3. Datos/Observaciones
Contenido del curso
Unidad 1.- El concreto y sus componentes
Unidad 2.- Diseño de mezclas de concreto y clasificación de aditivos.
Unidad 3.- El concreto en obra y sus propiedades.
Unidad 4.- Durabilidad y patología del concreto.
4. Unidad 03: Concreto en obra y sus propiedades
Logro específico de aprendizaje de la Unidad 03: Semanas 13 - 16
Al finalizar la tercera unidad, el estudiante evalúa el comportamiento del concreto en
estado fresco y endurecido. Asimismo, reconoce los ensayos normalizados para el
control y evaluación de la calidad del concreto en sus diferentes estados.
Sesión 16: Cambios volumétricos y control de calidad del concreto y
concretos en climas extremos
Logro de aprendizaje de la sesión:
Al finalizar la sesión, el estudiante conoce y comprende el comportamiento del concreto
frente a los cambios volumétricos. Además las actividades del control de calidad y
algunas consideraciones técnicas en la producción de concretos en climas extremos.
10. Estadística de Temperaturas y Humedades
DEPARTAMENTO Temp.Max. en ºC Temp. Min. en ºC Humedad Relativa
(%)
COSTA
Tumbes 32 20 73 a 79
Piura 35 16 60 a 70
Lambayeque 31 15 72 a 78
La Libertad 26 14 82 a 84
Lima 27 15 65 a 95
Ica 28 10 65 a 82
Moquegua 27 10 52 a 69
Tacna 28 10 65 a 82
SIERRA
Cajamarca 23 5 38 a 98
Ancash 23 4 66 a 82
Pasco 12 -2 80 a 87
Junín 21 0 25 a 90
Huancavelica 17 0 60 a 75
Ayacucho 24 6 45 a 59
Apurimac 25 10 67 a 80
Cuzco 22 -2 60 a 79
Arequipa 23 4 30 a 68
Puno 16 -2 25 a 85
SELVA
Amazonas 22 7 71 a 77
Loreto 33 21 83 a 85
San Martín 34 19 75 a 79
Ucayali 33 19 81 a 88
Huanuco 30 18 81 a 85
Madre de Dios 32 17 76 a 86
11. DEPARTAMENTO % de
Territorio
sobre 1,500
m.s.n.m.
Capital del
Departamento
Altura en m.s.n.m.
AMAZONAS
ANCASH
APURIMAC
AREQUIPA
AYACUCHO
CAJAMARCA
CUZCO
HUANCAVELICA
HUANUCO
ICA
JUNIN
LA LIBERTAD
LAMBAYEQUE
LIMA
LORETO
MADRE DE DIOS
MOQUEGUA
PASCO
PIURA
PUNO
SAN MARTIN
TACNA
TUMBES
UCAYALI
30%
70%
100%
60%
95%
55%
70%
95%
60%
10%
70%
55%
5%
50%
0%
10%
70%
60%
15%
80%
10%
40%
0%
0%
Chachapoyas
Huaraz
Abancay
Arequipa
Ayacucho
Cajamarca
Cuzco
Huancavelica
Huánuco
Ica
Huancayo
Trujillo
Chiclayo
Lima
Iquitos
Puerto Maldonado
Moquegua
Cerro de Pasco
Piura
Puno
Moyobamba
Tacna
Tumbes
Ucayali
2,334
3,205
2,378
2,335
2,746
2,720
3,399
3,676
1,894
406
3,249
34
29
154
104
256
1,410
4,338
29
3,827
874
562
7
154
PROMEDIO 60% 3,008
13. 25% del tiempo temperaturas por debajo de 0 ºC
===>>> Clima muy frío
30% del tiempo temperaturas entre 0 ºC y 10 ºC
===>>> Clima frío
45% del tiempo temperaturas entre 10 ºC y 24 ºC
===>>> Clima cálido
! CLIMA HIBRIDO !
