UNIDAD II PROPIEDADES, EVALUACIÓN ESTADÍSTICA DEL CONCRETO Y CONCRETOS ESPECIALES 1.- PROPIEDADES DEL CONCRETO.1.1 PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO.a) TRABAJABILIDAD TRABAJABILIDAD.
Es la facilidad de colocación, consolidación consolidació n y acabado acabado del concreto fresco Es la mayor o menor dificultad para el mezclado, transporte, colocación colocaci ón y compactación del concreto, sin que pierda homogeneidad (exude o se segregue). Es el trabajo interno para vencer a la fricción interna entre partículas en el concreto concreto
La consistencia es considerada una buena indicación de trabajabilidad, está influenciada por el contenido de agua y cemento, la distribución uniforme de los agregados (granulometría, proporción en la mezcla), aditivos (la incorporación de aire mejora la trabajabilidad) y las condiciones ambientales. Los factores que influyen en la trabajabilidad del concreto son: a) b) c) d) e) f) g)
El método y duración del transporte La cantidad y características caracterís ticas de de los materiales cementantes La consistencia consistenci a del concreto (asentamiento o revenimiento) revenimient o) Tamaño, forma y textura superficial de los agregados fino y grueso Aditivos y/o aire incluido (incorporado) (incorpor ado) Cantidad de agua Temperatura del concreto
PRUEBA: El método tradicional para medir la trabajabilidad es el Slump o asentamiento, empleando el Cono de Abrams. Realmente, ésta prueba permite controlar la consistencia consis tencia y humedad del concreto más que la trabajabilidad ya que ésta no es mensurable. Se establece los siguientes criterios para la evaluación según el Slump: Asentamiento Asentamiento 1” a 2”:
consistencia seca
3” a 4”:
consistencia plástica
6” a 7”:
consistencia fluida
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Al controlar el asentamiento en obra se controla directamente la uniformidad en la consistencia y trabajabilidad necesarias para una adecuada colocación, pero indirectamente el volumen unitario de agua, la relación agua-cemento y las modificaciones en la humedad del agregado.
b) CONSISTENCIA.Es la propiedad que define la humedad de la mezcla respecto a su grado de fluidez, cuanto más húmeda es la mezcla mayor será la facilidad con la que el concreto fluirá durante su colocación. La consistencia es considerada una buena indicación de la trabajabilidad, La consistencia está relacionada con la trabajabilidad pero no son sinónimos. Por ejemplo: una mezcla muy trabajable para pavimento puede ser muy consistente, en tanto que una mezcla poco trabajable en estructuras con alta concentración de acero puede ser de consistencia plástica. Los concretos por su consistencia pueden ser: Concretos consistentes o secos: sólo contienen el agua necesaria para que su superficie, después del vibrado quede blanda y unida Concretos plásticos: contiene el agua necesaria para dar a la masa una consistencia pastosa Concretos fluidos: contienen tanta agua que la mezcla fluye como una pasta blanda
El requerimiento de agua en el concreto se incrementa según sea la porosidad y absorción así como la forma y textura del agregado que desarrollaran la capacidad de adherencia entre componentes de la mezcla.
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c) SEGREGACION.Es la separación de los componentes de la mezcla, de modo que su distribución ya no es uniforme. Para el caso de concreto, la causa principal de segregación es la diferencia en el tamaño de las partículas, que puede controlarse con una gradación adecuada y con un manejo cuidadoso, la mezcla debe tener cohesión que es esencial para lograr una compactación completa. Existen dos formas que pueden ocasionar segregación: -
Una, cuando las partículas más gruesas tienden a separarse y las partículas finas se desplazan en una pendiente o se asientan. La otra, se presenta en mezclas más húmedas, ocasionando la separación de la lechada, la adición de agua mejora la cohesión
Si el concreto no ha viajado mucho y es transferido directamente a los moldes el riesgo de separación será pequeño, si por el contrario se deja caer el concreto desde una altura considerable propiciará la segregación se puede evitar empleando una mezcla más cohesiva. La vibración es uno de los medios para lograr mejor cohesión sin embargo el uso indebido del vibrador aumenta el riesgo de segregación en el colocado, a diferencia del manejo, esto ocurre principalmente cuando se permite que la vibración dure demasiado.
