Clase 1. dosificacion de hormigoness ctm
- 1. SUELOS Y HORMIGONES CONSTRUCCIÓN Unidad I DOCENTE: JOSÉ IGNACIO TORO GARCÍA MAIL: JOSE.TORO40@INACAPMAIL.CL MARZO 2024
- 2. La Tierra está compuesta por distintas capas alrededor de un núcleo central (hierro). En el centro de la Tierra, la temperatura podría ser de hasta unos 6.000ºC. ESTRUCTURA DE LA TIERRA. Núcleo Interno Núcleo Externo Manto Corteza Atmósfera MODELO ESTÁTICO
- 3. • La mesosfera es más rígida, ya que las altas presiones que existen a estas profundidades compensan el efecto de las altas temperaturas. • La astenosfera está formada por rocas que se encuentran cercanas a su punto de fusión, debido al aumento de la temperatura por encima de la presión. En esta capa se produce fusión parcial de las rocas. • La litosfera es la capa rígida más externa de la Tierra. Debido a las diferencias de temperatura, su espesor es mayor bajo los continentes. ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA. MODELO DINÁMICO
- 4. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA TIERRA. La composición de la corteza terrestre está marcada por una predominancia en oxígeno, sílice y aluminio. Más de 90 % de átomos de la corteza terrestre pertenecen a estos tres elementos químicos. De acuerdo de esta composición, la gran mayoría de los minerales comunes en la corteza terrestre son óxidos de silicatos con una cierta cantidad de aluminio: Los Feldespatos.
- 5. La litosfera (lithos = rocas) que comprende la corteza y una pequeña parte del manto, está constituida por una gran variedad de rocas. LA LITOSFERA Litosfera = Conjunto de rocas = Conjunto de minerales
- 6. Las rocas son parte fundamental de la corteza terrestre. Están formadas por uno o más minerales, corresponde a la parte sólida del planeta. Los minerales son materia inorgánica, compuesto por uno o más elementos químicos. LAS ROCAS.
- 7. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS. En la litosfera se pueden distinguir 3 tipos de rocas, las cuales se diferencian de acuerdo a los procesos de formación en: 1. Rocas ígneas o magmáticas a. Plutónicas o intrusivas b. Volcánicas o extrusivas 2. Rocas sedimentarias 3. Rocas metamórficas
- 8. ROCAS ÍGNEAS O MAGMÁTICAS. Se forman por enfriamiento del magma (roca fundida) constituida por silicatos, vapor de agua y otros elementos volátiles, que se encuentran en el interior de la corteza terrestre a temperaturas superiores a los 1000ºC. Se clasifican en dos grupos: ➢Plutónicas o intrusivas ➢Volcánicas o extrusivas CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS.
- 9. ROCAS ÍGNEAS O MAGMÁTICAS. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS. →ROCAS PLUTONICAS O INTRUSIVAS. Se originan cuando el magma se enfría lentamente y a gran profundidad, lo que permiten que los cristales crezcan resultando una roca granulosa →ROCAS VOLCANICA O EXTRUSIVAS. Se forman por enfriamiento rápido, cuando el magma brota a la superficie en forma de lava durante erupciones volcánicas, enfriándose en contacto con el aire o agua.
- 10. ROCAS ÍGNEAS O MAGMÁTICAS. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS.
- 11. ROCAS SEDIMENTARIAS. Se originan en el fondo de los lagos o los mares, luego de que las rocas de la superficie se desintegraran y que sus fragmentos fueran depositándose en forma de estratos (capas). CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS.
- 12. ROCAS METAMORFICAS. Se forman a partir de rocas preexistentes, Ígneas o sedimentarías, debido al cambio en las condiciones de presión, temperatura, humedad y factores químicos. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS.
- 13. CICLO DE LAS ROCAS.
- 14. • Meteorización: descomposición de la roca. Proceso estático por el cual la roca se rompe en pequeños fragmentos, se disuelve, se descompone, se forman nuevos minerales. • Erosión: se produce cuando el agua, el hielo o el viento arrastran la tierra o la roca meteorizada. La roca blanda es más susceptible de ser fragmentada y arrastrada que la roca dura. • Litificación: es un proceso por el cual un sedimento (material sólido) depositado en un determinado medio se convierte lentamente en una roca sedimentaria. CICLO DE LAS ROCAS.
