UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVILDEPARTAMENTO ACADEMICO DE CONSTRUCCION

1. REQUISITOS DE DURABILIDAD.

Es importante enfatizar la importancia de considerar los requisitos de durabilidad antes de que el diseador elija un fc y el tipo de recubrimiento del refuerzo.La relacin agua material cementante mximas de 0.4 a 0.5 son requeridas para concretos expuestos a congelamiento y deshielo, podemos revisar la tabla 4.2.2. mostrada debajo y ver las relaciones agua material cementante dependiendo de las condiciones de durabilidad.

1.1. Relacin agua material cementante (generalmente cemento)Las relaciones agua material cementante mostrado en las tablas 4.2.2. y 4.3.1. se calculan usando: El peso de un cemento de cumpla con ASTM C150 C595 C845 C1157Y usando: El peso de las cenizas volantes y otras puzolanas que cumplan con ASTM C618 El peso de escoria que cumpla con ASTM C989 El peso de humo de slice que cumpla con ASTM C1240Si las hay. Pero la cantidad de estos materiales est limitado, cuando el concreto este expuesto a productos qumicos descongelantes, estas limitaciones se muestran en la tabla 4.2.3.1.2. Exposicin a congelamiento y deshielo.

1.2.1. El concreto de peso normal y peso liviano, expuesto a estas condiciones o a productos qumicos descongelantes, deben tener aire incorporado, en cantidades indicadas en la tabla 4.2.1. La tolerancia debe ser de +/- 1%, adems para concretos con fc mayores a 350 kg/cm2, se debe reducir el aire incorporado indicado en la tabla en 1%.

1.2.2. El concreto que estar expuesto a las condiciones dadas en la tabla 4.2.2. debe cumplir con las relaciones agua material cementante mximas y con el fc mnimo esa tabla.

*Cuando se consideran ambas Tablas 4.3.1. y 4.2.2. se debe utilizar la menor relacin agua material cementante y el mayor fc mnimo.

1.3. Exposicin a sulfatos.1.3.1. Los concretos expuestos a soluciones o suelos que contengan sulfatos deben cumplir la tabla 4.3.1. o debe estar elaborado con un cemento de aporte resistencia a los sulfatos, adems debe cumplir con la relacin agua material cementante mxima y fc mnimo requerido segn la tabla 4.3.1.

1.3.2. Importante, el cloruro de calcio no debe emplearse como aditivo en concretos sometidos exposicin severa de sulfatos, la definicin de condiciones severas se muestran en la tabla 4.3.1

1.4. Proteccin del refuerzo contra la corrosin.1.4.1. Para la proteccin del refuerzo, las concentraciones mximas de iones cloruro en concreto endurecido a edades de 28 a 42 das, no deben exceder los lmites de la tabla 4.4.1. es importante mencionar que las concentraciones provenientes del agua, agregados, materiales cementantes y aditivos deben ser sumados para obtener la concentracin total que presentar el concreto.

1.4.2. Cuando el concreto con refuerzo este expuesto a cloruros de qumicos descongelantes, sal, agua salobre, agua de maro salpicaduras de las mismas, deben cumplirse los requisitos de la Tabla 4.2.2. para la mxima relacin agua material bajo estas condiciones y el mnimo fc requerido as como los requisitos de recubrimiento mnimo mostrados en el captulo 7 de la norma ACI 318.

2. Calidad del concreto, Mezclado y Colocacin.2.1. Generalidades.

El concreto debe dosificarse para que proporcione una resistencia promedio a la compresin fcr y debe satisfacer los criterios de durabilidad expuestos en el tem 1. Es importante mencionar que para que la mezcla agua cemento agregados aditivos sea considerado concreto, dicha mezcla debe tener una resistencia no menor a 170 kg/cm2 a los 28 das.

Generalmente los ensayos de compresin son realizados a los 28 das, pero existen casos en los cuales se debe ensayar a edades ms tempranas, si este fuese el caso, la resistencia requerida a la edad ensayada debe ser mostrada en planos o especificaciones de diseo.

