COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DE MATERIALES

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA[pic 1]

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DE MATERIALES

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

DOCENTE: MARDONIO EUSCÁTIGUE

GRUPO: ss5

ALUMNO: ALONSO GARCÍA OROSCO

CODIGO: 201411309

2017 - I

1. HISTORIA DEL CONCRETO ARMADO

La historia del concreto armado está íntimamente ligada a la del cemento y concreto simple, que no fue usado masivamente hasta antes de siglo XIX. Los primeros usos del cemento; mezclado con materiales como cal viva, arena, grava y agua; fue de parte de los romanos, en años antes de Cristo.

No fue hasta 1824 que se patentó el cemento portland, de parte de un albañil inglés llamado Joseph Aspdin, luego de laboriosos experimentos con arcilla y piedra caliza quemadas en estufa y, luego, molidas para obtener un polvo fino. Este cemento fue producido en Estados Unidos recién en la década de 1870.

Si bien habían trabajos previos de los franceses Joseph Lambot y François Le Brun (con edificaciones de concreto y una embarcación de concreto reforzado respectivamente), se le acredita a Joseph Monier la invención del concreto reforzado. En 1867 recibió la patente para construcción de depósitos de concreto reforzado, ya que se tenía que obtener un material de bajo peso sin sacrificar su resistencia.

Entre 1867 y 1881 Monier recibió patentes para la fabricación de puentes, losas, arcos, edificaciones y demás elementos de concreto reforzado tanto en Francia como Alemania. Francois Coignet investigaría acerca de los efectos negativos del exceso del agua en la resistencia del concreto.

En 1875 se construyó el primer edificio de concreto armado en Estados Unidos, ubicado en Nueva York. Se dice que se tuvo la idea del concreto reforzado al observar a trabajadores ingleses en 1867 intento limpiar el cemento endurecido de sus herramientas de acero.

En 1877 el estadounidense Thaddeus Hyatt fue la primera persona en analizar correctamente los esfuerzos en una viga de concreto reforzado, publicando un libro acerca del tema. Posteriormente, en San Francisco, E.L. Ramone obtuvo la patente de las varillas de acero corrugadas (1884). Supuestamente Ramone realizó trabajos con concreto reforzado desde 1870.

En 1890 se construyó el museo Leland Stanford Jr. con este material. Años después ocurrió un terremoto e incendio y, siendo pocos los daños que estos fenómenos causaron en la estructura (y a otras edificaciones llevadas a cabo con concreto reforzado), llevaron a la amplia aceptación de esta forma de construcción en Estados Unidos. Desde 1900 el desarrollo y uso del concreto fue muy rápido, avanzando constantemente en el estudio de este hasta nuestros días.

1. CEMENTO PORTLAND

El cemento es un conglomerante que tiene como principales componentes la piedra caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas. Posee un color gris, más o menos verdoso, y se vende en bolsas con un peso de 42.5 kg, con un pie cúbico de capacidad.

Al mezclarse con el agua, los agregados fino y grueso, y algún aditivo de ser necesario, da lugar a una masa pétrea resistente llamada concreto.

PROCESO DE FABRICACIÓN

1. La caliza y arcilla se muelen hasta alcanzar material fino y se mezclan íntimamente.
2. Estos se calientan hasta el punto de fusión (1400 – 1450°C), comúnmente en hornos giratorios de 20m de largo y 5m de diámetro. Al material que salga del horno se le denomina Clinker.
3. El Clinker se enfría y muele, añadiendo durante este proceso el yeso (4 o 5%).
4. Con este proceso de consigue un polvo fino, que es el cemento portland comercial.

PROPIEDADES

1. La finura o superficie específica: El área superficial constituye el material de hidratación. Al reducir el espesor de esta capa aumenta la velocidad de hidratación lo que posteriormente conlleva a una menor resistencia a la fisura. En definitiva, el tamaño de los granos definirá la posterior resistencia a fisura del cemento.
2. Firmeza: Es la capacidad que tiene el cemento de conservar su volumen después de fraguar. Esta propiedad puede verse afectada por la presencia de cantidades excesivas de cal libre.
3. Tiempo de fraguado: Es el paso del estado plástico al estado endurecido de una masa de cemento, es un proceso muy exotérmico y depende de varios factores:

• La composición química del cemento
• La cantidad de agua (a mayor cantidad, mayor rapidez)
• La temperatura ambiente: A menor temperatura se produce una reducción en la velocidad del proceso. Sin embargo, por encima de los 32°C, el aumento de velocidad se invierte.
• La finura del material.

1. Falso fraguado: a la rigidez prematura que se presenta en los primeros minutos tras la adición de agua. Se diferencia de la anterior en que no despide calor de forma apreciable y desaparece al mezclar nuevamente la pasta. Se debe a la parcial deshidratación del yeso en los hornos.
2. La resistencia a la compresión: En términos estructurales la capacidad más destacable de los cementos, y puede verse afectada por el paso del tiempo, la incidencia de las inclemencias meteorológicas y el mal almacenamiento del Clinker.
   Aumenta de manera elevada en los primeros días tras la conformación y en algunos cementos, paulatinamente durante largos periodos de tiempo.
3. El peso específico: Se define como la relación entre la cantidad dada y el volumen absoluto es una propiedad fundamentalmente usada para determinar la mezcla y es muy similar en todos los cementos Portland
4. Consistencia normal: Se define como aquella fluidez determinada por una cierta cantidad de agua. Tiene relación con la calidad del cemento y el tiempo de fraguado.

CLASIFICACIÓN

• TIPO I: Es el normal, usado en la construcción de obras de hormigón en general, viviendas, edificaciones, estructuras, etc. Se utiliza cuando las especificaciones de construcción no indican el uso de otro tipo de cemento con particularidades.
• TIPO II: Este tipo de cemente posee una resistencia media a los ataques de sulfatos, con o sin calor moderado de hidratación, se usa en obras de construcción que requieran estas características. Por lo general es el cemento utilizado en la realización de tuberías de hormigón y puentes. Su precio es muy similar al cemento portland tipo I.
• TIPO III: Alcanza una resistencia inicial alta, su resistencia a la compresión a los 3 días, es igual a la resistencia a la compresión en siete días de los cementos tipos I y II.

Es usado cuando se necesita un hormigón que debe ser desencofrado antes de los 28 días y recibirá cargas muy pronto, como en el caso de los elementos prefabricados o construcciones de emergencia.

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