Universidad Alas Peruanas -Chepen

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INVESTIGACIN

1. MTODO ACI

Datos iniciales Antes de comenzar el proceso de dosificacin es fundamental conocer ciertos datos iniciales los cuales se relacionan con: a) la estructura, b) los materiales y c) los registros estadsticos con mezclas similares. De esta forma se pueden clasificar las variables primordiales para el proyecto.

CONDICIONES DE COLOCACIN (ASENTAMIENTO) Se debe definir la trabajabilidad de la mezcla, teniendo en cuenta para ello la formaleta a usar, el mtodo de vibrado, la forma de transporte, la textura final y las necesidades de bombeo. Medir directamente la trabajabilidad de una mezcla no es fcil por lo que suele correlacionarse con otras caractersticas de la mezcla, una de las ms usadas es la prueba de asentamiento segn la norma NTC 396.

Dosificacin Inicial Clculo de la cantidad inicial de agua (W1) y del Porcentaje de aire atrapado (A1) Para la estimacin del contenido inicial de agua y el porcentaje de aire atrapado, el ACI recomienda utilizar como primera aproximacin los resultados experimentales indicados en la tabla 4.

Clculo del contenido inicial de cemento (C1)Antes de calcular de manera explcita el contenido de cemento, debe obtenerse la relacin agua- cemento necesaria por resistencia (W/C)R para compararla con la necesaria por durabilidad (W/C)D y escoger la definitiva para el proyecto, con la cual se calcula el contenido de cemento.

Clculo de la cantidad de agregado grueso inicial (G1) El ACI, basado en estos resultados, recomienda ciertos volmenes de agregado dependiendo de su tamao mximo y del mdulo de finura de la arena.

Mezclas de prueba (Correcciones por humedad) Dada la porosidad de los agregados, estos absorben agua que no alcanza a reaccionar con el cemento y que por ende no hace parte de la cantidad que se especifica en cada una de las dosificaciones obtenidas en los numerales anteriores. Es por esto que es necesario, a la hora de preparar cualquier mezcla, corregir las cantidades a medir segn sea la cantidad de agua que posean los agregados y el grado de porosidad de los mismos. El no tener en cuenta esta precisin puede ocasionar variaciones de la relacin agua cemento y de la trabajabilidad de la mezcla.

Dada la siguiente dosificacin en masa:Agua Cemento Finos GruesosW C F GLa correccin por humedad consiste en calcular nuevas cantidades de agua, agregado grueso y agregado fino segn la humedad que posean estos ltimos, evaluada segn la NTC 1776, al momento de realizar la prueba, as: Cantidad de agua por metro cbico de hormign corregida por humedad (Wh)Wh = W + F ( haf - hf ) / 100 + G ( hag - hg ) / 100 Cantidad de finos por metro cbico de hormign corregidos por humedad (Fh)Fh = F ( 1 + hf / 100 ) Cantidad de gruesos por metro cbico de hormign corregidos por humedad (Gh)Gh = G (1 + hg / 100)

CORRECCIN POR ASENTAMIENTO Y DENSIDAD DEL HORMIGN Para corregir la dosificacin inicial con el fin de que cumpla los requisitos trabajabilidad, es necesario realizar el ensayo de asentamiento (NTC 396), el cual debe complementarse con la prueba de densidad (NTC 1926) y con la prueba de contenido de aire (NTC 1926), ambos resultados son necesarios para realizar los primeros ajustes a la mezcla de prueba.Segunda dosificacinAgua Cemento Finos GruesosW2 C2 F2 G2DH = W2 + C2 + F2sss + G2sssAntes de medir y mezclar los materiales para probar la resistencia deben hacerse las correcciones por humedad de los agregados

Correcciones por resistenciaUna vez realizada la prueba de resistencia a compresin (NTC 673) debe obtenerse el valor promedio de las probetas ensayadas (fcprom) as:Fcprom = ( S fci ) / nDnde: n: nmero de probetas fci : Resistencia a la compresin a los 28 das de la probeta i

Tercera dosificacinAguaCementoFinosGruesosW3 C3 F3 G3Densidad = W3 + C3 + F3sss + G3sssAntes de medir y mezclar los materiales para probar la resistencia deben hacerse las correcciones por humedad necesarias para los agregados esta dosificacin debe probarse nuevamente por resistencia, realizando ensayos de compresin (NTC 673). Si cumple con los requisitos especificados al principio del presente numeral (diferencia entre la resistencia promedio y fcr, menor al 5%) puede aceptarse como dosificacin final. Si no cumple, se procede a su correccin, usando un procedimiento igual al detallado en este numeral.

2. METODO DEL MODULO DE FINEZA DE LA COMBINACION DE LOS AGREGADOS (DOSIFICACION DEL CONCRETO)

CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES

CEMENTO

Marca y tipo: Yura Tipo IProcedencia: Cementos Yura - ArequipaDensidad relativa: 3.11

AGUA

Red potable pblica SEDAPAR Arequipa

AGREGADOS

AGREGADOSFINOGRUESO

CanteraCongataCongata

Perfil-Anguloso

Peso unitario suelto15701590

Peso unitario compactado18051670

Peso especfico seco2.9002.810

Mdulo de fineza2.906.70

TMN-3/4

% absorcin1.80.7

Contenido de humedad83

CARACTERISTICAS DEL CONCRETO

Resistencia a la compresin especificada: 210 kg/cm2Desviacin estndar: 20 kg/cm2Tipo de concreto: Superplastificado

CONDICIONES AMBIENTALES DE EXPOSICION

Lugar de la obra: ArequipaTemperatura promedio: 20CHumedad relativa: 80%Conclusiones de exposicin: normales

SOLUCIN

Resistencia requerida:En nuestro caso la resistencia requerida ser:fcr=fc + 1.34Ds fcr=236.8 kg/cm2

fcr=fc + 2.33Ds -35fcr=221.6 kg/cm2

Tamao nominal mximoDe especificaciones TMN=

Concreto para losasEl asentamiento es de 6-8

Contenido de aire totalPor las condiciones de ubicacin de la obra, ciudad de Arequipa, a 20C de temperatura, y ningn requerimiento especial, no se requiere incluir aire.

Contenido de aire atrapadoPara un TNM de 3/4 el contenido de aire es de 2.0%

Contenido de aguaPara un asentamiento de 6-8, sin requerimiento de aire y un TNM de , el volumen de agua por m3 es de 216 lts.

Relacin agua cementoNo hay problemas por durabilidad, para el diseo se tomara solo en cuenta la resistencia.

No condiciones especiales de exposicin

Interpolando para un fcr= 236.8 kg/cm2.

Contenido de cemento

Calculo de los volmenes absolutos de todos los materiales sin considerar los agregados

MATERIALPESO SECO (A)P. ESPECIF. (B)VOLUMEN(A/B)

Cemento(kg)337.5031100.109

Agua (ltrs)21610000.216

Aire (%)20.020

Total0.345

Calculo del volumen del agregado global

Volumen del agregado fino= 1- volmenes absolutosVolumen del agregado fino=1-0.345Volumen del agregado fino=0.655m3

Calculo del mdulo de fineza de la combinacin de los agregados

1bolsa de cemento= 42.5 kg

Calculo del % del agregado fino

Calculo de los pesos secos de los agregados

Presentacin del diseo en estado seco

MaterialPeso seco (m3)

Cemento337.5 kg

Agua216 lts.

Agregado grueso1065.55 kg

Agregado fino799.82 kg

Aire2%

Proporciones en peso y en obra sern:

La dosificacin ser:

Correccin por humedad

Corregimos por humedad el agregado grueso, el agregado fino y el agua, el cemento no se corrige por humedad.

Peso hmedo de los agregados

Peso hmedo del agregado fino

Peso hmedo del agregado fino

Agua libre de los agregados

Agua libre del agregado fino

Agua libre del agregado grueso

Pesos hmedos de los materiales

MaterialPeso seco (m3)

Cemento337.50 kg

Agregado fino863.81 kg

Agregado grueso1097.52 kg

Agua aadida216-(49.59+24.51)=141.90 lts.

