Ensayo de Concretos.

INTRODUCCIÓN

En el siguiente ensayo se habla de forma breve lo comprendido del capítulo 1 del libro de Concreto Estructural. En éste capítulo encontramos los tipos de concretos, las formas estructurales, cargas, funcionabilidad, resistencia y seguridad, fundamentos de diseño, códigos y especificaciones, etc.

Para iniciar a hablar de concreto debemos primero conocer su definición, y es la siguiente: es un material semejante a la piedra que se obtiene mediante una mezcla cuidadosamente

proporcionada de cemento, arena y grava u otro agregado, y agua; después, esta mezcla se

endurece en moldes con la forma y las dimensiones deseadas.

El cuerpo de nuestro concreto depende de agregado fino y grueso (grava y arena), los cuales al agregarle agua produce la reacción química en el cemento para lograr mantenerlos unidos, y también le agregamos agua para lograr su manejabilidad y darle la forma que requerimos en nuestros moldes. Y ajustando las cantidades de nuestros materiales podemos obtener una variedad de concretos.

Pero no sólo de los materiales dependerá nuestro concreto, hay que tomar en cuenta cantidades, el cuidado de cómo se mezclan, la humedad y la temperatura de la mezcla, etc.

El cuidado de estas condiciones lo conocemos como curado, que es el tiempo vital en nuestro concreto para que obtenga la resistencia necesaria para la que fue diseñado.

El cemento es de uso universal por su facilidad de uso, el fácil acceso a los materiales que lo constituyen, su alta resistencia al fuego y al clima y su resistencia a la compresión.

Uno de los problemas del concreto es su baja resistencia a la tensión, por eso en la segunda mitad del siglo XIX se consideró factible utilizar acero para reforzar el concreto debido a su alta resistencia a la tensión, principalmente en aquellos sitios donde la baja resistencia a la tensión del concreto limitaría la capacidad portante del elemento. Este refuerzo viene en forma de varillas circulares las cuales colocamos en nuestros moldes o encofrados antes de vaciar el concreto. A esta fusión la conocemos como Concreto Reforzado. Éste concreto combina muchas ventajas como ser el costo relativamente bajo, la buena resistencia al clima y al fuego, la buena resistencia a la compresión y la excelente capacidad de moldeo del concreto con la alta resistencia a la tensión y la aún mayor ductilidad y tenacidad del acero. Es precisamente esta combinación la que permite el casi ilimitado rango de usos y posibilidades del concreto reforzado en la construcción de edificios, puentes, presas, tanques, depósitos y muchas otras estructuras.

Otro tipo de concreto que podemos encontrar son los concretos preesforzados, la cual es la combinación de concretos y aceros de alta resistencia, en algunos casos acero con 5 veces capacidad soportante que el acero común. Se embebe en el concreto sometiéndolo a una tensión alta, la cual se equilibrará con esfuerzos de compresión en el concreto después del endurecimiento. Debido a esta pre compresión, el concreto de un elemento a flexión se agrietará en la zona de tensión para cargas mucho más altas que cuando no está pre comprimido. El preesfuerzo reduce de manera significativa las deflexiones y las grietas de flexión para cargas normales, y de esta manera permite la utilización efectiva de materiales de alta resistencia.

FORMAS ESTRUCTURALES DEL CONCRETO

El concreto podemos fabricarlo de distintas formas, dependiendo en muchos casos éstas formas del uso para el cual sea requerido y la cantidad de carga a la que se someterá. En el libro observamos diversos ejemplos como ser:

• Entrepiso de placa y viga monolítica.
• Viguetas en una dirección.
• Placa plana sin vigas.
• Entrepiso de losa plana.
• Cubierta en placa plegada.
• Cascarones cilíndricos.
• Domo de superficies monolíticas y bordes curvados hacia arriba.
• Puente de concreto.

Con la observación de estos diversos tipos de estructuras logramos ver la adaptabilidad del material a una gran variedad de estructuras y componentes estructurales unidimensionales (vigas, riostras, columnas), bidimensionales (losas, arcos, pórticos rígidos) y tridimensionales (cascarones, tanques). Esta variabilidad permite adaptar la forma de la estructura a su función de una manera económica, y proporciona al arquitecto y al ingeniero diseñador una amplia gama de posibilidades para soluciones estructurales estéticamente satisfactorias.

CARGAS

Las cargas que actúan sobre las estructuras pueden dividirse en tres grandes categorías: cargas muertas, cargas vivas y cargas ambientales. Las cuales estudiamos en la clase de Estructuras I. Donde las cargas muertas serán las cargas ocasionadas por el peso propio de la estructura, por lo cual debemos ser cuidadosos de no redimensionar nuestras estructuras.

Las cargas vivas son aquellas a las que serán sometidas por el uso para cual será diseñada nuestra estructura, pueden ser por personas que posarán sobre ella, o que cosas almacenaremos, etc.

Y las cargas ambientales son las ocasionadas por corrientes de viento y por actividad sísmica.

Todas estas cargas son evaluadas mediante tablas que encontramos en los códigos de construcción de cada país. Cuando en nuestro código no se encuentre los tipos de pesos que soportará, se diseña de manera puntual. Por ejemplo un entrepiso de una oficina que deberá soportar una caja fuerte debe ser diseñado para que soporte esas cargas mayores.

Las cargas vivas de servicio para puentes vehiculares están dadas por la American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) en su Standard Specifications for Highway Bridges. Para puentes de vías férreas, la Arnerican Railway Engineering Association (AREA) ha publicado el Manual of Railway Engineering el cual especifica las cargas de tráfico.

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FUNCIONALIDAD, RESISTENCIA Y SEGURIDAD ESTRUCTURAL

Para que una estructura cumpla sus propósitos debe ser segura contra el colapso y funcional en condiciones de servicio. La funcionalidad requiere que las deflexiones sean pequeñas, que las fisuras, si existen, se mantengan en límites tolerables, que las vibraciones se minimicen, etc. La seguridad requiere que la resistencia de la estructura sea la adecuada para todas las cargas que puedan llegar a actuar sobre ella. Si la resistencia de la estructura, construida tal como se diseñó, pudiera predecirse en forma precisa, y si las cargas y sus efectos internos se conocieran con precisión, la seguridad podría garantizarse proporcionando una capacidad portante ligeramente superior a la que se requiere para las cargas conocidas.

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