SEMANA 13
Las diferentes formas de resistir del concreto.
Terremotos
La resistencia de este material ante los
terremotos responde a que los muros de
concreto reforzado son un sistema compuesto
en el cual la ductilidad excepcional del acero
para resistir las fuerzas de tracción junto
con la habilidad del concreto para resistir
la compresión resulta en una excelente
combinación para afrontar los embates de un
temblor. un concreto ligeramente reforzado
resiste hasta seis veces más el trasiego de
carga que una estructura realizada con
muros con estructura de madera.
Fuego
El concreto es uno de los materiales con mayor
resistencia al fuego, ya que no se inflama
hasta que está expuesto a miles de grados.
Cabe señalar que se han realizado pruebas en
diversos tipos de muros expuestos a flamas y
temperaturas de más de 1,100 grados celsius. En contraposición las paredes
con estructuras de madera colapsan ante la
presencia del fuego en una hora o menos.
Además los muros de concreto han probado
ser más resistentes al momento en que el
fuego se extiende de un muro al otro. De esta
manera en los muros de ICF el fuego tarda en
esparcirse entre 2 y 4 horas; mientras que en
los otros casos se disemina en 1 hora o menos.
Una preocupación al emplear ICF podría ser el
carácter flamable del Poliestireno Expandido
dado sus componentes sintéticos; sin embargo
los bloques huecos son adicionados con aditivo
retardantes de fuego.
• Resistencia a los vientos
para analizar
los efectos del impacto de escombros
propulsados por el viento ante pequeñas
secciones de diez diferentes tipos de muros
entre los que se incluyeron fracciones de
ICF. De manera contraria a los muros con
estructura de acero o madera, las Formas
de Concreto Aislado no fueron atravesadas
por los escombros. Si bien hubo daños
externos en la estructura del ICF; los muros
lograron soportar los fuertes impactos de
escombros ante vientos de 160 km por hora.
APLICACIONES DE LAS FORMAS
DE CONCRETO AISLADO
• Refugios ante desastres naturales:
la definición de un
cuarto seguro o refugio es un espacio en el
cual las paredes, techo y piso deben estar
estructuralmente separados del resto de la
construcción de manera en que, aunque esta
colapse o se destruya, el refugio seguirá en
pie. De forma paralela, otro requerimiento
es que el refugio debe ser accesible desde
cualquier espacio de la construcción.
Por mucho tiempo se manejó la idea
de que un refugio seguro tenía que estar
forzosamente bajo tierra. Sin embargo,
de acuerdo a estudios realizados por la
Texas Tech University se ha comprobado
que es posible construir espacios resistentes
a Tornados F5 en las plantas altas de las
estructuras. Dentro de estos espacios se
incluyen los cuartos seguros de los cuales
pueden ser instalados en cualquier lugar de
la vivienda, ya sea dentro de una habitación,
cuartos principales, un comedor o un baño.
Solicitaciones estáticas,
repetidas y dinámicas.
se realiza el analizar los avances en el diseño de mezclas asfálticas para carreteras. Esto representa un aspecto muy importante desde el punto de vista socioeconómico tanto para el país como en el ámbito internacional.
- – El desarrollo de un criterio de diseño de concretos asfálticos para carretera identificado como Superpave, el cual ha despertado interés internacional, y que está en proceso de verificación y realización de modificaciones.
- – En el extenso programa desarrollado en el Instituto de Ingeniería de la UNAM se analizaron los resultados de dicho programa. Se decidió analizar únicamente la fase uno del criterio Superpave ya que las fases dos y tres se consideraron inadecuadas.
La resistencia a la compresión como valor característico.
EL Ensayos de
información complementaria del hormigón, que en el caso de requerir estimar la resistencia del
hormigón de una parte determinada de la obra, bien porque exista el riesgo de que haya sufrido
daños por haber estado sometida a condiciones de temperatura extremas, porque se requiera fijar
convenientemente el momento de desencofrado, desmolde o descimbrado, o bien porque los
ensayos de control del hormigón arrojen resultados no conformes con los criterios de aceptación,
podrán extraerse testigos del hormigón de la estructura para evaluar dicha resistencia. Sin
embargo, la EHE no define ningún procedimiento para realizar esta evaluación, que ha de tener
en cuenta factores de corrección que prevean las diferencias entre el hormigón evaluado en el
momento de la recepción y el hormigón colocado en la estructura, diferencias debidas a factores
tales como la compactación y el curado.
