Concreto alta Resistencia
• Columnas f’c= 700 kg/cm2• Losas f’c= 400 kg/cm2
Niveles Inferiores
Niveles superiores
Seguimiento Torre Seguimiento Torre DIANADIANA
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•Edad: 7 días•N=315
•Xm=617 [kg/cm2 ]•S=21 [kg/cm2]
•V=3%
•Edad: 14 días•N=315
•Xm=727 [kg/cm2 ]•S=26 [kg/cm2]
•V=4%
•Edad: 28 días•N=310
•Xm=808 [kg/cm2 ]•S=30 [kg/cm2]
•V=4%
500 600 700 800 900 1000
Resistencia a la compresión [kg/cm2]
500 600 700 800 900 1000
Resistencia a la compresión [kg/cm2]
500 600 700 800 900 1,000
Resistencia a la compresión [kg/cm2]
Seguimiento Torre Seguimiento Torre DIANADIANA
Cliente• Thorton-Tomasetti• Stark+Ortiz
UbicaciónSan Pedro Garza García, N.L.
AlcanceEvaluar el flujo plástico en 4 columnas de f´c=700 kg/cm2
en sótano N-5; en 4 columnas de f´c=600 kg/cm2 en el nivelN+23; en 4 columnas de f’c=500 kg/cm2 en el nivel N+42.
Características• Edificio de 276 m de altura• 67 plantas y 9 niveles de estacionamiento• Uso Mixto, (oficinas, departamentos y hotel)
Protocolo•Instrumentación previo al colado de 4 columnas condeformimetros de cuerda vibrante en el nivel N-5, N+23 yN+42
•La duración de la medición es de 365 días, con periodosde descarga de datos cada 28 días
Seguimiento Torre Seguimiento Torre KOIKOI
f´c=600kg/cm2
N+23 - N+41
f´c=700kg/cm2
E-9 - N+22
Instrumentación
f´c=500kg/cm2
N+42 - N+67
Seguimiento Torre Seguimiento Torre KOIKOI
E-5
N+27
N+44
Col. b [cm]
h[cm]
ρ[%]
P incr[t]
σ incr[kg/cm2]
N19 150 150 1.1 60 2.7
N20 150 150 1.3 60 2.7
021 160 200 3.8 70 2.2
P21 160 200 3.1 70 2.2
Seguimiento Torre Seguimiento Torre KOIKOI
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Instalación y Monitoreo
Refuerzo en columnas Sensor de cuerda vibrante Arreglo en columna
Preparación de cables Columna instrumentada Entrepiso instrumentado
Seguimiento Torre Seguimiento Torre KOIKOI
Instalación de caja de resguardo
Colocación de ductos Cableado de sensores
Instalación de Datalogger Posición final Configuración de equipo
Instalación y Monitoreo
Seguimiento Torre Seguimiento Torre KOIKOI
Monitoreo de datos
Avance 20 de agosto10 niveles
Avance 25 de septiembre 14 niveles
Instalación y Monitoreo
Seguimiento Torre Seguimiento Torre KOIKOI
Deformación Vertical y Horizontal
Seguimiento Torre Seguimiento Torre KOIKOI
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Resultados
•Edad: 28 días•N=198•Xm=663 [kg/cm2
•S=47 [kg/cm2]•V=7%
•Edad: 56 días•N=65•Xm=708 [kg/cm2
•S=49 [kg/cm2]•V=7%
•Edad: 91 días•N=30•Xm=758 [kg/cm2
•S=48 [kg/cm2]•V=6%
Seguimiento Torre Seguimiento Torre KOIKOI
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Resultados
•Edad: 28 días•N=29•Xm=396,174 [kg/cm2]•S=21,137 [kg/cm2]•V=5%
•Edad: 56 días•N=19•Xm=409,352 [kg/cm2]•S=25,370 [kg/cm2]•V=6%
•Edad: 91 días•N=11•Xm=418,444 [kg/cm2]•S=18,521 [kg/cm2]•V=4%
Seguimiento Torre Seguimiento Torre KOIKOI
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8
y = 8398x + 181602
200,000
300,000
400,000
500,000
20 22 24 26 28 30 32
Ec [k
g/cm
2 ]
√f´c [kg/cm2]
Modulo de Elasticidad
ACI-363 HSC NTC-04 CAR
3 días 7 días
28 días 56 días
91 días CALIZA DF
Ec=10,600√f´c + 70,000 Ec=8,500√f´c + 110,000
Seguimiento Torre Seguimiento Torre KOIKOI
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FIN
MIL GRACIAS