CAPITULO I
MARCO TEÓRICO
1.1.- ANTECEDENTES DEL PROBLEMA:
Al investigar y consultar con estudios bibliográficos realizados, nos permite indicar que existe poca información sobre este trabajo de investigación.
A continuación se presenta los tesis, textos, revistas, etc, que guardan cierta similitud con mi investigación:
* Tesis Cangrejeras descubiertas en alcantarillados
Autor Reyes Ríos Manuel
* Texto Tecnología de la Construcción
Autor Pacheco Zúñiga, Julio
* Revista Manual de aplicación del Concreto Armado
Editorial Aceros Arequipa
*Texto Tecnología del concreto
Autor David Dávila
* Texto Encofrados en Concreto Armado
Autor Solís Suárez, Raúl
CAPITULO II
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2.1.- IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA:
Las Cangrejeras tiene como objetivo primordial y social el de brindar oportunidades a todos los constructores entre los cuales destacan Ingenieros y Tecnólogos para que desarrollen sus potencialidades y habilidades que le permiten mejorar su calidad de ser un mejor profesional y contribuir en el desarrollo de su país con la realización de mejores construcciones.
Para lograrlo las constructoras deben de obtener un personal adecuado y eficiente para que sean capaces de guiar y dirigir en obras teniendo planes previstos a cualquier dificultad que se presente en estas. Para ello se requiere de toda la experiencia, cualidades, creatividad, ingenio, compromiso y entrega de todo el personal de las constructoras.
Sin embargo en la práctica se observan los problemas que no logran los objetivos propuestos, ya que debido al mal manejo de los presupuestos para los materiales requeridos para las construcciones; son mal distribuidos generando que el problema se agrave más y se desarrollen múltiples perjuicios en toda obra realizada haciéndose mas agudos problemas como lo son las cangrejeras que están compuestas de bolsas de aire que luego se desprenden dejando a la vista el ineficiente trabajo realizado por los operarios pero que a la vez son dirigidos por los Ingenieros y Tecnólogos.
2.2.- FORMULACIÓN DEL PROBLEMA:
¿De que manera perjudican las cangrejeras en las estructuras de concreto armado (encofrados)?
2.3.- OBJETIVOS:
La investigación se orienta a través de los objetivos que a continuación se plantean:
2.3.1.- OBJETIVO GENERAL:
Demostrar los perjuicios que generan las cangrejeras en las estructuras de concreto armado (encofrados).
2.3.2.- OBJETIVOS ESPECIFICOS:
1.- Identificar los peligros causados por las cangrejeras.
2.- Determinar las tolerancias admisibles en encofrados para evitar fisuras o bolsas de aire en columnas y vigas.
3.- Capacitar al personal para la realización de encofrados en columnas y vigas .
4.- Proponer nuevos aditivos que permitan evitar la expansión de las cangrejeras.
5.- Establecer que las mezclas a utilizarse sean objeto de pruebas de ensayo para las construcciones de concreto armado.
2.4.- IMPORTANCIA Y ALCANCES DE LA INVESTIGACIÓN:
La construcción de obras es un espacio en el cual se contribuye con la tecnología de los trabajadores en sus respectivos itinerarios laborales; igualmente, a la elevación de la calidad de las obras, tanto como a la prevención de riesgos.
Quienes han construido saben muy bien lo aventurado que es comenzar una obra, sin planificarla ni prever todas las circunstancias y las restricciones que envuelve una tarea, realmente compleja y de tanta responsabilidad, como es la construcción.
Cada obra en particular, aun cuando se trate de construcciones de la misma naturaleza – edificios, por ejemplo – plantea al constructor problemas singulares. Las restricciones que suelen presentarse durante los procesos constructivos se derivan de las características propias de cada obra, así como de las del lugar previsto para la construcción.
En efecto, la topografía de los terrenos, el clima prevaleciente en la zona de los trabajos, la distancia de la obra a centros urbanos, la eventual dificultad para el transporte de la maquinaria, así como la, factibilidad de suministro de agua y energía eléctrica, la disponibilidad de mano de obra especializada, el abastecimiento de materiales, son entre otros, aspectos que deben ser previstos en la importancia de las construcciones de concreto armado (encofrado).