Las probetas cilíndricas miden la calidad del hormigón a pie de
obra, en condiciones de plena compactación y curado ideal durante 28 días previo a la realización
del ensayo de compresión. El hormigón de la estructura habrá sido curado según un
procedimiento distinto, casi siempre más desfavorable que las condiciones de conservación
estándar, y posiblemente haya sido colocado con un grado de compactación menor. También
pueden producirse efectos de asentamiento del hormigón colocado en la obra, con el resultado de
que testigos extraídos de la parte inferior de muros o pilares pueden diferir en hasta un 15%-30%
de aquellos extraídos de la parte superior
El
mecanismo de la rotura del concreto.
Las probetas que se ensayadas obtendrán un resultado que podemos observar en el concreto como roturas en su estructura.
– Las probetas a ser ensayadas, estarán sujetas a las tolerancias de tiempo indicadas:
TIPOS DE FRACTURAS:
El curado de las estructuras generalmente deben extenderse durante los primeros 7 días para hormigones con cemento portland normal y a 14 días para los cementos con adiciones de escoria o puzolana. En el caso de los cementos con material calcáreo no existen recomendaciones acerca de los plazos mínimos de curado, pero debido a que la adición de material calcáreo al cemento produce un aumento del grado de hidratación durante las primeras edades, un curado húmedo de 7 días puede ser considerado aceptable. Sin embargo, es prácticamente desconocida la influencia que posee el tiempo de curado húmedo sobre las propiedades de hormigones elaborados con cementos compuestos.
En este trabajo se presenta la influencia de diversas edades de curado húmedo (1, 3, 7 y 28 días) sobre las propiedades resistentes y la tasa de absorción de hormigones conteniendo cemento por tland, escoria granulada de alto horno (10 y 20%) y material calcáreo (12 y 18%). Palabras clave: Escoria granulada de alto horno, material calcáreo, curado.
La determinación de la
resistencia del concreto por ensayos
destructivos.
• El propósito fundamental de medir la resistencia de los especímenes de pruebas de concreto es estimar la resistencia del concreto en la estructura real.
• La EXTRACCION DE NUCLEOS pueden utilizarse también para descubrir separación por acumulación de agregado o para verificar la adherencia en las juntas de construcción o para verificar el espesor del pavimento.
El método normalizado.
Este método de ensayo trata sobre la determinación de la resistencia a compresión de cilíndricos de concreto, tales como cilindros moldeados y núcleos perforados. Se encuentra limitado al concreto que tiene un densidad mayor que 800 kg/m3.
– Esta norma no pretende tener en cuenta todo lo relativo a seguridad. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas apropiadas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones regulatorias previo al uso.
Influencia en el ensayo de los siguientes
parámetros:
El ensayo de tracción es la técnica experimental más
utilizada para medir las propiedades mecánicas de los
materiales metálicos [1]. Con él se obtienen los
parámetros que definen el comportamiento del material,
ya sea en rango elástico, plástico, e incluso en rotura.
Uno de los parámetros básicos es la ductilidad, que está
relacionada con la deformación que puede llegar a
alcanzar el material previo a su rotura.
En un ensayo de tracción normalmente distinguimos
entre la deformación bajo carga máxima y la
deformación de rotura. La primera es fácil de medir y
suele dar resultados bastante repetitivos. Sin embargo,
la segunda es algo más complicada de obtener. La
deformación de rotura se suele definir a partir del
alargamiento medido justo antes de que se produzca una
pérdida de carga apreciable producida por la fractura del
material, lo cual es posible si se están utilizando
extensómetros y la rotura se produce dentro de lalongitud captada por el extensómetro. El problema es
que si la rotura sucede fuera de la longitud recogida por
el extensómetro, la deformación de rotura calculada de
esta forma no es representativa y puede experimentar
grandes variaciones en función de la posición del punto
de rotura con respecto al extensómetro.
