S2-Unidad 2-Sesion 1. Historia y tipos de Concretos_HRMR-2021.pdf

UNC-ESCUELA DE POSTGRADO
MAESTRIA EN INGENIERIA Y GERENCIA DE LA CONSTRUCCION
MATERIALES DE CONSTRUCCION
3/11/2021
DR.ING. HERMES ROBERTO MOSQUEIRA RAMIREZ
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE POSGRADO
HISTORIA Y TIPOS DE
CONCRETO
Dr. Ing. Roberto Mosqueira Ramírez
Dr. Ing. Miguel Angel Mosqueira Moreno
UNIDAD II-SESION 1

3/11/2021
MORTEROS NEOLÍTICOS “ LOS
ORIGENES DE LA CAL”

3/11/2021

3/11/2021
EL CONCRETO SUS COMPONENTES Y
NATURALEZA

3/11/2021
~ PUCP ciclo 2020-1
+ -
+ -
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+ -
+ -
+ -
compresión
~
Presfuerzo de tracción
~
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Presfuerzo de
/ Presión Interna
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"Capítulo 1 - Generalidades"
~ PUCP ciclo 2020-1
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boveda de
ojivas

3/11/2021
CUBIERTAS DE LA CATEDRAL DE SEVILLA
https://www.alquiansa.es/es/wp-content/uploads/2019/06/Pina%CC%81culos-arbotants-y-ga%CC%81rgolas-en-la-
arquitectura-go%CC%81tica.pdf
:~. PUCP ciclo 2020-1
Reseña histórica
:::. PUCP ciclo 2020-1
Se encontró la realización más antigua del concepto de
pretensado en los barcos egipcios (2,100 a.c.) donde ellos
usaban una pre-tensión longitudinal y transversal para que no
se abran las juntas durante las tempestades.
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~ PUC P ciclo 2020- 1
La primera aplicación del presfuerzo a una estructura,
consistió en tratar de mantener unidos bloques de concreto,
pasando a través de ellos un tirante atornillado en sus
extremos. Este uso se debe a P.H. Jackson, California
EE.UU., en el año 1886.
Masonry or concrete blocks
End threaded rod

3/11/2021
~ PUCP ciclo 2020-1
En 1888, E.W. Dohering, en Alemania desarrolla una patente
de la aplicación del presfuerzo a una losa, para eliminar las
fisuras del concreto mediante el uso de cables de acero.
~ Alarrbres
• • • •
En 1927, Eugéne Freyssinet fue el primero en exponer la
metodología para la valoración de las pérdidas dentro del
cálculo estructural..
En España, el mismoaño, Eduardo Torroja inicia los
primeros estudios de concreto presforzado,
En 1958, ambos fundan la "Federación Internacional
Hormigón Pretensado",
del
En lo sucesivo, varios ingenieros fueron contribuyendo con
sus investigaciones al desarrollo y uso del presfuerzo, de los
cuales destacan: Guyón, Magnel, Hoyer, Lin, etc.
En 1947, en el Perú, Pedro Lainez-Lozada realiza el proyecto
del puente "Fortalezau (Puerto Maldonado), que consiste en
una estructura colgante, con tablero encasetonado y vigas de
concreto preesforzado. En 1949, se inaugura el puente y llega
a ser el primer puente en concreto preesforzado construido en
el Perú.
Pretensado y postensado

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Pretensado
Primero se tensan los alambres o los torones
fijándolos a apoyos fijos sobre el terreno.
Posteriormente se hace el vaciado del concreto.
El anclaje es por adherencia.
~ PUCP ciclo 2020-1
GATO HIDRAÚLICO
ANCLAJE TENDÓN
VIGA VIGA
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BANCO DE TRABAJO
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DIAMBDO
DDUCIDO
LONG. DB ANCLAJE
OIIDNAL
Gato
Hidráulico
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Cables de tensado o
Torones
Colocacióndecablesdetensadoy dispositivos.
Se estira el cable hastaalcanzarla fuerza requeriday se ftja a los bloques o muros
deanclaje.
Encofrado de viga
Colocacióndelencofradoy vaciadodelaviga.
Concreto:[/~ 350 kg/cm2
Se debe controlar la calidad a través de la precisión del diseño de mezcla.
Colocación adecuada mediante el uso de vibradores y aditivos.
Usar la mínima relación agua/cemen
-
to
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•
•
•
Encofrad o de viga
Colocacióndelencofradoy vaciadodelaviga.
• Se debe realizar un curado adecuado a fin de evitar el agrietamiento
temprano de la pieza reduciendo en lo posible su retracción.
Desencofrado de viga
Desencofradodeviga
Transferencia deFuerza del Acero al Concreto.
• Se debe asegurar en los extremos que serán los únicos puntos de apoyo
dada la contraflecha.
No pueden superarse los esfuerzos admisibles en el concreto.
•
Es muy importante ejecutar una manipulación correcta de la pieza
pretensada con el fin de evitar la aparición de esfuerzos imprevistos que
puedan dañarla.

