CONCRETOS MASIVOS EN PROYECTOS INDUSTRIALES
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CONCRETOS MASIVOS EN PROYECTOS INDUSTRIALES 21de Julio, 2009 Raúl Labbé Ingeniero Jefe Especialidad Estructuras Temario ! 1. Particularidades de los Concretos Masivos en los Proyectos Industriales ! 2. Necesidades de Obra y Necesidades de Diseño ! 3. Responsabilidades en el Diseño ! 4. Ejemplos de Proyectos y Obras ! 5. Ejemplo con Verificación de Efectos Térmicos ! 6. Caso Especial 1 Particularidades de los Concretos Masivos en los Proyectos Industriales ! En general, estos concretos masivos constituyen elementos de volúmenes bastante menores a las grandes presas, que dieron origen a la preocupación por los efectos de la generación de calor por la hidratación del cemento. RILEM los llama “medium mass concrete structures” para diferenciarlos de las presas como obras tradicionales de concreto masivo y de las estructuras más esbeltas y mucho menores. En estas obras también debe atenderse a los efectos térmicos, con el objetivo de minimizar y controlar la fisuración asociada. 1 Particularidades de los Concretos Masivos en los Proyectos Industriales ! En general, los concretos masivos mayores ( grandes presas ) no están determinados en su dimensionado, por razones de resistencia. A diferencia de aquellos, los concretos masivos de menor volumen, en general, están esencialmente condicionados por necesidades de resistencia, tanto en sus dimensiones, como en sus aceros de refuerzo. Debido a esto, es frecuente la ocurrencia de cuantías de acero significativas y en el caso industrial además, la incorporación en los concretos, de elementos adicionales ( pernos de anclaje, conductos, insertos, fijaciones, etc.) 2 Necesidades de Obra y Necesidades de Diseño ! Dadas las particularidades señaladas anteriormente, en estas obras industriales, muchas de las recomendaciones habituales para enfrentar el problema térmico, son difíciles de materializar. En general, las medidas han estado limitadas al diseño de la mezcla y a la temperatura inicial de colocación. Repasando en breve, como ejemplo, algunas de estas medidas : ! ! ! ! ! ! ! Reducción de la temperatura de colocación del concreto fresco . . . . . . . . . OK Uso de tamaño máximo mayor para los áridos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .NO Uso de material chancado, en vez de granular de canto rodado . . . . . . . . . OK Uso de cementos de bajo calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . OK Reemplazo del cemento con materiales cementicios suplementarios . . . . . NO y OK Reducción del contenido de cemento y del contenido de pasta. . . . . . . . . . NO, OK? Limitar el tamaño de los vaciados, introduciendo juntas de construcción . .. NO 3 Responsabilidades en el Diseño ! Definir el dimensionado, a partir del cual los concretos se deberán tratar como concreto masivo (Criterios de Diseño). ! Definir estrategia y tratamientos recomendados ( vía Especificaciones Técnicas y Planos ) ! Favorecer diseños que faciliten las operaciones de faena. ( Análisis, Diseños, Detallamiento ) ! Evitar demandas de obra innecesarias ( en resistencias, precisiones, tolerancias ) ! Participar activamente en la planificación de las faenas pertinentes 4. Ejemplos de Proyectos y Obras 4 Ejemplos de Proyectos y Obras ! 