Realidadesdel climaenaltura
14. La influencia del clima frío y el clima
cálido sobre el concreto ha sido muy
estudiada a nivel mundial, pero existe un
factor ambiental en hacer concreto en
altura cuya trascendencia no es tan
conocida y difundida
=====>>>
15. ! LA VARIACION DE LA PRESION
ATMOSFERICA Y EL EFECTO
COMBINADO
CON EL CLIMA HIBRIDO!
16. Variación de la Presión Atmosférica con la altura
1.10
1.00
0.90
0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
0 1000 4000 5000
2000 3000
m.s.n.m.
P
re
sión
Atm
osfé
rica
e
n
kg/cm
2
17. Entre los1,500 m
.y 5,000m
.la presión atmosférica
disminuye entre 18%y 47%con respecto ala
registrada a niveldelmar
18. Algunos efectos de la disminución de la presión atmosférica sobre
el concreto
1)Variacionesenlacapilaridadyconsecuentementela exudación
2)Menoresrequerimientos deaguademezclaqueanivel del mar para
condicionessimilaresde trabajabilidad.
3) Incrementodel efectodelos incorporadoresdeaire
4)Tendenciaaobtenerseresistencias mayores queal nivel del mar
posiblementepor mayor facilidadde dispersióndelcementoehidratación.
19. Algunos efectos de la disminución de la presión atmosférica sobre el
concreto
5)Mayor posibilidaddecontracciónplásticaporsecadoal reducirsela
exudación.
6)Mayorcontracciónporsecadoenelconcreto endurecidoal propiciar la
menorpresiónatmosféricamayor facilidadenlaevaporacióndel aguade
adsorción.
7)Modificacióndelaspropiedadesreológicasdel concretoenestadofresco:
cohesividad,viscosidad yfriccióninterna.
8)Efectoincrementadodelosplastificantes ysuperplastificantes.
20. Observaciones
1)El vaciar concretoenalturaesun problemacomplejo.
2)Esfundamental enfrentar el proceso constructivoconconcreto,
adaptándoloalasrealidades yvariacionesdeclimahíbridoy losefectosde
ladisminucióndepresión atmosférica
21. Error frecuente de las especificaciones para vaciado en
altura en nuestro medio
! Aplicar exclusivamente las
precauciones internacionales para
clima frio !
22. Evaluemos la aplicabilidad de algunos
criterios del ACI para clima frío y
clima cálido al nivel del mar.
23. Observaciones
1)ElComitéACI 306Rdefine comoclimafrío aquél períodoenque
sedebeverificar : a) El promediodetemperaturadiariadurante3
días consecutivosdebeser menor de5ºCyb) La temperaturadel
airenodebeser mayor de10ºC enmasdelamitaddecualquier
periodode24 horas.
2)ElComitéACI 305Rdefine climacálidoaquél enqueseverifican
condicionesambientalesde altatemperatura,humedadrelativa muy
bajay velocidades del vientoelevadas.
25. Conclusión
! Nunca se verifican en altura las
condiciones del ACI para clima
frío y sólo esporádicamente se
dan las condiciones para clima
cálido !
27. SISTEMAADIABATICO: Noentrani salecalor
TABLA 1
Tipo de Cemento Incremento promedio de
temperatura por cada bolsa
de cemento en un ciclo de 24 a
72 horas en sistema
adiabático
Tipo I 6.0 ºC
Tipo II 5.8 ºC
Tipo V 5.4 ºC
Tipo IPM 5.5 ºC
Tipo IP 5.0 ºC
El concreto puede
desarrollar en un
periodo entre 24 y
72 horas una
temperatura
pico proporcional
a la cantidad y tipo
de cemento más la
temperatura de
colocación.
