CAPITULO 8 : Concretos

CONCRETOS

I. Definición :

Los romanos fueron los primeros en construir con lo que conocemos como concreto, y nuestra palabra concreto viene de la palabra latina concretus, que significa que crecen juntos.

El concreto es un mezcla de arena grava, piedra u otro agregado que se mantiene unida por una pasta endurecida de cemento y agua.

Material (piedra artificial) formado por la mezcla en cantidades adecuadas y precisas de cemento, agua, arena y piedra.

La mayor parte del material consta de agregado fino y grueso, el concreto es un material durable y resistente pero, dado que se trabaja en su forma líquida, prácticamente puede adquirir cualquier forma.

II. Clasificación:

A. Concreto simple: 

Se utiliza para construir muchos tipos de estructuras, como autopistas, calles, puentes, túneles, presas, grandes edificios, pistas de aterrizaje, sistemas de riego y canalización, rompeolas, embarcaderos y muelles, aceras, silos o bodegas, factorías, casas e incluso barcos. En la albañilería el concreto es utilizado también en forma de tabiques o bloques.

Cemento + Arena + Piedra + Agua 

* VENTAJAS: 

• Resistencia a fuerzas de compresión elevada
• bajo costo
• larga duración
• puede moldearse de muchas formas
• presenta variedad de colores y texturas

B. Concreto ciclópeo

Es el concreto simple + piedras grandes.

Es un tipo de material de construcción usado en cimientos, en lechos marinos o de río.

Cemento + Arena + Piedra grande + Agua

C. Concreto armado:

Es el concreto simple + acero.

Consiste en la utilización de hormigón reforzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras.

El hormigón armado se utiliza en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, túneles y obras industriales, también en elementos estructurales (vigas, losas, columnas, pantallas, fundaciones, dinteles, muros). 

Existen varias características responsables del éxito del hormigón armado:

1. El coeficiente de dilatación del hormigón es similar al del acero, siendo despreciables las tensiones internas por cambios de temperatura.
2. Cuando el hormigón fragua se contrae y presiona fuertemente las barras de acero, creando además fuerte adherencia química. Las barras, o fibras, suelen tener resaltes en su superficie, llamadas corrugas o trefilado, que favorecen la adherencia física con el hormigón.
3. Por último, el pH alcalino del cemento produce la activación del acero, fenómeno que ayuda a protegerlo de la corrosión.

D. Concreto pre-comprimido o pre-esforzado

Se denomina hormigón pretensado a la tecnología de construcción de elementos estructurales de hormigón sometidos intencionadamente a esfuerzos de compresión previos a su puesta de servicio. dichos esfuerzos se consiguen mediante barras, alambres o cables de alambres de acero que son tensados y anclados al hormigón.

El objetivo es el aumento de la resistencia a tracción del hormigón introduciendo un esfuerzo de compresión interno que contrarreste en parte el esfuerzo de tracción que producen las cargas de servicio en el elemento estructural.

III. Tipos de concretos de acuerdo a su peso :

1. Concreto normal:

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. Es habitualmente utilizado en elementos estructurales como cimientos, placas o losas, columnas, muros, canales, tanques y pisos.

2. Concreto ligero:

Es el concreto poca densidad, formado por áridos de pequeña densidad.

Es utilizado para la obtención de elementos que no precisen grandes resistencias, como tabiques, forjados de pisos, fachadas de revestimiento, y, sobre todo, como aislante del calor y del sonido. 

Por su pequeña densidad se pueden obtener piezas de grandes dimensiones y aligerar las estructuras. Secan rápidamente y permite ser clavados o aserrados.

3. Concreto Pesado:

Se caracterizan por su densidad, que varía entre 2.8 a 6 T/m3, a diferencia de los concretos normales, que se encuentran entre 2.2 a 2.3 T/m3.

La fabricación de los cementos pesados se realiza con los cementos Portland normalizados y con agregados pesados, naturales o artificiales.

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.

