INSTITUTO TECNOLOGICO DE GUAYMAS Alumno: Rodrigo Manuel González Valle
Maestro: José Guzmán Bentacourt
Materia: Tecnología del Concreto
Ingeniería Civil A
24/10/2011
DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO El proporcionamiento de mezclas de concreto, más comúnmente llamado diseño de mezclas es un proceso que consiste de pasos dependientes entre sí: a) Selección de los ingredientes convenientes (cemento, agregados, agua y aditivos). b) Determinación de sus cantidades relativas “proporcionamiento” para producir un, tan económico como sea posible, un concreto de trabajabilidad, resistencia a compresión y durabilidad apropiada. Estas proporciones dependerán de cada ingrediente en particular los cuales a su vez dependerán de la aplicación particular del concreto. También podrían ser considerados otros criterios, tales como minimizar la contracción y el asentamiento o ambientes químicos especiales. Aunque se han realizado gran cantidad de trabajos relacionados con los aspectos teóricos del diseño de mezclas, en buena parte permanece como un procedimiento empírico. Y aunque hay muchas propiedades importantes del concreto, la mayor parte de procedimientos de diseño, están basados principalmente en lograr una resistencia a compresión para una edad especificada así como una trabajabilidad apropiada. Además es asumido que si se logran estas dos propiedades las otras propiedades del concreto también serán satisfactorias (excepto la resistencia al congelamiento y deshielo u otros problemas de durabilidad tales como resistencia al ataque químico). Sin embargo antes de pasar a ver los métodos de diseño en uso común en este momento, será de mucha utilidad revisar, en más detalle, las consideraciones básicas de diseño.
CONSIDERACIONES BASICAS Economía: El costo del concreto es la suma del costo de los materiales, de la mano de obra empleada y el equipamiento. Sin embargo excepto para algunos concretos especiales, el costo de la mano de obra y el equipamiento son muy independientes del tipo y calidad del concreto producido. Por lo tanto los costos de los materiales son los más importantes y los que se deben tomar en cuenta para comparar mezclas diferentes. Debido a que el cemento es más costoso que los agregados, es claro que minimizar el contenido del cemento en el concreto es el factor más importante para reducir el costo del concreto. En general, esto puede ser echo del siguiente modo: - Utilizando el menor slump que permita una adecuada colocación. - Utilizando el mayor tamaño máximo del agregado (respetando las limitaciones indicadas en el capítulo anterior). - Utilizando una relación óptima del agregado grueso al agregado fino. - Y cuando sea necesario utilizando un aditivo conveniente. Es necesario además señalar que en adición al costo, hay otros beneficios relacionados con un bajo contenido de cemento. En general, las contracciones serán reducidas y habrá menor calor de hidratación. Por otra parte un muy bajo contenido de cemento, disminuirá la resistencia temprana del concreto y la uniformidad del concreto será una consideración crítica. La economía de un diseño de mezcla en particular también debería tener en cuenta el grado de control de calidad que se espera en obra. Como discutiremos en capítulos posteriores, debido a la variabilidad inherente del concreto, la resistencia promedio del concreto producido debe ser más alta que la resistencia a compresión mínima especificada. Al menos en pequeñas obras, podría ser más bara to “sobrediseñar” el concreto que implementar el extenso control de calidad que requeriría un concreto con una mejor relación costo – eficiencia. Trabajabilidad: Claramente un concreto apropiadamente diseñado debe permitir ser colocado y compactado apropiadamente con el equipamiento disponible. El acabado que permite el concreto debe ser el requerido y la segregación y sangrado deben ser minimizados. Como regla general el concreto debe ser suministrado con la trabajabilidad mínima que permita una adecuada colocación. La cantidad de agua requerida por trabajabilidad dependerá principalmente de las características de los agregados en lugar de las características del cemento. Cuando la trabajabilidad debe ser mejorada, el rediseño de la mezcla debe consistir en incrementar la cantidad de mortero en lugar de incrementar simplemente el agua y los finos (cemento). Debido a esto es esencial una cooperación entre el diseñador y el
