TECNOLOGIA DEL CONCRETO.docx

PILAR DE PUENTE : REQUETECNOLOGÍA DEL CONCRETO

INDICE

I. Introducción 2

II. Objetivos 3

III. Antecedentes 4

IV. Información Disponible 8

V. Descripción de la condiciones de Uso y

Medio ambientales de la Estructura 14

VI. Análisis del Problema 18

VII. Plan de Actuación 23

VIII. Conclusiones 35

I. INTRODUCCION

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2014 - I Página 1


Uno de los elementos más utilizados en las obras civiles, es el concreto. Este se

presenta en una gran variedad, dependiendo de los requerimientos de la

estructura en proyección. Dentro de esta variedad se encuentra el concreto

autocompactable, el cual se caracteriza por ser utilizado para estructuras de

concreto densamente armadas y esbeltas. Para cumplir con este requisito, es

que este tipo de concreto debe constar con características especiales en sus

constituyentes, como los son el tipo de agregado, el agua de amasado, el

cemento y aditivos.

El concreto autocompactable puede ser colado en un molde en un solo lugar y

fluir 30 metros o más sin segregación. Es tan fluido que su consistencia se mide

en “flujo de revenimiento”. Cuando se llena y se levanta, se mide el radio de la

extensión de la mezcla fluida, más que la distancia a que se derrumba y el flujo

del revenimiento puede ser de hasta 85 cm.

El diseño de mezclas viene a ser la elección de proporciones adecuadas para

preparar concreto teniendo en cuenta a la clase de estructura que en este caso

es un pilar de puente y las condiciones ambientales a las que estará expuesto, el

cual debemos tener en cuenta las consideraciones básicas como economía,

trabajabilidad, resistencia y durabilidad.

II. OBJETIVOS



Conocer los pasos de dosificación del diseño de mezcla para obtener un

concreto autocompactable.

Conocer las condiciones medioambientales donde se propone ejecutar los

pilares

Obtener el Slump de acuerdo al proceso constructivo de los pilares.

Identificar las propiedades específicas del concreto en estado fresco y

endurecido para la fabricación de una estructura.

Conocer los ensayos necesarios para la preparación del diseño de mezcla

del concreto.

Predecir los problemas e impedimentos que se puedan presentar en obra

en la preparación del concreto, tomando en cuenta en el diseño de

mezcla.

Lograr que el concreto obtenga las propiedades específicas requeridas

para el tipo de obra que se fabricar.

Proponer un Diseño de mezcla adecuado para las solicitaciones

requeridas.

Encontrar el tipo de cemento adecuado de acuerdo a las condiciones

medioambientales del lugar.

III. ANTECEDENTES

1.1. Ubicación de la obra

El puente está ubicado en el curso de la carretera de la panamericana norte, ruta

N° 001-N, Km 772+778, sobre el rio Reque, en la provincia de Chiclayo,

departamento de Lambayeque.

El puente Reque está situado a 10.1km al sur de la ciudad de Chiclayo, y a 22

m.s.n.m.



LIMITES:

Norte: Con los distritos de Monsefú y Chiclayo

Este: Con Zaña

Sur: Con Eten-Cuidad y Lagunas

Oeste: Con Eten-Cuidad y Monsefú.



1.2. Ubicación de las canteras

Este material ha sido extraído de la cantera TRES TOMAS que se

encuentra ubicada en el distrito de Mesones Muro, provincia de Ferreñafe

a 23 km de la ciudad de Chiclayo, aproximadamente 20 minutos.

Para realizar el proyecto debemos tener en cuenta la ubicación de la obra

y su cercanía con respecto a las canteras existentes en la zona.

AGREGADO GRUESO:

LIMITES

Provincia: Ferreñafe

Distrito: Mesones Muro

Comunidad: Santa Lucia


Ubicación del puente Reque y Chiclayo


Descripción de la cantera

Se extrae el afirmado Over y las piedras bases, la excavadora es una máquina que remueve la tierra estudiada por el técnico de suelo la cual remueve todo el suelo y el sub suelo para que el cargador frontal lo pueda cambiar de una malla de fierro la cual separa el material over(cascote).Luego es cargado a los volquetes y trasladado a las obras.

AGREGADO FINO:

Proviene de la cantera “LA VICTORIA”, esta cantera se ubica a 4 kilómetros del distrito de Pátapo de Chiclayo, en el camino que conduce al centro poblado La Cantera.

Es una de las canteras más importantes en la región de Lambayeque ya que de ella se extrae materiales de los cuales se han extraído sin tratamiento alguno:

La arena amarilla

El hormigón

Ripio corriente



IV. INFORMACION DISPONIBLE

INFORMACIÓN DISPONIBLE

1.3. PILARES

a) DESCRIPCION GENERAL

En ingeniería y arquitectura un pilar es un elemento vertical (o ligeramente

inclinado) sustentante exento de una estructura, destinado a recibir cargas

verticales para transmitirlas a la cimentación y que, a diferencia de la columna,

tiene sección poligonal.