Aire 2%

Proporciones en peso y en obra sern:

La dosificacin ser:

3. MTODO DEL AGREGADO GLOBAL

El mtodo consiste en optimizar sistemticamente la proporcin de agregado fino y grueso como un slo material (agregado global), dirigido a: a) Controlar la trabajabilidad de la mezcla de Concreto. b) Obtener la mxima COMPACIDAD de la combinacin de agregados mediante ensayos de laboratorio. Para la adicin de agua se debe tener en cuenta la durabilidad, segn los cdigos de diseo del ACI y Eurocdigos que son similares y por resistencia de acuerdo a la relacin de Abrams(a/c).

CONCRETO PATRN SELECCIN DEL ASENTAMIENTO. Para el diseo de mezclas de prueba del concreto patrn, as como del concreto de alta densidad se ha determinado un asentamiento cuyos valores estarn comprendidos entre 4 4,5, los cuales garantizarn mezclas de consistencia plstica. SELECCIN DEL TAMAO MXIMO NOMINAL DEL AGREGADO GRUESO. De los valores obtenido en el ensayo de granulometra de agregado grueso podemos observar que nuestro agregado grueso piedra chancada tiene un tamao mximo nominal de 3/4. DETERMINACIN DE LA CANTIDAD DE AGUA DE MEZCLADO. El volumen unitario de agua, se determin de las tablas (ACI Comit Europeo del Concreto) para diseo de mezclas de concreto. El agua de diseo necesario para una mezcla de concreto cuyo asentamiento es de 3" a 4", adems se disea teniendo en cuenta que esta mezcla es sin aire incorporado, y que el agregado grueso a utilizar tiene un TMN = 3/4".

Por lo tanto el Volumen Unitario es = 200 lt/m3Luego de realizar las pruebas preliminares y teniendo en cuenta las tres mejores combinaciones determinadas por el P.U.C del agregado global se determin la cantidad de agua a utilizar en las siguientes mezclas de prueba:

AGUA EFECTIVA Y EL ASENTAMIENTO PRELIMINAR DEL CONCRETO PATRNTabla N1 DETERMINACIN DEL CONTENIDO DE AIRE. Disearemos teniendo en cuenta que nuestra mezcla no va a estar expuesta a condiciones de intemperismo severo por lo tanto no se considerar aire incorporado, pero s aire atrapado. La tabla siguiente nos da el % de aire atrapado para los diferentes tamaos mximos nominales de agregados gruesos, graduados por la norma; ITINTEC 400.037 o ASTM C33.

Tabla N2TMN = 3/4" corresponde: 2,00% SELECCIN DE LA RELACIN AGUA-CEMENTO. La relacin agua-cemento, se determin consultando las tablas para diseos de mezclas de concreto y eligiendo una resistencia probable a los 28 das de 300kg/cm2 la cual nos garantiza un concreto resistente, duradero. Relacin agua - cemento por Resistencia

Tabla N3.

RELACIN DEL CONTENIDO DE CEMENTO.

Factor Cemento, lo obtendremos dividiendo el Volumen Unitario de agua entre la relacin agua-cemento.

Factor Cemento = a/c = 200/0,55 Factor Cemento = 364 Kg/m3 1 bolsa de Cemento = 42,5 Kg./bolsa Factor Cemento = 9 bolsas/m3

SELECCIN DE PORCENTAJES DE COMBINACIN DE AGREGADO FINO Y GRUESO.A continuacin presentamos los resultados de los ensayos de P.U.C, del agregado global (arena gruesa y piedra chancada) que determin los 3 mejores porcentajes de combinaciones, para as determinar la mejor proporcin de agregados en el diseo.

Se presume que la muestra M4, la cual nos ha dado el mayor P.U.C. del agregado global, es la que nos dar una mayor compacidad entre los agregados y por ende una mayor resistencia en el concreto.Con los diseos obtenidos se ensayarn probetas a la edad de 7 das, para obtener la mayor resistencia a la compresin. Se ha considerado en el Diseo de mezcla preliminar un Slump de 3-4. AJUSTE POR CONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS. Es la cantidad de agua superficial retenida en un momento determinado por las partculas de agregado. Es una caracterstica importante pues contribuye a incrementar el agua de mezcla en el concreto, razn por la que se debe tomar en cuenta conjuntamente con la absorcin para efectuar las correcciones adecuadas en el proporciona miento de las mezclas, para que se cumplan las hiptesis asumidas. La humedad se expresa de la siguiente manera segn ASTM C-566.

DETERMINACIN DE LOS PESOS SECOS DE LOS AGREGADOS. Los pesos secos de los agregados se determinarn luego de conocer los volmenes de los agregados finos y gruesos. NMERO DE DISEOS. Para realizar el diseo de concreto patrn fue necesario realizar una serie de diseos preliminares, que se ensayaron en laboratorio para as poder establecer la cantidad necesaria de agua para nuestro diseo, as como tambin obtener el asentamiento estimado preliminarmente comprendido entre 3-4. PROCEDIMIENTO DE DISEO. a-Clasificar las tres mejores combinaciones de agregado global, en nuestro caso: 40%Af y 60Ag 45%Af y 55Ag 50%Af y 50Ag b-Se mantendr constante la relacin a/c = 0,55 para las tres combinaciones. DISEOS PRELIMINARES DE CONCRETO PATRN

Despus de hacer la serie de mezclas de prueba y de haber alcanzado por tanteo la cantidad de agua adecuada as como tambin el asentamiento elegido se preparan tres probetas de ensayo por cada combinacin, haciendo un total de 9 probetas, las cuales se ensayarn por resistencia a la compresin a la edad de 7 das de acuerdo a la Norma ASTM C-39.

Del cuadro se observa que el mximo valor de la resistencia a compresin corresponde a la combinacin de agregados, 45%Af Y 55%Ag, determinada en un inicio por el ensayo de P.U.C del agregado global. Este valor obtenido de la relacin de agregados 45% arena gruesa y 55% piedra chancada, se usa para las relaciones a/c = 0,50; 0,55 y 0,6.

DISEO FINAL DE CONCRETO PATRN

4. LIMITACIONES DE LAS TABLAS

5. MECANISMO DE PARTICIPACION DE LOS PLASTIFICANTES Y SUPERPLASTIFICANTES EN LA TRABAJABILIDAD DEL CONCRETO

ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE

Los aditivos plastificantes y superplastificantes de hormign, son aditivos para hormign capaces de mejorar las propiedades del hormign. Se emplean para conferir al hormign fresco un mejor comportamiento en cuanto a trabajabilidad y bombeabilidad, pero tambin se busca con su uso mejorar significativamente la resistencia y la durabilidad del hormign final.Segn definicin de la NORMA UNE, se denominan reductores de agua/plastificantes y reductores de agua de alta actividad/superplastificantes, respectivamente, aunque tambin se los conoce como fluidificantes y superfluidificantes.Aditivo reductor de aguaoplastificante: Es un aditivo que, sin modificar la consistencia, permite reducir el contenido en agua de un determinado hormign, o que, sin modificar el contenido en agua, aumenta el asiento, o que produce ambos efectos a la vez.Aditivo reductor de agua de alta actividadosuperplastificante: Es un aditivo que, sin modificar la consistencia, permite reducir fuertemente el contenido en agua de un determinado hormign, o que, sin modificar el contenido en agua, aumenta considerablemente el asiento, o ambos efectos a la vez.

LignosulfonatosPertenecen a la primera generacin de aditivos plastificantes para el hormign y son an bastante utilizados dentro de la tecnologa ms simple de aditivos. Se extraen del proceso de produccin de celulosa dentro de la industria del papel. Se consigue una reduccin de agua de aproximadamente el 10%.Naftalen sulfonatos y melamina sulfonatosSon la segunda generacin de plastificantes para hormign. Los naftalen sulfonatos se extraen del proceso de refinado del carbn. Comparados con los lignosulfonatos proporcionan una mayor reduccin de agua, de hasta un 25%. Los aditivos basados en melamina sulfonatos estn basados en polmeros sintticos. La reduccin de agua es similar a la de los naftalenos, pero mejoran considerablemente las resistencias a edades tempranas.Suelen clasificarse entre la segunda y la tercera generacin los copolmeros vinlicos, polmeros sintticos con molculas de mayor tamao que los anteriormente citados, que proporcionan un mayor efecto plastificante, mejor dispersin de las partculas de cemento y mayor reduccin de agua (alrededor del 30%).