constructor para asegurar una buena mezcla de concreto. En algunos casos una menos mezcla económica podría ser la mejor solución. Y se deben prestar oídos sordos al frecuente pedido, en obra, de “más agua”. Resistencia y durabilidad: En general las especificaciones del concreto requerirán una resistencia mínima a compresión. Estas especificaciones también podrían imponer limitaciones en la máxima relación agua/cemento (a/c) y el contenido mínimo de cemento. Es importante asegurar que estos requisitos no sean mutuamente incompatibles. No necesariamente la resistencia a compresión a 28 días será la más importante, debido a esto la resistencia a otras edades podría controlar el diseño. Las especificaciones también podrían requerir que el concreto cumpla ciertos requisitos de durabilidad, tales como resistencia al congelamiento y deshielo ó ataque químico. Estas consideraciones podrían establecer limitaciones adicionales en la relación agua cemento (a/c), el contenido de cemento y en adición podría requerir el uso de aditivos. Entonces, el proceso de diseño de mezcla, envuelve cumplir con todos los requisitos antes vistos. Asimismo debido a que no todos los requerimientos pueden ser optimizados simultáneamente, es necesario compensar unos con otros; (por ejemplo puede ser mejor emplear una dosificación que para determinada cantidad de cemento no tiene la mayor resistencia a compresión pero que tiene una mayor trabajabilidad). Finalmente debe ser recordado que incluso la mezcla perfecta no producirá un concreto apropiado si no se lleva a cabo procedimientos apropiados de colocación, acabado y curado. INFORMACION REQUERIDA PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS - Análisis granulométrico de los agregados - Peso unitario compactado de los agregados (fino y grueso) - Peso específico de los agregados (fino y grueso) - Contenido de humedad y porcentaje de absorción de los agregados (fino y grueso) - Perfil y textura de los agregados - Tipo y marca del cemento - Peso específico del cemento - Relaciones entre resistencia y la relación agua/cemento, para combinaciones posibles de cemento y agregados.
GRAVAS En construcción se denomina grava a las rocas de tamaño comprendido entre 2 y 64 mm, aunque no existe homogeneidad de criterio para el límite superior. Pueden ser producidas por el hombre, en cuyo caso suele denominarse piedra partida o chancada, y naturales. En este caso, además, suele suceder que el desgaste natural producido por el movimiento en los lechos de ríos ha generado formas redondeadas, pasando a conocerse 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 es procesado corresponde principalmente a minerales de caliza, granito, dolomita, balsato, arenisca, cuarzo y cuarzita Como fuente de abastecimiento se pueden distinguir las siguientes situaciones: -
Bancos de sedimentación: son los bancos construidos artificialmente para embancar el material fino-grueso que arrastran los ríos.
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Cauce de río: corresponde a la extracción desde el lecho del río, en los cuales se encuentra material arrastrado por el escurrimiento de las aguas.
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Pozos secos: zonas de antiguos rellenos aluviales en valles cercanos a ríos.
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Canteras: es la explotación de los mantos rocosos o formaciones geológicas, donde los materiales se extraen usualmente desde cerros mediante lo que se denomina tronadura o voladura (rotura mediante explosivos).
MORTEROS Bajo el nombre de mortero denominamos en sentido amplio a cualquier mezcla natural o artificial cuyas características constructivas esenciales son su plasticidad inicial, que permite trabajarla y moldearla según la necesidad, y su posterior endurecimiento y aumento de la resistencia mecánica, que lo hace útil como material de construcción. Estas mezclas constan de: -
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Un material inerte o árido, generalmente arena de distinta composición y granulometría. Un material aglutinante, ligante, conglomerante o aglomerante, que imparte plasticidad a la mezcla al ser aplicada, y por lo tanto permite su moldeado, asi como elasticidad al endurecer, lo que confiere cohesión y resistencia mecánica al conjunto. Materiales añadidos eventualmente o aditivos, cuyo fin es muy variado.
