Proceso constructivo de elementos verticales para evitar la segregación del concreto

(1)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

PROCESO CONSTRUCTIVO DE ELEMENTOS VERTICALES

PARA EVITAR LA SEGREGACIÓN D.EL CONCRETO

INFORME DE SUFICIENCIA

Para optar el Título Profesional de:

INGENIERO CIVIL

MIJAIL MONTERO BARRIONUEVO

Lima- Perú

(2)

DEDICATORIA

A mi papá Jesús y mamá Rosalvina, por su amor, trabajo y sacrificio en todos estos años, gracias a ustedes he logrado llegar hasta aquí y convertirme en lo que soy. Ha sido un privilegio ser su hijo, son los mejores padres.

A mi hermano Elvis por estar siempre presente, acompañándome a cumplir mis metas.

A mi pareja quien me apoyo y alentó para continuar, cuando parecía que me iba a rendir.

(3)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad da Ingeniaría Civil

INDICE

INDICE

Pág.

RESUMEN ... 4

LISTADO DE TABLAS ... 6

LISTADO DE FIGURAS ... 7

LISTADO DE SÍMBOLOS Y SIGLAS ... 1 O INTRODUCCIÓN ... 11

CAPÍTULO 1: ANTECEDENTES ... 13

1.1 HISTORIA DEL CONCRETO Y SU LLEGADA AL PERÚ ... 13

1.2 PROYECTO TOROMOCHO - ELEMENTOS VERTICALES ... 15

1.2.1 Segregación en muro de elementos verticales del

Tunnel Rec/aim ... 18

CAPÍTULO 11: MARCO TEÓRICO ... 20

2.1. DEFINICIONES GENERALES ... 20

2.1.1. Definición y naturaleza del concreto ... 20

2.2. CONCRETO EN CLIMAS FRÍOS ... 24

2.2.1. Consideraciones ... 24

2.3. SEGREGACIÓN DEL CONCRETO ... 31

2.3.1. Tipos de segregación ... ·: ... 31

CAPÍTULO 111: CONSIDERACIONES PARA LA CONSTRUCCION DE ELEMENTOS VERTICALES ... 33

3.1. CONCRETO ... 33

3.1.1. Diseño característico del concreto ... 33

3.1.2. Tolerancias del concreto ... 34

3.1.3. Características de los insumos ... 34

3.1.4. Características Físicas de los insumos ... 35

3.1.5. Suministro ... 35

3.1.6. Controles para el concreto ... 37

3.2. ENCOFRADO ... 39

3.2.1. Logística ... -... ... · 40

3.3. ACERO ... 41

3.3.1. Control de Calidad ... 41

3.3.2. Logística ... 41

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGEN/ERIA

Facu/tad de lngenierla Civil _INDICE

3.4. BOMBA ESTACIONARIA. ... 43

3.4.1. Características ... .43

3.5. BOMBA TELESCÓPICA ... 44

3.6. VIBRADORAS ... 46

CAPÍTULO IV: ANÁLISIS DE LAS VARIABLES QUE INFLUYEN EN LA SEGREGACIÓN DEL CONCRETO ... 48

4.1. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO INICIAL DE ELEMENTOS VERTICALES EN EL CHANCADOR PRIMARIO ... 49

4.1.1. Colocación de acero ... · ... .49

4.1.2. Modulación y colocación de encofrado ... 52

4.1.3. Colocación del Concreto ... 52

4.1.4. Desencofrado del muro y curado ... 56

4.2. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO INICIAL DE ELEMENTOS VERTICALES EN EL TÚNEL DE RECUPERACIÓN ... 58

4.2.1. Colocación de acero ... 58

4.2.4. Desencofrado del muro y curado ... 63

4.3. CAUSAS Y VARIABLES QUE INFLUYEN EN LA SEGREGACIÓN ... 66

4.3.1. Diseño de mezcla ... 66

4.3.2. Transporte ... 67

4.3.3. Colocación del concreto ... 68

4.3.4. Compactación del concreto ... 71

CAPITULO V: PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO PARA CONTROLAR LA SEGREGACIÓN ... 73

5.1. CONTROL DE LA SEGREGACIÓN SEGÚN LAS VARIABLES IDENTIFICADAS ... 73

5.1.1. Diseño de mezcla . .-... -... 73

5.1.2. "'!:'!ansporte ... 74

5.1.3. Colocación de concreto ... 74

5.1.4. Compactación del concreto ... 76

PROCESO CONSTRUCTIVO DE ELEMENTOS VERTICALES PARA EVITAR LA SEGREGACIÓN DEL CONCRETO

(5)

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5.2. PROCESO CONSTRUCTIVO FINAL EN EL TÚNEL DE

INDICE

RECUPERACIÓN PARA CONTROLAR LA SEGREGACIÓN ... 78

5.2.1. Colocación de acero ... 78

5.2.4. Resultado del muro en 02 etapas ... 82

5.3. MODIFICACIONES ENTRE EL PROCEDIMIENTO INICIAL Y FINAL QUE TUVO EN EL TÚNEL DE RECUPERACIÓN ... 83

5.4. APLICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO OPTIMIZADO PARA EVITAR LA SEGREGACIÓN EN EL PROYECTO TOROMOCHO ... 85

5.4.1. Muro de Contención del Sistema de Tensado ... 85

5.4.2. Muro cortafuego de la Salas Eléctricas del Proyecto Toromocho ... 86

5.4.3. Pedestales en el sector de las Salas Eléctricas ... 87

5.4.4. Construcción de la Cepa 14 ... 87

CAPITULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 88

6.1. CONCLUSIONES ... 88

6.2. RECOMENDACIONES ... 90

BIBLIOGRAFIA ... �· ... 92

ANEXOS ... 93

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RESUMEN

RESUMEN

El presente Informe de Suficiencia contiene los resultados del estudio realizado para la mejora de los procesos constructivos de los elementos verticales para controlar la segregación del concreto.

En la actualidad, en los procesos constructivos de elementos verticales (placas, columnas, pedestales, muros, etc.) existen una cantidad incontable de procesos para su ejecución, pero todos estos tienen un solo objetivo: obtener una calidad estructural y estética final de estos elementos, es por eso que_ el objetivo de este presente informe de suficiencia es dar a conocer las variables que influyen en el problema de la segregación del concreto fresco, para controlar este problema que se suscitó en el proyecto, y proponer un procedimiento adecuado para los elementos verticales, ya que generalmente se considera que la segregación está básicamente influenciada por la altura de caída libre del concreto.

El origen de este tema, nace del desarrollo de las estructuras de concreto armado en el Proyecto Toromocho, en un componente llamado "Tunnel Rec/aim" (Túnel de Recuperación), que se consideró de suma importancia debido al costo de los muros estructurales (muro de aprox. 8.0 m. de alto, longitud aprox. de 150 m. y con un espesor de 1.50 m., con alta densidad de acero), ya que en el vaciado de concreto que se realizó en el primer paño se obtuvo un muro con concreto segregado y con cangrejeras, a pesar de que en el procedimiento de vaciado se usó mangas para reducir la altura de caída libre del concreto pero sin reducir la velocidad de caída del concreto.

Luego de determinar y analizar todas las variables que influencian directamente con la segregación en los elementos verticales del Proyecto Toromocho, se identificaron las principales, que a continuación se mencionan: el diseño de mezcla del concreto, la aglomeración del acero, el espaciamiento del acero, la velocidad de caída del concreto y por último la compactación del concreto.

PROCESO CONSTRUCTIVO DE ELEMENTOS VERTICALES PARA EVITAR LA SEGREGACIÓN DEL CONCRETO

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

Facultad de lngenierla Civil RESUMEN

De las variables principales que influyen en la segregación del concreto se optimizó el proceso constructivo inicia! para la construcción tanto de elementos .

verticales como horizontales, logrando cumplir el objetivo principal.

