Download - Clase Nº1 Conceptos Basicos
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TECNOLOGIA DEL
HORMIGN
CONCEPTOS BASICOS
Jaime Trivio Prez
Constructor Civil
Marzo 2015
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INTRODUCCION
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Obras de edificacin
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Obras Viales
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Obras Portuarias
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Obras Hidrulicas
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Obras Aeroportuarias
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TECNOLOGIA
DEL HORMIGON
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Hormign malo
Sustancia fabricada de psima consistencia (sopa),
que endurece formando una masa llena de huecos,
no homognea y dbil.
DIFERENCIA RADICA SOLAMENTE EN SABER
HACERLO BIEN.
GENERALMENTE SIN UN MAYOR COSTO DE MANO DE
OBRA.
Hormign bueno (Ingredientes son los mismos).
POR QU UNA TECNOLOGA DEL
HORMIGN?
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Por qu una Tecnologa del Hormign?
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Por qu una Tecnologa del
Hormign?
Consecuencias Graves
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Por qu una Tecnologa del
Hormign?
Hormign bien usado y bien
Controlado.
Viaducto Millau-Francia.
(2.460m de Largo y 343m de altura)
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Por qu una Tecnologa del
Hormign?
Hormign bien usado y bien
Controlado.
Viaducto Millau-Francia.
Costo de la obra 414 Millones
de
120 aos de vida til
Se utilizaron:
127.000 m3 de H
19.000 Toneladas de acero
5.000 Toneladas de H Pretensado
El costo por vehculo es de 4.90 a
6.50 euros. Cobro del Peaje hasta el
ao 2080.
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Por qu una Tecnologa del
Hormign?
Hormign
bien usado
y bien
Controlado
. Edificio Burj Khalifa
Dubai (Emiratos rabes)
828m de altura
Costo:
4.000 millones de Dlares
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La tecnologa del hormign, como todas, se
encuentra en un proceso de evolucin, por lo que
se hace necesario que peridicamente se revisen
los conceptos y especialmente los detalles de
aplicacin.
POR QU UNA TECNOLOGA DEL HORMIGN?
INNOVACION Ejemplo: En el ultimo tiempo el cambio significativo con el
desarrollo de pavimentos de losas cortas.
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POR QU UNA TECNOLOGA DEL HORMIGN?
PRODUCCION MUNDIAL DE HORMIGON
Aproximadamente 25 mil millones de toneladas de hormign
se producen cada ao, lo que equivale a 6 millones de
camionadas de hormign por da.
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CONCEPTOS BASICOS
AGLOMERANTES
CLASIFICACION DEL
HORMIGON
RESEA HISTORICA
CONSTITUYENTES
HORMIGON
HORMIGON
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QUE ES UN AGLOMERANTE?
QUE ES UN CONGLOMERANTE?
AEREO
HIDRAULICO
Material capaz de unir fragmentos de una o varias
sustancias y dar cohesin al conjunto, por efectos de tipo
exclusivamente fsico.
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ANTECEDENTES HISTORICOS
HISTORIA DE
LOS AGLOMERANTES
ARCILLA
YESO
CAL
PUZOLANAS
BABILONIA
ASIRIA
EGIPTO
GRECIA
ROMA
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Pozzuoli es una comuna de la
provincia de Npoles (regin de
Campania, en Italia). Fue
fundada en el 528 a. C
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ANTECEDENTES HISTORICOS
1756 John Smeaton descubri que cuando se
quemaba la cal con una cierta cantidad de arcilla,
esta cal fraguaba bajo el agua.
RECONSTRUCCION
FARO EDDYSTONE
Inglaterra
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ANTECEDENTES HISTORICOS
1816 Primer puente de Hormign, no reforzado, en
Souillac, Francia.
LOUIS VICAT , Disea
y Construye el PUENTE
SOUILLAC,
conjuntamente realiza
investigaciones sobre la
qumica del cemento.
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ANTECEDENTES HISTORICOS
El 21 de octubre de 1824; Joseph Aspdin patento
el primer cemento artificial conocido como
cemento Portland; Inglaterra.
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ANTECEDENTES HISTORICOS
1840 Primera fabrica de cemento Portland en Francia.
1854 Hormign reforzado por Williams Wilkinson.
1871 Primera fabrica de cemento Portland en EEUU.
1908 Primera fabrica de cemento Portland en Chile y
Sud-Amrica: Melon.
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ANTECEDENTES HISTORICOS
CAL + ARCILLA + YESO
CEMENTO HIDRAULICO + PUZOLANA
HORMIGON
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HORMIGON DE CEMENTO?
