En el ámbito de la ingeniería civil y la infraestructura vial, el control adecuado del hormigón es clave para asegurar la resistencia, durabilidad y desempeño estructural de pavimentos rígidos, obras de drenaje, puentes y estructuras complementarias. Por ello, este manual se convierte en una herramienta indispensable para ingenieros civiles, laboratoristas, supervisores de obra y estudiantes, ya que sirve como referencia técnica alineada con las prácticas y especificaciones adoptadas por la ABC en proyectos carreteros a nivel nacional; por otra parte, también puede utilizarse como referencia en otros ámbitos u proyectos puesto que los ensayos respetan el estándar del ASTM.

Volumen 4H: Contenido del Manual de Ensayos relacionados con Hormigones

El presente manual técnico en su volumen 4, viene acompañado de la letra H, el correspondiendo al tomo relacionado con el Hormigón u otros materiales que lo componen, a continuación, se numeran varios grupos que comprenden el mencionado tomo:

1. Ensayos en Áridos

Los áridos constituyen uno de los componentes fundamentales del hormigón, representando la mayor proporción de su volumen y ejerciendo una influencia directa en sus propiedades mecánicas, durabilidad, trabajabilidad y comportamiento a largo plazo. En proyectos viales (carreteras), la correcta selección y control de los áridos es crítica para garantizar el adecuado desempeño del hormigón en pavimentos rígidos, estructuras de drenaje, obras de arte (mayor o menor) y elementos estructurales sometidos a condiciones severas de carga y ambiente.

El presente apartado establece los ensayos y procedimientos técnicos necesarios para la caracterización física, granulométrica y de calidad de los áridos finos y gruesos, conforme a los lineamientos técnicos adoptados por la Administradora Boliviana de Carreteras (ABC). Estos ensayos permiten verificar el cumplimiento de requisitos tales como gradación, limpieza, resistencia, forma, absorción y durabilidad, asegurando la compatibilidad de los materiales con los criterios de diseño y las especificaciones técnicas vigentes.

La aplicación sistemática de los ensayos de áridos descritos en este manual constituye una herramienta esencial para el control de calidad de materiales, la optimización de las mezclas de hormigón y la prevención de fallas prematuras en la infraestructura vial, contribuyendo así a la seguridad, vida útil y sostenibilidad de las obras carreteras. A continuación se detallan los ensayos que se desarrollan:

– Método para extraer y preparar muestras (ASTM C75 AASHTO T2)
– Método para el cuarteo de muestras (ASTM C702 AASHTO T248)
– Método para determinar el contenido de partículas desmenuzables (ASTM C142 AASHTO T112)
– Método para tamizar y determinar la granulometría (ASTM C136 AASHTO T27)
– Contenido aproximado de materia orgánica en arenas usadas en la preparación de morteros y hormigones (ASTM C40 AASHTO T21)
– Método para determinar el material fino menor que 0,075 mm (ASTM C117 AASHTO T11)
– Contenido total de agua de los áridos por secado (ASTM C566)
– Métodos para determinar la densidad aparente (ASTM E30 ASTM C29)
– Método para determinar la densidad real, la densidad neta y la absorción de agua en áridos gruesos (ASTM C127 AASHTO T85)
– Método para determinar la densidad real, la densidad neta y la absorción de agua en áridos finos (ASTM C128 AASHTO T84)
– Método para determinar el desgaste mediante la Maquina de los Ángeles (ASTM C131 AASHTO T96)
– Método para determinar el índice de trituración (BS-812-75)
– Método para determinar el equivalente de arena (ASTM D2419)
– Método de los sulfatos para determinar la desintegración (ASTM C88 AASHTO T104)
– Cantidad de partículas livianas en los áridos (ASTM C123 AASHTO T113)
– Humedad superficial en áridos finos (ASTM C70 AASHTO T142)
– Índice de durabilidad de áridos (ASTM D3744 AASHTO T210)
– Porcentaje de caras fracturadas en los áridos (D5821 NTL 358)
– Coeficiente de friabilidad de los áridos (UNE 83115)
– Método para determinar el coeficiente volumétrico medio de los áridos gruesos
– Índice de aplanamiento y de alargamiento de los áridos para carreteras (NTL 354)
– Índice de forma y de textura de las partículas de árido (ASTM D3398)
– Método para determinar el contenido de cloruros y sulfatos (ASTM D1411)
– Determinación cuantitativa de los compuestos de azufre en los áridos (UNE 83211)
– Determinación de la reactividad árido /alcali (método químico) (ASTM C289)
– Valoración de elementos arcillosos en los materiales finos por medio del azul de metileno (NTL 171)

2. Ensayos en Cementos y Morteros

El cemento y los morteros desempeñan un rol esencial en la elaboración de hormigones y en la ejecución de diversos elementos constructivos en proyectos carreteros, ya que de sus propiedades dependen en gran medida la resistencia mecánica, durabilidad, adherencia y comportamiento reológico de las mezclas. En infraestructura vial, estos materiales son utilizados tanto en pavimentos rígidos como en obras de drenaje, estructuras de contención, obras de arte mayor/menor, elementos prefabricados y trabajos de reparación y mantenimiento.

El presente apartado contempla los ensayos y procedimientos técnicos destinados a la evaluación de la calidad del cemento y de los morteros, con el objetivo de verificar el cumplimiento de los requisitos establecidos en las especificaciones técnicas de la Administradora Boliviana de Carreteras (ABC) y en normas de referencia reconocidas. Dichos ensayos permiten controlar características fundamentales como finura, tiempo de fraguado, estabilidad volumétrica, resistencia mecánica, consistencia y adherencia, las cuales influyen directamente en el desempeño del material en obra.