29. Como calcular la temperatura de colocación del concreto fresco
T =
0.22 (Wa + Wc ) + Ww + Wwa
Donde :
Ta =
Tc =
Tw =
Wa =
Wc =
Ww =
Wwa =
Temperatura de los agregados
Temperatura del cemento
Temperatura del agua de mezcla
Peso seco de los agregados
Peso del cemento
Peso del agua de mezcla
Peso del agua absorbida por los agregados
0.22(TaWa + TcWc) + Tw x Ww + Ta x Wwa
30. Como contrarrestar el hielo y deshielo
!INCORPORADORESDEAIRE!
TABLA 2
Tamaño
máximo
nominal
en
pulgadas
Exposición severa
Con
humedad
constante
en porcentaje
Exposición moderada
con
humedad
ocasional
en porcentaje
3/8 7.5 6.0
1/2 7.0 5.5
3/4 6.0 5.0
1 1/2 5.5 4.5
3 4.5 3.5
31. Como acercarnos a un sistema adiabático
!AISLANDOELCONCRETO!
TABLA 3
M A TERIA L A ISLA NTE ESPESO R E N CM
P aja 35 .0
Ichu 35 .0
Tierra 20 .0
Totora 15 .0
M adera 15 .0
Teknop or 10 .0
Lan a de fibra de vidrio 7 .5
32. Principios Básicos para efectuar vaciados en altura
Recopilación y verificación de las condiciones ambientales locales
de temperatura, humedad relativa, lluvia, presión atmosférica etc.
para establecer los ciclos del clima híbrido y su trascendencia en
cada caso particular.
Evaluar y planificar la temperatura de colocación en el rango de
10ºC a 13ºC para una temperatura ambiente no menor de 7ºC.
(Alternativas: Cemento,agua,agregados)
33. Principios Básicos para efectuar vaciados en altura
Estimar temperatura pico adiabática, siendo recomendable que
no sea menor de 30ºC. (Tipo de cemento)
Decidir el sistema de protección en base a las consideraciones
y condiciones particulares.
Evaluación experimental previa en el sitio de obra de diseños
de mezcla, aditivos y técnicas de curado y protección en periodo
mínimo de 48 horas.
34. Principios Básicos para efectuar vaciados en altura
Determinar la duración del periodo de protección en
función del tiempo en que el concreto alcanza 35 kg/cm2 de
resistencia en compresión bajo las condiciones de curado
en obra.
Monitoreo durante el desarrollo de la obra.
35. Sugerencias para el desarrollo de técnicas de protección y su aplicación en obra
1) Reproducir experimentalmente las condiciones mas desfavorables para el
vaciado en altura e instrumentar la medición del comportamiento termodinámico.
2) Establecer con precisión los periodos de clima híbrido y el comportamiento del
concreto en cada rango.
3) Como regla general aprovechar la naturaleza exotérmica de la hidratación del
cemento aislándolo en el período frío y exponiéndolo al medio ambiente durante el
periodo cálido para concentrar calor e incrementar la temperatura promedio de
curado.
36. Sugerencias para el desarrollo de técnicas de protección y su aplicación
en obra.
4) Utilizar en lo posible curador químico como protección contra la contracción
plástica por secado en el periodo cálido.
5) Usar como patrón de referencia conservador para decidir sobre la técnica
de protección y curado, el mantener una temperatura promedio del concreto
no menor de 13ºC en un ciclo de 24 horas.
6) Considerar al definir el f’c criterios de durabilidad basados en relciones A/C
máximas antes que resistencias requeridas en obra por criterios de expectativa de
falla.
39. Datos/Observaciones
Qué es la calidad ?
Definición ISO 9000 :
“ Es la totalidad de
condiciones y características
de un producto o servicio que
sustentan su habilidad para
satisfacer necesidades
establecidas o implícitas”
40. Datos/Observaciones
Principios básicos para la supervisión y
control de calidad del concreto en obra
I.“ Conocimiento científico de los materiales y el
producto resultante”.
