Informe de Tecnologia de Concreto

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

“Sesión 8 y sesión 9”DOCENTE:

ING. RIVASPLATA DÍAZ Julio

INTEGRANTES:

DULC

E ALEGRE, Saira

GIRÓ

N PÉREZ Geiner

HERR

ERA LEÓN, Ivan

OBRE

GÓN FLORES, Ronald

PUMA

YALLA BRICEÑO, Hugo

UNS-Ing. Civil06/03/2012

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTAFACULTAD DE INGENIERÍA - DAICS - E.A.P. INGENIERÍA

CIVIL

SESIÓN 8

/2012-0| Docente: Ing. Julio Rivasplata Díaz

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ESTRUCTURA INTERNA DEL CONCRETO

1. La Pasta

Viene a ser el aglomerante, estructura básica o matriz, que aglutina a los agregados, grueso y fino, aire, y vacíos, es considerado como la fase continua, debido a que se encuentra unida con algo de ella misma.

Elementos fundamentales

Aquella parte del concreto endurecido conocida como pasta comprende a cuatro elementos fundamentales:

a) El gel, nombre con el que se le denomina al producto resultante de la reacción química e hidratación del cemento.

b) Los poros, incluidos en ella.

c) El cemento hidratado, si lo hay.

d) Los cristales de hidróxido de calcio, o cal libre, que puedan haberse formado durante la hidratación del cemento.


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Porosidad de la pasta

Los poros presentes en la pasta se clasifican en cuatro categorías definidas por el origen, tamaño promedio o ubicación. Sin embargo no existe una línea clara de demarcación que separe un rango de tamaños del otro, los poros de estas cuatro categorías son:

- Poros por aire atrapado

- Poros por aire incorporado

- Poros capilares

- Poros gel

a) Poros por aire atrapado, Durante el proceso de mezclado una pequeña cantidad de aire, del orden del 1% son aportados por los materiales y queda atrapada en la masa del concreto, no siendo eliminada por los procesos de mezclado, colocación o compactación. Los espacios que este aire forma en la masa de concreto se conocen como poros por aire atrapado. Son parte inevitable en todos los concretos, varían en tamaño desde aquellos que no son perceptibles a simple visita, hasta aquellos de 1 cm. o más de diámetro, su perfil suele ser irregular y no necesariamente están interconectados.


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La presencia de poros por aire atrapado es indeseable dado a que contribuyen a la disminución de resistencia y durabilidad del concreto, pudiendo adicionalmente incrementar la permeabilidad.

b) Poros por aire incorporado, Fundamentalmente por razones de incremento en la durabilidad del concreto, por incremento en la protección de la pasta contra los procesos de congelación del agua en el interior de la misma, se pueden incorporar intencionalmente, mediante el uso de aditivos químicos, minúsculas burbujas de aire las cuales se conocen como poros de aire incorporado.

Las burbujas de aire incorporado son generalmente de perfil esférico con diámetros promedio entre 0.08 a 0.10 mm. Pueden ocupar hasta un 5% o más de volumen en el concreto. Este sistema de vacíos estrechamente espaciados permite un incremento significativo de la durabilidad del concreto al crear un gran número de cámaras en las que se puede congelar el agua presente en los poros capilares, evitando que la tensión generada por la expansión debido a la conversión de agua a hielo contribuya a agrietar el concreto.

El principal inconveniente de la presencia de burbujas de aire en la mezcla es que estas al incrementar la porosidad, tienden a disminuir las resistencias mecánicas en un 5% por cada 1% de aire incorporado.

c) Poros capilares, Se define como poros capilares a los espacios originalmente ocupados por el agua en el concreto fresco, los cuales en el proceso de hidratación del cemento no han sido ocupados por el gel.

El gel sólo puede desarrollarse en los espacios originalmente llenos de agua. Por tanto si la relación agua / cemento es alta o el curado es pobre, la cantidad de espacios ocupables por el gel será alta y sólo una parte de ellos será ocupada por el gel durante el proceso de hidratación, quedando los espacios residuales en la condición de poros capilares.

