Concretos Especiales II
TECNOLOGIA
Docente: Ing. María Ana Catcoparco H.
CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA ó ALTO
COMPORTAMIENTO, ALTO DESEMPEÑO
• Adquiere a edad temprana una alta resistencia
• Periodo de tiempo que se desea que el concreto
adquiera determinada resistencia muestra un rango
muy amplio, desde unas pocas horas hasta algunos
días.
Se garantiza lograr el 80% de la resistencia solicitada
a 1 o 3 días.
• Para resistencias superiores a los 300 kg/cm2 se
requiere analizar el diseño del elemento.
• La producción requiere > estudio, control de calidad y
analizar el diseño del elemento.
Se obtiene alta resistencia dependiendo de las
especificaciones que se requieran:
• Cemento Tipo III (Alta resistencia temprana)
• F’c: superior a 40 Mpa
• Baja relación W/C: 0.2 – 0.45
• Aditivos químicos: reductores de agua, plastificantes.
• Agregado debe ser cuidadosamente seleccionado para
mezclas de alta resistencia, deben ser resistentes y
durables. TMN: 3/8” – ½” da una resistencia óptima.
• Arena + gruesa, que la señalada por ASTM C-33: MF > 3.2
• La mayoría de mezclas contiene obligatoriamente 1 o +
adiciones: cenizas volantes, cenizas de altos hornos,
microsílice, materiales puzolánicos de origen natural.
Colocación, consolidado y curado
• Se deben eliminar retrasos en la entrega y
colocación
• Consolidación es muy importante para que se
obtengan las resistencias
• Asentamiento: 7” a 9”
• Poco o ningún sangrado. Curado por rociado,
inmediatamente después del enrasado para
disminuir la contracción plástica.
• 7 días de curado húmedo.
Usos del concreto:
• Para colocar el concreto en servicio a una edad mucho < . Ejem. Pavimentación para uso inmediato: Dar tráfico a 3 días de su colocación.
• Pisos
• Para construir edificios altos, reduciendo sección de columnas e incrementando espacio disponible.
• Construir Superestructuras de puentes de mucha luz
• Satisfacer necesidades específicas de ciertas aplicaciones especiales, por ejem. Durabilidad, resistencia a la flexión, módulo de elasticidad. Dentro de estas aplicaciones se cuentan: presas, cubiertas de gradería, cimentaciones marinas, parqueos, pisos industriales de trafico pesado.
• Elementos prefabricados
• Elementos preesforzados..
Características: • Alta resistencia
• Alta resistencia inicial
• Alta resistencia a la abrasión
• Alta durabilidad y vida útil larga en ambientes severos
• Baja permeabilidad
• Resistencia al ataque químico
• Mayor avance de obra
• Optimización del uso de encofrado
• Disminución de costos.
• Minimiza el tiempo de construcción
Características:
• Alta resistencia a la congelación y a los
daños causados por las sales de
deshielo.
• Tenacidad y resistencia al impacto
• Estabilidad de volumen
• Fácil vaciado
• Compactación sin segregación
• Cohibición de crecimiento de bacterias
y moho.
CONCRETO LIVIANO ó CELULAR
• Similar al concreto estándar excepto que tiene baja densidad.
• La mezcla del concreto es preparado con agregados ligeros o combinado con los agregados estándar
Agregados Ligeros Estructurales:
• Arcillas, pizarras y
esquistos expandidos en
hornos rotatorios.
• Ceniza volante peletizada
o extruída
• Escorias expandidas
• Piedra pómez
• Cubos de arcilla cocida.
Características:
• Densidad entre 1365 y 1850 Kg/m3.
• F’c a los 28 días: Aprox. 175 Kg/cm2
• Generalmente estos concretos requieren de un 12 a 14% menos de agua de mezclado para lograr una misma trabajabilidad que uno ligero.
VENTAJAS y DESVENTAJAS:
• Es buen aislante térmico por su contenido de aire.
• Es durable • Es mas caro • No es altamente resistente
a la abrasión • El mezclado, manejo y
colocación requiere + precauciones.
Beneficios:
• Alta trabajabilidad
• Disminución de carga muerta
• Proporciona mayor confort al usuario
• Fácil de cortar y clavar.