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Facultad da Ingeniarla Civil _{LISTADO DE TABLAS}

LISTADO DE TABLAS

Pág. Tabla Nº _{2.1.- Temperaturas recomendadas para el concreto.} ₂₈

Tabla Nº _{3.1.- Características del concreto f'c=30Mpa.} ₃₃

Tabla Nº _{3.2.- Tolerancias del concreto.} ₃₄

Tabla Nº _{3.3.- Características de los Insumos.} ₃₄ Tabla Nº _{3.4.- Característica de los insumos para el concreto.} ₃₅

Tabla Nº _{3.5.- Hoja Técnica de la Bomba Estacionaria.} ₄₃

Tabla Nº _{3.6.- Hoja técnica de la Bomba Telescópica.} ₄₅

Tabla Nº _{3.7.- Hoja Técnica de las vibradoras eléctricas MARCA} ₄₇ WACKER.

Tabla Nº _{3.8.- Hoja Técnica de las vibradoras gasolinera MARCA} ₄₇ WACKER.

Tabla Nº _{4.1.- Diseño de Concreto de f'c}₌_{30Mpa con cemento Tipo V.} ₆₆

Tabla Nº _{5.1.- Diseño inicial del concreto.} ₇₃

Tabla Nº _{5.2.- Diseño modificado para el túnel de recuperación.} ₇₄ Tabla Nº _{5.3.- Comparación entre el Proceso Constructivo Inicial y el} ₈₄

Optimizado para evitar la segregación del concreto.

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Facultad de Ingeniería Civil _{LISTADO DE FIGURAS}

Figura Nº 1.1.-Figura Nº 1.2.-Figura Nº

1.3.-Figura Nº 2.1.-Figura Nº

3.1.-Figura Nº

3.2.-LISTADO DE FIGURAS

Esquema del Túnel de Recuperación.

Procedimiento de vaciado para el primer muro. Segregación y cangrejera del muro Tunnel Reclaim

(Túnel Norte).

Proyecto Toromocho - clima frío.

Ubicación de las dos plantas de Firth para suministrar concreto premezclado.

Planta Nº _{1 de Firth ubicada en la zona de la}

Chancadora Primaria - Producción de concreto es de 50 m3_/hora.

Pág. 17 18 19

25 35

36

Figura Nº 3.3.- Planta Nº 2 de Firth ubicada en la zona de Tunshuruco - 36 Producción-de concreto es de 120 m3_/hora.

Figura Nº _{3.4.- Control de la consistencia del concreto.} ₃₇

Figura Nº _{3.5.- Control de la temperatura.} ₃₈

Figura Nº _{3.6.- Determinación del contenido del aire (Método de} ₃₈ presión).

Figura Nº _{3.7.- Descarga del encofrado llegando a pie de obra.} ₄₀ Figura Nº _{3.8.- Acopio de encofrado con el camión grú? en el sector de} ₄₁

la Chancadora.

Figura Nº _{3.9.- Descarga de Acero en centro de Acopio "Pucara".} ₄₂ Figura Nº _{3.10.- Traslado de acero a obra con camabaja.} ₄₂ Figura Nº _{3.11.- Bomba estacionaria Putzmeister TK-50.} ₄₃ Figura Nº _{3.12.- Bomba telescópica Putzmeister BSF 28Z.12L.} ₄₄ Figura Nº _{3.13.- Los dos tipos de vibradoras usadas en el proyecto} ₄₆

Toromocho.

Figura Nº _{4.1.- Vista en 30 de la Chancadora Primaria.} ₄₉

Figura Nº _{4.2.- Plano de armaduras de acero del primer muro.} ₅₀

Figura Nº _{4.3.- (a) Se observa que no tiene una gran densidad de} ₅₁ acero, (b) Estructura terminada para poder encofrar y (c) Armadura de acero de una de las columnas.

Figu�a Nº _{4.4.- Modulación de encofrado para el cerramiento del primer} muro de la Chancadora.

PROCESO CONSTRUCTIVO DE ELEMENTOS VERTICALES PARA EVITAR LA SEGREGACIÓN DEL CONCRETO Bach. Montero Barrionuevo, Mijaf/

52

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Facultad da Ingeniarla Civil _{LISTADO DE FIGURAS}

Figura Nº 4.5.- Bomba estacionaria Putzmeister modelo TK-50 53 operativo previo a la llegada del concreto.

Figura Nº _{4.6.- Bomba telescópica Putzmeister operativo previo a la}

llegada del concreto.

54

Figura Nº _{4.7.- Control de la temperatura del concreto fresco.} ₅₄ Figura Nº _{4.8.- Control del Slump antes del vertido del concreto.} ₅₅ Figura Nº _{4.9.- Vertido de concreto en el muro de la Chancadora} ₅₅

(Volumen: 385 m3 Altura de muro: 3.85m).

Figura Nº _{4.10.- Retiro de microclima (retiro de toldos, calentador de aire} ₅₆ y estufas).

Figura Nº 4.11.- Desencofrado mediante un camión grúa (Cami.ón Hiab). Figura Nº _{4.12.- Cuadrilla de dos personas para el curado del muro.} Figura Nº 4.13.- Plano del túnel norte con las juntas que se realizaron

tanto para muros y para la cimentación.

Figura Nº _{4.14.- Plano de planta para la colocación de acero del primer} paño.

Figura Nº _{4.15.- Plano de detalle en cada sección del túnel de} recuperación.

Figura Nº _4._{16.- Plano de la colocación de espaciadores de acero del}_{_} primer muro.

57 57 58

59

Figura Nº _{4.17.- Parte exterior del muro, se observa gran cantidad de} ₆₀ acero.

Figura Nº _{4.18.- Los espaciadores en la parte interna son como especie} ₆₁ de tamizadores.

Figura Nº _{4.19.- Se muestra el reducido espaciamiento y la} ₆₁ imposibilidad de colocar mangas para vaciar el concreto. Figura Nº _{4.20.- Apuntalamiento del primer paño del muro.} ₆₂ Figura Nº _{4.21.- Vertido de concreto en el muro del primer paño del} ₆₃

Túnel de Recuperación. (Volumen: 700 m3 aprox. Altura de muro: 8.00m aprox.)

Figura Nº 4.22.- Consecuencia de un vaciado de un muro de 8.0m de 64 alto con gran densidad de acero con un concreto

convencional.

Figura Nº _{4.23.- Se observa que la segregación se acentúa más en la} ₆₅ parte inferior que superior.

Bach. Montero Barrionuavo, Mija/1 8

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Facultad de Ingeniería Civil _{LISTADO DE FIGURAS}

Figura Nº 4.24.- Segregación severa en la parte baja del muro. Figura Nº _{4.25.- Camión de concreto premezclado.}

Figura Nº 4.26.- Colocación de concreto con bomba telescópica. Figura Nº 4.27.- Uso de ventanas a media altura en elementos

verticales.

Figura Nº _{4.28.- Los espaciadores cumplen una función de tamizador del} concreto disgregando el concreto a su paso.

Figura Nº 4.29.- Poca Iluminación en la parte baja del muro (Siendo aun de día y co_n una altura 5.50m). Figura Nº _{4.30.- Vista de planta del procedimiento de colocado del}

concreto y el vibrado del concreto.

Figura Nº _5.1.- _{Colocación de ventanas para controlar la segregación} del concreto.

Figura Nº _5.2.- _{Variedad de diámetros en los cabezales de las} vibradoras.

Figura Nº 5.3.- _{Proceso de vibrado dentro del concreto.}

Figura Nº 5.4.- Procedimiento para controlar la segregación mediante la

sectorización del vibrado.