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"Capitulo 1 - Generalidades"
t ~ PUCP ciclo 2020-1
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FORJADO DE SEMl~GU
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ETA
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PRETENSADA
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rmigón armado in
situ
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Postensado
Primero se encofra el elemento, colocando los
ductos que van a llevar los cables.
Posteriormente se hace el vaciado del concreto.
Con el concreto endurecido se hace el tensado
de los cables, fijándolos al concreto con anclaíes

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~ PUCP ciclo 2020-1
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"Capítulo 1 - Generalidades" "Capítulo 1 - Generalidades"
CONCRETO PRESFORZADO
Resumen Histórico
CONCRETO PRESFORZADO

3/11/2021
Pre-esforzar una estructura es crear artificialmente en ella,
antes de la aplicación de las cargas externas o
simultáneamente con ellas, unas tensiones permanentes
que superpuestas a los esfuerzos debidos a las cargas
exteriores produzcan que las tensiones totales permanezcan
dentro de las tensiones admisibles que puede soportar
indefinidamente el material de la estructura.
1. CONCRETO PRESFORZADO
Balboa Ch. 2015
1. CONCRETO PRESFORZADO
Balboa Ch. 2015

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1.6 COMPORTAMIENTO MECÁNICO
ELÁSTICO DEL CONCRETO
1.6.1. RESISTENCIA A COMPRESIÓN DEL
CONCRETO (F’C)
Resistencia del Concreto en un Ensayo a
compresión directa
MAQUINAS PARA CALCULAR LA COMPRESIÓN DEL
CONCRETO
Laboratorio
PUCP Laboratorio UNC
Maquina de
compresión 100 TN
(ELE/SOILTEST)
Hidráulica para
Maquina a
compresión
(amsler)

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1.6.2. CONSIDERACIONES DE LOS ENSAYO
(NORMAS ASTM)
• Probetas cilíndricas de 6” x 12 “ ; 100 mm x
200 mm
• Curado en condiciones reales de obra y/o usa
producto químico.
• El ensayo puede estar controlado por carga o
por deformación:
• 2.1-2.8 kg/cm² / segundo
• 0.001 / min
Probetas metálicas y/o PVC
Caja para curado del Concreto

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http://proetisa.com/proetisa-productos.php?ID=140
https://www.ineltec.es/es/productos/equipos-de-simulacion/camaras-
climaticas/curado-de-probetas
Las Cámaras climáticas
compactas o modulares para el curado de
probetas de hormigón de Ineltec están
diseñadas para el sector de la construcción.
El proceso de curado se lleva a cabo dentro
de la cámara climática con temperaturas
comprendidas entre los 17ºC y 25ºC con una
humedad relativa que puede variar entre un
95% y un 98%
diseñado para el curado de probetas de
hormigón tanto cúbicas como cilíndricas.
Se suministra completo con resistencias
termostatizadas y bandeja de apoyo
inferior bajo la cual se coloca la resistencia
calentadora, toma de agua y tubo de
desagüe.
Dimensiones estándar: 1500 x 750 x 750
mm
Peso: 120 Kg
1.6.3. PRINCIPALES FACTORES QUE AFECTAN LA
RESISTENCIA F’C
• Resistencia del cemento hidratado y agregados
• La relación agua – cemento(a/c)
Influencia de la relación a/c
en la resistencia
Influencia de la relación a/c
En la resistencia y curva s-e
1.6.4.PRINCIPALES FACTORES QUE AFECTAN LA
RESISTENCIA F’C
• El aire incorporado reduce la resistencia a compresión
Efecto del contenido
de aire en el concreto
RESISTENCIA F’C
• El aire incorporado reduce la resistencia a
compresión
Efecto del
contenido de
aire y la
relación a/c en
el concreto

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RESISTENCIA F’C
• El tipo de cemento
• Gradación (porosidad), textura (adherencia) y origen de los
agregados
• Condiciones de humedad, temperatura y tiempo del curado
Efecto de la edad y el
curado en la resistencia del
concreto
RESISTENCIA F’C
• La velocidad de carga o deformación
Influencia de la velocidad de deformación
• Tamaño y Esbeltez del cilindro o probeta
RESISTENCIA DEL CONCRETO EN LA
ESTRUCTURA REAL
• La resistencia del concreto en la estructura real es menor
que la resistencia f’c de laboratorio.
>

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RAZONES QUE PRODUCEN ESTA DIFERENCIA
• Diferencia en la colocación y compactación del Concreto
• Diferencias en el curado
• El efecto de migración (↑) del agua (a/c no uniforme)
• El efecto de segregación de los agregados
• Diferencias de forma y tamaño (Estructura-Probeta)
• Diferencia de regímenes de esfuerzos (Estructura-
Probeta)
• Diferencias en el proceso constructivo
?
Perforadora saca núcleos portátil con diamantina (Hill II)
Es posible determinar la resistencia real del concreto
con ensayos destructivos
• Se saca el promedio de las 10 lecturas realizadas y se
descartan aquellas que difieren en más de 7 puntos con
respecto a este valor. Si las lecturas descartadas son 3
o más, el ensayo debe repetirse
• El índice esclerométrico es el promedio de las 8 o más
lecturas que se consideraron apropiadas
Martillo de rebote o esclerómetro de rebote.
Aparato que sirve para detectar acero y otros materiales
Acero 2007