4.1 Cepas y Fundaciones Horno de Cal 4 Ejemplos de Proyectos y Obras ! 4.1 Cepas y Fundaciones Horno de Cal 4 Ejemplos de Proyectos y Obras ! 4.1 Cepas y Fundaciones Horno de Cal Fundación F3: Volumen Concreto = 490 m3 Cuantía refuerzo = 70 kg/m3 Planta 16.5 m x 16.5 m Espesor Mat = 1.80 m 4 Ejemplos de Proyectos y Obras ! 4.1 Cepas y Fundaciones Horno de Cal Cabezal Superior Cepa de Horno: Volumen Concreto = 240 m3 Cuantía refuerzo = 90 kg/m3 Planta 10.6 m x 10.2 m Espesor Mat = 2.20 m 4 Ejemplos de Proyectos y Obras ! 4.1 Cepas y Fundaciones Horno de Cal 4 Ejemplos de Proyectos y Obras ! 4.1 Cepas y Fundaciones Horno de Cal 4 Ejemplos de Proyectos y Obras ! 4.1 Cepas y Fundaciones Horno de Cal 4 Ejemplos de Proyectos y Obras ! 4.2 Mats de Fundación Baghouse Cooler Volúmenes Hormigonado: Baghouse = 335 m3 (30 m x 13 m x 1 m) Cooler = 965 m3 (35 m x 24 m x 1,4 m) 4 Ejemplos de Proyectos y Obras ! 4.2 Mat de Fundación Tank Farm 4 Ejemplos de Proyectos y Obras ! 4.2 Mat de Fundación Tank Farm … 4 Ejemplos de Proyectos y Obras ! 4.2 Mat de Fundación Tank Farm Detalle de elementos embebidos que aseguran la posición de los insertos en la masa de concreto. 4 Ejemplos de Proyectos y Obras ! 4.2 Mat de Fundación Tank Farm Armaduras para un Pedestal 4 Ejemplos de Proyectos y Obras ! 4.2 Mat de Fundación Tank Farm Sección Transversal MAT 4. Elementos anexos a estructuras a incluir en diseño: - Anclajes estanques y sus fijaciones provisorias. - Pedestales y anclajes de bombas. - Pedestales rack de cañerías. 4 Ejemplos de Proyectos y Obras ! 4.2 Mat de Fundación Tank Farm Cantidades de Obra MAT 4: Volumen Concreto = 3080 m3 ( 28 m x 44 m x 2.5 m ) Cuantía refuerzo = 125 kg/m3 5 Ejemplo con Verificación de Efectos Térmicos Cabezal de Fundación Molino de Cemento 5 Ejemplo con Verificación de Efectos Térmicos Cabezal sobre Pilotes para Fundación de Molino de Cemento (Vista del Equipo) 5 Ejemplo con Verificación de Efectos Térmicos Planta Cabezal 5 Ejemplo con Verificación de Efectos Térmicos Características Materiales Cabezal Concreto f’c = 4000 psi (app. 28 MPa) Volumen Concreto = 1485 m3 ( app. 20 m x 16m x 4.5m ) Cuantía refuerzo = 38 kg/m3 5 Ejemplo con Verificación de Efectos Térmicos Isométrica Modelo ( Software SAP2000 ) 5 Ejemplo con Verificación de Efectos Térmicos Deformada Sección Media ( Diferencial térmico considerado 42º F ) 5 Ejemplo con Verificación de Efectos Térmicos Esfuerzos en el Concreto Cara Superior ( max. 0.37 Ksi ~ 2,55 MPa ) Esfuerzos en el Concreto Cara Inferior ( max. 0.25 Ksi ~ 1,72 MPa ) 6 Ejemplo Caso Especial Fundación Para Molino de Cemento Sección Trasversal 6 Ejemplo Caso Especial Fundación Para Molino de Cemento Sección Trasversal 6 Ejemplo Caso Especial Refuerzos Fundación Molino: Volumen Concreto Bloque Fundación = 910 m3 Cuantía refuerzo Fundación = 100 kg/m3 Dimensiones = 13 m x 13 m x 6 m 6 Ejemplo Caso Especial Modelación para el Análisis 6 Ejemplo Caso Especial 6 Ejemplo Caso Especial 6 Ejemplo Caso Especial 6 Ejemplo Caso Especial CONCRETOS MASIVOS EN PROYECTOS INDUSTRIALES ESO ES TODO . . . . GRACIAS
