Propiedades Concreto Endurecido-resistencia y Tipos- 2011

7/30/2019 Propiedades Concreto Endurecido-resistencia y Tipos- 2011

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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDO



CONCRETO ENDURECIDO

Después de un proporciona miento adecuado, así como, dosificación,

mezclado, colocación, consolidación, acabado, y curado, el concretoendurecido se transforma en un material de construcción resistente, nocombustible, durable, resistente al desgaste y prácticamente impermeable querequiere poco o nulo mantenimiento. El concreto también es un excelentematerial de construcción porque puede moldearse en una gran variedad deformas, colores y texturizados para ser usado en un numero ilimitado deaplicaciones.

Debido al proceso continuo de hidratación del cemento, el concreto tiende aaumentar su resistencia y en general a mejorar sus características, con la

edad.Este proceso de hidratación puede ser mas o menos efectivo, según sean lascondiciones de intercambio de agua con el medio ambiente después delcolado, por lo tanto, las propiedades del concreto endurecido, dependengeneralmente de las condiciones de curado a través del tiempo, no obstantecomo veremos más adelante existen otros factores que afectan a estas

características.



PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS 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 • 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 másimportantes, sin embargo dependiendo del caso todas pueden resultar valiosas



RESISTENCIA

La resistencia del concreto es definida como elmáximo esfuerzo que puede ser soportado por dicho material sin romperse. Dado que el concretoestá destinado principalmente a tomar esfuerzosde compresión, es la medida de resistencia adichos esfuerzos la que se utiliza como índice desu calidad.

En general, prácticamente todas las propiedadesdel concreto endurecido están asociados a la

resistencia y en muchos casos, es en función delvalor de ella que se les cuantifica o califica. Sinembargo, debe siempre recordarse al diseñador una mezcla de concreto que muchos factoresajenos a la resistencia pueden afectar otras

propiedades.



COMPRESION TRACCION

FLEXION CORTE

RESISTENCIA



La resistencia a la compresión se puede definir como la máxima resistencia medida de un

espécimen de concreto a carga axial.

Generalmente se expresa en kilogramos por

centímetro cuadrado (Kg/cm2) a una edad de 28

días se le designe con el símbolo f’ c. Para determinar la resistencia a la compresión, se

realizan pruebas especímenes de concreto.

Según el código ACI318-05 es el valor promedio

de ensayar en compresión dos probetas

cilíndricas de 6’’ de diámetro por 12’’ de altura

que han sido muestreadas, moldeadas, curadas

y ensayadas bajo condiciones standars

controladas

El valor de f’c (resistencia a la compresión) se

utiliza generalmente como indicador de la calidad

del concreto.

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http://www.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.monografias.com/trabajos55/revestimiento-de-tuneles/Image12004.jpg&imgrefurl=http://www.monografias.com/trabajos55/revestimiento-de-tuneles/revestimiento-de-tuneles4.shtml&h=369&w=492&sz=29&tbnid=IV-hCwyR3PFRNM:&tbnh=98&tbnw=130&prev=/search?q=foto+de+ensayo+de+resistencia+del+concreto&tbm=isch&tbo=u&zoom=1&q=foto+de+ensayo+de+resistencia+del+concreto&hl=es&usg=__EmZC05B9wEFLy5NOi5F9rTxmlX4=&sa=X&ei=UpDETpvTIseAgwfq6MnSDg&ved=0CBAQ9QEwAA



P

30

15

A

f

ć =

f ́ c =´+´

TODA RESISTENCIA ES A LOS 28 DIAS

fć(t)

7días

14días

28días

90días

6meses

1año

2años

5años

fć2

8dia

s

0.67 0.8

6

1 1.17 1.23 1.2

7

1.31 1.35



El hormigón es un material ineficiente resistiendo cargas de

tracción; comparativamente esta resistencia representa

hasta un 10% de su capacidad a la compresión. Es por ello

que en el hormigón armado los esfuerzos de tracción son

absorbidos por el acero de refuerzo.

ft= (8% − 12%)′ ft= 0.10′ ft = (1, 33 – 1, 99)√f´c



F’f = 0.20

Mr = 10% - 20% f´c (modulo de

ruptura)

F´f = (1,99 a 2,65) √f´c



f´c=(0.35-0.8)f´c



La relación dea/c se refiere ala cantidad deagua y cementoque intervieneen la mezcla .

Una relación a/c baja,reduce la porosidadde La matriz o pastade cemento y mejorala resistencia. Por elcontrario una relaciónalta aumenta laporosidad de la

matriz aumentando latrabajabilidadreduciendo laresistencia.

