Concreto

¿QUE ES EL CONCRETO?

Es un material artificial utilizado en ingeniería que se obtiene mezclando cemento Pórtland, agua, algunos materiales bastos como la grava y otros refinados, y una pequeña cantidad de aire.

El concreto simple o concreto cemento Portland es un material pétreo artificial obtenido de una mezcla en proporciones determinadas de cemento, agregados finos, agregados gruesos (comúnmente denominados arena y grava respectivamente) y agua.

El concreto es casi el único material de construcción que llega en bruto a la obra. Esta característica hace que sea muy útil en construcción, ya que puede moldearse de muchas formas. Presenta una amplia variedad de texturas y colores y se utiliza para construir muchos tipos de estructuras, como autopistas, calles, puentes, túneles, presas, grandes edificios, pistas de aterrizaje, sistemas de riego y canalización, rompeolas, embarcaderos y muelles, aceras, silos o bodegas, factorías, casas e incluso barcos.

Los aditivos se utilizan para modificar las características básicas, existiendo una gran variedad de ellos: colorantes, aceleradores, retardadores de fraguado, fluidificantes, impermeabilizantes, etc. Es un material profusamente utilizado en la construcción.

ETIMOLOGÍA

El término concreto es originario del latín: concretus, que significa "crecer unidos" o "unir".

MATERIALES DEL CONCRETO

El concreto se constituye aproximadamente de entre 70 y 80% de agregados (grava y arena) en volumen, el resto es pasta de cemento, la pasta de cemento a su vez se compone de 30 a 50% de cemento en volumen y el resto es agua y aire.

Cemento
El cemento es un material con propiedades adhesivas y cohesivas capaz de unir fragmentos minerales para formar una masa sólida con la presencia del agua. El cemento Portland esta hecho de minerales en polvo. Según sus propiedades se distinguen los siguientes tipos:

1. Tipo I: Normal, se utiliza para la construcción ordinaria
2. Tipo II: Modificado, tiene poca liberación de calor al hidratarse
3. Tipo III: Alta resistencia, alcanza a los 3 días la resistencia que el tipo I da a los 7 días la resistencia a los 7 días que el tipo I da a los 28 días.
4. Tipo IV: Bajo calor, Produce poco calor al hidratarse es propio de estructuras masivas como las presas.
5. Tipo V: Resistencia a sulfatos, Utilizado en alcantarillas.

Agregados

Usualmente los agregados ocupan alrededor del 75% del volumen del concreto y tienen que estar graduados para que el concreto forme una masa sólida, densa y relativamente homogénea. Los agregados son clasificados según su tamaño:
1. Tipo I: Agregado Grueso: Son las partículas mayores a 1/4”.
2. Tipo II: Agregado Fino: Es cualquier material que pasa la malla # 7 menor de 5mm o 3/16”.

Los agregados gruesos mas comunes se pueden clasificar como:
1. Grava natural.
2. Piedra natural o triturada
3. Agregados artificiales: piedra pomez
4. Agregados pesados: punzones de acero, magnetitas.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

Otras características favorables del concreto son su resistencia, su bajo costo y su larga duración. Si se mezcla con los materiales adecuados, el concreto puede soportar fuerzas de compresión elevadas.

1. Densidad: en torno a 2350 kg/m3
2. Resistencia a la compresión: de 150 a 500 kg/cm2 para el concreto ordinario.
3. Existen hormigones especiales de hasta 2000 kg/cm2
4. Resistencia a la tracción: proporcionalmente baja, generalmente despreciable en el calculo global, del orden de un décimo de la resistencia a la compresión.
5. Tiempo de fraguado: dos horas, aproximadamente, en función de la temperatura y la humedad del ambiente exterior.
6. Tiempo de endurecimiento: progresivo, en función de la temperatura, humedad y otros parámetros.
7. Hay que resaltar que el concreto se dilata y contrae en magnitudes semejantes al acero, pues tienen parecido coeficiente de dilatación, por lo que resulta muy útil su uso simultáneo en la construcción,

¿CUÁLES SON LOS USOS DEL CONCRETO?

