1. Introducción A La Tecnología Del Concreto.pdf

Facultad de Ingeniería y Computación Escuela Profesional de Ingeniería Civil Curso: Tecnología del concreto Introducción a la Tecnología del Concreto Mg. PMP © Jorge Valdivieso Herrera [email protected]

Objetivos Comunicar la programación de sesiones del semestre Comunicar las pautas de comportamiento en el aula Presentar el concreto como material de construcción Conocer la cronología del desarrollo del concreto Describir los usos actuales y potenciales del concreto Elegir un delegado y establecer un medio de comunicación adecuado para las coordinaciones de clase

Contenido del curso FECHA FECHA 13/03/2019 15/05/2019 15/03/2019 17/05/2019 20/03/2019 22/05/2019 22/03/2019 24/05/2019 27/03/2019 29/05/2019 29/03/2019 31/05/2019 03/04/2019 07/06/2019 05/04/2019 12/06/2019 10/04/2019 14/06/2019 12/04/2019 19/06/2019 17/04/2019 21/06/2019 24/04/2019 26/06/2019 26/04/2019 28/06/2019 03/05/2019 03/07/2019 08/05/2019 05/07/2019 10/05/2019

HORAS HORAS 2 HT 2 2 HT HT 2 2 HT HT 2 2 HT HT 2 2 HT HT 2 2 HT HT 2 2 HT HT 2 2 HT HT 2 2 HT HT 2 2 HT HT 2 2 HT HT 2 2 HT HT 2 2 HT HT 2 2 HT HT 2 2 HT HT 2 2 HT HT

UNIDAD UNIDAD 1 4 1 4 1 4 2 4 2 4 2 5 2 5 2 6 2 6 2 6 2 6 3 7 3 7 3

TEMA TEMA del concreto Introducción a la tecnología Diseño de mezclas Introducción a la tecnología del concreto Diseño deprimas mezclas Materias del concreto Diseño de mezclas Materias primas del concreto Diseño deprimas mezclas Materias del concreto Diseño de mezclas Materias primas del concreto Control calidad concreto Materiasdeprimas deldel concreto Control de calidad del concreto Materias primas del concreto Cambios durabilidad y patología Materias volumétricos, primas del concreto Cambios volumétricos, durabilidad y patología Materias primas del concreto Cambios volumétricos, durabilidad y patología Propiedades del concreto Cambios volumétricos, durabilidad y patología Propiedades del concreto Concretos especiales, proyecto de investigación Propiedades del concreto Concretos especiales, proyecto de investigación Propiedades del concreto EXAMENES EXAMENES FINALES PARCIALES EXAMENES EXAMENES FINALES PARCIALES

CONTENIDO CONTENIDO Antecedentes históricos en Perú y el mundo Base estadística. Principio de volúmenes absolutos Posibilidades actuales y futuras Método delfabricación ACI, Comité 211 Proceso de Método de Curvas Teóricas Reacciones químicas y tipos de cemento Método de Módulo de Fineza Total Clasificación de agregados Ajuste de proporciones Características físicas y químicas Principios de calidad en la construcción Superficie específica y evaluación de calidad Métodos de ensayo en estado y endurecido Propiedades del agua de mezclafresco y curado Contracción oderetracción. Flujo o fluencia. Cambios térmicos Clasificación aditivos y composición química Agresividad química y control de cambios volumétricos Dosificación y efectos en el concreto Ciclos de congelamiento y deshielo. Agresión química Estructura interna del concreto Corrosión de metales. Reacciones químicas de los agregados Trabajabilidad y consistencia Concreto masivo, ligero, Segregación, exudación ypesado, fragua poroso, shotcrete Concreto reciclado y premezclado. Resistencia, maduración y reología Proyecto de investigación

EVALUACION EVALUACION N N N N N N N N S S N N N N N N N N S S N N N N N SS

Contenido  Lineamientos de comportamiento  El concreto como material de construcción  Antecedentes históricos en Perú y el mundo  Posibilidades actuales y futuras

Normas de convivencia

Introducción y generalidades

Comunicación

Puntualidad

Participación

No teléfonos celulares Tolerancia para ingreso: 10 minutos

Trabajos Grupales

Introducción y generalidades Trabajo Grupal



Objetivos

5%



Marco Teórico

10%



Desarrollo y análisis

60%



Conclusiones

10%



Recomendaciones

10%



Referencias bibliográficas (Estilo APA)

Formato de informes 

Medio: Digital, envío a email del docente: [email protected]

Introducción y generalidades



Formato: pdf



Fuente: Arial, Tamaño: 11.