La información acerca de los puntos indicados debe obtenerse “insitu” o deducirse de la experiencia recogida en la intervención en obras similares a la por construirse y, naturalmente, ser concordante con la magnitud y características de la obra encargada; sin embargo, aun cuando se trate de obras ubicadas dentro de zonas urbanas la indagación es indispensable, al menos respecto al relieve del terreno.
2.5.- LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN:
Las limitaciones de esta investigación se dan por los siguientes motivos:
– Falta de una buena supervisión en la culminación de los trabajos realizados en las vigas y columnas .
– Poca eficiencia en algunos trabajadores al realizar el vaciado en los encofrados.
– Presupuestos mal calculados que no cubren los gastos para materiales de calidad A1.
– Requerimiento de control de calidad para los
materiales.
2.6.- DELIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN:
– Los resultados de la investigación corresponde a estructuras encofradas como columnas y vigas.
– Precisamente, una de las hipótesis básicas en las que se sustenta su comportamiento resistente es que no se produzca corrimiento del acero en la masa de concreto, es decir, que la deformación del acero. Para asegurar la eficacia de la adherencia las barras de refuerzo son corrugadas.
CAPITULO III
HIPOTESIS Y VARIABLE:
3.1.- HIPOTESIS DE LA INVESTIGACIÓN:
3.1.1.- HIPOTESIS GLOBAL:
Las cangrejeras perjudican significativamente las estructuras de concreto armado (encofrados).
3.1.2.- HIPOTESIS VARIADAS:
Las cangrejeras en las estructuras del concreto armado se deben a diversos factores como son la resistencia, trabajabilidad y mala colocación del concreto en los encofrados.
3.2.- VARIABLES:
3.2.1.- VARIABLES INDEPENDIENTES:
– Cangrejeras.
3.2.2.- VARIABLES DEPENDIENTES:
– Estructuras de concreto armado (encofrados).
3.2.3.- VARIABLES INTERVINENTES:
– Calidad de materiales.
– Mano de obra.
– Supervisión de obra.
– Control de vibrado.
3.2.1.- VARIABLE INDEPENDIENTE: CANGREJERAS
3.2.1.1.- DEFINICIÓN CONCEPTUAL:
Las cangrejeras son generadas por partículas que se asientan en la base de los encofrados no teniendo un método de compactación estos errores son producidos por el mal vaciado del concreto en los encofrados.
Para esto los agregados son influenciados permitiéndose entrar en riesgo de segregación y de esta manera originado cangrejeras que involucran a la estructura incluso llegando al punto de desintegrar el concreto y empobreciendo la infraestructura.
3.2.2.- VARIABLE DEPENDIENTE: ESTRUCTURA DE CONCRETO armado (ENCOFRADOS)
3.2.2.1.- DEFINICIÓN CONCEPTUAL:
En las estructuras de concreto armado, el concreto posee considerable resistencia a la compresión pero muy limitada a los esfuerzos de tracción. Por ello, se incorpora acero en forma de barras en la masa del concreto, en aquellas zonas donde se desarrollan esfuerzos de tracción, obteniéndose así el material que conocemos como “concreto armado”, en el que la resistencia a la compresión la proporciona el concreto mientras que la resistencia a tracción la asume el acero de refuerzo, aunque cabe indicar que su uso no está restringido exclusivamente a este fin, pues también participa en la resistencia a compresión de elementos reforzados.
La sorprendente competencia resistente del concreto armado se fundamente en la adherencia desarrollada entre el concreto armado y el acero.
CAPITULO IV
DIMENSIONES E INDICADORES:
4.1.- DIMENSIONES: CANGREJERAS
4.1.1.- Resistencia a la compresión de cangrejeras:
La calidad del concreto en su estado endurecido es referida, usual y principalmente, a su resistencia a la compresión. Sin embargo, esta esencial propiedad no es la única relevante; otras, como su durabilidad o su impermeabilidad, también son exigibles. Al respecto, es aceptado que las propiedades señaladas están estrechamente relacionadas con la resistencia a la compresión que alcance el concreto, constituyéndose por sí sola en representativa de su calidad, exigiéndose su oportuna verificación durante los procesos de construcción.