Lo más frecuente es que sea cuadrado o rectangular, pero puede ser también

octogonal, aunque por priorizar su capacidad portante, se proyecta con libertad

de formas.

Para el adecuado diseño de un pilar de un puente, debemos analizar todos los

aspectos relacionados a la zona del proyecto en estudio, en donde los estudios

básicos determinarán los parámetros exactos de diseño y por tanto las

características definitivas del mismo.



Son de carácter forzoso y necesario los siguientes estudios:

Topografía de la zona del proyecto, del cual obtendremos el perfil

topográfico del eje del camino incluyendo las cotas de rasante y las cotas del

terreno.

Estudios de Suelos y/o Geotécnico, del cual obtendremos la

profundidad de cimentación y su correspondiente valor de la capacidad portante

del terreno.

Estudios Hidrológicos e Hidráulicos, con los que se obtendrán los

niveles de agua mínimos, máximos y extraordinarios, además del ancho de curso

de agua y la velocidad del flujo, así como también su capacidad o no de arrastre

(caudal sólido),además de la socavación.

La altura del pilar y tipo de cimentación se determinan con los datos anteriores.

a) TIPOS DE PILARES

PILAR TIPO MURO



PILAR COLUMNA

PILAR TIPO PORTICO

PILAR TIPO T



PILAR CELOSIA

PILAR TIPO PLACA

1.4. DESCRIPCIÓN DEL PILAR DE REQUE

El tipo de pilar a seleccionar será de tipo T

porque nos dará seguridad en el soporte de

cargas que actuaran sobre ella.


Pilar tipo T


Nuestros dos pilares a usar tendrán sus alturas diferentes de 5.99m y

6.12m, pero sus largo y ancho son de 2m y 1m respectivamente.

Su sección transversal del pilar, está formada por un sistema de mallas o

estribos, que son varillas de acero de Ф1/2 en su largo y un acero Ф1 en

su ancho

Posee un recubrimiento de 7.5 cm.

Nuestros aceros del pilar estarán distribuidos adecuadamente de tal

manera tenga un orden que se muestra en la siguiente figura:


Elevación Frontal

Elevación Lateral

Sección Transversal


El f´c que se usará será de una alta resistencia debido a las condiciones a

las que se encuentra expuesta, siendo ésta de 280 kg/cm2.

La composición de la mezcla de concreto será tal que demuestre buena

consistencia plástica de acuerdo a las normas ASTM y el comite ACI para

las condiciones determinadas en cada caso del vaceo y que garantice,

después del fraguado las exigencias de resistencia, durabilidad e

impermeabilidad a las construcciones de concreto.

Para el vaciado del concreto se debe tener un severo control y debe

evitarse las cangrejeras quedando rellenos todos los ángulos y esquinas

del encofrado, también los refuerzos metálicos y piezas empotradas

evitando segregación del concreto.

Se usara un acero con un f’y = 4200 kg/cm2 grado 60.

Se debe tener especial cuidado en los encofrados deben ser estancos para

evitar la pérdida de lechada.


Distribución de aceros


V. DESCRIPCION DE LAS CONDICIONES DE USO Y MEDIO

AMBIENTALES DE LA ESTRUCTURA

3.1. Resistencia del concreto (f’c):

La estructura de un pilar de puente deberá dar una resistencia

aproximadamente mayor a 280 kg/cm2.

3.2Clima:

En condiciones normales, las escasas precipitaciones condicionan el

carácter semidesértico y desértico de la angosta franja costera, por ello el

clima de la zona se puede clasificar como DESÉRTICO SUBTROPICAL

ÁRIDO, influenciado directamente por la corriente fría marina de

Humboldt, que actúa como elemento regulador de los fenómenos

meteorológicos.

3.3 Temperatura:

La temperatura en verano fluctúa. Según datos de la Estación Reque entre

25.59 ºC (Dic.) y 28.27º C (Feb.), siendo la temperatura máxima anual de

28.27 ºC; la temperatura mínima anual de 15.37ºC, en el mes de

Setiembre. Y con una temperatura media anual de 21ºC. Presenta una

Humedad Relativa promedio anual de 80%.

3.4Suelos agresivos:



Por lo general los suelos en la costa peruana tienen cierta cantidad de

sulfatos en su composición, por lo que es necesario elaborar el concreto

TREMIE resistente al ataque nocivo de los sulfatos y además que garantice

la protección de la armadura de acero de la estructura.

3.5Ataque químico al concreto y al acero:

Concreto

La alteración química del concreto puede ser de carácter intrínseco o

extrínseco, según se deba a la reacción de sus componentes o se origine

por agentes externos.

