UNIVERSIDAD DEL SANTA

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TEMA:

Caractersticas de los materiales y componentes del concreto armado.ASIGNATURA:

Concreto Armado I DOCENTES: Ing. Felipe Villavicencio Gonzlez. INTEGRANTES: Chvez Minaya Deyvi

Espinoza Mendoza Olmer

Pastor Olascuaga cristianSnchez Jara Robert

Ulloa Ponce Joel

Nuevo Chimbote, 20 de Abril del 2015INTRODUCCINEl concreto es un material duro que tiene similitud a la piedra, que resulta al efectuarse un adecuado mezclado entre cemento, agregados (piedra y arena),agua y aire.

A diferencia de la piedra, el concreto puede ser formado de acuerdo a las dimensiones que se necesite; para dar con estas dimensiones se usan las formas o encofrados.

El cemento y el agua reaccionan qumicamente uniendo las partculas de los agregados y convirtiendo todo el aglomerado en una masa s6lida. De acuerdo al diseo de mezclas, que se use podr obtenerse diferentes resistencias de concreto. Influye tambin en esta Caracterstica del concreto, los .mtodos y eficiencia del curado.

Debido a que el concreto es un elemento resistente a esfuerzos de compresi6n, teniendo en cambio muy poca resistencia a esfuerzos de traccin y flexin, es que se introduce el acero como parte complementaria para tomar estos esfuerzos en los cuales el concreto no acta ptimamente.

Antiguamente los concretos y los aceros teman una resistencia relativamente baja, por consiguiente se necesitaban elementos bastante pesados para resistir especialmente cargas grandes, en la actualidad se ha mejorado mucho este aspecto teniendo concretos muy resistentes y aceros de alta resistencia que permiten disminuir los pesos propios de las estructura en gran magnitud, pudindose contar inclusive con el concreto pre y post tensado que aumentan estos ltimos las resistencias finales en proporciones muy grandes

INDICEI. FUNDAMENTE TERICO1.1 Historia del concreto. 1.2 Definicin de concreto armado

1.3 Caractersticas de los materiales

1.3.1. Concreto

1.3.2. Acero de refuerzo

1.4 Caractersticas del concreto armado.

1.4.1. Esfuerzo de compresin uniaxial

1.4.2. Esfuerzo de tensin en el concreto.

II. BIBLIOGRAFIA

I. FUNDAMENTE TERICO

1.1. Historia del concreto.

El concreto armado se us desde la tercera dcada del siglo XIX. Entre 1832 y 1835, Sir Marc Isambard Brunel y Francois Martin Le Brun erigieron, en Inglaterra y Francia, respectivamente, estructuras de este material tales como arcos y edificaciones. En 1848, Joseph Louis Lambot construy un bote de concreto reforzado el cual present en la Exposicin de Pars en 1854 y patent en 1855. En Inglaterra, W.B. Wilkinson, registr, en 1855, un piso de concreto reforzado con cuerdas de acero desechadas en las minas. Un ao despus, Francois Coignet patent un sistema de refuerzo para pisos consistente en barras de acero embebidas en el concreto.

A pesar de los precedentes antes indicados, Joseph Monier, francs, es considerado el creador del concreto reforzado. Dedicado a la jardinera, fabric macetas de concreto con refuerzo de mallas de alambre, registrando el sistema en 1867. En los aos siguientes patent el uso de esta tcnica para la construccin de tanques, puentes, tuberas, vigas, columnas y escaleras. En1879, G.A. Wayss, de la firma Wayss and Freitag de Alemania, compr la patente de Monier y en 1887, public un libro acerca de sus mtodos constructivos. Por su parte, Rudolph

Schuster, de Austria, adquiri tambin los derechos de patente. De este modo, el nombre de Monier, como creador del concreto armado, se extendi por todo Europa.

