Descargado 62 veces
Más contenido relacionado
3.2 concreto
- 1. SISTEMAS DE CONSTRUCCIÓNY DE ESTIMACIÓN PROFESOR: Dr. Carolina Stevenson Arquitecta Universidad Nacional Doctorado en Arquitectura – 2006 University Of Nottingham, UK Especialización en Enseñanza CPS: 2009 University of Liverpool, UK Concreto Armado CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Usos Historicos CONTENIDO Generalidades – Usos Históricos Características físicas de los materiales constitutivos Tipos de concretos Composición CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Usos Historicos Se cree que la cultura Egipcia (2,500 AC) fue la primera en usar calizas y yeso mezclados en agua como mortero en la construcción de pirámides. Barro y paja eran utilizados como agregados para formar bloques prefabricados. CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Usos Historicos Roman Coliseum En la Antigua Grecia (500 A.C.), se mezclaban compuestos de caliza calcinada con agua y arena, añadiendo piedras trituradas, pedazos ceramicos y tobas volcánicas extraídas de la isla de Santorini, dando origen al primer hormigón de la historia, CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Roman Pantheon, Rome, circa 126 AD La cultura Romana (siglo I y II DC) uso un material muy similar al cemento moderno en construcciones como el Coliseo Romano y el Panteon. Productos animales como cabello y sangre era usados como aditivos para hacer el concreto mas resistente, maleable o evitar su congelamiento. CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson 1
- 2. Usos Historicos Usos Historicos JohnSmeaton construyo en 1759 el faro de Edystone, en la costa Cornwall, empleando piedras unidas con un mortero de cal calcinada para conformar una construcción monolítica que soportara la constante acción de las olas y los húmedos vientos. En 1824 Joseph Aspdin y James Parker, patentaron el cemento portland en Leeds, Inglaterra, su nombre proviene de su parecido a una piedra color gris verdoso oscuro originaria de la isla de Portland. Isaac Johnson obtiene en 1845 el prototipo del cemento moderno elaborado de una mezcla de caliza y arcilla calcinada a alta temperatura, hasta la formación del clinker. CONCRETO ARMADO Portland Cement pattent, 1824 CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Usos Historicos Usos Historicos Joseph Monier system’s reinforced concrete 1881. J. J. Lambot, small reinforced concrete boat ,1848. Thames Tunnel, by I. K. Brunel 1843, the world's first underwater tunnel En 1836 se realizaron en Alemania las primeras pruebas sistemáticas de tensión y compresión al concreto. Cemento Portland fue usado para construir el túnel del Támesis y el sistema de alcantarillado de Londres 1859-1867. CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson William Wilkinson, reinforced concrete system ,1854. Francois Hennebique reinforced concrete system, 1870 Varios sistemas de concreto reforzado fueron desarrollados la rededor del mundo en la segunda mitad del siglo XIX. CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Usos Historicos Usos Historicos First US reinforced concrete building ,1871-1875. First concrete reinforced bridge, USA,1889 World's first reinforced concrete skyscrape. Ingalls Building, 1903, Cincinnati, Ohio. El siglo XIX trajo las primeras innovaciones y avances en concreto… CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson A principios del siglo XX los químicos franceses Vicat y Le Chatelier y el alemán Michaélis, logran producir cemento de calidad homogénea. La invención del horno rotatorio para calcinación y el molino tubular; y los métodos de transportar First US reinforced concrete building ,1871-1875. hormigón fresco ideados por Juergen Hinrich Magens (1903 -1907) facilitaron la producción del cemento portland en grandes cantidades para la industria y la construcción. CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson 2