2.2. Dosificacin del concreto.

2.2.1. La dosificacin busca en el concreto: Trabajabilidad y consistencia que permita colocar el concreto dentro del encofrado y alrededor del refuerzo sin que se presente exudacin ni segregacin excesiva. Durabilidad a las condiciones a las que se encontrara expuesto. Cumplir con los requisitos de ensayo de resistencia.

2.2.2. Cuando se empleen materiales diferentes, se deber realizar diseos diferentes para cada combinacin de materiales.

2.3. Dosificacin basada en la experiencia en obra o en mezclas de prueba o ambas.

A continuacin se muestra un diagrama de flujo del procedimiento a seguir en el diseo de un concreto, dependiendo de las condiciones requeridas y de la informacin con la que cuenta la empresa, o planta de concreto.

2.3.1. Desviacin Estndar.Los registros de ensayos a partir de los cuales se calcula la desviacin estndar (Ss) deben cumplir con las siguientes condiciones.

Representar materiales, procedimientos de control de calidad y condiciones, similares a las esperadas o requeridas en la obra. Contar como minino de 30 ensayos consecutivos o con dos grupos de ensayos consecutivos totalizando 30 ensayos. Cuando el productor de concreto no tenga los requisitos expuestos, pero si cuente con un registro de 15 a 29 ensayos consecutivos que abarquen un periodo no menor de 45 das de calendario consecutivos., se puede establecer la desviacin estndar de la muestra Ss como el producto de la desviacin estndar de la muestra calculada y el factor de modificacin de la tabla 5.3.1.2.

2.3.2. Resistencia promedio requerida.La resistencia fcr usada como base para la dosificacin del concreto debe ser determinado de la tabla 5.3.2.1, empleando la desviacin estndar, calculada de acuerdo a las condiciones descritas en 2.3.1.

Cuando el productor de concreto no cuente con un registro para el clculo de Ss , fcr debe determinarse de la tabla 5.3.2.2. y debe realizarse la documentacin, la cual debe cumplir con el tem 2.3.3.

2.3.3. Documentacin de la resistencia promedio a la compresin.La documentacin que justifique la dosificacin calculada para que el concreto produzca una resistencia promedio mayor o igual a la compresin requerida fcr, debe consistir en una registro de ensayos de resistencia en obra, en varios registros de ensayos de resistencia, o en mezclas de prueba.Para la documentacin pueden aceptarse registros de ensayos que consistan en menos 30, pero no menos de 10 ensayos consecutivos, siempre que estos abarquen un periodo no menor de 45 das.

2.4. Dosificacin cuando no se cuenta con experiencia en obra o mezclas de prueba.

La dosificacin del concreto en estos casos debe basarse en otras experiencias o informaciones, bajo la aprobacin del profesional de diseo registrado. El valor de fcr del concreto producido con materiales similares a aquellos propuestos para su uso, debe ser al menos 83 kg/cm2 mayor que fc. , siempre y cuando el fc no sea mayor a 350 kg/cm2. Sin embargo el concreto diseado bajo estas condiciones debe cumplir con los requisitos de durabilidad presentados en la seccin 1.

2.5. Reduccin de la resistencia promedio a la compresin.

A medida que contemos con mayor cantidad de datos durante la construccin, se puede reducir la cantidad por la cual la fcr , debe exceder a fc. Es decir nuestro valor de fcr de diseo puede ser reducido, siempre y cuando los datos no presenten desviaciones considerables.2.6. Evaluacin y aceptacin del concreto.

El concreto debe ensayarse de acuerdo con los requisitos expuestos a continuacin, cabe mencionar que todos los ensayos y preparacin del concreto deben ser realizados por tcnicos de laboratorio calificado y tcnico de campo calificados.

