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Nuevos productos de Concreto Premezclado
Reynaldo Cisneros Fragoso
Gerente de Servicios Técnicos
Clientes Especializados
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
Febrero 27 y 28 del 2009
Centro Tecnológico del Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Contenido:
1. Introducción
2. Situación Actual
3. Problemática
4. Implicaciones
5. Necesidad de Solución
6. Definiciones
7. Productos:
Concreto de Baja Contracción (CBC)
Concreto de Contracción Compensada (CCC)
Concreto Auto-Compactable
Concreto de Alta Resistencia Temprana (CARET)
Concreto Estructural
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Introducción:
Las cada vez más altas
especificaciones demandantes
en las obras de concreto en la
Ingeniería Civil nos exige
desarrollar productos que
cumplan con las expectativas
de los diseñadores y usuarios.
Esto nos ha llevado a
considerar que para el buen
desarrollo y desempeño de los
productos se requiere de la
participación de todas las
partes involucradas en el
proyecto.
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Situación Actual:
Suministramos el producto
pensando que el cliente
tiene resuelto todo lo
relacionado con:
Proyecto
Especificaciones
Procedimientos
constructivos
Mano de obra calificada
Uso y aplicación
Mantenimiento
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Sin embargo, esto no siempre
se da, ocasionándonos a ambas
partes:
Mala imagen
Retención de pagos
Costos de reposición y
multas
Pérdida de confianza
Pérdida del cliente
Situación Actual:
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Los pisos se deterioran en un tiempo
relativamente corto debido a:
Altas contracciones:
Falla de juntas
Agrietamientos
Alabeos
Desgaste de la superficie:
Superficies polvosas
Pérdida de planicidad
Exposición de agregados
gruesos
Deterioro progresivo del piso:
Despostillamiento de juntas y
bordes
Bombeo y pérdida de sub-base
Falla estructural
Proyecto
Especificaciones
Diseño
Procesos Constructivos
Problemática:
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
La estructura falla por
servicio (se detiene la
operación).
Problemas de seguridad y
mantenimiento.
La estructura requiere
reparaciones costosas.
El dueño se ve afectado
económicamente, ya que
no puede disponer de la
estructura.
La estructura puede llegar
a demolerse.
Implicaciones:
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Necesidad de Solución
“Concreto que tenga mayor estabilidad volumétrica”
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Definiciones
Contracción por Secado (CxS)
Es el cambio de volumen que
experimenta el concreto debido
a la pérdida de humedad a
través del tiempo debido a:
Curado ineficaz
Evaporación
Hidratación del cemento
Temperatura ambiente
Progresa paulatinamente
generando esfuerzos de
tensión internos dentro de la
masa de concreto.
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Definiciones
Alabeo
Es la distorsión de una
losa originalmente
plana a una forma
curva debido al
gradiente de humedad
y/o temperatura entre
la superficie de servicio
y la superficie en
contacto con el suelo.
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Definiciones
Módulo de Ruptura
Es la Resistencia a la Tensión
por Flexión (el momento en el
que aparece la primer grieta en
el concreto).
Es una variable utilizada para
calcular el espesor de los
pavimentos rígidos de concreto
(pisos).
Se relaciona con la resistencia a
compresión del concreto.
Se especifica a 28 días y se
determina en ensayes de vigas.
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
Concreto de Baja Contracción (CBC)
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Concreto de Baja Contracción (CBC)
Concreto de baja contracción (CBC)
Concreto especialmente diseñado para la construcción
de elementos que requieran de un alto desempeño y
una gran estabilidad volumétrica
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
CxS – Convencional vs CBC
La contracción por secado del CBC, medido de acuerdo con
la norma NMX-C-173-1990, es alrededor del 50% inferior
respecto al concreto convencional.