Usos: • Es apto, en general para pretensados, cascarones y
edificios de gran altura.
• Elementos apropiados: losas en entrepisos y muros
para casas habitación, cines, auditorios, teatros, muros
divisorios.
• Capas de nivelación de losas y pisos
• Rellenos para nivelar y como aislante.
• Para construcción de vivienda tipo monolítica
• Mayor resistencia al fuego.
• En edificios altos resulta conveniente que las losas sean
menos densas
CONCRETO PESADO
• Producido con agregados pesados especiales,
lográndose una densidad por encima de los 6400
Kg/m3.
• Resistencia a la compresión = a la obtenida en los
Co. Normales.
• Su función básica es crear una barrera protectora
contra la radiación nuclear, componentes
radioactivos y en algunos casos solo como lastre.
• Concreto > densidad, se producen espesores
menores.
Agregados utilizados de peso pesado
Barita Limonita Magnetita Ilmenita Hematita Escorias de acero
PRODUCE Co. > 6400 Kg/m3
Características:
La selección de este concreto esta basado en los
requerimientos de espacio, intensidad y tipo de radiación.
Las propiedades del Co. Pesado en estado fresco y
endurecido pueden estar condicionados para darle a este
trabajabilidad adecuada y los requisitos necesarios para su
uso, mediante una selección cuidadosa de materiales y
diseños.
Excepto por la densidad , las propiedades físicas del concreto pesado son similares a los concretos estándar. Se le puede agregar aditivos de acuerdo a las necesidades.
Beneficios:
• Elevado peso volumétrico
• Mejor relación resistencia / peso
• Disminución de espesor en los
elementos
El concreto pesado es muy utilizado en centrales
nucleares debido a su alta densidad y grado de
protección.
Reactor RP10 del Centro Nuclear – Huarangal
El concreto se ha diseñado para actuar como elemento estructural y de blindaje biológico contra la acción de radiaciones nucleares.
Características de la edificación de Huarangal:
• El concreto pesado tiene una densidad seca mínima de 2.7 gr/cm3;
• F’c a los 28 días de 280 kg/cm2;
• Espesor promedio de la pantalla de 25 cms; y en el diseño de la estructura se ha considerado la posibilidad de un sismo de magnitud 8.4 Ms.
• Cemento elegido ”Andino” Tipo V
• Como agregado fino se empleó arena natural de cantera, limpia de La Molina
• Agregado grueso : Mineral de hierro clasificado como Magnetita, proveniente de los yacimientos de Marcona.
• Agua empleada: potable.
• Se utilizaron 2 aditivos: un plastificante, para lograr retardo de fraguado con reducción de agua sin pérdida de resistencia; y un superplástificante, para garantizar fluidez de la mezcla durante el tiempo de colocación, con asentamientos de 6” a 7”.
CLASIFICACION DEL CONCRETO POR SU PESO VOLUMENTRICO ó DENSIDAD APARENTE
CONCRETO USOS BENEFICIOS Información Técnica
LIGERO ,
LIVIANO,
CELULAR
• Capas de nivelación en
pisos y losas
• Para construcción de
muros de tabiquería.
• Mejora al aislamiento
termo- acústico
• Alta trabajabilidad
• Disminución de carga
muerta
• Proporciona mayor
confort al usuario
• Fácil de aserrar y clavar
• Mayor resistencia al fuego
• P.V. de 1365 a 1850 kg/m3
• Resistencia a la compresión
de hasta 175 kg/cm2 a los 28
días
PESADO
Utiliza
agregados de
alta densidad
magnetita,
Limonita,
escoria de
acero
• Estructura de
protección contra
radiaciones (rayos X,
rayos gamma, radiación
de neutrones)
• Elevado peso volumétrico
• Mejor relación
resistencia/peso •
Disminución de espesor en
los elementos
• P.V. entre 2,400 y 3,800 kg/m3.
• Resistencia a la compresión
igual a la obtenida en los
concretos normales
NORMAL
• Todo tipo de
estructuras en general
• Elementos prefabricados
• Estructuras
voluminosas
• Mantiene una densidad
en atención al
funcionamiento de la
estructura
• P.V. entre 2,200 a 2,300 kg/m3
• Resistencia a la compresión
entre 100 Y 350 kg/cm2
CONCRETO TREMIE: CONCRETO TREMIE: Concreto dosificado y mezclado en planta, especialmente
diseñado con una consistencia fluida, ideal para ser colocado en
Pilotajes tales como: sistema de tubo embudo o en sistemas de
fundación o elementos que requieren alta fluidez y consistencia.