Factores que
inciden en la resistencia a la compresión:
RELACION A/C, “Ley de Abrams”, según la cual, para los mismos materiales y condiciones de ensayo, la resistencia del concreto completamente compactado, a una edad dada, es inversamente proporcional a la relación agua-cemento. Este es el factor más importante en la resistencia del concreto: Relación agua-cemento = A/C
RELACION A/C, “Ley de Abrams”, según la cual, para los mismos materiales y condiciones de ensayo, la resistencia del concreto completamente compactado, a una edad dada, es inversamente proporcional a la relación agua-cemento. Este es el factor más importante en la resistencia del concreto: Relación agua-cemento = A/C
La relación espacio gel; relación
agua/cemento; maduración.
La relación agua-cemento, también conocida como razón agua/cemento , a/c, o pasta cementicia es uno de los parámetros más importantes de la tecnología del hormigón, pues influye considerablemente en la resistencia final del mismo.
Expresa la íntima relación que existe entre el peso del agua utilizada en la mezcla y el peso del cemento. Como es matemáticamente una razón, debe usarse un signo de división (barra: / ) y nunca un guion.
Dado que el peso del agua utilizada siempre debe ser menor que el peso del cemento, el guarismo resultante es menor que la unidad.
Una relación agua/cemento baja, conduce a un hormigón de mayor resistencia que una relación agua/cemento alta. Pero cuanto más alta sea esta relación, el hormigón será más trabajable.
La menor relación a/c para obtener una hidratación completa del cemento se considera igual a 0,42.
La
determinación de la resistencia del
concreto a la tracción.
Esta Norma Técnica Peruana establece el procedimiento para la determinación de la resistencia a la tracción por compresión diametral de especímenes cilíndricos de hormigón (concreto), tales como cilindros moldeados y testigos diamantinos.
Resumen del Método
• Este método de ensayo consiste en aplicar una fuerza de compresión diametral a toda la longitud de un espécimen cilíndrico de concreto, a una velocidad prescrita, hasta que ocurra la falla.
Velocidad de Carga
• La carga se aplicará en forma continua y evitando impactos, a una velocidad constante dentro del rango de 689 kPa/min a 1380 kPa/min hasta que falle el cilindro por el esfuerzo de tracción por comprensión diametral.
• Expresión de Resultados
La resistencia a la tracción por comprensión diametral de la probeta se calcula con la siguiente fórmula:
T = 2P / π.l.d
Donde:
T = Resistencia a la tracción por comprensión diametral, kPa.
P = Máxima carga aplicada indicada por la máquina de ensayo, kN.
l = longitud, m.
d = Diámetro, m.
Método de
tracción directa.
El ensayo a tracción es ampliamente utilizado en ingeniería, ya que permite
determinar las propiedades mecánicas de los materiales, es decir sus
características de resistencia y deformabilidad, y a la vez nos sirve de
herramienta para verificar las especificaciones de aceptación o rechazo.
Otras características, no menos importantes, que pueden determinarse
mediante el ensayo de tracción son la tenacidad, la deformación unitaria de
rotura, la tensión máxima y el módulo de rigidez.
No obstante, en el campo de las mezclas bituminosas no existe un ensayo
estandarizado a tracción directa, que permita determinar estas propiedades
mecánicas.
Método de compresión
diametral.
- 1.1 Este método de prueba abarca la determinación de la resistencia a la tracción por compresión diametral de especímenes cilíndricos de hormigón, tales como cilindros moldeados y núcleos perforados.
- 1.2 Los valores indicados en unidades del Sistema Internacional (SI) o en pulgadas-libra se deben considerar como el estándar por separado. Los valores indicados en cada sistema pueden no ser equivalentes exactos entre sí; por lo tanto, cada sistema se deberá utilizar de forma independiente del otro. Combinar valores de los dos sistemas puede generar faltas de conformidad con el estándar.
- 1.3 Este estándar no pretende abordar todas las inquietudes de seguridad, en caso de existir alguna, relacionadas con su uso. Es responsabilidad del usuario de este estándar establecer las prácticas de salud, prácticas de seguridad y prácticas ambientales apropiadas y determinar la aplicabilidad de las limitaciones normativas antes de su uso.
- 1.4 El texto de este estándar hace referencia a notas que proporcionan material explicativo. Estas notas no deberán considerarse como requisitos del estándar.