Estructura de informes



Títulos y subtítulos en negrita.



Interlineado: sencillo



Márgenes: Normal (Sup e inf: 2.5cm, Der e Izq: 3cm)

Presentación de investigación, resultados y conclusiones.

Introducción y generalidades Exposiciones

Expositores elegidos aleatoriamente Consideraciones: 

Nota: 75% grupal (exposición) + 25% individual (evaluación oral)



Diapositivas (Power point, Prezi, PDF, etc.)



Trípticos o resúmenes digitales para el resto de grupos



Ronda de preguntas al final de la exposición. Por compañeros y docente



Exposición: 10 minutos, notificación 3 minutos antes del fin.*



Ronda de preguntas: 5 minutos

* De acuerdo a la cantidad de grupos

Parámetros a evaluar:

Introducción y generalidades Exposiciones

 Tono de voz: Modulación y fluidez. Uso correcto del vocabulario  Calidad de la presentación: Mantiene interés del público.  Dominio del contenido  Organización y secuencia lógica  Uso del tiempo  Uso de recursos audio visuales y/o tecnológicos  Utilidad de la presentación: El contenido de la presentación representa un aporte al curso

Los integrantes se elegirán por afinidad

Introducción y generalidades Grupos de trabajo

Cantidad de integrantes: 4@5 (recomendable) Codificación: TECNO_FIC_G00_X_XXXX   

G00: Grupo de prácticas. 05 grupos en total X: Letra correspondiente al grupo de alumnos. 4 subgrupos por clase: A-D XXXX: Iniciales de integrantes. Primera letra del apellido paterno en orden alfabético

Tanto los informes, así como material de exposiciones, serán enviados al correo del docente: [email protected], antes del inicio de la sesión (11:59 pm del día anterior, como máximo)

El concreto como material de construcción

Material fundamental

Introducción a la Tecnología del Concreto El concreto como material de construcción

Constituido por un aglomerante o aglutinante (cemento Portland hidráulico), materiales de relleno (agregados) y agua Aditivos Aire Cemento Agregados

Aire

Aire Agua

Aire

Concreto

Aire

Gran versatilidad

Introducción a la Tecnología del Concreto El concreto como material de construcción

Obtención de diferentes formas Economía Durabilidad  elemento estructural (Armado)

Diversa infraestructura

Elementos pre-fabricados

Concreto pre-mezclado

Métodos tradicionales

Concreto armado

Introducción a la Tecnología del Concreto El concreto como material de construcción

Resistencia a compresión Resistencia a flexión Resistencia a tracción

Elementos activos

Introducción a la Tecnología del Concreto El concreto como material de construcción Elementos pasivos

 Economía  Trabajabilidad  Resistencia  Durabilidad  Apariencia

Introducción a la Tecnología del Concreto

Composición del concreto convencional

El concreto como material de construcción

Aire = 1% a 3%

Cemento = 7% a 15%

Agua = 15% a 22%

Agregados = 60% a 75%

Definiciones

Introducción a la Tecnología del Concreto El concreto como material de construcción

Pasta o pegante

Mortero

Concreto

Cemento

Agregados

Aditivos

Estados del concreto

Introducción a la Tecnología del Concreto El concreto como material de construcción

Fresco

Endurecido

Cemento Portland

Introducción a la Tecnología del Concreto El concreto como material de construcción

Agua

Introducción a la Tecnología del Concreto El concreto como material de construcción

Aire

Introducción a la Tecnología del Concreto El concreto como material de construcción

Agregados

Introducción a la Tecnología del Concreto El concreto como material de construcción

Peso Unitario (Kg/m3)

Agregado fino

Agregado grueso

1400 a 1700 (1700 a 1900, húmedo)

1600 a 1700

Peso específico (Kgf/m3) Porcentaje de vacíos

2500 a 2800 25% a 45%

30% a 55%

Aditivos

Introducción a la Tecnología del Concreto El concreto como material de construcción

Antecedentes históricos, Cronología del concreto

Línea de tiempo: Concreto

Línea de tiempo: Concreto

Línea de tiempo: Concreto

Línea de tiempo: Concreto

Línea de tiempo: Concreto Reforzado

Línea de tiempo: Concreto Transportado

Línea de tiempo: Perú

Línea de tiempo - Perú

Posibilidades actuales y futuras

Ingeniería verde

Ingeniería tradicional Uso de ciencias en pro del desarrollo, innovación y mejoras en la sociedad.

Ciencias sociales

Química

Física

Matemáticas

Ingeniería verde Soluciones integrales con conciencia ambiental, económica y social.