2.6.1. Frecuencia de los ensayos.Las muestras para los ensayos de resistencia de cada clase de concreto colocado cada dia deben tomarse: No menos de una vez al da. No menos de una vez por cada 110 m3 de concreto. No menos de una vez por cada 460m2 de superficie de losas o muros.Cuando en un proyecto dado, el volumen total de concreto sea tal que a frecuencia de ensayos requerida por las condiciones anteriores proporcione menos de cinco ensayos de resistencia para cada clase de concreto, los ensayos deben realizarse por lo menos en cinco tandas de mezclado seleccionadas al azar o en cada tanda, cuando se empleen menos de 5 tandas.Cuando la cantidad total de una clase dada de concert sea menor que 38m3, no requieren ensayos de resistencia cuando la evidencia de que la resistencia es satisfactoria se envi a la autoridad competente y sea aprobada por la misma.Un ensayo de resistencia debe ser el promedio de las resistencias de dos cilindros hechos de la misma muestra de concreto y ensayados a 28 das o a la edad establecida para la determinacin de fc.2.6.2. Probetas curadas en laboratorio.

Se debe tener en cuenta los siguientes requisitos.

Las muestras para ensayos de resistencia deben tomarse de acuerdo a la norma ASTM C172. Las probetas deben ser fabricados y curados en laboratorio de acuerdo con la norma ASTM C31M. Las probetas deben ensayarse de acuerdo a la norma ASTM C39M.La resistencia obtenida de los ensayos se considera satisfactorio si cumple con : Cada promedio aritmtico de tres ensayos de resistencia consecutivos es igual o superior a fc. Ningun resultado individual del ensayo de resistencia (promedio de dos prbetas) es menor que fc por ms de 35kg/cm2 cuando fc es 350kg/cm2 o menor, o por ms de 0.1 fc cuando fc es mayor a 350kg/cm2. Si no se cumple con los dos requisitos expuestos anteriormente, deben tomarse las medidas necesarias para aumentar el promedio de los resultados de los siguientes ensayos.

2.6.3. Probetas curadas en obra.Se realiza siempre y cuando la autoridad competente las requiera y deben cumplir con los siguientes requisitos: Las probetas curadas en obra deben curarse en condiciones de obra de acuerdo con la norma ASTM C31M. Las probetas de ensayo de curado en obra deben fabricarse al mismo tiempo y usando las mismas muestras que las probetas de ensayo curados en laboratorio. Los procedimientos para proteger y curar el concreto deben mejorarse cuando la resistencia de las probetas curadas en la obra, a la edad de ensayo requerida, sea inferior al 85% de la resistencia de probetas similares curadas en laboratorio. Esta limitacin no se aplica cuando la resistencia de aquellos que fueron curados en la obra exceda a fc en ms de 35kg/cm2.

2.7. Preparacin del equipo y del lugar de colocacin.

Debemos cumplir las siguientes condiciones. Todo equipo de mezclado y transporte del concreto, debe estar limpio. Deben retirarse todos los escombros y el hielo de los espacios que sern ocupados por el concreto. El encofrado debe estar recubierto con un desmoldante adecuado. Las unidades de albailera de relleno en contacto con el concreto deben estar adecuadamente humedecidas para evitar que estas absorban agua del concreto. El refuerzo debe estar completamente libre de hielo o de otros recubrimientos perjudiciales. El agua libre de ser retirada del lugar de colocacin del concreto antes de depositarlo, a menos que se vaya a emplear un tubo para colocacin bajo agua o que lo permita la autoridad competente. La superficie del concreto endurecido debe estar libre de lechada (agua y cemento, con bajas cantidades de cemento) y de otros materiales perjudiciales o deleznables antes de colocar concreto nuevo en ello. 2.8. Mezclado.Las condiciones que debe cumplir el mezclado son las siguientes:

