módulo i - propiedades del concreto fresco y endurecido

8/18/2019 Módulo I - Propiedades Del Concreto Fresco y Endurecido

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Fortaleza. Desempeño. Pasión.

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Tecnología del Concreto. Módulo IPropiedades del Concreto Fresco y del Concreto Endurecido

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Definición del Concreto

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¿Qué es el concreto?

Cemento Agregados Aditivos Agua

De manera general podemos decir

que el concreto es una roca artificialformada por:

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• “El concreto es una mezcla de

cemento, agua, arena y grava que

se mantiene trabajable durante unas

dos horas y después comienza a

endurecer hasta desarrollar la

resistencia que soporta la

estabilidad de las estructuras”

Definición técnica

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Estados del Concreto

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Estados del concreto

125

75

100

50

25

0

52 10 10024 10,0001,00010.1

1ª. Fase:Estado blando

Tiempo transcurrido desde el mezclado, horas

3ª. Fase: Endurecimiento progresivo

3 d í a s

7 d í a s

2 8 d í a s

3 m e s e

s

1 a ñ o

Resistencia

%

Concreto en estado fresco Concreto en estado endurecido

2ª. Fase:En proceso deendurecimiento

6



Proceso de Hidratación

7



I. Hidratación inicialFacilidad de mezclado

Trabajable, consistencia, revenimiento

Calor inicial

Etapas del proceso de hidratación

Tiempo en Horas

I II III IV V

0.1 1 4-6 10 100

9



II.Periodo latentePérdida de revenimiento y trabajabilidad

Segregación, sangrado

Adherencia pasta-agregado


Tiempo en Horas

I II III IV V

0.1 1 4-6 10 100

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III.Fraguado de la pastaDesarrollo de microestructuraTiempo de fraguado (inicial y final)

Elevación máxima de temperatura


Tiempo en Horas

I II III IV V

0.1 1 4-6 10 100

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IV.Endurecimiento de la pasta Resistencia temprana

Agrietamiento por esfuerzos térmicos

Tiempo en Horas

I II III IV V

0.1 1 4-6 10 100

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V.Maduración de la pasta Contracción por secado Resistencia: compresión y flexión

Durabilidad: permeabilidad

Tiempo en Horas

I II III IV V

0.1 1 4-6 10 100

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Propiedades del Concreto Fresco

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• Es la etapa que abarca

desde el momento delmezclado del concreto hasta

el momento del proceso de

endurecimiento inicial del

concreto en la cual éstepresenta y mantiene

características de

trabajabilidad tales que

permiten realizar las

operaciones de mezclado,

transporte, colocación,

compactación y acabado.

Concreto en estado fresco

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Estado Blando (Condición moldeable):

Facilidad de colocación Pérdida de revenimiento gradual

Duración: alrededor de 2:00 horas a partir del mezclado

Estados del concreto fresco

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Estado en curso de rigidización (Fraguado):

En esta etapa se presenta el fraguado inicial y final

Duración: de 2 a 10 horas

Estados del concreto fresco

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Conceptos y Características del

Concreto Fresco

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• Es la migración del agua hacia la superficie superior del

concreto en estado fresco, provocada por el asentamiento de

los materiales sólidos

• El asentamiento es consecuencia del efecto combinado de la

vibración (durante la compactación) y la gravedad.

Sangrado

H2O

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Sangrado

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Cohesión

Propiedad del concreto que describe la facilidad o dificultad que

tiene la pasta de cemento y la mezcla con los agregados,de ATRAERSE para mantenerse como suspensión en el

concreto, evitando así la segregación de los materiales.

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Segregación

Separación del agregado grueso del material de suspensión

(mortero) de la mezcla provocada por:

Deficiencia en el contenido de finos de la mezcla.

Deficiente granulometría de la combinación de los agregados.

Procedimientos inadecuados durante el manejo del concreto

(mezclado, transporte y/o colocación).

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Trabajabilidad

Es una propiedad del concreto, asociada al grado de facilidad o

dificultad con la que una mezcla de concreto puede sermezclada, transportada, colocada y terminada (acabado final).

