06 estructuras de concreto

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PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCIÓN 1
ESTRUCTURAS DE CONCRETO
Ing. Xavier Brioso Lescano
Semestre 2009-2
PROPIEDADES
DEL
CONCRETO
2. DOSIFICACIÓN
Y PREPARACIÓN
3. TRANSPORTE
Y COLOCACIÓN
4. VACIADO Y
VIBRADO
5. CURADO Y
PROTECCIÓN
6. CONTROL
1. MATERIALES
COMPONENTES
Factores que influyen en las
propiedades del concreto

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Materiales que componen el
concreto
• Cemento: Debe ser almacenado bajo techo
y no directamente sobre el suelo. Existen
varios tipos:
– Tipo I: Uso general, sin propiedades especiales.
– Tipo II: Moderada resistencia a los sulfatos,
estructuras con ambientes agresivos o vaciados
masivos.
– Tipo III: Rápido desarrollo de resistencia, usado
en climas fríos.
– Tipo IV: Poco frecuente, concreto masivo.
– Tipo V: Alta resistencia a los sulfatos, ambientes
muy agresivos.
concreto
– Tipo IP: Cemento con un porcentaje entre 15
y 40% de puzolana.
– Tipo IPM: Cemento con un porcentaje de
hasta 15% de puzolana.
Las puzolanas cambian algunas propiedades
del concreto, aumentan o retrasan el tiempo
para adquirir resistencia, disminuyen el calor
de hidratación y mejoran el comportamiento
ante agresividad química.

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concreto
• Agua: El agua potable no debe almacenarse por
periodos muy largos para evitar la aparición de
microorganismos
• Agregados: Pueden ser naturales o artificiales.
Entre los naturales: piedra chancada y arena gruesa.
• Aditivos: Se agregan en proporciones menores al
2% en peso. Modifican alguna propiedad física o
mecánica, en estado fresco o endurecido. Algunos
tipos: aceleradores, retardadores de fragua,
plastificantes, superplastificantes,
impermeabilizantes, incorporadores de aire.
concreto
• Adiciones: Materiales que se agregan al
concreto fresco en proporciones importantes
para modificar algunas propiedades físicas una
vez endurecido. Por ejemplo:
– Poliestireno expandido: obtener menores densidades.
– Escorias metálicas: obtener mayores densidades.
– Fibras: mejorar comportamiento a la flexotracción.
– Colorantes y otros.

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concreto
Arena
gruesa
Piedra
chancada
Dosificación y preparación
• La dosificación se realiza preferentemente
en peso.
• Debe ser ajustada para el volumen del
equipo de mezclado que se utilice
• En obras con volúmenes diarios de
vaciado superiores a 40m3 se suele
instalar una planta dosificadora en obra.
También se suele usar mezcladoras de
gran tamaño o concreto premezclado.

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• La preparación debe hacerse en equipos
especialmente diseñados para esta
función.
• El orden para agregar los materiales es
por lo general el siguiente: 80-90% de
agua + 50% de agregado grueso + 100%
de arena + 100% de cemento + 50% de
agregado grueso restante + diferencia de
agua.
Dosificación y preparación
Proporciones usuales en
construcciones
f'c
(k g /c m 2 )
a /c S lu m p
Ta m a ñ o
a g re g a d o
D o s ific a c ió n
e n vo lu m e n
C e m e n to
(b o ls a s )
A re n a
(m 3 )
P ie d ra
(m 3 )
A g u a
(m 3 )
1 4 0 0 .6 1 4 3 /4 1 :2 .5 :3 .5 7 .0 1 0 .5 1 0 .6 4 0 .1 8 4
1 7 5 0 .5 1 3 1 /2 1 :2 .5 :2 .5 8 .4 3 0 .5 4 0 .5 5 0 .1 8 5
2 1 0 0 .4 5 3 1 /2 1 :2 :2 9 .7 3 0 .5 2 0 .5 3 0 .1 8 6
2 4 5 0 .3 8 3 1 /2 1 :1 .5 :1 .5 1 1 .5 0 .5 0 .5 1 0 .1 8 7
2 8 0 0 .3 8 3 1 /2 1 :1 :1 .5 1 3 .3 4 0 .4 5 0 .5 1 0 .1 8 9
Debe de ensayarse en laboratorio el diseño de mezcla.
La resistencia variará según los tipos de materiales:
Cemento y agregados.