Resistencia ante esfuerzos de compresión.
Su resistencia a tracción como al esfuerzo cortante son relativamente bajas, por lo cual el concreto requiere de refuerzo.
Por lo tanto el concreto se arma, con varillas de acero conociéndose entonces como concreto armado, o concreto reforzado, permitiendo soportar los esfuerzos cortantes y de tracción con las barras de acero.
Posteriormente se investigó la conveniencia de introducir tensiones en el acero de manera deliberada y previa al fraguado del concreto de la pieza estructural, desarrollándose las técnicas del concreto pretensado y el concreto postensado.

Así, introduciendo antes del fraguado alambres de alta resistencia tensados en el concreto, este queda comprimido al fraguar, con lo cual las tracciones que surgirían para resistir las acciones externas, se convierten en descompresiones de las partes previamente comprimidas, resultando muy ventajoso en muchos casos.

TIPOS DE CONCRETO

Aireado o celular

Se obtiene incorporando a la mezcla aire u otros gases derivados de reacciones químicas, resultando un concreto de densidad < style="font-weight: bold;">1. Bajo peso
2. Facilidad para trabajarlo una vez fraguado
3. Excelente aislamiento térmico.

Traslúcido

Concreto traslúcido, Es aquel que es obtenido por mezcla con plástico o fibra de vidrio. Algunas de sus propiedades son:
1. Conducen la luz,
2. Resistentes y ligeros que los cementos convencionales.
3. Peso volumétrico máximo de 2.100 kg/m3 y el gris de 1.950 kg/m3,
4. Penetración de la luz.

Microconcreto

Pavimento de concreto pulido, que permite apreciar las partículas de grava.
Es un concreto de altas prestaciones en los cuales las partículas del árido no superan los 10 mm. Se utiliza para la fabricación de tejas de concreto y otros materiales. Sus características son:
1. Adquieren 90 por ciento de su resistencia final en menos de siete días, lo ahorro significativo en la industria de la construcción, pues el tiempo para levantar una edificación disminuiría casi el 60 por ciento.

Permeable

Es un concreto que utiliza de granuilantes de gran tamaño, lo cual permite que una vez colocado queden huecos entre la pasta y las piedras. Por estos espacios puede escurrir el agua u otros líquidos. Su desarrollo aún está en fase experimental, pero se proyecta su utilización en estacionamientos y pavimentos.

Ciclópeo

Está constituido por una mezcla de concreto con una resistencia última a la compresión de 175 kg/cm2 a los 28 días, a la cual se le agregará hasta el 35% de piedra. Es utilizado principalmente para muros de contención, cimientos corridos y sobrecimientos.

De alta densidad

Los hormigones convencionales tienen una densidad aproximada de entre 2200 y 2500 kg/m3. Se denomina concreto de alta densidad, u concreto pesado, a aquel concreto con una densidad superior a la habitual. Es capaz de alcanzar densidades de hasta más de 6000 kg/m3, están fabricados con áridos de densidades superiores a los habituales (normalmente barita, magnetita, hematita...) El concreto pesado se ha utilizado generalmente para blindar estructuras y proteger frente a la radiación, en centrales nucleares, salas de radiología de hospitales, aceleradores de partículas, etc.

ESPECIFICACIONES DEL CONCRETO

Especificaciones para concreto in situ

Se denomina concreto in situ al que se emplea en obra antes del fraguado. El tipo de concreto que se coloca en obra está previamente diseñado en el proyecto, y es responsabilidad del ejecutor cumplir las especificaciones fijadas. Paralelamente a la ejecución un laboratorio homologado controla que el concreto que se emplean cumpla con las especificaciones requeridas. El ensayo más conocido es la rotura de probetas cilíndricas donde se mide la tensión que alcanza en rotura.

Especificaciones para concreto premezclado

El concreto puede ser mezclado en mezcladoras portátiles llevadas a pie de obra pero, generalmente, será premezclado en fábricas de producción de concreto. El concreto premezclado puede ser:
Pesado y mezclado en una planta central y entregado en obra en camiones de transporte no mezcladores.
Pesado en una planta central y mezclado en el camión mezclador, en tránsito o después de llegar a la obra.