La descomposición del concreto puede presentarse por:

Acción del suelo y del agua: de la napa freática, de ríos y del mar

que toman contacto con las estructuras.

Fluidos que circulan en canalizaciones o tuberías de concreto.

Otro tipo de ataque químico que se llega a presentar es cuando existen

sales de amónio en el ambiente, a menudo usadas como fertilizantes,

las cuales son muy agresivas para el concreto, incluso en bajas

concentraciones.

El ataque químico se puede presentar:

En profundidad.- a través de los canalículos del concreto poco

compacto, por las micro fisuras de contracción o los vacíos que se

encuentran en concretos mal dosificados. Este tipo de ataque es el

más peligroso en cuanto altera la estructura misma del concreto, es

de difícil control y muchas veces imposible de corregir cuando es

detectado.

En la superficie.- que actúa como una forma de erosión en los

concretos bien compactados. Su acción destructiva es menor y es

posible tomar medidas que detengan la degradación del material.

Acero

El acero a utilizar va depender esencialmente de la estructura, como en

nuestro caso se trata de un puente en el cual se va utilizar acero y al estar

en contacto con el agua esto va generar un proceso de corrosión.

Erosión



Este proceso es muy común ya que afecta a todas las estructuras a través

del tiempo debido a que estas se encuentran expuestos a muchos factores

como: sol, vientos, sulfatos, temperaturas, etc.

Abrasión

El agua que transporta el rio proviene de la precipitación que ocurre en la

cuenca transportando los sólidos, también llamados sedimentos,

provenientes de la erosión de la cuenca, y además cuerpos extraños como

árboles, plantas, basura y desperdicios los cuales van a producir un

desgaste en la estructura, en este punto debe de haber mucho énfasis

Ataques biológico

Los agentes biológicos que pueden actuar sobre el concreto generando un

deterioro de orden químico, son diferentes tipos de microorganismos:

bacterias, hongos y líquenes, estos últimos en cuanto forman colonias de

tamaño microscópico.

Se ha comprobado también deterioros en los concretos en obras

marítimos y en zonas costeras, especialmente en climas cálidos por la



acción de moluscos marinos que llegan a perforar el material con una

acción combinada química y mecánica.

Deformaciones

Se podrían presentar deformaciones como:

Fisuras: En caso no haya una buena hidratación del concreto, si se tratara

de una ambiente caluros donde el sol absorbe el agua rápidamente

(Lambayeque en época de verano)

Acabados

Se realizara un buen acabado a fin de lograr una buena textura superficial

se deberá tener en cuenta para esto la cantidad la cantidad de agregado

fino que va a entrar en la mezcla de concreto.

4 Sistema de colocación

Dependiendo del elemento estructural se debe de seleccionar el sistema

de colocación más factible para que este proceso se realice sin alterar

significativamente las propiedades deseadas con respecto a la relación

agua/cemento, revenimiento, contenido de aire y homogeneidad. El

concreto debe ser capaz de compactarse por su propio peso ya que este

tipo de colocación se caracteriza por su difícil acceso y formas profundas,

debe ser de alta manejabilidad, cohesiva, sin segregación ni exudación.

Aditivos: Plastificantes y reductores de agua, las puzolanas también

pueden mejorar las características de la fluencia.

Se colocara con buggie.



VI. ANALISIS EL PROBLEMA

2. ANÁLISIS DEL PROBLEMA

2.1. SEGÚN EL CONCRETO

2.1.1.CONCRETO PRE-MEZCLADO

Todo concreto ya sea preparado bajo el directo control del Contratista o no,

con equipo ubicado fuera del sitio pero razonablemente cerca a éste y

transportado en camiones mezcladores, será clasificado como concreto pre-

mezclado. Su fabricación cumple en todo lo que sea pertinente, con las

presentes especificaciones.

2.1.2.FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA:

2.1.2.1. La relación agua-cemento(a/c)

Es el factor principal que influye en la resistencia del concreto. La relación

a/c, afecta la resistencia a la compresión de los concretos con o sin aire

incluido. La resistencia en ambos casos disminuye con el aumento de a/c.

2.1.2.2. El contenido de cemento

La resistencia disminuye conforme se reduce el contenido de cemento.

2.1.2.3. El tipo de cemento.

La rapidez de desarrollo de resistencia varía para los concretos hechos con

diferentes tipos de cemento.



2.1.2.4. Las condiciones de curado.

Dado que las reacciones de hidratación del cemento sólo ocurren en

presencia de una cantidad adecuada de agua, se debe mantener la

humedad en el concreto durante el periodo de curado, para que pueda

incrementarse su resistencia con el tiempo.

2.1.3.LÍMITES DEL CONTENIDO DE SALES

Ningún concreto contendrá más del siguiente total de cantidades de

substancias expresadas en porcentajes por peso de cemento:

Para mezclas que contengan cemento corriente Portland de acuerdo al

ASTM C150.