PolicarboxilatosPertenecen a la ltima generacin de superplastificantes. Qumicamente se basan en copolmeros de cido acrlico y steres de estos cidos (comnmente denominados policarboxilatos modificados) y, a diferencia de los plastificantes tradicionales, son macromolculas que poseen cadenas laterales que les confieren "forma de peine". La sntesis especfica de estas macromolculas, especialmente de las cadenas laterales, es lo que los hace mucho ms especficos, ya que dependiendo de la aplicacin concreta que se busque, son capaces de variar enormemente la trabajabilidad del hormign, o bien pueden retrasar o acelerar de forma importante el fraguado, mejorar las resistencias iniciales y/o finales, etc. Con este tipo de aditivos se pueden alcanzar reducciones de agua de hasta el 40%. Todas estas caractersticas ofrecen nuevas aplicaciones y hacen que se trate de aditivos ptimos para la confeccin de hormigones autocompactantes, hormigones para prefabricados, hormigones de altas prestaciones.

6. CONCRETOS DE CARACTERSTICAS ESPECIALES

CONCRETO PESADO

El concreto pesado es muy utilizado en centrales nucleares debido a su alta densidad y grado de proteccin.

Este concreto es producido con agregados pesados especiales, logrndose una densidad por encima de los 6400 kg/m3.

CONCRETO LIGERO

El concreto ligero (liviano) estructural es un concreto similar al concreto de peso normal, excepto que tiene una densidad menor.

Se lo produce con agregados ligeros (concreto totalmente ligero) o con una combinacin de agregados ligeros y normales.

CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA

Segn ASTM el concreto de alta resistencia se define con una resistencia a compresin de 55 MPa.

Aunque el desarrollo de los fluidificantes de concreto ha permitido la produccin de concretos con relaciones muy bajas de agua/cemento, la trabajabilidad no se ha visto afectada negativamente. Ello ha originado un aumento sustancial de la resistencia a compresin.

7. LA RESISTENCIA A LA TRACCIN DEL CONCRETODE LOS MTODOS DE ENSAYO

La resistencia a la traccin del concreto es una forma de comportamiento de gran inters para el diseo y control de calidad en todo tipo de obras y en especial las estructuras hidrulicas y de pavimentacin. Inicialmente la determinacin de la resistencia a la traccin del concreto se efecto por ensayos de flexo traccin. Posteriormente, se han desarrollado dos mtodos de prueba conocidos como ensayos de traccin directa por hendimiento, tambin denominado de comprensin diametral.

El mtodo de ensayo de traccin directa.-Consiste en someter a una solicitacin de traccin axial un espcimen, cilndrico o prismtico, de relacin de h/d, entre 1.6 a 1.8 resultante del aserrado de las extremidades de una probeta moldeada, para eliminar las zonas de mayor heterogeneidad. Los especmenes se pagan por sus extremos, mediante resinas epxicas, a dos placas de acero que contienen varillas de traccin, centradas y articuladas mediante rtula, las mismas que se sujetan a los cabezales de una mquina de ensayos de traccin convencional (fig. 1a).El mtodo de traccin directa si bien es representativo del comportamiento del concreto, requiere una operacin compleja, por lo que se ha firmado nicamente en el mbito de los laboratorios.El ensayo de traccin por hendimiento consiste en romper un cilindro de concreto, del tipo normalizado para el ensayo de comprensin, entre los cabezales de una prensa, segn generatrices opuestas.Este mtodo fue desarrollado con Lobo Carneiro y Barceles en Brasil en 1943, cuando verificaban el comportamiento del concreto, destinado a rellenar cilindros de acero a utilizarse en el desplazamiento de una antigua iglesia. En el mismo ao en Japn T. Azakawa, realiz una tesis de doctorado desarrollando el mtodo.

Determinacin de la resistencia a compresin diagonal y de la rigidez a cortante de muretes de mampostera de barro y de concreto. Consiste en someter a las probetas a una carga de compresin a lo largo de una de sus diagonales .Durante el ensaye, la carga vertical genera esfuerzos de tensin crecientes que se orientan perpendicularmente a la direccin de carga. Este campo de esfuerzos de tensin conduce a la falla del murete a lo largo de una grieta aproximadamente vertical entre las dos esquinas cargadas.

Definiciones Murete Es una probeta con una longitud de al menos una vez y media la mxima dimensin de la pieza (tabique o bloque) y con el nmero de hiladas para que la altura sea aproximadamente igual a la longitud. El aparejo de las piezas debe ser igual al que se use en obra.Longitud calibrada sobre las diagonales Es la longitud inicial sobre una diagonal del murete a lo largo de la cual se determina la deformacin unitaria. Es igual a la distancia entre los apoyos del dispositivo para medir el alargamiento y el acortamiento de las diagonales.

Muestra Es la parte representativa del material tomada aleatoriamente de un producto en cantidad suficiente para fabricar una o varias probetas. Probeta Es el arreglo de mampostera con caractersticas y dimensiones adecuadas para ser sometido a una prueba determinada. Mquina de prueba La mquina de prueba puede ser de cualquier tipo con capacidad suficiente y que pueda funcionar a la velocidad de aplicacin de la carga especificada, sin producir impactos ni prdidas de carga. La mquina de carga debe satisfacer los requisitos de la Norma Mexicana NMX-CH-027 Cabezales de distribucin de carga Para distribuir la carga de compresin en las esquinas del murete, se debe emplear un par de cabezales metlicos suficientemente rgidos para aplicar la carga de modo uniforme. En ningn caso los cabezales deben cubrir ms de la primera hilada del murete (fig. 3.5).

Si la longitud de las alas de los cabezales es mayor que la altura de una hilada, se debe colocar un par de ngulos metlicos entre los cabezales y el espcimen, con espesor mnimo de placa de 9 mm, para distribuir la carga de compresin diagonal P (fig. 3.4). La longitud del ala del ngulo, a, ser menor al espesor de una hilada. Entre la probeta y el cabezal, o en su caso el ngulo de acero, se debe colocar una capa de yeso con espesor mximo de 5 mm para asegurar la distribucin uniforme de la carga durante la prueba.

Dispositivo para medir el acortamiento y el alargamiento de las diagonales Para determinar el mdulo de rigidez a cortante se deben emplear transductores de desplazamiento dispuestos sobre las diagonales de los muretes. La longitud calibrada medida en el sentido horizontal no debe diferir en ms de 5% con respecto a la longitud calibrada medida en el sentido vertical. Los transductores deben tener una exactitud de un valor mximo de 0,02 mm y deben estar colocados de manera que se mida el desplazamiento relativo a lo largo de la longitud calibrada sobre las diagonales (alargamiento y acortamiento). Se puede utilizar un arreglo como el que se muestra en la fig. 3.6, consistente de marcos que se fijan al murete. La deformacin de las diagonales se lee mediante micrmetros o bien transductores elctricos de desplazamiento. Se recomienda que el dispositivo cuente con barras escantilln para facilitar su colocacin y fijacin a la probeta.