La planta de pesado y mezclado debe verificar las condiciones de las instalaciones de almacenaje de materiales, precisión y confiabilidad de los equipos de pesado, condiciones de los equipos de mezclado y los procedimientos apropiados de mezclado.

Especificaciones para los materiales del concreto

Los materiales, incluyendo el cemento, la arena, el agregado grueso y el agua, deben ser verificados para que cumplan con las especificaciones:
Para el Cemento tenemos:
1. Debe ser del tipo especificado en el proyecto,
2. Los certificados de fabricación deben ser proporcionados para mostrar que el cemento está de acuerdo con los requerimientos
3. El cemento tipo IV no debe ser usado en cimientos de concreto.
4. Cementos Tipo III o menores, pueden ser permitidos para pruebas de cimientos vaciados en sitio para ganar una resistencia rápida.
5. No debe ser usado directamente del molino si aún está caliente.
6. Inspeccionarse en busca de grumos causados por la humedad.
7. Las bolsas de cemento deben ser inspeccionadas en busca de rasgaduras, perforaciones u otros defectos.

Para la Arena de Río tenemos
1. Debe ser mezclada con áridos, bien graduada a escala
2. En otra serie de casos se puede observar una granulometría bien diferenciada a través de microscopios ultra génicos sensibles a la radiación ultravioleta que no afecta a este tipo de materiales.

Para el Agregado grueso o grava tenemos:
1. Las especificaciones pueden permitir grava o piedra triturada.
2. El uso de roca triturada requiere más cemento y arena para trabajabilidad comparables.
3. Inclusores de aire también mejoran la trabajabilidad. La gravedad específica del agregado grueso debe estar especificada y también debe estar bien graduada con un máximo de tamaño ¾ de pulgada y con las cantidades de agregado menores de 3/16 distribuidas uniformemente y dentro del 3 %.

Para el Agua tenemos:
1. El agua de mezclado debe ser potable.
2. No debe contener impurezas que puedan afectar la calidad del concreto.
3. No debe tener ningún tipo de sabor o

ADITIVOS PARA EL CONCRETO

Es un material distinto del agua, los agregados, el cemento hidráulico y las fibras de refuerzo, que se utiliza como ingrediente del mortero o del concreto, y que se añade a la revoltura inmediatamente antes o durante el mezclado.
La interpretación que puede darse a esta definición es que un material sólo puede considerarse como aditivo cuando se incorpora individualmente al concreto, es decir, que se puede ejercer control sobre su dosificación.
Para complementar la definición anterior, tal vez cabria añadir que los aditivos para concreto se utilizan con el propósito fundamental de modificar convenientemente el comportamiento del concreto en estado fresco, y/o de inducir o mejorar determinadas propiedades deseables en el concreto endurecido.

Usos de los aditivos
El comportamiento y las propiedades del concreto hidráulico, en sus estados fresco y endurecido, suelen ser influidos y modificados por diversos factores intrínsecos y extrínseco.

1. Los intrínsecos se relacionan esencialmente con las características los componentes y las cantidades en que éstos se proporcionan para laborar el concreto.

2. Los extrínsecos, pueden citarse principalmente las condiciones ambientales que prevalecen durante la elaboración y colocación del concreto, las prácticas constructivas que se emplean en todo el proceso desde su elaboración hasta el curado, y las condiciones de exposición y servicio a que permanece sujeta la estructura durante su vida útil.

Tipos de aditivos

1. Aditivos acelerantes: reducen el tiempo de fraguado y aceleran el desarrollo de la resistencia

2. Aditivos inclusores de aire: Forman burbujas no mayores de 1mm de diámetro, aumentando la manejabilidad del concreto y su resistencia al imtemperismo producidos por ciclos de congelación y descongelación

3. Aditivos reductores de agua y aditivos controladores de fraguado: incrementan resistencia del concreto y facilitan su manejo en su estado fresco

4. Aditivos minerales finos: corrigen deficiencias en la graduación del agregado fino, se utilizan para reducir la permeabilidad del concreto y su expansión.