- 15. 1.2 Características del terreno: Condiciones del terreno donde se va a materializar la construcción como: 1.2.1 Topografía del terreno: Conocer en detalle la caracterización del predio donde se ejecutará el proyecto, o sea, su forma, dimensiones, relieve, orientación, elementos existentes sobre él como posibles construcciones, árboles, cursos de agua, instalaciones (sanitarias, eléctricas, telefónicas), y tipos de cercos, entre otros. En una visualización global del relieve del terreno, se identifican los puntos de mayores o menores cotas (alturas), los sectores de mayores o menores pendientes, la existencia de cambios de pendientes, las zonas de posibles accidentes topográficos del lugar (quebradas o montículos), y el sentido del escurrimiento de las aguas lluvias, tanto del predio como de su entorno. 1.2.2 Características del subsuelo: Los aspectos que es necesario conocer son: • Estratos del subsuelo, conformación y características de los diferentes estratos. • Nivel de la napa freática, comportamiento y variación. • Capacidad de soporte del suelo y característica de consolidación. PARTES QUE CONTEMPLA UN PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN.
- 16. Los suelos más comunes son: a) Suelo de roca De acuerdo a su génesis se clasifica en: • Ignea: proveniente del magma, terreno muy adecuado para fundar, duro e impermeable, con excelente resistencia al aplastamiento. • Sedimentaria: proveniente de sedimentos aluviales y coluviales. Terrenos que tienen características variables en función de su resistencia, en general para el caso de las viviendas de madera resultan un buen suelo para fundar. • Metamórfica: proveniente de la transformación de las rocas ígneas y sedimentarias, es más densa, de resistencia muy diferente según la dirección de los esfuerzos a que esté sometida. SUELOS COMUNES.
- 17. b) Suelo de grava Suelo adecuado para fundar, con excelentes características de drenaje, permeable, a no ser que entre su estrato se encuentre algún material arcilloso. El material de grava, de granos comprendidos entre 7,5 cm a 2,4 mm, conforma en un alto porcentaje este suelo (mayor del 70 %). c) Suelo arenoso Tiene características de formación definida si está bien compactado. Si está suelto se deforma bajo la aplicación de cargas, el peligro mayor se encuentra cuando existen vibraciones induciendo a las partículas pequeñas que llenen los huecos con el resultado de un asentamiento de la fundación. El diámetro medio de los granos se encuentra entre los 0,076 mm y 2,4 mm, por lo que las características de drenaje son variables de acuerdo a sus componentes, especialmente si existen materiales más finos (arcillas) que normalmente absorben agua. Este tipo de suelo se puede transformar en una arena movediza si se satura y actúa como líquido, o sea, pasando a un estado de resistencia nula conocida como licuefacción. En general, en terrenos arenosos o gravosos resulta de gran importancia el grado de compactación, sobre todo en zonas sísmicas. SUELOS COMUNES.
- 18. d) Suelo de grano con poca plasticidad. Está compuesto por limos con características de comportamiento intermedio entre arenas y arcillas. Tiene una cantidad importante de material menor de 0,076 mm y con características de drenaje de regulares a malas. e) Suelo de grano fino con plasticidad media a elevada. Suelo compuesto principalmente por material de grano medio menor a 0,002 mm arcilloso, con malas características de drenaje, el agua circula a muy pequeña velocidad, se puede considerar como un terreno impermeable. Sin embargo, normalmente presenta la desventaja de ser susceptible a absorber agua, produciéndose una hinchazón que posteriormente presenta una contracción al secarse, lo que hace altamente peligroso fundar en una zona donde la variación del nivel de agua subterránea permita alcanzar el estrato de estos suelos. f) Otros suelos. Suelos sobre los que se recomienda no fundar una edificación son: • Terrenos barrosos de capacidad de carga prácticamente nula. • Terrenos con capa vegetal importante. Esta debe removerse completamente ya que si se funda sobre ella, se puede descomponer. • Terrenos de relleno con capacidad de soporte muy baja y que pueden presentar asentamientos importantes. • Suelos salinos naturalmente cementados, altamente susceptibles a las filtraciones de agua, lo que puede disolver esta estructura salina, resultando posibles asentamientos diferenciales de la fundación que afectan la superestructura. SUELOS COMUNES.