- 3. Usos Historicos Usos Historicos SystemDom-ino, 1914 by Le Corbusier,. Grand Coulee Dam ,1933. Hoover Dam ,1936. Concrete domed sport structure, University of Illinois,1967. Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson El desarrollo del concreto durante los siglos IXX y XX influencio enormemente el auge de la arquitectura moderna y contemporánea… CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Usos Historicos South Wacker Drive, Chicago, 1992 Reinforced concrete cantilevers, Falling water, 1936 Concrete domed sport structure, University of Wright by Frank Lloyd Illinois,1967. First US reinforced concrete building ,1871-1875. Villa Savoye,1929-30, by Le Corbusier. Con estos adelantos importantes estructuras First US reinforcedfueronbuilding ,1871-1875. el en concreto concrete posibles como Grand Coulee Dam (1933), Hoover Dam (1936) el domo en concreto para el Assembly Hall , University of Illinois (1967). CONCRETO ARMADO The CN Tower, toronto, 1972 Ronchamp, 1955 by Le Corbusier Usos Historicos Petronas Towers, Kuala Lumpur, 1998 The CN Tower, toronto, 1972 South Wacker Drive, Chicago, 1992 Petronas Towers, Kuala Lumpur, 1998 En el siglo XXI, preocupaciones ambientales han incentivado la investigación y el mejoramiento del concreto en cuanto a: Los avances tecnológicos del concreto posibilitaron la construcción de rascacielos más altos, puentes de mayor luz, amplias cubiertas e inmensas presas. •Reducción y control de las emisiones y mejora de eficiencia energética en el proceso productivo. •Optimización logística del producto y de las materias primas. •Minimización del uso de recursos naturales (gestión sostenible de las canteras, uso de materiales reciclados) •Aplicación de la nanotecnología para crear hormigones con nuevas prestaciones. CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Que es el concreto? Propiedades: El concreto puede ser definido como la mezcla de un material aglutinante (cemento), un material de relleno (agregados), agua y eventualmente aditivos, que al endurecerse forma un sólido compacto y después de cierto tiempo es capaz de soportar grandes esfuerzos de compresión. CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson FISICAS El concreto es un material semilíquido y maleable que se endurece al secar. Ofrece tres ventajas principales sobre la piedra. CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson 3
- 4. Propiedades: FISICAS 1. Se puedecombinar con otros materiales (agregados, refuerzo y aditivos) para mejorar sus cualidades estructurales. CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Propiedades: FISICAS Propiedades: FISICAS 2. Se puede moldear en infinitas formas… CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Propiedades: MECANICAS Como producto cerámico, el concreto es intrínsecamente resistente a la compresión. Tiene alta rigidez. Es poco resistente a la tensión (sin refuerzo). Falla explosivamente. 3. El proceso de vaciado permite la formación de conexiones continuas entre elementos estructurales… CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Propiedades: MECANICAS El modulo de elasticidad del concreto es relativamente constante ante niveles bajos de estrés pero decrece rápidamente al altos niveles generándose agrietamiento. CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Propiedades: TERMICAS Gracias a la baja conductividad térmica del concreto, este es frecuentemente usado para proteger las estructuras de acero contra el fuego.... CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson 4
- 5. Propiedades: Propiedades: TERMICAS TERMICAS Masa térmica, entérminos generales, es la habilidad de un material para almacenar calor. Aunque, ante altas temperaturas durante un largo periodo de tiempo, el concreto se deshidrata perdiendo gran parte de su resistencia estructural… CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Propiedades: El concreto combina una gran capacidad de almacenaje térmico con una moderada conductividad térmica. Esto significa que la transferencia de calor entre la superficie del material y el interior del espacio se asimila a las necesidades térmicas de confort, CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Propiedades: TERMICAS AMBIENTALES Pros •Puede ser dejado a la vista (no necesita pintura o protección al fuego). •Buena masa térmica. •Parte de este puede ser reciclado como agregado. Cons •Recursos finitos. • Su producción emite gran cantidad de CO2. Cada tonelada de cemento produce casi una tonelada de CO2. •Alta demanda de energía para obtener los componentes