La relación a/crequerida por

una mezcla deconcreto

determina laresistencia, ladurabilidad yrequisitos deacabado del

mismo.



RELACION GEL ESPACIO

Se ha determinado la relación entre el desarrollo de la resistencia yla relación gel-espacio como que existe entre el volumen de la

pasta de cemento hidratada y la suma de los volúmenes de

cemento hidratado y de los poros capilares.

GRADO DE HIDRATACION

La adquisición de la resistencia mecánica es una consecuencia

inmediata del proceso de hidratación de los granos de cemento.

En presencia del agua y bajo condiciones favorables.

El grado de hidratación del cemento depende básicamente de

las características físicas y químicas del cemento, el grado de

humedad, la temperatura de curado y el tiempo transcurrido

desde la elaboración de la pasta.



=0.647

0.319 / = 2400

S = Resistencia a los 28 días dado en /

a/c diseño

GRADO DEHIDRATACION

(α)

RELACIONGEL/ESPACIO

(X)

RELACION AGUA

CEMENTO(a/c)

RESISTENCIADEL

CONCRETO



La resistencia ultima del concreto depende sensiblemente

de la adherencia entre la pasta y el agregado. Sin embargo

esta es una situación cambiante con la edad, pues aunque

tanto la resistencia de la pasta como la adherencia

progresas con la hidratación del cemento, su evolución no

necesariamente es igual, y así, hay evidencia de que en elconcreto en edad temprana la resistencia por adherencia

suele ser menor que la resistencia de la pasta en tanto que

a edades avanzadas tiende a ocurrir lo contrario.

Para mejorar la adherencia pasta y agregado se puede

modificar la forma, textura superficial, tamaño de los

agregados.En concretos de resistencia menores a 200 kg/cm2 la

resistencia de la pasta será el factor predominante, mientras

que en concretos de resistencia mayores de 500 kg/cm2

puede ser por la resistencia de la pasta, resistencia de la

adherencia pasta- agregado o una combinación de ambas.



PRINCIPALES FUENTES DE VARIACIÓN DE LARESISTENCIA DEL CONCRETO

Un concepto muy importante que hay que tener encuenta actualmente es que los métodos de diseñoestructural en concreto son probabilísticos.

Al ser el concreto un material heterogéneo, está sujeto

a la variabilidad de sus componentes así como a lasdispersiones adicionales por las técnicas deelaboración, transporte, colocación y curado en obra.

La resistencia del concreto bajo condicionescontroladas sigue con gran aproximación ladistribución probabilística Normal.En la tabla 1 se muestran las principales fuentes devariación de la resistencia en compresión del concreto



TABLA 1: PRINCIPALES FUENTES DE VARIACÍÓN DE LARESISTENCIA DEL CONCRETO



Tener una baja relación agua cemento (el

principal).

Tipo de agregado debe ser un poco anguloso y

redondeada .

Hacer una buena compactación ya que ello

disminuye el aire atrapado por lo tanto mejora la

fuerza de compresión.

Tipo de ensayo debemos hacer de acuerdo al

ambiente que se va construir a la misma

temperatura.El curado debe ser de acuerdo al ambiente.



ELASTICIDAD

El concreto no es un material completamente elástico y la relación esfuerzo –

deformaciónpara una carga en constante incremento adopta generalmente la forma de una curva.

Generalmente se conoce como modulo de elasticidad a la relación del esfuerzo de

deformación, medida en el punto donde la línea se aparta de la recta y comienza a ser

curva.

Para el diseño estructural se supone un modulo de elasticidad constante en función de la

resistencia a la compresión del concreto. En la práctica el modulo de elasticidad delconcreto es una magnitud variable cuyo valor promedio es mayor que aquel obtenido a

partir de una formula.

En el diseño de mezcla debe tenerse presente que el modulo de elasticidad del concreto

depende, entre otros los siguientes factores:

La resistencia a la compresión del concreto y por lo tanto de aquellos factores que la

afectan.La igualdad de resistencia de la naturaleza petrográfica de los agregados.

De la tensión de trabajo.

De la forma y tiempo de curado del concreto.

El modulo de elasticidad del concreto aumenta al incrementarse la resistencia en

compresión y para un mismo concreto, disminuye al aumentar la tensión de

trabajo.



EXTENSIBILIDAD

Es la propiedad del concreto de deformarse sin agrietarse. Se

define en función a la deformación unitaria máxima que pueda

asumir el concreto sin que ocurran fisuras.

Depende de la elasticidad y del denominado flujo, constituido por

la deformación que tiene el concreto bajo carga constante en eltiempo.

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 ultimo y a una deformación unitaria de 0.0012 y en

condiciones normales la fisuración visible aparece para 0.003 de

deformación unitaria.



