3.3 Propiedades Del Concreto Endurecido1

7/28/2019 3.3 Propiedades Del Concreto Endurecido1

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Caractersticas y propiedades delconcreto endurecido relacionadascon su funcionamiento estructural

y su durabilidad


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I.- FUNCIONAMIENTO

ESTRUCTURAL

RESISTENCIA MECANICA

( COMPRESION, TRACCION,

CORTANTE)

DEFORMACION BAJO CARGA

( MODULO DE ELASTICIDAD,

RELACION DE POISSON, FLUENCIA)

ADHERENCIA CON EL ACERO DE

REFUERZO

RESISTENCIA A LA FATIGA


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II.DURABILIDAD

Resistencia a la abrasin

Cambios volumtricos .

PP

|

Permeabilidad. Resistencia a la

penetracin de lquidos y gases.

Deterioro prematuro:

ataque de sulfatos,

congelacin y deshielo,ataque de sustancia acidas,

lixiviacin de la cal,

corrosin del acero de refuerzo,

reaccin lcaliagregado.


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- Es la capacidad de soportar cargas yesfuerzos

- Tradicionalmente la propiedad masidentificada .- Sin embargo, es una de las diversas

propiedades que el concretoendurecido posee para ser durable.

I.- RESISTENCIA MECANICA


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Depende:

- Resistencia individual de agregados y pasta.

- Adherencia que se produce entre ambosmateriales.

Practica:

- Grado de densificacin. Proporcin de vaciosinfluye en resistencia mecnica.


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Comportamiento integral:Se mide en especmenes estndar de concreto simple q se

someten a condiciones de carga reglamentada, ya sea encompresin o tensin.

Tomar una parte del concreto. Colocarlo en cilindro metlico ( base de 6 y altura de

12), engrasado, en tres capas, compactar con 25 glpes

cada una con varilla de 5/8 y 60 cm. Enrasar la superficie lo mas plana posible. Al dia siguiente retirar el molde y sumergir en agua para

curado-

Pruebas por lo general a los 7 y 28 d as. ( Cada pruebados especimenes)


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a.- RESISTENCIA A LA COMPRESIN AXIAL N.T.P.

339.034

Muestras durante el mezclado, la cuales despus decuradas se someten a pruebas de compresin.

Mejor comportamiento en compresin encomparacin con la traccin, debido a laspropiedades adherentes de la pasta de cemento.

fc esfuerzo a la compresin de probetas, 28 das,despus de vaciado y curado segn norma.


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El concreto debe resistir tambin la tensin diagonal(cortante) y los esfuerzos de adherencia (en contacto

con acero de refuerzo).

Es posible realizar pruebas para cada uno de losesfuerzos individuales mencionados, la decompresin proporciona una buena indicacin de lasotras propiedades y por su sencillez es el ensayo masfrecuente.


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DESARROLLO DE LA RESISTENCIA DEL CONCRETOSEGN EL TIPO DE CEMENTO


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b.- RESISTENCIA A LA TRACCIN POR

COMPRESIN DIAMETRAL N.T.P. 339.084

Cuando una estructura de concreto esta enservicio, generalmente se asume que elconcreto no resiste tensiones.


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Sin embargo al agrietarse durante la flexin,resiste tensiones del orden del 8 20% Rc

dependiendo de la edad y de la calidad de loselementos constituyentes.

Se elaboran para el ensayo de traccin porcompresin diametral, tres (3) probetas parala edad de 28 das para cada relacin a/c.


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c-RESISTENCIA AL ESFUERZOCORTANTE

NO SE DETERMINA DIRECTAMENTE, ESPECIMEN EN TAL

CONDICION, FALLA POR TENSION ANTES DE ALCANZAR ELESFUERZO CORTANTE MAXIMO.

POR ELLO INDIRECTAMENTE, DEDUCIENDOLA DEL ENSAYO DE

ESPECIMENES SOMETIDOS A CONDICIONES DE CARGA QUEPRODUCEN ESFUERZOS COMBINADOS.


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1.2.- DEFORMABILIDAD BAJO CARGA

CAMBIO DE FORMA Y DIMENSIONES POR EFECTO DELAS FUERZAS QUE ACTUAN EN EL. CAUSAS:

a) Deformaciones por fuerzas que normalmente seoriginan y actan externamente: cargas ysolicitaciones. Se consideran deformaciones.

b) Consecuencia de fzas internas que se producen porcausas extrnsecas ( condiciones ambientales) o

intrnsecas ( reacciones qumicas internas). Seconsideran cambios volumetricos.


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Dos condiciones de aplicacin de carga:

De corta duracin o momentneas (nivel deesfuerzos): Modulo de elasticidad, relacin dePoisson,

De larga duracin o sostenidas ( nivel de

esfuerzos y tiempo que permanecenaplicadas): Fluencia.

a) inmediata: depende esfuerzo aplicado.

b) diferida: depende del nivel de esfuerzos ytiempo de permanencia de carga ( paraestabilizar la velocidad de deformacin,aprox. un ao) .