5. Aditivos para concreto sin revenimiento: Son aditivos especiales para concretos y revenimientos menores a una pulgada. Su selección depende de la propiedad del concreto que se desee mejorar.

6. Polímeros: producen concretos de elevada resistencia a la compresión

7. Superplasticidas: Son reductores de agua de alto nivel.

Efectos en el concreto fresco

1. Cohesión y manejabilidad
Son características que contribuyen a evitar la segregación y facilitar el manejo previo y durante su colocación en las cimbras.

2. Asentamiento y sangrado
En cuanto el concreto queda en reposo, después de colocarlo y compactarlo dentro del espacio cimbrado, se inicia un proceso natural mediante el cual los componentes más pesados (cemento y agregados) tienden a descender en tanto que el agua, componente menos denso, tiende a subir. A estos fenómenos simultáneos se les llama respectivamente asentamiento y sangrado.

Efectos en el concreto endurecido

1. Adquisición de resistencia mecánica
La velocidad de hidratación y adquisición de resistencia de los diversos tipos de cemento portland depende básicamente de la composición química del clinker y de la finura de molienda. De esta manera, un cemento con alto contenido de silicato tricálcico (C3S) y elevada finura puede producir mayor resistencia a corto plazo, y tal es el caso del cemento tipo III de alta resistencia rápida

Tipo de cemento que se Edad recomendable para especificar emplea en el concreto la resistencia de proyecto
1. Portland III 14 ó 28 días
2. Portland I, II y V 28 ó 90 días
3. Portland-puzolana 90 días, o más
En ausencia de cemento tipo III, cuya disponibilidad en el mercado local es limitada, puede emplearse cemento tipo I junto con un aditivo acelerante.

Generación de calor

En el curso de la reacción del cemento con el agua, o hidratación del cemento, se produce desprendimiento de calor porque se trata de una reacción de carácter exotérmico.

TÉCNICAS DE CONSTRUCCIÓN

El concreto se moldea de muchas maneras. Para construir los cimientos de pequeños edificios se vierte directamente en zanjas cavadas en la tierra. Para otros tipos de cimientos y algunos muros, se vierte entre los soportes o encofrados de madera o de hierro, que se eliminan cuando el concreto se ha secado. En la construcción con losas prefabricadas, las planchas que forman techos y suelos se montan en el suelo y después se elevan con gatos hidráulicos y se fijan las columnas a la altura precisa. Los encofrados deslizantes se utilizan para formar columnas y los núcleos de los edificios. Se van moviendo hacia arriba de 15 a 38 cm. por hora mientras se vierte el concreto y se colocan los refuerzos.

El método de fraguar hacia arriba se suele utilizar en la construcción de edificios de una o dos plantas. Para pavimentar carreteras con concreto se utiliza una máquina pavimentadora de cimbra móvil. Esta máquina arrastra una estructura con dos guías metálicas separadas. Se vierte una capa de concreto entre las dos guías y la máquina va avanzando lentamente. Las guías de los laterales mantienen el concreto en su sitio hasta que éste se seca.

En ciertas aplicaciones, como la construcción de piscinas, canales y superficies curvas, el concreto puede aplicarse por inyección. Con este método el concreto se pulveriza a presión con máquinas neumáticas sin necesidad de utilizar encofrados. Así se elimina todo el trabajo de los moldes de hierro y madera y se puede aplicar concreto en lugares donde los métodos convencionales serían difíciles o imposibles de emplear.

ALBAÑILERÍA CON CONCRETO

En todos los tipos de construcción de albañilería se utilizan ladrillos o bloques de concreto. Se emplean por ejemplo en muros de carga y paredes, malecones, bardas; como refuerzo de paredes de ladrillo, piedra; para proteger del fuego estructuras de acero como huecos de escaleras y ascensores, y para construir muros de contención, chimeneas y suelos.