La correcta aplicación de los ensayos de cementos y morteros descritos en este manual resulta indispensable para el control de calidad de los materiales, la optimización de las dosificaciones y la prevención de patologías asociadas a fallas tempranas, contribuyendo a garantizar la seguridad, funcionalidad y vida útil de las estructuras y pavimentos en proyectos carreteros. A continuación, detallamos puntualmente los ensayos que se desarrollan en este apartado:

– Muestreo y aceptación del cemento hidráulico (ASTM C183 AASHTO T127)
– Finura del cemento Portland método del aparato Blaine (ASTM C204 AASHTO T153)
– Finura del cemento Portland método del turbidímetro (ASTM C115 AASHTO T98)
– Expansión del cemento en el autoclave (ASTM C151 AASHTO T107)
– Tiempo de fraguado del cemento hidráulico método del aparato de Vicat (ASTM C191 AASHTO T131)
– Tiempo de fraguado del cemento hidráulico método de las agujas de Gillmore (ASTM C266 AASHTO T154)
– Peso específico del cemento hidráulico (ASTM C188 AASHTO T133)
– Falso fraguado del cemento Portland método de la pasta (ASTM C451 AASHTO T186)
– Calor de hidratación del cemento hidráulico (ASTM C186)
– Consistencia normal del cemento (ASTM C187 AASHTO T129)
– Mezcla mecánica de pastas de cemento hidráulico y morteros de consistencia plástica (ASTM C305 AASHTO T162)
– Exudación de pastas y morteros de cemento (ASTM C243)
– Resistencia a la compresión de morteros de cemento hidráulico (ASTM C109)
– Resistencia a la flexión de morteros de cemento hidráulico (ASTM C348)
– Fluidez de morteros de cemento hidráulico (ASTM C230 AASHTO M152)
– Contracción por secado de morteros de cemento Portland (ASTM C596)
– Resistencia a la tensión de morteros de cemento hidráulico (ASTM C190 AASHTO T132)
– Contenido de aire en morteros de cemento hidráulico (ASTM C185 AASHTO T137)
– Expansión potencial de morteros de cemento Portland expuestos a la acción de sulfatos (ASTM C452)

3. Ensayos en Hormigón

El hormigón es uno de los materiales estructurales más importantes en la infraestructura vial, debido a su capacidad portante, durabilidad y adaptabilidad frente a las condiciones de carga y ambiente propias de las carreteras. Su uso es predominante en pavimentos rígidos, losas de hormigón, obras de drenaje, estructuras de contención, puentes y demás obras que forman parte de la red vial, donde el desempeño del material resulta crítico para la seguridad y vida útil de la obra.

El comportamiento del hormigón depende directamente de la calidad de sus componentes, la dosificación, el proceso de mezclado, colocación, compactación y curado, así como del control sistemático durante su producción y ejecución. Por esta razón, el presente apartado establece los ensayos y procedimientos técnicos necesarios para la evaluación del hormigón en estado fresco y endurecido, conforme a los lineamientos y especificaciones técnicas adoptadas por la Administradora Boliviana de Carreteras (ABC) y normas técnicas de referencia.

Los ensayos descritos permiten verificar parámetros fundamentales como la consistencia, trabajabilidad, contenido de aire, resistencia mecánica, densidad y durabilidad, asegurando que el hormigón empleado cumpla con los requisitos de diseño y control de calidad exigidos en proyectos carreteros. La correcta aplicación de estos procedimientos contribuye a prevenir fallas prematuras, optimizar el desempeño estructural y garantizar la seguridad, funcionalidad y sostenibilidad de la infraestructura vial. A continuación, mostramos puntualmente los ensayos que se explican en este apartado:

– Método para extraer muestras del hormigón fresco (ASTM C172 AASHTO T141)
– Elaboración y curado en el laboratorio de muestras de hormigón para ensayos de compresión y flexión (ASTM192 AASHTO T126)
– Método para refrentar probetas (ASTM617 AASHTO T231)
– Método para determinar la docilidad mediante el Cono de Abrams (ASTM C143 AASHTO T119)
– Método para determinar la densidad aparente, el rendimiento y los contenidos de cemento y aire en el hormigón fresco (ASTM C138 AASHTO T121)
– Tiempo de flujo del hormigón a través del cono de asentamiento invertido (ASTM C1611)
– Método de ensaye a la compresión de probetas cúbicas y cilíndricas (ASTM C39 AASHTO T22)
– Ensayo acelerado para la predicción de resistencias futuras a la compresión (ASTM C1073)
– Resistencia a la compresión del hormigón usando una porción de viga rota en el ensayo de flexión (ASTM C116 AASHTO T40)
– Método de ensaye resistencia a la flexión de probetas prismáticas (ASTM C78 Y 293 AASHTO T97 Y T77)
– Método de ensaye a la tracción por hendimiento de probetas cilíndricas (ASTM C496)
– Flujo plástico del hormigón a la compresión (ASTM C512)
– Calidad del agua para hormigones (AASHTO T26)
– Toma de núcleos y vigas en hormigones endurecidos (ASTM C42 AASHTO T24)
– Medida de la longitud de núcleos de hormigón (ASTM C174 AASHTO T148)

Descarga del Manual de Ensayos de Suelos y Materiales para Carreteras: Hormigones (ABC Bolivia)

A continuación, Ponemos a disposición el: Manual de Ensayos de Suelos y Materiales para Carreteras – Hormigones, documento técnico oficial elaborado por la Administradora Boliviana de Carreteras (ABC), el cual constituye una referencia indispensable para el control de calidad de materiales en obras viales.

Este manual reúne los procedimientos estandarizados de ensayo para áridos, cementos, morteros y hormigón, aplicables a pavimentos rígidos, obras de drenaje y otras estructuras de hormigón en proyectos carreteros. Su contenido está orientado a garantizar el cumplimiento de las especificaciones técnicas vigentes, mejorar la calidad de ejecución y asegurar la durabilidad de la infraestructura vial.