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto de baja contracción (CBC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Pisos en naves industriales
Edificios de gran altura
Elementos Pre, Post-tensados
Patios de maniobras
Pavimentos de tráfico intenso
Bases de equipo
Hangares
Elementos Prefabricados
Elementos que requieran mayor
estabilidad volumétrica
Concreto de baja contracción (CBC)
Usos y aplicaciones
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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CARACTERÍSTICA: CBC: CONVENCIONAL:
Resistencia (Grado) 250 < f´c < 450 (B) 100 < f´c < 350 (A)
Módulo de Ruptura 35 < MR < 60 30 < MR < 40
Edades de garantía 7, 14 ó 28 días 7, 14 ó 28 días
Colocación Tiro directo o bomba Tiro directo o bomba
Revenimiento 6 < Rev < 10* 10 < Rev < 18
Módulo Elástico Ec > 12,500f´c Ec > 8,000f´c
Contracción x Secado CxS < 450 CxS > 800
Peso Volumétrico PU > 2,200 PU < 2,200
Permeabilidad a iones Cl φ<1,000 coulombs φ>2,000 coulombs
Tiempo de fraguado Tf < 6:00 horas Tf < 6:00 horas
* si Rev > 10, aditivo fluidizante
Concreto de baja contracción (CBC)
Comparativa:
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Características en concreto fresco:
CARACTERÍSTICA: CBC: CONVENCIONAL:
Consumo de agua Controlado Normal
Sangrado Mínimo Normal
Temperatura Controlada Opcional
Bombeabilidad Opcional Opcional
Trabajabilidad Buena Buena
Cohesividad Buena Buena
Concreto de baja contracción (CBC) 2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Principales ventajas del uso de CBC
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto de baja contracción (CBC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Principales ventajas del uso de CBC
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto de baja contracción (CBC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Caso de Estudio
Nave industrial de: 101.50 m x 77.76 m
Área aproximada: 7893 m²
Espesor de losa: 0.15 m
Espaciamiento juntas: 0.15 x 24 = 3.60 m
Longitud de juntas
Costo inicial
Costos por reparaciones
Costo global
616 tableros de 3.60x3.60 m
con Concreto Convencional252 tableros de 5.50x5.50 m con
Concreto de Baja Contracción
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto de baja contracción (CBC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Comparativo
Longitud de Juntas de Contracción
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto de baja contracción (CBC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Costos por reducción de Juntas
Comparativo
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto de baja contracción (CBC)
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Costos por reparaciones a 10 años
Comparativo
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto de baja contracción (CBC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Costos inicial y por reparaciones
Comparativo
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto de baja contracción (CBC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Los tableros en pisos con CBC pueden ser de 5.50x5.50 m.
Tableros con C. Convencional serían de 3.60 x 3.60 m.
Esto implica que en una longitud de 220 m se requieran:
40 juntas en piso con CBC y
61 juntas si se construye con Concreto Convencional
De aquí se deduce que a lo largo de una losa hay
aproximadamente 1.5 veces más juntas en pisos con concreto
convencional.
Observaciones adicionales
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto de baja contracción (CBC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Aplicación práctica:
Muchos pisos han sido construidos con CBC,
algunos clientes son los siguientes:
WalMart
Bodega Aurrerá
GrupoModelo
InnovaLintel
Habitat
Home Depot
Tetra Pak
Gamesa
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto de baja contracción (CBC)
Concreto de Contracción Compensada (CCC)
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Concreto Contracción Compensada (CCC)
Producto diseñado para inducir una expansión inicial
controlada que permite contrarrestar las contracciones
por secado posteriores del concreto.
Concreto de contracción compensada (CCC) 2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
CxS – Convencional vs CBC vs CCC
La contracción por secado del CCC, medido de acuerdo con
la norma NMX-C-173-1990, es alrededor del 75% inferior
respecto al C. Convencional y 50% respecto al CBC.
Concreto de contracción compensada (CCC) 2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Pisos industriales alto desempeño
Edificios de gran altura
Elementos Pre, Post-tensados
Patios de maniobras
Pavimentos de tráfico intenso
Bases de equipo
Hangares
Elementos Prefabricados
Elementos que requieran mayor
estabilidad volumétrica
Usos y aplicaciones
Concreto de contracción compensada (CCC) 2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
CARACTERÍSTICA: CCC: CONVENCIONAL:
Resistencia (Grado) f´c > 350 (B) 100 < f´c < 350 (A)
Módulo de Ruptura MR > 60 30 < MR < 40
Edades de garantía 28 días 7, 14 ó 28 días
Colocación Tiro directo o bomba Tiro directo o bomba
Revenimiento 6 < Rev < 12* 10 < Rev < 18
Módulo Elástico Ec > 14,000f´c Ec > 8,000f´c
Contracción x Secado CxS < 100 CxS > 800
Relación agua/cemento 0.43 < a/c < 0.52 ¿a/c > 0.60 ?