La resistencia a la compresión de una determinada clase de concreto es designada con el símbolo f’c y corresponde a la resistencia que debe alcanzar el concreto a los 28 días a partir de su elaboración. Los valores usuales de resistencia que suele especificar en los proyectos van desde 140kg/cm2 hasta 350kg/cm2 y aún mayores en proyectos especiales para prevenir las cangrejeras.
La comprobación de la resistencia a compresión se realiza mediante ensayos normalizados, que consisten en someter a carga axial probetas estandarizadas. La resistencia se obtiene dividiendo la carga de prueba máxima entre el área de la sección sobre la cual se aplica la carga.
4.1.2.- TRABAJABILIDAD Y CONSISTENCIA para las CANGREJERAS:
La trabajabilidad es la propiedad del concreto en estado fresco requerida para ser transportado, colocado y compactado en los encofrados, sin pérdida de homogeneidad. Homogeneidad significa que los componentes del concreto se encuentran distribuidos uniformemente y en la misma proporción en cualquier porción de la masa de concreto.
La trabajabilidad es un concepto relativo y dependiente, por una parte, de los componentes y características de la mezcla entre ellas, su consistencia, y por otra, de las dimensiones y forma de los encofrados, así como de la cantidad y distribución de las barras de refuerzo. En efecto, un mezcla rígida o seca, constituida por agregados gruesos, que es trabajable sin dificultad mayor en elementos masivos – zapatas, por ejemplo, no podría colocarse y compactarse apropiadamente en encofrados de pequeño espesor o que correspondan a elementos recargados en acero de refuerzo.
La trabajabilidad y la consistencia no son términos equivalentes, aunque sí relacionados. La consistencia se refiere a la fluidez de la mezcla, es decir, a su capacidad de desplazarse dentro de los encofrados y llenarlos enteramente. Depende, principalmente, de la cantidad de agua aportada en el mezclad; también, de la cantidad de mezcla; igualmente, de la forma y tamaño de los agregados.
La consistencia abarca diversos grados de fluidez, desde mezclas secas o rígidas, hasta mezclas fluidas o sueltas. Es elegida teniendo en cuenta el elemento o componente a construirse y el método de compactación a emplearse en la colocación.
Es recomendable, especialmente cuando se trata de columnas, trabajar con mezclas de consistencia plática. Las mezclas plásticas son cohesivas, no se disgregan, fluyen con facilidad y contienen suficiente cantidad de pasta de cemento, de modo que los agregados virtualmente flotan en la pasta. Esto permite la distribución homogénea de los agregados y elimina potenciales riesgos de segregación y de formación de cangrejeras.
La consistencia de una mezcla cualquier puede apreciase a simple vista; no obstante, esta manera empírica no es indicativa de regularidad o uniformidad. Para evaluar y controlar de modo apropiado la consistencia de las mezclas se emplea el método del asentamiento ó “slump”.
4.1.3.- DURABILIDAD:
Es otra de las propiedades exigibles para evitar las cangrejeras. Se refiere a su competencia para resistir en el tiempo severas condiciones de exposición como son los ciclos de congelación y deshielo, típicos en la región de nuestra Sierra. Este fenómeno se caracteriza por la generación de esfuerzos en la masa de concreto debido al congelamiento del agua contenida en sus poros, esfuerzos que, eventualmente, pueden ocasionar la fisuración y hasta la desintegración del concreto.
Otra potencial causa el deterioro del concreto la constituye agentes químicos, como los cloruros y sulfatos, principalmente; los primeros se encuentran en zonas próximas al mar. Cabe precisar que la agresión de los cloruros se manifiesta no tanto en el concreto mismo, sino en el acero de refuerzo de estructuras de concreto armado.
4.1.4.- EL VIBRADO DEL CONCRETO:
La vibración del concreto es un procedimiento particularmente recomendable para compactar mezclas secas o plásticas. Consiste en someter al concreto fresco a impulsos vibratorios, permitiendo que, al momento de su colocación en los encofrados, fluya con facilidad.
Esto es explicable porque la vibración reduce sustancialmente el rozamiento interno entre los áridos del concreto, comportándose entonces (la mezcla) como si fuera un líquido con partículas (los agregados) en suspensión.