Los poros capilares no pueden ser apreciados a simple vista, varían en perfil y forman un sistema, en muchos casos interconectados, distribuido al azar a través de la pasta.

Dependen de la relación agua / cemento, como del grado de hidratación de la pasta; aunque son de tamaño submicroscópico están en capacidad de contener agua que puede congelarse. Es evidente que conforme aumenta el número de poros capilares, la resistencia será menor, al mismo tiempo que tenderá a aumentar


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la porosidad, permeabilidad y capacidad de absorción de la pasta y por ello del concreto.

d) Poros gel, Durante el proceso de formación de gel quedan atrapados dentro de este, totalmente aislados unos de otros, así como del exterior, un conjunto de vacíos a los cuales se les conoce con el nombre de poros gel.

Estos poros se presentan en el gel independientemente de la relación agua/cemento y el grado de hidratación de la pasta, ocupando aproximadamente el 28% de la misma.

Los poros gel tiene un diámetro muy pequeño, del orden de aproximadamente de 0.00000018 mm. Equivalente al de las moléculas de agua. Debido a su muy pequeño diámetro el agua no congela en ellos, estos poros no están interconectados.

El agregado

Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas, de origen natural o artificial. Los agregados en la fase discontinua del concreto. Ellos son materiales que están embebidos en la pasta y ocupa entre el 62% y 78% de la unidad cubil del concreto. La estructura interna del concreto es la que establece su comportamiento resistente, debido en gran parte a la capacidad de la pasta para adherirse a los agregados, y soporte mecánico propiciado por el acomodo de las partículas inertes y sus características propias; es decir, que el resultado del comportamiento se debe a la conjunción de ambos.

La estructura del concreto no es homogénea, y en consecuencia no es isotrópica, es decir no mantiene las mismas propiedades en diferentes direcciones. Esto se debe principalmente a los diferentes materiales que intervienen, su variabilidad individual, así como al proceso de elaboración, en que durante la etapa en que la pasta es plástica, se posibilita el acomodo aleatorio de los diferentes componentes hasta su ubicación definitiva al endurecer.

Existen en la pasta cantidades variables de espacios vacíos, denominados poros, esta porosidad es la que condiciona el comportamiento posterior del concreto para absorber líquidos y su permeabilidad o capacidad de flujo a través de él.


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La porosidad del agregado

Las cuatro categorías de poros que pueden presentarse en la pasta corresponden a espacios que están en el concreto fuera de los límites de los agregados. Sin embargo este es poroso y permeable, pudiendo variar el total de poros, de acuerdo a los diferentes tipos de rocas, entre el 0.3% y el 20%.

Algunas rocas presentan macro poros, los cuales se definen como poros lo suficientemente grandes como para que los efectos de la capilaridad en ellos sean muy pequeños o despreciables.

Los pequeños vacíos presentes en el agregado, en forma similar a los poros capilares de la pasta, pueden bajo determinadas circunstancias ser parcial o totalmente llenados de agua y originar problemas como la congelación, que afecta la durabilidad del concreto.

De todo lo anterior, se deduce que el concreto endurecido no es de por si impermeable al agua, debiéndose esto, a al porosidad que posee, la cual permita la filtración del agua cuando entran en contacto.

Se debe señalar, que la permeabilidad del concreto, no es una simple función de la cantidad de poros, sino que depende del tamaño, de su distribución y la continuidad de ellos; por consiguiente su determinación es necesario tomar estos aspectos.

El agua fluirá mas fácilmente a través de los poros capilares, que a través de los poros gel, debido básicamente al tamaño de ellos. Luego se puede indicar que la permeabilidad de la pasta y consecuentemente del concreto, es controlada por la porosidad capilar.