Peso Volumétrico PU > 2,200 PU < 2,200
Permeabilidad a iones Cl φ<1,000 coulombs φ>2,000 coulombs
Tiempo de fraguado Tf < 7:00 horas Tf < 6:00 horas
* si Rev > 10, aditivo fluidizante
Concreto de contracción compensada (CCC)
Comparativa:
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Características en concreto fresco:
CARACTERÍSTICA: CCC: CONVENCIONAL:
Consumo de agua Controlado Normal
Sangrado Mínimo Normal
Temperatura Controlada Opcional
Bombeabilidad Opcional Opcional
Trabajabilidad Buena Buena
Cohesividad Buena Buena
Concreto de contracción compensada (CCC) 2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
¿Cómo contra-resta el CCC la CxS?:
Concreto de contracción compensada (CCC) 2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
¿Cómo contra-resta el CCC la CxS?:
Concreto de contracción compensada (CCC) 2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
¿Cómo contra-resta el CCC la CxS?:
Concreto de contracción compensada (CCC) 2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
¿Cómo contra-resta el CCC la CxS?:
Concreto de contracción compensada (CCC) 2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Principales ventajas del uso de CCC
Concreto de contracción compensada (CCC) 2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Principales beneficios del uso de CCC
Concreto de contracción compensada (CCC) 2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Beneficio integral del CCC
Se garantiza la entrega de valor al cliente con el concepto de
“beneficio integral”.
Concreto de contracción compensada (CCC) 2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
Aplicación: Experiencias exitosas
Concreto de contracción compensada (CCC) 2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
CD HEB, Escobedo, N.L.Área total del piso para almacenaje =
30,000 m2
Dimensión de los tableros mayores =
1,600 m2
Espesores de la losa = 15, 20 y 25 cm
Longitud juntas = Se redujo en 90 %
comparativamente con el proyecto
original
Condiciones actuales del piso:
Excelentes
Características del concreto:
Agente Expansor: CTS –C Comp. K
Expansión inducida y controlada =
500 (ASTM 878-95ª)
Contracción final del concreto = 0
(NMX –C 173)
Concreto de contracción compensada (CCC) 2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Signa Chemical de la India, Toluca, MéxÁrea total del piso p/operación robótica =
1,800 m2
Dimensión de los tableros mayores =
750 m2
Espesores de la losa = 18 cm
Longitud de juntas = Se redujo en 90 %
comparativamente con el proyecto original
Condiciones actuales del piso: Excelentes
Características del concreto
especificadas:
Agente Expansor: CTS –C Comp. K
Expansión inducida y controlada =
450 (ASTM 878-95ª)
Contracción final del concreto = +100
(expansión residual) (NMX –C 173)
Concreto de contracción compensada (CCC) 2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Colgate Palmolive, S José Iturbide, GtoÁrea total del piso = 53,333 m2
Dimensión de los tableros mayores =1,570 m2
Espesores de la losa = 15 cm
Longitud de juntas = Se redujo en 86 %
comparativamente con el proyecto original
Condiciones actuales del piso: Algunos
agrietamientos por restricciones de diseño y
modulación
Características del concreto especificadas:
Agente Expansor: ConexM Euclid
Expansión inducida y controlada = 400
(ASTM 878-95ª)
Contracción final del concreto = +150
(expansión residual) (NMX –C 173)
Concreto de contracción compensada (CCC) 2° Curso Innovaciones Tecnológicas en Concreto
Concreto Auto Compactable (CAC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Concreto Auto Compactable (CAC)
Es un producto que presenta una gran facilidad para
fluir por sí mismo sin necesidad de vibrado,aún entre el
acero de refuerzo sin segregación ni sangrado.
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto Auto Compactable (CAC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Concreto Auto Compactable (CAC)
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto Auto Compactable (CAC)
La Extensibilidad del CAC es alrededor del 75% superior
respecto al Concreto Fluido Convencional y 50% respecto al
Concreto para Vivienda Industrializada.