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a.- MDULO ELSTICO ESTTICONORMAL ASTM C-469

Cuando un espcimen se somete a una cargade compresin axial, que se incrementaprogresivamente a velocidad uniforme hasta

un valor inferior al de rotura y luego se retira ala misma velocidad, no recupera susdimensiones originales quedndole una

deformacin permanente.


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Si se grafica esfuerzo deformacin seobtiene una curva por que el concreto no secomporta como un material elstico.

Luego como una curva porque deformacionesaumentan progresivamente en mayorproporcin que lo esfuerzos.


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b) Relacion de Poisson

La proporcin en que el espcimen sedeforma transversalmente con respecto a loque se deforma longitudinalmente. Se le

considera un valor medio representativo en elmismo rango que el modulo de elasticidad.


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De una manera global se considera que relacionde Poisson oscila entre 0.11 y 0.27

aproximadamente. Para peso normal 0.15 y0.20.

Tanto en modulo de elasticidad como enrelacion de Poisson la influencia de agregadoses significativa: tanto por caracteristicas

intrinsicas de roca como por proporcion en lamezcla.


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c.- fluencia

Experimentalmente se observa que el concretocontinua deformndose con el tiempo sinnecesidad de incrementar los esfuerzos,

dependiendo entonces solo del tiempotranscurrido recibiendo el nombre dedeformacin plstica - fluencia.


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Cuando el esfuerzo aplicado y sostenido es

mayor al 75 % del esfuerzo de rupturaconvencional, el concreto falla en un tiempoque es menor a medida que el nivel de

esfuerzo sostenido es mas alto.

Cuando es inferior a 75 % el concreto se

deforma pero no falla. Y estas deformacionesse van reduciendo con el curso del tiempo.


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Este padrn de deformacin se relaciona conevolucin de grietas .

Al rebasar el 75 % del esfuerzo de ruptura , seacelera el crecimiento y propagacin degrietas y si este esfuerzo se mantiene el

proceso de agrietamiento continua hastafallar.


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1.3.- ADHERENCIA CON EL ACERO DEREFUERZO

De esta adherencia dependen agrietamientos enla estructura y deflexiones que experimentauna vez agrietada.

Se evala como el esfuerzo medio de adherenciaque se desarrolla entre el concreto y la varillacuando a esta se le aplica una fuerza de

tension capaz de producir su deslizamiento.


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1.4.- RESISTENCIA A LA FATIGA

Sometido a la accin de cargas repetidas queproducen variaciones cclicas en los niveles deesfuerzo.

Despus de cada ciclo de carga y descarga seacumula una deformacin permanente, alcabo de un cierto numero de ciclos se llega al

estado de deformacion critico en que elconcreto falla.


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II DURABILIDAD


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II.- DURABILIDAD

Ser capaz de resistir la interperie, la accin de

los productos qumicos y el desgaste, a los acuales estar sometido en servicio.

Comportamiento se mejora aumentandoimpermeabilidad, con un agente inclusor deaire o aplicando revestimiento protector en la

superficie.


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2.1 Resistencia a la abrasin.Abrasin: desgaste producido por acciones de

frotamiento y friccin.

En abrasin no interviene la accin directa delos fluidos y no se produce desintegracin delconcreto.

Abrasin mecnica: deterioro de la superficie

de pisos y pavimentos como consecuencia detransido de personas y vehculos.


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Pueden ocurrir como expansiones ocontracciones.

Si el elemento tiene plena libertad paracambiar de volumen no hay esfuerzos.Pero no siempre es as.

2 3 PERMEABILIDAD


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2.3 PERMEABILIDAD

Puede mejorarse, con frecuencia, reduciendo

la cantidad de agua. Exceso de agua deja vacos despus de la

evaporacin, si estn interconectados, el agua

puede penetrar en el concreto. La inclusin de aire y el curado durante

tiempo prolongado , suelen aumentar la

impermeabilidad.


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2.4 DETERIORO PREMATURO

Los primeros usos del concreto datan del siglopasado.

Algunos han superado los 100 aos.

Numerosas estructuras degradacion al cabode pocas dcadas, alcanzando situacionesextremas.

Duracion no es caracterstica del concreto


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Causas de deterioro prematuro

Corrosin del acero de refuerzo

Congelacin y deshielo

Ataque de sustancias acidas

Ataque de sulfatos

Lixiviacin de la cal

Reaccin lcali - agregado


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a) Ataque de sulfatos

Agua + C3A + Sulfato de calcio = ETRINGITAIncremento de volumen 227 %

Agua + C3A + Sulfato de sodio = ETRINGITA

Agua + Ca ( OH) 2 + Sulfato de sodio = YESOIncremento de volumen 127 %

Agua + Silicato di y tri calcico + sulfato de magnesio= YESO

Se crean esfuerzos que primero lo microfisuran y luegolo desintegran gradualmente.