Total de cloruros solubles en agua: 0.3% (como ion cloruro).

2.1.4.TRABAJABILIDAD Y CONSISTENCIA

La trabajabilidad y consistencia de cada grado de concreto será tal que se

obtenga una compactación satisfactoria cuando el concreto sea colocado y

vibrado en la obra, y que no tenga tendencia a segregarse durante el manipuleo,

transporte y compactación según los métodos que el Contratista proponga usar

en las obras.

El asentamiento (slump) del concreto determinado de acuerdo con la Norma

ASTM C143, después que el concreto ha sido depositado pero antes de su

compactación, no será mayor de los valores indicados en el cuadro:

CONSISTENCIA SLUMP TRABAJABILIDADMÉTODO DE

COMPACTACIÓN

Seca 0” a 2” Poco trabajable Vibración normal

Plástica 3” a 4” Trabajable Vibración ligera



chuseado

Fluida >5” Muy trabajable Chuseado

2.1.5.TRANSPORTE DE CONCRETO

El concreto se transportará en camiones mezcladores desde el sitio de su

preparación hasta su ubicación en las obras tan rápido como sea posible, y

usando los métodos adecuados para evitar la segregación o el secado, y

Asegurar que el concreto, al momento de la colocación, tiene la trabajabilidad

requerida. Sin embargo, se ha producido segregación, los materiales serán

mezclados nuevamente o se desecharán.

El Contratista conservará para la inspección del Supervisor todas las guías de

entrega de concreto en obra.

2.2. SEGÚN ASPECTOS FISICOS DEL TERRENO Y AMBIENTE

2.2.1.LA GEODINÁMICA EXTERNA

Las condiciones de geodinámica externa están controlados por los procesos

hidrodinámicos generados por el rio Reque, el cual al presentar un cauce

sinuoso, lecho llano con márgenes tendidas es susceptible de generar procesos

como:

Desborde e inundación.

El proceso de desborde se manifiesta principalmente ante el denominado

”fenómeno de El Niño” , el cual periódicamente afecta el norte del Perú y se

manifiesta en grandes avenidas que tienden a inundar la unidad de terrazas y

sobre todo en las áreas de taludes bajos.

Erosión y socavación

Este proceso se desarrolla, también con la ocurrencia de grandes avenidas el

cual es incrementado por la naturaleza deleznable de los materiales que

conforman los taludes márgenes y lechos del cauce que incrementan el poder

erosivo del flujo de aguas y que se ha visto acentuado por la existencia de

obstáculos en el cauce (pilar central).

Otro de los problemas serios que se presenta frecuentemente en el diseño de un

pilar en un puente se origina en la presencia de eventos hidrológicos extremos:



a veces grandes avenidas y otras veces gran escasez de agua. Las grandes

avenidas crean una serie de problemas hidráulicos y estructurales que deben ser

debidamente evaluados para así poder diseñar una estructura de mayor

resistencia utilizando un tipo de concreto.

Con una resistencia especificada (para nuestra estructura de pilar de un puente

necesitamos un F’C: 210 kg/cm2.).

Por lo general los ríos transportan grandes cantidades de sólidos, sea como

Fondo (materiales como agregado fino, grueso) y estos en conjunto con el flujo

de agua se comporta como un solo cuerpo con gruñas que producen un fuerte

abrasión en la estructura de concreto por lo que se debe realizar el ensayo de los

Ángeles para verificar la resistencia a la abrasión de nuestro agregado o de

suspensión. Hay también muchos proyectos en los que la presencia de cuerpos

extraños, como basura y desperdicios, causan un daño grande en las

También se debe tener en cuenta que para la estructura que haremos el diseño

de mezclas tendremos que considerar un concreto durable e impermeable (esto

debido al contacto que presenta la estructura con el agua) lográndolo con un

aditivo, las materiales resistente al desgaste, con un tipo de cemento MS

Pórtland, de moderado calor de hidratación ya que en nuestra estructura se

utilizara agregado grueso con tamaño máximo nominal de ¾ de pulgada, por lo

que al tener un agregado de pequeñas dimensiones aumenta en calor de

hidratación y además genera exudación .

2.2.2.REACCION ALCALI AGREGADO

La reactividad álcali-agregado es un tipo de deterioro que ocurre cuando los

constituyentes minerales activos de algunos agregados reaccionan con los

hidróxidos de álcalis en el concreto. La reactividad es potencialmente peligrosa

sólo cuando produce expansión considerable. La reactividad álcali-agregado

ocurre de dos formas – reacción álcalisílice y reacción álcali-carbonato. La

reacción álcali-sílice es más preocupante que la reacción álcalicarbonato pues es

más común la ocurrencia de agregados conteniendo minerales de sílice.