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PROPIEDADES PRINCIPALES DEL CONCRETO FRESCO


PROPIEDADES DEL

CONCRETO FRESCO

TRABAJABILIDAD ESTABILIDAD COMPACTIBILIDAD

EXUDACIÓN CONTRACCIÓN PESO UNITARIO

MOVILIDAD SEGREGACIÓN

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TRABAJABILIDAD

Es el mayor o menor trabajo que hay que aportar al concreto en estado fresco en los procesos de mezclado, transporte, colocación, compactación y acabado.

La facilidad de colocar, consolidar y acabar al concreto recién mezclado se denomina trabajabilidad.

El concreto debe ser trabajable pero no se debe segregar excesivamente. El sangrado es la migración de el agua hacia la superficie superior del concreto recién mezclado provocada por el asentamiento de los materiales Sólidos - Cemento, arena y piedra dentro de la masa. El asentamiento es consecuencia del efecto combinado del la vibración y de la gravedad.


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A. Los factores que influyen en la trabajabilidad son:

1—El contenido del agua de secado, es el principal factor que influye en la manejabilidad del concreto; se expresa en kg o litros por m3 del concreto.2—La fluidez de la pasta, debido a que para una cantidad determinada de pasta y de agregado, la plasticidad de la mezcla dependerá de las proporciones de cemento y agua en la pasta.3—El contenido de aire, bien sea naturalmente atrapado o adicionado, aumenta la manejabilidad de la mezcla porque sus burbujas actúan como balineras de los agregados permitiendo su movilidad.4—La buena gradación de los agregados.5—los agregados gruesos con partículas planas y alargadas o de forma cúbica con superficie rugosa, disminuyen la manejabilidad de la mezcla.6—Bajo contenido de arena en proporción con el contenido de agregado grueso determina una mezcla poco manejable. Pero si el contenido de arena es elevado hay necesidad de añadir agua o pasta en exceso para que la mezcla sea manejable presentándose también segregación o exudación.7—Algunas condiciones de clima y temperatura pueden alterar la manejabilidad de la mezcla.8—Algunas condiciones de producción y colocación del concreto.


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CONTENIDO DE CEMENTO

Habrá mayor trabajabilidad cuando la cantidad en la mezcla sea mayor.

FINEZA DEL CEMENTO

A mayor fineza, mayor trabajabilidad.

PERFILES DEL AGREGADO, TEXTURA SUPERFICIAL DEL AGREGADO

Las mezclas con canto rodado son siempre más trabajables que mezclas similares con

piedra partida.

Los agregados angulosos y lajosos requieren mayor cantidad de agua para la misma trabajabilidad que la requerida por los agregados lisos y redondeados.

El agregado fino con partículas de formas angulosas, afecta proporcionalmente más la trabajabilidad del concreto que piedras lajosas en el agregado grueso.

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GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO

- No existe granulometría ideal desde el punto de vista de trabajabilidad.

- El efecto de granulometría sobre la trabajabilidad del concreto en estado fresco es variable, puesto que depende de los contenidos de cemento y agua.

- La mejor granulometría será la que tenga menor área superficial, para un volumen dado del agregado.

- La trabajabilidad no es afectada cuando se modifica la granulometría del agregado siempre y cuando la superficie específica del agregado no varíe.

- Agregados con granulometrías discontinuas exigen más agua para una misma trabajabilidad.

LAS PUZOLANAS

- En general, las adiciones al cemento mejoran la consistencia y la trabajabilidad del concreto fresco, porque se le añade un volumen adicional de finos a la mezcla.

- Las cenizas volantes y las escorias generalmente reducen la demanda de agua para el asentamiento (revenimiento) requerido del concreto.

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B. También afectan la trabajabilidad del concreto:- El uso de aditivos fluidificantes o incorporadores de aire puede mejorar la

trabajabilidad de las mezclas.- Un exceso de tiempo de transporte o un mezclado prolongado, aún con velocidad de

agitación baja pueden influir negativamente en la trabajabilidad.- No debe agregarse agua en exceso para hacer más trabajable la mezcla porque reduce

la resistencia del concreto endurecido.