Figura Nº _5.5.- _{Armadura sin colocar los aceros horizontales ni} espaciadores.

Figura Nº _5.6.- _{Los espaciadores serán colocados en la parte solamente} del vaciado (Altura de vaciado del muro H=4.0m).

Figura Nº _5.7.- _{Muro con armadura de acero solo en la parte baja.} Figura Nº _5.8.- _{Apuntalamiento del primer paño del muro.}

Figura Nº _5.9.- _{Muros con mejores resultados sin segregación ni}

cangrejeras, tan solo con rebabas.

Figura Nº _{5.10.- Se nota la mejora los vaciados tan solo hay un rebabas} de concreto en la junta.

Figura Nº _{5.11.- Espalda del muro de contención de 9.0m.} Figura Nº _{5.12.- Muro de Contención de 5.50m de alto.}

Figura Nº _{5.13.- Se observa el detalle de la$ ventanas a media altura en} el muro.

Figur�. Nº _{5.14.- Muro cortafuego para las salas eléctricas.}

Figura Nº _{5.15.- Pedestales para la sala eléctrica.} Figura Nº _{5.16.- Cepa 14, estructura de 20m de alto.}

PROCESO CONSTRUCTIVO DE ELEMENTOS VERTICALES PARA EVITAR LA SEGREGACIÓN DEL CONCRETO Bach. Montero Barrionuevo, Mijafl

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Facult�d de lngenierfa Civil _{LISTADO DE S{MBOLOS Y SIGLAS}

LISTADO DE SÍMBOLOS Y SIGLAS

ACI : American Concrete lnstitute (Instituto Americano del Concreto)

ASTM : American Society for Testing and Materials (Sociedad Americana para Pruebas y Materiales)

BS : British Standar (Estándar Británico)

Dt : pérdida de calor o temperatura (°_{C/hora de espera)}

fe : resistencia a la compresión del concreto. mm : unidad métrica de longitud en milímetros. Mpa : unidad métrica de presión mega pascales NTP : Norma Técnica Peruana

Pa : peso seco de los agregados (kg) Pe : peso del cemento (kg)

Pw : peso del agua.

T : temperatura deseada en obra Ta : temperatura ambiente.

Tag : temperatura de los agregados Te : temperatura del cemento

Tcf : temperatura del concreto fresco Tw : temperatura del agua

# : número 11

ºC

%

: unidad de pulgada : celsius

: porcentaje

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INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN

Actualmente en nuestro país, la industria de la construcción está en apogeo en comparación con la década pasada, y esto se debe al crecimiento económico que ha permitido el incremento de las inversiones privadas en los diversos sectores como el inmobiliario, energía, hidrocarburos, minero, transporte, etc.

Debido a todo este crecimiento en el Perú, la Minera Chinalco Perú invirtió para la construcción de una unidad minera denominado proyecto Toromocho, que está ubicado en el distrito de Morococha, Provincia de Yauli, en la región Junín. De esta mina se extraerá Cobre, Molibdeno y Plata P.ara exportar los concentrados hacia el país de China. Este proyecto se inició con la construcción de la planta de proceso seco y húmedo. En la planta de proceso seco se tenía que construir dos "Túneles de Recuperación", de la cual la empresa JJC Contratistas Generales se encargó de la construcción y la Supervisión, Ingeniería y Procura por la empresa Jacobs Perú. La entrega contractual del terreno de este frente ya tenía atraso por la cual la Supervisión solicito a la constructora acelerar la construcción de estos túneles, es así que la contratista en coordinación con la supervisión se organiza para la construcción de muros de 8.00m de alto en una sola etapa de vaciado (monolítico).

El presente informe tiene su origen, en el problema presentado en la construcción del primer muro de dicho proyecto, debido a que resultó un muro segregado y/o con cangrejeras a pesar que se colocaron mangas de geomembranas para alcanzar la altura de caída del concreto que era 1.50m, de esta situación nace la idea de conocer mejor las variables que influyen directamente en segregación en elementos verticales para poder tomar medidas para su control.

La estructura del informe se desarrolló de la siguiente manera:

En el Capítulo 1, se explica los antecedentes y la justificación del presente informe.

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Facultad de Ingeniería Civil _{INTRODUCCIÓN}

En el Capítulo 11, se detalla los conceptos fundamentales que se requieren para poder entender y analizar el procedimiento constructivo de los elementos verticales.

En el Capítulo 111, se menciona los requerimientos de control de calidad en la recepción del concreto premezclado durante el proceso constructivo, también se menciona los aspectos logísticos que se tuvieron que tomar en cuenta para su ejecución.

En el Capítulo IV, se determina las variables que influyen en la segregación en los procesos constructivos de dos principales frentes y dar a conocer las buenas y malas prácticas que se tuvo.

En el capítulo V, se propondrá un procedimiento constructivo de elementos verticales para controlar la segregación del concreto.

En el Capítulo VI, se muestra las Conclusiones y Recomendaciones del presente informe.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniarla Civil

CAP�ULOl:ANTECEDENTES

CAPITULO I: ANTECEDENTES

1.1 HISTORIA DEL CONCRETO Y SU LLEGADA AL PERÚ

La historia del concreto está muy ligada con la del cemento, para ser más específico con el material cementante que desde tiempos remotos ha servido para dar mayor resistencia, ante los agentes de intemperismo, a la construcción de viviendas, templos, palacios, etc., y por ende a una mayor comodidad social. Por ejemplo, en la cultura egipcia se utilizaba un mortero, mezcla de arena con materia cementosa, para unir bloques y losas de piedra al elegir sus construcciones; los constructores griegos y romanos descubrieron que ciertos depósitos volcánicos, mezclados con caliza y arena producían un mortero de gran dureza, capaz de resistir la acción del agua, dulce o salada. A su vez, un material volcánico muy a13ropiado para estas aplicaciones lo encontraron los romanos en un lugar llamado Pozzuoli, nombre con el que actualmente se conoce a las puzolanas.

Pero en el Perú a diferencia de estas culturas y a pesar de los grandes conocimientos incaicos sobre astronomía, trazado y construcción de canales de irrigación, edificaciones de piedra y adobe, etc., "no extste evidencias del empleo de ningún material cementante en este periodo que se caracterizó por un desarrollo notable del empleo de la piedra sin elementos ligantes de unión entre piezas"1

•

Los materiales aglomerantes o cementantes en el Perú datan del siglo XVI, en la Colonia; los españoles implantan los conocimientos técnicos europeos en Lima. Y a medida que el auge y la riqueza del virreinato del Perú crecen, también lo hacen en gran medida las edificaciones y el ornato de las ciudades, motivando el empleo de materiales y técnicas más elaboradas, tal como lo indica el siguiente párrafo:

" ... en las construcciones coloniales, generalmente de dos pisos, los cimientos eran de piedras grandes de río amarradas y con mezcla de cal y arena lo que se denominaba el calicanto"1

.

1 _{Velarde, Héctor:}_Casas_y_Palacios._{Lima, 1950.}

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Facultad da Ingeniarla Civil _{CAPITULO I: ANTECEDENTES}

Como se observa, el concreto rudimentario de aquella época empleaba el calicanto como aglomerante con inclusión de piedras de diversos tamaños en la que sería una especie de concreto ciclópeo actual limitándose su uso, por lo general, a cimentaciones.

En un afán por mejorar la calidad del concreto, en cuestiones de resistencias, se comenzaron a experimentar con distintas especies orgánicas y hasta de consumo humano, tal como lo señala el siguiente párrafo.

