CONCRETO EN ESTADOCONCRETO EN ESTADOCONCRETO EN ESTADO CONCRETO EN ESTADO FRESCOFRESCOFRESCOFRESCO

ING. WALTER OLIVEROS GUZMN

COMPOSICION DEL CONCRETOCOMPOSICION DEL CONCRETO

a.- La pasta:1) Elementos Fundamentales2) Funciones2) Funciones3) Propiedades4) Influenciab El Agregadob.- El Agregado

La Pasta1) Elementos fundamentales:

A) El l S d i l d t A) El gel: Se denomina as al productoresultante de la reaccin qumica ehidratacin del cemento.

B) Los poros: incluidos en ella El cementoB) Los poros: incluidos en ella. El cementohidratado, si lo hay. Los cristales dehidrxido de calcio o cal libre que puedanhidrxido de calcio, o cal libre que puedanhaberse formado durante la hidratacindel cemento.

La Pasta

Esquema tpico de la estructura de la q ppasta de cemento

A) El gel: (concepto) Se define como gel ala parte ceida de la pasta, la cual es elp p ,resultado de la reaccin qumica cemento-agua durante el proceso de hidratacinagua durante el proceso de hidratacin.

Proceso de formacin del gel:Proceso de formacin del gel:

Cuando el cemento se combina el agua se Cuando el cemento se combina el agua seproduce una muy rpida solucinsobresaturada de hidrxido de calcio, consobresaturada de hidrxido de calcio, conconcentracin de silicato calcicohidratado. De acuerdo a Le chatelier estehidrato se precipita rpidamentecorrespondiendo el endurecimiento

t i l did d d l t i lposterior a la perdida de agua del materialhidratado, presentndose el silicato decalcio hidratado en forma de cristalescalcio hidratado en forma de cristalesinterconectados extremadamentepequeos los cuales por sus dimensionespequeos, los cuales por sus dimensionesson denominados gel.

Composicin:Composicin:

El gel es una aglomeracin porosa departculas solidamente entrelazadas enpartculas solidamente entrelazadas, ensu mayora escamosas o fibrosas, elconjunto de las cuales forma una redconjunto de las cuales forma una redeslabonada que contiene material mas o

fmenos amorfo. Comprende: Masa de cementoComprende: Masa de cemento

hidratado, hidrxido de calcio cristalino yporos gelporos gel.

Comportamiento:Comportamiento: Desempea el papel mas importante en elp p p p

comportamiento del concreto,especialmente en su resistenciasespecialmente en su resistenciasmecnicas y su modulo de elasticidad.Las razones de su resistencia aun noLas razones de su resistencia aun noestn claramente comprendidas ( fsicas,qumicas).

La atraccin fsica es del tipo Van derLa atraccin fsica es del tipo Van der Waal entre superficies de slidos separados nicamente por microscpicosseparados nicamente por microscpicos poros gel.

B) Poros: Existen en la pasta cantidadesvariables de espacios vacosvariables de espacios vacos,denominados poros, los cuales nocontienen materia slida, aunque puedenestar llenos de agua.gSe clasifican en:P i t dPoros por aire atrapadoPoros por aire incorporadop pPoros capilaresP lPoros gel

Poros por Aire Atrapado: Durante elproceso de mezclado una pequeap p qcantidad de aire (1%) es aportado por losmateriales y es la que queda atrapada enmateriales y es la que queda atrapada enla masa de concreto. Son parte inevitablede toda pastade toda pasta.

Poros por aire incorporado: Se incorporaPoros por aire incorporado: Se incorporaintencionalmente para incrementar ladurabilidad del concreto, debido a que aumenta, qla proteccin de la pasta contra los procesos decongelacin del agua en el interior de la misma,

it l i t i tporque evita el agrietamiento . Pueden ocupar hasta 5% del volumen del

tconcreto. Adems el aire incorporado tiende a

i t l t b j bilid d l l ti id dincrementar la trabajabilidad , la plasticidad yfluidez de las mezclas: disminuye lasconsistencia permitiendo la reduccin de aguaconsistencia permitiendo la reduccin de agua.

Poros capilares: Son los espacios originalmentegocupados por el agua en el concreto fresco, loscuales en el proceso de hidratacin del cementono han sido ocupados por el gelno han sido ocupados por el gel.

El gel solo puede desarrollarse en los espaciosoriginalmente llenos de agua.originalmente llenos de agua.