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Pruebas al Concreto Fresco

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• Es una medida de la fluidez que tiene el concreto y es determinada

por medio del cono de Abrams. La prueba del revenimiento, en su origen,

tiene como finalidad controlar el contenido de agua de la mezcla y con

ello la relación a/c.

• Generalmente, mucha gente de obra también la asocia a la trabajabilidad

de la mezcla.

• Especificación de la NMX C 155 ONNCCE

Revenimiento (NMX C 156 ONNCCE)

Revenimiento nominal (mm) Tolerancia (mm)

Menor de 50 +/- 15

De 50 a 100 +/- 25

Mayor de 100 +/- 35

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Revenimiento (NMX C 156 ONNCCE)

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• Se emplea para determinar el volumen de concreto que se produce en la

planta o se entrega en la obra.

• Su objetivo es verificar que los metros cúbicos sean de 1000 litros y la

uniformidad de la granulometría.

•Especificación de la NMX C 155 ONNCCE

Masa Unitaria (NMX C 162 ONNCCE)

Masa Unitaria Mínima Masa Unitaria Máxima

1800 kg/m3 2400 kg/m3

Tolerancia para el volumen suministrado

- 1% a +2%

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Masa Unitaria (NMX C 162 ONNCCE)

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• Es la pérdida de fluidez que

manifiesta el concreto en latransición entre estado fresco y

estado endurecido.

• El fraguado inicial del concretofresco marca el fin de la etapa de la

condición blanda (esto suele ocurrir

unas 4 horas después de elaborado

el concreto).

Tiempo de fraguado del concreto

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Tiempo de fraguado del concreto

Se inicia después del fraguado final, el cual se determina con el

penetrómetro (al presentar el concreto una resistencia a la

penetración de 282 kg/cm²).

A partir de que el concreto alcanza su fraguado final, se inicia el

desarrollo de la adquisición de sus propiedades mecánicas.

Duración: varios meses; incluso años

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• Las reacciones químicas entre

el agua y el cemento generan

calor.

• La determinación de la temperatura

de la masa de concreto se realiza

mediante la inmersión en ésta de un

termómetro de vástago metálico.

• A mayor cantidad de cemento se

produce mayor cantidad de calor.

Temperatura (NMX C 435 ONNCCE)

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• Especificación de la NMX C 155 ONNCCE

En climas fríos el consumidor debe procurar mantener la temperatura

arriba de los límites de la siguiente tabla:

En climas fríos, si se calientan los materiales, la temperatura máxima

del concreto debe de ser de 32°C.

En climas cálidos, la temperatura del concreto debe de ser la más bajaposible. No es conveniente exceder la temperatura de 38°C.

En climas cálidos, si se enfrían los materiales, la temperatura mínima

del concreto debe de ser de 10°C.

Temperatura (NMX C 435 ONNCCE)

Dimensión de la sección (mm) Temperatura mínima del concreto (°C)

Menos de 300 13

De 300 a 900 10

De 901 a 1800 7

Mayor de 1800 5

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Propiedades del Concreto Endurecido

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• Resistencia

Resistencia a la compresión (NMX C 083 ONNCCE) Resistencia a la flexión (NMX C 191 ONNCCE)

• Módulo de elasticidad (NMX C 128 ONNCCE)

• Contracción (NMX C 173 ONNCCE)

• Permeabilidad (UNE 83 309)

Principales propiedades del concreto endurecido

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• Es la propiedad más valorada por los

ingenieros estructuristas y de control decalidad.

• Es una propiedad muy importante,

normalmente utilizada como un parámetro

para la especificación de concreto, diseño de

mezcla y control de calidad

Resistencia del concreto

La resistencia se define como la habilidad de unmaterial para resistir esfuerzos sin llegar a la falla.

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• La resistencia a compresión del

concreto, se puede definir como

la máxima resistencia medida en

un espécimen de concreto a

carga axial.