" ... según la tradición limeña cuenta que el puente de piedra sobre el río Rímac iniciado en el año 1608 y concluido en el año 1610, y que aú(l existe, se edificó agregando al mortero de cal y arena huevos frescos en gran cantidad para mejorar sus propiedades resistentes, en lo que constituiría uno de los intentos más precoces y pintorescos en el empleo de aditivos en el país"2

•

En este contexto se desarrollaron los gremios, similares a los de Europa, regidos por reglamentos y disposiciones especiales que debían cumplirse con escrupulosidad y rigidez bajo penas de sanción severas. Así, estos estaban pasando a ser los antecesores de los colegios profesionales de hoy.

El gremio que agrupaba a los profesionales de la construcción era el de los albañiles, y cuyo nombre proviene del árabe albbani (maestros en el arte de construir), y que incluía a los arquitectos, maestros mayores, a los alarifes, oficiales y aprendices.

Gracias a la invención de la máquina a vapor "... en 1824, Joseph Aspdin patenta un proceso de calcinación de caliza arcillosa que producía un cemento que al hidratarse adquiría según él las mismas propiedades que la piedra de la isla Portland"3

•

Pero no es hasta 1915 cuando llega al Perú la compañía constructora norteamericana Foundation Co. para ejecutar entre numerosos proyectos el terminal -�arítimo del Callao y la pavimentación de Lima. Es esta compañía la

2

Pasquel Carbajal, Enrique: Tópicos de Tecnología del Concreto. Lima, 1999, Colegio de Ingenieros del Perú, p. 2.

3 A.M. Neville: Tecnología del Concreto. México, 1977.

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Facultad de Ingeniería Civil _{CAPITULO I: ANTECEDENTES}

que trae los primeros hornos para la fabricación del cemento con lo que se inicia la tecnología del concreto local. Luego en 1916 la compañía peruana de cemento Portland compra los hornos a la Foundation e instala en el Rímac la primera fábrica de cemento comercial del Perú (Compañía Peruana de Cemento Portland) empleando materia prima de Atocongo. Entre 1955 y 1975 se crean las fábricas de cemento Chilca, Lima, Andino, Chiclayo, Pacasmayo, Sur y Yura, y que van desarrollando diferentes tipos de cemento.

Ya en los años 50' se consolidan las grandes empresas constructoras nacionales y se establece en Lima la primera empresa de concreto premezclado. En la década de los 70' crece la informalidad generalizada en construcciones sedimentando en mucha gente en el campo de la construcción la idea de que "cualquier persona puede hacer un buen concreto" que "el concreto es un material noble que puede absorber nuestros errores" y que "ya todo está investigado en lo que al concreto se refiere". Es por ello que en la década de los 80' se empieza a ejecutar tesis de investigación en la tecnología del concreto en universidades como la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI).

Actualmente, con la diversidad de empresas en el medio de los concretos premezclados, la tecnología del concreto ha seguido avanzado, gracias a la tecnología de los aditivos y/o adicionados que modifican propiedades del concreto en estado fresco y endurecido para la diversidad de las obras que existen en el país.

1.2 PROYECTO TOROMOCHO - ELEMENTOS VERTICALES

La Minera Chinalco Perú está encargada de ejecutar el proyecto Toromocho ubicado en el distrito de Morococha, provincia de Yauli, en la región Junín.

Mediante las exploraciones geológicas se determinó que Toromocho contiene una reserva de 1526 millones de toneladas de mineral con una ley promedio de cobre de 0,48%, una ley promedio de molibdeno de 0,019%, y una ley promedio de ptata .de 6,88 gramos por tonelada.

(18)

Facultad de Ingeniarla Civil _{CAPITULO I: ANTECEDENTES}

Cabe señalar que el proyecto Toromocho será una mina de tajo abierto que contará con una planta concentradora que procesará 117 200 toneladas diarias de mineral, y producirá, durante los 36 años de vida de la operación, un promedio de 1838 toneladas diarias de concentrado de cobre y 25, 7 toneladas diarias de óxido de molibdeno.

La planta concentradora contará con los siguientes componentes:

• Chancadora primaria • Faja transportadora

• Pila de almacenamiento de mineral • Área de molinos: molinos SAG y de bolas • Área de flotación: celdas Rougher y de limpieza • Área de espesadores y bombas de relave

• Planta hidrometalúrgica de molibdeno.

Cabe indicar que tanto el concentrado de cobre como el óxido de molibdeno serán transportados en ferrocarril al puerto de Callao, y de ahí serán exportados al país de China.

Entonces para preparar este proyecto se inició con la construcción de la planta de proceso seco y húmedo, en la cual en la planta de proceso seco se tenía que construir dos "Túneles de Recuperación" (Pila de almacenamiento de mineral) del cual la empresa JJC Contratistas Generales se encargó de la construcción y la Supervisión, Ingeniería y Procura por la empresa Jacobs Perú.

Para iniciar la construcción de los "Túneles de Recuperación", ya se tenía un retraso de 3 meses, es por eso que la Supervisión Jacobs coordinó la aceleración de obra para que así la constructora entregue las obras civiles de concreto armado para el montaje electromecánico de los túneles, pero su principal punto crítico era el montaje de los chutes ya que otra lo realizaría, es debido a esta condición se coordinó -para realizar los muros de los túneles en una etapa_y así iniciar inmediatamente los trabajos en la losa de techo. Ver figura Nº _1.1.

(19)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil

1 TUNÉL. SUlt 1

1 TUNE1.. NORTE! 1

Q

MUROIO

CAPITULO I: ANTECEDENTES

CHUTE

,O,

Figura Nº _{1.1.- Esquema del Túnel de Recuperación}

Fuente: JJC - Proyecto Toromocho (Áreas 205)

Las características geométricas se encuentra en los planos en el Anexo 2 "Planos de formas", aquí mostramos las características principales.

El túnel de recuperación está conformado por 02 túneles de marco de concreto a tajo abierto. Los túneles están conformados de la siguiente manera:

>-- TúnelNorte

Losa de Cimentación: Espesor de 2.0 m. de alto aprox. ya que tiene pendiente.

Muros: La altura de aprox. 8.0 m, espesor de 1.50 m., y una longitud de 87.50 m.

Numero de chutes: 04 unidades.

Unidades de producción: por proceso constructivo en las losas se divide en paños de 18.50 m. y para la construcción del primer muro y losa de techo el paño fue de 24. 75 m. de longitud.

Túnel Sur

Losa de Cimentación: Espesor de 2.0 m de alto aprox. ya que tiene pendiente.

Muros: La altura de aprox. 8.0 m, espesor de 1.50 m, y una longitud de 61.0m.

Numero de chutes: 02 unidades.

(20)

Facultad de Ingeniarla Civil _{CAPITULO I: ANTECEDENTES}

Unidades de producción: por proceso constructivo en las losas se divide en paños de 18.50 m. y para la construcción del primer muro y losa de techo el paño fue de 25.75 m. de longitud.

1.2.1 Segregación en muro de elementos verticales del Tunne/ Reclaim

Durante la construcción del primer paño del túnel norte del "Tunnel Reclaim", se deseaba contar a tiempo los primeros paños de los muros para realizar el montaje de los chutes, ya mencionado anteriormente, porque primaría la colocación de estos para poder vaciar la losa de techo de cada paño de todos los túneles, y en consecuencia se estableció realizar el primer. vaciado del muro de 8.0 m. en una sola etapa (monolíticamente), pero no obstante por la alta densidad de acero que presentaba no se podía hacer ingreso lateral de mangas debido al reducido espacia-miento que presentaba el acero, a consecuencia del diseño estructural de los muros, y por ende no se usó ventanas a media altura en el encofrado. Ver la figura Nº _1.2.

PROCEDIMIENifO DEL COLOCADO DEL

CONCRETO EN EL PRIMER MURO DEL TUNEL NORTE

Concreto colocado carca dit .su posición final.

-, refuer20

.