- 19. Mediante la granulometría se puede determinar la distribución porcentual de los tamaños de partículas contenidas por un agregado. Para el estudio de la granulometría se utilizan tamices de acuerdo a las series dadas por la norma NCh 165. No obstante, en Chile no se fabrican tamices y se acepta la utilización de las series dada por la norma ASTM C- 33 , presentada en la Tabla 1.2: GRANULOMETRÍA.
- 20. La granulometría es la determinación más corriente y una de las más importantes que se realizan a un árido; y representa la distribución de los tamaños que posee el árido. La granulometría está directamente relacionada con las características de manejabilidad del hormigón fresco, la demanda de agua, la compacidad y la resistencia mecánica del hormigón endurecido. La norma Nch 165 establece el procedimiento para efectuar el tamizado y determinar la granulometría de los áridos de densidad real normal. La granulometría permite también obtener el módulo de finura del árido y su expresión gráfica representada por la curva granulométrica. Para determinar la granulometría de un árido se considera la masa de una muestra de ensayo; se tamiza la muestra y se determina la masa de las fracciones del árido retenidas en cada uno de los tamices. Se calculan los porcentajes parciales retenidos y se expresa la granulometría. TAMIZADO Y DETERMINACIÓN DE LA GRANULOMETRÍA (NCH 165 OF. 77)
- 21. Los tamices son de alambre y abertura cuadrada, de tamaños nominales según se indica en la Tabla IV.13. Obsérvese que los tamices de la serie preferida son de valor doble o la mitad a partir del tamiz básico de 5 mm que separa el material en árido grueso y árido fino. Es necesario hacer notar que la serie preferida no será extensamente usada mientras no se fabriquen los tejidos de alambre de esas precisas aberturas. Por ahora se seguirán empleando tejidos importados que concuerden con las aberturas en pulgadas o milímetros. TAMICES
- 22. El juego de tamices se elegirá de acuerdo al material a ensayar y será dispuesto en orden decreciente de abertura y provisto de tapa y recipiente receptor del re- siduo. El juego de tamices debe estar limpio y seco. Las aberturas de las mallas del juego de tamices deberán ser verificadas periódicamente en un laboratorio calificado. JUEGO DE TAMICES.
- 23. SERIE DE TAMICES PARA HORMIGÓN.
- 24. TAMICES Mediante la granulometría se puede determinar la distribución porcentual de los tamaños de partículas contenidas por un agregado. Para el estudio de la granulometría se utilizan tamices de acuerdo a las series dadas por la norma NCh 165. No obstante, en Chile no se fabrican tamices y se acepta la utilización de las series dada por la norma ASTM C- 33 , presentada en la Tabla 1.2:
- 25. La división entre los diferentes tipos de agregados, según el tamaño, es:
- 27. Para el análisis granulométrico se debe hacer pasar una muestra de material seco, de masa conocida, por la serie de tamices correspondiente y luego determinar el porcentaje que pasa acumulado por cada tamiz como se muestra en la Tabla 1.3. ENSAYO GRANULOMÉTRICO.
- 28. Con el Porcentaje que pasa acumulado se hace un gráfico en escala semi- logarítmica como la que se muestra en la Figura 1.15. ENSAYO GRANULOMÉTRICO.
- 29. En un mortero u hormigón se debe utilizar una granulometría óptima, la que se define como aquella que, para una misma consistencia y relación a/c, le corresponde un consumo mínimo de cemento, dando, además, el mínimo de segregación. De esta manera se logra la mayor compacidad del agregado minimizando el consumo de cemento. Para completar la caracterización de una granulometría y establecer si es adecuada para su uso en mortero u hormigón se deben calcular los siguientes indicadores: Módulo de finura (MF): indica que tan fino o grueso es un material granular. Es muy útil en arena. Para las arenas se calcula con la siguiente expresión: En el caso de las arenas, si el resultado es menor que 2,5 se considera arena fina, si es mayor que 3 se trata de una arena gruesa y si está entre 2,5 y 3 es media. Se considera óptimo un MF = 2,75. ENSAYO GRANULOMÉTRICO.
- 30. Graduación de un agregado: un agregado bien graduado contiene partículas de todos los tamaños, de esta manera se logra la mayor compacidad. Para determinar si un agregado es bien graduado o mal graduado se deben calcular los siguientes coeficientes: Coeficiente de Uniformidad: se calcula como: Siendo D60 la abertura de tamiz por la que pasa el 60% de la muestra y D10 la abertura de tamiz por la que pasa el 10% de la muestra. Coeficiente de Curvatura: Siendo D 30 la abertura de tamiz por la que pasa el 30% de la muestra. ENSAYO GRANULOMÉTRICO.