IV. Algunos tipos de concretos especiales :

Son aquellos cuyas características especiales no son las del concreto ordinariamente, ya sea por algún tipo especial de insumos, o por la tecnología de producción y/o aplicación.

a) Concreto de alta resistencia temprana:

DEFINICIÓN: Es un concreto que alcanza su resistencia especificada a una edad más temprana que la que requiere un concreto normal. Se obtiene usando una combinación de los siguientes materiales:

• Cemento Tipo III (Alta –resistencia temprana)
• Alto contenido de cemento (360 a 600 kg/m3)
• Baja relación agua/cemento (0.2 a 0.45)
• Aditivos químicos
• Microsílica

El concreto de alta resistencia a temprana edad se utiliza en:

• En concretos prefabricados para tener una rápida producción de elementos.
• En las construcciones de alta velocidad colocadas en el lugar.
• Para construcciones en climas fríos.
• Para reparaciones rápidas con el propósito de reducir los periodos de paralización del tránsito.
• Para pavimentaciones rápidas de caminos ( permite poder abrir al tránsito 24 hr después de haberlo colocado) y para varios otros usos.

b) Concreto Masivo :

DEFINICIÓN: Se define como cualquier volumen cuantioso de concreto colado en un lugar, con dimensiones lo suficientemente grandes, que obliguen a tomar medidas para enfrentar problemas provocados por las altas temperaturas y el cambio volumétrico a fin de minimizar los agrietamientos.

En este tipo de concreto el aumento de temperatura es causado por el calor de hidratación que trae como consecuencia una diferencia de temperatura entre la parte interior y la superficie, gradiente que ocasiona esfuerzos de tensión y rajaduras en la superficie del concreto:el ancho y la profundidad de las fracturas depende precisamente del gradiente de la temperatura.

CARACTERÍSTICAS GENERALES:

Es un material temporalmente plástico, que puede colarse y moldearse, después se convierte en una masa solida por reacción química.

c) Concreto sin slump :

DEFINICIÓN: Es un 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.

d) Concreto rolado-compactado : 

DEFINICIÓN: Este es un concreto sin slump, y seco que es compactado mediante un rodillo vibratorio, un equipo en forma de una platea de compactación. Este concreto es una mezcla de agregado, cemento y agua. 

Está considerado como el más 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.

e) Concreto Shotcrete:

DEFINICIÓN: 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.

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.

f) Concreto blanco:

DEFINICIÓN: El cemento blanco portland es usado para producir concretos blancos. Es un material usado ampliamente como material arquitectónico. Este concreto es producido con agregados y agua que no contengan materiales que puedan modificar la coloración del concreto. 

g) Concreto coloreado: 

DEFINICIÓN: 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 :

1. Concreto fresco: 

• TRABAJABILIDAD: Es una propiedad importante para muchas aplicaciones del concreto. En esencia, es la facilidad con la cual pueden mezclarse los ingredientes y la mezcla resultante puede manejarse, transportarse y colocarse con poca pérdida de la homogeneidad. 
• CONSISTENCIA: La facilidad con que un concreto fresco se deforma nos da idea de su consistencia. Los factores más importantes que producen esta deformación son la cantidad de agua de amasado, la granulometría y la forma y tamaño de sus áridos. 
• DOCILIDAD: Puede considerarse como la aptitud de un concreto para ser empleado en una obra determinada; para que un concreto tenga docilidad, debe poseer una consistencia y una cohesión adecuada, así, cada obra tiene un concepto de docilidad, según sus medidas y características. 
• DENSIDAD: Es un factor muy importante a tener en cuenta para la uniformidad del concreto pues el peso varía según la granulometría, y humedad de los áridos, agua de amasado y modificaciones en el asentamiento.

2. Concreto endurecido:

• Debido al proceso continuo de hidratación del cemento, el concreto tiende a aumentar su resistencia y en general a mejorar sus características, con la edad.
• Resistencia a la Compresión simple
• Resistencia a la Tensión
• Resistencia a la Flexión
• Resistencia a la Torsión
• Resistencia al Impacto
• Resistencia a la Fatiga