del concreto. Aunque moderada, la conductividad térmica del concreto permite que se desarrollen (cold-bridging) en elementos expuestos sin aislamiento… Es el concreto un material verde? CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Tipos de Concreto Por composición Composición Mezcla Concreto simple Ciclópeo Concreto armado Pre-tensionado Refuerzo de Acero Refuerzo con fibra Por método constructivo In Situ Prefabricado CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Post-tensionado Hay diferentes variedades y tipos de concreto generados de acuerdo a la composición y calidad de los siguientes cuatro ingredientes… Elementos estructurales: columnas, vigas, pórticos, etc. + Elementos de mampostería + + H2O + Sistemas de paneles Elementos de autoclave Por aditivos Diferentes cementos Portland, puzolánico, siderúrgico, etc. Diferentes agregados Alta resistencia, rápido fraguado, impermeabilizante etc. agua + agregados + químicos + refuerzo Vidrio, corcho, aire, cal, etc. Diferentes químicos cemento + Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson CONCRETO ARMADO El concreto permite la escogencia no solo del modo de producción pero también de las propiedades del material... CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson 5
- 6. Composición: Composición: CEMENTO El cemento esun polvo fino gris resultado de un proceso de transformación de calizas y arcillas sometidas a altas temperaturas. El tipo más usado en Colombia es el cemento Portland. CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Composición: AGUA Deben descartarse aguas estancadas, fangosas, procedentes de pozos contaminados con residuos orgánicos, químicos o ácidos. También deben rechazarse aguas azucaradas y el agua de mar se puede emplear únicamente para preparar concretos simples. CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Composición: ARENA ARENA MÉTODOS INDUSTRIALES MÉTODO DE PILETAS Arena de Río Arena de Mar Arena de Cantera Arena Cuarzosa, calcáreas y esquistosas La arena de mar debe lavarse con agua dulce. Arena de cantera contiene arcilla, debe lavarse antes de emplearse. En caso de no encontrar estas clases de arenas, pueden obtenerse por el triturado de diversas piedras. MÉTODOS EN EL LAVADO DE ARENAS CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Composición: Composición: ARENA PRUEBA DE ARENAS: CONTENIDO DE ARCILLA 1. En un probeta de 1000 cm³ llenar hasta 500 cm³ con arena, luego llenar con agua. 2. Se agita vigorosamente 3. Reposo de 8 horas CONT. MATERIA ORGÁNICA - COLORIMETRÍA 1. En un probeta de 1000 cm³ llenar hasta 500 cm³ con arena, luego llenar con una solución de soda al 3%. 2. Se agita vigorosamente 3. Reposo de 24 horas RESULTADOS: CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson A. Si el líquido que queda por encima de la arena es incoloro o ligeramente amarillo, la arena es buena. B. Si el líquido es anaranjado, la arena debe rechazarse para trabajos delicados. C. Si el líquido es pardusco, la arena sólo debe emplearse en trabajos de poca importancia de debe lavarse con agua pura. D. Si el líquido es negruzco, la arena debe ser rechazada. AGREGADOS AGREGADO GRUESO: Su tamaño varía entre los 5 y 50 mm. Estado natural de GRAVA y GRAVILLA. Cuando proviene de la trituración mecánica de las piedras naturales, recibe el nombre de TRITURADO. GRAVAS DE RÍO: La forma y dimensiones del grano tiene gran influencia sobre la resistencia del concreto; las formas aplanadas y lisas tienen poca adherencia al cemento. Las gravilla de origen calizo, no es aconsejable. Se deben utilizar gravas limpias sin barro o arcillas. NO USAR CANTOS RODADOS: Lisos y Redondeados CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson GARANTIZAR GRANULÓMETRIA VARIADA CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson 6