Para verificar la verticalidad de la carga a compresin, los dispositivos se deben colocar tanto en la cara anterior como en la posterior de la probeta. La deformacin angular de la probeta ser el promedio de las calculadas con ambos dispositivos. Preparacin de las probetas Procedimiento para la realizacin de la prueba de ensaye de muretes de mampostera bajo tensin diagonal. Dimensiones Los lados del murete deben ser iguales. Si el cociente entre el lado menor y el mayor es menor o igual que 0,9, se debe desechar la probeta. Nmero de probetas La determinacin de la resistencia a compresin diagonal y del mdulo de rigidez a cortante de la mampostera se debe hacer en muretes del mismo tamao, construidos con el mismo tipo de piezas, mortero y tcnica en la fabricacin. Cada uno de los parmetros anteriores se debe determinar en al menos seis muretes. El procedimiento de ensaye permite que, mediante la prueba a compresin diagonal, se determinen ambos parmetros sobre la misma serie de seis probetas.Curado Despus de construidos, los muretes no deben ser movidos en un mnimo de siete das. Se les debe almacenar en ambiente de laboratorio por lo menos 28 das. El laboratorio debe mantenerse a una temperatura de 297 8 K (24 8 C). Cabeceo Antes del ensaye, las esquinas de la diagonal a compresin de los muretes se deben cabecear con azufre u otro material que facilite la distribucin uniforme de la carga y cuya resistencia a compresin sea adecuada segn la resistencia esperada de los muretes. Mortero Se debe muestrear el mortero empleado en la fabricacin de los muretes conforme a la Norma Mexicana NMX-C-061. Se debe elaborar tres cubos de mortero de una muestra obtenida utilizada para fabricar las probetas. Los cubos se almacenarn y curarn en las mismas condiciones que las probetas a los cuales estn asociados.El ensaye de los cubos deber realizarse de acuerdo con la Norma Mexicana NMX-C-061, en el mismo da en que se ensayen las probetas. Los resultados de dichos ensayes se deben incluir en el informe de la prueba, siguiendo las indicaciones de la NMX-C-061. Procedimiento de ensaye Colocacin de la probeta Para ello se seguir lo indicado en la Norma Mexicana NMX-C-083. Se debe tener precaucin en el transporte de la probeta a la mquina de prueba; se debe considerar la conveniencia de flejarla para evitar dao a la misma durante su transportacin. Los ensayes se deben realizar a los 28 das de la fabricacin de las probetas.Velocidad de aplicacin de la carga La carga se debe aplicar con una velocidad uniforme y continua, sin producir impacto ni prdida de carga. La velocidad de carga debe estar dentro del intervalo de 1,6 a 3,2 kPa/s (1,0 a 2,0 kgf/cm2/min). Se permite una velocidad mayor durante la aplicacin de la primera mitad de la carga mxima esperada siempre y cuando durante la segunda se mantenga la velocidad especificada. Se puede utilizar mquinas operadas manualmente o motorizadas que permitan cumplir con lo anterior, teniendo en cuenta que no deben hacerse ajustes en los controles de las mquinas de prueba operadas a motor, ni tratar de aumentar o disminuir la velocidad de aplicacin de carga en las manuales, cerca de la carga de falla del murete. Determinacin de la rigidez a cortante Para la determinacin de la rigidez a cortante, se debe mantener la temperatura ambiente y humedad tan constante como sea posible durante la prueba. En el informe se debe registrar cualquier fluctuacin de dichas variables.Antes de realizar la prueba para determinar la rigidez a cortante, se debe determinar la resistencia a compresin diagonal de muretes fabricados con materiales de la misma muestra. Cada probeta se debe colocar con el equipo de medicin en el cabezal sobre la platina inferior o bloque soporte de la mquina de prueba. Se debe tambin alinear cuidadosamente el eje de la probeta con el centro de la rtula y anotar la lectura inicial de los deformmetros sin carga. La platina superior debe bajar lentamente hasta que asiente uniformemente en el cabezal. Para determinar la rigidez a cortante se debe proceder de la siguiente manera: a) Aplicar la carga en forma uniforme y continua. b) Tomar un nmero suficiente de lecturas de desplazamiento (alargamiento y acortamiento) y de carga de modo que se pueda definir mediante interpolacin o grficamente el esfuerzo cortante ( ) correspondiente a una deformacin angular de 0,00005, as como la deformacin angular correspondiente al 40% del esfuerzo cortante mximo ( ). Si se desea obtener la curva esfuerzo cortante-deformacin angular es conveniente tomar una mayor cantidad de lecturas. No se debe interrumpir la carga en ningn momento.Aplicacin de la carga La carga se debe aplicar hasta alcanzar la resistencia de las probetas, registrndola. Se considera necesario llevar las probetas hasta la falla, anotando el tipo y apariencia de la mampostera. Se debe considerar el uso de dibujos para facilitar la descripcin de la falla, y en caso de usarlos, se deben incluir en el informe de la prueba (seccin 4.2.6, inciso i). Se recomienda el uso de nivel de burbuja con el fin de garantizar que la carga sea efectivamente axial durante la prueba y se eviten efectos de flexocompresinProteccin de los operadores y manejo de desechos Se debe colocar en la mquina de prueba dispositivos de seguridad para evitar daos a los operadores durante la falla de la probeta; ser obligatorio el uso de guantes de cuero y botas con casquillo (Fig. 3.7) No existe ningn procedimiento especial para el manejo de los desechos del ensaye de pilas; sin embargo, se sugiere emplearlos como material de relleno. Clculos Resistencia a compresin diagonal La resistencia a compresin diagonal del murete, se debe calcular dividiendo la carga mxima entre el rea bruta del murete medida antes de la prueba sobre la diagonal a compresin. Esta rea se obtiene como el producto del espesor del murete, t, y la longitud de la diagonal a compresin, Lc, medidos antes de la prueba (fig. 3.9). El resultado de la prueba se debe expresar con una aproximacin de 10 kPa (0,1 kgf/cm2).

Resistencia a compresin diagonal para fines de diseo La resistencia a compresin diagonal para fines de diseo v* ser igual a:

En que es la media de los esfuerzos resistentes de los muretes ensayados; y es el coeficiente de variacin de los esfuerzos resistentes de los muretes ensayados, que no se tomar menor que 0,20. Rigidez a cortante Se calcula como (Fig.3.9)Rigidez a cortante Se calcula como (Fig.3.9)

Dnde: : Es la rigidez secante a cortante : Es el esfuerzo cortante correspondiente a 0.00005 de deformacin angular. : Es el esfuerzo cortante correspondiente al 40% de la carga mxima : Es la deformacin angular producida por el esfuerzo

La deformacin angular se calcula comoDnde: : Es la deformacin de la diagonal a compresin. : Es la deformacin de la diagonal a tensin. : Es el acortamiento medido sobre la longitud calibrada de la diagonal a compresin. : Es el acortamiento medido sobre la longitud calibrada de la diagonal a tensin. : Es la longitud calibrada, medida antes de la prueba, de la diagonal a compresin entre apoyos de transductores; y : Es la longitud calibrada, medida antes de la prueba, de la diagonal a tensin entre apoyos de transductores.(Fig. 3.9)

8. LA RESISTENCIA A LA FLEXIN, RELACIN CON LA RESISTENCIA A LA COMPRESIN, INFLUENCIA DE LA FORMA DE APLICACIN DE LA CARGA Y DEL TAMAO DE LA PROBETA

LA RESISTENCIA A LA FLEXION:

Esfuerzo de fibra mximo desarrollado en una probeta justo antes de que se agriete o se rompa en un ensayo de flexin. Para aquellos materiales que no se rompen en el ensayo de flexin, se reporta la resistencia de fluencia en flexin en lugar de la resistencia a la flexin. Sinnimo de mdulo de ruptura.Medida de la resistencia de un elemento o miembro estructural a las fuerzas flectoras. Tambin llamada resistencia a la traccin.

RELACION CON LA RESISTENCIA A LA COMPRENSION

Las normas ASTM proponen en sentido estricto que para la evaluacin de la calidad del concreto en funcin de su resistencia a la compresin se fabriquen muestras de forma cilndrica cuyo dimetro sea de 15cm y su altura de 30cm (15x30).

En la mayora de los laboratorios del pas dedicados al control de calidad de los materiales de construccin utilizan mquinas cuya capacidad mxima no excede en ms de 250000 libras, el problema se da cuando se necesite ensayar concretos de altas resistencias como las de 450 o 500 kgcm, lo que supone que se genere una fuerza mnima de 175000 a 195000 libras con lo cual las mquinas se desarrollan a su mayor capacidad, generndose en consecuencia daos progresivos y a veces irreparables en su mecanismo.

Esfuerzo mximo que puede soportar un material bajo una carga de aplastamiento. La resistencia a la compresin de un material que falla debido al fracturamiento se puede definir en lmites bastante ajustados, como una propiedad independiente. Sin embargo, la resistencia a la compresin de los materiales que no se rompen en la compresin se define como la cantidad de esfuerzo necesario para deformar el material una cantidad arbitraria. La resistencia a la compresin se calcula dividiendo la carga mxima por el rea transversal original de una probeta en un ensayo de compresin.

INFLUENCIA DE LA FORMA DE APLICACIN DE LA CARGA Y DEL TAMAO DE LA PROBETA

En construccin, el hormign es generalmente caracterizado por su resistencia a compresin. En efecto, el ensayo de compresin es fcil de realizar y muy econmico [1]. Consiste sencillamente en determinar la carga mxima que soporta una probeta de geometra normalizada sometida a compresin simple

Elensayo de traccinde unmaterial consiste en someter a unaprobeta normalizada a un esfuerzo axial detraccin creciente hasta que se produce la rotura de la probeta. Este ensayo mide la Resistencia de un material a una fuerza esttica o aplicada lentamente.