El tipo de vibrador comúnmente empleado en edificaciones es el de inmersión, es decir, que la aguja o “cabezote” del vibrador se introduce en la masa del concreto durante la colocación. Los vibradores son accionados por motores a gasolina, o eléctricos. Las características técnicas determinantes en la elección del tipo de vibrador son la potencia del motor y la frecuencia, es decir, el número de impulsos vibratorios que emite la aguja o cabezote. Además , debe tenerse en cuenta la longitud del cable, el tamaño y la forma de la aguja vibratoria.
La frecuencia se expresa en número de vibraciones por minuto, que emite la aguja o cabezote. Los valores de la frecuencia fluctúan entre 3000 y 12000 vibraciones por minuto, y aun mayores. La frecuencia influye decisivamente en la eficiencia de los vibradores; las bajas frecuencias ponen en movimiento los agregados gruesos, las altas frecuencias actúan en el mortero; por lo tanto, los vibradores de baja frecuencia requieren mayor potencia. Por el contrario, cuando son seleccionados vibradores de alta frecuencia se consigue efectos similares con motores de menor potencia. En conclusión, es recomendable emplear vibradores de alta frecuencia.
La vibración no sólo confiere a las mezclas mayor fluidez, tal como ha sido ya señalado. También contribuye en la compacidad; no obstante, cuando se trata de mezclas de consistencias suelta o húmedas lo probable es que los agregados gruesos desciendan al fondo, mientras que la pasta y la arena fluyen hacia arriba, dando lugar a la pérdida de homogeneidad de la masa del concreto y la formación de “CANGREJERAS”.
4.2.- DIMENSIONES: ESTRUCTURAS DE CONCRETO armado (ENCOFRADOS)
4.2.1.- ESTUDIO DE LOS SUELOS:
El término suelo abarca genéricamente los diversos tipos de materiales, tales como la grava, la arena, los limos, las arcillas, y las innumerables mezclas de ellos: arcilla limosa, grava arenosa, limo arenoso, etc. Roca es la parte sólida de la corteza terrestre. Generalmente los suelos se presentan en capas superpuestas constituyendo el subsuelo, y son producto, de acuerdo a lo ya expuesto, de la erosión y el intemperismo. Cada capa de de suelo posee ciertas propiedad específicas que la caracterizan para cimentaciones de estructuras de concreto armado.
A través de los cimientos son transferidos al suelo el peso de las estructuras, las fuerzas que actúan sobre ellas y las sobrecargas correspondientes. Las estructuras serán estables si las capas de suelo que las sustentan son suficientemente resistentes.
4.2.2.- CIMENTACIONES:
Los cimientos son partes de las estructuras, que actúan como transición entre las mismas estructuras y el suelo portante.
Condición esencial de una apropiada cimentación es que las presiones transferidas al suelo portante no excedan las presiones admisibles, correspondientes al suelo de que se trate. También es exigible que no produzcan asentamientos diferenciales excesivos entre secciones de una estructura; esta indeseable eventualidad podría originar daños en las edificaciones.
4.2.3.- ENCOFRADOS:
La construcción de los diversos componentes de las estructuras de concreto armado –columnas, vigas, etc- requiere de encofrados, los cuales, a modo de moldes, permiten obtener las formas y medidas que indiquen los perspectivos planos. Sin embargo, los encofrados no deben ser considerados como simples moldes. En realidad son estructuras; por lo tanto, sujetas a diversos tipos de cargas y acciones que, generalmente, alcanzan significativas magnitudes.
Son tres las condiciones básicas a tenerse en cuenta en el diseño y la construcción de encofrados:
– Seguridad.
– Precisión en las medidas.
– Economía.
De estas tres exigencias la más importante es la seguridad, puesto que la mayor parte de los accidentes en obra son ocasionados por falla de los encofrados. Principalmente las fallas se producen por no considerar la real magnitud de las cargas a que están sujetos los encofrados y la forma como actúan sobre ellos, asimismo por el empleo de madera en mal estado o de secciones o escuadrías insuficientes y, desde luego , a procedimientos constructivos inadecuados.
4.2.4.- COLOCACIÓN DEL CONCRETO:
Los objetivos deseables, referidos a la colocación del concreto, son: que la mezcla fluya uniformemente en el interior de los encofrados sin pérdida de homogeneidad, ocupe totalmente los espacios de los encofrados y, desde luego, rodee íntegramente las barras y el concreto.