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Construcción de elementos presforzados o
postensados, muros de altura > 5 m, colados de
acceso de difícil.
CAC –Principales aplicaciones …
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Usos y aplicaciones
Ideal para elementos en donde
es difícil el acceso del vibrador
tales como:
Muros y columnas de gran
altura,
Elementos densamente
armados y/o en secciones
reducidas.
Elementos prefabricados,
presforzados o postensados.
Colados que demanden alto
desempeño de bombeo del
concreto a grandes distancias o
alturas
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto Auto Compactable (CAC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Características técnicas :
Resistencia 300 ≤ f´c ≤ 450 kg/cm2
Edades de garantía 7,14 ó 28 días (incluso 24h)
Colocación Tiro directo o Bomba
Extensibilidad 60 ≤ Ext ≤ 75 cm
TMA 10, 12 y 20 mm
Peso Volumétrico P Vol ≥ 2,200kg/m3
Módulo elástico Ec ≥ 12,500 √f´c
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto Auto Compactable (CAC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Soporte atributos técnicos
Prueba de Extensibilidad:
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto Auto Compactable (CAC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Capacidad de fluidez
Embudo
Soporte atributos técnicos
Caja L
Resistencia a la segregación
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto Auto Compactable (CAC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Principales ventajas del uso del CAC
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto Auto Compactable (CAC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Beneficios y ventajas del uso de CAC
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Beneficios y ventajas del uso de CAC
Ahorro integral: 14%
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto Auto Compactable (CAC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Análisis de costos relativos
Costo inicial
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto Auto Compactable (CAC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto Auto Compactable (CAC)
Análisis de costos relativos
Costo mano de obra
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Costo equipo de
compactación
Análisis de costos relativos
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto Auto Compactable (CAC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Análisis de costos relativos
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto Auto Compactable (CAC)
Costo herramienta
menor
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto Auto Compactable (CAC)
Análisis de costos relativos
Costo integral
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
RECOMENDACIONES:
Definir requerimiento del cliente (especificaciones), forma de
medir y criterios para la aceptación y rechazo del producto.
Realizar reunión de construcción previa a primer colado.
Planeación de colado.
Diseño de la cimbra; reforzar para líquidos con peso
volumétrico de 2,300 kg/m3+ impacto de colado, reforzar cimbra
y calafateo.
Realizar curado de 7 días mínimo con objeto de alcanzar el
desarrollo optimo de resistencia en el concreto.
Definir los puntos de descarga del concreto en la cimbra de
acuerdo a la densidad y geometría del armado y cimbra.
Uso y aplicación correcta de CAC
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto Auto Compactable (CAC)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Experiencias y casos de éxito
2° Curso Innovaciones Tecnológicas en ConcretoConcreto Auto Compactable (CAC)
Algunos clientes que han utilizado el CAC en sus
obras:
Concreto de Alta Resistencia Temprana
(CARET)
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Demotec
Desarrollo para solución de necesidades especiales de Clientes
Concreto de Alta Resistencia a Edad Temprana (CARET)
Atributos del CARET
Aplicaciones y experiencias
Beneficios
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Concreto de Alta Resistencia a Edad Temprana
Para solucionar eficazmente necesidades de construcciones
especializadas. Un ejemplo importante son los prefabricadores
de elementos estructurales.
Holcim Apasco desarrolló productos especiales de alto
desempeño tanto para ser usados en la construcción de piezas
en planta como a pie de obra.
Las familias de concretos especiales fueron diseñadas para ser
fácilmente colados en elementos con geometría y armados en
ocasiones complejos. Además para desarrollar alta resistencia
y módulo de elasticidad a edad muy temprana.
Estos concretos tienen la opción de prácticamente eliminar las
contracciones y sus consecuencias.
65
XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Principales características
Prueba del Flujo Libre para medir la
extensibilidad.Prueba del cono para determinar la
resistencia a la segregación.
Resistencia a segregación y
sangradoEstabilidad y fluidez
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Principales características de las mezclas
Habilidad para fluir a través del acero
Caja L para medir la capacidad de
la mezcla para fluir y llenar la
cimbra.