Las indicaciones de la presencia de reactividad álcali- agregado son red de

agrietamiento, juntas cerradas o lascadas o dislocación de diferentes partes de

la estructura. Como el deterioro por reactividad álcali-agregado es un proceso

lento, el riesgo de rotura catastrófica es bajo. La reacción álcali-agregado puede

causar problemas de utilización (servicio, funcionalidad) y empeorar otros



mecanismos de deterioración, como aquellos de la exposición a congelamiento,

anticongelantes o sulfatos.

2.2.3.CORROSIÓN DEL ACERO REFORZADO

Los ambientes agresivos, una alta porosidad, alta capilaridad, deficiencia en el

grosor de la cubierta, materiales de construcción defectuosos y grietas severas

son factores predominantes de corrosión en el acero reforzado.

Puesto que el hormigón presenta una alta concentración de hidróxido de calcio,

se produce considerable alcalinidad, con un pH ≥12.5. El dióxido de carbono,

responsable de la reacción de carbonatación, reduce el pH del hormigón,

depasivando el acero y facilitando el ataque de sustancias nocivas. La velocidad

de penetración del frente de carbonatación está en función directa con la

permeabilidad y agrietamiento del material. La relación w/c que determina la

permeabilidad especifica del hormigón y el grosor de la cubierta, puede influir en

la velocidad de carbonatación, como se comprueba.

Tabla

3. Penetración del frente de carbonatación en el hormigón de cemento Portland

Se concluyó que la carbonatación es significativa en estructuras ubicadas en

ambientes industriales y están expuestas a ciclos de humectación y secado.



Teniendo en cuenta todos los datos y la investigación dada con anterioridad

llegamos a las conclusiones:

El concreto necesario para estructuras especiales como puentes de

grandes claros, debe ser un concreto de muy alta resistencia desde 500

hasta 1200 kg/cm2.

Se debe de usar un cemento de alta resistencia a los sulfatos ya que

se trata de un pilar de puente donde las aguas arrasan y provocan

desgaste el fondo además se pueden utilizar aditivos de manera opcional.

Como resultado del ensayo de granulometría el tamaño máximo del

agregado será de 3/4”.

El “slump” o revenimiento para el concreto autocompactabe deberá ser

de 20 cm debido a que se requiere una mezcla fluida.

VII. PLAN DE ACTUACION

PLAN DE ACTUACIÓN

4.1 DE LOS ENSAYOS:

Tomando como consideración el tipo de estructura (pilar de concreto armado),

es necesario realizar los siguientes ensayos básicos como:

a) Granulometría del Agregado fino y Agregado grueso.

b) Contenido de la humedad del agregado fino y agregado grueso. Tamaño

máximo agregado grueso, módulo de fineza.

c) Peso específico y absorción agregado fino y agregado grueso.

d) Peso Unitario Varillado y peso unitario suelto seco

e) Abrasión por medio de la máquina de los Angeles

f) % sales, estudio de calidad del agua.

g) Durabilidad al Sulfato de Sodio y Sulfato de Magnesio (Intemperismo

1. GRANULOMETRÍA (ASTM C33)



Ya que una adecuada granulometría de nuestros agregados nos permitirá

aportar a nuestro concreto una mayor manejabilidad, resistencia

mecánica, etc.

2. CONTENIDO DE HUMEDAD FINO Y GRUESO (ASTM C 566-89)

El suelo puede contener un grado de humedad lo cual está directamente

relacionado con la porosidad de las partículas. La porosidad depende a su

vez del tamaño de los poros, su permeabilidad y la cantidad o volumen total

de poros.

Las partículas del suelo pueden pasar por cuatro estados, los cuales se

describen a continuación:

TOTALMENTE SECO Se logra mediante un secado al horno a

110°C hasta que los agregados tengan un

peso constante. (Generalmente 24 horas).

PARCIALMENTE SECO Se logra mediante exposición al aire libre.

SATURADO Y

SUPERFICIALMENTE

SECO. (SSS).

En un estado límite en el que la muestra de

suelo tienen todos sus poros llenos de agua

pero superficialmente se encuentran secos. Este

estado sólo se logra en el laboratorio.

TOTALMENTE HÚMEDO La muestra de suelo esta llena de agua y

además existe agua libre superficial.

El contenido de humedad influye en las propiedades físicas de una sustancia:

en el peso, la densidad, la viscosidad, el índice de refracción, la

conductividad eléctrica y en muchas otras. Para determinar este contenido

se utilizan técnicas químicas, termo gravimétricas o de desecación.

Este ensayo es de gran importancia que podríamos saber si nos aporta agua

a la mezcla

3. PESO UNITARIO DEL AGREGADO (NTP 400.017-1977)

Este valor es necesario para determinar la cantidad de agregado que puede

ser acomodado en una mezcla de concreto.

