NORMA NCh 170

ASPECTOS DE DISEÑO ESTRUCTURAL

Juan Pablo Covarrubias

2013

Temas a tratar

• Desmolde

• Elementos verticales

• Elementos en flexión

• Cortes de hormigonado

• Edificios

• Hormigón masivo

• Curado

TIEMPO DE DESMOLDE DE

ELEMENTOS VERTICALES

Tiempo de Desmolde de Elementos Verticales

(muros, pilares, costados de vigas)

Se requiere una resistencia mínima para

que al desmoldar la superficie del hormigón

no sufra daño producto del proceso de

desmolde

El tiempo de desmolde está determinado

por la resistencia del hormigón al momento

de desmoldar y del tipo de moldaje.

Tiempo de Desmolde de Elementos Verticales

ET 003-06 ―Tiempo de Desmolde de

Elementos Verticales‖, ICH

• Mínimo 20 kg/cm2

• Depende de moldes

• Hormigón Arquitectónico 60 kg/cm2

• ACI dice 12 horas

TIEMPO DE DESMOLDE DE

ELEMENTOS EN FLEXION

Tiempo de Desmolde de Losas

DEFLEXIÓN CENTRAL DE LOSAS SIMPLEMENTE APOYADAS CON 4m DE LUZ

Hormigón H 25

Espesor de losa

(cm)

Armadura AbajoArriba y

Abajo

Edad de

desmolde (días)

Resistencia

del Hormigón

(kg/cm2)

Módulo de

Elasticidad

(kg/cm2)

1 8,9 7,5 63 86.979 1,6

2 3,2 126 139.683 0,7

3 2,4 2,1 146 175.995 0,5

7 2,5 1,2 213 204.101

14 3,5 275 204.572

28 2,8 310 209.005

Deflexiones

Centrales

(mm)

Deflexiones de

Creep

(mm/día)

Abajo

13

Deflexión de largo plazo en

losa C25Br13

La mayor deflexión, a 1 año, es en losas desmoldadas a 28 días y

la menor en losas desmoldadas a 1 día

Deflexión total por peso

propio y sobre carga

Tiempo Desmolde, Rigidez y

Deformación de losas

Desmolde temprano, menor resistencia del hormigón

Mas fisuras menos profundas > rigidez y menor deformación

Desmolde tardío, mayor resistencia del hormigón

Menos fisuras más profundas < rigidez y mayor deformacion

Losas desmoldadas a temprana edad se deforman menos que

las desmoldadas con mayor edad.

Deformación de Losas

Hormigón 150 kg/cm2

Resistencia 150 kg/cm2

Invierno: 30 a 48 hrs

Verano: 24 a 30 hrs

Proposición para Desmolde - Norma

Desmolde de elementos verticales

1. El desmolde de moldes verticales se ejecutará cuando el hormigón tenga una

resistencia de 20 kg/cm2

2. A las 12 horas

3. En el plazo que indique el calculista

4. En hormigón a la vista, cuando el hormigón tenga una resistencia de 60 kg/cm2

Proposición para Desmolde - Norma

Desmolde de elementos horizontales

El calculista indicará el tiempo de desmolde de los elementos horizontales o será de

acuerdo a los puntos siguientes:

1. El desmolde de losas y vigas se podrá realizar cuando el hormigón en la

estructura alcance una resistencia cilíndrica de 120 kg/cm2 (150 kg/cm2 cúbica)

si se encuentra sometida sólo a cargas de su peso propio.

2. Para ejecutar el punto anterior. la losa no podrá tener ningún elemento de

construcción sobre ella. (La frazada es el control)

3. Una vez retirada la totalidad de los moldes, se procederá a colocar alzaprimas

para evitar deformaciones. El re-alzaprimado debe realizarse en la misma

jornada del retiro de los moldes.

Proposición para Desmolde - Norma

4. Las losas se protegerán con frazadas hasta el momento de desmolde. Una vez

realizado el re-alzaprimado se sacarán las frazadas y la losa se podrá cargar.

(Control de carga)

4. En caso que la losa tenga elementos de construcción sobre ella o cualquier

sobre carga, el retiro de moldes se hará con una resistencia cilíndrica del

hormigón de 160 kg/cm2 (200 kg/cm2 cúbica)

5. La aplicación de los puntos anteriores se podrá ejecutar solamente si se mide

resistencia del hormigón en la estructura, mediante madurez u otro

procedimiento.

6. Los puntales no deben ser retirados hasta que el hormigón tenga la resistencia

especificada y las cargas de construcción no sean mayores a las cargas

consideradas en el diseño.

Proposición para Desmolde - Norma

8. La resistencia real del hormigón puede ser estimada preferentemente por medio

de métodos de madurez o en su defecto por medio de probetas especiales

definidas en NCh 1017. Pueden utilizarse métodos alternativos si se demuestra

que se obtienen resultados equivalentes a los obtenidos por el método de

madurez.