El documento está dirigido a ingenieros civiles, laboratoristas de suelos y materiales, supervisores de obra, proyectistas y estudiantes de ingeniería civil, que requieren una guía técnica confiable para la correcta ejecución e interpretación de ensayos en laboratorio y campo.

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En este documento técnico en formato PDF se presentan criterios de diseño, las hipótesis de cálculo y los procedimientos de análisis que permiten evaluar la seguridad y eficiencia estructural de los muros de contención. Además, se incluyen consideraciones prácticas sobre cargas de empuje de suelo, diseño por flexión y cortante, y verificación de estabilidad. Al final del Documento se encuentra un Ejemplo de Aplicación. El documento fue elaborado por Rafael Angel Torres Belandria, a quien damos todo el crédito correspondiente.

Este material está orientado a estudiantes, profesionales e investigadores que deseen profundizar en el comportamiento estructural de los muros de contención de concreto armado, y constituye una herramienta de referencia útil para el desarrollo de proyectos civiles. En primera instancia reforzaremos conceptos generales, para luego detallar el contenido del documento y al final dispondrán del documento.

¿Qué es un Muro de Contención de Concreto Armado?

Un muro de contención de concreto armado es una estructura diseñada para retener masas de suelo u otros materiales cuando existen diferencias de nivel entre terrenos. Está construido con concreto reforzado con acero, lo que le permite resistir esfuerzos de flexión, cortante y empuje lateral del terreno, manteniendo la estabilidad y evitando deslizamientos o fallas del talud.

Contenido del Documento Técnico de Análisis y Diseño de Muros de Contención

Este documento de análisis y diseño de muros de contención, desarrolla los siguientes puntos dentro su contenido:

1. Introducción

2. Consideraciones Fundamentales

3. Tipos de Muros de contención:

3.1. Muros de gravedad

3.2. Muros en voladizo o en ménsula

3.3. Muros con contrafuertes

4. Drenajes

5. Estabilidad

5.1. Método de los Esfuerzos Admisibles o Estado Límite de Servicio

5.1.1. Estabilidad al volcamiento y deslizamiento

5.1.2. Presiones de contacto

5.2. Método del Estado Límite de Agotamiento Resistente

5.2.1. Estabilidad al volcamiento y deslizamiento

5.2.2. Presiones de contacto

5.2.3. Factor de reducción Ф

6. Incumplimiento de las condiciones de estabilidad

7. Verificación de la resistencia a corte y flexión de los elementos del muro

7.1. Verificación de los esfuerzos de corte

7.2. Verificación de los esfuerzos de flexión

8. Juntas

9. Evaluación del empuje de tierras

9.1. Presión Estática

9.1.1. Empuje de Reposo

9.1.2. Empuje Activo

9.1.2.1 Ecuación de Coulomb

9.1.2.2 Ecuación de Rankine

9.1.3. Empuje Intermedio

9.2. Presión Forzada

9.2.1. Empuje Pasivo

9.3. Incremento Dinámico de Presión por Efecto Sísmico

9.3.1. Incremento Dinámico del Empuje de Reposo

9.3.2. Incremento Dinámico del Empuje Activo

9.3.3. Incremento Dinámico del Empuje Pasivo

10. Muros con sobrecarga uniforme

11. Muros con presencia de agua en el relleno

12. Ejemplo de aplicación

12.1. Predimensionado

12.2. Caso 1: Empuje de tierra + Sobrecarga Vehicular

12.3. Caso 2: Empuje de tierra + Sismo

12.4 Diseño de la Base

12.5 Diseño de la Pantalla

12.6 Sección Típica

12.7 Despiece del Muro

13. Referencias

14. Bibliografía de interés

15. Anexo A: Mapa de Zonificación Sísmica de Venezuela

Recomendaciones de uso responsable del documento técnico:

El presente documento se comparte con fines académicos, formativos y de consulta técnica. Su contenido se basa en principios de ingeniería civil y referencias normativas de uso común, sin embargo, no sustituye el criterio profesional ni la verificación estructural requerida en proyectos específicos. Se recomienda a los usuarios:

1. Utilizar la información como guía de apoyo para el estudio y comprensión del comportamiento estructural de los muros de contención.
2. Verificar y adaptar los criterios de diseño según las normativas vigentes y las condiciones particulares de cada proyecto.
3. No emplear los resultados, ejemplos o esquemas del documento como planos constructivos definitivos sin la revisión de un profesional competente.
4. Citar al autor correspondiente si el material es utilizado con fines académicos o de investigación.

El uso responsable de este material contribuye al desarrollo ético y seguro de la ingeniería civil, promoviendo buenas prácticas en el análisis y diseño estructural.

A continuación, pueden encontrar la Guía Técnica en PDF del Análisis y Diseño de Muros de Contención de Concreto Armado: Descargar documento técnico (PDF)

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¿Qué es una losa de hormigón armado?

Es necesario comprender el significado, en este sentido daremos nuestro concepto: Una losa de hormigón armado es un elemento estructural horizontal utilizado como componente dentro la estructura de edificaciones, diseñado y construido para resistir cargas, transmitiéndolas hacia sus apoyos: Vigas, Columnas, Muros; al ser un elemento plano funge como superficie de suelo o techo en las diferentes edificaciones, las cargas que actúan sobre las losas son aplicadas directamente. Está compuesta por una mezcla de hormigón y acero de refuerzo, donde el hormigón proporciona resistencia a la compresión y el acero absorbe los esfuerzos de tracción, flexión.