Se realizará atendiendo a su:



PESO ESPECÍFICO

El suelo es el material de construcción más abundante del mundo y en

muchas zonas constituye, de hecho, el único material disponible localmente.

El ingeniero emplea el suelo como material de construcción y a la vez debe

seleccionar el tipo adecuado de suelo, así como el método de colocación. A

través de la mecánica de suelos, se determinan sus propiedades físicas y

mecánicas de un suelo, como en este caso el “PESO VOLUMÉTRICO”.

Propiedad de suma importancia para clasificar el suelo.

Esta información nos permite hacer una relación entre el peso de los

agregados y el volumen que ocupa dentro de la mezcla se presentan de 2

formas:

PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO

GRUESO

(NTP 400.021-1979)

PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO FINO (NTP 400.022-1979)

4. ABSORCIÓN

Esta información se requiere para balancear las necesidades de agua en la

mezcla de concreto.

5. ABRASIÓN O DESGASTE DEL AGREGADO GRUESO (ASTM C-535)

Esta es importante porque con ella conoceremos la durabilidad y la

resistencia que tendrá nuestro agregado frente a la acción erosiva del

medio, mismas propiedades que aportará a la mezcla de concreto para la

fabricación de nuestro elemento a diseñar.

6. FINOS QUE PASA LA MALLA N°200 DEL AGREGADO FINO

(NTP 400.018-1977)

Determinar el número de partículas no deseables en nuestro concreto.

Tales como las arcillas, los limos, materia orgánica ya que estas producirían



cambios volumétricos en nuestra estructura a realizar. Se debe verificar que

estas partículas no sobrepasen lo estipulado por las normas técnicas

peruanas: NTP 400.024, NTP 400.013, NTP 400.015, NTP 400.023.

7. PARA EL F’C:

Se utilizará un concreto de alta resistencia con f´c= 280 kg/cm2 para el

diseño de nuestro elemento estructural, por ser estar este expuesto a un

desgate continuo.

8. PARA LA RELACION AGUA / CEMENTO

Se usará una relación máxima de A/C = 0.5

9. PARA EL SLUMP

Considerando un tipo de concreto masivo donde el revenimiento puede

oscilar entre 20 cm.

A continuación, de acuerdo a nuestro criterio preliminar, consideremos los

siguientes materiales a emplear para nuestro diseño del concreto, así:

De los materiales:

AGREGADO FINO

El agregado fino será arena natural y limpia que tenga granos sin

revestir, resistente, fuerte y dura; libre de cantidades perjudiciales de

polvo, terrones, partículas blandas o escamosas, esquistos, álcalis,

ácidos, materia orgánica, greda u otras sustancias dañinas.

No debe tener más de 5% de arcilla o limos ni más de 1,5% de

materias orgánicas.



Sus partículas deberán tener un tamaño menor a ¼” y su gradación

debe satisfacer las especificaciones ASTM-C-33-99.

Los agregados finos sujetos al análisis que contengan impurezas

orgánicas y que produzcan un color más oscuro que el normal serán

rechazadas sin excepción.

Deberá estar graduado dentro de los límites indicados en la Norma

NTP 400.037 Es recomendable tener en cuenta lo siguiente:

a) La granulometría seleccionada deberá ser continua, con valores

retenidos en las mallas N° 4, N° 8, N° 16, N° 30, N° 50, y N° 100

(serie Tyler).

b) El agregado no deberá retener más del 45% en 2 tamices

consecutivos cualesquiera.

c) En general, es recomendable que la granulometría se encuentre

dentro de los siguientes límites:

Tamiz % que pasa acumulado

3/8” ----100

NE 4” 95 a 100

NE 8” 80 a 100

NE 16” 50 a 85

NE30” 25 a 60

NE 50” 10 a 30

NE

100”

2 a 10

NE

200”

0 a 0

2.1 AGREGADO GRUESO



El agregado grueso está constituido por rocas graníticas, dioríticas y

sieníticas. Puede usarse piedra partida en chancadora o grava zarandeada

de los lechos de los ríos o yacimientos naturales.

Deberá ser limpio y libre de polvo u otras sustancias perjudiciales y no

contendrá piedra desintegrada, mica o cal libre. La forma de las partículas

de los agregados deberá ser dentro de lo posible redonda cúbica.

El contenido de sustancias nocivas en el agregado grueso no excederá los

siguientes límites expresados en % del peso de la muestra:

Granos de arcilla : 0,25 %

Partículas blandas : 5,00 %

Partículas más finas que la malla # 200 : 1,0 %

Carbón y lignito : 0,5 %

El agregado grueso, sometido a cinco ciclos del ensayo de estabilidad,

frente al Sulfato de sodio tendrá una pérdida no mayor del 12%.

El agregado grueso sometido al ensayo de abrasión de los Ángeles, debe

tener un desgaste no mayor del 50%.