- 7. Composición: Composición: AGREGADOS AGREGADOS Cemento Blanco Agregado Grueso:Grava de Mármol 1” Agregado Fino: Arena Roja Ibagué Agregado Fino 2: Arena Rozo Roja 1 Cemento Blanco Agregado Grueso: Agregados de la Sabana 1” Agregado Fino: Arena Roja Ibagué Los agregados se pueden utilizar para cambiar la apariencia del concreto o agregar cualidades estéticas… CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Composición: Composición: AGREGADOS Cemento Blanco Agregado Grueso: Grava Roja de Ibagué 1” Agregado Fino: Arena Roja Ibagué Agregado Fino 2: Polvo de Ladrillo CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson AGREGADOS Cemento Blanco Agregado Grueso: Grava Roja Ibagué 1” Agregado Fino: Arena Roja Ibagué Agregado Fino 2: Arena Rozo Roja 1 Cemento Blanco Agregado Grueso: Grava de Mármol 1” Agregado Fino: Arena Mármol Agregado Fino 2: Polvo de Ladrillo Cemento Blanco Agregado Grueso: Grava Mármol 1” Agregado Fino: Arena Mármol Agregado Fino 2: Arena Vinculo CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Composición: ADITIVOS -PLASTIFICANTES: Reducen el contenido de agua -RETARDANTES: Compensan el rápido fraguado ocasionado por altas temperaturas -ACELERANTES: Reducir el tiempo de fraguado -INCLUSORES DE AIRE: Retiene intencionalmente burbujas de aire -IMPERMEABILIZANTES: Reduce la velocidad con que el agua circula a través del concreto -AYUDAS DE BOMBEO: Mejora las características de bombeabilidad -INHIBIDORES DE CORROSIÓN: Detienen la corrosión del acero embebido -COLORANTES Son ingredientes del concreto o mortero que aparte de agua y agregados son adicionados antes o durante el mezclado. Se utilizan para modificar las propiedades del concreto durante el fraguado para hacerlo más adecuado al trabajo o exigencia conforme con especificaciones estructurales. CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Cemento Santa Rosa Agregado Grueso: Agregados de la Sabana Agregado Fino: Arena Mármol Pigmento: Bayferrox 118 M CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Composición: REFUERZO -Trabaja conjuntamente con el concreto para asumir esfuerzos de tensión y cortante en estructuras. -El concreto y el acero tienen el mismo coeficiente de dilatación -El refuerzo para el concreto se usa en forma de varillas redondas, cuyos diámetros se expresan en pulgadas y fracción -Los tipos de acero más conocidas son ACERO DULCE y ACERO DURO con resistencia a la tensión de 37.000psi – 60.000psi -ACERO DULCE - Varillas lisas -ACERO DURO - Varillas corrugadas CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson 7
- 8. Composición: Composición: REFUERZO REFUERZO RECUBRIMIENTO Y SEPARACIÓNDE VARILLAS TRASLAPO Y SOLDADURA -Traslapo es cuando las varillas la longitud requerida y deben traslaparse para alcanzarla. 40 veces el diámetro de la varilla más delgada -La soldadura puede utilizarse cuando no sea prudente recurrir al traslapo. -Soldadura eléctrica -La distancia entre varillas debe ser por lo menos el diámetro de la varilla mayor -Se debe dejar el espacio suficiente para el quipo de vibración del concreto -El recubrimiento debe ser aquel indicado en los planos, pero no debe ser inferior a 2.5 cm para vigas y columnas y de 1.5 cm para cimientos MÉTODOS DE SOLDADURA A) A TOPE: Hacer pasar corriente a través de dos varillas enfrentadas, al tocarse estalla el corto circuito, quedando unidas. B) POR AMIGO: Segmento de varilla adicional que vincule otras dos. TOLERANCIAS EN ALTURA ÚTIL Y RECUBRIMIENTO CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Composición: Composición: REFUERZO DOBLECES PARA GANCHOS, BARRAS Y ESTRIBOS O FLEJES REFUERZO DOBLECES PARA GANCHOS, BARRAS Y ESTRIBOS O FLEJES LONGITUD DE GANCHO PARA FLEJES DE 90º GANCHO ESTANDAR 180º DIÁMETROS MÍNIMOS PARA DOBLAMIENTO DE BARRAS GANCHO ESTANDAR 90º LONGITUD DE GANCHO PARA FLEJES DE 135º LONGITUD DE GANCHOS ESTANDAR 90º LONGITUD DE GANCHOS ESTANDAR 180º DIÁMETROS MÍNIMOS PARA DOBLAMIENTO DE FLEJES LONGITUD DE GANCHO PARA FLEJES DE CONFINAMIENTO CON CAPACIDAD DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA DMO Y DES DE 135 º CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Otras Consideraciones Otras Consideraciones Ventajas: Desventajas: •Material adaptable/ maleable. •Baja resistencia a la tensión (sin refuerzo) •Relativo bajo costo. •Puede tomar meses en endurecer. •Puede ser trabajado en sitio, prefabricado y reforzado. •Después de endurecer no puede ser moldeado. •La mayoría del concreto requiere continuo mantenimiento. Tenerife Concert Hall, Spain, 2003 by Santiago Calatrava CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson CONCRETO ARMADO Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson 8