Habiendo reforzado el concepto de losa de hormigón, a continuación, se citan los tipos de losas de hormigón armado, y se desarrolla información sucinta de cada una:

• Losas macizas de hormigón armado
• Losas aligeradas: reticuladas o nervadas (Losas en dos direcciones – Losas en una dirección)
• Losas postensadas
• Losas prefabricadas

1. Losas macizas de hormigón armado

Características:

• Se componen de una placa sólida de hormigón, son losas llenas o de sección llena con refuerzo de acero distribuido uniformemente en ambas direcciones.

• El espesor comúnmente varía entre 10 cm y 30 cm, dependiendo de la carga que deba soportar y la luz entre apoyos, se debe prestar atención a la normativa base de diseño, misma que hará referencia a las dimensiones mínimas y máximas aceptadas.

• El refuerzo principal se coloca en la parte inferior para resistir los momentos flectores, y en la parte superior es necesario para resistir los momentos negativos presentes.

Método constructivo:

• De manera general se utiliza un encofrado (de madera, encofrado metálico) continuo que cubrirá toda el área de la losa a construir.

• Se coloca la armadura de acero de refuerzo en la parte inferior y superior de la losa según los planos de detalle, esquemas de armaduras, respetando las cuantías definidas por el cálculo estructural.

• El hormigón de resistencia especificada se vierte en sitio, y luego se vibra – compacta, para posteriormente nivelarla asegurando una distribución uniforme en toda la superficie de la losa.

Usos comunes:

• Edificaciones residenciales y comerciales con luces pequeñas a medianas.

• Aplicaciones donde se requieren superficies planas y uniformes, donde se pueden montar depósitos de agua, estructuras y equipos pesados (Ej: Hospitales).

Ventajas:

• Sencillez en el diseño y construcción.

• Mayor soporte y distribución uniforme de cargas.

• Se adapta a una amplia variedad de aplicaciones estructurales dentro diferentes edificaciones.

Desventajas:

• Incremento del peso propio de la estructura, repercutiendo en dimensiones mayores de elementos estructurales inferiores, Ej. columnas y cimentaciones.

• Incremento del volumen de materiales, incrementado directamente el costo en cuanto a hormigón y acero de refuerzo.

• Si se utiliza en luces grandes, el espesor y la cantidad de acero requeridos aumentan significativamente.

2. Losas aligeradas: Losa reticulada en dos direcciones

Características:

• Este tipo de losas combina una serie de nervios de hormigón armado en dos direcciones (vigas de sección reducida en ambos sentidos), formando retículas o entramados, existiendo espacios vacíos entre ellos que pueden llenarse con bloques de material liviano (casetones fijos, poliestireno expandido) o simplemente dejarse como espacios vacíos (aplicación de casetones recuperables); estas losas también se conocen también como losas casetonadas o sistemas de losa con casetón.

• Los nervios actúan como vigas de dimensiones pequeñas, distribuyendo las cargas hacia los apoyos.

• El espesor total varía según la luz, pero se reduce el uso de hormigón sólido al aligerar la losa.

• En la parte final del acabado se utiliza una capa de compresión, aplicada sobre la losa (parte superior) que tiene como función absorber y distribuir esfuerzos sobre la losa, se utiliza acero de refuerzo para efectos de retracción y dilatación.

Método constructivo:

• Se utiliza un encofrado específico (de madera, encofrado metálico), mismo que debe permitir la posibilidad de formar los nervios que serán soportados y los bloques de material ligero.

• Se colocan varillas como acero de refuerzo, que resultan embebidos al momento de verter el hormigón formando los nervios.

• El hormigón se vierte en los nervios y en la capa superior de la losa (capa de compresión).

Usos comunes:

• Edificaciones con luces medianas a grandes (4 a 8 metros), se debe prestar atención a la normativa base de diseño, misma que hará referencia a las dimensiones mínimas y máximas aceptadas.

• Oficinas, centros comerciales, estacionamientos.

Ventajas:

• Reducción considerable del peso propio de la losa aligerada en comparación con una losa maciza (losa llena).

• Permite cubrir mayores luces sin necesidad de aumentar demasiado el espesor de la losa, a diferencia de una losa maciza.

• Menor volumen de hormigón y acero estructural utilizado, lo que resulta en una disminución de costos, trayendo beneficio económico en el proceso de ejecución del proyecto constructivo.

Desventajas:

• Mayor complejidad en la construcción debido a la diferencia en la forma del encofrado y la colocación de bloques ligeros.

• Mayor tiempo de ejecución comparado con una losa maciza.

• Menor soporte a impactos o cargas fijas debido a los vacíos dentro de la losa aligerada.

3. Losas aligeradas: Losa nervada en una dirección – Losa de Vigueta y bovedilla

Características:

• Este tipo de losas combina una serie de nervios de hormigón armado en una dirección, dejando vacíos entre ellos que pueden llenarse con bloques de material liviano o simplemente dejarse como espacios vacíos; en este caso pueden utilizarse también viguetas prefabricadas (Viguetas pretensadas).

• Los nervios actúan como vigas de dimensiones pequeñas, distribuyendo las cargas hacia los apoyos.

• El espesor total varía según la luz, pero se reduce el uso de hormigón sólido al aligerar la losa.

• Al igual que en el caso anterior, también en la parte final del acabado se utiliza una capa de compresión, aplicada sobre la losa (parte superior) que tiene como función absorber y distribuir esfuerzos sobre la losa, se utiliza acero de refuerzo para efectos de retracción y dilatación.

• Las viguetas pretensadas generalmente vienen acompañadas de especificaciones realizadas por el proveedor, incluyen indicaciones acerca dimensiones de bovedillas.

Método constructivo:

• Se instala un encofrado específico que permite formar los nervios y los bloques aligerantes.

• Se colocan varillas de refuerzo dentro de los nervios.

• El hormigón se vierte en los nervios y en la capa superior de la losa (capa de compresión).

• En el caso de losas alivianadas conformadas por viguetas y bovedilla, se elimina el encontrado total de contacto, requiriendo apuntalamiento al centro de ejes de vigueta, haciendo que la construcción se ejecute más rápido.