Para el tamaño máximo nominal:

En general deberá estar de acuerdo con las normas ASTM C-33-61T, y

teniendo en consideración que este debe ser 1/3 del peralte de losas, 1/5

de la menor dimensión de caras entre encofrados y 3/4” del espacio libre

mínimo entre barras de refuerzo, decidimos adoptar un tamaño máximo

de 3/4”.

La gradación del agregado grueso será continua, conteniendo partículas

donde el tamaño nominal hasta el tamiz # 4, debiendo cumplir los límites

de granulometría establecidos en las especificaciones ASTM-C-33.

Los agregados deberán cumplir con los siguientes requerimientos:

El agregado fino y gruesos deberán ser manejados como materiales

independientes.



Los agregados seleccionados deberán ser procesados, transportados

manipulados, almacenados y dosificados de manera tal de garantizar:

Que la pérdida de finos sea mínima;

Se mantendrá la uniformidad del agregado;

No se producirá contaminación con sustancias extrañas;

5.2 CEMENTO:

ELECCIÓN DEL TIPO DE CEMENTO

El cemento a usarse en las obras será de conformidad en todos sus aspectos con

la Norma ASTM C150 Clase tipo I, II y V.

En la zona del proyecto donde haya presencia de sulfatos y cloruros en

cantidades que pueden afectar las estructuras de concreto se especifica

cemento tipo II o tipo V; para el diseño de mezcla del concreto para el PILAR DE

UN PUENTE utilizaremos Cemento Tipo V

ASTM C150

Los cementos Portland, se clasifican en cinco tipos cuyas propiedades están

normalizadas sobre la norma ASTM C150; veamos el siguiente diagrama:

TIPO I Es el cemento destinado a obras de concreto en general, cuando

en las mismas no se especifica el uso de los otros 4 tipos de

cemento.

TIPO

II

Destinado a obras con concreto general y obras expuestas a la

accion moderada de sulfatos o donde se requiere moderado calor

de hidratacion.

TIPO

III

Es el cemento de alta resistencia inicial

TIPO

IV

Es el cemento del cual se requiere bajor calor de hidratación

TIPO

V

Cemento del cual se requiere alta resistencia a la accion de

sulfatos

Portland Tipo V: Para el diseño de nuestro concreto autocompactable

utilizaremos cemento Tipo V por tener moderada resistencia a los sulfatos y

estar disponible en el medio



5.3 AGUA

El agua es un elemento fundamental en la preparación del concreto, estando

relacionado con la resistencia, trabajabilidad y propiedades del concreto

endurecido.

El agua que se emplearán en la preparación del concreto y curado del mismo

será preferiblemente potable, cumpliendo los requisitos de la norma INTINTEC

334.088

REQUISITOS QUE DEBE CUMPLIR

El agua a emplearse en la preparación del concreto, deberá ser limpia y

estará libre de cantidades perjudiciales de aceites, ácidos, álcalis, sales,

material orgánico y otras sustancias que puedan ser nocivas al concreto o

al acero.

Si se tuviera dudas de la calidad del agua será necesario realizar un

análisis químico de ésta, para comparar los resultados con los valores

máximos admisibles.

SUSTANCIAS DISUELTAS VALOR MAXIMO ADMISIBLE

Cloruros 300 ppm

Sulfatos 300 ppm

Sales de magnesio 150 ppm

Sales solubles 1500 ppm

P.H Mayor de 7



Sólidos en suspensión 1500 ppm

Materia organica 10 pm

También deberá hacerse un ensayo de resistencia a la compresión a los 7

y 28 días, preparando testigos de agua destilada o ´potable y con el agua

cuya calidad se quiere evaluar, considerándose como satisfactorias

aquellas que arrojen una resistencia mayor o igual al 90% que del

concreto preparado con agua potable .

Un método rápido para conocer la existencia de ácidos en el agua es por

medio de un papel tornasol, el que sumergido en agua acida tomara un

color rojizo.

El agua de mar, se puede usar en la elaboración del concreto bajo ciertas

condiciones :

a) No se utilizara agua de mar en concretos con resistencia mayores

de 175 kg/cm2 a los 28 días

b) No debe utilizarse en la preparación de concretos de alta resistencia

o concreto que van a ser utilizados en la preparación de elementos

pretensados, postensados.

c) El agua de mar puede ser utilizada en la preparación de mezclas de

concreto simple

5.6 ADITIVOS

Reductor de agua sintético de alto rango o superfluidificador, y a veces un

aditivo modificador de la viscosidad ( para lograr un concreto autocompactable)

Aditivo Sika Viscocrete 1110

Facilita la extrema reducción de agua, tiene excelentes propiedades con los

agregados finos, una óptima cohesión y alto comportamiento autocompactante.

Se usa para los siguientes tipos de concreto:

Concreto autocompactante

Para concretos bajo agua. (La relación agua –material cementante debe

ser entre 0.30 a 0.45).

