el concreto celular curado en autoclave : aplicaciones

EL CCA: APLICACIONES PRACTICAS PARA UN MATERIAL INNOVADOR DE CONSTRUCCION
1era Conferencia Internacional sobre Materiales Avanzados de Construccion
Monterrey, NL, MEXICO
3 - 6 de Diciembre 2006
Prof. Richard E. Klingner, Universidad de Texas en Austin
EL CONCRETO CELULAR CURADO
EN AUTOCLAVE : APLICACIONES
PRÁCTICAS PARA UN MATERIAL
INNOVADOR DE CONSTRUCCIÓN
Prof . Richard E . Klingner
Universidad de Texas en Austin
1era Conferencia Internacional
sobre Materiales Avanzados
de Construcción
Monterrey , NL , MÉXICO
3 - 6 de Diciembre 2006
Ferguson Structural Engineering Laboratory - The University of Texas at Austin
1
OBJECTIVOS DE ESTA PONENCIA
„
concreto celular curado en autoclave
( CCA )
¾
¾
„
comportamiento fí
físico
materia prima y fabricació
fabricación
contexto normativo para el CCA
¾
¾
normas EEUU
bases té
técnicas
„
aplicaciones posibles
„
una invitación
2
1
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¿ Qué es el CCA ?
el CCA es
concreto
liviano celular
resistencia compresiva
25 - 75 kg/cm
kg/cm2
resistencia en tracció
1.7 - 5.0 kg/cm
tracción
kg/cm2
densidad en seco
400 - 700 kg/m
kg/m2
módulo de elasticidad
13 - 27 T/cm2
buení
buenísimo aislamiento té
térmico y acú
acústico
buení
í
sima
resistencia
a
incendio
buen
Valores dependen de la clase de CCA
3
¿ Cómo se hacen los elementos
del CCA ? . . .
dosificar y mezclar
materia prima
cortar con alambres
curar en autoclave
4
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. . . ¿ Cómo se hace el CCA ?
„
se mezclan cemento , arena , cal viva ,
agua y un agente expansivo
„
se vacía en moldes , y se deja expandir
5
. . . ¿ Cómo se hace el CCA ?
„
luego de su fraguado inicial , se desmolda y
se corta con alambres templados , sin
separar las piezas
„
se cura en autoclave ( 8 - 12 horas , 10
atmósferas , 180 C )
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3
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. . . elementos típicos de CCA
„
unidades tipo
mamposterí
mampostería no
reforzadas
„
paneles reforzados
„
elementos especiales
tales como dinteles ,
tablones de entrepiso
o techo , y escaleras
„
elementos exteriores
protegidos con estuco
flexible o pintura
( Ytong , Inc . Internet
Product Guide )
7
. . . construcción de elementos tipo
muro cortante de CCA con bloques
tipo mampostería
poner mortero de pega
nivelador en la base
poner mortero para
juntas delgadas
8
4
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. . . construcción de elementos tipo
muro cortante de CCA con paneles
horizontales
colocar paneles
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¿ Porqué usar el CCA ?
„
suficientemente fuerte estructuralmente
„
termal y acústicamente eficaz
„
bajo en masa
„
fácil de usar
„
producido en fábrica -- confiable
„
arquitectónicamente versátil
„
amigable al medio ambiente
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CONTEXTO NORMATIVA EEUU
códigos modelos , ( se finaliza 2007 )
más R y Cd
( por hacer )
( hecho 2005 )
apé
apéndice MSJC
sobre
mamposter
mampostería
CCA
( todas hechas )
especificaciones
ASTM só
sólo para
mamposter
mampostería CCA
especificaciones
ASTM para CCA
como material
apé
apéndice ACI
318 sobre
paneles
reforzados
CCA
especificaciones
ASTM só
sólo para
paneles reforzados
CCA
11
provisiones MSJC de diseño
para mampostería CCA . . .