Resistencia del concreto a la compresión

Generalmente se expresa en kilogramos por

centímetro cuadrado (kg/cm²) a la edad de 28

días y se le designa con el símbolo f’c.

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Resistencia del concreto a la compresión

Especificación de la NMX C 155 ONNCCE

La Resistencia debe ser igual o mayor a 200 kgf/cm², se considera que el

concreto cumple con la resistencia especificada (fć) si y solo sí:

*Se acepta que no más del 10% del número de pruebas de resistencia a

compresión, tengan valores inferiores a la f ́c.

*Se permite no más del 1% de los promedio de 3 pruebas de resistencia a

compresión consecutivas, puede ser inferior a la resistencia especificada.

Además debe de cumplirse con todos los promedios consecutivos de las muestras

anotadas en la siguiente tabla:

*Mínimo 30 pruebas

Número de pruebas consecutivasResistencia a la compresión

promedio (kg/cm2)

1 Fć –

35

2 Fć – 13

3 Fć

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• La resistencia a la compresión del

concreto es siempre más alta que su

resistencia a la flexión.

• Aunque no existe una relación directaentre los 2 parámetros, la resistencia a

la flexión del concreto es del orden del

10% al 15%, dependiendo del tipo de

agregado.

Resistencia del concreto a la tensión

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F t i fl l i t i d l t


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• Algunos factores que influyen en la resistencia del concreto son:

Resistencia de los constituyentes del concreto

Relación a/c

Contenido de cemento

Tipo de cemento

Madurez del concreto o edad

Condiciones del curado

Factores que influyen en la resistencia del concreto

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Influencia de los materiales constituyentes del concreto en


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• La resistencia del concreto esta determinada por:

Resistencia de los agregados

Resistencia de la pasta de cemento

Resistencia de la zona de transición (zona de interfase entre los

agregados y la pasta de cemento)

su resistencia

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Resistencia de los agregados

su resistencia

Tipo de rocaResistencia a la

compresión, Kg/cm2

Granito

Basalto

Caliza

Mármol

Cuarzo

1,800

2,800

1,600

1,200

2,500

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Calidad de la pasta de cemento

Cantidad de su porosidad totalRelación agua /cemento

su resistencia

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i t i


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Adherencia en la interfase Pasta-Agregado

La resistencia de la pasta y la adherencia pasta - agregado

progresan con la hidratación del cemento.

A edad temprana la resistencia de la adherencia es menor que la

resistencia de la pasta, a edades mayores ocurre lo contrario.

su resistencia

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su resistencia


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• El módulo de elasticidad del concreto

aumenta con el incremento de:

El módulo de elasticidad del agregado

El contenido de agregado

La resistencia de la pasta

La resistencia de la adherencia entre el

agregado y la pasta de cemento

• El módulo de elasticidad es larelación entre la carga aplicada

(esfuerzo) y la correspondientedeformación observada en elconcreto

Módulo de Elasticidad

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 500 1000 1500

Strain

S t r e s s

( M P a )

Agregado

Pasta de

cemento

Concreto de alto

desempeño

Concretoordinario

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Permeabilidad del concreto


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• Facilidad con que un material puede ser penetrado por un fluido,

ya sea líquido o gaseoso, bajo determinadas condiciones de

aplicación.

• En el caso del concreto interesa principalmente su

permeabilidad al agua y al aire, dado que son los fluidos con

los que tiene contacto.

Permeabilidad del concreto

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Contracción


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• La contracción del concreto esta influenciada por:

Finura del cemento

Contenido de agregado

Relación A/C

Curado

Tipo y dimensiones del elemento de concreto

Contracción

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Necesidad de verificar la calidad del

concreto utilizado en las obras.

Necesidad de evaluar las

características de una estructura o

elemento de concreto.

Necesidad de evaluar el estado físico

- químico del concreto dañado

(patología).


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• Resistencia a la compresión

• Resistencia a la tensión (directa, indirecta o por flexión)

• Deformación bajo carga (Módulo elástico y relación de Poisson)

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Pruebas destructivas

módulo i - propiedades del concreto fresco y endurecido

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