El mezclado debe realizarse hasta obtener una distribucin uniforme de los materiales. La mezcladora debe descargarse completamente antes de que se vuelva a cargar. El concreto premezclado debe mezclarse y entregarse de acuerdo con las normas ASTM C685M o ASTM C94M. La velocidad de la mezcladora debe ser una recomendada por el fabricante. El mezclado debe dura por lo menos 90 segundos despus de que todos los materiales estn dentro del tambor a menos que se demuestre que un tiempo menor es satisfactorio mediante ensayos de uniformidad regidos por la norma ASTM C94M. Debe llevarse un registro detallado para identificar: Numero de tandas de mezclado producidas, dosificacin del concreto producido, localizacin aproximada del depsito final en la estructura adems de la hora y fecha del mezclado y colocacin.2.9. Transporte.Debe cumplir los siguientes requisitos. El concreto debe transportarse desde la mezcladora al sitio final de colocacin empelando mtodos que eviten o disminuyan la segregacin y la prdida de material. El equipo de transporte debe ser capaz de proporcionar un abastecimiento de concreto en el sitio de colocacin sin segregacin y sin interrupciones que puedan causar prdidas de plasticidad entre capas sucesivas de colocacin.

2.10. ColocacinDebe cumplir los siguientes requisitos. El concreto debe depositarse lo ms cerca posible de su ubicacin final para evitar segregacin debida a su manipulacin. La colocacin debe efectuarse a una velocidad tal que el concreto conserve su estado plstico en todo momento y fluya fcilmente dentro de los espacios entre el refuerzo. No debe colocarse en la estructura el concreto que haya endurecido parcialmente o que se haya contaminado con materiales extraos. No debe utilizarse concreto al que despus de preparado se le adiciono agua, ni que haya sido mezclado despus de su fraguado inicial, a menos que sea aprobado por el ingeniero. Una vez iniciada la colocacin del concreto, est debe efectuarse en una operacin continua hasta el llenado de la seccin, a fin de evitar juntas fras. Todo concreto debe compactarse cuidadosamente por medios adecuados durante la colocacin y debe acomodarse por completo alrededor del refuerzo y de las instalaciones embebidas, y en las esquinas del encofrados.

2.11. Curado.Debe cumplir los siguientes requisitos. A menos que el curado se trate de un curado acelerado, el concreto debe mantenerse a una temperatura por encima de 10C y en condiciones de humedad por lo menos durante los primeros 7 das despus de la colocacin, excepto para concretos de alta resistencia inicial, que se mantiene las condiciones de humedad por lo menos los 3 primeros das.

2.11.1. Curado acelerado.El curado con vapor a alta presin, vapor a presin atmosfrica, calor y humedad, u otro proceso aceptado, puede emplearse para acelerar el desarrollo de la resistencia inicial y reducir el tiempo de curado.Debe cumplir los siguientes requisitos. Debe proporcionar una resistencia a la compresin del concreto, en la etapa de carga considerada, por lo menos igual a la resistencia de diseo requerida en dicha etapa de carga. El procedimiento debe ser tal que produzca un concreto con una durabilidad equivalente al menos a la que se obtiene usando mtodos de curados tradicionales.

2.12. Requisitos para climas fros.

Se debe contar con el equipo adecuado para calentar los materiales y para protegerlo de temperaturas de congelamiento o cerca a ellas. Todos los materiales componentes del concreto y todo el acero de refuerzo, el encofrado, los rellenos y el suelo con el que estar en contacto el concreto deben estar libre de escarcha. No deben usarse materiales congelados o que contengan hielo.

2.13. Requisitos para climas clidos.

Si no se da una adecuada atencin a los materiales que forman parte del concreto, as como a los mtodos de elaboracin, al transporte, colocacin. Proteccin y curado, para evitar las temperaturas excesivas, y la evaporacin del agua, puede producirse una disminucin en la resistencia, y afectar el funcionamiento del elemento.