Concreto de alta reducción de agua (hasta 30%).

Concreto de alta resistencia.



Inyección de lechada de cementos con alta fluidez. La alta reducción de

agua y la excelente fluidez tienen una influencia positiva sobre las

aplicaciones antes mencionadas. Gracias a la absorción superficial y el

efecto de separación espacial sobre las partículas de cemento (paralelos

al proceso de hidratación) se obtienen las siguientes propiedades:

Fuerte reducción de agua y aumenta la cohesión lo que lo hace

adecuado para la producción de concreto autocompactante.

Alta Impermeabilidad.

Extrema reducción de agua (que trae consigo una alta densidad y

resistencia).

Excelente fluidez (reduce en gran medida el esfuerzo de colocación y

vibración).

Mejora la plasticidad y disminuye la contracción plástica..

Aumenta la durabilidad del concreto.

Reduce la exudación y la segregación.

Aumenta la cohesión del concreto.

Aumenta la adherencia entre el concreto y el acero.

Sika ViscoCrete 1110 no contiene cloruros ni otros ingredientes que promuevan

la corrosión del acero. Se agrega al agua de amasado o junto con el agua a la

mezcladora de concreto. Para un aprovechamiento óptimo de la alta capacidad

de reducción de agua, recomendamos un mezclado cuidadoso durante 60

segundos como mínimo

5. 7 CONCRETO AUTOCOMPACTABLE

Es un concreto diseñado mediante un concepto revolucionario para producir

concreto extremadamente fluido y cohesivo. Su fluidez hace que sea fácil de

vaciar y que no requiere de vibrado para su colocación y compactación,

obteniendo las mismas propiedades estructurales y una vida útil igual o superior

a la de un concreto compactado por vibración



DATOS TÉCNICOS:

Resistencia mayor o igual a 250 kg/cm²

Extensibilidad mayor de 65.0 cm, dependiendo del grado de fluidez que se

requiera

Masa unitaria en estado fresco mayor de 2200 kg/m³

Origen de la grava caliza o basalto

Tamaño maximo de la grava 20 ó 10 mm

Bombeable o tiro directo

Clase resistente del cemento 30 ó 40 MPa

USOS:

Elementos de concreto densamente armados y esbeltos

Zonas de difícil acceso

Cajones especiales de concreto para instalaciones subterráneas

Relleno para cubiertas en túneles

Para elementos precolados, pretenzados y postenzados

Elementos donde se requiera un acabado aparente

VENTAJAS:

Rápida colocación del concreto

Se logran superficies de concreto homogéneas y lisas

Se requiere poco o nula mano de obra para su colocación y compactación

Disminuye la posibilidad de apanalamiento y de reparaciones

Produce un elemento más denso y de baja permeabilidad



Reduce la contaminación auditiva por la no vibración y mejora las

condiciones de salud y de seguridad

5.7.1 CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO DE LA MEZCLA

Las granulometrías de los agregados desempeñan un papel muy importante en

el proporcionamiento de las mezclas para el concreto autocompactable. Los

agregados bien graduados -incluyendo agregados finos con buena graduación-

hacen el mejor concreto autocompactable, pues requieren menos material

cementante y menos agua de mezclado y, por tanto, causan menos problemas

de contracción, ondulado y eflorescencia. En el contenido cementante para una

mezcla bien graduada, de 20% a 25% puede ser ceniza volante que debe

incluirse, pues aumenta la fluidez.

Sin embargo, en muchos lugares del país no tienen ni el equipo ni el agregado

para producir mezclas con agregados bien graduados. Pero, inclusive cuando

sólo ha disponibles agregados de granulometría escalonada, todavía puede

producirse concreto autocompactable. Una mezcla que contenga agregado con

granulometría escalonada presentará una tendencia a sangrar o a segregarse, o

ambas cosas, pero esto puede corregirse incrementando el contenido

cementante –incluyendo puzolanas- y utilizando un modificador de viscosidad

para controlar la segregación y el sangrado para facilitar la colocación.

IV. CONCLUSIONES

Los agregados fino y grueso serán extraídos de las canteras Tres Tomas

respectivamente, luego serán analizados en el laboratorio, donde tendrán

que cumplir estrictos requisitos como, estar dentro del rango del módulo

de fineza, para el agregado fino, y tener una continuidad de partículas.

Gracias a lo Aditivos resulta mejor su trabajabilidad del concreto.

Por ser un concreto Autocompactante, y además por la humedad del

suelo, se ha tener mucho cuidado y criterio en la relación agua – cemento,

pues una leve variación afectaría gravemente el diseño de mezcla.



Mejora la consolidación alrededor del esfuerzo y adherencia con el

refuerzo.

Existirán dos propiedades especificas del CAC en estado plástico son la

Fluidez y la estabilidad.


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