3.3 Propiedades Del Concreto Endurecido

7/30/2019 3.3 Propiedades Del Concreto Endurecido

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PROPIEDADES DELCONCRETO ENDURECIDO

Caractersticas y propiedadesdel concreto endurecidorelacionadas con sufuncionamiento estructural ysu durabilidad


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I.-

FUNCIONAMI

ENTO

ESTRUCTURAL

RESISTENCIA MECANICA

( COMPRESION,

TENSION, CORTANTE)DEFORMACION BAJO

CARGA

( MODULO DE

ESLASTICIDAD,RELACION DE POISSON,

FLUENCIA)ADHERENCIA CON ELACERO DE REFUERZO

RESISTENCIA A LA

FATIGA


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II.

DURA

BIL

IDA

D

Resistencia a la abrasin

Estabilidad dimensional (cambios volumtricos

por variaciones de la humedad y temperatura)

Resistencia a la penetracin de lquidos y

gases (permeabilidad)

Deterioro prematuro:

ataque de sulfatos, congelacin y deshielo,

ataque de sustancia acidas, lixiviacin de la cal,corrosin del acero de refuerzo, intempersmo y

envejecimiento, reaccin lcali agregado.


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- Ha sido consideradatradicionalmente la propiedadmas identificada .

- Sin embargo, debe ser vistacomo una de las diversas

propiedades que el concretoendurecido posee para serdurable.

I.- RESISTENCIA MECANICA


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En trminos generales depende:

- Resistencia individual de agregadosy pasta de cemento endurecida.- Adherencia que se produce entre

ambos materiales.Practica:

- Grado de densificacin. Proporcinde vacios influye en resistenciamecnica.


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Comportamiento integral:

Resistencia mecnica se mide en especmenesestndar de concreto simple q se someten a

condiciones de carga reglamentada, ya sea encompresin o tensin.

Tomar una parte del concreto que se estavaciando.

Colocarlo en cilindro metlico ( base de 6 y alturade 12), engrasado, en tres capas, compactar con25 golpes cada una con varilla de 5/8 y 60 cm.

Enrasar la superficie lo mas plana posible. Al da siguiente retira el molde y sumergirla en

agua para curado-

Pruebas por lo general a los 7 y 28 d as. ( Cada

prueba dos especmenes)


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1.1.- RESISTENCIA A LACOMPRESIN AXIAL N.T.P. 339.034

La resistencia del concreto no puedeprobarse en condicin plstica , por lo quese toman muestras durante el mezclado, la

cuales despus de curadas se someten apruebas de compresin. Es la capacidad de soportar cargas y

esfuerzos, siendo su mejorcomportamiento en compresin encomparacin con la traccin, debido a laspropiedades adherentes de la pasta decemento.


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A.- RESISTENCIA A LA COMPRESIN AXIALN.T.P. 339.034

La resistencia a la compresin del concreto se indicapor fc la que indica el esfuerzo a la compresin, quedebe alcanzar un concreto a los 28 das, despus devaciado y realizado el curado respectivo.

Adems de los esfuerzos de compresin, el concretodebe resistir la tensin diagonal ( cortante) y losesfuerzos de adherencia, presente estos ltimos alentrar en contacto, el acero de refuerzo.

Es posible realizar pruebas para cada uno de losesfuerzos individuales mencionados, pero la decompresin proporciona una buena indicacin de lasotras propiedades y por su sencilles es el ensayo mas

frecuente.


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DESARROLLO DE LA RESISTENCIADEL CONCRETO SEGN EL TIPO DE

CEMENTO


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B.- RESISTENCIA A LA TRACCINPOR COMPRESIN DIAMETRAL

N.T.P. 339.084

Cuando una estructura de

concreto esta en servicio,

generalmente se asume

que el concreto no resiste

tensiones.


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Sin embargo el concreto al agrietarsedurante la flexin, si resiste ciertovalor de tensiones, siendo estos delorden del 8 20% de la resistencia a lacompresin dependiendo de la edad yde la calidad de los elementosconstituyentes. Se elaboran para elensayo de traccin por compresin

diametral, tres (3) probetas para laedad de 28 das para cada relacin a/c.