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Resistencia especificada (kg/cm2) 480
Edad de garantía (horas)12, 14, 16, 18, 20 y 24
Forma de colocación Bombeable y tiro directo
Tamaño máximo del agregado (mm) 9 y 12
Extensibilidad (cm)60 a 70 (con permanencia de 60
minutos)
Módulo elástico (kg/cm2) > 8 500 (f´c)1/2 + 110 000
Peso volumétrico (kg/m3) > 2 300
Módulo de ruptura (kg/cm2)> 65 (a 12, 14, --- 24 h)
Expansión; ASTM C 878;
(millonésimas)0 – 600 (Sin contracción)
Concreto (CARET 480 a 12, 14…..24 h)
Diseñado para ser autocompactable y desarrollar una resistencia
de 480 kg/cm2 a las > 12 horas después de su colocación.
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Concreto (CARET 250 6h)
Este concreto tiene la propiedad de ser autocompactable y
desarrolla una resistencia de 250 kg/cm2 desde las 5 horas
después de su colocación.
Resistencia especificada
(kg/cm2)250
Edad de garantía (horas) 5 y 6
Forma de colocación Bombeable y tiro directo
Tamaño máximo del agregado
(mm)9 y 12
Extensibilidad (cm)60 a 70 (con permanencia de 45
minutos)
Módulo elástico (kg/cm2) > 8 500 (f´c)1/2 + 110 000
Peso volumétrico (kg/m3) > 2 300
69
XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Matriz de Posibilidades
F’c 0.80xf’c 12 h 14 h 16 h 18 h 20 h 24 h 3 días 7
días
28
días
600 480
650 520
700 560
750 600
70
XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Aplicaciones y beneficiosFabricación de elementos prefabricados, reforzados,
presforzados y postensados; reparación de aeropistas, puentes,
carreteras, estacionamientos, etc.
Beneficios
No requiere curado a vapor para lograr la resistencia
Homogeneo sin segregación.
Rapidez de colado, optimiza el uso de cimbras y acorta el ciclo.
Acelera el desarrollo de resistencia, de transporte y puesta en
servicio.
Alternativas innovadoras en la fabricación de elementos
prefabricados, permiten ahorros importantes al usuario.
Excelente acabo en superficies cimbradas
Gran libertad de diseño de elementos de secciones más
delgadas
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Aplicaciones y experiencias
Trabe presforzada para
Viaducto Bicenteneario.
Volumen 83 m3
Longitud de 36 m
480 kg/cm2 a 18 h sin vapor
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Aplicaciones y experiencias
Colado de trabe presforzada
para Viaducto Bicentenario.
73
XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Aplicaciones y experienciasTrabe presforzada para
Viaducto Bicenteneario.
Volumen 107 m3
Longitud de 46 m
480 kg/cm2 a 18 h
172 torones.
74
XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Aplicaciones y experiencias
Reparación de un
estacionamiento
Holcim Apasco tiene productos innovadores de alto
desempeño. Utilizando tecnología de vanguardia ha
creado concretos para desarrollar resistencia muy alta a
edad temprana con los cuales brinda a los clientes
multiples soluciones y aplicaciones.
Concretos Estructurales
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Agenda
Definición
Método de prueba
Resultado del módulo de elasticidad
Requisitos (NTCDF y NMX-C-403)
Resultados en distintas partes del país
Ejemplo de edificación en Cancún, Q. R.
Conclusiones
78
XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Definición
El módulo de elasticidad es un parámetro que caracteriza el
comportamiento de un material elástico. En concreto se define al
módulo de elasticidad (Ec) como la relación entre el esfuerzo y la
deformación unitaria, en el rango elástico de la curva de esfuerzo-
deformación.
Concreto de densidad
normal: Ec se puede
estimar de 140,000 a
420,000 kg/cm2
Concreto con
agregado normal y
resistencia entre 210 y
360 kg/cm2 : Ec se
puede estimar como:
15,000 √f´c
Ref. Diseño y Control de Mezclas de Concreto PCA
79
XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Definición
El módulo de elasticidad del concreto aumenta con un incremento de
la resistencia a la compresión.
El incremento del módulo de elasticidad del concreto es
progresivamente menor que el incremento de la resistencia a la
compresión.