Usos comunes:

• Edificaciones con luces pequeñas a medianas (hasta 6 metros, según especifique el proveedor de viguetas pretensadas).

• Oficinas, centros comerciales, estacionamientos.

Ventajas:

• Reducción significativa del peso propio de la losa en comparación con una losa maciza.

• Permite cubrir luces sin necesidad de aumentar demasiado el espesor de la losa.

• Menor consumo de hormigón, lo que resulta en una solución más económica.

• Rapidez en la ejecución al utilizarse viguetas prefabricadas.

Desventajas:

• No aplicable en luces grandes.

• Menor resistencia a impactos o cargas concentradas debido a los vacíos dentro de la losa.

4. Losas postensadas

Características:

• Se utilizan cables de acero de alta resistencia, colocados antes de verter el hormigón, se tesarán después del vertido y cumplido un determinado tiempo de fraguado del hormigón (especificado), se debe prestar atención a la normativa base de diseño, misma que hará referencia a las dimensiones mínimas y máximas aceptadas en cuanto a espesores de losa se refiere.

• El postensado someterá a esfuerzos de compresión en la losa, que una vez puesta en servicio contrarrestara los esfuerzos de tracción que normalmente causarían fisuras.

Método constructivo:

• De manera general se utiliza un encofrado (de madera, encofrado metálico) continuo que cubrirá toda el área de la losa a construir.

• El hormigón se verterá cuando los ductos estén colocados dentro de la losa, los cables se instalarán en los mencionados ductos.

• Después de que el hormigón alcance la resistencia especificada, los cables se tesaran mediante gatos hidráulicos, hasta alcanzar las fuerzas de tesado de diseño.

• Los cables tensados se anclan en los bordes de la losa, mediante placas y cuñas de anclaje.

Usos comunes:

• Edificaciones con grandes luces, como puentes, edificios comerciales, estacionamientos, y estructuras sometidas a esfuerzos mayores donde se requiere minimizar el número de columnas.

• Ideal para estructuras con requisitos arquitectónicos que exigen espacios amplios sin apoyos intermedios.

Ventajas:

• Permite reducir el espesor de la losa en comparación con una losa maciza o llena, repercutiendo en una disminución del peso propio de la estructura.

• Excelente comportamiento ante la aplicación de cargas en luces largas (mayores a 8 metros).

• Controla las fisuras al inducir compresión en la losa.

• Menor deformación bajo cargas debido a la acción de postensado.

Desventajas:

• Costo elevado debido al uso de cables de alta resistencia y equipo especializado para el tensado.

• Requiere mano de obra altamente calificada, especializada y equipos específicos.

• Mantenimiento adicional a lo largo de la vida útil, ya que las pérdidas de tensión deben controlarse.

5. Losas prefabricadas

Características:

• Generalmente construidas por proveedores de servicio fuera del proyecto, en fábricas especializadas, para posteriormente transportase e instalarse en la obra.

• Pueden ser macizas o aligeradas, combinadas con una capa superior de hormigón vertido in situ (capa de compresión).

• Los fabricantes pueden tener losas prefabricadas tipo, con especificaciones en cuanto a soporte de cargas y colocación; también pueden fabricarse losas según proyectos específicos.

Método constructivo:

• Las losas son construidas por fabricantes especializados en plantas industriales y luego se transportan al sitio de proyecto.

• Se colocan sobre vigas o muros y, generalmente, se vierte una capa de compresión para integrarlas a la estructura.

Usos comunes:

• Edificaciones con un enfocadas en la reducción del tiempo de construcción, como viviendas de interés social, edificios de oficinas y centros comerciales.

• Proyectos en los que se requiere mayor eficiencia.

Ventajas:

• Reducción de los tiempos de ejecución del proyecto en su integridad.

• Alta calidad de acabado debido a la fabricación controlada según estándares de una planta especializada.

• Reducción de mano de obra en el proyecto.

Desventajas:

• Costo adicional por el transporte de las losas, logística e instalación en el proyecto.

• Limitaciones en el diseño y personalización debido a la producción tipo (en serie).

• Requiere grúas y equipos pesados para la instalación.

Consideraciones para la elección de losas de hormigón armado

Habiendo presentado en párrafos anteriores información general acerca los diferentes tipos de losas de hormigón armado, es necesario tener las siguientes consideraciones para una toma de decisión acertada en cuanto a las distintas opciones a elegir.

• Comportamiento estructural: Las losas deben diseñarse considerando las cargas que soportaran (vivas, muertas, sismo, dinámicas, etc.), las luces, y el comportamiento a largo plazo, definidos por el objetivo a cumplir de la edificación.

• Eficiencia constructiva: El tiempo y complejidad en la ejecución de la losa, definiéndose por el plazo establecido para la conclusión del proyecto.

• Presupuesto y tiempo: La elección entre los tipos de losas de hormigón armado, influirá directamente en el presupuesto global de la estructura de la edificación, tanto en términos de materiales, mano de obra, como en el cronograma de ejecución del proyecto constructivo. Ej: Losas prefabricadas y postensadas pueden ser más costosas, pero reducen los tiempos de ejecución y los costos directos e indirectos.

En resumen, la selección una losa de hormigón adecuada depende de un equilibrio entre la capacidad de soporte estructural, el costo, el tiempo de ejecución y las necesidades específicas de cada proyecto en particular.

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La colocación en obra del concreto previamente estipulado en el proyecto resulta ser una tarea muy importante. Ya que, de no realizarse correctamente podrían no alcanzarse las características técnicas para las que fue proyectado y fabricado.

Antes que nada, debemos conocer el significado del Vertido del Concreto, el cual consiste en un conjunto de operaciones realizadas para disponer del concreto. Este debe estar fresco, recién recibido o fabricado, en los moldes o encofrados correspondientes.