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C.-RESISTENCIA AL ESFUERZOCORTANTE

ES UNA PROPIEDAD QUE NO SEDETERMINA EN FORMA DIRECTA,DEBIDO A QUE UN ESPECIMEN

SOMETIDO A TAL CONDICION, FALLAPOR TENSION ANTES DE ALCANZAR ELESFUERZO CORTANTE MAXIMO. PORELLO SE DETERMINA EN FORMA

INDIRECTA, DEDUCIENDOLA DELENSAYO DE ESPECIMENES SOMETIDOSA CONDICIONES DE CARGA QUEPRODUCEN ESFUERZOS COMBINADOS.


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1.2.- DEFORMABILIDAD BAJOCARGA

CAMBIO DE FORMA Y DIMENSIONES QUE UNCUERPO EXPERIMENTA POR EFECTO DE LASFUERZAS DE DIVERSA INDOLE QUE ACTUAN ENEL. CAUSAS:

A) DEFORMACIONES POR FUERZAS QUENORMALMENTE SE ORIGINAN Y ACTANEXTERNAMENTE: CARGAS Y SOLICITACIONES.SE CONSIDERAN DEFORMACIONES.

B) CONSECUENCIA DE FZAS INTERNAS QUE SEPRODUCEN POR CAUSAS EXTRNSECAS (CONDICIONES AMBIENTALES) O INTRNSECAS (REACCIONES QUMICAS INTERNAS). SECONSIDERAN CAMBIOS VOLUMETRICOS.


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Tratndose de deformaciones porfuerzas llamadas de origen estructural

se establecen dos condiciones deaplicacin de carga:- Cargas de corta duracin o

momentneas (Influidas por el nivel deesfuerzos): Modulo de elasticidad,relacin de Poisson,

- Cargas de larga duracin o sostenidas( Dependen de nivel de esfuerzos ytiempo que permanecen aplicadas):

Fluencia


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A.- MDULO ELSTICOESTTICO NORMAL ASTM C-469Cuando un espcimen de concretoendurecido se somete por primera vez a

una carga de compresin axial, que seincrementa progresivamente a velocidaduniforme hasta un valor inferior al de

rotura y luego se retira a la mismavelocidad, no recupera sus dimensionesoriginales quedndole una deformacin

permanente


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Si se grafica esfuerzo deformacinse obtiene una curva por lo que elconcreto no se comporta como unmaterial elstico. Solo presenta unreducido tramo inicial deproporcionalidad, al comenzaraplicacin de carga. Luego como una

curva porque deformacionesaumentan progresivamente en mayorproporcin que lo esfuerzos.


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La curva esfuerzo-deformacin muestra unapequea zona de trabajo donde los esfuerzos

y las deformaciones son proporcionales parafines prcticos. Este lmite deproporcionalidad para el caso del mduloelstico es del 40% de la resistencia a lacompresin (fc) y la deformacin para estepunto.Es importante decir que la deformacin delmdulo elstico es una aproximacin porcualquiera de los mtodos que existen,sencillamente porque el concreto no es

perfectamente elstico.


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B) Modulo de Poisson

La proporcin en que el espcimense deforma transversalmente con

respecto a lo que se deformalongitudinalmente. Se le consideraun valor medio representativo en elmismo rango que el modulo deelasticidad.


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C) Cargas de larga duracin osostenidasLa deformacin que un concretoexperimenta en un momento determinado,por efecto de carga sostenida, tiene dos

componentes:a)La deformacin inmediata: depende delesfuerzo aplicado.

b)La deformacin diferida: depende delnivel de esfuerzos y tiempo depermanencia de carga ( tiempo paraestabilizar la velocidad de deformacin,

por lo menos un ao) .