Ref. Diseño y Control de Mezclas de Concreto PCA
80
XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Definición
Al ser el concreto bifásico, el
agregado, la pasta de cemento
hidratado y la proporción
volumétrica entre ambos, afectan el
valor del módulo de elasticidad.
El agregado de peso normal tiene
mayor módulo de elasticidad que la
pasta de cemento hidratado, por lo
que con un mayor contenido de
agregado aumenta el módulo de
elasticidad del concreto.
La calidad de adherencia entre la
pasta y el agregado influye en la
obtención del módulo de elasticidad
del concreto. Ref. Tecnología del Concreto, Adam Neville
81
XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Método de Prueba
La Norma Mexicana NMX-C-
128 establece el método de
determinación del módulo de
elasticidad estático y la
relación de Poisson, en
especímenes cilíndricos de
concreto, cuando son
sometidos a esfuerzos de
compresión longitudinal.
Existen diferentes equipos
para la determinación de la
prueba; en esta presentación
se mostrarán los equipos con
uno o dos micrómetros.Hotel Emporio, Veracruz, Ver.
82
XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Método de Prueba
Equipo para la determinación del módulo de elasticidad
compuesto por dos anillos y un micrómetro.
83
XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Método de Prueba
Equipo para la determinación del módulo de elasticidad
compuesto por dos anillos y dos micrómetros.
84
XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Método de Prueba
Cálculo:
Ec = Módulo de Elasticidad
S2 = Esfuerzo
correspondiente al 40% del
esfuerzo máx.
S1= Esfuerzo
correspondiente a la
deformación unitaria (e1) de
0.000050.
e2= Deformación unitaria,
correspondiente al esfuerzo
S2.
Ref. NMX-C-128
85
XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Ref. Concreto, estructura, propiedades y materiales, Kumar Mehta y Paulo Monteiro
Resultado del Módulo de Elasticidad
86
XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Requisitos (NTCDF y NMX-C-403)
Dentro de los reglamentos y
normas establecidos en el país,
se cuenta con las siguientes:
Normas Técnicas
Complementarias del Distrito
Federal (NTCDF-2004)
Norma Mexicana de Concreto
Hidráulico para Uso Estructural
(NMX-C-403-1999).
Cada uno de estos documentos
establece los requisitos para
considerar el uso del módulo de
elasticidad del concreto.
Torres JV, Veracruz, Ver.
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Requisitos NTCDF-2004
1.- El concreto para fines estructurales puede ser: clase 1, con peso
volumétrico en estado fresco 2,200 kg/m3 y clase 2 con peso
volumétrico en estado fresco comprendido entre 1,900 y 2,200 kg/m3.
2.- Los concretos clase 1 tendrán una resistencia especificada 250
kg/cm². La resistencia especificada de los concretos clase 2 será inferior
a 250 kg/cm² pero no menor que 200 kg/cm².
3.- Promedio de 3 resultados consecutivos f’c de proyecto.
4.- Para concretos clase 1 el módulo de elasticidad, se supondrá como
14 000 √f’c (kg/cm²) para concretos con agregado grueso calizo y
11 000 √f’c (kg/cm²) para concretos con agregado grueso basáltico. Para
concretos clase 2 se supondrán igual a 8 000 √f’c (kg/cm²).
5.- Para concretos clase 1 la contracción por secado final, se supondrá
igual a 0.001 y para concreto clase 2 se tomará igual a 0.002.
6.- Para concreto clase 1 el coeficiente de deformación axial diferida
final, se supondrá igual a 2.4 y para concreto clase 2 se supondrá igual
a 5.0.
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Requisitos NMX-C-403-1999
El concreto debe contar con los siguientes requisitos:
1.- Peso volumétrico entre 1900 y 2400 kg/m3.
2.- La resistencia del concreto debe de ser igual o mayor a 200
kg/cm2.
3.- Promedio de 3 resultados consecutivos f’c de proyecto.
4.- El Ingeniero Estructurista debe considerar el módulo de
elasticidad con los materiales de la zona.
5.- El productor debe contar con información confiable del
módulo de elasticidad con los materiales de la zona.
6.- Se deberán obtener al menos tres determinaciones del
módulo de elasticidad durante el proceso de una obra.