C. Límites de trabajabilidad:

La disminución de la pasta con respecto a la cantidad de agregado en la mezcla, tiene a hacerla más áspera y dura. Por otra parte un incremento en el volumen de la pasta hace a la mezcla más fluida. Para una determinada cantidad de pasta y agregado se tiene:

- Si la pasta contiene más cemento y menos agua, será más áspera y poco trabajable.- Si la pasta contiene más agua y menos cemento, la pasta puede ser lo

suficientemente fluida y no formará con los agregados una masa cohesiva.

D. Elección de la trabajabilidad:- La trabajabilidad no debe ser mayor que la necesaria.- Un concreto con poca trabajabilidad no puede ver adecuadamente colocado y

compactado.- El concreto debe ser lo suficientemente trabajable como para garantizar el

progreso de la obra sin la necesidad de añadir agua.


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E. Lugares donde necesita mayor trabajabilidad:

- Secciones Pequeñas: La distancia entre las caras del encofrado puede restringir o hacer difícil el proceso de compactación del concreto.

- Secciones muy elaboradas: Donde las esquinas no son redondeadas y donde el concreto no es fácilmente accesible y compactable.

- Secciones altamente reforzadas: Donde las barras están cruzadas o superpuestas.


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F. Medida de la trabajabilidad:- No existe un método de laboratorio para medir la trabajabilidad del concreto en

estado fresco.- Depende en gran medida del criterio y experiencia del ingeniero.


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ESTABILIDAD

El concreto endurecido presenta ligeros cambios de volumen debido a variaciones en la temperatura, en la humedad en los esfuerzos aplicados. Estos cambios de volumen o de longitud pueden variar de aproximadamente 0.01% hasta 0.08%. En le concreto endurecido los cambios de volumen por temperatura son casi para el acero.

El concreto que se mantiene continuamente húmedo se dilatara ligeramente. Cuando se permite que seque, el concreto se contrae. El principal factor que influye en la magnitud de la contracción por el secado aumenta directamente con los incrementos de este contenido de agua. La magnitud de la contracción también depende de otros factores, como las cantidades de agregado empleado, las propiedades del agregado, tamaño y forma de la masa de concreto, temperatura y humedad relativa del medio ambiente, método de curado, grado de hidratación, y tiempo. El contenido de cemento tiene un efecto mínimo a nulo sobre la contracción por secado para contenidos de cemento entre 280 y 450 kg por metro cúbico.

Cuando el concreto se somete a esfuerzo, se forma elásticamente. Los esfuerzos sostenidos resultan en una deformación adicional llamada fluencia. La velocidad de la fluencia (deformación por unidad de tiempo) disminuye con el tiempo.

SOBRE LAS CADENAS DE CIMENTACIÓN SE ERIGEN PAREDES Y COLUMNAS ASEGURANDO SU ESTABILIDAD CON MORTERO Y CONCRETO DE CALIDAD (210KG/CM2)


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COMPACTIBILIDAD

La compactación o consolidación del concreto es la operación por medio del cual se trata de densificar la masa, todavía blanda reduciendo a un mínimo la cantidad de vacíos. Estos vacíos en la masa provienen de varias causas, de las cuales las dos mas importantes son el llamado aire atrapado, y las vacuolas producidas por la evaporación de parte del agua de amasado.

Después de que el concreto ha sido mezclado, transportado y colado, contienen aire atrapado en forma de vacíos. El objeto de la compactación es eliminar la mayor cantidad posible de este indeseable aire; lo ideal es reducirlo a menos del 1 %, (por supuesto, esto no procede cuando hay inclusión deliberada de aire, pero en este caso, el aire es estable y está distribuido uniformemente.