- 31. Se estima que un agregado es bien graduado si se cumplen simultáneamente las siguientes condiciones: Para garantizar que un material tendrá un comportamiento adecuado, la norma NCh 163 establece ciertas bandas recomendadas para las granulometrías de las gravas, arenas y árido combinado (mezclas de arena y grava). ENSAYO GRANULOMÉTRICO.
- 32. Color del Suelo El color del suelo depende de sus componentes y varía con el contenido de humedad, materia orgánica presente y grado de oxidación de minerales presentes. Se puede evaluar como una medida indirecta ciertas propiedades del suelo. Se usa para distinguir las secuencias en un perfil del suelo, determinar el origen de materia parental, presencia de materia orgánica, estado de drenaje y la presencia de sales y carbonato. Consistencia del Suelo La consistencia es la propiedad que define la resistencia del suelo a la deformación o ruptura que pueden aplicar sobre él. Según su contenido de humedad la consistencia del suelo puede ser dura, muy dura y suave .Se mide mediante tres niveles de humedad; aire-seco, húmedo y mojado. Para la construcción sobre él se requiere medidas más precisas de resistencia del suelo antes de la obra. CARACTERÍSTICAS DEL SUELO.
- 33. Porosidad del Suelo El espacio poroso del suelo se refiere al porcentaje del volumen del suelo no ocupado por sólidos. En general el volumen del suelo está constituido por 50% materiales sólidos (45% minerales y 5% materia orgánica) y 50% de espacio poroso. Dentro del espacio poroso se pueden distinguir macro poros y micro poros donde agua, nutrientes, aire y gases pueden circular o retenerse. Los macro poros no retienen agua contra la fuerza de la gravedad, son responsables del drenaje, aireación del suelo y constituyen el espacio donde se forman las raíces. Los micro poros retienen agua y parte de la cual es disponible para las plantas. CARACTERÍSTICAS DEL SUELO.
- 34. Densidad del Suelo Mediante la determinación de la densidad se puede obtener la porosidad total del suelo. Se refiere al peso por volumen del suelo. Existen dos tipos de densidad, real y aparente. • Densidad real: es la densidad considerando el volumen de material sólido, incluyendo los poros inaccesibles existentes en su interior. • Densidad aparente: es la densidad considerando el conjunto de partículas y los espacios entre ellas. En este caso se identifica la densidad aparente suelta y la densidad aparente compactada. En la Tabla 1.1 se presentan valores estándares para la densidad de las gravas y arenas de la zona central de Chile. CARACTERÍSTICAS DEL SUELO: DENSIDAD https://www.youtube.com/watch?v=DUNulKo65xY
- 35. ¿Cual es la Importancia de la Humedad del Suelo? Es importante conocer la cantidad de humedad o agua del suelo porque, el comportamiento y la resistencia de suelo en construcción están regidos por la cantidad de agua que contienen, ya que la humedad que proviene del suelo daña las construcciones debido a que el suelo suele erosionarse y puede llegar a ocasionar fallas colapsos en la edificaciones. El hecho de que los suelos retengan agua (humedad) se debe a sus propiedades coloidales y cualidades de agregación. El agua se mantiene en la superficie de coloides, en otras partículas y en otros poros. Las fuerzas responsables de la retención de agua del suelo después de que se ha detenido el drenaje se deben a la tensión superficial y la atracción de la superficie, y se denominan tensión de humedad superficial. Esto se refiere al concepto de energía en las relaciones de retención de humedad. La fuerza con la que se retiene el agua también se denomina succión.. CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS: HUMEDAD
- 36. La determinación del contenido de humedad es una prueba de laboratorio de rutina para determinar la cantidad de agua presente en una muestra de suelo en términos de su peso seco. El contenido de agua que presenta un suelo en conjunto con la cantidad de aire, representan una de las características más relevantes para explicar el comportamiento de este. Cuando se aplica el método de laboratorio para determinar la humedad del suelo, se pone en práctica el secado al horno en el cual la humedad del suelo es la relación representada en porcentaje, entre el peso de agua de una masa de suelo y el peso de las partículas solidas. 𝑊 = 𝑊𝑤 𝑊𝑠 ∗ 100% En donde: W: es el contenido de humedad expresado en porcentaje (%). Ww: es el peso del agua presente en la masa de suelos. Ws: es el peso de partículas solidas. DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD DEL SUELO