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Resultados en distintas partes del país
Cancún
f’c=309 kg/cm2
Ec=219,908 kg/cm2
K=12,510
Agregado calizo
Densidad: 2200 kg/m3
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Resultados en distintas partes del país
Veracruz
f’c=277 kg/cm2
Ec=237,359 kg/cm2
K=14,260
Agregado calizo
Densidad: 2450 kg/m3
Veracruz
f’c=305 kg/cm2
Ec=163,684 kg/cm2
K=9,370
Agregado andesítico
Densidad: 2350 kg/m3
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Resultados en distintas partes del país
Guadalajara
f’c=556 kg/cm2
Ec=215,735 kg/cm2
K=9,150
Agregado basáltico
Densidad: 2450 kg/m3
Guadalajara
f’c=372 kg/cm2
Ec=327,359 kg/cm2
K=16,910
Agregado calizo
Densidad: 2600 kg/m3
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Resultados en distintas partes del país
Manzanillo
f’c=428 kg/cm2
Ec=270,316 kg/cm2
K=13,060
Agregado calizo
Densidad: 2500 kg/m3
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Resultados en distintas partes del país
Puerto Peñásco
f’c=264 kg/cm2
Ec=223,961 kg/cm2
K=13,760
Agregado calizo
Densidad: 2500 kg/m3
Hermosillo
f’c=276 kg/cm2
Ec=281,457 kg/cm2
K=16,930
Agregado calizo
Densidad: 2600 kg/m3
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Resultados en distintas partes del país
San Luis Potosí
f’c=337 kg/cm2
Ec=358,077 kg/cm2
K=19,513
Agregado calizo
Densidad: 2700 kg/m3
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Ejemplo de edificación en Cancún, Q. R.
Proyecto: Puerto Cancún,
desarrollo de infraestructura
hotelera en la ciudad, que
considera la urbanización y
construcción de hoteles y torres de
condominios.
Constructoras: Constructora
FERCONS S. A. de C.V., Grupo
GICSA y Constructora ROMIR S.
A. de C. V., entre otros.
Estructuras: pavimentos de
concreto hidráulico, zapatas,
contra trabes, columnas, trabes y
losas.
Módulo de elasticidad:
Ec=12,500 √f´c, de acuerdo con las
características físicas de los
agregados de la zona. Romir Torre Novo Cancún, Q. Roo.
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
El cumplimiento del módulo de
elasticidad de acuerdo con la
NTCDF (Ec = 14,000 √f´c),
obliga al consumo de
agregado distinto al local, en
este caso de Escárcega,
Camp. o Macuspana, Tab., lo
incrementa aproximadamente
en un 50% el costo del
concreto.
Ejemplo de edificación en Cancún, Q. R.
Fercons Torre Maioris, Cancún, Q. Roo.
Algunos de los resultados obtenidos mediante la evaluación del Ec,
son los siguientes:
f’c = 309 kg/cm2, Ec = 219,908 kg/cm2 y k = 12,510
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Edificación en Cancún, Q. R.
El incremento de la f’c satisface el
requerimiento de Ec del concreto,
sin embargo es una condición
que debe ser evaluada por el
Ingeniero Estructurista y
considerar la información que se
tiene de los materiales de la
zona, para ser tomado en
consideración en el análisis
estructural.
Uno de los problemas que se podría presentar al incrementar la f’c para
satisfacer el Ec, es una falla frágil en el concreto, debido al incremento
excesivo en la resistencia.
Se considera como una ventaja para el análisis estructural el contar con
mayores resistencias del concreto, pero debe ser considerado y en
algunos casos puede obtenerse ventajas el dimensionamiento en las
secciones estructurales.
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XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural
Conclusiones
El diseño de estructuras con especificaciones basadas en el Ec del
concreto se han incrementado en los últimos años.
Es de suma importancia que los diseñadores de estructuras,
conozcan las características de los materiales en las diferentes zonas
del país.
Es responsabilidad de los productores de concreto, proporcionar
información reciente de las características de los materiales en las
diferentes zonas del país.
La mejor estructura desde el aspecto técnico y económico es la que
se puede diseñar y construir con los materiales que se tienen a la
mano.