Ciencia e ingeniera de los materiales de construccin

Ciencia e ingeniera de los materiales de construccinEquipo 2Angel Arturo Bustamante Renteria 1593207Diana Gabriela Rubio Coria 1560060Yesenia Hernndez Montesinos 1693964Anglica Vianney Martnez Tapia 1589370Jorge Roel Castillo Medina 1590861Eden Ramos Garca 1693962

Grupo: 1 Catedrtico: Ing. Vzquez Rdz. M.C.Fecha: 10 de Noviembre del 2014

Concretos de Alta resistencia y Ultra-resistenciaInvestigacin

IntroduccinAumentar la resistencia mecnica es siempre uno de los objetivos mas ambiciosos en la tecnologa del concreto.

Cuando se habla de concreto de alta o ultra alta resistencia, es necesario indicar el rango de valores para los que el trmino debe aplicarse.

En los aos cincuenta, un concreto con resistencia a los esfuerzos de compresin de 34.3 MPa era considerado de alta resistencia; hoy da, este valor es considerado normal.

En la siguiente dcada, valores de los esfuerzos de compresin de 39.2 a 49.1 MPa eran usados comercialmente en algunos sitios (principalmente en pases del primer mundo), y para los ochenta ya se producan concretos con valores que llegaban casi al doble.

Introduccin Actualmente es relativamente sencillo alcanzar resistencias a compresin de ms de 50 MPa, aunque a partir de las 70 MPa comienza a ser necesario el empleo de adiciones de humo de slice.

La adicin de humo de slice en las cantidades mximas fijadas por la EHE-08 mejora considerablemente las resistencias mecnicas y mejora la durabilidad de los concretos.

Composicin Qumica

En el concreto de alta resistencia, debe haber una atencin especial al tamao, forma, textura superficial, mineraloga y limpieza de los agregados. Para cada fuente de agregado y nivel de resistencia del concreto, hay un tamao de agre- gado ideal que proporciona la mayor resistencia a com- presin por unidad de cemento.

Cemento. Son recomendables los tipos I y II, con contenidos significativos de silicato triclcico (mayores que los normales), mdulo de finura alto y composicin qumica uniforme.

Grava. De alta resistencia mecnica, estructura geolgica sana, bajo nivel de absorcin, buena adherencia, de tamao pequeo y densidad elevada.

Arena. Bien graduada, con poco contenido de material fino plstico y mdulo de finura controlado (cercano a 3.00).

Mezcla. Relaciones agua/cemento bajas (de 0.25 a 0.35),

Aditivos. Es recomendable emplear alguno o una combinacin de los aditivos qumicos: superfluidificantes y retardantes; y, de los aditivos minerales, ceniza volante, microslica o escoria de alto horno.

Aplicaciones en la construccinLos concretos de alto desempeo (CAD) o High Performance Concrete (HPC), son hoy en da, los que han alcanzado un mayor grado de optimizacin dado sus usos especiales; sus caractersticas mejoradas de resistencia y durabilidad son conocidas, siendo su uso una alternativa real en la construccin de diversas estructuras con requerimientos especiales, que pueden ser tanto del tipo estructural como medioambiental.

El uso del concreto con la resistencia mas alta posible y el acero mnimo ofrece la solucin ms econmica para columnas de edificios de gran altura.Comenzando en 1965, con el concreto de 525 Kgf/cm2 para las columnas de las torres LAKE POINT, el rea de Chicago a utilizado concreto de alta resistencia en mas de 40 proyectos de gran altura.

Aplicaciones en la construccin (CAC)TIPOUSOSBENEFICIOSAlto modulo elsticoEdificaciones con requerimientos estructurales Control de deformaciones a corto y largo plazoConcreto pesadoEstructura de proteccin contra radiaciones Elementos que sirven como contrapeso Mejor relacin, resistencia-pesoDisminucin de espesor en los elementos

Aplicaciones de los concretos por su Resistencia

TIPOUSOSBENEFICIOSResistencia ModeradaEdificaciones de tipo habitacional de pequea altura Bajo costoNormal Todo tipo de estructuras de concretoFuncionalidadDisponibilidadMuy alta resistenciaColumnas de edificios muy altos Secciones de puentes con claros muy largosElementos presforzadosElementos mas esbeltos Alta Resistencia temprana Pisos PavimentosElementos postensadosElementos presforzados Elementos prefabricadosConstruccin en clima frioElevada resistencia tempranaMayor avance de obraOptimizacin de uso de cimbra

Entre las ventajas de una estructura con CAD700 (concreto con fc de 70 MPa), estn: mayor rigidez, aumento de rea neta en los pisos con reduccin de secciones en elementos, disminucin de cantidad de acero de refuerzo en el diseo optimizado, reduccin del peso propio, mayor durabilidad del concreto, mayor mdulo de elasticidad y mejor comportamiento de la estructura al ataque qumico.Otras ventajas que se pueden dar son:claros ms largos,espaciamientos incrementados de las trabes,miembros de poco peralte,durabilidad incrementada, ypropiedades mecnicas mejorada.