,

' &nccfrad.o

... , A oec::atla

' e&taiDle..."ldO SI Conate1o � � proi�

Figura Nº _{1.2.- Procedimiento de vaciado para el primer muro.}

No obstante, dentro del procedimiento se consideró la altura de caída no mayor de 1 :50 -m., para así controlar la segregación, posteriormente se realizó el desencofrado del muro, se obtuvo un muro segregado y con cangrejeras. Ver

Figura Nº _1.3.

PROCESO CONSTRUCTIVO DE ELEMENTOS VERTICALES PARA EVITAR LA SEGREGACIÓN DEL CONCRETO

(21)

Facultad de lngenierfa Civil CAPITULO I: ANTECEDENTES

Figura Nº _{1.3.- Segregación y cangrejera del muro}_{Tunnel Reclaim}_{(Túnel Norte)} Fuente: Proyecto Toromocho

Entonces este efecto demuestra que la segregación no solo se relaciona con la altura de caída libre del concreto, ya que presenta otras variables que no se tomaron en cuenta, que posteriormente lo estudiaremos a mayor detalle y del cual, se optimizara para evitar cualquier tipo de s�gregación en elementos verticales

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Facultad da Ingeniarla Civil CAP{TULO 11: MARCO TEÓRICO

CAPÍTULO 11: MARCO TEÓRICO

2.1. DEFINICIONES GENERALES

2.1.1. Definición y naturaleza del concreto

El concreto de cemento Portland es un "material compuesto", constituido por una mezcla de material granular fino y grueso (los agregados), cemento Portland y agua, pudiendo usarse además algún aditivos ( en la actualidad en el "boom de la construcción"4, ya se considera los aditivos dentro del diseño de mezcla).

Por lo general se utilizan como agregados para pr�parar concreto, encontrándolos en la naturaleza, es decir, las rocas. Estas son extraídas, seleccionadas y procesadas para, a continuación, ser separadas, en una fracción gruesa (piedra), y la otra fracción fina (arena).

En lugares y zonas alejadas, varias veces se debe trabajar con agregados no seleccionados, arena y grava de cantera.

Cuando la piedra, arena, agua y cemento Portland son mezclados en las proporciones apropiadas, el agua y el cemento form�n una pasta que reviste todas las piedras y los granos de arena, además de rellenar los espacios entre estos. Al combinarse el agua con el cemento se produce una serie de reacciones químicas (este proceso es llamado "hidratación del cemento), y se forma un "gel" el cual al endurecerse liga las piedras y las partículas de arena en una masa sólida que toma la apariencia de una piedra artificial, y que a medida que se endurece se vuelve más fuerte.

Cabe señalar que las distintas proporciones en las que son mezclados los materiales influyen en la resistencia del concreto, especialmente la relación "agua/cemento", de manera que resista trabajando con los mismos materiales (agua, cemento, arena y piedra); una variación en la relación "agua/cemento" lleva una variación en la resistencia del concreto de forma inversamente propo_rcional; es decir, a menor relación agua/cemento mayor resistencia y

4

"Boom de la Construcción", denominado así por el diario Gestión debido al gran incremento de la construcción de viviendas para satisfacer las necesidades de los usuarios finales.

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Facultad de lngenierla Civil _{CAPITULO 11: MARCO TEÓRICO}

viceversa. También influyen en la resistencia las condiciones de compactación y curado del concreto y, en menor grado, las características de los agregados.

Aunque el mayor desarrollo de la resistencia del concreto ocurre en los primeros días, el concreto puede ganar resistencias adicionales por años, si la humedad está presente y se mantiene la hidratación del cemento.

Cemento Portland

El cemento Portland se obtiene por la pulverización del clinker Portland con la adición eventual del sulfato de calcio. Permitiéndose la adición de otros productos que no excedan del 1 % en peso del total, siempre y cuando su inclusión no afecte las propiedades del cemento resultante. Todos los productos adicionados deberán ser pulverizados conjuntamente con el clinker.

Se define "clinker Portland" al producto en su mayor parte por los silicatos de calcio, el cual es obtenido por la cocción hasta fusión parcial (clinkerización) de una mezcla convenientemente proporcionada y homogenizada de materiales debidamente seleccionados.

El cemento Portland al final del proceso de su fabricación da un polvo muy fino que en presencia de agua se endurece adquiriendo propiedades resistentes y adherentes. El nombre de Cemento Portland fue dado por su inventor en 1824, el albañil Joseph Aspdin quien eligió ese nombre según él: el concreto hecho con su nuevo cemento se parecía a una piedra natural de construcción existente en la isla de Portland (Inglaterra), y que era muy apreciada en la época.

Existen 5 tipos de cemento Portland:

•

Cemento Portland Tipo 1 (normal). Es aquel cemento portland destinado a obras de concreto en general, cuando en las mismas no se especifique la utilización de los tipos 2, 3, 4 y 5.

• Cemento Portland Tipo 11 (de moderada resistencia a los sulfatos). Es el destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción moderada de sulfatos o donde se requiera moderado calor de hidratación, cuando así se es especificado.

PROCESO CONSTRUCTIVO DE ELEMENTOS VERTICALES PARA EVITAR LA SEGREGACIÓN DEL CONCRETO Bach.

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• Cemento Portland Tipo 111 (de alta resistencia inicial). Es el cemento Portland del cual se requiere alta resistencia inicial.

• Cemento Portland Tipo IV (de bajo calor de hidratación). Es el cemento Portland del cual se requiere bajo calor de hidratación.

• Cemento Portland Tipo V (resistente a sulfatos). Es el cemento Portland del cual se requiere alta resistencia a los sulfatos.

Cemento Portland Puzolánico

El cemento Portland puzolánico es el resultado de la adición al cemento portland normal de material puzolánico, en un porcentaje de 15 a 45%. Dicha unión se puede efectuarse en el estado de Clinker, para ser molidos cqnjuntamente a la finura adecuada o también directamente con el cemento.

La puzolana para la fabricación de cementos es aquel material que posee propiedades puzolánicas; es decir, como actitud para fijar hidróxido de calcio a la temperatura ambiente, formando en presencia de agua compuestos que poseen propiedades hidráulicas.

La puzolana puede ser de 3 clases:

• Naturales (tierra de diatomeas, rocas opalinas, esquistos, cenizas volcánicas, pumitas, etc.)

• Material calcinado (los anteriormente mencionados y algunos como las arcillas y esquistos más comunes)

• Material artificial (óxido de silicio precipitado y cenizas volante).

Se normalizan 2 tipos de cemento de acuerdo a sus componentes:

• Cemento Portland puzolánico tipo l. Es aquel que presenta un porcentaje adicionado de puzolana entre 15 y 45%.

• Cemento Portland puzolánico tipo 1PM. Es aquel que presenta un porcentaje adicional de puzolana menor de 15%.

PROCESO CONSTRUCTIVO DE ELEMENTOS VERTICALES PARA EVITAR LA SEGREGACIÓN DEL CONCRETO Bach. Montero Barrionuevo, Mijafl

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Agregado para concreto

CAPITULO 11: MARCO TEÓRICO

Se define como un conjunto de partículas inorgánicas, de origen natural y artificial, que pueden ser tratados o elaborados, y cuyas dimensiones están comprendidas entre límites fijados en la Norma NTP 400.011.

Agregado fino

Definido como el proveniente de la desintegración (arena) o artificial, que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en el tamiz Nº _{200, que cumple con los límites}

establecidos en la norma. Siendo la Norma NTP 400.037.

Agregado grueso

Se denomina a aquel que es retenido en el tamiz Nº _{4 proveniente de la} desintegración natural o mecánica de la roca, y que cumple con los límites establecidos en la norma. -El agregado grueso suele clasificarse en grava y piedra triturada o chancada. Siendo la Norma NTP 400.037.