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d) EXUDACION.Definida como la ganancia de agua, es una forma de segregación en la que parte del agua de la mezcla tiende a subir a la superficie del concreto recién colocado, se origina por la incapacidad de los componentes sólidos para retener toda el agua cuando se asientan. La exudación puede evaluarse como la reducción de altura o asentamiento total por unidad de altura del concreto, termina cuando la pasta ha endurecido lo suficiente. A consecuencia de la exudación, la parte superior de cada capa de concreto colocada puede quedar demasiado húmeda y sin el agua queda atrapada por el concreto superpuesto dando por resultado una capa porosa, débil reduciendo la durabilidad del concreto. La tendencia a la exudación depende del contenido de agua de la mezcla pero también de las propiedades del cemento, siendo menor con cementos más finos y contengan mayor C3A.
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Las mezclas ricas son menos propensas a la exudación que las pobres, la puzolana al igual que el aire incorporado pueden ayudar a reducir la exudación.
1.2 PROPIEDADES DEL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO.a) RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN.Definida como el máximo esfuerzo que puede ser soportado por el concreto sin romperse, la resistencia suele dar la idea general de CALIDAD DEL CONCRETO, por estar directamente relacionada con la estructura de la pasta del cemento. Depende de la composición química como de la estructura física de los productos de la hidratación del cemento y de sus proporciones volumétricas relativas. Asimismo dependerá de la porosidad de la pasta que está relacionada con las características de los agregados, siendo el factor principal la relación agua-cemento. El concreto se emplea para aprovechar su buena resistencia a la compresión y también se considera la mecánica de fracturas para un material bajo esfuerzo bi o triaxial y bajo compresión uniaxial. Bajo tensión uniaxial, las grietas son aproximadamente paralelas a la carga aplicada aunque algunas se forman en ángulo a la dirección de la misma , las grietas inclinadas ocurren debido al colapso provocado por el desarrollo de planos de cortante. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESISTENCIA DEL CONCRETO: -
Relación agua-cemento Relación cemento agregado Grado de compactación Edad
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Temperatura
FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA: -
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Relación agregado cemento Calidad del agregado (gradación, textura superficial, forma, resistencia, tamaño máximo). Estos factores se consideran de importancia secundaria cuando se emplean agregados usuales hasta tamaño máximo de 1 ½” Tipo de cemento, la rapidez del desarrollo de la resistencia varía para los concretos hechos con diferentes tipos de cemento Condiciones de curado, la hidratación del cemento ocurre en presencia del agua, por tanto es importante mantener la humedad en el concreto durante el período de curado, para que pueda incrementar su resistencia con el tiempo.
b) DURABILIDAD.Es la capacidad que tiene el concreto de resistir las condiciones de exposición que podrían quitarle utilidad, como son: congelación y deshielo, humedecimiento y secado, calentamiento y enfriamiento, productos químicos, agentes descongelantes, etc. FACTORES QUE PUEDEN CONTRIBUIR A MEJORAR LA DURABILIDAD: -
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Uso de cemento de bajo contenido de puzolanas Agregado seleccionado para prevenir las expansiones peligrosas debidas a la reacción álcali-agregado (en zonas donde el concreto está expuesto a ambiente húmedo, cemento resistente a sulfatos). Relación agua-cemento bajo, reducirá la penetración de líquidos agresivos Uso de aditivos, especialmente incorporadores de aire
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c) IMPERMEABILIDAD.Es una importante propiedad del concreto que puede mejorarse, reduciendo la cantidad de agua en la mezcla. El exceso de agua deja vacíos después de la evaporación, lo que permite reducir la resistencia del concreto. Los aditivos incorporadores de aire pueden ayudar a incrementar la impermeabilidad.
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