1.2. Definicin del concretoEs la combinacin del concreto simple mas el acero de refuerzo; basicante cuando tenemos un elemento estructural que trabaja a traccin y compresin (tensin).Ventajas del concreto armado frente a otros materiales1. Es durable a lo largo del tiempo y no requiere de una gran inversin para su mantenimiento.Tiene una vida til extensa.

2. Tiene gran resistencia a la compresin en comparacin con otros materiales.

3. Es resistente al efecto del agua.

4. En fuegos de intensidad media, el concreto armado sufre daos superficiales si se provee un adecuado recubrimiento al acero. Es ms resistente al fuego que la madera y el acero estructural.

5. Se le puede dar la forma que uno desee haciendo uso del encofrado adecuado.

6. Le confiere un carcter monoltico a sus estructuras lo que les permite resistir ms

eficientemente las cargas laterales de viento o sismo.

7. No requiere mano de obra muy calificada.

8. Su gran rigidez y masa evitan problemas de vibraciones en las estructuras erigidas con l.

9. En la mayora de lugares, es el material ms econmico.

10. Por su gran peso propio, la influencia de las variaciones de cargas mviles es menor.1.2.2 Desventajas del concreto armado frente a otros materiales Tiene poca resistencia a la traccin, aproximadamente la dcima parte de su resistencia a la compresin. Aunque el acero se coloca de modo que absorba estos esfuerzos, la formacin de grietas es inevitable. Requiere de encofrado lo cual implica su habilitacin, 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. Su relacin resistencia a la compresin versus peso est muy por debajo que la correspondiente al acero, el cual es ms 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 diseo. Requiere de un permanente control de calidad, pues sta se ve afectada por las operaciones de mezcla, colocacin, curado, etc.

Presenta deformaciones variables con el tiempo. Bajo cargas sostenidas, las deflexiones en los elementos se incrementan con el tiempo.1.3. Caractersticas de los materiales.

1.3.1. Concreto.

El concreto es un material constituido por la mezcla de ciertas proporciones de cemento, agua, agregados y opcionalmente aditivos, que inicialmente denota la estructura plstica y moldeable.Como cualquier material, se contrae al bajar la temperatura, se dilata si esta aumenta, se ve afectado por sustancias agresivas y se rompe si es sometido a esfuerzos que superan sus posibilidades, por lo que responden perfectamente a las leyes fsicas y qumicas.Componentes del concreto:

a) CEMENTO

Es un aglomerante hidrfilo, resultante de la calcinacin de rocas calizas, areniscas y arcillas, de manera de obtener un polvo muy fino en presencia de aga endurece adquiriendo propiedades resistentes Y adherentes.

b) AGUA

El agua es el elemento indispensable para la hidratacin del cemento y el desarrollo de sus propiedades, por lo tanto este componentes debe cumplir ciertos requisitos para llevar a cabo su funcin en la combinacin qumica, sin ocasionar problemas colaterales si tiene ciertas sustancias puedan daar al concreto.

c) AGREGADO FINO

Se define como agregado fino o arena al proveniente de la desintegracin natural o artificial de las rocas, que pasa el tamiz 9.51 mm. (3/8) y queda retenido en el tamiz 74 um (N200) que cumple con los limites establecidos en la NTP 400.037.

d) AGREGADO GRUESOEs aquel que queda retenido en el tamiz N4 y proviene de la desintegracin de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.

e) ADITIVOSEs un material que no siendo Agua , Agregado , Cemento o Refuerzo con Fibra , es empleado como un ingrediente del concreto o mortero y es aadido inmediatamente, antes o durante el mezclado.

1.3.2. Acero de refuerzoEl acero para reforzar concreto se utiliza en distintas formas; la ms comn es la barra o varilla que sefabrica tanto de acero laminado en caliente, como deacero trabajado en fro. Los dimetros usuales de barras producidas varan de pulg. a 1 pulg. (Algunos productores han fabricado barras corrugadas de 5/16 pulg, 5/33 pulg y 3/16 pulg.) En otros pases se usan dimetros an mayores. Todas las barras, con excepcin del alambrn de de pulg, que generalmente es liso, tienen corrugaciones en la superficie para mejorar su adherencia al concreto. Generalmente el tipo de acero se caracteriza porel lmite de esfuerzode fluencia. Existe una variedad relativamente grande de aceros de refuerzo.