Grava

Es el agregado grueso, proveniente de la desintegración natural de materiales pétreos siendo su procedencia generalmente de cantera y lechos de ríos, depositado en forma natural. Siendo la Norma NTP 400.037.

Piedra triturada o chancada

Se define así al agregado grueso obtenido por trituración artificial de rocas o gravas. Siendo la Norma NTP 400.037.

Aditivos

Se denomina aditivo a las sustancias añadidas a los componentes fundamentales de concreto con el propósito de modificar alguna de sus propiedades. Siendo la Norma NTP 400.088 y NTP 400.089.

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2.2. CONCRETO EN CLIMAS FRÍOS

2.2.1. Consideraciones

CAPITULO //: MARCO TEÓRICO

En general se consideran condiciones extremas de temperatura para el concreto cuando la temperatura ambiental es inferior a 5 ºC y superior a los 28 ºC, en cuyo caso se debe tener especial cuidado en la selección de materiales, dosificación, preparación, transporte, curado, control de calidad, encofrado y desencofrado del concreto. También se puede considerar como condición extrema la combinación de condiciones especiales de temperaturas ambientes, humedades relativas y velocidad del viento. Es necesario que se obtengan registros históricos de las temperaturas ambientales máximas y mínimas de la zona en donde se construye la obra.

Según el ACl-306R ("Cold--Weather Concreting") se considera clima frío, si la temperatura ambiental media por más de 3 días consecutivos es menor de 5 ºC. Si la temperatura ambiental media se mantiene superior a 1 O ºC, ya no se considera clima frío. En el caso de las normas peruanas y otras sudamericanas, se considera clima frío a aquel en que, en cualquier época del año, la temperatura ambiente puede estar por debajo de 5 ºC.

Cuando el concreto se congela el agua libre se convierte en hielo aumentando su volumen que en estado sólido rompe la débil adherencia entre las partículas del concreto, si aún no se ha iniciado el proceso de endurecimiento. Asimismo, debido a las bajas temperaturas se produce una disminución de la actividad o reacción química, para el proceso de endurecimiento del concreto el cual puede llegar a disminuir notablemente.

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Figura Nº _{2.1.- Proyecto Toromocho - clima frío}

Por todos estos motivos, los ciclos de congelamiento y deshielo pueden afectar gravemente la calidad final del concreto aun cuando se haya iniciado el proceso de endurecimiento. Los climas fríos y muy secos afectan el concreto originando el secado, principalmente de su superficie. A su vez, la resistencia mínima para que no se produzcan reducciones significativas en la resistencia final del concreto, debido al congelamiento, es de 35 kg/cm2 _{(ACI o 8S8110), por lo cual}

es fundamental la protección del concreto durante las primeras 24 horas hasta lograr esa resistencia mínima.

En general, las medidas a adoptar en climas fríos se resumen en:

• Controlar la temperatura del concreto dentro de rangos permisibles durante la preparación, transporte, colocación y curado.

• Evitar que el concreto se congele hasta lograr su resistencia mínima.

Materiales

Los materiales (cemento, agregados, agua y aditivos) deben cumplir estrictamente lo establecido en las normas ASTM C150, ASTM C33, ASTM C 494. Los ensayos de calidad de los agregados deberán incluir el de durabilidad (ASTM C88). El cemento se almacenará en silos debidamente aislados y

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Facultad de lngenierfa Civil _{CAPITULO 11: MARCO TEÓRICO}

protegidos, debiendo evitarse utilizar cementos con fraguado l.ento. Los agregados deberán estar protegidos de las lluvias, nieve o vientos y evitar su congelamiento, especialmente los agregados lavados.

Diseño de mezcla

Los diseños de mezcla deben desarrollarse mediante mezclas de prueba en el · lugar de la obra en las mismas condiciones en que estará la estructura a vaciar. Para concretos sometidos a procesos de congelamiento y deshielo, se deberá cumplir con los requisitos de relaciones agua/cemento máximas de tablas en las diversas normatividades, según la zona, siendo para ello recomendable utilizar aditivos plastificante-reductores de agua. Debido a las restricciones en la relación a/c, los consumos de cemento son usualmente mayores que para un clima en condiciones normales. Ejemplo: el contenido de cemento para un f c=_{21 O kg/cm}2 _{puede ser 180/0,50 = 360 kg/m}3_.

El concreto debe fabricarse con aditivos incorporadores de aire, para permitir la expansión volumétrica del agua de la mezcla durante el congelamiento, considerándose la disminución de resistencia por efecto del aire incorporado y el aumento de la trabajabilidad al mismo tiempo. Las dosificaciones usualmente van desde O, 1 % hasta 0,6% en peso del cemento. Sé puede utilizar aditivos acelerantes de fragua, previo estudio de los tiempos de fragua inicial y final del concreto, para disminuir los tiempos de endurecimiento del concreto. Además, los aditivos con cloruros no se deben utilizar en el concreto pretensado. En general, los aditivos deben haber sido probados al pie de obra antes de usarlos.

Preparación de la mezcla

Para lograr que el concreto tenga la temperatura adecuada es más económico y práctico calentar el agua y/o agregados, no siendo recomendable ni económico calentar el cemento ni los aditivos. Calentar el agua es usualmente la mejor alternativa porque tiene un calor específico 4 o 5 veces mayor que el de los agregados.

Para calentar el agua se utilizán normalmente calderos industriales hasta llegar a una temperatura máxima de 70 ºC. Asimismo, para calentar los agregados se utiliza normalmente chorros de vapor, no siendo recomendable los hornos, aire

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Facultad de Ingeniarla Civil _{CAPITULO 11: MARCO TEÓRICO}

caliente ni fuego directo. Si el agua o el agregado son calentados previamente, deben mezclarse entre estos antes de entrar en contacto con el cemento. La temperatura del concreto fresco se puede determinar previamente con base en la temperatura de los materiales mediante la fórmula:

Siendo:

Tcf: Ta: Pa: Te:

Pe:

Tw:

Pw:

Tcf

=

0.22(TaPa+TcPc)+TwAv

0.22(Pa +Pe)+ Pw

temperatura del concreto fresco

temperatura de los agregados

peso seco de los agregados (kg) temperatura del cemento

peso del cemento (kg) temperatura del agua peso del agua.

Transporte de la mezcla

Debe planificarse los procedimientos de producción

(

º

_e)

de concreto, evitando

grandes distancias de transporte, largas esperas en la colocación y largas canaletas de vertido, de tal manera que se reduzcan las pérdidas de calor. La siguiente fórmula da una referencia de las pérdidas de calor o temperatura cuando se transporta la mezcla en un camión concretero:

Dt = 0,25(T - Ta)

Siendo:

Dt: pérdida de calor o temp. (º_{C/hora de espera)} T: temperatura deseada en obra

Ta: temperatura ambiente.

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Colocación del concreto

CAPITULO 11: MARCO TEÓRICO

Los valores mínimos de temperatura de colocación de la mezcla, en función de la temperatura ambiente y las dimensiones del elemento a vaciar, se indican en la Tabla Nº _2.1.