Dicha colocación debe efectuarse de manera que no se produzca la disgregación de los componentes de la mezcla. Es por ello que, nombraremos los 5 métodos más importantes y generales para realizar correctamente esta labor.

Colocación con Grúa con Cubilote

Este método consiste en cargar un cubo o cubilote, mediante el uso de una grúa y trasladarlo hasta el lugar exacto de la obra en el que se desee colocar o verter. En ese lugar se encontrará un operario que recibirá el cubo y lo colocará de la forma adecuada para verterlo. Esto puede realizarse por la parte inferior del cubo o por un lateral del mismo, siempre y cuando se desarrolle o ejecute de forma correcta.

Este método de colocación del concreto es muy común en obras de edificación. Ya que, puede llevarse a cabo con cualquier tipo de camión, o incluso, grúas torre, de las que, frecuentemente, podemos encontrar en una obra. La capacidad de los cubos puede variar de 0,5 a 8 metros cúbicos, siendo los más utilizados los de un metro cúbico. En cualquier caso, debe considerarse el vertido desde una altura prudente con el fin de no segregar el material al ser precipitado.

Colocación con Blondín con Cubilote

Se basa en la elevación del cubo mediante el uso de cables. Para ello, se disponen dos pilares empotrados en el suelo, unidos por un cable portador. Sobre el cual se desplaza un carro que, a su vez, transporta el cubo. Este método de hormigonado es muy utilizado en grandes presas, en los que el acceso con medios terrestres es complejo.

Colocación con Cintas Transportadoras

El método de hormigonado mediante cinta transportadora permite hormigonar de forma continua, a diferencia de los métodos descritos anteriormente. La cinta nos permite la puesta en obra de hormigones con tamaño máximo de áridos elevados. Aunque debemos tener muy en cuenta que, para poder utilizar este método, el concreto empleado debe poseer una consistencia plástica.

Si se utiliza este método, es recomendable disponer de unas trompas o conductos. Para que, eviten la caída libre a cierta altura del concreto, lo que provocaría su disgregación.

Colocación Directa desde el equipo de Transporte

Es considerado uno de los métodos más sencillos y utilizados para colocar en la obra el hormigón. Este consiste en colocar el concreto directamente desde el camión en el que ha sido transportado, a través de una canaleta a su destino final.

Colocación por Bombeo

En este método, el concreto es transportado a través de un conjunto de procesos técnicos. Abarca desde una tubería pre-ensamblada desde el camión que lo transporta, hasta su lugar final de puesta en obra. Este sistema es impulsado por una bomba rotativa o de pistones.

Para que un concreto pueda ser bombeado debe tener una serie de características concretas que permitan el éxito de la operación. Así, el asiento del ensayo de consistencia debe estar comprendido entre 8 y 20 centímetros. Para así, evitar problemas de segregación del árido grueso y el bloqueo del hormigón dentro de la tubería.

En cuanto a los áridos, la arena debe de corresponder entre el 40 y 45 por ciento del total de áridos. Mientras que la proporción de finos debe situarse entre 350 y 400 kilogramos sobre metros cúbicos. Además, la relación entre el agua y el cemento debe estar entre 0,5 y 0,6.

Cabe destacar que las bombas permiten un hormigonado continuo, obteniendo buenos rendimientos y llegando a puntos de difícil acceso. Además, es una tecnología que está en continuo avance y permite la elección del tipo de bomba entre una gran variedad de ellas. Por otro lado, también existen un conjunto de inconvenientes que debemos tener en cuenta a la hora de seleccionar este método. Como, por ejemplo, para rentabilizarlo económicamente deberemos hormigonar alrededor de 30 a 150 metros cúbicos por hora. Esto es así porque implica un proceso de instalación complejo, que necesita de un personal especializado y de una detallada planificación que incrementan su coste.

Recomendaciones para la Colocación del Concreto

Se deben tener en cuenta unas sencillas recomendaciones antes, durante y posterior al proceso de colocación del concreto, entonces:

• La colocación del concreto no debe efectuarse desde gran altura, evitando su caída libre y procurando que su dirección sea vertical. Del mismo modo debemos procurar que no se produzcan desplazamientos horizontales de la masa.
• El concreto debe ir conducido durante la colocación, mediante canaletas u otros dispositivos que impidan su choque libre contra el encofrado o las armaduras.
• La colocación del concreto se efectuará por tongadas horizontales, de un espesor suficiente, para permitir una buena compactación. Las distintas capas se consolidarán sucesivamente unidas cada una a la anterior. Evitando que transcurra mucho tiempo entre capas para evitar que la masa se seque o comience a fraguar.
• El concreto no debe ser distribuido con rastrillos, ya que se provocaría su disgregación.
• Como norma general debemos considerar ciertos parámetros técnicos. Por ejemplo, el tiempo transcurrido entre la adición de agua a la mezcla debe ser menor a una hora dependiendo del proyecto. Por otro lado, la colocación del hormigón, ha de ser inferior a una hora y media dependiendo de la temperatura.

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• Manejabilidad. Esta dependerá sobre todo de las propiedades y las características de los elementos de la mezcla y de la calidad del cemento. Si se necesita mejorar manejabilidad, puede optarse por aumentar la cantidad de mortero. Mientras que adicionar agua sería contraproducente en este caso, desmejorando la calidad del producto.

• Resistencia y durabilidad. El concreto se diseña para una resistencia mínima a compresión. Pero cuando hay una máxima relación agua-cemento y hay condicionamiento de la cantidad de material cementante, entonces se presentan ciertas limitaciones. Por lo que es esencial, que los requisitos sean mutuamente compatibles. También puede presentarse que la relación agua-material cementante sea una de las características más importante debido a la durabilidad. Si hay especificaciones sobre la durabilidad del concreto, debido a temas como el congelamiento, el deshielo, los ataques químicos, entre otros, entonces la relación agua-cemento, la cantidad mínima de cemento, así como el uso de aditivos, son pieza clave para la elaboración de la mezcla.