„
diseño para flexión y carga axial :
¾
¾
¾
„
diseñ
diseño por resistencia
bloque equivalente rectangular de esfuerzos
compresivos
refuerzo má
máximo se limita para asegurar
comportamiento controlado por tracció
tracción
detallado de refuerzo
¾
¾
varillas embebidas en concreto lí
líquido
requisitos para anclajes y empalmes
consideran só
sólo el concreto lí
líquido , y
limitan el porcentaje de acero en los vací
vacíos
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. . . ecuación para capacidad nominal
flexionante
‹
factores claves
¾
¾
¾
Nn
máxima deformació
deformación útil en CCA ( ≤ 0.003 )
refuerzo flector ( As )
N
fuerza axial ( N )
c
V
Mn
As F y
β1 c
13
. . . provisiones MSJC de diseño
para mampostería CCA
„
diseño para corte en el plano :
¾
¾
¾
„
mamposterí
mampostería CCA má
más varillas só
sólo en
soleras llenas de concreto lí
líquido
revisió
revisión de corte en el alma , corte
deslizante , aplastamiento del puntal
diagonal
diseñ
diseño por capacidad contra corte
diseño para corte fuera del plano
¾
semejante a la mamposterí
mampostería convencional
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provisiones MSJC de construcción
de mampostería CCA
„
La Especificación MSJC sobre
Construcciones se requiere por la
Norma MSJC sobre Diseño :
¾
¾
¾
aseguramiento de calidad
materiales ( CCA por ASTM C1386 ,
mortero CCA por fabricantes con
verificació
verificación por terceros )
ejecució
ejecución ( mé
métodos , tolerancias )
15
ENSAYO DEL ENSAMBLAJE
CCA DE DOS PISOS
„
Evaluar un espécimen que incorpora los
aspectos esenciales de un edificio 3 - D
¾
¾
¾
conexiones losa – muro y muro - muro
conexiones del diafragma de entrepiso
muros con alas
„
Verificar que el comportamiento se
gobierna por muros cortantes
„
Confirmar ecuaciones de diseño
previamente desarrolladas con base en
ensayos de muros cortantes
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bosquejo del ensamblaje
„
muros
cortantes
de CCA
con alas
„
losas de
CCA
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. . . orientación de paneles
„
usar paneles
verticales para
simular el peor
comportamiento
esperado
refuerzo
vertical # 4
paneles
verticales
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. . . selección de refuerzo vertical
„
Usar refuerzo mínimo prescriptivo -solamente bordes de paneles y
intersecciones de alma y alas
„
Secuencia de comportamiento
pronosticado
¾
¾
¾
¾
cedencia de refuerzo flector
capacidad nominal flectora
corte deslizante
fisuració
fisuración del alma
19
. . . detalle de conexión entre losa
CCA y muro CCA
junta con
dos varillas
de # 4 , llena
con concreto
líquido
varilla # 3 en
ranura con
concreto lí
líquido
20
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ensayo del
ensamblaje CCA
de dos pisos
12 / 08 / 2002 . . .
entrepisos de
tablas CCA
paralelos
perpendiculares
muros cortantes
con aletas
paneles
verticales CCA
( arreglo crí
crítico )
21
. . . corte basal verso deriva con
deslizamiento sacado
ductilidades de
desplazamiento de
160
4 a 6
712
120
534
80
356
40
178
0
-40-0.6
0
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6 -178
-80
-356
-120
-534
-160
Average drift ratio in % (south positive)
lazos histeré
histeréticos dominados
por flexió
flexión
-712
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conclusiones sobre ensamblaje
„
Comportamiento fue gobernado por muros
cortantes con desempeño confiable
„
Solicitaciones fueron transferidas
exitosamente de diafragmas de entrepiso a
muros cortantes , por adherencia
„
El ensamblaje mostró lazos histeréticos
gobernados por flexión , con ductilidades
de por lo menos 2.5 a 6 , a pesar de la
presencia de fisuración del alma
23
Posibles Aplicaciones del CCA
„
casas
¾
„
multifamiliares
¾
¾
„
mamposterí
mampostería CCA
mamposterí
mampostería CCA
paneles reforzados CCA
tabiques y revestimiento
¾
¾
mamposterí
mampostería CCA
paneles reforzados CCA
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. . . casas
casa en
Arizona ,
EEUU
( cortesí
cortesía AACPA )
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. . . multifamiliares
hotel en Las
Palmas ,
BCS , Mé
México
( cortesí
cortesía AACPA )
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. . . tabiques y
revestimiento
revestimiento ,
Calle 51
ciudad de
Nueva York ,
EEUU
( cortesí
cortesía AACPA )
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Detalles constructivos con el CCA
„
instalaciones eléctricas y de plomería
¾
„
acabados exteriores
¾
„
se hacen en canchas pequeñ
pequeñas o ductos
pintura o estuco flexible ( modificado con
polí
polímeros ) , a prueba del agua lí
líquida , pero
permeable al agua en forma gaseosa
acabados interiores
¾
pintura , revoque flexible , o azulejos
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Detalles
constructivos
„
vistas globales
„
detalles de
armado de
conexiones
www.aacpa.org
( cortesí
cortesía Aercon Florida)
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COMENTARIOS DE CIERRE
„
El CCA es útil y confiable en muchas
aplicaciones estructurales , incluyendo
aplicaciones sísmicas
„
Ya existe una normativa completa para su
uso en los EEUU , y se espera también en
México
„
Se invita al gremio de arquitectos y
calculistas , a ensanchar su uso de este
material y sistema innovador , flexible y
amigable al medio ambiente
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. . . OBJETIVOS DE ESTA PONENCIA
„
el CCA
„
contexto normativo para el CCA
„
aplicaciones posibles
„
una invitación
„
¿ Preguntas y respuestas ?
„
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
[email protected]
31
16