Las barras laminadas en caliente pueden obtenerse con lmites de fluencia desde 2300 hasta 4200 kg/cm2

Elacero trabajado en fro alcanza lmites de fluencia de4000 a 6000 kg/cm2.

Una propiedad importante que debe tenerse en cuenta en refuerzos con detalles soldados es la soldabilidad. La soldadura de aceros trabajados en fro debe hacerse con cuidado. Otra propiedad importante es la facilidad de doblado, que es una medida indirecta de ductilidad y un ndice de su trabajabilidad. Se ha empezado a generalizar el uso de mallas como refuerzo de losas, muros y algunos elementos prefabricados.

1.4. Caractersticas del concreto.a) Resistencia a la congelacin y deshielo El concreto utilizado en estructuras y pavimentos, se espera que tenga una vida larga y un mantenimiento bajo. Debe tener buena durabilidad para resistir condiciones de exposicin anticipadas. El factor de intemperismo mas destructivo es la congelacin y el deshielo mientras el concreto se encuentra hmedo, particularmente cuando se encuentra con la presencia de agentes qumicos descongelantes. El deterioro provocado por el congelamiento del agua en la pasta, en las partculas del agregado o en ambos.

Con la inclusin de aire es sumamente resistente a este deterioro. Durante el congelamiento, el agua se desplaza por la formacin de hielo en la pasta se acomoda de tal forma que no resulta perjudicial; las burbujas de aire en la pasta suministran cmaras donde se introduce el agua y as se alivia la presin hidrulica generada.

Cuando la congelacin ocurre en un concreto que contenga agregado saturado, se pueden generar presiones hidrulicas nocivas dentro del agregado. El agua desplazada desde las partculas del agregado durante la formacin del hielo no puede escapar lo suficientemente rpido hacia la pasta circundante para aliviar la presin. Sin embargo, bajo casi todas las condiciones de exposicin, una pasta de buena calidad (de baja relacin Agua - Cemento) evitara que la mayor parte de las partculas de agregado se saturen. Tambin, si la pasta tiene aire incluido, acomodara las pequeas cantidades de agua en exceso que pudieran ser expulsadas por los agregados, protegiendo as al concreto contra daos por congelacin y deshielo.

(1): El concreto con aire incluido es mucho ms resistente a los ciclos de congelacin y deshielo que el concreto sin aire incluido, (2): el concreto con una relacin Agua - Cemento baja es mas durable que el concreto con una relacin Agua - Cemento alta, (3) un periodo de secado antes de la exposicin a la congelacin y el deshielo beneficia sustancialmente la resistencia a la congelacin y deshielo beneficia sustancialmente la resistencia a la congelacin y el deshielo del concreto con aire incluido , pero no beneficia de manera significativa al concreto sin aire incluido. El concreto con aire incluido con una relacin Agua - Cemento baja y con un contenido de aire de 4% a 8% soportara un gran nmero de ciclos de congelacin y deshielo sin presentar fallas.

La durabilidad a la congelacin y deshielo se puede determinar por el procedimiento de ensaye de laboratorio ASTM C 666, "Estndar Test Method for Resistance of Concrete to Rapid Freezing and Thawing". A partir de la prueba se calcula un factor de durabilidad que refleja el nmero de ciclos de congelacin y deshielo requeridos para producir una cierta cantidad de deterioro. La resistencia al descascaramiento provocado por compuestos descongelantes se puede determinar por medio del procedimiento ASTC 672 "Estndar Test Method for Scaling Resistance of Concrete Surface Exposed to Deicing Chemicals".

b) Impermeabilidad El concreto empleado en estructuras que retengan agua o que estn expuestas a mal tiempo o a otras condiciones de exposicin severa debe ser virtualmente impermeable y hermtico. La hermeticidad se define a menudo como la capacidad del concreto de refrenar o retener el agua sin escapes visibles. La permeabilidad se refiere a la cantidad de migracin de agua a travs del concreto cuando el agua se encuentra a presin, o a la capacidad del concreto de resistir la penetracin de agua u atrs sustancias (liquido, gas, iones, etc.). Generalmente las mismas propiedades que convierten al concreto menos permeable tambin lo vuelven ms hermtico.

