El concreto es un material semejante a la piedra que se obtiene mezclando arena y grava con cemento, agua y en ocasiones un aditivo; estos materiales se fabrican formando un concreto en estado plástico que se coloca en moldes hasta que el concreto endurezca.
CONCRETO ARMADO
MATERARQ
Origen
En el Egipto Antiguo los egipcios usaron el yeso calcinado para dar al ladrillo o a las estructuras de piedra una capa lisa.
En la Grecia antigua se uso una aplicación similar de piedra caliza calcinada.
Los Romanos utilizaron con frecuencia el agregado quebrado del ladrillo embutido en una mezcla de la masilla de la cal con polvo del ladrillo o la ceniza volcánica. Construyeron una variedad amplia de estructuras que incorporaron la piedra y concreto, incluyendo los caminos, acueductos, templos y palacios.
Los Romanos antiguos utilizaron losas de concreto en muchas de sus estructuras públicas grandes como el Coliseo y el Partenón. Utilizaron muchas técnicas innovadoras para manejar el peso del concreto. Para aligerar el peso de estructuras enormes, encajonaron a menudo tarros de barro vacíos en las paredes. También utilizaron barras de metal como refuerzos en el concreto cuando fueron construidos techos estrechos sobre callejones.
John Smeaton, en 1774 había encontrado que combinar la cal viva con otros materiales creaba un material extremadamente duro que se podría utilizar para unir juntos otros materiales. Él utilizó este conocimiento para construir la primera estructura de concreto desde la Roma antigua.
Características (composición, peso, dureza, color, textura)
Composición:
Peso Específico o Densidad: 2400 kg/m3
Color: Los pigmentos para cemento se presentan generalmente en forma de polvo molido muy fino, con una granulometría aun más fina que la del cemento. Se combinan con el cemento y le da a los otros agregados del concreto. Esta coloración es permanente y el tono obtenido depende de las proporciones de cada ingrediente.
Propiedades (físicas y mecánicas)
Dependen de la cantidad y calidad de los componentes y del cuidado en las fases.
Físicas: En lo que respecta a los tiempos, hay dos: el de fraguado y el de endurecimiento.
Fraguado: Se tarda un promedio de dos horas en efectuarse. En estado fresco este posee bastante plasticidad, compacticidad y se puede moldear y trabajar fácilmente.
Endurecimiento: Este se sucede de forma progresiva y en función de muchos parámetros extras Además, en un período de 24 o 48 horas la mitad se produce la resistencia a largo plazo, y en una semana ¾ partes, por lo que en cuatro semanas es más que factible que se realice la resistencia en su totalidad.
Hay que señalar también que el concreto puede dilatarse y contraerse a la misma velocidad con la que se dilata y se contrae el acero, razón por la cual el uso de ambos en la construcción es muy frecuente, siempre y cuando se produzca de manera simultánea.
Mecánicas: La principal propiedad especificada en el diseño de los elementos de concreto armado, es la resistencia del elemento a la compresión correspondiente a los 28 días de curado. Es una propiedad que es variable según la proporción de los elementos que conforman el concreto (agua, arena, grava y cemento). A partir de este valor de diseño se obtienen las diversas propiedades del concreto.
Seguridad
El dimensionamiento de las secciones busca las propiedades geométricas así como la cantidad y posición del acero de refuerzo. Desde el punto de vista de la estructura, las principales estructuras donde se emplea el concreto armado son las losas y vigas monolíticas, losas planas sin vigas, cascarones de cubierta simple o doble curvatura, domos y en el diseño de puentes.
Proceso de obtención
En cuanto a la composición del concreto armado, cabe decirse que es el resultado de la mezcla de uno o más conglomerantes, como el caso del cemento, que es el empleado con mayor frecuencia.
Para la elaboración del hormigón, se realiza un proceso que comienza con la obtención de los áridos de las canteras que se encuentran en los ríos. Una vez acopiada la piedra, la misma es triturada mediante una Planta Trituradora clasificadora de aridos. De acuerdo con el tipo de concreto, varia la grnulometria de la mezcla.
En la cantera de arena se extrae dicho material, y se transporta a la planta para ser usado en el proceso. Igualmente sucede con el cemento, el cual es depositado en Silos para continuar con el proceso.
En lo que respecta al proceso propiamente dicho, lo que ocurre es que el cemento se hidrata en el momento en el que entra en contacto con el agua. Posteriormente comienzan a suscitarse complejas reacciones químicas, que van a terminar derivando en el fraguado y en el endurecimiento de la misma mezcla.
Fase 1: Dosificación de la materia prima
Fase 2: Determinación de la resistencia: Mediante rotura de ensayo de probetas
Fase 3: Consistencia
Fase 4: Ensayo de asentamiento (Cono de Abrams)
Fase 5: Transporte del concreto fresco: recién salido de la mezcladora al Encofrado donde se va a colocar. Puede ser en tobos, carretillas, tubos, Elevadores, torres grúas, camión de volteo, cintas transportadoras, Equipos de bombeo. Debe ser con el mínimo de operaciones y tiempo para Preservar homogeneidad debe evitarse segregación de componentes de la Mezcla, pérdida o aumento de humedad, asentamiento de agregados Gruesos al fondo, falso fraguado
Fase 6: COLOCACIÓN: VACIADO O PROYECTADO
Se desarrolla entonces una técnica para la obtención del concreto pretensado y del concreto postensado. En estas fases, el bloque de hormigón resulta comprimido con antelación, razón por la cual todas las tracciones que surgen para resistir las acciones exteriores pasan a ser descompresiones de las partes que han sido previamente comprimidas. Esto termina siendo ventajoso en muchos casos. Para el caso del pretensado, por su parte, se emplean aceros que cuenten con un alto límite elástico, puesto que la fluencia lenta terminaría por anular todo el proceso si no se los utilizara.