9. DETERMINACIN DEL ENSAYO DEL POR CONCRETO POR ENSAYOS DESTRUCTIVOS; EL MTODO NORMALIZADO, INFLUENCIA EN EL ENSAYO DE LOS SIGUIENTES PARMETROS: HUMEDAD DE PROBETAS; TAMAO Y FORMA; REFRENDADO; VELOCIDAD DE APLICACIN DE CARGAS

ENSAYOS DESTRUCTIVOS DEL CONCRETO

1. Qu es?Los ensayos destructivos determinan la resistencia mediante la rotura de probetas o piezas de concreto. Las pruebas destructivas que comnmente se utilizan son: Ensayo a la compresin simple, prueba de flexin, prueba de tensin.

2. Tipos de Ensayos Destructivosa) Ensayo de compresin (ASTM C-39)

Para una prueba de resistencia se necesitan preparar como mnimo dos cilindros estndar de una muestra de concreto.Muestreo. Para que el muestreo sea representativo deberemos tomar porciones de diferentes puntos de la mezcla a muestrear. La muestra deber ser transportada al lugar donde se van a preparar los cilindros y luego se volver a mezclar con una pala para asegurar su uniformidad.Moldes. Los moldes para poder colar los especmenes cilndricos para pruebas de resistencia a la compresin debern estar construidos a base de materiales no absorbentes y ser lo suficientemente rgidos para no deformarse. Adems debern ser impermeables.Elaboracin de los especmenes. Los moldes debern colocarse sobre una base lisa y rgida, metlica de preferencia, para lograr que la base del cilindro de concreto sea tersa y evitar que se obtenga una superficie curva.El concreto se deber compactar perfectamente dentro del molde cilndrico. La mejor forma para lograr esto es colocando la muestra de concreto en el molde en tres capas del mismo volumen aproximadamente. Esto debe hacerse con un cucharn, de tal manera que se logre una distribucin uniforme. Cada capa deber varillarse con 25 golpes con una varilla de 5/8 y punta en forma de bala. Los golpes se debern distribuir uniformemente en toda la seccin transversal del molde e introducir la varilla hasta apenas penetrar la capa inferior 2 cm. El varillado no deber abollar ni deformar la placa metlica del fondo.Curado de los especmenes de prueba. Se debern curar a una temperatura de 16 a 17 C durante 24 horas en el sitio de la obra. Posteriormente se transportarn al laboratorio, se extraern de los moldes y se almacenarn en condiciones controladas de laboratorio a una temperatura de 23 2C y humedad relativa de mnimo el 95%.Cabeceo de especmenes. Los especmenes deben tener sus bases superior e inferior planas con una tolerancia de 0.05 mm y a escuadra con el eje del cilindro. Generalmente se requiere del cabeceo para cumplir con esta tolerancia. Este se lleva a cabo con una pasta de cemento o con mezclas de azufre con material granular fino.

Procedimiento

1. Antes de colocar el espcimen en la mquina de ensayo, deber comprobarse la total limpieza de las superficies de las placas que debern estar en contacto con las cabezas del espcimen.

2. El eje del espcimen estar perfectamente alineado con el centro de aplicacin de la carga de la mquina de ensayo.

3. Se comenzar a aplicar una carga en forma continua y sin impacto. La velocidad de aplicacin de la carga deber mantenerse dentro del intervalo de 1.5 a 3.5 kg/ /seg.Durante la aplicacin de la primera mitad de la carga total podr permitirse una velocidad ligeramente mayor, pero no debern hacerse ajustes en los controles de la mquina de prueba cuando el espcimen comienza a deformarse rpidamente, inmediatamente antes de la falla.

4. La carga deber aplicarse hasta que el espcimen haya fallado, registrndose la carga mxima soportada. Tambin debe anotarse el tipo de falla y la apariencia del concreto en las zonas de falla.

5. La resistencia a compresin del espcimen deber calcularse dividiendo la carga mxima soportada durante la prueba, en kilogramos, entre el rea promedio de la seccin transversal, en . El resultado deber aproximarse a 1.0 kg/

b) Ensayo de flexin (ASTM C-78)

Esta prueba se usa para determinar la resistencia a la flexin del concreto, empleando una viga simplemente apoyada con carga en los tercios del claro.

Procedimiento

1. El espcimen de ensayo ser girado sobre uno de sus lados, respecto a la posicin en que fue colado, y centrado sobre los apoyos.

2. Los dispositivos de aplicacin de carga se pondrn en contacto con la superficie del espcimen en los tercios del claro entre los apoyos. Si no se logra un contacto completo entre el espcimen, los dispositivos de aplicacin de la carga y los apoyos, las superficies de contacto sern cabeceadas, pulidas o calzadas con tiras de piel en todo el ancho de los especmenes.

3. La carga se aplicar rpidamente hasta alcanzar el 50%, aproximadamente, del valor de ruptura. Despus, la velocidad de aplicacin ser uniforme de tal manera que los incrementos del esfuerzo en las fibras extremas del espcimen no excedan de 10 kg/cm2 por minuto.

4. Despus del ensayo se medir en la seccin de falla el ancho y el peralte promedio del espcimen aproximando las lecturas al milmetro.

c) Ensayo de Tensin

Este ensayo es utilizado para medir la resistencia de un material a una fuerza esttica o aplicada lentamente. Esta prueba consiste en alargar una probeta de ensayo por fuerza de tensin, ejercida gradualmente, con el fin de conocer ciertas propiedades mecnicas de materiales en general: su resistencia, rigidez y ductilidad. Sabiendo que los resultados del ensayo para un material dado son aplicables a todo tamao y formas de muestra, se ha establecido una prueba en la cual se aplica una fuerza de tensin sobre una probeta de forma cilndrica y tamao normalizado, que se maneja universalmente entre los ingenieros. Este ensayo se lleva a cabo a temperatura ambiente entre 10C y 35C. A continuacin se presenta un dispositivo utilizado para realizar este tipo de ensayos

METODOS NORMALIZADOS DE LOS ENSAYOS DEL CONCRETO

1. Mtodo Normalizado de Ensayo de Obtencin y Ensayo de Ncleos Perforados y Vigas Aserradas de Concreto1.1 Este mtodo de ensayo trata sobre la obtencin, preparacin y ensayo de ncleos perforados a partir de concreto para determinaciones de longitud o resistencia a la compresin o resistencia a la traccin indirecta. Este mtodo de prueba no se aplica a ncleos de concreto lanzado.NOTA 1El mtodo de prueba C1604/C1604M se aplica para obtener, preparar y probar ncleos de concreto lanzado.NOTA 2El Apndice X1 proporciona recomendaciones para la obtencin y ensayo de vigas aserradas para determinar su desempeo a flexin.1.2 Los valores se indican en unidades SI o en unidades pulgada-libra para ser considerados separadamente como los estndares. Los valores indicados en cada sistema pueden no ser exactamente equivalentes; por ello, cada sistema debe ser utilizado independientemente del otro. La combinacin de valores de los dos sistemas puede resultar en la no conformidad con la norma.1.3 El texto de esta norma cita notas y notas al pie de pgina que proveen material explicativo. Estas notas y notas al pie de pgina (excluyendo aquellas en tablas y figuras) no deben ser consideradas como requisitos de la norma.1.4 Esta norma no pretende dirigir todas las inquietudes sobre seguridad, si las hay, asociadas con su utilizacin. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prcticas apropiadas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reguladoras antes de su uso.3.6 El "encargado de elaborar especificaciones indicado en este proceso de prueba es la persona responsable del anlisis o revisin y aceptacin de los resultados de la prueba de ncleos.NOTA5Para la investigacin de los resultados de la prueba de baja resistencia, ACI 318 define al encargado de elaborar especificaciones como el profesional del diseo matriculado.