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Medidas Preventivas

Usar cementanteadecuado

( Con puzonala)

Baja relacin a/cDisminuye

permeabilidad

Recubrimiento

Superficial


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Agua de mar cemento II o V portland + puzolana y


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Agua de mar: cemento II o V, portland + puzolana yclinker tipo II

90 % cloruros10 % sulfatos.

El alto contenido de cloruros facilita disolucin de yesoy etringita y estos son extrados por lixiviacion antesde generar tensiones internas. Inmerso no hay

microfisuras hay incremento de porosidad.


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Ocasiona:

Reduccion de seccion de varillas, mermaadherencia y degradan propiedades.

Herrumbre- de volumen mayor al productoque lo origina- agrietamiento.

b) Corrosin del acero de refuerzo


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Los primeros productos de corrosin es

forma de oxido frrico q origina unadelgada pelcula de recubrimientosobre varillas que las protege de

corrosin posterior.

Se conoce como pasivacion del acero y

solo se mantiene mientras concretomantenga PH mayor a 11.5


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La corrosin del acero de refuerzo es unareaccin electroqumica que resulta de la

presencia de humedad, oxigeno ycloruros.

Las condiciones que causan corrosin sontres:


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a) Penetracin de cloruros desde el exterior,una vez que la estructura ha sido construida:

La corrosin comienza cuando estos agentesinfiltran el concreto hasta el acero de refuerzo

y los cloruros rompen la proteccin pasiva quese encuentra en el acero de manera natural.

Conforme el proceso de corrosin continua

este deteriora el acero de refuerzo y creaoxido de hierro (herrumbre).


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Conforme el oxido de hierro se acumuladentro del concreto, este impone un esfuerzode tensin en el concreto, causando grietas y

desconchamientos. Esto permite que aun mascloruros y humedad lleguen al acero derefuerzo, lo que acelera mas el proceso de

corrosion.


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b) Disminucin de la basicidad oalcalinidad del concreto cuando losconstituyentes de este reaccionan

con sustancias acidas o con eldixido de carbono

carbonatacin del concreto


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C) Cloruros en el concreto aadidos durante lamezcla o sus adiciones.


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Causa:

Presiones internas que se originan en el interiordel concreto relacionadas con la congelacindel agua que ocupa sus poros.

c) Congelacin y deshielo


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Dos condiciones

a) Que el concreto tenga suficiente agua

b) temperatura suficiente baja como paraprovocar congelacin de agua en todos los porosdel concreto.


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Proceso por el cual un liquido al penetrar a travs de un

material, disuelve y extrae las sustancia solubles dedicho material por lo que incrementa porosidad.

d) Lixiviacion del hidrxido de calcio

El t d id d d l hid id d


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El concreto endurecido puede perder el hidrxido decalcio. Por eso probetas se curan en agua saturadacon cal.

En condiciones normales en pasta completamentehidratada, el contenido de hidrxido de calcio es del20 al 25 % de slidos de hidratacin cristales que se

desarrollan junto con el gel y se alojan en poros de lapasta .

Posibilidad de que agua externa penetre y disuelvadepende de presin del agua, permeabilidad delconcreto, desplazamiento de agua ( al saturarseentre al secarse retrocede)

) l l d


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Reaccin entre agregados reactivos y lcalisdisueltos que generalmente existen en lasolucin de poro de la pasta de cemento

hidratada en estado hmedo.

Genera un aumento de volumen que genera

tensiones internas capaces de agrietar elconcreto.

e) Reaccin alcali - agregado


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Debido al carcter alcalino de la pasta decemento hidratada cuando entra en contactocon sustancia acida :

los silicatos de calcio hidratados que constituyenel gel de cemento ( de gran resistencia e

insolubilidad) son solubilizados por el acido(forman sales calcicas solubles en agua )y deesta manera pasta pierde coherencia y tiendea desintegrarse.

e) Ataque de sustancias acidas


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Si el concreto posee agregados que no

reaccionan con acidos el ataque se concentraen pasta y conforme se desintegra laspartculas de agregados quedan expuestas

hasta que se disgregan.

Los agregados calcareos si reaccionan con cidos

, de modo que se genera doble ataque y eldeterioro se manifiesta en toda la superficieafectada.

L i t id d t i id


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La intensidad con que una sustancia acida causadeterioro, depende del grado de solubilidad en aguade las sales que se forman como consecuencia de lareaccin.

La profundidad del dao depende del tipo de sustancia

y continuidad en que ocurre su aportacin

A) El id l hd i t i


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A) El acido clorhdrico es sumamente agresivo porqueforma cloruro de calcio , que es sal muy soluble enagua

B) b) acido sulfrico es de medina agresividad, porqueforma sulfato de calcio que es moderadamentesoluble.

C) c) el bioxido de carbono disuelto en solucinacuosa forma cido carbnico que reacciona conhidrxido de calcio produce bicarbonato de calcio,que es relativamente soluble.

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