Tabla Nº _{2.1.- Temperaturas recomendadas para el concreto} . _Temperaturas de concreto recomendadas

-

-.. _{Dimensiones de la sección, dimensión mínima {mm)}_· Temperatura del

Línea 900-1800

aire < 300 mm 300-900 mm > 1800 mm

mm _'

Temperatura mínima del concreto en el momento de la colocación y_que se mantiene

1

-

13 º_C ₁₀º_C ₇°_C ₅°_C

Temperatura mínima del concreto en el momento del mezclado según el clima indicado*

2 > -1 º_C ₁₆º_C ₁₃º_C ₁₀º_C ₇º_C

3 -18 º_{Ca -1}º_C ₁₈°_C ₁₆º_C ₁₃º_C ₁₀º_C

4 < -18 º_C _{21 ºC} _{18 ºC} _{16 ºC} ₁₃º_C

Máxima caída gradual de temperatura permisible durante las primeras 24 horas después-de terminada la protección

5

-

28º_C ₂₂º_C ₁₇º_C ₁₁º_C

Fuente: Normas ACI 306R-88 (Tabla Nº _3.1)

(*): Para climas más fríos se proporciona un margen mayor de temperatura er;itre el concreto en el momento del mezclado y la temperatura mínima requerida para la colocación de concreto fresco.

Todos los materiales integrantes del concreto así como el acero de refuerzo, material de relleno, y suelo con el cual el concreto ha de estar en contacto, deberán estar libres de nieve, granizo o hielo, recomendando algunos autores mantener la zona a un mínimo de 2 ºC. Si la temperatura es menor de -10 ºC, se recomienda calentar el acero de refuerzo mayor de 1" y los insertos metálicos. Además, en las juntas se puede calentar el concreto antiguo y picarlo profundamente.

El espesor de las capas de concreto debe ser el mayor posible compatible con el proceso de compactación del concre�o. Asimismo, la temperatura del concreto fresco no debe ser muy .alta para evitar el choque térmico, no debiendo ser mayor en ·5 ºC que la mínima especificada.

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Curado y protección del concreto

CAPITULO 11: MARCO TEÓRICO

El curado se define como el proceso para mantener la humedad y la temperatura del concreto recién colocado, durante algún período definido posterior a la colocación, vaciado o acabado, para asegurar la hidratación satisfactoria de los materiales cementantes y el endurecimiento y la adquisición de resistencia propios del concreto. En general, el curado se debe mantener a 1 O ºC por lo menos los 7 primeros días, y por 1 O días, si se usa cementos IP, 1PM o puzolánico.

Luego de la protección inicial durante las primeras 24 horas hasta lograr la resistencia mínima de 36 kg/cm2_,_{es necesario prolongar la protección y curado}

el mayor tiempo posible siendo lo recomendable la protección y curado por 3 días para luego proseguir con el curado.

Cuando la temperatura del medio ambiente es menor de 5 ºC, la temperatura del concreto ya colocado deberá ser mantenida sobre 1 O ºC, durante el período de curado (mínimo de 6 días para secciones delgadas). Algunos autores recomiendan que si la temperatura está por encima de los 5 ºC, es necesario la protección del concreto solo las primeras 24 horas. Se tomarán precauciones para mantener al concreto dentro de la temperatura requerida sin que se produzcan daños debido a la concentración de calor, tratándose de no utilizar dispositivos de combustión, durante las primeras 24 horas, a menos que se tomen precauciones para evitar la exposición del concreto a gases que contengan bióxido de carbono.

Es necesario llevar un registro de las temperaturas ambientales, del recinto y de la superficie del concreto. La caída de la temperatura del concreto en cualquier punto no debe exceder de 3 ºC por hora o 28 ºC por 24 horas En concretos de alta resistencia varias normas especifican un mínimo de protección de 4 días a un mínimo de 10 ºC. Por lo general, el método más recomendable de protección a temperaturas bajas es el aislamiento completo o encerramiento del concreto fresco, con calentadores o calefactores artificiales en el interior del recinto.

Para e·1 c1:1-rado húmedo es necesario mantener la temperatura de tal manera que el agua no se congele ni sea tan baja que produzca un choque térmico con el concreto en pleno proceso de fraguado.

Bach. Montero Barrionuevo, Mija/1 29

·I

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE: ING NIE:R/A Facultad do lngonlorla Clv/1

En el curado húmedo de superficies horlzont 1

G/\PITUL.O 11: M/\l,GO ff:ÓWGU

sea muy baja, se recomlend utlllz r c p s

húmeda. En temperatur s dem si do b j s se pu us r m dejando un espacio entre I superficie y el concr to p r sumlnl tr r

curadoras de membrana deben utillz rs , si st n r cedido por cur do húmedos.

En condiciones extremas de climas frlos as fund m nt 1 t m r muestras da testigos adicionales de control en obr p r cur rl s b jo I s

mismas condiciones de la estructura vaciad , y si verlflc r I eflcl ncl lo métodos de protección y curado. Se conslder s tlsf ctorio el cur do y

protección, cuando la resistencia promedio de las probet s obr son m o iguales al 85% de la resistencia de las probetas cur das en I bor torio.

Encofrado y desencofrado

Los plazos de desencofrado se deben determinar en b se requisitos d resistencia antes que tiempos mlnlmos, debiendo el proyectlst lndlc r el %f'c partir del cual se puede proceder al desencofrado. Par determin r estos pi zos son determinantes los resultados de resistencia de las probet s e obr Los encofrados de madera dan mejor resultado que los metálicos, ebldo qu retienen mejor el calor, salvo que se forren con material lsl nte en I sup rflcl exterior.

Control de la calidad

El control de calidad del concreto (materiales, producción, tr nsporte, concr to fresco y colocación, y concreto endurecido) debe ser mucho más estricto qu para condiciones normales. Se debe llevar un control por c mlón, conslgn nd los datos de tiempo de cargulo, de mezclado, de viaje, de esp ra, de v ci d , contenido de aire, asentamiento, temperatura amblent 1, temper tur del concreto, agua afladlda en planta, además de las e racterlstlc s fl le s d- lo agregados con controles de humedad cad hor , m s aún si I ren s I v d .

Se debe moldear testigos para ensayar a I resistenci a un (01) di , , 7 y 28 dlas, dejando de reserva para mayores edades, slend fund m nt I torn r muestras adicionales para las probetas de obr

PROCESO CONSTRUCTIVO DE ELEM-NTOS VERTICALES PARA EVITAr< LA 8 OR ··OACIÓM I EL GOMGnfSTO

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Facultad da Ingeniaría Civil _{CAPÍTULO 11: MARCO TEÓRICO}

Los procedimientos del moldeo y curado de las probetas (ASTM C31 y C39) (NTP 339.033 y NTP 339.034), indican que los testigos luego de moldeados deben permanecer a una temperatura entre 16 y 27 ºC, mientras que el curado en agua saturada con cal debe mantenerse a una temperatura de entre 21,5 y 24, 7 ºC. Las mediciones de temperatura seguirán lo indicado en la Norma ASTM C 1064 (NTP 339.184).

2.3. SEGREGACIÓN DEL CONCRETO

La segregación del concreto viene a ser la separación de los diferentes componentes de una mezcla fresca compuesta de elementos de tamaños y pesos heterogéneos; las partículas mayores que también suelen ser las más pesadas tienden a sentarse en el fondo de su lugar de transporte o colocación, y las finas y livianas ascienden a la superficie. Esto se produce cuando la cohesión interna entre los constituyentes del concreto no es la adecuada, y es peligroso entonces llenar un encofrado o un molde con un material en estas condiciones.

La segregación hace que el concreto sea: más débil, menos durable, y dejará un pobre acabado de superficie. La segregación produce que disminuya la resistencia y la durabilidad del concreto. Puede producir fisuramiento y agujeros, afectando la resistencia y el acabado de un elemento estructural.

2.3.1. Tipos de segregación

Existen dos tipos de segregación diferentes para una misma mezcla, en función del agua de amasado, y para esto se clasifica de la siguiente manera.

• Mezcla seca

Es debido a la mezcla diseñada con poca cantidad de agua, y que es cuando las partículas gruesas tienden a separarse por desplazamiento sobre los taludes de la mezcla amontonada o porque se asientan más que las partículas finas por acción de la gravedad.