Alrededor del 60% de los productos de concreto para albañilería, como los bloques, se elaboran con agregados ligeros. Los más utilizados son arcillas tratadas. El tamaño de estos bloques, que se utilizan para construir paredes, tanto por debajo como por encima del suelo, suele ser de 20 × 20 × 40 cm. Estos bloques se colocan de forma horizontal y no suelen ser macizos para reducir peso y para que se forme una cámara de aire aislante. La medida de los bloques está ya estandarizada: se pueden conseguir bloques específicos para cualquier trabajo sin tener que cortar y ajustar. También hay moldes para producir bloques con dibujos y relieves para paredes interiores y exteriores. Es posible conseguir cualquier color o tipo de textura.

¿QUE ES CONCRETO ARMADO?

Es aquel concreto que se refuerza con armaduras metálicas, sobre todo de acero; este concreto reforzado se conoce como ‘concreto armado’. El acero proporciona la resistencia necesaria cuando la estructura tiene que soportar fuerzas longitudinales elevadas. El acero que se introduce en el concreto suele ser una malla de alambre o barras sin desbastar o trenzadas. El concreto y el acero forman un conjunto que transfiere las tensiones entre los dos elementos.

CONCRETO PRETENSANDO Y POSTENSADO

El concreto pretensado ha eliminado muchos obstáculos en cuanto a la envergadura y las cargas que soportan las estructuras de concreto para ser viables desde el punto de vista económico. La función básica del acero pretensado es reducir las fuerzas longitudinales en ciertos puntos de la estructura. El pretensado se lleva a cabo tensando acero de alta resistencia para inducir fuerzas de compresión al concreto. El efecto de esta fuerza de compresión es similar a lo que ocurre cuando queremos transportar una fila de libros horizontalmente; si aplicamos suficiente presión en los extremos, inducimos fuerzas de compresión a toda la fila, y podemos levantar y transportar toda la fila, aunque no se toquen los libros de la parte central.

Estas fuerzas compresoras se inducen en el concreto pretensado a través de la tensión de los refuerzos de acero antes de que se endurezca el concreto, 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 concreto. Cuando el concreto 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 concreto. En otros casos, el concreto se vierte alrededor del acero, pero sin que entre en contacto con él; cuando el concreto se ha secado se ancla un extremo del refuerzo de acero al concreto 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 concreto queda comprimido.

Los tendones en el concreto pretensado están adheridos al concreto a lo largo del elemento, como en el refuerzo no tensionado y transmiten su fuerza por adherencia. Para construir un elemento pretensado es necesario que antes de colocar el concreto se mantengan tensionados los tendones o alambres entre anclajes externos, hasta que el concreto se haya endurecido; entonces se pueden liberar los tendones y se produce la transmisión del preesfuerzo al elemento (figura 2.12).
Los tendones postensados se tensionan después de que el concreto de la viga se ha endurecido y se anclan mecánicamente en los extremos, mediante cuñas.

CONCRETO ECOLOGICO. ECOCRETO

Es un aditivo utilizado para realizar concretos en pavimentos 100% PERMEABLES.
Para su colocación se utilizan además diferentes agregados pétreos de granulometrías controladas desde 3/8" a 3/4". El concreto permeable es utilizado para pavimentos con usos de rodamiento vehicular y peatonal. Su función ecológica es la de permitir la Infiltración del agua pluvial al subsuelo através de toda su superficie, sin interrumpir el ciclo hidrológico del agua ayudando así a la recarga de los mantos acuíferos de las ciudades.
Por ser un material granular en su composición (sin arena) las cargas transmitidas al pavimento con concreto permeable se descomponen y distribuyen en forma heterogénea debido a la existencia de puntos de contacto aleatorios, por ello la carga que llega al terreno es repartida, lo cual permite (en la mayoría de los casos) que el terreno natural no necesite ser mejorado.
El concreto permeable hecho con aditivo Ecocreto Mr.

Usos y Aplicaciones del Ecocreto:

1. Pavimentar superficies de uso vehicular y peatonal
2. Captar a través de toda su superficie el agua pluvial para canalizarla a depósitos de almacenamiento y darle uso para diferentes servicios.
3. Rodamientos Vehicular:
Estacionamientos, Vialidad, Ciclopistas, Cocheras.
4. Peatonal: Explanadas, Andadores, Banquetas
5. Otros: Contorno de Albercas, Fuentes.