Nota: La norma ASTM C1074 establece el procedimiento para estimar la

resistencia del hormigón en función de su madurez, en cuyo caso el datum puede

ser considerado igual a cero.

Proposición para Desmolde - Norma

Distancia entre apoyos Plazo mínimo (días)

Losas Vigas

< 3m 4 7

Entre 3 y 6 m 7 14

Mayor a 6 m 10 21

9. En el caso en que no se conozca la resistencia real del hormigón de

paramentos horizontales, el moldaje se debe mantener un periodo de tiempo

mayor o igual al indicado en la Tabla:

Debería depender del tipo de hormigón

10. Si la temperatura ambiente media diaria es menor a 10 ºC, puede ser

necesario incrementar los plazos indicados en la Tabla 10 hasta que el

hormigón alcance la resistencia requerida.

Proposición para Desmolde - Norma

Tabla propuesta (tentativa)

G25 equivale a H30

* Deben fijarse los plazos

Distancia entre apoyos Plazo mínimo (días)

Losas Vigas

< G25 ≥ G25 < G25 ≥ G25

< 3 m 4 3 7 4

Entre 3 y 6 m 7 5 10 7

> 6 m 10 7 14 10

ADMINISTRACION DE FISURAS

MEDIANTE

JUNTAS DE HORMIGONADO

Datos Generales

NOTA: Los materiales se rompen en tracción por deformación máxima

y no por tensión.

INFORMACION ESCENCIAL

Retracción hidráulica del hormigón (en núcleo) Días μ mm/m σ (kg/cm2)

7 días > 250 > 0,25 62,5

28 días > 500 > 0,5 175

90 días > 700 > 0,7 245

360 días > 1000 > 1 350

Tensiones de retracción térmica del hormigón 10 kg/cm2 cada 5ºC 30ºC 60

70ºC 140

Retracción máxima a rotura 150 0,15 52,5

Estas tensiones se alivian por creep, que disminuye con edad del hormigón

Cortes en hormigones

• El hormigón siempre se fisura (ACI)

• Análisis con antecedentes de ACI

• Generar Juntas de Contracción:

• Aliviar tensiones

• Ubicar fisuras en lugares pre definidos

• Asegurar estructura sana

• Acelerar y evitar riesgos en proceso constructivo

Hormigón se fisura y juntas de

alivio de tensiones ACI 224 Volume changes caused by changes in moisture and temperature should be accounted for

in the design of reinforced concrete buildings. The magnitude of the forces developed

and the amount of movement caused by these volume changes are directly related to

building length. Contraction and expansion joints limit the magnitude of forces and

movements and cracking induced by moisture or temperature change by dividing

buildings into individual segments. Joints can be planes of weakness to control the

location of cracks (contraction joints), or lines of separation between segments

(isolation or expansion joints).

La magnitud de las fuerzas desarrolladas y de los desplazamientos,

generados por los cambios de volumen, están directamente

relacionados a la longitud del edificio.

Las juntas de contracción y expansión limitan la magnitud de las fuerzas

y movimientos y el agrietamiento inducidos por los cambios térmicos

e hidráulicos, dividiendo al edificio en segmentos individuales.

Coeficiente para Corte

ACI 224

11.7.4.3 — The coefficient of friction μ in Eq. (11-

25) and Eq. (11-26) shall be taken as:

Concrete placed monolithically........................ 1.4λ

Concrete placed against hardened concrete

with surface intentionally roughened

as specified in 11.7.9....................................... 1.0 λ

Concrete placed against hardened

concrete not intentionally roughened............... 0.6 λ

Rugosidad para Coeficiente = 1

11.7.9 — If μ is assumed equal to 1.0λ, interface

shall be roughened to a full amplitude of approximately

1/4 in (6 mm).

Juntas en Hormigón Masivo

ACI 224 Besides these preventive measures, joints should be provided at proper intervals

and locations in mass concrete to control random cracking, to accommodate

volumetric changes, and to facilitate construction. The two principal types of

joints used in mass concrete are contraction and construction joints.

Se deberían proveer juntas, a intervalos y ubicaciones apropiados

en hormigón en masa, para controlar agrietamiento al azar.

ACI 224 – Juntas en

Hormigón Masivo

10.2—Contraction joints The massive concrete structure is constructed in blocks separated by a contraction

joint to control the formation of cracks as the mass concrete undergoes a

volumetric change due to drying or cooling.

A spacing of 40 to 60 ft (12 to 18 m) has proven satisfactory.

La estructura masiva se construye en bloques separados por una

Junta de Contracción para controlar la formación de grietas.

Distancias entre juntas de 12 a 18 metros han probado ser

satisfactorias.