• .Mezcla fluida

Es debido a la mezcla diseñada con demasía cantidad de agua, y que es cuando se separa la pasta (cemento y agua) de la mezcla lo cual ocurre en mezclas húmedas y con pasta muy diluida.

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Facultad da Ingeniarla Civil _{CAPITULO 11: MARCO TEÓRICO}

Otra forma presente de segregación que se da en la etapa final de la colocación y compactación del concreto es el "Sangrado del Concreto o Exudación".

Sangrado del concreto

El sangrado es una forma de segregación en la cual una parte del agua de la mezcla tiende a elevarse a la superficie de un concreto recién colado. Es . provocado por el asentamiento de los materiales. Además se presenta cuando dichos materiales del concreto no pueden retener toda el agua agregada a la mezcla cuando se asientan sus componentes. También es consecuencia del efecto combinado de la vibración durante la compactación y de la gravedad.

Cabe indicar que el sangrado es un fenómeno al que el concreto tiende naturalmente, pero se debe evitar el exceso de segregación de agua cuidando la

proporción de agua-cemento:._{agregados del concreto.}

En el capítulo IV, se dará a conocer las variables que involucran a los procesos constructivos en elementos verticales que generan la segregación del concreto.

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Facultad de Ingeniería Civil _{CAPITULO 111: CONSIDERACIONES PARA LA}

CONSTRUCCIÓN DE ELEMENTOS VERTICALES

CAPÍTULO 111: CONSIDERACIONES PARA LA CONSTRUCCION DE ELEMENTOS VERTICALES

Previo al análisis de los procesos constructivos de los elementos verticales para determinar las variables que influyen en la segregación, se detalla consideraciones iniciales que se tenía en el PROYECTO TOROMOCHO.

3.1. CONCRETO

El concreto es un material de construcción bastante resistente, que en su estado fresco puede adoptar casi cualquier forma, de acuerdo al encof�ado que se tiene y ya en su estado endurecido puede soportar todas las cargas de diseño. El concreto es el producto resultante de la mezcla de un aglomerante (generalmente cemento, arena, grava o piedra machacada y agua) que al fraguar y endurecer adquiere una resistencia similar a la de las mejores piedras naturales. En el concreto, la grava y la arena constituyen el esqueleto, mientras que la pasta que se forma con el cemento, que fragua primero y endurece después, rellena los huecos uniendo y consolidando los granos de los áridos. Al concreto se le puede añadir aditivos para mejorar algunas de sus propiedades.

Previo al marco conceptual del concreto se detalla a continuación las características del concreto usado en las estructuras del proyecto Toromocho.

3.1.1. Diseño característico del concreto

Tabla Nº _{3.1.- Características del concreto f'c}₌_30Mpa

Características Valor Unid

Resistencias (fe) 30 Mpa

Agua/cemento 0.45

-Tipo de Cemento V

-Agregado fino 41 %

Agregado grueso 59 %

Peso Unitario 2320 kg/m3

Slump 4"-6" pulg.

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Facultad de Ingeniarla Civil _{CAPITULO 111: CONSIDERACIONES PARA LA}

CONSTRUCCIÓN DE ELEMENTOS VERTICALES

Características Valor Unid

Tamaño Máximo Nominal 3/4" pulg.

Contenido de aire 6 %

Fuente. JJC-Proyecto Toromocho

3.1.2. Tolerancias del concreto

Tabla Nº _{3.2.- Tolerancias del concreto}

Propiedad Tolerancia

Slump de diseño>4" Slump

Agua/cemento Contenido de aire

Tiempo de vida útil del inicio de fragua (horas)

Fuente: JJC-Proyecto Toromocho

3.1.3. Características de los insumos

± 1 1 /2" (ASTM C-94)

± 0.02

± 1.5%

2.0

Tabla Nº _{3.3.- Características de los Insumos}

Insumo Procedencia Especificación

Arena Combinada,

Agregado fino cantera Carapongo - ASTM C 33

Flor de Nieve

Cantera Carapongo

ASTM C 33 Agregado grueso/Huso 67 ASTM (Lima)

Cemento Tipo V Cementos Lima ASTM C 150

Euco WR-91 Química Suiza ASTM C 494 Tipo A y F

Euco 37 Química Suiza ASTM C 494 Tipo A

Airmix 200 Química Suiza ASTM C 260

Agua Planta Villa NTP 339.088

Fuente: JJC-Proyecto Toromocho

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3.1.4. Características Físicas de los insumos

CAPITULO 111: CONSIDERACIONES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE ELEMENTOS VERTICALES

Tabla Nº _{3.4.- Característica de los insumos para el concreto}

Insumo P. E. (kg/m3₎ _{Absorción (%)} _{P.U.S. (kg/m}3

) P.U.C. (kg/m3)

Arena Combinada ₂₆₉₀

Ca:FN 1.54 1670 1940

Piedra #67 ₂₇₈₀ _0.69

Carapongo 1430 1630

Cemento Tipo V 3200

-

-Fuente. JJC-Proyecto Toromocho

3.1.5. Suministro

El suministro de concreto será pre-mezclado cuya dosificación, preparación y transporte será realizado por un proveedor ·de concreto designado por el cliente.

Para todas las obras del Proyecto Toromocho, la empresa encargada de suministrar el concreto premezclado es FIRTH, que cuenta con dos plantas ubicadas de la siguiente forma, la primera planta se ubica a 1 km de la Chancadora Primaria, zona de proceso seco, y la otra planta se ubica en la zona de proceso húmedo, donde se encontraba la planta de procesos, el túnel de recuperación y otras estructuras de alta relevancia del ·proyecto. Ver figura Nº

3.1.

PLANTAN"2 PIR1H

...

figura Nº _{3.1.- Ubicación de las dos plantas de Firth para suministrar concreto premezclado}

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Facultad de Ingeniarla Civil _{CAPITULO 111: CONSIDERACIONES PARA LA}

CONSTRUCCIÓN DE ELEMENTOS VERTICALES

Figura Nº _{3.2.- Planta N}º _{1 de}_·_{Firth ubicada _en la zona de la Chancadora Primaria} Producción de concreto es de 50 m3_/hora

Figura Nº _{3.3.- Planta N}º _{2 de Firth ubicada en la zona de Tunshuruco} Producción de concreto es de 120 m3_/hora.

La empresa FIRTH propone un diseño de mezcla para el concreto que se usara en el proyecto Toromocho, la cual fue aprobada. por la Supervisión JACOBS en cual se encuentra en el Anexo 1 "Características técnicas de los diseños de mezcla".

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3.1.6. Controles para el concreto

CAPITULO 111: CONSIDERACÍONES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE ELEMENTOS VERTICALES

Los controles a realizarse en el suministro de concreto deberán ser los siguientes.

Verificación de la calidad del concreto solicitado. El supervisor o quien él designe deberá verificar que lo solicitado cumpla con lo proporcionado por el proveedor mediante la guía de despacho y la solicitud de concreto, cualquier variación debe comunicar. al encargado de Aseguramiento de la Calidad.

Control en Campo para la recepción del Concreto.

>"' Control de Slump (ASTM C 143) (NTP 339.035)

Esta prueba permite medir la "trabajabilidad" del concreto, y permite conocer el mayor o menor trabajo que hay que aportar al concreto en estado fresco en los procesos de mezclado, transporte, colocación y compactación. Los instrumentos que se necesitan son una plancha base, un cono y una varilla de metal. Esta prueba consiste en medir la altura de una masa de concreto luego de ser extraída de un molde en forma de cono. Cuanto mayor sea la altura, el concreto será más trabajable. De la misma manera, cuanto menor sea la altura, el concreto estará muy seco y será poco trabajable.

Figura Nº _{3.4.- Control de la consistencia del concreto}