OCTAVA UNIDAD
PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO Y ENDURECIDO Ing. Renato Díaz Galdos
PROPIEDADES PRINCIPALES DEL CONCRETO FRESCO a)
Trabajabilidad
Definida por la mayor o menor dificultad para el mezclado, transporte, colocación y compactación del concreto b) Compactibilidad
Es la medida de la facilidad con que puede compactarse el concreto fresco.
Determinarse el factor de compactación
c) Movilidad Es la facilidad del concreto a ser desplazado mediante la aplicación de trabajo externo.
PROPIEDADES PRINCIPALES DEL CONCRETO FRESCO d) Segregación Las diferencias de las necesidades entre los componentes del concreto, hacen que las partículas pesadas desciendan.
e) Exudación Propiedad por la cual una parte del agua de la mezcla se separa de la masa y sube hacia la superficie del concreto.
f) Contracción
Es una de las propiedades más importantes en función de los problemas de fisuración que acarrea con frecuencia.
PROPIEDADES PRINCIPALES DEL CONCRETO ENDURECIDO a) Elasticidad Es la capacidad del concreto de deformarse bajo carga, sin tener deformación permanente. b) Resistencia Es la capacidad de soportar cargas y esfuerzos, siendo su mejor comportamiento en compresión, en comparación con la tracción, debido a las propiedades adherentes de la pasta de cemento. c) Extensibilidad Es la propiedad del concreto de deformarse sin agrietarse.
Mezclas de prueba
Una mezcla de prueba debe hacerse para chequear los resultados.
De la mezcla deben sacarse 3 cilindros, curarlos y ensayarlos en compresión simple.
También debe registrarse el contenido de aire y el asentamiento.
Si no se cumplen los requisitos, el diseño de la mezcla se debe ajustar.
Mezcla y manejo de hormigón fresco
Preparar la mezcla por peso es mejor que por volumen.
El hormigón debe ser mezclado continuamente hasta que la mezcla tenga aspecto uniforme.
Si se utiliza una mezcladora estacionaria debe mezclarse por lo menos un minuto cuando la mezcla sea de 27 p3 o menos.
En la mezcladora los ingredientes se introducen en el siguiente orden:
– 10% del agua – Parte del agregado grueso – Cemento – Agregado fino y resto del agregado grueso – Resto del agua.
Mezcla y manejo de hormigón fresco
Ready mixed concrete: se prepara en una planta y se lleva al sitio de obra en camiones. Los camiones tienen su velocidad de rotacion y numeros de revoluciones especificado de modo que no se produzca segregación. El hormigón debe ser descargado en el sitio dentro de los 90 min, aun si se usa retardador
Mezcla y manejo de hormigón fresco
Hormigón con bomba:
– El hormigón debe tener muy buena manejabilidad. – El asentamiento debe estar entre 1-1/2 a 4 in.
Vibración del hormigón:
– El objetivo es reducir el aire atrapado. – En pequeñas obras se usa varillas. – En grandes obras debe usarse un vibrador. – Sobre-vibración puede producir segregación.
Segregación y sangrado
Segregación: Las partículas grandes de agregados descienden a la zona inferior de la mezcla.
Sangrado: El movimiento hacia arriba del agua de la mezcla.
Consecuencias:
– La parte superior del mortero es rica en agua y por lo tanto más débil. – El agua que sube queda atrapada bajo partículas de agregados, debilitando aun más la zona de transición.
Curado del hormigón
Proceso para mantener un contenido de humedad y temperatura satisfactorio por un periodo de tiempo definido.
El curado permite la hidratación continua y por lo tanto la ganancia continua de resistencia.
Si se para el curado, al secarse el hormigón termina la ganancia de resistencia.
Curado del hormigón
Algunos números:
– Si no se cura el hormigón, se desarrolla solo el 50% de la resistencia de uno continuamente curado. – Si se cura por 3 dias, se alcanza el 60%. – Si se cura por 7 dias, se alcanza el 80%.