Ventajas del Ecocreto

1. Ser más DURABLE que los pavimentos comúnmente usados como el asfalto, los adocretros y los adopastos.
2. Aumenta el área permeable en la construcción.
3. Reduce el drenaje pluvial al 50%.
4. No existen DEFORMACIONES o BACHES.
5. Por ser un material poroso es Autodrenante y Autoventilado
6. No interrumpe el Ciclo Hidráulico del Agua en las ciudades, permitiendo INYECTAR agua pluvial a los mantos acuíferos.
7. Por ser una estructura con el 15% al 30% de vacíos, no genera islas de calor
8. Evita ENCHARCAMIENTOS
9. Disminuye las distancias de frenado de los vehículos, especialmente en condiciones de lluvia.
10. Baja probabilidad de deslumbramiento por reflexión de la luz sobre película de agua
11. Aumenta la calidad de servicios para usuarios vehicular y peatonal, durante la lluvia,

Sistema Constructivo del Ecocreto

La base es la estructura de sustentación del Concreto Ecológico hecho, puede dividirse en dos secciones:
1. TIPO VIALIDAD
2. TIPO PETONAL

Esto es, de acuerdo al uso de cada pavimento. En el caso de usos de rodamientos como en calles, estacionamientos u obras de mucho tráfico será necesario aplicar una sub-base y una base. En casos en donde el terreno es inestable se colocan Geotextiles no-tejidos y Geomallas. Para los casos de uso peatonal como andadores, solamente se aplicará una base, en algunos casos Geotextiles no-tejidos.
Es importante reiterar que ambas deben de estar libres de cualquier material fino.
Es importante mencionar que toda la estructura del sistema deberá de estar confinada con guarniciones u otros elementos que la contengan.

CONCRETO ESTAMPADO Y OXIDADO

Concreto Estampado

Los Pisos de Concreto Estampado se utilizan principalmente en áreas exteriores tales como: banquetas, vialidades, plazas estacionamientos, andadores, patios terrazas y áreas comunes dando como resultado pisos con apariencia de materiales naturales como lo son: ladrillo, empedrados, roca, etc. adecuándose al color y estilo que usted desee.

Concreto Oxidado

Se utilizan en áreas exteriores e interiores. En cualquier superficie de concreto dando a su espacio de concreto una apariencia moderna y elegante.


CONCLUSIONES: CONCRETO

Es muy importante conocer al concreto en todos sus sentidos, desde las propiedades del material, hasta la estructuras de concreto que pueden llegar hacerse con el, esto con el fin de llegar a proponer las soluciones mas ideales al problema arquitectónico y de ingeniería que se prensente.

El concreto al igual que el acero, son los materiales que han marcado la pauta para las estructuras que se han realizado en estas ultimas décadas, ya que nos permiten un sin numero de ventajas y con ellos la expresión arquitectónica se hace mas tangible.

En la actualidad existen muchos tipos de concreto e incluso se han ido inventando nuevas formas de mejorarlo, y con ello innovar en las obras, tenemos por ejemplo, el concreto permeable o ecocreto que tiene funciones de sustentabilidad y sobre todo de captación de aguas pluviales, el concreto traslucido que viene a permitir la incidencia de los rayos o iluminación, así como de concreto con otro tipo de granulantes o aditivos que lo mejoran en resistencia como en estética.

En fin el concreto es un material muy importante y es necesario conocer acerca de sus alcances, ventajas y desventajas para utilizarlo adecuadamente en nuestros problemas futuros.

BIBLIOGRAFÍA

http://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n
http://www.concretoecologico.com.mx/usos_aplicaciones.html
http://www.concretoecologico.com.mx/sistemas.html
Biblioteca de Consulta Microsoft ® Encarta ® 2005. © 1993-2004 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4080020/Lecciones/Capitulo%203/CONCRETO%20PREESFORZADO.HTM
http://www.decoracreto.com/estampados.htm

Por iiarquitectos