Aumenta el numero de poros capilares cuandola relacin agua-cemento es alta.

Al aumentar el numero de poros capilares:aumenta la porosidad, permeabilidad capacidadde absorcin de la pasta; pero disminuyen lasde absorcin de la pasta; pero disminuyen lasresistencias mecnicas de la pasta endurecida.

Poros Gel: Se forman durante el procesoPoros Gel: Se forman durante el procesode formacin del gel, son las partculas deaire que quedan atrapadas dentro de elaire que quedan atrapadas dentro de el,aisladas unas de otras.

Se presentan independientemente de larelacin agua cemento.relacin agua cemento.

La Pasta2) Funciones Contribuir a dar las propiedades

requeridas al producto endurecido.q p Separar las partculas del agregado.

Ll l t l t l d Llenar los vacos entre las partculas deagregado y adherirse fuertemente a ellas.

Proporcionar lubricacin a la masa cuandoesta aun no ha endurecidoesta aun no ha endurecido.

La Pasta3) Propiedades: Dependen de las propiedades fsicas y

qumicas del cemento.q Las proporciones relativas de cemento y

agua en la mezclaagua en la mezcla. El grado de hidratacin del cemento, dado

por la efectividad de la combinacinqumica entre este y el agua.qumica entre este y el agua.

La Pasta4) Influencia: Las propiedades de la pasta son las que

influyen directamente sobre la mezclayfinal.

Para un cemento dado las caractersticas Para un cemento dado, las caractersticasy porosidad de la pasta dependen de la

relacin agua-cemento, y del grado dehidratacin del cemento.

PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLAS DE CONCRETO NORMAL

El objetivo al disear una mezcla deconcreto consiste en determinar lacombinacin mas prctica y econmica dep ylos materiales con los que se dispone,para producir un concreto que satisfagapara producir un concreto que satisfagalos requisitos de comportamiento bajo lascondiciones partic lares de s socondiciones particulares de su uso.

Para lograr tal objetivo una mezcla dePara lograr tal objetivo, una mezcla deconcreto bien proporcionada deberposeer las propiedades siguientes:poseer las propiedades siguientes:

1) En el concreto fresco, trabajabilidadaceptableaceptable.

2) En el concreto endurecido, durabilidad,resistencia y presentacin uniforme.

3) Economa3) Economa.

ELECCIN DE LAS CARACTERSTICAS DE LACARACTERSTICAS DE LA MEZCLA DE CONCRETO

E b l d l En base al uso que se propone dar alconcreto, a las condiciones de exposicin,pal tamao y forma de lo miembros, y a laspropiedades fsicas del concreto (talespropiedades fsicas del concreto (talescomo la resistencia), que se requierenpara la estructurapara la estructura.

Control del concreto frescoControl del concreto fresco

CONCRETO FRESCO.- Es aquel recinpreparado cuyo estado es plstico yp p y p ymoldeable en el cual no se produce elfraguado ni el endurecimiento y adopta lafraguado ni el endurecimiento y adopta laforma del encofrado.

Control del concreto frescoControl del concreto fresco

El control de calidad del concreto dependeen primera instancia de lospprocedimientos de muestreo que permitancontar con porciones representativas paracontar con porciones representativas parael anlisis correspondiente.

El proceso de la toma de la muestra estanormado por ASTM C-172.p

Control de la trabajabilidad y su trascendencia

Trabajabilidad (def.): Es el mayor o menortrabajo que hay que aportar al concreto enestado fresco en los procesos de fabricacin,transporte, colocacin, compactacin yacabado. Esta influenciada principalmente por lapasta, el contenido de agua y el equilibrioadecuado entre gruesos y finos, produciendo enel caso ptimo una suerte de continuidad en eldesplazamiento natural y/o inducido de la masa.

En nuestro pas lo rige la NTP 339 035 y En nuestro pas lo rige la NTP 339.035 yel ensayo se denomina de asentamiento.

Se mide tradicionalmente por el slump oconsistencia (cono de ABRAMS) ya que( ) y qse permite una aproximacion numerica aesta propiedad del concreto pero es unaesta propiedad del concreto, pero es unamanera limitada de evaluarla, siendo mas

b d if id d duna prueba de uniformidad que detrabajabilidad.

Es comn que esta prueba sea uncondicionante de aprobacin ocondicionante de aprobacin odesaprobacin del concreto fresco.