Curado del hormigón
Un buen curado favorece, además de la resistencia:
– la durabilidad, – la impermeabilidad, – la resistencia a la abrasión, – la estabilidad de volumen, – resistencia a ciclos de hielo/deshielo, y – resistencia a químicos “de-icers”
Curado del hormigón
El curado debe empezar al finalizar el fraguado. El curado se puede realizar:
– Manteniendo la presencia de agua. • Haciendo un estanque • Sumergiendo • Rociando humedad o vapor • Usando cubiertas húmedas.
Curado del hormigón
Previniendo la pérdida de agua del hormigón
• Papel o plástico impermeable. • Compuestos formadores de membrana. • No retirando la formaleta
Suministrando calor
• Curado con vapor • Otras técnicas de aplicación de calor
Curado del hormigón
Tiempo de curado:
– Tan largo como sea posible – Para estructuras normales, el tiempo mínimo es de 7 dias o hasta que se consiga el 70% de la resistencia especificada. – Se puede reducir a 3 días si se usa hormigón de alta resistencia inicial.
Propiedades del hormigón endurecido
Cambio inicial de volumen (encogimiento)
– En estado fresco el hormigón disminuye 1% de su volumen. Esto se llama encogimiento plástico . – Es debido a la pérdida de agua por evaporación o succión. – Puede causar fisuras y debe prevenirse minimizando la pérdida de agua. – Ya endurecido, y si no es curado, puede ocurrir el encogimiento por secado . – El 15-30% de este encogimiento ocurre en las primeras dos semanas y el 65-85% en el primer año.
Propiedades del hormigón endurecido
Deformación a largo plazo (creep) .
– Es el gradual aumento de la deformación, en el tiempo, bajo carga sostenida. – Esto ocurre durante años.
– Algunas consecuencias • En vigas, esta deformación aumenta el esfuerzo en el acero. • En columnas resulta en una gradual transferencia de carga del hormigon al acero. • En estructuras preforzadas resulta en una perdida del pre-esfuerzo.
Propiedades del hormigón endurecido Permeabilidad – Afecta grandemente la durabilidad del hormigón – El concreto permeable permite la entrada de agua y químicos, los cuales reducen su resistencia al congelamiento, a la reacción alcalí-agregados y otros ataques químicos. – El agua que penetra corroe al acero de refuerzo. – Los vacíos de los agregados y de la pasta de cemento típicamente no afectan la permeabilidad. – Los vacíos que sí afectan la permeabilidad provienen de: • Consolidación incompleta del hormigón fresco • Evaporación del agua de la mezcla que no se usa en la hidratación
Propiedades del hormigón endurecido
Permeabilidad
– Aumentando la relación w/c tiene un efecto severo en la permeabilidad. – Otros factores que afectan la permeabilidad son: edad del hormigón, finura del cemento e
incorporadores de aire.
Alternativas al hormigón convencional
Hormigón liviano
Hormigón pesado
Hormigón de alta resistencia
Hormigón de alta manejabilidad
Hormigón compensador de encongimiento
Hormigón y polímeros
Hormigón reforzado con fibras
Hormigón compactado con rolo
Hormigón de alta resistencia
Hormigón liviano
Puede costar más pero el menor peso puede compensar el costo.
Los agregados livianos usados son altamente absorbentes.
¡Además tienden a segregarse yendo hacia arriba!
Hormigón pesado
Usado como escudo en plantas nucleares, unidades médicas, etc.
Para aumentar el peso se usan agregados pesados (SG=3.4-6.5).
El peso de los agregados dificulta la manejabilidad y aumenta la segregación.
La manejabilidad se mejora con más arena.
Hormigón de alta resistencia (HSC)
Para obtenerlo se debe controlar la porosidad de la pasta de cemento y de la zona de transición.
Se utilizan superplastificantes .
Tiene una excelente durabilidad.
En USA, se usa para rascacielos.
Hormigón reforzado con fibras
Las fibras sirven como puentes entre partes del hormigón fisurado.
Se puede resistir cargas después de empezar la fisuración.
La resistencia en flexión aumenta en 30%.
Las fibras pueden ser de: acero, plástico, vidrio, etc.
Las fibras disminuyen la manejabilidad.
La cantidad de fibras se limitan al 2% por volumen.
No aumentan grandemente la resistencia del hormigón