II.“Definición técnica precisa de los requisitos a
controlar y cómo controlarlos”.
III. “ Planificación + Inspección + Evaluación”.
41. Datos/Observaciones
Control del concreto fresco
1) Muestreo
2) Slump
3) Peso unitario -> Rendimiento
4) Contenido de aire
5) Temperatura
6) Tiempo de fragua inicial
7) Compactabilidad
42. Datos/Observaciones
Control del concreto endurecido
1) Ensayo de compresión-> Capping
2) Ensayo de tracción por flexión
3) Esclerometría
4) Testigos diamantinos
5) Curado de testigos -> Cal
6) Abrasión in-situ
7) Permeabilidad
55. Datos/Observaciones
Enfoque convencional
1. La menor cantidad de equipo de Laboratorio para control en
obra.
2. En lo posible personal técnico empírico.
3. Control comercial antes que técnico de los proveedores de materiales.
4. La menor cantidad de servicios o asesoría especializada de terceros.
56. Datos/Observaciones
Costos escondidos en el enfoque convencional
1. Mayor cantidad de H-H y H-M por comportamiento variable
del concreto sin control de calidad.
2. Reparaciones y tratamiento complementario de las estructuras.
3. Ensayos adicionales, pruebas destructivas, paralizaciones de
trabajos, reuniones.
4. Imagen y confiabilidad.
57. Datos/Observaciones
Conclusiones
1. Existen problemas de calidad importantes en la mayor parte del mercado de suministro de
agregados para concreto.
2. La tecnología de control de calidad y la gestión de calidad ha quedado rezagada en
comparación con los avances en diseño estructural y procesos constructivos.
3. El concreto es un material perecible cuya calidad final depende tanto del productor de la
mezcla como del que la coloca, compacta, cura y controla.
4. La filosofía moderna de calidad total en la industria de la construcción, considera al
concreto como un objetivo estratégico fundamental para el logro de las metas de la obra, y
asi hay que tratarlo.
65. Datos/Observaciones
FENOMENOS CAUSANTES DE LOS CAMBIOS VOLUMETRICOS
I. Contracción o retracción
II.Flujo o fluencia
III.Efectos térmicos
IV.Agresividad química interna y externa
66. Datos/Observaciones
I CONTRACCION ó RETRACCION.
➢ Contracción intrínseca o espontánea
➢ Contracción por carbonatación
➢ Contracción por secado
67. Datos/Observaciones
CONTRACCION INTRINSECA ó ESPONTANEA
➢ Proceso químico → Mito de la Contracción de fragua
➢Deformación unitaria : 30x 10-6 → Esfuerzo 6 kg/cm2
➢ No produce fisuración
69. Datos/Observaciones
CONTRACCION POR SECADO
➢ Proceso físico → Evaporación agua de ADSORCION
➢Deformación unitaria : 400 a 1000 x 10-6 →
Esfuerzo entre 100 a 250 kg/cm2
➢ Siempre produce fisuración → Reversible parcialmente
70. Datos/Observaciones
CONTRACCION POR SECADO
➢ Depende del cemento, relación A/C, Tipo de agregado
cantidad de agua, humedad relativa, temperatura de
colocación, temperatura ambiente, viento.
➢Contracción plástica por secado →Fisuras antiestéticas
➢ Contracción por secado diferida → 30 veces espesor
71. Datos/Observaciones
Temperaturas típicas del concreto vs
humedad relativa que pueden
producir fisuración por contracción plástica
105 (41) 90
100 (38) 80
95 (35) 70
90 (32) 60
85 (29) 50
80 (27) 40
75 (24) 30
Humedad relativa
%
Temperatura del concreto
ºF (ºC)
79. Datos/Observaciones
II FLUJO O FLUENCIA
➢ Deformación sin incremento de carga
➢ Dependiente del tiempo
➢ Proporcional a la deformación elástica.