• Economía. Los materiales, el equipo y la mano de obra utilizados serán los que darán el costo de una mezcla de concreto. Los materiales pueden variar de costo debido a que el cemento por kilo tiene un precio mayor al de los agregados, por lo que la proporción de estos minimiza la cantidad usada de cemento sin que se tenga que sacrificar las propiedades del concreto, como la resistencia.

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La primera impresión de esta App demuestra sencillez en su apariencia, mostrando variables con sus respectivos campos para el ingreso de los datos necesarios para la dosificación del hormigón. Indicamos a continuación el proceso que se sigue junto con los datos necesarios para poder dosificar hormigones con esta aplicación:

App Gratuita: Dosificación de Hormigón Método EHE

– Resistencia característica del hormigón: Este es el primer dato que se necesita para iniciar con los cálculos, la resistencia característica a la que se desea llegar podrá ser definida por las especificaciones técnicas dependiendo el elemento de hormigón a ejecutar.

– Propiedades de los materiales: Para la dosificación de hormigón se necesitan las masas específicas de los materiales que lo componen (Agua, cemento, grava, arena), el módulo de finura de la arena y el módulo granulométrico de la grava, estos datos se obtienen de los ensayos de laboratorio respectivos.

– Resistencia media necesaria en laboratorio: esta estará en función a las condiciones de ejecución, solo presionan en la pantalla la lista desplegable que les muestra las opciones a elegir (medias, buenas y muy buenas). El cálculo de la resistencia media se realizará de forma automática.

– Relación agua cemento: la relación agua cemento se calculará según la formula mostrada en pantalla. Esta relación está en función a la resistencia media del hormigón a los 28 días y a los valores orientativos de k (Para diferentes tipos de cemento según los áridos rodados o chancados).

– Tamaño máximo del agregado: este valor debe determinarse de acuerdo a las dimensiones de las armaduras a utilizar o también se puede obtener de las tablas disponibles en la App (Según dimensiones mínimas de la sección del elemento Vigas, pilares, muros armados, muros sin armar, losas muy armadas, losas poco armadas o sin armar).

– Cantidades de agua y cemento: en este punto la App da a elegir la consistencia deseada del hormigón Seca, plástica, blanda, fluida mostrando según la elección el asiento en centímetros, posteriormente se elige de la tabla la cantidad de litros de agua por metro cubico, según dimensiones mostradas de agregados rodados – chancados. Elegidos los valores anteriores se obtiene presionando el botón Calcular, la cantidad de cemento en kilogramos.

– Composición granulométrica del agregado total: para resolver el sistema mostrado (dos ecuaciones con dos incógnitas x, y) debemos ingresar el módulo granulométrico del agregado que sigue la parábola de Fuller (m) de la tabla mostrada según el tamaño máximo del agregado.

– Proporciones de la mezcla: Las cantidades de arena y grava G1 y G2 se obtienen de las relaciones mostradas en la App (dos ecuaciones con dos incógnitas G1 y G2), teniendo antes: Los litros de agua por metro cubico de hormigón, la cantidad de cemento, el peso específico del cemento, el peso específico de la arena, el peso específico de la grava y los valores de x, y obtenidos del párrafo anterior.

– Dosificación de hormigón por peso y por volumen: Si todos los datos fueron ingresados correctamente podrán obtener las dosificaciones mencionadas del hormigón (Agua, cemento, arena, grava).

La aplicación para dosificación de hormigón según el método EHE es gratuita, cada cierto tiempo se muestran anuncios en la App que no interfieren de sobremanera en el uso de la aplicación. No olviden calificar la App y dejar sus opiniones… Saludos a la comunidad de ingeniería civil!

Google Play: Dosificación Hormigón EHE

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El hormigón armado consiste en el refuerzo del hormigón con barras de acero para soportar esfuerzos de tracción (flexión – vigas) y/o compresión (columnas). Las Barras embebidas en el hormigón (adherencia), colaboran para soportar los esfuerzos a los que esta sometida una estructura.

A continuación mostramos imágenes previas del documento y el contenido que se desarrolla en el mismo:

Unidad 1. PROPIEDADES DEL HORMIGÓN Y DEL ACERO

Tema 1. Estructuras de hormigón armado

Tema 2. Materiales y dosificación

Tema 3 y 4. Propiedades del hormigón (Resistencia y deformación)

Temas 5 y 6. Acero y anclaje

Unidad 2. DIMENSIONADO DE SECCIONES

Tema 7. Condiciones de seguridad

Temas 8, 9, y 10. Cálculo a flexión y cortante

Tema 11. Disposición de armaduras

Unidad 3. PROYECTO DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN ARMADO PARA EDIFICACIÓN

Temas 12 y 13. Dimensionado de vigas y pilares

Tema 14. Estados límites de utilización

Tema 15. Acciones en la edificación

PRACTICAS. CALCULO DE UN EDIFICIO DE OFICINAS ANEJO A UNA NAVE

Tema 16. Datos para el Cálculo

Tema 17. Dimensionado de armaduras

Gracias por visitarnos, no olviden dejar sus comentarios relacionados a esta Guía de Estudio del Curso de Hormigón Armado (según EHE-08)… Saludos a toda la comunidad de Ingenieria Civil.

Descarga desde GoogleDrive: Aquí

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Fragmento del prólogo del autor:

Esta guía practica trata de llenar un vacío en el estudio del hormigón, describiendo algunos de los métodos más utilizados por la ingeniería en el diseño de las mezclas. La parte uno, se refiere principalmente al método empírico recomendado por el A.C.l.; este constituye el soporte teórico-práctico del libro. La parte dos, analiza tres métodos analíticos para trabajos especiales y la parte tres, describe los métodos de ensayo de materiales.