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1.3.- ADHERENCIA CON ELACERO DE REFUERZO

De esta adherencia dependenagrietamientos en la estructura y

deflexiones que experimenta una vezagrietada.Se evala como el esfuerzo medio de

adherencia que se desarrolla entre elconcreto y la varilla cuando a esta se leaplica una fuerza de tensin capaz de

producir su deslizamiento


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1.4.- RESISTENCIA A LAFATIGA

Cuando un elemento trabaja sometido a laaccin de cargas repetidas que producenvariaciones cclicas en los niveles deesfuerzo.Despus de cada ciclo de carga y descarga seacumula una deformacin adicional

permanente, de modo que al cabo de un ciertonumero de ciclos se llega al estado dedeformacin critico en que el concreto falla.


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II DURABILIDAD


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II.- DURABILIDADEl concreto debe ser capaz deresistir la intemperie, la accin de losproductos qumicos y el desgaste, alos a cuales estar sometido enservicio.Gran parte de estas causas se mejora

aumentando impermeabilidad, con unagente inclusor de aire o aplicandorevestimiento protector en la

superficie


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2.1 Resistencia a la abrasin.Abrasin: desgaste producido poracciones de frotamiento y friccin.En abrasin no interviene la accin

directa de los fluidos y no se producedesintegracin del concreto.Abrasin mecnica: deterioro de la

superficie de pisos y pavimentoscomo consecuencia de transido depersonas y vehculos.


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2.2 CAMBIOS VOLUMETRICOSLos cambios de origen fsico pueden

deberse a cargas y solicitaciones(deformaciones) y a agentesambientales que son los cambios

volumtricos.Pueden ocurrir como expansiones ocontracciones. Si el elemento tieneplena libertad para cambiar de volumenno hay esfuerzos. Pero no siempre esas.

2 3 PERMEABILIDAD


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2.3 PERMEABILIDADEs una propiedad importante quepuede mejorarse, con frecuencia,reduciendo la cantidad de agua. Elexceso de agua deja vacos despusde la evaporacin, si estninterconectados, el agua puedepenetrar o atravesar el concreto. Lainclusin de aire y el curado durantetiempo prolongado , suelen aumentarla impermeabilidad.


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2.4 DETERIORO PREMATURO

Los primeros usos del concreto datandel siglo pasado. Algunos han superado los 100 aos. Numerosas estructuras de antes y

despus mostraron sntomas dedegradacin al cabo de pocas dcadas,

alcanzando situaciones extremas. Duracin no es caracterstica del

concreto


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Causas de deterioro prematuro

Corrosin del acero derefuerzo

Congelacin y deshielo Intemperismo y

envejecimientoAtaque de sustancias

acidas

Ataque de sulfatos

Lixiviacin de la cal

Reaccin lcali -agregado


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A) Ataque de sulfatos

Agua + C3A + Sulfato de calcio = ETRINGITAIncremento de volumen 227 %Agua + C3A + Sulfato de sodio = ETRINGITAAgua + Ca ( OH) 2 + Sulfato de sodio = YESO

Incremento de volumen 127 %Agua + Silicato di y tri calcico + sulfato de

magnesio = YESO

Se crean esfuerzos que primero lo microfisurany luego lo desintegran gradualmente.


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MedidasPreventivas

Usar cementante

adecuado

( Con puzonala)

Baja relacin a/c

Disminuye

permeabilidad

Recubrimiento

Superficial


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Agua de mar: cemento II o V,portland + puzolana y clinker tipo II

90 % cloruros10 % sulfatos.El alto contenido de cloruros facilita

disolucin de yeso y etringita y estosson extrados por lixiviacin antes degenerar tensiones internas. Inmerso

no hay micro fisuras hay incrementode porosidad.


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B) Corrosin del acero de refuerzo

Ocasiona: Reduccin de seccin de varillas,

merma adherencia y degradanpropiedades.

Herrumbre- de volumen mayoral producto que lo origina-agrietamiento.