La permeabilidad total del concreto al agua es una funcin de la permeabilidad de la pasta, de la permeabilidad y granulometra del agregado, y de la proporcin relativa de la pasta con respecto al agregado. la disminucin de permeabilidad mejora la resistencia del concreto a la resaturacion, a l ataque de sulfatos y otros productos qumicos y a la penetracin del ion cloruro.

La permeabilidad tambin afecta la capacidad de destruccin por congelamiento en condiciones de saturacin. Aqu la permeabilidad de la pasta es de particular importancia porque la pasta recubre a todos los constituyentes del concreto. La permeabilidad de la pasta depende de la relacin Agua - Cemento y del agregado de hidratacin del cemento o duracin del curado hmedo. Un concreto de baja permeabilidad requiere de una relacin Agua - Cemento baja y un periodo de curado hmedo adecuado. La inclusin de aire ayuda a la hermeticidad aunque tiene un efecto mnimo sobre la permeabilidad aumenta con el secado.

La permeabilidad de una pasta endurecida madura mantuvo continuamente rangos de humedad de 0.1x10E- 12cm por seg. para relaciones Agua - Cemento que variaban de 0.3 a 0.7. La permeabilidad de rocas comnmente utilizadas como agregado para concreto vara desde aproximadamente 1.7 x10E9 hasta 3.5x10E-13 cm por seg. La permeabilidad de un concreto maduro de buena calidad es de aproximadamente 1x10E- 10cm por seg.

Los resultados de ensayes obtenidos al sujetar los discos de mortero sin aire incluido de 2.5cm de espesor a una presin de agua de 1.4 kg/cm cuadrado. En estos ensayes, no existieron fugas de agua a travs del disco de mortero que tena relacin Agua - Cemento en peso iguales a 0.50 o menores y que hubieran tenido un curado hmedo de siete das. Cuando ocurrieron fugas, estas fueron mayores en los discos de mortero hechos con altas relaciones Agua - Cemento. Tambin, para cada relacin Agua - Cemento, las fugas fueron menores a medida que se aumentaba el periodo de curado hmedo. En los discos con una relacin agua cemento de 0.80 el mortero permita fugas a pesar de haber sido curado durante un mes. Estos resultados ilustran claramente que una relacin Agua - cemento baja y un periodo de curado reducen permeabilidad de manera significativa.

Las relaciones Agua - Cemento bajas tambin reducen la segregacin y el sangrado, contribuyendo adicionalmente a la hermeticidad. Para ser hermtico, el concreto tambin debe estar libre de agrietamientos y de celdillas.

Ocasionalmente el concreto poroso - concreto sin finos que permite fcilmente el flujo de agua a travs de s mismo - se disea para aplicaciones especiales. En estos concretos, el agregado fino se reduce grandemente o incluso se remueve totalmente produciendo un gran volumen de huecos de aire. El concreto poroso ha sido utilizado en canchas de tenis, pavimentos, lotes para estacionamientos, invernaderos estructuras de drenaje. El concreto excluido de finos tambin se ha empleado en edificios a sus propiedades de aislamiento trmico.