C l d l b j bilid d d iControl de la trabajabilidad y su trascendencia

Se han establecido 3 tipos deasentamientos caractersticos:Normal o verdadero.- Es el propio de una

mezcla rica y con una correcta cantidadmezcla rica y con una correcta cantidadde agua. En este caso el concreto no

f fsufre grandes deformaciones, suscomponentes permanecen unidos debidop pal cemento que los liga.

C t S d dControl de la trabajabilidad y su trascendencia

Corte.- Se produce por un exceso deagua, la pasta pierde su poder aglutinanteproduciendo asentamientos mayores yreduciendo el coeficiente de rozamiento.Desplomado.- Se produce cuando el

concreto tiene mucha agua y es pobre enco c eto t e e uc a agua y es pob e earena, el lugar de asiento se producerotura por derrumbamiento y algunasrotura por derrumbamiento y algunasveces por corte.

Control del peso unitario y contenido de aire

El Peso Unitario (NTP 339.046): es elpeso varillado, expresado en kilos porp , p pmedio cbico, de una muestrarepresentativa del concreto se emplearepresentativa del concreto, se empleaprincipalmente para:

o Determinar o comprobar el rendimiento dela mezcla.

Control del peso unitario y contenido de aire

o Determinar el contenido de materiales(cemento, agua y agregado) por metro( , g y g g ) pcbico de concreto, as como el contenidode airede aire.

o Formamos una idea de la calidad delconcreto y de su grado de compactacin.

CONTENIDO DE AIRE N.T.P. 339.083 Sabemos que mientras ms aire tenga

internamente el concreto su resistencia ainternamente el concreto su resistencia ala compresin disminuir. Pero tambin es

i d t linecesario en casos de tener un clima concondiciones severas (o sea que tengatemperaturas muy bajas), ya que el aireincorporado en ciertas cantidadesco po ado e c e tas ca t dadesfavorece la resistencia a las bajastemperaturas sobre todo en casos en quetemperaturas, sobre todo en casos en queel agua atrapada internamente aumente

l d tsu volumen cuando entra encongelamiento.

Control del peso unitario y contenido de aire

Son muy tiles para evaluar la uniformidady comprobar el rendimiento de la mezclay pal comprobar el peso unitario del diseocon el peso real de la obracon el peso real de la obra.

Normas aplicables ASTM C-138, ASTM C-231 C 1 3231, C-173.

Es de vital importancia cuando se utilizanEs de vital importancia cuando se utilizanincorporadores de aire.

Control de la temperaturaControl de la temperatura

Esta regulada por la ASTM C-1064,queindica la manera de medir la temperaturapdel concreto con un termmetro de 0.5 Cde precisin y que el tiempo que estede precisin y que el tiempo que esteintroducido en la mezcla sea de 2 min.como mnimo y 5 min como mximocomo mnimo y 5 min. como mximo.

Control del tiempo de fragua (NTP 339.082, ASTM C-403)

El ensayo tiene por objeto encontrar el tiempoque demora en ganar el concreto unadeterminada resistencia desde el contactocemento agua.

Para tal efecto se consideran dos definiciones:fragua inicial, cuando el concreto alcanza laresistencia de 500 lb/pulg2, equivalente a 35Kg./cm2, y fragua final, cuando el concretoalcanza la resistencia de 4.000 lb/pulg2, queequivale a 250 kg/cm2.

Exudacin N T P 339 077Exudacin N.T.P. 339.077

Es un tipo de segregacin en la queparte del agua de la mezcla tiende ap gsubir a la superficie del concreto recincolocado Esto se debe a que loscolocado. Esto se debe a que loscomponentes slidos de la mezcla nopueden retener toda el agua depueden retener toda el agua demezclado cuando se asientan en elfondo.

Exudacin N T P 339 077Exudacin N.T.P. 339.077

Por causa de la exudacin la superficiedel concreto puede quedar demasiadop qhmeda y, as el agua queda atrapadaentre elementos superpuestos de concretoentre elementos superpuestos de concretoel resultado puede ser un concretoporoso dbil y poco durableporoso, dbil y poco durable.

Ensayo de fluidez N.T.P. 339.085

Es la capacidad que tiene el concreto paracompactarse como un lquido enp qdeterminadas circunstancias, se logramedir esta propiedad mediante la mesa demedir esta propiedad mediante la mesa desacudidas.