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B) Corrosin del acero de refuerzo

Los primeros productos de corrosines forma de oxido frrico q originauna delgada pelcula de recubrimientosobre varillas que las protege decorrosin posterior. Se conoce comopasivacion del acero y solo semantiene mientras concreto mantengaPH mayor a 11.5


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La corrosin del acero de refuerzo esuna reaccin electroqumica que resulta

de la presencia de humedad, oxigeno ycloruros. La corrosin comienza cuandoestos agentes infiltran el concreto

hasta el acero de refuerzo y loscloruros rompen la proteccin pasivaque se encuentra en el acero de manera

natural. Conforme el proceso decorrosin continua este deteriora elacero de refuerzo y crea oxido de

hierro (herrumbre)


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Conforme el oxido de hierro seacumula dentro del concreto, esteimpone un esfuerzo de tensin enel concreto, causando grietas y

desconchamientos. Esto permiteque aun mas cloruros y humedadlleguen al acero de refuerzo, lo

que acelera mas el proceso decorrosin.


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C) Congelacin y deshielo

Causa:Presiones internas que se originan en elinterior del concreto relacionadas con

la congelacin del agua que ocupa susporos. Dos condiciones a) Que elconcreto tenga suficiente agua b)

temperatura suficiente baja como paraprovocar congelacin de agua en todoslos poros del concreto.


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d) Lixiviacion del hidrxido de calcioProceso por el cual un liquido al penetrar a travs de

un material, disuelve y extrae las sustancia solublesde dicho material por lo que incrementa porosidad.El concreto endurecido puede perder el hidrxidode calcio. Por eso probetas se curan en agua

saturada con cal.En condiciones normales en pasta completamentehidratada, el contenido de hidrxido de calcio es del20 al 25 % de slidos de hidratacin cristales quese desarrollan junto con el gel y se alojan en porosde la pasta . Posibilidad de que agua externapenetre y disuelva depende de presin del agua,permeabilidad del concreto, desplazamiento de agua( al saturarse entre al secarse retrocede)


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E) Reaccin lcali - agregado

Reaccin entre agregados reactivosy lcalis disueltos quegeneralmente existen en la solucinde poro de la pasta de cementohidratada en estado hmedo.

Genera un aumento de volumen quegenera tensiones internas capacesde agrietar el concreto.


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F) Intemperismo y envejecimiento

Intemperismo: conjunto de accionesdeteriorantes derivadas de condicionesatmosfricas. Efectos fsicos:

congelacin de agua interna, cambiosvolumtricos, efectos erosivos de aguay viento. Efectos qumicos: lixiviacion,

carbonatacin, ataque de sustanciascontaminantes contenidas en aireatmosfrico y aguas pluviales.


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G) Ataque de sustancias acidasDebido al carcter alcalino de la pasta decemento hidratada cuando entra encontacto con sustancia acida reaccionacon ella y tiende a neutralizarla, dando por

resultado sales calcicas solubles en agua:es decir los silicatos de calcio hidratadosque constituyen el gel de cemento ( de

gran resistencia e insolubilidad) sonsolubilizados por el acido y de estamanera pasta pierde coherencia y tiende a

desintegrarse


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G) Ataque de sustancias acidasSi el concreto posee agregados que no

reaccionan con cidos el ataque se

concentra en pasta y conforme se

desintegra las partculas de agregados

quedan expuestas hasta que se disgregan.

Los agregados calcreos si reaccionan con

cidos , de modo que se genera dobleataque y el deterioro se manifiesta en toda

la superficie afectada.


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La intensidad con que una sustancia acida causadeterioro, depende del grado de solubilidad en agua

de las sales que se forman como consecuencia de lareaccin. A) El acido clorhdrico es sumamenteagresivo porque forma cloruro de calcio , que es salmuy soluble en agua B) acido sulfrico es de medina

agresividad, porque forma sulfato de calcio que esmoderadamente soluble. C) el bixido de carbonodisuelto en solucin acuosa forma cido carbnicoque reacciona con hidrxido de calcio produce

bicarbonato de calcio, que es relativamente soluble.La profundidad del dao depende del tipo desustancia y continuidad en que ocurre suaportacin.

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