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La cantidad de aire atrapado guarda relación con la trabajabilidad; los concretos con 75 mm de concreto de revestimiento contienen alrededor del 5% de aire; en tanto que los concretos con 25 mm de revenimiento contienen alrededor de 20 %; razón por la cual el concreto de revenimiento bajo requiere más esfuerzo de compactación – ya sea más tiempo o más atizadores – que el concreto con revenimiento elevado.

El aire atrapado es consecuencia inevitable del manejo de la propia masa blanda de concreto que, al ser mezclada, transportada y colocada, incorpora estos volúmenes de aire en su interior. La evaporación de parte del agua de amasado se genera porque no toda ella toma parte en la reacción con el cemento. En realidad, esa masa de agua reactiva solo vienen a ser un poco mas del 25 % en peso del cemento. El resto del agua no se combina químicamente, sino que cumple funciones de lubricación favoreciendo la trabajabilidad. Ese exceso de agua, y el aire atrapado, es lo que tratamos de eliminar cuando compactamos el concreto recién colocado. El agua no reactiva que pueda quedar en el interior de la masa no participa de la función resistente del concreto, y si se deseca, produce vacíos en forma de burbujas o de canales. Esos vacíos internos son, además de volúmenes sin resistencia mecánica, puntos débiles para la durabilidad.


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Es importante extraer este aire atrapado (vacíos) por las siguientes razones:

Los vacíos reducen la resistencia del concreto. Por cada 1 % de aire atrapado, la resistencia se reduce en un 5 ó 6 %, así pues, un concreto con, digamos, 3 % de vacíos, será del 15 % al 20 % menos resistente de los que debería ser.

Los vacíos reducen el contacto entre el concreto y el acero de refuerzos y otros metales ahogados; por lo que no se obtendrá la adherencia requerida y el elemento reforzado no será resistente como debiera.

Los vacíos producen defectos visibles, como cavidades y alveolado en las superficies trabajadas.

El concreto completamente compacto será denso, resistente, durable e impermeable. El concreto mal compactado será débil, poco durable, alveolado y poroso; en otras palabras bastante ineficaz.

Existen numerosos procedimientos para disminuir ese conjunto de vacíos. La selección de cada uno de ellos dependerá de las características del concreto y del tipo de estructura que se esté construyendo. Pero el propósito en todos ellos es el mismo: llenar las formas geométricas de los encofrados con una masa densa, adherir esa misma masa a la superficie longitudinal de todas y cada una de las barras metálicas del refuerzo, y poner en contacto absoluto, sin vacíos internos, a todos los componentes del concreto. Los métodos de densificación del concreto los podemos dividir en dos grupos:

Compactación Manual

La compactación manual fue la primera en la historia del material y se efectuaba con barras o pisones. Con ellos se golpea verticalmente el concreto, penetrándolo si es con barra o aplastándolo si es con pisón. El grado de compactación que se obtiene con la barra no es elevado, por la condición del material de ser prácticamente en confinado ante las desproporción de la separación de las paredes del encofrado y el calibre de la barra golpeadora. Sita mucho de ser el caso favorable de la preparación del cilindro para el ensayo de compresión.

La compactación manual dio paso a la compactación por vibrado, donde se aprovecha la condición tixotrópica del concreto en estado fresco, mediante cual se hace menos viscoso cuando está en movimiento y se atiesa al quedar en reposo.

La masa del concreto se hace vibrar, con lo cual el material se fluidifica y permite su acomodo al molde, envolviendo las armaduras. Se expulsa gran cantidad del aire atrapado, se hacen subir a la superficie parte del agua con funciones de lubricación y se unifica la masa eliminando vacuolas y planos de contacto.


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Compactación por vibrado

El vibrado, el paleado - incluso el apisonamiento con el pie - son medios útiles para eliminar el aire del concreto y compactarlo, pero la mejor manera y la más rápida es la vibración.