En trabajos de albañilería, el uso del mortero es muy común. Dependiendo de la actividad que se lleve a cabo, se utilizará un tipo de mortero determinado. Esta mezcla se emplea en el revestimiento de paredes, en el alicatado o en la confección de muros de ladrillo. Sus características más importantes son su probada resistencia, su gran fuerza de cohesión, su adherencia al soporte, su capacidad impermeable, su cada vez mayor rapidez al fraguar, su estabilidad con el paso del tiempo, etc. Se trata de un material indispensable para la construcción que siempre ha estado sujeto a cambios con el objeto de mejorar sus beneficios. Se define como la mezcla de uno o más conglomerantes inorgánicos, áridos, agua y, a veces, adiciones y/o aditivos. El paso fundamental lo constituyó el cambio del mortero manual por el producido de forma industrial de cara a las edificaciones, que demandaba una serie de innovaciones en el producto para satisfacer necesidades nuevas que iban surgiendo con el paso del tiempo. La investigación ha desarrollado morteros de alta calidad gracias a la mezcla estudiada de varios componentes. Las cantidades de los elementos que los conforman deben utilizarse en proporciones muy determinadas para darle homogeneidad al mismo. Gracias a la experimentación, los morteros actuales han mejorado considerablemente. Hay que valorar el estado del mismo, tanto cuando está húmedo, como cuando ya ha fraguado y resulta esencial el hecho de que no segregue. Los ingredientes inorgánicos del mortero pueden ser el cemento en cualquiera de sus tipos; ya sea blanco, común o con alguna resistencia añadida, la cal y el yeso, sobre todo en los morteros que se utilizan para revocar y enlucir. Algunos de los aditivos que completan a los morteros son los plastificantes, los impermeables o los retenedores de
agua, mientras que, en lado de las adiciones, encontramos el humo de sílice y los materiales puzolánicos. Además del agua, cuentan con áridos naturales o artificiales y con distintos tipos de fibras. En el mercado hallaremos diferentes tipos de este material, ya sean morteros para juntas finas o gruesas, de carácter ligero o de origen industrial. Estos últimos se dividen en secos y húmedos y se trata de morteros que son suministrados en la obra.
Clasificación Morteros
Tipo Lechada
Usos
Beneficios
• Aditivo para
• Evitar
facilitar las operaciones de bombeo
taponamientos de tubería • Elevada penetrabilidad
• Tratamiento de
inyección en terrenos permeables Mortero
• Zarpeo y afine • Mampostería • Pegar tabiques • Para relleno de
cepas y oquedades
Mortero • Zarpeo y afine Estabilizado • Mampostería • Pegar tabiques • Para relleno de cepas y oquedades
Información Técnica • Elevada fluidez • Mezcla estable • Resistencia a la
compresión igual o menor a los concretos normales
• Calidad uniforme • Incremento de la productividad •
• Elevada trabajabilidad • Excelente adhesión • Mejor apariencia y
Disminución de desperdicios • Ahorro en mano de obra • Menores necesidades de equipo y mantenimiento
acabado • Resistencia adecuada para su uso
• Mantiene su
• Tiempo de fraguado
estado plástico por tiempo prolongado • Excelente adhesión a superficies verticales • Calidad uniforme • Incremento de la
controlado, muy por encima del mortero preparado en obra
productividad •
• Resistencia adecuada
Disminución de desperdicios • Ahorro en mano de obra • Menores necesidades de equipo y mantenimiento
para su uso
• Elevada trabajabilidad • Excelente adhe sión • Mejor apariencia y
acabado
INTRODUCCION Este trabajo consiste en una investigación sobre 3 temas muy importantes en lo que es nuestra carrera, los 2 primeros son unos materiales que en toda construcción se utilizan desde tiempos muy atrás son utilizados, la grava es muy importante es un componente que lleva el concreto para que la mezcla de los materiales que lleva sea de manera más solida, veremos también de donde son extraídas las gravas; otro tema el mortero que también prácticamente en toda construcción es utilizada, se usa para unir materiales veremos su clasificación, y por último el tema sobre el diseño de mezclas este tema en particular yo diría que es el más importante de los que hemos visto alrededor del semestre porque ya nos va dando las indicaciones de lo que debe de llevar un concreto dependiendo de nuestras necesidades y las diferentes pruebas que debemos de hacerle para que sea un concreto que satisfaga nuestras necesidades.
CONCLUSION Bueno esta ha sido toda la investigación por lo que se ve está muy completa, aunque aún queda mucho por ver en estos temas porque son muy largos se necesitaría ver algunos detalles más específicos, pero ha sido un tema de bastante interés para nosotros y nos sirve mucho porque prácticamente cuando ya estemos trabajando en esta área lo veremos diariamente todo esto, hemos visto algunos requisitos de bastante importancia que se necesitan al momento de diseñar un concreto se debe de tener cuidado y seguir bien las indicaciones para hacer las cosas con una buena calidad y que sean duraderas.