4.3.- INDICADORES: CANGREJERAS
4.3.1.- Resistencia a la compresión de cangrejeras
– Cantidades relativas de los materiales de la mezcla y, de modo especial y decisivo, de la relación agua/cemento.
– La resistencia suele juzgarse mediante ensayo de probetas del concreto que viene de la mezcladora.
– La resistencia depende de la aplicación de métodos apropiados de transporte de la mezcla.
– Se debe tener un procedimiento adecuado para la colocación del concreto en los encofrados.
4.3.2.- TRABAJABILIDAD Y CONSISTENCIA para las CANGREJERAS:
– Los componentes del concreto deben ser homogéneos para que la trabajabilidad se de en un 100%.
– En la consistencia se maneja el método de compactación a emplearse en la colocación del concreto.
– Es de suma importancia trabajar con mezclas de consistencia plástica sobre todo en columnas y vigas.
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– Los componen-tes del concreto deben ser homogéneos para que la trabajabilidad se de en un 100%.
– En la consistencia se maneja el método de compacta-ción a emplearse en la colocación del concreto.
– Es de suma importancia trabajar con mezclas de consistencia plástica sobre todo en columnas y vigas.
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4.3.3.- DURABILIDAD:
– Establecer las proporciones de los materiales constituyentes de las mezclas de concreto.
– Medición de los materiales en obra.
– Por la exposición ambiental (agentes químicos), el deterioro del concreto se hace mas notorio.
4.3.4.- EL VIBRADO DEL CONCRETO PARA EVITAR LAS CANGREJERAS
– El equipo debe ser operado por personal responsable y suficientemente capacitado en su manejo.
– El vibrador debe penetrar hasta el fondo de la capa de vaciado y por lo menos 15cm dentro de la capa precedente.
– El tiempo de vibrado en cada inserción será el necesario para lograr una compactación completa. Por lo general, el tiempo de vibrado en cada inserción es de 5 a 15 segundos. Un exceso de tiempo de vibración concentrada en un solo sitio podría dar lugar a segregación en la masa de concreto.
4.4.- INDICADORES: ESTRUCTURAS DE CONCRETO armado (ENCOFRADOS)
4.4.1.- ESTUDIO DE LOS SUELOS:
– Cada capa de suelo posee ciertas propiedades específicas que la caracterizan para cimentaciones de estructuras.
– Importancia de explorar el subsuelo para saber como esta constituido.
– Naturalmente, de detectarse –durante las excavaciones- agua subterránea deberá determinarse el nivel que alcanza.
4.4.2.- CIMENTACIONES:
– La profundidad de las zanjas debe ser la indicada en los respectivos planos de cimentación.
– La cimentación es proyectada mediante pilotes, llegando estos hasta el suelo que se encuentra considerable profundidad.
– En suelos blandos se requiere de cimientos de concreto armado (con refuerzo de acero), a diferencia de terrenos firmes que se aplica el concreto simple.
4.4.3.- ENCOFRADOS:
– La calidad de los encofrados también está relacionada con la precisión de las medidas, alineamientos, el aplomado y el acabado de las superficies del concreto.
– Considerar la magnitud de las cargas que se encuentran sujetos en los encofrados.
– Para los encofrados de columnas se requiere de tablas de 1’’ o de ½’’ de espesor y anchos variables de acuerdo a las secciones de las columnas.
– Para los encofrados de vigas los elementos a tener en cuenta son: fondo del encofrado, costados, tes o caballetes de madera o puntales metálicos. El fondo esta formado por tablones de 1 ½’’.
4.4.4.- COLOCACIÓN DEL CONCRETO:
– El acero de refuerzo ha de estar limpio. Quítese del acero todo revestimiento o salpicadura de mortero endurecido.
– El concreto deberá colocarse lo más cerca de su posición definitiva.
– En general, vaciar en capas horizontales de espesor uniforme que no excedan de 30 a 45cm. Cada capa debe compactarse adecuadamente antes de proceder al vaciado de la siguiente capa.
– En superficies de encofrado inclinadas (rampas escaleras, etc) la colocación del concreto debe iniciarse en la parte baja de la superficie.
– En columnas, la caída libre del concreto puede ocasionar segregación de los agregados, acumulándose los de mayor tamaño en la parte baja.
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