- 1.5 Este estándar internacional fue desarrollado de conformidad con principios de estandarización reconocidos a nivel internacional y establecidos en la Decisión sobre Principios para el Desarrollo de Estándares, Guías y Recomendaciones Internacionales (Decision on Principles for the Development of International Standards, Guides and Recommendations) publicada por el Comité de Acuerdo sobre Obstáculos Técnicos al Comercio (Technical Barriers to Trade, TBT) de la Organización Mundial del Comercio.
La resistencia a la flexión.
La resistencia a la flexión del concreto es una medida de la resistencia a la tracción del concreto (hormigón). Es una medida de la resistencia a la falla por momento de una viga o losa de concreto no reforzada. Se mide mediante la aplicación de cargas a vigas de concreto de 6 x 6 pulgadas (150 x 150 mm) de sección transversal y con luz de como mínimo tres veces el espesor.
La resistencia a la Flexión se expresa como el Módulo de Rotura (MR) en libras por pulgada cuadrada (MPa) y es determinada mediante los métodos de ensayo ASTM C78 (cargada en los puntos tercios) o ASTM C293 (cargada en el punto medio).
Relación con la resistencia a la
compresión.
El concreto es uno de los materiales más utilizados debido a las propiedades mecánicas y físicas adquiridas durante su proceso de endurecimiento, el cual se lleva a cabo durante los primeros 28 días de su fabricación. Por lo anterior, es importante su estudio a través de este periodo, pues es allí donde se adquieren significativamente sus propiedades. Dos de las más importantes son: la resistencia a la compresión y la porosidad.
La resistencia a la compresión mide la calidad del concreto de una manera sencilla, rápida, eficaz y es empleada con frecuencia en los cálculos para el diseño de las estructuras. Esta propiedad cambia significativamente con la variación de algunos parámetros, tales como: la relación (a/c), el tamaño máximo del agregado, las condiciones de humedad y temperatura durante el curado, la edad del concreto y la velocidad de carga, entre otros [1]. Con respecto a la porosidad, se debe
El concreto es uno de los materiales más utilizados debido a las propiedades mecánicas y físicas adquiridas durante su proceso de endurecimiento, el cual se lleva a cabo durante los primeros 28 días de su fabricación. Por lo anterior, es importante su estudio a través de este periodo, pues es allí donde se adquieren significativamente sus propiedades. Dos de las más importantes son: la resistencia a la compresión y la porosidad.
La resistencia a la compresión mide la calidad del concreto de una manera sencilla, rápida, eficaz y es empleada con frecuencia en los cálculos para el diseño de las estructuras. Esta propiedad cambia significativamente con la variación de algunos parámetros, tales como: la relación (a/c), el tamaño máximo del agregado, las condiciones de humedad y temperatura durante el curado, la edad del concreto y la velocidad de carga, entre otros [1]. Con respecto a la porosidad, se debe
Influencia de la forma de
aplicación de la carga y del tamaño de la
probeta.
En todos los ensayos los parámetros controlados están influidos por las condiciones que definen el ensayo: forma y tamaño de la probeta, temperatura, velocidad de aplicación de la carga, etc. En el caso de la medida de la tenacidad la influencia de estos parámetros externos o internos es todavía más evidente que en otros ensayos. Por estas circunstancias pueden existir diversos ensayos definitorios de la tenacidad. En el que observaremos en este capitulo es el denominado de resiliencia, sin menoscabo de otros que ponderan la tenacidad en condiciones diferentes como en el caso de los ensayos KIC que se analizan en el siguiente apartado.
La condición fundamental que determina el ensayo de resiliencia es la velocidad de aplicación de cargas la que corresponde a la caída libre de una carga ligada a un péndulo. Una máquina universalmente aplicada es el péndulo de Charpy que se esquematiza en la figura 2.26.El péndulo Charpy dispone de una masa M montada en el extremo del brazo, de longitud l, que pivota en el centro A. El ensayo de resiliencia consiste en golpear una probeta apoyada en s con la masa del péndulo que ha sido abandonada en caída libre desde una altura prefijada H. La energía absorbida, Ea, por la probeta para producir su fractura es la medida de la tenacidad del material en las condiciones del ensayo.Los parámetros primarios que definen el campo de resiliencia son:
a)
| Velocidad de impacto en la probeta, v. |
b)
| Energía cinética en el punto de alcanzar la probeta, Ec. |
La durabilidad del concreto.