Se llama hormign de cemento es un material, compuesto de
una mezcla de partculas de cierta resistencia estructural, con
un conglomerante y agua, convenientemente dosificados.
Cuando se encuentra recin mezclado debe tener una condicin
plstica, que facilite las operaciones indispensables para su
colocacin en moldes y con el tiempo, debe adquirir una
cohesin y resistencia que lo hagan apto para su empleo, en las
obras de ingeniera.
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HORMIGON DE CEMENTO?
Las partculas pueden ser piedras, trozos de ladrillos,
escoria de alto horno, arcilla expandidas, piedra pmez,
cascarilla de arroz, etc.
El aglomerante es un cemento, ya sea Portland o uno
especial, con puzolana, siderrgico, etc.
Materiales con
consecuencias
tcnicas y
Ambientales
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HORMIGON DE CEMENTO?
Piedra artificial, que resulta de la mezcla ntima de un
aglomerante, el cemento hidrulico, agregados y agua el
hormign puede incluir aditivos y adiciones, para llegar
as a modificar ciertas propiedades del mismo (DIN 1045).
Esta piedra artificial se forma a travs del endurecimiento
del cemento.
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AGREGADAS
AL CEMENTO
O AL H.
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ESQUEMA DEL HORMIGON
ELEMENTO HOMOGENEO (para el diseo)
ELEMENTO COMPUESTO
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ESQUEMA TIPICO DE LA ESTRUCTURA DEL
HORMIGON ENDURECIDO
Agregados Gruesos
Agregados Finos
Pasta de cemento con vacios
OTROS NIVELES DE OBSERVACION
(MICROESTRUCTURA)
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ESQUEMA DEL HORMIGN EN FRESCO
Importantes estudios
Zona de transicin: espacio en el
cual se desarrolla la interaccin
entre las fases (100 a 50m).
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PROPIEDADES DEL HORMIGON FRESCO
TRABAJABILIDAD
ESTABILIDAD
COMPACTIBILIDAD
MOVILIDAD
SEGREGACION
EXUDACION
CONTRACCION
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PROPIEDADES DEL HORMIGON ENDURECIDO
ELASTICIDAD
Capacidad de deformarse bajo carga
sin tener deformacin permanente.
Modulo de Elasticidad Esttico del
Hormign.
E = 250.000 a 350.000 Kg/cm2
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PROPIEDADES DEL HORMIGON ENDURECIDO
DENSIDAD
En torno a 2400Kg/m3.
RESISTENCIA
Capacidad de soportar cargar o
esfuerzos.
Resistencia a Compresin.
Resistencia a la Traccin.
Las resistencias normales del H
varan en el orden de 100 a
500Kg/m2
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CARACTERISTICAS DEL HORMIGON
Endurece y adquiere RESISTENCIA.
VERSATILIDAD: Propiedades se pueden afinar
para satisfacer necesidades y objetivos de la
estructura. Facilidad para darle ilimitada
variedad de formas.
Se moldea a temperatura ambiente, no
necesita calor.
CONTINUIDAD: permite fabricar grandes
elementos sin solucin de continuidad
(adhiere consigo mismo).
BUENA DURABILIDAD: no se corroe, resiste
diversos ambientes (ciclos hielo deshielo,
ataques qumicos, abrasin y erosin).
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CARACTERISTICAS DEL HORMIGON
RESISTENTE al fuego (al menos hasta
400C) y la radiacin nuclear.
Materiales componentes fciles de
encontrar.
Adherencia acero-hormign.
Igual coeficiente de dilatacin con el acero.
Protege al acero de corrosin y fuego
TERMINACION SUPERFICIAL: gama de
relieves, textura y colores.
Mtodos de construccin: posibilidad de
prever y adaptar sus caractersticas segn
naturaleza de la obra.
Reparacin y adaptacin.
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CARACTERISTICAS DEL HORMIGON
Baja resistencia a la Traccin.
Inestabilidad dimensional.
Fabricacin en obra puede afectar la
variabilidad del hormign y estabilidad
de sus propiedades.
Anisotrpico cuando hay armaduras.
Propiedades dependen del tiempo.
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A. El hormign se clasifica en grados ya sea con
respecto a la resistencia a compresin o con
respecto a la resistencia a traccin por flexin.
CLASIFICACION DEL HORMIGON.
A1. CLASIFICACION POR COMPRESION
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CLASIFICACION DEL HORMIGON.