2. Mtodo de Ensayo Normalizado para Resistencia a la Compresin de Especmenes Cilndricos de Concreto2.1 Este mtodo de ensayo trata sobre la determinacin de la resistencia a compresin de especmenes cilndricos de concreto, tales como cilindros moldeados y ncleos perforados. Se encuentra limitado al concreto que tiene un densidad mayor que 800 kg/m3 [50 lb/ft3 ].2.2 Los valores indicados en unidades SI o en unidades pulgada-libra deben ser considerados como los estndares. Las unidades pulgada-libra se muestran entre corchetes. Los valores indicados en cada sistema no son exactamente equivalentes; por eso, cada sistema debe ser utilizado independientemente del otro. La combinacin de valores de los dos sistemas puede resultar en una no conformidad con esta especificacin.2.3 Esta norma no pretende tener en cuenta todo lo relativo a seguridad. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prcticas apropiadas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones regulatorias previo al uso. (PeligroDeben ser provistos los medios para contener los fragmentos de concreto durante la rotura repentina de especmenes. La tendencia a una rotura repentina se incrementa con el aumento de la resistencia del concreto y es ms probable cuando la mquina de ensayo es relativamente flexible. Las precauciones de seguridad dadas en el Manual de pruebas de agregados y concreto son recomendadas.)2.4 El texto de las notas de referencia de esta norma proveen material explicativo. Estas notas no sern consideradas como requerimientos de la norma.

3. Mtodo de Ensayo Normalizado de Contenido de Aire del Concreto Recin Mezclado Mediante el Mtodo por Presin

3.1 Este mtodo de ensayo trata sobre la determinacin del contenido de aire del concreto recin mezclado a partir de la observacin del cambio de volumen del concreto por un cambio de presin.

3.2 Este mtodo de ensayo est previsto para usar con concretos y morteros hechos con agregados relativamente densos para los cuales el factor de correccin por agregado puede determinarse satisfactoriamente mediante la tcnica descrita en la Seccin 6. No es aplicable a concretos hechos con agregados livianos, escoria de alto horno enfriada al aire, o agregados de alta porosidad. En estos casos, se debera usar el Mtodo de Ensayo C173/C173M. Este mtodo de ensayo tampoco es aplicable a concreto no plstico tal como el que se usa comnmente para fabricar tuberas y unidades de mampostera de concreto.3.3 El texto de esta norma cita notas y notas a pie de pgina que proveen informacin explicativa. Estas notas y notas a pie de pgina (excluyendo aquellas indicadas en tablas y figuras) no deben ser consideradas como requisitos de esta norma.3.4 Los valores indicados ya sea en unidades SI o en unidades pulgada-libra deben ser considerados separadamente como los estndares. Los valores indicados en cada sistema pueden no ser exactamente equivalentes; por eso, cada sistema debe ser utilizado independientemente del otro. La combinacin de valores de los dos sistemas puede resultar en la no conformidad con la norma.3.5Esta norma no pretende dirigir todas las inquietudes sobre seguridad, si las hay, asociadas con su utilizacin. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prcticas apropiadas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reguladoras antes de su uso.(AdvertenciaLas mezclas cementicias hidrulicas son custicas y pueden causar quemaduras qumicas en la piel y los tejidos frente a la exposicin prolongada)

INFLUENCIAS DE CIERTOS PARAMETROS EN LOS ENSAYOS

1. Humedad de las ProbetasCon el objetivo de evaluar la influencia de la humedad se han moldeado un numero de doce probetas y se realizaron los ensayos con seis probetas hmedas, es decir 3 horas despus de haber salido de la pileta de curado y seis probetas secas al aire hasta peso constante, es decir con la humedad que tendra una estructura real. La humedad de las probetas secas al aire estuvo entre de 3 a 4%. Los resultados obtenidos para los diferentes tamaos mximos no fueron iguales, por lo cual se presentan los resultados por separado para cada tamao mximo de agregado grueso y para cada ensayo.2. Tamao y FormaYa existen precedentes en cuanto a la investigacin de especmenes ms pequeos que el estndar para determinar la resistencia a la compresin y otras propiedades del concreto endurecido. Gonnerman realiz investigaciones al respecto, relacionando las variables de forma y tamao de los especmenes con respecto a su esfuerzo de compresin llegando a la conclusin de que el esfuerzo de compresin disminuye con incrementos de tamao de los especmenes. Neville estudi tambin el efecto de la forma y tamao de los especmenes en el esfuerzo de ruptura de las probetas de concreto y sugiri una relacin general entre el esfuerzo de compresin y la forma y tamao del espcimen: (v/hd)+ (h/d) donde V = volumen del cilindro, h = altura del cilindro y d = dimensin lateral.3. RefrendadoEsta prctica cubre los procedimientos, materiales y equipos necesarios pararefrenar cilindros de concreto fresco con pasta de cemento; cilindros de concreto endurecido y ncleos de concreto con pasta de yeso de alta resistencia o morterode sulfuro.4. Velocidad de las CargasEs el resultado que se obtienen despus de haber hecho el ensayo a la compresin de cilindros de concreto, aplicando una velocidad uniforme y continua donde al final del ejercicio dicho resultado se plasmar en la grfica esfuerzo-deformacin.

DEFORMACIN DEL CONCRETO

DEFORMACIONES ELSTICAS

El trmino deformaciones elsticas es un poco ambiguo, puesto que la curva esfuerzo-deformacin para el concreto no es una lnea recta aun a niveles normales de esfuerzo (Figura 8), ni son enteramente recuperables las deformaciones. Pero, eliminando las deformaciones plsticas de esta consideracin, la porcin inferior de la curva esfuerzo-deformacin instantnea, que es relativamente recta, puede llamarse convencionalmente elstica. Entonces es posible obtener valores para el mdulo de elasticidad del concreto. El mdulo vara con diversos factores, notablemente con la resistencia del concreto, la edad del mismo, las propiedades de los agregados y el cemento, y la definicin del mdulo de elasticidad en s, si es el mdulo tangente, inicial o secante. An ms, el mdulo puede variar con la velocidad de la aplicacin de la carga y con el tipo de muestra o probeta, ya sea un cilindro o una viga. Por consiguiente, es casi imposible predecir con exactitud el valor del mdulo para un concreto dado.

Figura 8. Curva tpica esfuerzo-deformacin para concreto de 350 kg/cm2.

Del solo estudio de las curvas de esfuerzo-deformacin resulta obvio que el concepto convencional de mdulo de elasticidad no tiene sentido en el concreto. Por lo tanto, es necesario recurrir a definiciones arbitrarias, basadas en consideraciones empricas. As, se puede definir el mdulo tangente inicial o tangente a un punto determinado de la curva esfuerzo-deformacin y el mdulo secante entre dos puntos de la misma.El mdulo secante se usa en ensayes de laboratorio para definir la deformabilidad de un concreto dado. La ASTM (Referencia 16) recomienda la pendiente de la lnea que une los puntos de la curva correspondiente a una deformacin de 0.00005 y al 40% de la carga mxima.Se han propuesto muchas relaciones que expresan el mdulo de elasticidad en funcin de la resistencia del concreto. Para concreto tipo I de peso volumtrico:(fc en kg/cm2) (Referencia 4, artculo 11.3.3)

DEFORMACIONES LATERALES

Cuando al concreto se le comprime en una direccin, al igual que ocurre con otros materiales, ste se expande en la direccin transversal a la del esfuerzo aplicado. La relacin entre la deformacin transversal y la longitudinal se conoce como relacin de Poisson.La relacin de Poisson vara de 0.15 a 0.20 para concreto.

DEFORMACIONES PLSTICAS

La plasticidad en el concreto es definida como deformacin dependiente del tiempo que resulta de la presencia de un esfuerzo.As definimos al flujo plstico comola propiedadde muchos materiales mediante la cual ellos continan deformndose a travs de lapsos considerables de tiempo bajo un estado constante de esfuerzo o carga.Se ha encontrado que la deformacin por flujo plstico en el concreto depende no solamente del tiempo, sino que tambin depende de las proporciones de la mezcla, de la humedad, de las condiciones del curado, y de la edad del concreto a la cual comienza a ser cargado. La deformacin por flujo plstico es casi directamente proporcional a la intensidad del esfuerzo. Por lo tanto es posible relacionar a la deformacin por flujo plstico con la deformacin elstica inicial mediante un coeficiente de flujo plstico definido tal como sigue:

Dndees la deformacin inicial elstica yes la deformacin adicional en el concreto, despus de un periodo largo de tiempo, debida al flujo plstico. DEFORMACIONES POR CONTRACCIN

Las mezclas para concreto normal contienen mayor cantidad de agua que la que se requiere para la hidratacin del cemento. Esta agua libre se evapora con el tiempo, la velocidad y la terminacin del secado dependen de la humedad, la temperatura ambiente, y del tamao y forma del espcimen del concreto. El secado del concreto viene aparejado con una disminucin en su volumen, ocurriendo este cambio con mayor velocidad al principio que al final.De esta forma, la contraccin del concreto debida al secado y a cambios qumicos depende solamente del tiempo y de las condiciones de humedad, pero no de los esfuerzos.La contraccin del concreto es algo proporcional a la cantidad de agua empleada en la mezcla. De aqu que si se quiere la contraccin mnima, la relacin agua cemento y la proporcin de la pasta de cemento deber mantenerse al mnimo.Para propsitos de diseo, un valor promedio de deformacin por contraccin ser de 0.0002 a 0.0006 para las mezclas usuales de concreto empleadas en las construcciones presforzadas. DEFORMACIN PROGRESIVA (CREEP) DEL CONCRETO.