Usos:
• Este producto se utiliza para fundir elementos en presencia de nivel freático, tales como:
• Cimentaciones profundas
• Muros de contención
• Pantallas
• Pilotes
Ventajas y Beneficios • Proceso controlado desde la materia prima hasta la
entrega del producto, lo que permite ofrecer:
• Calidad certificada
• Mezcla homogénea y manejable
• Mínima segregación
• Control de desperdicios
• Por las mismas características del producto, se facilita el llenado y nivelación de los elementos
• Se disminuye el proceso de compactación y vibrado.
• Dosificación realizada con equipos perfectamente controlados.
Concreto defectuoso
de un panel de pantalla
Hincado de pilotaje
Vaciado de concreto
Muro Pantalla
Especificaciones Técnicas:
Especificación Valor
Asentamiento 8” – 9”
F’c a los 38 días o edad especificada
210 – 410 Kg/cm2
TMN del agregado 3/8”, ½”, ¾”, 1”
Fraguado inicial 5 horas
Fraguado final 11 horas
Consideraciones:
Concreto puede ser bombeado para llegar al sitio final de colocación.
Cumplir las recomendaciones existentes para los procedimientos de
colocación y manejo del concreto.
La adición en obra de cemento, agua o aditivo alterará el diseño
afectando la calidad del concreto producido.
Concreto debe ser colocado máx. 45’ después de la llegada a la obra, a
no ser que alguna característica permita lo contrario
Controlar los procedimientos propios del sistema de colocación para el
pilotaje.
Tomar en cuenta cuando se especifique el concreto, que el TM del
agregado sea el adecuado para el espaciamiento del refuerzo utilizado
Vía Expresa del Callao – Paso a Desnivel Av. Quilca con Av. Faucett
Diseño: Sistema de muros de suelo reforzado MESA para conformar los muros de contención.
Proyecto final consta de 10 alturas diferentes: de 0.60 hasta 8.30 m
de altura.
Paramento o fachada: rugoso, a base de bloques de concreto
color natural y conformados de forma totalmente vertical.
Refuerzo principal: Geomallas estructurales de HDPE Tensar
UX1400MSE, y UX1600MSE.
Colocación de bloques: Sobre losa de nivelación de Co.
Simple, a 0.60m del NTN. y directamente sobre el pavimento
existente en la zona de la antigua Av. Quilca.
Sobre la losa se inició la colocación de los bloques de
concreto, sin ningún material cementante entre estos,
entrelazados unos a otros por conectores de polietileno.
Rendimiento: 45 m2 por cuadrilla.
Colocación de los bloques de Co. en las 1ras. Hiladas.
Se procede a instalar las capas de geomallas, que están
conectadas a los bloques de Co. por medio de los mismos
conectores de polietileno de alta densidad que se utilizan
para unir los bloques entre si.
Geomalla, de longitud variable, según la altura del muro,
llegando a hasta 6.00m en los muros más altos.
La flexibilidad del sistema permitió la perfecta adaptación
a la superficie del terreno y la fácil conformación de
curvas.
Instalación rápida sin mayores contratiempos .
CONCRETO LANZADO
El ACI define CONCRETO LANZADO: “Como un mortero o concreto transportado
a través de una manguera y proyectado neumáticamente a alta velocidad
sobre una superficie.”
Se considera que si la mezcla a lanzar cuenta sólo con agregados finos se llama MORTERO lanzado.
y si los agregados son gruesos se denomina CONCRETO lanzado.
Por otra parte el concreto con AGREGADO FINO es conocido como "GUNITE" ó Co. lanzado Por VIA SECA. y cuando incluye AGREGADO GRUESO se designa como "SHOTCRETE“ ó Co. Lanzado por VIA HUMEDA
El SHOTCRETE es un material COHESIVO, mas reciente que el concreto convencional pero de proporciones de mezcla similares. De alta resistencia inicial, atribuida a la baja relación agua/cemento y la utilización de aceleradores de fraguado que han sido desarrollados para conseguir altos valores de resistencia inicial.