Juntas de Contracción en

Hormigón Masivo ACI 224 Therefore, contraction joints are generally constructed so that no bond exists

between the concrete blocks separated by the joint, and no reinforcement is

extended across the joint. However, if the load transfer between adjacent

concrete elements is required, appropriate reinforcement should be extended

across the contraction joint as specified in the design.

Las Juntas de Contracción se construyen generalmente de forma

que no exista adherencia entre los bloques separados por la

junta.

EJEMPLOS DE CORTES DE

HORMIGONADO

Posición de cortes de hormigonado

Detalle ubicación

De la malla

Cortes de hormigonado con malla

Estanque 9 m alto 30 m diámetro

Listón de

madera para

producir

superficie

semi lisa

para cordón

bentonítico

Cortes de hormigonado en losas

Disminuye fisuras en centro de los y

costos de posventa

Juntas en rojo con malla sin adherencia

Cortes de hormigonado

ACI 224

Construction joints in columns and bearing walls should be located at the

undersides of floor slabs and beams. Construction joints are provided at the top

of floor slabs for columns continuing to the next floor

Las juntas de construcción en columnas y muros de corte deberían

ubicarse al fondo de losas y vigas. Juntas de construcción se

ubican sobre las losas en columnas que continuan al piso

siguiente.

Cortes de Hormigonado

Elementos Verticales

CONSTRUCCION DE JUNTAS

CON RESISTENCIA AL CORTE

Y SIN ADHERENCIA

Cortes de hormigonado con malla

Barras

auxiliares

para

afirmar

malla

Listón de

madera para

producir

superficie semi

lisa para

cordón

bentonítico

Cortes de hormigonado con malla

Hormigón con rugosidad mayor que 6 mm , con resistencia al corte

Superficie

semi

lisa para

cordón

bentonítico

Cortes de hormigonado con malla

Listones sobre

la malla para

producir una

fisura recta

Proposición Juntas - Norma

Juntas de hormigonado

1. Se entiende por junta de hormigonado, a la unión que se debe realizar durante el

hormigonado para mantener la resistencia al corte (y no monolitismo) de dos

secciones contiguas cuando se diseña una junta de contracción para aliviar

tensiones de retracción o se ha producido una interrupción que supera el período

plástico del hormigón.

2. El proyecto debe establecer la ubicación de las juntas de hormigonado, tanto de

construcción como de contracción. Cualquier modificación en obra y/o juntas no

programadas debe ser autorizada por el proyectista.

Las distancias entre juntas de contracción, para administrar fisuras, no deben exceder

7,6 (ideal 5 m) metros en elementos no masivos ni 18 metros (ideal < 10 m) en

elementos masivos.

Deberían ser especificadas en el proyecto por los diseñadores

Proposición Juntas - Norma

3. Cualquier interrupción no prevista del hormigonado debe ser tratada como junta

de hormigonado.

4. En la preparación y ejecución de la junta de hormigonado se deben adoptar

procedimientos que aseguren la resistencia al corte del hormigón, exigida por

ACI 318.

5. La rugosidad de la junta debe tener una amplitud de 6 mm., tanto las juntas de

construcción como las de contracción.

6. Las juntas de hormigonado, con resistencia al corte por rugosidad, no requieren

adherencia entre el hormigón antiguo y el nuevo. Estas juntas se pueden utilizar

como juntas de contracción para ubicar las fisuras principales. En este caso

deben ser sin adherencia para generar alivio de tensiones.

Proposición Juntas - Norma

7. En elementos en flexión, las juntas verticales pueden ubicarse en cualquier

ubicación, prefiriéndose los bordes de muros o vigas.

8. En elementos verticales, las juntas horizontales deben ubicarse bajo fondo de

viga o de losa, y sobre la losa.

HORMIGONES MASIVOS

Aislación térmica en hormigón en masa

ACI 224R-33

CONTROL OF CRACKING IN CONCRETE STRUCTURES

7.4.2.2 Natural cooling—Thermal insulation on exposed surfaces during cold

weather can protect concrete from cracking if enough insulation is used for a proper

length of time. If the insulation is sufficient to allow slow cooling, the tensile strain

need never exceed the cracking limit. The concrete can relax at the same rate as

the tensile stress tends to develop until stable temperatures are reached. If the

concrete has a very slow relaxation rate (or creep rate), however, the amount of

insulation and the long protection time required can make this measure difficult.

In extreme environments where large amounts of insulation will be required during

severely cold months, it may be necessary to remove the insulation in stages as the

warmer months approach. Temperatures within the concrete just below the

insulation should be allowed to slowly approach the environmental temperature to

prevent thermal shock, which could induce cracking at or below the surface with

possible subsequent deeper penetrations into the mass. Avoid using too much

insulation or leaving it in place too long, which could result in stopping the desired

cooling of the interior mass and possibly cause the interior temperature to begin to

increase again.