Impactos adversos

Beneficios

Uso ineficiente de recursos depredación

Competitividad y prosperidad

Congestión urbana

Calidad de vida

Degradación de sistemas naturales

Protección y restauración de sistemas naturales

12 principios (Anastas y Zimmerman, 2003) Entradas y salidas de material y energía sean tan inherentemente no peligrosas como sea posible. Prevenir los residuos antes que tratar o limpiarlos después que se han formado. La durabilidad pretendida, no la inmortalidad, debe ser un objetivo de diseño. Las soluciones de ingeniería de “un tamaño le queda a todos” son una falla de diseño. Minimizar la diversidad de material. Uso de materiales locales.

Conceptos

Biomimetismo

Ecología industrial

Resiliencia

Inherencia

Pensamiento sistémico

Ecología industrial Tres tipos de ecosistemas: ◦ Lineal o de vuelta abierta Recurso ilimitado

Organismo

Desperdicio ilimitado

Energía y recursos limitados

Organismo

Desperdicio limitado

Energía

Organismo

Desperdicio ilimitado

◦ Cíclico

◦ De vuelta cerrada

Ecología industrial: Ecosistema cíclico

Conceptos básicos: Pensamiento sistémico Partes individuales interconectadas, dependientes entre sí Aproximamiento holístico Entendimiento global Simplifica problemas Uso eficiente de recursos

Conceptos básicos: Resiliencia Resistencia, capacidad de adaptación. Sistemas vivientes (abiertos) Agentes externos e incertidumbre Los sistemas evolucionan pasando por diversos ciclos Auto organización

Crecimiento

Renovación

Acumulación

Crisis

Conceptos básicos: Biomimetismo Imitar los diseños de la naturaleza 3 niveles biológicos de modelación: ◦ Mimetizar métodos naturales de manufactura química ◦ Imitar mecanismos naturales ◦ Estudiar principios organizacionales de organismos

Conceptos básicos: Evaluación ambiental del ciclo de vida (LCA) En cada etapa se producen impactos específicos Implementación de diseño sustentable en cada etapa del ciclo de vida Evaluación pormenorizada de procesos a lo largo del proyecto: Concepción, ejecución, puesta en marcha, cierre o disposición.

Conceptos básicos: Evaluación ambiental del ciclo de vida (LCA)

Conceptos básicos: Evaluación ambiental del ciclo de vida (LCA)

Construcción sostenible Sostenibilidad Impactos ambientales Materiales adecuados Eficiencia energética Gestión de residuos Calidad de vida Ciclo de vida

Certificaciones de sostenibilidad Guías de sostenibilidad Las más usadas en el mundo son: • LEED • EDGE • BREEAM • ISO 14001 31 edificios certificados en Perú

BENEFICIOS Ahorro de agua (60-70%) y energía (70100%)

Menor costo de renovación y mantenimiento

Costos operacionales (energéticos) Tipo de edificación

Creación de cultura de reciclaje

Costo de construcción

Vivienda convencional

€

135,986

Vivienda sostenible

€

142,785

Incremento de valor de propiedades

Aumento áreas20 años 0 años de 10 años verdes y generación de 4.35% 22.17% alimentos 5.00%

Reducción de enfermedades y mayor confort Generación de empleo y aumento de productividad

25 años 36.42%

ARQUITECTURA VERDE

ESCENARIOS DE CAMBIO CLIMÁTICO Efecto de fuerzas impulsoras en cambio climático. Según escenarios Fuerza impulsora

Escenario pasivo

Escenario de transición

Escenario de transformación

Evolución del cambio climático

Sube 3 o más grados

Sube 2 a 3 grados

Sube 2 grados

Calidad ambiental exterior (verde urbano)

2.79 m2/persona (Lima)

5 m2/persona

10 m2/persona

Materiales de construcción

No hay ahorro en construcciones nuevas

Ahorro del 2% en construcciones nuevas

Ahorro del 5% en construcciones nuevas

Energía

Consumo promedio de 3.24 kW-h/mes/m2

Consumo promedio de 3.24 kW-h/mes/m2 (reducción de 40%)

Consumo promedio de 3.24 kW-h/mes/m2 (reducción de 60%)

Eficiencia hídrica

Consumo promedio de 62,3/persona/año (170 L/día/persona)