- 37. Alcance y Campo de Aplicación Esta norma establece el procedimiento para determinar en laboratorio la humedad de suelos cuyas partículas son menores a 50 mm. Aparatos para Determinar la Humedad ▪ Balanza, con una precisión de 0,01 g para muestras de menos de 100 g, 0,1 g para muestras de entre 100 g y 1000 g y 1 g para muestras de más de 1000 g. ▪ Estufa, con circulación de aire y temperatura. ▪ Recipientes, fabricados con material resistente a la corrosión y que no altere su masa ni se desintegre ante sucesivos cambios de temperatura. Deben tener tapas herméticas que eviten la pérdida y absorción de humedad de las muestras. Debe haber un recipiente disponible para cada determinación de humedad. ▪ Herramientas y accesorios, espátula, cepillos, otros. ENSAYO DE HUMEDAD SEGÚN NCH1515-1979
- 38. Procedimiento para Determinar la Humedad Obtener la muestra de prueba de la muestra de suelo en estado húmedo mediante los procedimientos y con el tamaño indicado por la norma de prueba correspondiente. En general, se recomienda utilizar los tamaños de muestra indicados en la siguiente tabla: ENSAYO DE HUMEDAD SEGÚN NCH1515-1979
- 39. En la mayoría de los casos el secado de un día para otro (15 o 16 H) es en caso de duda el secado debe continuar hasta que dos pesos sucesivos separados por una hora de secado difieran en un porcentaje igual o menor a 0, 1 %. Las muestras de arena se pueden secar en unas pocas horas. Las muestras secas deben retirarse del horno antes de colocar otras muestras húmedas para evitar una posible absorción. El secado al horno a 110 ± 5ºC no proporciona resultados confiables en suelos que contienen yeso u otros minerales que pierden fácilmente el agua de hidratación o en suelos que contienen cantidades importantes de materia orgánica. En estos casos, se recomienda secar en estufa a aproximadamente 60ºC o secar al vacío a una presión de aproximadamente 1333 Pa (10 Mm Hg) y a una temperatura entre 23 y 60ºC https://www.youtube.com/watch?v=A_CmSyx-Zdo ENSAYO DE HUMEDAD SEGÚN NCH1515-1979
- 40. Expresión de resultados Calcule la humedad como la pérdida de masa en una determinada muestra de acuerdo con la siguiente fórmula (aproximadamente al 0.1%): 𝑤 = 𝑚ℎ – 𝑚𝑠 𝑚𝑠 – 𝑚𝑟 × 100 En que: w = humedad, %. mh = masa del recipiente más la muestra húmeda en gramos (g). ms = masa del recipiente más la muestra seca, en gramos (g). mr = masa del recipiente, en gramos (g). NOTA – Si bien la humedad es el cociente entre el peso del agua intersticial y el peso de las partículas sólidas, por razones prácticas el cálculo se realiza en base a la pérdida de masa de la muestra, lo que no altera el resultado numérico. ENSAYO DE HUMEDAD SEGÚN NCH1515-1979
- 41. La saturación se refiere al contenido de agua del suelo cuando prácticamente todos los espacios están llenos de agua. En suelos bien drenados, es un estado temporal, ya que el exceso de agua se drena de los poros grandes bajo la influencia de la gravedad para ser reemplazado por aire. El punto de saturación del suelo es la cantidad máxima de agua que puede retener y depende de la materia orgánica y del tipo y cantidad de arcilla presente, que se expresa en porcentaje. Por otro lado, el punto de saturación del suelo se puede calcular a partir del contenido gravimétrico de agua y la densidad aparente (Da) del suelo. Por ejemplo, si un suelo tiene 100 cm de profundidad y un contenido volumétrico de agua de 0,3 cm3 / cm3, la altura o columna de agua que contiene es de 30 cm. Finalmente, se puede mencionar que el Grado de Saturación (S): es la relación que existe entre el volumen de agua (Vw) y el volumen de vacíos, y su valor se presenta en porcentaje. En donde: Sw: es el grado de saturación. Vw: es el volumen de agua. Vv: es el volumen de vacios. Quedando representado en: 𝑆𝑤 = 𝑉𝑤 𝑉𝑣 (%) PUNTO DE SATURACIÓN MAXIMA DEL SUELO.