Sus propiedades son muy dependientes del operador.
Tiene una resistencia a la compresión y un peso específico
similar al de un Co. De alta resistencia y un estándar
respectivamente.
Pueden ser usados agregados con un TM ¾”
Se APLICA sobre una
superficie que puede ser:
Concreto
Piedra
Terreno natural
Mampostería
Acero
Madera
Poliestireno
PROCESO SECO
Se hace un pre mezclado del cemento y
agregados, luego esta mezcla supuestamente
homogénea va ser impulsada por una compresora
de aire hacia la boquilla.
El agua es adicionada a la mezcla en la boquilla a
la salida mezclándose íntimamente, para que
inmediatamente sea lanzada, proyectada sobre la
superficie.
PROCESO HUMEDO
Todos los ingredientes son premezclados y luego
lanzados sobre la superficie.
Si se adiciona al final de la boquilla una
compresora de aire se incrementa la velocidad del
lanzamiento de la mezcla sobre la superficie.
Revestimiento y reparación de túneles.
Estabilización de taludes y muros de
contención.
Cisternas, lagos artificiales , canales
Silos, domos y paraboloides
Rehabilitación y refuerzo estructural
Aplicación sobre estructuras
abovedadas.
Concreto refractario para chimeneas,
hornos y torres
Formas curvas de concreto.
A P L I C A C I O N
Hoy en día se viene utilizando con mucho éxito el Shotcrete o concreto lanzado en el mundo.
VENTAJAS
• No requiere encofrados.
• Optimiza los tiempos de construcción.
• Fácil aplicación.
PROCESO SECO
Se hace un pre mezclado del cemento y
agregados, luego esta mezcla supuestamente
homogénea va ser impulsada por una compresora
de aire hacia la boquilla.
El agua es adicionada a la mezcla en la boquilla a
la salida mezclándose íntimamente, para que
inmediatamente sea lanzada, proyectada sobre la
superficie.
Contratistas calificados
están usando
el concreto lanzado
tanto para la construcción
de muros cortantes,
rehabilitación y
reforzamiento para sismos,
y de cimentación,
como para el
concreto arquitectónico.
A
P
L
I
C
A
C
I
O
N
E
S
El Shotcrete, transportado
a través de una manguera
y proyectado.
VENTAJAS DEL CONCRETO LANZADO A diferencia del concreto convencional, el cual es colocado y luego compactado (vibrado) en una segunda operación, el concreto lanzado es colocado y compactado al mismo tiempo, debido a la fuerza con que es proyectado desde la boquilla.
Diseño de formas libres
Ideal para estructuras de pared delgada
Baja permeabilidad
Alta resistencia, adhesividad y durabilidad
Disminución de grietas por temperatura
Puede dársele cualquier acabado y coloración
Acceso a sitios difíciles (pueden alcanzarse hasta 300m horizontales y 100 m. verticales)
El concreto lanzado es un concreto estructural que difiere del concreto convencional en la manera que es aplicado y muchas veces con mejores resultados
VENTAJAS DEL CONCRETO LANZADO
El Método
Dominante
Del futuro será
El de proyección
POR VIA
HUMEDA
Debido a que
Ofrece un mejor
Ambiente de
Trabajo,
Mayor calidad,
Uniformidad
Y producción.
SHOTCRETE REFORZADO CON FIBRAS:
El Shotcrete reforzado con fibras ya sean estas sintéticas o de acero crean un refuerzo homogéneo. Se pueden aplicar muy rápido, asegurando un refuerzo inmediato a la roca excavada. VENTAJA: Más dúctil, controla las fisuras, aplicación rápida y fácil, durable, eficaz y rentable.
La Ingeniería
Minera reconoce
La utilidad del
SHOTCRETE CON
REFUERZO de FIBRA,
En terrenos
Sujetos a la
Actividad sísmica.
Crear nuevas empresas con base en MATERIALES y
TECNOLOGIAS innovadoras para diseñar mezclas o
Sistemas constructivos o para que una comunidad
simplemente produzca sus propios materiales creando
empleos, rompiendo PARADIGMAS sobre
Producción y distribución de MATERIALES.
ES POSIBLE ……
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