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Preparación de concreto en obra
Vista frontal Vista posterior
PLANTA DE CONCRETO EN OBRA
Preparación de concreto en obra

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Transporte y colocación
• Puede ser manipulado y transportado de
diversos métodos, tales como canales
(chutes), carretillas, baldes (grúas),
camiones, cintas transportadoras y
bombeo por tuberías.
• El transporte y vaciado debe ser
cuidadosamente vigilado para mantener
uniformidad dentro de la mezcla. Evitar
segregaciones.
Concreto elaborado en obra con mezcladora
y transportado con boogies

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Concreto premezclado transportado
y colocado con grúa
Concreto premezclado transportado
y colocado con grúa

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Vaciado de concreto
• El vaciado debe realizarse en forma fluida de modo
que no se genere interrupciones que puedan
ocasionar juntas frías.
• Antes de proceder al vaciado se debe tener en
cuenta:
– Revisar la disposición de la armadura y el
encofrado.
– Disponer de suficientes materiales.
– Los elementos e instalaciones que van empotrados
deben estar correctamente ubicados y fijados.
– Los equipos y caminos de acceso deben
encontrarse correctamente habilitados.
Vaciado de concreto premezclado

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Vaciado de concreto premezclado
Vaciado de placa

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Vaciado de techo aligerado
Vibrado de concreto
• Su correcta aplicación es factor esencial en
toda obra.
• El procedimiento de vibrado varía con el tipo
de trabajo, el tipo de vibrador utilizado y la
mezcla de concreto.
• La vibración permite expulsar los vacíos de
aire del concreto, pero a su vez permite que el
agua aflore a la superficie, modificando la
homogeneidad y consistencia del concreto.

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• Los vibradores deben insertarse y retirarse
lentamente, a suficiente profundidad para vibrar
efectivamente el fondo de cada capa (45 a 60
cms.)
• Un adecuado vibrado conjuntamente con una
adecuada selección de material evitará la
formación de cangrejeras.
Vibrado de concreto
• No es correcto utilizar la energía del vibrador
para empujar horizontalmente el concreto. Puede
producirse segregación.
• La segregación es el fenómeno por el cual las
partículas de mayor dimensión tienden a
precipitarse al fondo de la masa de concreto
debido a la menor resistencia al desplazamiento
que tienen, en especial en concretos muy fluidos.
• Se puede evitar la segregación reduciendo la
caída libre del concreto, con el uso de ventanas
de vaciado en elementos de gran profundidad
(columnas, placas).
Vibrado de concreto

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De cimentación
Vibrado de concreto
De losa aligerada
Vibrado de concreto

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De placas o columnas
Vibrado de concreto
A gasolina
Vibrado de concreto

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Eléctrico
Vibrado de concreto
Curado y protección
• La resistencia e impermeabilidad del concreto
mejoran con un buen curado.
• Se debe generar las condiciones que sean
favorables para la hidratación del cemento.
• Las precauciones que deben tomarse para un
adecuado proceso de curado son:
– Humedad: Puede mantenerse rociando o
inundando los encofrados (continuamente),
poniendo cubiertas que retengan humedad o
revestimiento con sellante líquido que al
endurecer forme una película delgada
impermeable (curador de membrana).

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Inmediatamente después de dar el acabado
de la superficie, se cura mediante una resina
– Areas lisas planas horizontales: En este tipo de
superficies (tales como pavimentos, losas) se puede
rodear el perímetro de la superficie con montículos de
arena u otro material que retenga el agua, y se
aniega el área encerrada.
– Para elementos verticales se emplean, también,
cubiertas retenedoras de humedad como telas de
yute o mantas.

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• Temperatura: Afecta el desarrollo de
las reacciones químicas entre el
cemento y el agua y por consiguiente
la velocidad de endurecimiento del
concreto.
• En climas calurosos y fríos se deben
tomar consideraciones especiales para
la elaboración y curado del concreto.

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Control del concreto
• Se trata de evaluar la resistencia
característica f’c del concreto en obra.
• Esta resistencia característica será siempre
menor que la resistencia promedio, y el
margen de variación depende del control de
calidad del proceso de fabricación del
concreto.
• La determinación de éste margen puede
realizarse estadísticamente sin embargo se
recomiendan los siguientes valores:
k
D o s ific a c ió n c o n tro la d a e n p e s o 1 .1 5
D o s ific a c ió n c o n tro la d a e n
vo lu m e n (p re m e z c la d o )
1 .2 5
M a te ria le s s in c o n tro l e x h a u s tivo
e n la d o s ific a c ió n
1 .3 5
S in c o n tro le s 1 .5