Ventajas del concreto de alta resistencia

Ventajas del concreto de ultra-alta resistencia Permite a los diseadores secciones mas esbeltas, edificios mas altos, puentes mas largos, estructuras mas durables.Debido a su composicin, el comportamiento de estos hormigones no solo exige resistencia a la traccin, sino que cuenta con alta capacidad de deformacin a traccin a un esfuerzo sostenido que le permite contar con comportamiento dctil sin necesidad de contar con algn tipi de confinamiento por medio de estivos, debido a esta propiedad de ductilidad se puede aplicar en zonas ssmicas.

Propiedades como material de construccinTrabajabilidad. En sus primeras etapas de desarrollo, las mezclas de concreto que contenan grandes cantidades de finos (alto contenido de cemento mas puzolana), una baja relacin agua/cemento y aditivos normales reductores de agua, tuvieron una tendencia a ser rgidas y pegajosas.

La llegada de los superfluidificantes ha venido a cambiar esto ahora es posible obtener una lata consistencia con adecuada cohesividad para colocacin del concreto por medio del bombeo o utilizacin e altos ductos de cada.

Resistencia.Lo notable acerca de la resistencia, es la capacidad de las mezclas de concreto de alta resistencia para desarrollar resistencia a una velocidad rpida sin curado de vapor.

Por ejemplo:Las mezclas de concreto tales como las que se utilizaron en la WATER TOWER PLACE en Chicago y el las TEXAS COMMERCE TOWER en Houston desarrollaron de 20 a 27 MPa con curado normal dentro de las 24 horas.La mezcla de concreto de ultra-alta resistencia desarrolla 42 MPa en 12h y 64 Mpa en 24h.Por lo tanto resulta obvio el valor de estas mezclas de concreto de alta resistencia en la produccin de elementos de concreto precolado y presforzado

Microestructura, relacin esfuerzo-deformacin, fractura, retraccin por secado y flujoEs aparente que las altas resistencias son posibles al reducir la porosidad, la no homogeneidad y la microgrietas en la pasta de cemento hidratada y en la zona de transicin.Segn estudios realizados por investigadores de la Universidad de Cornell:En comparacin con el concreto de resistencia normal, el concreto de alta resistencia se comporta ms como un material homogneoPara concreto de alta resietcnia, las curvas de esfuerzo-deformacin tienen masyor pendiente y son ms lineales a una relacin ms alta de esfuerzo-deformacin que en concretos de resistencia norma, debido a una disminusion en la cantidad y extensin del microagretamiento en la zona de transicion

DurabilidadDebido a la baja permeabilidad, los concretos de alta resistencia presentan una durabilidad excelente contra varios agentes fsicos y qumicos que normalmente son los responsables del deterioro del concreto.

Parece que los concretos superfluidificados de alta resistencia, baja relacin agua/cemento y una puzolana de buena calidad, deberan tener un gran potencial cuando la impermeabilidad o la durabilidad y la no resistencia, son la consideracin principal. Tales aplicaciones incluyen pisos en la industria qumica y alimentaria y en cubiertas de plataformas de puentes que estn sujetos a procesos severos qumicos y fsicos de degradacin.

ConclusionesSe considera concreto de alta resistencia (CAR) como aqul que posee una resistencia considerablemente superior a las normalmente encontradas en la prctica. Una resistencia de diseo de 700 kg/cm2 o 70 MPa (10,000 lb/pulg2). Es necesario el uso de aditivos qumicos, tales como reductores de agua, retardadores, reductores de agua de alto rango o superplastificantes. Ellos aumentan la eficiencia de las altas cantidades de material cementante en el concreto de alta resistencia y ayudan a obtener una relacin agua-material cementante la ms baja posible.Ms fcil conservacin, sobre todo en estructuras expuestas a la accin de los agentes medioambientales. Mejor comportamiento ante la accin del fuego.

Los materiales seleccionados para el concreto de alta resistencia se dosifican, se mezclan, se colocan, se compactan y se curan con los ms altos niveles de la industria. Tienen una relacin agua- materiales cementantes de 0.20 a 0.45.Para el concreto de alta resistencia, el cemento debe producir cubos de mortero con resistencia mnima a los 7 das de 310 kg/cm2 o 30 MPa (4350 lb/cm2).Ceniza volante, humo de slice o escoria normalmente son obligatorios en la produccin del concreto de alta resistencia,

ReferenciasLibro: Concreto, estructura, propiedades y materiales. Autor: Kumar Mehta y Pailo Monteiro. Editorial: IMCYC Primera Edicin.

Libro: Guia del Usuario de Concreto Profesional . CEMEX, Concretos