Consumo promedio de 43,4/persona/año (120 L/día/persona) – Reducción de 30%

Consumo promedio de 29.14/persona/año (80 L/día/persona) – Reducción de 53%

Residuos sólidos domésticos

0.78 kg/persona/día

0.508 kg/persona/día

0.313 kg/persona/día

Residuos sólidos de construcción

0.4 m3/m2 construido

0.3 m3/m2 construido

0.2 m3/m2 construido

Tasa de crecimiento demográfico nacional

1.5%

1.3%

1.0%

ESCENARIOS DE CAMBIO CLIMÁTICO Efecto de fuerzas impulsoras en cambio climático. Según escenarios Fuerza impulsora

Escenario pasivo

Escenario de transición

Escenario de transformación

Evolución del cambio climático

Sube 3 o más grados

Sube 2 a 3 grados

Sube 2 grados

Desigualdad y pobreza

Pobreza tendencial: 27.8%

Reducción de pobreza al 22% del total

Reducción de pobreza al 15% del total

Información y sensibilización

Incipiente incorporación de tecnologías sostenibles Desconocimiento de las mismas

Progresiva incorporación de tecnologías sostenibles Conocimiento y aceptación de las mismas

Demanda de más tecnologías sostenibles que convencionales

Crecimiento económico

Empresas extranjeras incorporan tecnologías sostenibles

Incorporación de tecnologías en alza

Empresas nacionales adoptan tecnologías sostenibles

MARCO LEGAL D.S. 002-2013-MINAM: Estándares de Calidad Ambiental Del Suelo D.S. 003-2013-VIVIENDA: Reglamento para la Gestión y Manejo de los Residuos de las Actividades de las Construcción y Demolición D.S. 019-2016-VIVIENDA: Modificación al Reglamento Gestión y Manejo de RCD

Residuos de la construcción y demolición RCD Son aquellos residuos generados en las actividades y procesos de construcción, rehabilitación, restauración, remodelación y demolición de edificaciones e infraestructura. (Artículo 6 del Decreto Supremo n.° 003-2013-VIVIENDA). Se clasifican en: Residuos peligrosos (Anexo 3 del Decreto Supremo 003-2013-VIVIENDA) Residuos no peligrosos (Reutilizables, reciclables) (Anexo 4)

RCD peligrosos Envases de removedores de pinturas, aerosoles Envases de pinturas, pesticidas, contrachapados de madera, colas, lacas Restos de tubos de fluorescentes, transformadores, condensadores, etc. Restos de planchas de fibrocemento con asbesto, pisos de vinilo asbesto, paneles divisores de asbesto Envases de solventes Restos de cerámicos, baterías Filtros de aceite, envases de lubricantes

Rcd reutilizables o reciclables Mobiliario fijo de cocina y cuartos de baño Tejas, calaminas Tragaluces Tableros Puertas Ventanas Elementos prefabricados de concreto Mamparas, barandillas, elementos de decoración

Clasificación de RCD

Manejo de RCD

Disposición de residuos – relleno sanitario

Concreto reciclado

Concreto convencional

Concreto reciclado

Usos En la producción de concreto estructural Dosificaciones de RCD de 20%, 50% y 100%. Trabajabilidad: Elevada absorción de agregados reciclados Dosificación de 20%: comportamiento similar al del concreto convencional Resistencia a compresión: similar Resistencia a flexión: 90% concreto convencional Resistencia a ciclos de congelación y descongelación: superior a la del concreto convencional. Significativo ahorro en consumo de materiales y disposición de residuos

Usos En pavimentos En capas de base y sub base. Retirando refuerzo metálico 45% a 80% de agregado grueso reciclable Mejor capacidad de carga Recuperación morfológica de terrenos Favoreciendo la revegetación acelerada Mitigando la erosión y aumentando la capacidad de infiltración

Ventajas Beneficios en rendimiento, economía y reducción de residuos Preservación de recursos naturales: sostenibilidad Simplicidad en su obtención: Trituración y separación Aprovechamiento de recursos locales Disminución de emisiones. Mejor calidad de aire y paisaje Reducción de costos de transporte y disposición Aceleración del proyecto. Menores tiempos de operación

Otros tipos de concreto

Concreto lanzado o shotcrete

Concreto poroso o permeable

Concreto fotocatalítico

Conclusiones El concreto posee materiales activos y pasivos, en función de su aporte en él desarrollo de propiedades. La concepción del concreto como material noble, es errada. Actualmente, se considera que los aditivos son un componente más del concreto. Los inicios del uso del concreto datan de más de 75 siglos. El cemento Portland fue patentado hace casi 2 siglos. Los aditivos, hace poco más de medio siglo. Existe aún, mucho por mejorar, descubrir y explotar en la tecnología del concreto.