Cuando el concreto es sometido a un estado de esfuerzos sostenido, ste se deforma progresivamente en funcin del tiempo, la deformacin se puede concebir como un acortamiento del elemento. La deformacin final del concreto depende del tiempo, pero est integrada por dos partes, una, la que corresponde a la deformacin elstica, la otra, corresponde a la deformacin progresiva propiamente dicha (creep), la Figura 9.17 ilustra este concepto.

Figura 9.17. Deformacin Progresiva del Concreto en Compresin.

Algunas de las causas que se presentan ya sean en forma aislada o conjunta y que influyen en la deformacin progresiva del concreto simple son:1. La deformacin (flujo) de los agregados empleados en el concreto, esto depende del tipo deroca original, por ejemplo los agregados provenientes de areniscas y los que poseen mica son susceptibles de provocar deformaciones progresivas mayores.

2. La deformacin o flujo de la pasta de cemento que rodea los agregados. Cuando los agregados son muy estables como es el caso de las calizas densas o el cuarzo, las deformaciones se deben fundamentalmente a la calidad de la pasta de cemento. Pastas con relaciones agua-cemento altas favorecen deformaciones mayores.3. La expulsin del agua de gel debido a las cargas externas favorece las deformaciones.4. Disminucin de la porosidad del concreto.5. La edad del concreto, los concretos jvenes que no han desarrollado su mxima resistencia tienden a presentar un flujo mayor.6. Las condiciones climticas, un ambiente hmedo tiende a disminuir la deformacin progresiva en el concreto.

DIFERENTES FORMAS DE RESISTIR DEL CONCRETO CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA Para la fabricacin de los concretos de alta resistencia, es necesario reducir la relacin c/a a valores menores de 0.40, pudiendo llegar hasta 0.30. En el rango de a/c 0.40 - 0.70, el componente ms dbil del concreto es el cemento y la interface cemento-agregado; pero cuando se va reduciendo el a/c, stos dejan de ser los ms dbiles del sistema, incrementndose la resistencia. En los concretos de alta resistencia con relaciones a/c < 0.40, el factor ms dbil y limitante est constituido por los agregados, cuyo comportamiento dependen de sus caractersticas mineralgicas, su forma y resistencia mecnica propia de los agregados. Estos parmetros deben optimizarse para alcanzar altas resistencias. En el proceso de obtener altas resistencias del concreto para relaciones a/c < 0.45, los aditivos supe plastificantes cumplen un papel muy importante al contribuir a reducir el agua de mezclado y mejorar la trabajabilidad. ACTIVIDAD FSICO-QUMICO DE LA MICROSLICE La obtencin de resistencias a la compresin del orden de los 1,000 Kg/cm2 son posibles con la adicin de microslice en la mezcla; esto por su accin fsica y qumica, incrementa los slidos en la pasta de cemento, colocndose en los espacios vacos e incrementando la cohesividad y por su propiedad puzolnica, reacciona con el C2 (OH)2 libre, formando silicatos de calcio, con lo que se incrementa la resistencia a la compresin. El mecanismo de accin qumica de la microslice consiste en que las partculas finas de SiO2 reaccionan con la cal liberada por la hidratacin del cemento produciendo Silicatos de Calcio: Ca (OH)2 + SiO2 + H20 ~ Silicatos de Calcio (C-S-H) ACTIVIDAD DE LOS ADITIVOS REDUCTORES DE AGUA SOBRE EL CONCRETO El primer efecto fsico que se da al variar la relacin a/c por la adicin de un aditivo, es la fluidez de la mezcla al estado plstico, por efecto de variar la viscosidad de la pasta de cemento. Entre las partculas de cemento y los productos resultantes de su hidratacin existen fuerzas de atraccin y repulsin, las fuerzas de atraccin, dan lugar a la formacin de grumos. La adicin de pequeas cantidades de productos orgnicos, reduce la atraccin entre partculas y reduce a su vez la cantidad de agua en la mezcla. La accin de los aditivos se presenta de la siguiente manera: Los aditivos reductores de agua reaccionan con los productos hidratados formando una capa alrededor de cemento aislndolo de otras partculas de cemento con lo cual se reduce la fuerza de atraccin. En general los aditivos reductores de agua son aninicos y confieren una carga negativa a las partculas de cemento, rechazndose mutuamente. Los aditivos que se utilizaren son: Sales de Formaldehido Naftaleno-Sulfanato. Son polmeros que tienden a reducir la tensin superficial de su fase acuosa. Su uso est dirigido a producir aditivos supe plastificantes porque incrementan la trabajabilidad y reducen la relacin a/c. Sales Formaldehido-Melamina-Sulfanato. Son polmeros de alto poder plastificante y reductores de agua, se le usa para producir aditivos supe fluidificantes.

RESISTENCIA MECNICA La resistencia mecnica del concreto endurecido ha sido tradicionalmente la propiedad ms identificada con su comportamiento como material de construccin. En trminos generales, la resistencia mecnica, que potencialmente puede desarrollar el concreto, depende de la resistencia individual de los agregados y de la pasta de cemento endurecida, as como, de la adherencia que se produce en ambos materiales. En la prctica, habra que aadir a estos factores el grado de densificacin logrado en la mezcla ya que, como ocurre con otros materiales, la proporcin de vacos en el concreto endurecido tiene un efecto decisivo en su resistencia. Cuando las partculas de los agregados son duras y resistentes, la resistencia mecnica del concreto tiende a ser gobernada por la resistencia de la pasta de cemento y/o por la adherencia de esta con los agregados. Por lo contrario si los agregados son dbiles, la resistencia intrnseca de estos se convierte en una limitacin para la obtencin de altas resistencias, lo cual no quiere decir que el concreto no pueda ser ms resistente que las partculas individuales de los agregados. La adquisicin de la resistencia mecnica de la pasta de cemento conforme endurece es una consecuencia inmediata del proceso de hidratacin de los granos de cemento.

SOLICITACIONES ESTTICAS, REPETIDAS Y DINMICASLa extensa investigacin tuvo como objetivo analizar los avances en el diseo de mezclas asflticas para carpetas de carreteras. Esto representa un aspecto muy importante desde el punto de vista socioeconmico tanto para el pas como en el mbito internacional.Se estudiaron los nuevos criterios de diseo desarrollados en diversas instituciones del extranjero, principalmente los del Strategic Highway Research Program, SHRP, de Estados Unidos, as como el mtodo emprico Marshall, que hasta la fecha es el ms empleado en el mundo a pesar de sus limitaciones tericas.El principal logro del SHRP ha sido el desarrollo de un criterio de diseo de concretos asflticos para carretera identificado como Superpave, el cual ha despertado inters internacional, y que est en proceso de verificacin y realizacin de modificaciones.En el extenso programa desarrollado en el Instituto de Ingeniera de la UNAM se analizaron los resultados de dicho programa. Se decidi analizar nicamente la fase uno del criterio Superpave ya que las fases dos y tres se consideraron inadecuadas.El experimento realizado fue muy extenso, con 96 niveles y 16 especmenes de concreto alfstico para una de las pruebas dinmicas de traccin y compresin. Las variables principales son:Tipo de asfalto, un nivel: AC-30.