80. Datos/Observaciones
SistemaAdiabático : Noentrani salecalor
TABLA 1
Tipo de Cemento Incremento promedio de
temperatura por cada bolsa
de cemento en un ciclo de 24 a
72 horas en sistema
adiabático
Tipo I 6.0 ºC
Tipo II 5.8 ºC
Tipo V 5.4 ºC
Tipo IPM 5.5 ºC
Tipo IP 5.0 ºC
El concreto puede
desarrollar en un periodo
entre 24 y 72 horas una
temperatura
pico proporcional a la
cantidad y tipo de
cemento más la
temperatura de
colocación.
III EFECTOSTERMICOS→ INTERNOS
86. Datos/Observaciones
G,H → Efectos
térmicos Internos o
externos Causa :
Permitir mucha
temperatura interna,
gradientes térmicos
mayores de 10ºC
sin juntas de dilatación.
Solución : Cementos con
bajo calor de hidratación,
controlar temperaturas,
liberar calor, juntas de
dilatación c/30 m. max. en losas
expuestas a la intemperie
con gradientes > 10ºC,
87. Datos/Observaciones
I → Contracción por secado diferida
Causa :Espaciamiento incorrecto de
juntas de contracción.
Solución : Juntas de contracción
C/ 24 a 30 veces el espesor
del elemento .
88. Datos/Observaciones
J,K: Agrietamiento(crazing)
Causa : Espolvoreo de cemento
o planchado de la superficie
con exudación en proceso,
exudación en elementos con
encofrado hermético y mal
vibrados.
Solución : Monitorear exudación,
usar aire incorporado en
elementos encofrados,
cuidar vibrado, curar bien.,
89. Datos/Observaciones
L,M→ Corrosión
Causas :
Concreto poroso,
poco recubrimiento,
cloruros, condición de
exposición, carbonatación.
Solución : Concretos con a/c
baja (0.40 a 0.50), aumentar
recubrimientos, usar
cementos adecuados, microsílice,
inhibidores (nitritos), protección
catódica.
90. Datos/Observaciones
N: Reacción Alcali-Sílice
Causas : Agregados reactivos +
cementos con alto contenido
de álcalis, humedades relativas
> 80% , temperaturas > 30ºC.
Solución antes de producido :
Descartar agregados peligrosos,
Cementos con bajo álcali, sales
de litio.
Solución una vez detectado :
Demoler.
91. Datos/Observaciones
CONTROL CAMBIOS VOLUMETRICOS POR
CONTRACCION
➢ Juntas de contracción 24 a 30 veces espesor
➢ Planificar proceso constructivo y curado
➢ Menor contenido cemento
➢ Curado eficiente y oportuno en fase plástica
➢ Libertad de deformación
95. Datos/Observaciones
DURABILIDAD
➢ACI : Habilidad para resistir intemperismo, ataque
químico, abrasión y condición de servicio en el tiempo.
➢Concepto relativo. Asociado tradicionalmente f´c
➢ No copiar especificaciones
96. Datos/Observaciones
FACTORES QUE AFECTAN LA DURABILIDAD
➢ Congelamiento y deshielo.
➢ Ambiente químicamente agresivo
➢ Abrasión
➢ Corrosión
➢ Reacciones químicas en agregados.
106. Datos/Observaciones
Fuentes
• Kosmatka S., Kerkhoff B., Panarese W., Tanesi J. (2004). Diseño y control de mezclas de
concreto. Illinois, EEUU: Portland Cement Association PCA.
• Rivva E. (2015). Tecnología del concreto, Diseño de Mezclas. (3ª ed.) Lima, Perú:
Rivva López Enrique.
• Abanto F. (2016). Tecnología del concreto, teoría y problemas. Lima, Perú: Editorial San
Marcos.
• Pasquel E. (s.f.). Tópicos de Tecnología del concreto. (2ª ed.). Lima, Perú: Colegio de
Ingenieros del Perú CIP.