Continuación

Cooling mass concrete structures can be permitted without insulation in relatively

thin sections of about 7 m (20 ft) in moderate climates where the natural dissipation

of heat is gradual and the thermal gradient is not steep

El enfriamiento de estructuras de hormigón en masa se puede

permitir sin aislación térmica en secciones relativamente delgadas

de alrededor de 7 metros en climas moderados donde la disipación

normal de calor es gradual y el gradiente térmico no es grande.

Efecto gradiente térmico en fisuración

EJEMPLOS DE FISURACIÓN

DE HORMIGONES MASIVOS

Mat fundación central térmica

Proposición de juntas

Grietas al no cortar

Cortes Molino Bolas MH

Aprobado por Codelco

CURADO, FISURACION Y

JUNTAS

Curado

Curado

• Razones de curar:

– Resistencia

– Ancho fisuras

• Superficie de losas se cura siempre

Curado Algunas frases de ACI:

• ―Cather (1992) defined the curing-affected zone as that portion

of the concrete most influenced by curing measures. This zone

extends from the surface to a depth varying from approximately

5 to 20 mm (1/4 to 3/4 in.), depending on the characteristics of

the concrete mixture, such as w/cm and permeability and the

ambient conditions.

La zona de curado penetra una profundidad de aproximadamente

5 a 20 mm. dependiendo de la impermeabilidad del hormigón y

condiciones ambientales

Curado Algunas frases de ACI:

―Given the shallowness of the curing-affected zone, test techniques

that evaluate the properties of the concrete at depth, such as

measuring the compressive strength of drilled cores, have a limited

sensitivity to the effectiveness of curing‖.

Dada loa poca profundidad del curado externo, técnicas de ensayo

para evaluar las propiedades del hormigón en zonas profundas,

tales como medir resistencia del hormigón con testigos, tienen

limitada sensibilidad de los efectos del curado.

SIGNIFICA QUE EL CURADO NO ALTERA LA RESISTENCIA

DEL HORMIGON EN EL NUCLEO DEL ELEMENTO.

Curado Algunas frases de ACI:

ACI 224 en el punto 3.4.5 dice:

―Effect of curing on cracking”

―As far as the cracking tendency of the concrete is concerned,

prolonged moist curing may not be beneficial‖.

En cuanto a la tendencia a la fisuración del hormigón se refiere, un

curado prolongado puede no ser beneficioso.

Curado

Antiguamente, cuando la retracción de los hormigones era del

orden de 400 a 600 micrones (0,4 a 0,6 mm por metro), con un

curado largo en el tiempo se lograba evitar que las tensiones de

retracción fueran superiores a la resistencia del hormigón y se

podía evitar la fisuración. Los hormigones de esa época eran de

menor resistencia y rigidez y mayor creep, lo que ayudaba a esto.

Con el uso de hormigones de resistencias más altas y con las

retracciones actuales, el curado no evita la fisuración.

Ahora hay que administrar la fisuración con juntas de contracción.

CURADO Y FISURACION

0

5

10

15

20

25

30

35

0 1 3 5 7 14 28

Resis

ten

cia

(kg

/cm

2)

Edad (días)

EFECTO DE CURADO EN

ANCHO DE FISURAS

Resistencia H20 Tensiones Retracción (kg/cm2) Con curado

F = σ * A

Efecto del Curado en Ancho de

Fisuras

El tiempo de curado retarda la retracción haciendo que la

fisura se produzca con hormigón con mayor resistencia, y

por lo tanto más gruesa

Proposición Curado - Norma

• Elementos verticales con hormigones G25 o superior no

requieren curado luego de retirados los moldes

• Elementos con hormigón de resistencia inferior a G25 deberán

curarse por 3 días.

• Elementos con hormigones de cualquier resistencia, expuestos

a aguas con cloruros, sulfatos o sometidos a ataques químicos

externos deberán curarse hasta que el hormigón alcance su

resistencia de diseño.

• Las superficies superiores de elementos horizontales, como

losas, se deberán curar hasta que el hormigón alcance el 75%

de su resistencia de diseño.

• Las losas de pavimento se curarán hasta que el hormigón

alcance la resistencia de diseño.

Proposición Curado - Norma

Hormigón Masivo

• Cuidar temperatura máxima en hormigón (90ºC)

• Etringita retardada

(No cuando temperatura es por reacción

del cemento)

• Cambios volumétricos (Importantes por retracción)

• Cuidar diferencias térmicas < 25 ºc durante el curado,

entre 5 cm de la superficie y el núcleo

• Fisuración superficial

• Fin curado con 150 Kg/cm2

(Optimiza fisuración superficial, confinamiento y acelera

enfriamiento)