1 C id d l i i t lt d 1 3 d t di ñ d



1.- Considerando los siguientes resultados para 1m3 de concreto diseñado para

obtener f´c 28dias= 280 kg/cm2 y al efectuar la rotura de probetas a los 90 días

se obtuvo una resistencia de 367,38 kg/cm2.

Componentes p.e. Para 1m3 (diseño) Para 1m3 (obra)

Cemento 3,13 374, 83 kg. 374, 830 kg.

Agua 1, 00 164, 92 lit. 149, 930 lit. Ag. Fino 2, 65 678, 44 kg. 682, 208 kg.

Ag. Grueso 2, 62 1045, 81 kg. 1068, 257 kg.

Determinar: a.- (1,0 pto.) El p.e. del concreto.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………….b .- Considerando que peso unitario delconcreto hallado en el laboratorio es 2244 kg/m3.

b-1(1,0 pto) Contenido total de aire en la mezcla de concreto:

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… b-2.( 2,0 ptos.) Rendimiento de concreto

fresco por bolsa de cemento, en pie3

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………. c.- (2,0 ptos.) El grado de hidrataciónalcanzado:

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. d.- (2,0 ptos.) La a/c cuando se obtiene la resistencia de diseño deseada, manteniendo el tiempo y condiciones de

curado.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… e.- (2.5 ptos.) El % que intervienen los

agregado, cuando se obtiene la resistencia deseada, sin variar el agua de diseño y el contenido de aire, manteniendo el



CRITERIOS GENERALES (f´cr)

Donde :

f’cr = Resistencia promedio requerida en obraf’c = Resistencia especificada

Ds = Desviación Estándar

V = Coeficiente de Variación

t = Factor que depende:

- Del % de resultados < f ́c que se admitan ó

- De la probabilidad de ocurrenciaEn el caso que se especifique el promedio de un cierto número de probetas las

fórmulas anteriores se reemplazarán por:



CRITERIOS ACI PARA DETERMINAR: fćr1.- Una probabilidad de 1 en 100 de que un promedio de tres ensayos

consecutivos de resistencia sea inferior a fć (Existe la probabilidad de que1 ensayo en 100 no cumpla con lo requerido aun cuando el concreto seasatisfactorio)

ECUACION 1 (t = 2, 33 y n = 3)

2.- Una probabilidad de 1 en 100 de que una prueba o ensayo de resistenciaindividual quede por debajo de fć – 35 kg/cm².

ECUACION 2 ( t = 2, 33 y n= 1)

La Ds es como resultado de por lo menos30 ensayos consecutivos, o dos grupos deEnsayos consecutivos que totalicen por loMenos 30 ensayos de concreto.



DISEÑO DE MEZCLAS PARA CONCRETO



DISEÑO DE MEZCLAS PARA CONCRETO

- f’cr - f’c

- f’cr = f ́c + 1.34 S



TABLASCuando no se dispone de al menos 30 ensayos, el ACI recomienda que el

valor de Ds que se calcule, deberá incrementarse de acuerdo a la siguientetabla:

´

Cuando se tenga menos de 15 ensayos o no se cuente con registros

estadísticos, el ACI recomienda que para calcular el f´cr se utilice la siguiente

tabla:



EJEMPLO



1.- (2,5 ptos.) Determinar f ́cr para un concreto de f ́c = 280 kg/cm2 y Ds de 23 ensayos es 33,315 kg/cm2, con el criterio de aceptación: 85% de

los ensayos ≥ 95% f ́c.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2.- (2,5 ptos.) Determinar la probabilidad de falla para criterios de aceptación del ACI, cuando f ́c = 245 kg/cm2, f ́cr de 27 ensayos = 295 kg/cm2

y Ds = 37,132 kg/cm2.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

CORRECCIÓN DE LOS VALORES DE DISEÑO POR



CORRECCIÓN DE LOS VALORES DE DISEÑO PORHUMEDAD DEL AGREGADO

El contenido de agua añadida para f ormar la pasta será afectada por el contenido de

humedad de los agregados. Si ellos están secos al aire absorberán agua y disminuirán larelación a/c y la trabajabilidad. Por otro lado si ellos tienen humedad libre en su

superficie (agregados mojados) aportarán algo de esta agua a la pasta aumentando la

relación a/c, la trabajabilidad y disminuyendo la resistencia a compresión. Por lo tanto

estos efectos deben ser tomados estimados y la mezcla debe ser ajustada tomándolos

en cuenta.



DETERMINACIÓN DE LA PROPORCIÓN EN



DETERMINACIÓN DE LA PROPORCIÓN ENPESO, DE DISEÑO Y DE OBRA.

En obra

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