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• Para que las pruebas sean
aceptadas,el promedio de todos los
conjuntos de tres pruebas debe ser
mayor que f’c y ningún resultado
individual menor a f’c-35 kg/cm2.
• Según el tipo de estructura pueden
requerirse otro tipo de pruebas como
impermeabilidad, resistencia a
sulfatos, resistencia a tracción.
PROBETAS CIRCULARES

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PROBETAS RECTANGULARES
Prueba de Slump

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Slump y temperatura (en climas extremos)
Tipos de Concreto
• Concreto Simple (incluye el ciclópeo)
• Concreto Reforzado

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Concreto Simple
• Definición
• Estructuras de concreto simple
–Cimentaciones
–Canales
–Pisos y pavimentos
Definición
• Es un material cuya naturaleza y uso se
puede asociar a una piedra artificial.
• En sus usos más frecuentes actúa como
sustituto de la piedra natural.
• Al concreto simple también se le llama
concreto ciclópeo, cuando es posible
incluir en su diseño piedras de regular
tamaño.

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Estructuras de Concreto Simple
• Estructuras que no se encuentran sometidas
a un esfuerzo importante de tracción.
• En muchos casos se emplea concreto en
forma masiva y con una baja resistencia.
• Algunas estructuras de éste tipo son:
Cimentaciones (cimientos corridos, falsas
zapatas), muros de contención, calzaduras,
canales, pisos y pavimentos.
Cimentaciones
• Transmiten al terreno la carga de las
estructuras a nivel de esfuerzos
admisibles por el terreno.
• Asimismo deben restringir la posibilidad
de asentamientos diferenciales.
• Las más comunes son los dados de
cimentación, cimientos corridos y falsos
cimientos.

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Falso cimiento o Subcimiento
NFZ
NC
Falsa
zapata
concreto
1:12 +
35% P.G.
Muros de contención
• Soportan los empujes laterales de los suelos
y/o líquidos en reservorios.
• Son elementos de concreto masivo que
trabajan por gravedad para evitar deslizamiento
y volteo.
• En el caso de concreto simple suelen
emplearse para contener suelos y para alturas
no muy grandes.
• Las calzaduras pertenecen a este tipo de
estructura, tienen un bajo F.S.

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Muros de contención
Canales
• Estructuras en la
cuales el concreto
también actúa de
recubrimiento.
• Se deben cuidar
aspectos como la
resistencia al
desgaste, diseño de
juntas,
impermeabilidad
etc.

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Pisos y Pavimentos
• Estructuras en las cuales el concreto
cumple la función de brindar una
superficie adecuada de tránsito,
resistente a la abrasión y desgaste,
capaz de repartir al terreno las cargas
impuestas a nivel tolerable por el suelo.
• Al igual que en los canales, el diseño de
juntas es sumamente importante.
Concreto Reforzado
• Definición
• Estructuras de concreto reforzado
– Cimentaciones
– Columnas
– Placas
– Vigas
– Losas
– Escaleras

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• Es una combinación íntima del concreto
con otros elementos a fin de mejorar sus
características estructurales, brindarle
resistencia a la tracción y ductilidad.
• El refuerzo más usual es el acero
corrugado.
Concreto Reforzado
Estructuras de Concreto Reforzado
• Son aquellas estructuras que requieren
una importante resistencia a tracción o un
comportamiento dúctil.
• Algunas estructuras de éste tipo son:
Cimentaciones (pilotes, zapatas, plateas),
muros de contención, columnas, placas,
vigas, lozas macizas y aligeradas,
escaleras, estructuras especiales.

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Cimentaciones
• Superficiales:
– Zapatas: Pueden ser aisladas, combinadas,
conectadas.
– Plateas de cimentación.
• Profundas:
– Pilotes: Pueden trabajar de punta o por
fricción, colocación por hincado o vaciado in
situ.
Cimentaciones Superficiales
• Son aquellas que se apoyan en las capas
superficiales o poco profundas del terreno,
ya que este tiene suficiente capacidad de
carga.
• Debe cumplirse que los asentamientos
sean pequeños y admisibles por la
edificación.

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Componentes típicos de una
cimentación superficial
SOBRECIMIENTO
SOLADO
CIMIENTO
Cimentaciones Superficiales
• Los componentes de una cimentación
superficial son:
– Solado
– Cimientos
– Zapatas
– Sobrecimientos
– Cimentación para placas
– Losa de cimentación o platea

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Solado
• Capa de concreto pobre que se pone
previa al vaciado de la zapata, en
espesores de 5 a 10 cm.
• Su objetivo principal es nivelar el fondo
para realizar el trazo del fierro y apoyarlo
con estabilidad.
• No debe ser considerada como parte del
recubrimiento del fierro de zapata.
Solado

31
Cimientos
• Elemento estructural encargado de
transmitir las cargas de la edificación al
suelo de cimentación
• En algunos caso se pueden utilizar
piedras para disminuir la cantidad de
concreto en la cimentación.
Cimientos
σ t
ϖ
Concreto 1:10 + 30%
P.G.