A2. CLASIFICACION POR FLEXOTRACCION.
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B. Segn su densidad aparente:
Hormign Liviano o Ligero (600 a 1800Kg/m3).
Hormign corriente o normal (2000 a
2500Kg/m3).
Hormign Pesado (3000 y 4500Kg/m3).
C. Segn su distancia de Transporte.
De obra (distancia mxima 5Km en lnea recta).
Transportado (mezclado fuera de obra,
entregado mediante camin).
CLASIFICACION DEL HORMIGON.
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D. Segn su tipo:
Hormign simple.
Hormign Armado.
E. Otros Tipos de Hormigones:
Hormign con fibras.
Hormign Autocompactante.
Hormign fluido.
Hormign celular (espumoso o aireado).
Hormign Pigmentado.
Hormign Pretensado.
Hormign Reciclado; proyectado etc.
CLASIFICACION DEL HORMIGON.
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TIPOS DE HORMIGON.
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TIPOS DE HORMIGON.
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TIPOS DE HORMIGON.
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TIPOS DE HORMIGON.
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TIPOS DE HORMIGON.
RODILLADO
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La forma correcta de especificar un hormign es
como la que se indica.
ESPECIFICACION DEL HORMIGON.
Donde:
a) Resistencia especificada (Nch170).
b) Fraccin defectuosa aceptada.
c) Tamao mximo nominal del rido.
d) Docilidad requerida, segn cono.
NCh1934.Of92 - Hormign preparado en central hormigonera).
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DURABILIDAD
DURABILIDAD DEL HORMIGON
DESARROLLO TECNOLOGICO Y
CONTAMINACION ACRECENTADA
POR LOS DESECHOS DE NUESTRA
EPOCA.
EXISTE TESTIMONIO Reaccin de sus componentes
originada por agentes externos
(ridos, Accin del suelo; agua y
contaminaciones no previstas).
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CONGELAMIENTO Y DESHIELO DEL HORMIGON.
Accin de las heladas en el hormign.
Agentes para eliminar el hielo.
Incorporacin de aire.
Adecuadas prcticas constructivas
EXPOSICION A AGENTES QUIMICOS AGRESIVOS.
Ataque por Sulfatos (Sodio, Potasio, Calcio o magnesio).
Exposicin al Agua de Mar.
Exposicin a los cidos.
Carbonatacin.
DURABILIDAD DEL HORMIGON
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ABRASION.
Desgaste al frotamiento o friccin.
Relevante en Pisos y Pavimentos.
Erosin de estructuras Hidrulicas.
Desgaste del Hormign provocado por los neumticos con
clavos o cadenas.
Resistencia al resbalamiento de los pavimentos.
REACCIONES QUIMICAS CON LOS ARIDOS.
Reaccin Alcali-Silice.
Reaccin Alcali-Carbonato.
DURABILIDAD DEL HORMIGON
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CONSTITUYENTES DEL HORMIGON
CEMENTO
(10 a 15%)
AIRE
(1 a 2%)
ARIDOS (60 a 80%)
ADITIVOS
AGUA (15 a 20%)
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1. Aglomerante:
Cemento hidrulico (10-15%)
Componente activo del hormign.
Funciones principales:
llenar huecos del rido aglomerndolo. En estado
fresco la pasta hace las veces de lubricante y da
cohesin. En estado endurecido la pasta taponea
los huecos entre los ridos dando
impermeabilidad al hormign.
Proporciona resistencia al hormign endurecido (razn agua/cemento; tipo de cemento; curado).
CONSTITUYENTES H
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2. Los agregados o partculas:
ridos Granulares: arena + grava (60-80%).
Componente inerte del hormign.
- Funciones principales.
Economa (similar resistencia).
Forma esqueleto o estructura inerte que da
rigidez para resistir accin de cargas, resistir
abrasin, accin climtica (Durabilidad).
Mejora estabilidad dimensional al reducir cambios
de volumen de la pasta, durante los procesos de
fraguado y endurecimiento.
CONSTITUYENTES H
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3. Agua Potable (15-20%)
Confiere trabajabilidad en estado fresco.
Hidrata al cemento.
Curado del hormign (ambiente saturado).
4. Aire Ocluido (1-2%)
5. Aditivos (0.1%):
Variedades: Materiales activos que modifican
propiedades del hormign por accin fsica o
qumica (resistencia, tiempo de fraguado,
durabilidad, permeabilidad, etc.)
6. Adiciones: Materiales slidos inertes.
CONSTITUYENTES H