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1.6.6. RESISTENCIA A TRACCIÓN DEL
CONCRETO (F´ t)
Ensayo a tracción directa
 ft ≈ 8% - 15 % f’c
 ft influye en resistencia a
corte, adherencia,
fisuración
 Ensayo difícil de ejecutar
y no normalizado
1.6.7.ENSAYOS PARA DETERMINAR INDIRECTAMENTE LA
RESISTENCIA A TRACCIÓN DEL CONCRETO
1. Módulo de Rotura (ensayo de tracción por
flexión)
 Se ensaya una probeta de
concreto simple 6”x 6”x 18”
 El esfuerzo por rotura se calcula
por resistencia de materiales
 ACI 2014 – Norma Peruana
MÁQUINA PARA REALIZAR ENSAYO DE TRACCIÓN
POR FLEXIÓN
2. SPLIT TEST FSP (ENSAYO DE COMPRESIÓN
DIAMETRAL) ENSAYE BRASILEÑO
• Se ensaya una probeta cilíndrica de 6”x12” cargada
diametralmente

3/11/2021
MÁQUINA PARA REALIZAR ENSAYO DE
COMPRESIÓN DIAMETRAL
1.6.8 DEFORMACIONES MEDIDAS EN UN
ESPÉCIMEN CARGADA UNIAXIALMENTE
2. SPLIT TEST FSP (ENSAYO DE COMPRESIÓN
DIAMETRAL)
• El esfuerzo de rotura se calcula por la formula
deducida de la teoría de elasticidad para materiales
homogéneos
 El resultado experimental arroja en promedio:
COMPARACIÓN DE LOS MÉTODOS
• La resistencia obtenida de los ensayos
fr> fsp >ft
• El CEB admite las siguientes relaciones:
ft = 0.9 fsp
ft = 0.5 fr
• Las deformaciones de rotura en ensayos de tracción son
pequeñas:
Tracción axial (ft) e rotura = 0.0001 a 0.00015
Tracción por flexión (fr) e rotura = 0.00014 a 0.0002

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1.6.8. MÓDULO DE ELASTICIDAD
 Curva s-e del concreto no es
lineal, por lo tanto módulo de
elasticidad empleado no es
muy correcto.
 Módulos de elasticidad del
concreto:
 E1: Módulo tangente inicial =
10% mayor que E2
 E2= Módulo secante, calculado
para esfuerzos cercanos al 50 %
f’c
 E3 Módulo tangente
1.6.9. MÓDULO DE ELASTICIDAD
 ACI Estima Ec (para g 1400-2500 kg/m³)
 ACI y la norma peruana para : g = 2300 kg/m³
 El valor calculado con la formula anterior varia entre 0.8-1.2
del valor medido por ensayos
1.6.10. MÓDULO DE POISSÓN DEL CONCRETO (M)
 Para : 0.75 – 0.8 f’c  m = 0.10 – 0.20
 En la práctica se puede tomar m = 0.15
4. Módulo de Rigidez Cortante:
Efecto de la temperatura
• El coeficiente de dilatación es de 10 x 10 -6 1/°C
• El concreto a altas temperaturas reduce sus
propiedades mecánicas (f’c, Es)
Ottazzi G. 2008

3/11/2021
1.3.12. RESISTENCIA DEL CONCRETO AL FUEGO
Acero 2007 ACERO 2007
Edificio de galería Nicolini
24 Jun, 2017
http://exitosanoticias.pe/bomberos-
edificio-galeria-nicolini-deberia-
declarado-inhabitable/
http://elcomercio.pe/lima/sucesos/incendio-malvinas-
imagenes-aereas-muestran-grado-destruccion-siniestro-
galeria-nicolini-437317
http://www.imcyc.com/revistacyt/ago11/arttecnologia.html

3/11/2021
CARBONATACIÓN DEL CONCRETO
INFLUENCIA DE
AGENTES AGRESIVOS
EFLORESCENCIA
Gustavo Tumialan, Ph.D., P.E., FACI, 2014 Gustavo Tumialan, Ph.D., P.E., FACI, 2014

3/11/2021
Gustavo Tumialan, Ph.D., P.E., FACI, 2014

3/11/2021
http://slideplayer.es/slide/26660/

3/11/2021
Gustavo Tumialan, Ph.D., P.E., FACI, 2014 Gustavo Tumialan, Ph.D., P.E., FACI, 2014|

3/11/2021
Gustavo Tumialan, Ph.D., P.E., FACI, 2014 Gustavo Tumialan, Ph.D., P.E., FACI, 2014

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Estamos aplicando en el presente las ideas futuristas del pasado
Rvdo. Luis Rebaza Neyra.
Muchas Gracias.
Dr. Ing. Hermes Roberto Mosqueira Ramirez
Mag.Ing. Wilson Silva Berrios.

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