32
Sobrecimientos
• Elementos estructurales que actúan como
nexo entre el muro o columna y el
cimiento
• Son de ancho inferior al cimiento y
superior o igual al muro
• Su vaciado se realiza aparte del cimiento
debido a la distinta calidad de ambos
concretos.
Tipos de zapatas
• Zapata aislada
• Zapata combinada
• Zapata conectada (zapatas y
viga de cimentación)

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Zapatas aisladas
• Son de carácter puntual.
• Generalmente son constituidas por
dados de concreto de planta
rectangular.
• Son las más usadas por tanto por su
economía como por su sencillez de
construcción.
Zapatas aisladas

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1.00x1.20 m. (h=0.60m.)
NFZ -1.40
8φ 5/8”
6φ 5/8”
0.60
0.80
NNT +0.00
0.10
b = 1.20 m
a =1.00
h =1.50
h =0.60
Zapatas aisladas
Zapatas combinada o corrida
• Utilizadas cuando se trata de columnas
alineadas muy próximas unas a otras, o
cuando se trata de equilibrar cargas
excéntricas sobre zapatas contiguas.
• En estos casos se considera la posibilidad
de emplear una zapata continua o zapata
corrida.

35
Zapata combinada
C1 C2
6 O 3/4”
12 O 3/4”
Zapatas conectadas con viga de
cimentación
Z2
VC (30 x 70)
C1
C2
Z1
Viga de cimentación

36
Zapatas conectadas con viga de
cimentación
Cimentación en placas

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Losas de cimentación (Plateas)
• Se usan cuando el área de zapatas es
superior al 50% del área total en planta de
la estructura.
• Este tipo de cimentación disminuye
considerablemente los efectos de
asentamientos diferenciales y es apta
para suelos no homogéneos.
Plateas de cimentación

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Cimentaciones Profundas
• Los pilotes son piezas largas, cilíndricas o
prismáticas, de madera, concreto o metal, que
al ser hundidas en el suelo sirven de
cimentación para la estructura
• Solución apropiada para terrenos malos en los
cuales no es posible usar losas de
cimentación o zapatas
• Su hinca se obtiene por diversos métodos: Por
percusión, por moldeo en el suelo, por
atornillado.
Columnas
• Elementos verticales que tienen por
función soportar los diversos niveles de
una edificación
• Se refuerzan para resistir solicitaciones de
flexo-compresión y para darles ductilidad.

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Columnas
Placas
• Elementos verticales de gran rigidez,
suelen actuar como “muros portantes”
tomando cargas verticales de gravedad,
pero teniendo como función principal
rigidizar la edificación ante cargas
laterales o sísmicas, tomado grandes
fuerzas de corte y volteo.
• Las placas se refuerzan por temperatura,
corte y flexo compresión.

40
Placas
Vigas
• Elementos horizontales cuya función
principal es soportar los techos y trasladar
sus cargas a las columnas y placas.
• Soportan también los esfuerzos de sismo
cuando tienen suficiente rigidez.
• Su refuerzo es principalmente por flexión y
ductilidad.
• Se verifica corte, deflexiones y
eventualmente torsión.

41
Vigas
Losas macizas y aligeradas
• Son elementos horizontales o inclinados
cuya función es servir de piso y/o techo de
ambientes, trasladando la carga vertical a
los muros y vigas del conjunto.
• Cuando sucede un sismo deben actuar
como diafragmas rígidos.
• Se diseñan a flexión y se verifican por
corte y deflexión.

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PAÑO 1
3.90 m
3.80
Losas macizas y aligeradas
• Los bloques de ladrillo hueco son encofrado perdido
(espesores normales de 17, 20, 25, 30, 35cm).
• En losas macizas los espesores normales son: 10, 12,
15, 17cm.

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Losas nervadas
Existen otros tipos de losas como las nervadas, etc.
Escaleras
• Por lo general se diseñan a flexión y se verifican
por corte y torsión.

44
Escaleras
Losas pretensadas
Las losas pretensadas, postensadas, etc. se
verán en Procedimientos de Construcción 2.

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