Cuando una mezcla de concreto es vibrada, se "fluidifica" y se reduce la fricción interna entre las partículas de agregados - de la misma manera que el azúcar o a arena seca en un frasco no muy lleno, se asientan al golpearlo ligeramente, haciendo que las partículas se aprieten más una con otra. Esta fluidificación hace que el aire atrapado surja a la superficie, y que el concreto se compacte.

Con una mezcla cohesiva y apropiadamente diseñada, se minimizan la segregación y el sangrado. En una mezcla excesivamente húmeda, los trozos grandes de agregado pueden asentarse durante la compactación, dando como resultado una capa débil de lechada en la superficie; cuando esto ocurre, la lechada debe ser retirada. Por lo tanto, es redituable verificar que la mezcla esté correctamente dosificada desde el principio.

La vibración se puede producir por varios procedimientos:

- Vibrado interno, por medio de vibraciones de inmersión, o pre-vibradores.- Vibrado externo, por medio de vibradores de contacto con el encofrado.- Vibrado por el uso de mesas vibradoras.- Vibrado superficial


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3) MOVILIDADEs la facilidad del concreto a ser desplazado mediante la aplicación de trabajo externo. Se evalúan en función de la viscosidad, cohesión y resistencia interna al corte.La viscosidad viene dada por la fricción entre las capas de la pasta de cemento, la cohesión es la fuerza de adherencia entre la pasta de cemento y los agregados, y la resistencia interna al corte la provee la habilidad de las partículas de agregados a rotar y desplazarse dentro de la pasta.Es importante al momento de diseñar y comparar mezcla, realizar una evaluación al menos cualitativa de estos parámetros, con objeto de acercarnos al óptimo.

b) SEGREGACIÓNLas diferencia de densidades entre los componentes del concreto provocan una tendencia natural a que las partículas más pesadas desciendan, pero en general, la densidad de la pasta con los agregados finos es sólo un 20% menor que la de los gruesos (para agregados normales) lo cual sumado a su viscosidad produce que el agregado grueso quede suspendido e inmerso en la matriz.

Cuando la viscosidad del mortero se reduce por insuficiente concentración la pasta, mala distribución de las partículas o granulometría deficiente, las partículas gruesas se separan del mortero y se produce lo que se conoce como segregación. En los concretos con contenidos de piedra del 55% en peso con respecto al peso total de agregados, es frecuente confundir la segregación con la apariencia normal de estos concretos, lo cual es muy simple de verificar obteniendo dos muestras de concreto fresco de sitios diferentes y comparar el contenido de gruesos por lavado, que no deben diferir en más de 6%.

La segregación se produce que disminuya la resistencia y la durabilidad del concreto


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c) EXUDACIÓNPropiedad por la cual una parte del agua de mezcla se separa de la masa y sube hacia la superficie del concreto.

Es un caso típico de sedimentación en que los sólidos se asientan dentro de la masa plástica. El fenómeno está gobernado por las leyes físicas del flujo de un líquido en un sistema capilar, antes que el efecto de la viscosidad y la diferencia de densidades.

Está influenciada por la cantidad de finos en los agregados y la finura del cemento, por lo que cuanto más fina es la molienda de este y mayor es el porcentaje de material menor que la malla N° 100, la exudación será menor pues se retiene el agua de mezcla.


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e)CONTRACCIÓN

Es una de las propiedades más importantes en función de los problemas de fisuración que acarrea con frecuencia.

Ya hemos visto que la pasta de cemento necesariamente se contrae debido a la reducción del volumen original de agua por combinación química, y a esto se le llama contracción intrínseca que es un proceso irreversible.

Pero además existe otro tipo de contracción inherente también a la pasta de cemento y es la llamada contracción por secado, que es la responsable de la mauro parte de los problemas de fisuración, dado que ocurre tanto en el estado plástico como en el endurecido si se permite la pérdida de agua en la mezcla.

Este proceso no es irreversible, ya que si se repone el agua perdida por secado, se recupera gran parte de la contracción acaecida.