c) Resistencia al desgaste Los pisos, pavimentos y estructuras hidrulicas estn sujetos al desgaste; por tanto, en estas aplicaciones el concreto debe tener una resistencia elevada a la abrasin. Los resultados de pruebas indican que la resistencia a la abrasin o desgaste est estrechamente relacionada con la resistencia la compresin del concreto. Un concreto de alta resistencia a compresin tiene mayor resistencia a la abrasin que un concreto de resistencia a compresin baja. Como la resistencia a la compresin depende de la relacin Agua - Cemento baja, as como un curado adecuado son necesarios para obtener una buena resistencia al desgaste. El tipo de agregado y el acabado de la superficie o el tratamiento utilizado tambin tienen fuerte influencia en la resistencia al desgaste. Un agregado duro es ms resistente a la abrasin que un agregado blando y esponjoso, y una superficie que ha sido tratada con llana de metal resistente mas el desgaste que una que no lo ha sido.

Se pueden conducir ensayes de resistencia a la abrasin rotando balines de acero, ruedas de afilar o discos a presin sobre la superficie (ASTM 779). Se dispone tambin de otros tipos de ensayes de resistencia a la abrasin (ASTM C418 y C944). d) Estabilidad volumtrica

El concreto endurecido presenta ligeros cambios de volumen debido a variaciones en la temperatura, en la humedad en los esfuerzos aplicados. Estos cambios de volumen o de longitud pueden variar de aproximadamente 0.01% hasta 0.08%. En le concreto endurecido los cambios de volumen por temperatura son casi para el acero.

El concreto que se mantiene continuamente hmedo se dilatara ligeramente. Cuando se permite que seque, el concreto se contrae. El principal factor que influye en la magnitud de la contraccin por el secado aumenta directamente con los incrementos de este contenido de agua. La magnitud de la contraccin tambin depende de otros factores, como las cantidades de agregado empleado, las propiedades del agregado, tamao y forma de la masa de concreto, temperatura y humedad relativa del medio ambiente, mtodo de curado, grado de hidratacin, y tiempo. El contenido de cemento tiene un efecto mnimo a nulo sobre la contraccin por secado para contenidos de cemento entre 280 y 450 kg por metro cbico.

Cuando el concreto se somete a esfuerzo, se forma elsticamente. Los esfuerzos sostenidos resultan en una deformacin adicional llamada fluencia. La velocidad de la fluencia (deformacin por unidad de tiempo) disminuye con el tiempo.

e) Resistencia a la compresin Es la propiedad ms importante del concreto, se determina a los 28 das luego de vaciado el concreto y seguido los procedimientos tcnicos establecidos de curado.

El ensayo se realiza en probetas cilndricas estandarizadas de 15 cm. de dimetro y 30 cm. De altura, aplicndole cargas incrementales rpidas.

La resistencia a la compresin est vinculada a los principios de la mecnica del concreto, estos son:

- Esfuerzos

- Deformaciones

1.5. Caractersticas del acero de refuerzo

Relacin esfuerzo-deformacin del acero

En la figura se puede apreciar una porcin de la curva esfuerzo-deformacin para aceros

de diversos grados. Como se observa, en la fase elstica, los aceros de distintas calidades

tienen un comportamiento idntico y las curvas se confunden. El mdulo de elasticidad es

definido como la tangente del ngulo a. Por lo tanto, este parmetro es independiente delgrado del acero y se considera igual a:

A diferencia del comportamiento inicial, la amplitud del escaln de fluencia vara con la calidad del acero. El acero grado 40 presenta una fluencia ms pronunciada que los aceros grado 60 y 75.El cdigo del ACI asume, para el diseo, que el acero tiene un comportamiento elastoplstico

(ACI-10.2.4) para pequeas deformaciones (ver figura 2.17).

El acero es un material que a diferencia del concreto tiene un comportamiento muy similar a

Traccin y a compresin. Por ello, se asume que la curva estudiada es vlida para traccin y

Compresin.II. BIBLIOGRAFIA http://www.monografias.com/trabajos55/agregados/agregados.shtml Diseo de estructuras de concreto armado Teodoro E. Harmsen

Diseo de concreto armado Roberto Morales Morales

Concreto armado I Juan Ortega Garca