SEGUNDA PC EC612-J Vela Caleron, YoshiPgina 2Vela caldern, YoshiACI 318EC 612 - JCONCRETOS EN CLIMAS FRIOSQu es clima fro?Se define el clima frio a un periodo donde por mas de 3 das consecutivos las siguientes condiciones existan:La temperatura promedio del aire es menor que 40F (5 C).La temperatura del aire no es mayor de 50F (10C) en mas de la mitad de cualquier periodo de 24 horas.La temperatura promedio del aire es el promedio entre la mas alta y la mas baja ocurrida durante el periodo desde medianoche hasta medianoche. El clima frio tal como es definido en esta norma, normalmente empieza en otoo y usualmente continua hasta la primavera. Qu es clima fro?Se define el clima frio a un periodo donde por mas de 3 das consecutivos las siguientes condiciones existan:La temperatura promedio del aire es menor que 40F (5 C).La temperatura del aire no es mayor de 50F (10C) en mas de la mitad de cualquier periodo de 24 horas.La temperatura promedio del aire es el promedio entre la mas alta y la mas baja ocurrida durante el periodo desde medianoche hasta medianoche. El clima frio tal como es definido en esta norma, normalmente empieza en otoo y usualmente continua hasta la primavera. Temperatura de mezclado. La temperatura mnima recomendada del concreto en el momento del mezclado en funcin de la temperatura del aire y del tamao de la seccin se muestra en la tabla de la siguiente diapositiva.Temperatura de colocacin.Deber determinarse segn la norma ASTM C1064.Mientras ms masa tenga la seccin de concreto, pierde calor menos rpido, por lo tanto, se recomienda la menor de las mnimas temperaturas de colocado a medida que las secciones de concreto se hagan ms grande.En estructuras masivas es recomendable tener bajas temperaturas de colocacin.

Tabla de temperaturas recomendadas del concreto. Calentamiento de los componentes del concreto.Se pueden calentar:El agua de mezclado, esta debe estar a una temperatura regulada para evitar fluctuaciones apreciables en la temperatura del concreto.Calentamiento de los agregados, generalmente la temperatura deseada del concreto se obtiene nicamente calentando el agua, pero es necesario calentar los agregados cuando las temperaturas del aire estn persistentemente por debajo de -4C

Preparacin antes de la produccin del concreto.Consiste principalmente en garantizar que todas las superficies que estarn en contacto con el concreto recin colocado, estarn a temperaturas que no puedan causar un congelamiento temprano o una fragua tremendamente prolongada.Comnmente las temperaturas de estas superficies de contacto, incluido el material subrasante, no necesitan estar a mas que unos grados sobre la congelacin es decir 2C y preferiblemente no ms de 5C superior que las mnimas temperaturas mnimas de colocacin dadas en la tabla anterior.Todo hielo, nieve y escarcha debe ser removido de modo que no ocupe el espacio proyectado para ser llenado por concreto.Proteccin contra el congelamiento a edades tempranas.La proteccin debe ser proporcionada inmediatamente despus de la colocacin del concreto, por ellos los preparativos para cubrir, aislar, abrigar o calentar el concreto deben realizarse antes de la colocacin. La duracin del tiempo de proteccin puede ser reducida mediante el uso de cemento tipo III , uso de un aditivo acelerante o uso de 60kg/m3 de cemento en exceso del contenido de cemento de diseo.Mtodos de curadoCurado durante el periodo de proteccin.Mientras los encofrados permanezcan en el sitio, las superficies de concreto adyacentes a estos retendrn la humedad adecuada, estado que no ocurre en climas clidos. Cuando el concreto que esta a ms de 16c se expone al aire a 10c o mas, es esencial tomar medidas para prevenir el secado, la tcnica preferida para ello es la de utilizar vapor para el calentamiento y prevencin de la evaporacin excesiva.

Mtodos de curadoCurado siguiente al periodo de proteccin.Seguidamente al retiro de la proteccin de temperatura, no es necesario proporcionar medidas para prevenir el secado excesivo mientras la temperatura del aire permanezca por debajo de 10C , excepto cuando se coloque el concreto en zonas extremadamente ridas.Si despus de removida la proteccin y durante el primer periodo de temperatura de sobre-congelamiento se aplica algn componente curador, la necesidad de realizar operaciones de curado adicionales se eliminan si la temperatura se levanta sobre los 10C.