Esta propiedad se tratará con mucha amplitud al tocar el tema de los cambios volumétricos en el concreto, siendo lo fundamental en este Capítulo, el tener claro que el concreto de todas maneras se contrae y si no tomamos las medidas adecuadas indefectiblemente se fisura, y en muchos casos esta fisuración es inevitable por lo que sólo resta prevenirla y orientarla.


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f) PESO UNITARIO

DEFINICION

Es el resultado de dividir el peso de las partículas entre el volumen total incluyendo los vacíos. Al incluir los espacios entre partículas influye la forma de acomodo de estos. el procedimiento para su determinación se encuentra normalizado en ASTM C 29 y NTP 400.017. Es un valor útil sobre todo para hacer las transformaciones de pesos a volúmenes y viceversa por ejemplo para un agregado grueso pesos unitarios altos significan que quedan muy pocos huecos por llenar con arena y cemento.

El peso unitario del concreto se emplea principalmente para:

Determinar o comprobar el rendimiento de la mezcla. Determinar el contenido de materiales (cemento, agua y agregado) por metro

cúbico de concreto, así como el contenido de aire. Formamos una idea de la calidad del concreto y de su grado de compactación.

ENSAYO

La determinación del peso unitario puede realizarse aplicando el método de ensayo de la ASTM C -138

El procedimiento para su determinación, consiste en llenar un molde de volumen determinado con muestra representativa, en 3 capas sucesivas con 25 golpes cada capa, y luego pesarlo.

PESO POR METRO CUBICO:

P.U. = Peso Unitario del Concreto en Kg.

P = Peso del concreto + Peso del recipiente en Kg.


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R = Peso del recipiente en Kg.

V = Volumen del recipiente en m³

RENDIMIENTO (VOLUMEN PRODUCIDO):

M = Peso total de los materiales en Kg.

Vh = Volumen de concreto producido en m³.

N = número de bolsas de cemento.

Pc = Peso de una bolsa de cemento en Kg.

Paf = Peso del agregado fino en Kg.

Pág.= Peso del agregado grueso en Kg.

Pa = Peso del agua en Kg.

P.U. = Peso unitario del concreto fresco.

CONTENDIDO DE CEMENTO

Y = Rendimiento, volumen del hormigón producido por lote (m3)

C = contendido actual de cemento, kg/m3

Cb= masa de cemento en el lote, kg


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SESIÓN 9

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CONCRETO ENDURECIDO

DEFINICION


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Concreto cuyo tiempo de elaboración ha sobrepasado el tiempo de fraguado y en

consecuencia se encuentra en estado rígido.

CARACTERISTICAS PRINCIPALES DEL CONCRETO ENDURECIDO

Debido al proceso continuo de hidratación del cemento, el concreto tiende a aumentar

su resistencia y en general a mejorar sus características, con la edad.

Este proceso de hidratación puede ser más o menos efectivo, según sean las

condiciones de intercambio de agua con el medio ambiente después del colado, por lo

tanto, las propiedades del concreto endurecido, dependen generalmente de las

condiciones de curado a través del tiempo, no obstante como veremos más adelante

existen otros factores que afectan a estas características.

Principales propiedades y características del concreto endurecido:

• Resistencia a la Compresión simple

• Resistencia a la Tensión

• Resistencia a la Flexión

• Resistencia al Esfuerzo Cortante

• Resistencia a la Compresión Triaxial

• Resistencia a la Torsión

• Resistencia al Impacto

• Resistencia a la Fatiga

• Resistencia al Intemperismo

• Resistencia a la Abrasión

• Resistencia al Fuego

• Adherencia

• Permeabilidad

• Durabilidad

• Conductividad Térmica y Acústica

• Flujo Plástico

• Absorción de Radiaciones

• Contracción por Hidratación del Cemento


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• Contracción por Secado

• Expansión por Saturación

• Expansión por Reacción Química

• Expansión Térmica

• Módulo de Elasticidad a la Compresión

• Módulo de Elasticidad al Esfuerzo Cortante

• Coeficiente de Poisson

De estas las Resistencias del concreto se consideran como las prioridades más

importantes, sin embargo dependiendo del caso todas pueden resultar valiosas

Muchas de las características deseables del concreto, aunque no todas, se relacionan

cualitativamente con su resistencia a la compresión simple, ya que ésta ofrece un

panorama general de la Calidad de Concreto porque esta relacionada directamente con

la estructura de la pasta de cemento endurecida.