Esta Guía Práctica para el Diseño de Mezclas de Hormigón fue elaborada por Orlando Giraldo Bolívar a quien damos todo el crédito y agradecimiento correspondiente. A continuación detallamos el contenido que se desarrolla en este documento:

DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN

TABLA DE CONTENIDO

LISTA DE TABLAS

LISTA DE FIGURAS

PROLOGO

1. Método A.C.I. 211.1 para hormigón normal

1.1 RESUMEN

1.2 ALCANCE Y METODOLOGÍA

1.3 INTRODUCCIÓN

1.4 PROPIEDADES DEL HORMIGON

1.4.1 Trabajabilidad

1.4.2 Resistencia

1.4.3 Durabilidad

1.4.4 Peso Unitario

1.4.5 Economía

1.5 INFORMACIÓN PREVIA PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS

1.6 PROCEDIMIENTO PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN

1.7 EJEMPLO DE DISEÑO

1.8 MEZCLAS PARA OBRAS PEQUEÑAS

1.9 PROGRAMA EN BASIC PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS (CASIO PB-700)

2. MÉTODO A.C.I. 211.1 PARA HORMIGÓN CON ADICIÓN DE CENIZAS VOLANTES

2.1 INTRODUCCIÓN

2.2 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LAS CENIZAS VOLANTES EN EL HORMIGÓN

2.3 PROCEDIMIENTO PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN CON CENIZAS VOLANTES Y EJEMPLO

2.4 ESPECIFICACIONES A.S.T.M. respecto al uso de las cenizas volantes en el hormigón

3. MÉTODO FULLER-THOMPSON

3.1 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

3.2 EJEMPLO DE DISEÑO

4. MÉTODO BOLOMEY

4.1 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

4.2 EJEMPLO

5. MÉTODO FAURY

5.1 CONCEPTOS GENERALES

5.2 PROCEDIMIENTO

5.3 EJEMPLO

6. ENSAYOS DE CEMENTOS AGREGADOS Y HORMIGÓN

6.1 EL CEMENTO

6.2 AGREGADOS

6.3 HORMIGÓN

BIBLIOGRAFÍA

Esperamos que esta guía de diseño de mezclas de hormigón sean de utilidad a todos los profesionales y estudiantes de ingeniería civil, no olviden dejar sus comentarios… Saludos

Descarga desde GoogleDrive: Aquí

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Estimado Ing. Civil: le estoy enviando una hoja de cálculo para el diseño de ménsulas de concreto de acuerdo al ACI-318-11, para su uso solo se requiere dar los datos rojos.

En la hoja se mencionan los incisos del ACI de los cuales provienen las fórmulas empleadas.

Espero que les sea de utilidad.

Saludos cordiales…………… Javier Ramos

Tal como indica nuestro compañero, se deben introducir los datos reemplazando los valores que son de color rojo, además se indican las fórmulas utilizadas y los respectivos incisos de donde se obtuvieron según la norma ACI. El elemento a diseñar es una ménsula para apoyar una viga de desplante de barda.

Agradecemos nuevamente a nuestro colega Javier Ramos por la planilla Excel para diseño de ménsulas de concreto, esperamos sus comentarios… Saludos a todas las personas interesadas en temas de ingeniería civil.

PD. No olviden compartir las publicaciones, saludos a todos y tengan un buen día.

Descarga desde GoogleDrive: Aquí

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En la aplicación se deben ingresar varios datos en los campos en blanco, además de seguir los siguientes puntos:

Aplicación Android para Dosificación de Hormigón

Datos a Ingresar:

• Resistencia característica del hormigón (Resistencia de proyecto)
• Masas específicas del: Agua, cemento, grava, arena
• Módulo de finura de la arena
• Módulo granulométrico de la grava
• Valor de “k” de la tabla
• Tamaño máximo del agregado
• Cantidad “A” de agua en litros por metro cubico de hormigón
• Valor de “m” Módulo granulométrico del agregado que sigue la parábola de Fuller

Los puntos que se considera la app para dosificar mezclas de hormigón son los siguientes:

• Introducción de valores iniciales: Resistencia característica de proyecto, Propiedades de los materiales.
• Resistencia media necesaria en laboratorio: Cálculo automático al elegir las condiciones de ejecución.
• Relación agua/cemento: Para obtener este valor solo se debe presionar el botón calcular.
• Tamaño máximo del agregado: Valor obtenido de las tablas que se muestran en la App.
• Cantidades de agua y cemento: Ingresada la cantidad de agua y los valores anteriores, solo es necesario presionar “Calcular” para obtener la cantidad de cemento.
• Composición granulométrica del agregado total: Ingresado el valor de “m” y con los datos anteriores solo basta presionar el botón “Calcular” para obtener los valores “X” y “Y” en porcentaje.
• Proporciones de la mezcla: Ingresados los valores y realizados los cálculos anteriores, solo necesitan presionar los botones “Calcular” en el orden respectivo, el resultado final será las cantidades de agua, cemento, arena y grava. Además se obtendrá la relación en peso.
• Dosificación por volumen: Para obtener la dosificación por volumen solo es necesario presionar el botón “Calcular”.

Nota: Los datos a ingresar en la APP Android para Dosificación de Hormigón, deben ser ingresados de manera ordenada y consecutiva, de igual manera se deben hacer los cálculos en el orden mostrado. Damos esta recomendación para que la App no les muestre ningún error.

La aplicación muestra anuncios al momento de realizar los cálculos, los mismos no interfieren de sobremanera. A continuación presentamos el enlace de la tienda de Google para que puedan instalar la APP.

Google Play: Dosificación Hormigón EHE

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