El ACI define la durabilidad del concreto de cemento Pórtland como la habilidad para resistir la acción del intemperismo, el ataque químico, abrasión, y cualquier otro proceso o condición de servicio de las estructuras, que produzcan deterioro delconcreto
Congelamiento y deshielo.
Efecto entre la pasta y los agregados: Existe la denominada “Teoría Elástica” que considera un efecto mixto de los agregados sobre la pasta; ya que al congelarse el agua dentro de ellos se deforman elásticamente sin romperse por tener una estructura más resistente que la del cemento y ejercen presión directa sobre la pasta generando tensiones adicionales a las ocasionadas en el cemento independientemente.
Exposición
del concreto a sustancias químicas
agresivas.
La durabilidad de las estructuras de concreto reforzado, es uno de los aspectos más importantes que actualmente
el Eurocódigo considera como prioridad en la estimación de la vida útil de las edificaciones. Tan es así que existen tres estados límites: Estado Límite Último, Estado Límite de Servicio, Estado Límite de Durabilidad, que se
consideran para comprobar la funcionalidad estructural de las edificaciones. El Estado Límite de Durabilidad,
se encarga de corroborar la capacidad que tienen las estructuras de soportar durante su vida útil, las condiciones
físicas y químicas a las que están expuestas. En este documento se detalla la metodología utilizada en España en
lo que respecta a este Estado Límite, y se compara con lo que se hace en México.
Abrasión.
Se denomina abrasión a la acción mecánica de rozamiento y desgaste que provoca la erosión de un material o tejido. En geología, la abrasión marina es el desgaste causado a una roca por la acción mecánica del agua cargada por partículas procedentes de los derrubios.
Corrosión del acero.
La corrosión es un proceso espontáneo y continuo que afecta a un material –en este caso el acero- como una serie de alteraciones físico químicas por la acción de agentes naturales. En general, los metales –y el hierro en particular- se encuentran en la corteza terrestre en forma de minerales, de óxidos y/o sales. Para transformar estos minerales en metales se requiere energía y mientras más energía demanda el proceso metalúrgico, mayor es la tendencia del metal a volver a su condición original (Oxido o sal). El acero, cuyo mineral de origen es el hierro en forma de óxidos, no es ajeno a esta situación y está, como se sabe, expuesto a la corrosión u oxidación.
Reacciones químicas de los agregados.
Posibilidades de aplicación de los
ensayos no destructivos en la
determinación de las resistencias
mecánicas.
A
resultados los como, aplicados procedimientos
en proyecto del ejecución la de obtenidos
de campo el en basó se mismo El. cuestión
,hidráulicos concretos los de investigación
existir puede que relación la en específicamente
para, medición de métodos diferentes entre
la son lo como, concreto del características
de capacidad la, compresión la a resistencia
de módulo el y) ruptura de módulo (flexión
.elasticidad
la planteó se proyecto del ejecución la Para
entre relaciones o correlaciones de realización
y destructivos no métodos: ensayo de modos dos
correspondencias Estas. destructivos métodos
de búsqueda la mediante evaluadas fueron
las de comportamiento el sobre patrones
técnicas ambas ante concreto del características
.ensayos de
El módulo elástico dinámico.
El trabajo que recoge esta Tesis Doctoral propone determinar el módulo de deformación
dinámico de una única composición comercial de un mortero monocapa de revestimiento y
comprobar en qué manera su medida está condicionada por el tipo de ensayo, la edad y la
forma de la probeta, con el fin de poder llegar a correlacionar una muestra de formato
40 x 40 x 160 mm con otra no normalizada obtenida in situ de un mortero puesto en obra.
El procedimiento de ensayo de referencia es el propuesto por la norma americana de
hormigón (ASTM-C215, 2008) y que recoge el fabricante en el DIT plus del producto
(DIT_plus:543p/09, 2009).
La primera parte del trabajo comprende la caracterización del material para lo cual se
realizarán una serie de ensayos normalizados sobre determinadas propiedades del mortero,
tanto en polvo, en pasta como endurecido, y así poder contrastar sus resultados con los
declarados por el fabricante.
La segunda parte del trabajo se centra en la realización sistemática de ensayos no
destructivos previos que permitan conocer también las propiedades elásticas del mortero, en
particular sus módulos de deformación estático y dinámico, el módulo de deformación
transversal dinámico y el coeficiente de Poisson.
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