PROPIEDADES PRINCIPALES DEL CONCRETO ENDURECIDO

a) ELASTICIDAD

En general, es la capacidad del concreto de deformarse bajo carga, sin tener

deformación permanente.

El concreto no es un material elástico estrictamente hablando, ya que no tiene un

comportamiento lineal en ningún tramo de su diagrama cara vs deformación en

compresión, sin embargo, convencionalmente se acostumbra definir un “Módulo de

elasticidad estático” del concreto mediante una recta tangente a la parte inicial del

diagrama, o una recta secante que une el origen del diagrama con un punto

establecido que normalmente es un % de la tensión última (Ref. 7.7).

En la Fig. 7.3 (Ref. 7.8) se esquematiza la curva Carga vs Deformación Típica del

concreto y en la Fig. 7.4 (Ref. 7.9) se muestran curvas Carga vs Deformación para

concretos con diferentes relaciones Agua/Cemento.

Los módulos de Elasticidad normales oscilan entre 250,000 a 350,000 kg/cm2 y están

en relación inversa con la relación Agua/Cemento.


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Conceptualmente, las mezclas más ricas tienen módulos de Elasticidad mayores y

mayor capacidad de deformación que las mezclas pobres. La norma que establece

como determinar el Módulo de elasticidad estático del concreto es la ASTM C- 469

(Ref. 7.7).

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.

Depende principalmente de la concentración de la pasta de cemento, que se

acostumbra expresar en términos de la relación Agua/Cemento en peso.

La afectan además los mismos factores que influyen en las características

resistentes de la pasta, como son la temperatura y el tiempo, aunados a otros

elementos adicionales constituidos por el tipo y características resistentes del

cemento en particular que se use y de la calidad de los agregados, que

complementan la estructura del concreto.

Un factor indirecto pero no por eso menos importante en la resistencia, lo

constituye el curado ya que es el complemento del proceso de hidratación sin el

cual no se llegan a desarrollar completamente las características resistentes del

concreto.

Los concretos normales usualmente tienen resistencias en compresión del orden de

100 a 400 kg/cm2, habiéndose logrado optimizaciones de diseños sin aditivos que

han permitido obtener resistencia sobre 700 kg/cm2.


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Tecnologías con empleo de los llamados polímeros, constituidos por aglomerantes

sintéticos que se añaden a la mezcla, permiten obtener resistencias en compresión

que bordean los 1,500 kg/cm2, y todo parece indicar que el desarrollo de estas

técnicas permitirá en el futuro superar incluso estos niveles de resistencia.

c) EXTENSIBILIDAD


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Es la propiedad del concreto de deformarse sin agrietarse. Se define en función de

la deformación unitaria máxima que puede asumir el concreto sin que ocurran

fisuraciones.

Depende de la elasticidad y del denominado flujo plástico, constituido por la

deformación que tiene el concreto bajo carga constante en el tiempo.

El flujo plástico tiene la particularidad de ser parcialmente recuperable, estando

relacionado también con la contracción, pese a ser dos fenómenos nominalmente

independientes.

La microfisuración aparece normalmente alrededor del 60% del esfuerzo último, y a

una deformación unitaria de 0.0012, y en condiciones normales la fisuración visible

aparece para 0.003 de deformación unitaria.

BIBLIOGRAFÍA:


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http://www.ingenieracivil.com/2008/05/colocacin-y-compactado-de-

concreto.html

http://www.monografias.com/trabajos15/compactacion/

compactacion.shtml


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