Estas fuerzas compresoras se inducen en el hormigón pretensado a través de la tensión de los refuerzos de acero antes de que se endurezca el hormigón, aunque en algunos casos el acero se tensa cuando ya se ha secado. En el proceso de pretensado, el acero se tensa antes de verter el hormigón. Cuando el hormigón se ha endurecido alrededor de estos refuerzos tensados, se sueltan las barras de acero; éstas se encogen un poco e inducen fuerzas de compresión al hormigón. En otros casos, el hormigón se vierte alrededor del acero, pero sin que entre en contacto con él; cuando el hormigón se ha secado se ancla un extremo del refuerzo de acero al hormigón y se presiona por el otro extremo con gatos hidráulicos. Cuando la tensión es la requerida, se ancla el otro extremo del refuerzo y el hormigón queda comprimido.
Fase 7: COMPACTACIÓN
Fase 8: CURADO
Fase 9: DESENCOFRADO
Fase 10: MANTENIMIENTO
Al final del proceso, se va a obtener un material cuya consistencia es pétrea por excelencia. Los aditivos del concreto, por otra parte, son utilizados para la modificación de las características, por lo cual es posible acceder a una gran variedad de componentes extras, como el caso de los colorantes, los aceleradores de fraguado y sus contrapartidas (los retardadores) e incluso los impermeabilizantes y los fluidificantes.
Limitaciones
El material es relativamente frágil con una limitada resistencia a la tracción en comparación a la resistencia a la compresión; esta limitación se contrarresta con la colocación de barras circulares de acero como refuerzo colocado antes de vaciar el concreto
A) Resistencia mecánica
B) La consistencia
C) Tipo de ambiente
D) Max. Relación agua/cemento
E) Mínimo contenido de cemento
Método de construcción
Existen dos formas de construir con concreto armado, una es el vaciado in situ que requiere de la fabricación de formaletas de madera (encofrado) y obliga a una secuencia de operaciones. Por otra parte la construcción se puede hacer con elementos prefabricados, este método ahorra el uso del encofrado y permite realizar simultáneamente varias etapas de construcción
Ventajas
La maleabilidad del estado plástico en que se fabrica en concreto, permite una libertad en la selección de formas; asimismo el vaciado en que se coloca permite la continuidad de los elementos en una estructura. Además, la durabilidad, permeabilidad, resistencia al fuego y a la intemperie son atributos de este material
Desventajas
1 – Tiene poca resistencia a la tracción, aproximadamente la décima parte de su resistencia a la compresión. Aunque el acero se coloca de modo que absorba estos esfuerzos, la formación de grietas es inevitable.
2 – Requiere de encofrado lo cual implica su habilitación, vaciado, espera hasta que el concreto alcance la resistencia requerida y desencofrado. Con el tiempo que estas operaciones implican. El costo del encofrado puede alcanzar entre un tercio y dos tercios del costo total de la obra.
3 – Su relación resistencia a la compresión versus peso está muy por debajo que la correspondiente al acero, el cual es más eficiente cuando se trata de cubrir grandes luces. El concreto requiere mayores secciones y por ende el peso propio es una carga muy importante en el diseño.
Las desventajas están asociadas al peso de los elementos que se requieren en las edificaciones por su gran altura, como ejemplo tenesmo si las edificaciones tienen luces grandes o volados grandes las vigas y losas tendrían dimensiones grandes esto llevaría a generar mayor costo en la construcción de la edificación.
La adaptabilidad al logro de formas diversas ha traído como consecuencia, configuraciones arquitectónicas muy modernas e impactantes pero con deficiente comportamiento sísmico.
GRÁFICOS DEL MURO Y LA PARED
PLANTA
PLANTA
Conclusión
El concreto armado es un material similar a la piedra, que se obtiene al mezclar arena y grava con cemento, agua y algún aditivo. Es un elemento muy importante en la construcción, y uno de los más usados en obras civiles debido a su resistencia, rigidez, eficacia, rapidez y sencillez en preparación. Sirve principalmente en aquellas partes donde se reciben y transmiten cargas (cimentaciones, columnas trabes, losas, muros de carga, principalmente de contención).
Presenta propiedades físicas y mecánicas sumamente importantes como son el fraguado, endurecimiento y resistencia a la compresión; y se obtiene por medio de 10 fases (Dosificación de la materia prima, determinación de la resistencia, consistencia, transporte, colocación, compactación, curado…).
Sus ventajas, además de las mencionadas anteriormente residen en que tiene bajos costos de preparación y conservación, se adapta a cualquier forma (maleabilidad) y es resistente al fuego y al ambiente exterior. Su color es permanente y el tono depende de las cantidades de material que se haya utilizado. Entre sus desventajas se encuentra la poca resistencia a la tracción, provocando grietas a pesar de que se coloque acero, el requerir un encofrado y que el costo viene determinado por el peso de los elementos de las edificaciones. (Mientras más altura, mayor es el costo).
Sin embargo, la adaptabilidad del concreto armado, logrando formas diversas, ha permitido diferentes configuraciones arquitectónicas modernas e impactantes pero con deficiente comportamiento sísmico