Origen del agregado, cuatro niveles: basalto triturado; caliza triturada con finos de arena de mina, grava de ro triturada; y grava de ro sin triturar.Tipo de granulometra, con tamao mximo nominal de 19 mm, con tres niveles: 1) curva gruesa, 2) curva fina y 3) curva que pasa por la zona restringida del criterio Superpave.Mtodo de diseo del concreto asfltico, dos niveles:Superpave y Marshall.Tipo de ensaye mecnico, dos niveles: prueba esttica y prueba dinmica cclica.Tipo de solicitacin en el ensaye, dos niveles: traccin a 25 C y compresin a 40 C.Para la realizacin del estudio se establecieron parmetros que se mantuvieron constantes durante toda la investigacin:El tamao mximo nominal del agregado igual a 19 mm.El programa experimental se concentr en el tipo de concreto ms empleado en Mxico, que es el concreto denso, de granulometra continua. Se estudian tres tipos de granulometra dentro de normas ASTM: la primera con predominio de agregado grueso (grava) y poca proporcin de arena; la segunda es la inversa, con predominio de la fraccin fina (arena), y menor proporcin de grava; la tercera curva de distribucin de tamaos atraviesa la zona restringida del mtodo Superpave.Para la fabricacin de todos los especmenes Superpave y Marshall, de tensin y compresin, el cemento asfltico se mezcl con los agregados a 153 C, y el tiempo de curado fue de cuatro horas a 135 C La elaboracin de las probetas se realiz a 143 C.Ninguno de los dos mtodos de diseo, Superpave o Marshall, contiene actualmente especificaciones para caracterizar los materiales. Al inicio de la investigacin el criterio Superpave recomendaba pruebas muy complejas para las etapas de diseo intermedia y completa, etapas dos y tres, las cuales se consideraron tericamente inadecuadas para los fines del presente estudio del Instituto de Ingeniera. Por lo tanto se decidi utilizar los ensayes de traccin indirecta y de compresin, ambos sujetos a solicitaciones estticas y dinmicas repetidas de acuerdo con normas ASTM. Los dos procedimientos de caracterizacin sealados se aplicaron a los especmenes tipo Superpave y tipo Marshall.Los especmenes de traccin se fabricaron en el compactador giratorio SHRP y las probetas de compresin se elaboraron en el compactador por amasado de Hveem.Los resultados de la investigacin desarrollada permitirn mejorar los diseos de los concretos y mezclas asflticos, con avances tericos significativos y un alto impacto socioeconmico, tanto en el pas como en el mbito internacional. Algunas de las conclusiones obtenidas, que justifican ampliamente el estudio, son:Como se indic al principio, en la investigacin se decidi analizar nicamente la fase uno del criterio Superpave ya que las fases dos y tres se consideraron inadecuadas, como lo han reconocido los estudios posteriores realizados en el programa SHRP.La zona restringida del criterio Superpave debe eliminarse.Debe comprobarse en el campo la validez del nmero de giros de compactacin recomendados para el compactador SHRP en relacin con la vida esperada del pavimento en condiciones normales de servicio.Los anlisis de varianza muestran que las variables ms significativas son el tipo de agregado y la granulometra.En las pruebas de comportamiento bajo traccin indirecta cclica y en los ensayes de deformacin permanente acumulada no se encontr diferencia significativa entre los especmenes hechos con las caractersticas de los mtodos Marshall y Superpave, los cuales tenan diferencias significativas en su composicin volumtrica.El carcter intuitivo y emprico del mtodo Marshall lo pone en desventaja con el criterio Superpave, modificado con los resultados de la presente investigacin.Para fines de diseo de concretos y mezclas asflticas se recomienda utilizar el compactador giratorio SHRP y los lineamientos del criterio Superpave con las modificaciones y recomendaciones obtenidas en esta investigacin.

RESISTENCIA A LA COMPRESIN

Ensayo para determinar la resistencia a la compresin NTP 339.034 (1999). Mtodo de ensayo para el esfuerzo a la compresin de muestras cilndricas de concreto. Objeto: La presente Norma establece el procedimiento para determinar la resistencia a la compresin de probetas cilndricas, moldeadas con hormign o de testigos diamantinos extrados de concreto endurecido. Se limita a concretos que tienen un peso unitario mayor de 800 kg/cm2. Resumen del Mtodo

Este mtodo de ensayo consiste en aplicar una carga axial en compresin a los moldes cilndricos o corazones en una velocidad tal que est dentro del rango especificado antes que la falla ocurra. El esfuerzo a la compresin de la muestra est calculado por el cociente de la mxima carga obtenida durante el ensayo entre el rea de la seccin transversal de la muestra.Tolerancias de Tiempo Las probetas a ser ensayadas, estarn sujetas a las tolerancias de tiempo indicadas:

Velocidad de Carga La carga deber ser aplicada en forma continua, evitando choques. Para mquinas de Tornillo, el desplazamiento del cabezal mvil ser de aproximadamente 1,3 mm/min, cuando lo hace libremente.

Para mquinas operadas hidrulicamente la velocidad de la carga estar en el rango de 0,14 a 0,34 MPa/s. Se aplicar la velocidad de carga continua y constante desde el inicio hasta producir la rotura de la probeta.

Expresin de resultados La resistencia a la compresin de la probeta se calcula con la siguiente frmula: Rc = 4 G / d2Dnde: Rc: Es la resistencia de rotura a la compresin, en kilogramos por centmetro cuadrado. G: La carga mxima de rotura en kilogramos. d: Es el dimetro de la probeta cilndrica, en centmetros.

Ensayo para determinar la resistencia a la traccin por compresin diametral. NTP 339.084 HORMIGN (CONCRETO). Mtodo de ensayo normalizado para la determinacin de la resistencia a la traccin simple del hormign, por compresin diametral de una probeta cilndrica. Objeto: Esta Norma Tcnica Peruana establece el procedimiento para la determinacin de la resistencia a la traccin por compresin diametral de especmenes cilndricos de hormign (concreto), tales como cilindros moldeados y testigos diamantinos. Resumen del Mtodo Este mtodo de ensayo consiste en aplicar una fuerza de compresin diametral a toda la longitud de un espcimen cilndrico de hormign (concreto), a una velocidad prescrita, hasta que ocurra la falla. Velocidad de Carga La carga se aplicar en forma continua y evitando impactos, a una velocidad constante dentro del rango de 689 kPa/min a 1380 kPa/min hasta que falle el espcimen por el esfuerzo de traccin por comprensin diametral. Expresin de Resultados La resistencia a la traccin por comprensin diametral de la probeta se calcula con la siguiente frmula: T = 2P / l d Dnde: T = Resistencia a la traccin por comprensin diametral, kPa. P = Mxima carga aplicada indicada por la mquina de ensayo, kN. l = longitud, m. d = Dimetro, m.

ENSAYO DE RESISTENCIA A LA ROTURA POR COMPRESIN:

Por lo general se realiza el ensayo en probetas de forma cilndrica de esbeltez igual a 2 (altura de la probeta/dimetro de la base). Se moldean las probetas de acuerdo a las Normas IRAM 1524 y 1534, el moldeo se efecta colocando y compactando el hormign en forma similar a la empleada para el ensayo de asentamiento que se realiza con el tronco de cono de Abrams. Este procedimiento es vlido solo para hormigones de 3cm o ms de asentamiento; para mezclas ms secas la compactacin deber efectuarse por vibracin, Ya sea mediante vibrador de inmersin (dimetro mximo del elemento vibrante: 25mm para probetas de 15 x 30).

Curado: Las probetas se mantienen en sus moldes durante un periodo mnimo de 24 hs. Una vez transcurridas las primeras 24 hs, se procede a desmoldar e inmediatamente se acondiciona la probeta para su mantenimiento hasta el momento de ensayo.

Ejecucin de ensayo de rotura por compresin:

Se utilizan prensas con capacidad de 100 a 150 toneladas. Se mide la deformacin de la probeta al aplicrsele cargas cada vez mayores.

La velocidad de aplicacin de la carga sobre la probeta tiene influencia importante en el resultado del ensayo; El ritmo de la velocidad debe mantenerse entre 250 y 600 kg por segundo para probetas de 15 cm de dimetro, a partir del 50 % de la carga de rotura. En cuanto a la 103 exactitud de las lecturas de la prensa, debe verificarse con una periodicidad de entre 6 meses y 1 ao segn el uso, debiendo mantenerse el error de lectura por debajo del 1%.

Tecnologa del Concreto