des Del Concreto Fresco

MATERIALES PARA CONSTRUCCIÓN

NRC (2297)

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PROPIEDADES DEL CONCRETO

FRESCO.

Estados del concreto.

� Fresco y en proceso de fraguado.

� En estado endurecido.

A continuación se exponen las propiedades del concretoen estado fresco y aun fluido.

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1. Trabajabilidad o manejabilidad.

Es la propiedad que permite al concreto fresco ser mezclado,transportado, colocado, compactado y acabado sin producirsegregación. Es el trabajo utilizado para vencer la fricción entre loscomponentes del concreto.

Factores que representan la trabajabilidad.

� Compacidad – Es la facilidad con que el concreto o el mortero escompactado o consolidado para reducir volumen de vacios o aireatrapado.

� Cohesividad – Aptitud del concreto de mantener sus componentessin segregación.

� Plasticidad – Capacidad de deformarse sin romperse.

� Consistencia o movilidad – Capacidad de fluir, tomar la forma delas formaletas y llenar espacios entre elementos embebidos en el.

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1. Trabajabilidad o manejabilidad.Factores que afectan la manejabilidad.a) Contenido de agua: Aproximadamente 1/3 agua hidrata y

se incorpora químicamente con el cemento, 2/3 lubricanpara dar manejabilidad. A mayor contenido de agua, mayorfluidez y trabajabilidad.

b) Contenido de aire: El aire incorporado mejoratrabajabilidad.

c) Propiedades de los agregados: Agregados de texturarugosa y forma cubica o angular dan baja trabajabilidad.Concreto con partículas planas y alargadas originaconcreto áspero que es el de menor trabajabilidad. Formasredondeadas y textura lisa dan la mejor trabajabilidad.

d) Relación Pasta/agregado: A mayor cantidad de pasta,más trabajabilidad.

e) Condiciones climáticas: Las altas temperaturas, así comola gran tasa de evaporación, ocasionan menortrabajabilidad. 4

Ensayos para medir trabajabilidada. Ensayo de asentamiento o slump:

Es un ensayo de obra generalmente aunque también sehace en laboratorio.

Mide la consistencia del concreto (fluidez) eindirectamente mide trabajabilidad.

Equipo:

� Cono de Abrams.

� Varilla de 60 cm de longitud, 16 mm de diámetro, lisa,punta redondeada (semiesférica).

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a. Ensayo de asentamiento o slump

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a. Ensayo de asentamiento o

slumpProcedimiento:

� Se coloca el molde en una superficie plana, horizontal y no absorbente,con pies en agarradera o con el marco que se vio en figura anterior.

� Se llena el molde en tres capas de aprox. igual volumen (Un tercio delvolumen del molde corresponde aproximadamente a una altura de 65mm; dos tercios del volumen corresponden a una altura de 155 mm) y secompacta cada capa con 25 golpes (chuzones) distribuidos en toda elárea y penetrando ligeramente la capa anterior.

� La tercera capa una vez se ha compactado, se nivela con varilla o palustre(enrase) y se retiran los chorreones o concreto alrededor del cono.

� Inmediatamente se retira el molde, alzándolo cuidadosamente endirección vertical, haciéndolo en un tiempo aproximado de 5 a 10segundos, con un movimiento uniforme hacia arriba, sin que se impartamovimiento lateral o de torsión al concreto.

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9fotos

a. Ensayo de asentamiento o

slumpProcedimiento (continuación):� La operación completa, desde que se comienza a llenar el molde

hasta que se retira, debe hacerse sin interrupción en un tiempomáximo de 2 minutos 30 segundos. El ensayo de asentamiento debecomenzarse a más tardar 5 minutos después de tomada la muestra.

� Inmediatamente después se mide el asentamiento, determinando ladiferencia entre la altura del molde y la altura medida sobre el centrooriginal de la base superior del espécimen.

� Si ocurre un derrumbamiento pronunciado o desprendimiento delconcreto hacia un lado del espécimen, debe repetirse el ensayo sobreotra porción de la muestra. Si dos ensayos consecutivos sobre unamuestra de concreto dan este resultado, el concreto careceprobablemente de la plasticidad y cohesión necesarias para que elensayo de asentamiento sea aplicable.

� El ensayo no es aplicable en concretos con fibras y concretos conagregados livianos.

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a. Ensayo de asentamiento o slumpSegún el asentamiento se clasifican los concretos en:� Mezcla muy seca: Asentamiento < 2.5 cm. Prefabricados

(traviesas, postes), obras con formaleta vibratoria.� Mezcla seca: Asentamiento de 2.5 a 3 cm. Pavimentos con

terminadora (finisher o extendedora) vibratoria.� Mezcla semi-seca: Asentamiento de 3.5 a 5 cm. Pavimentos y

cimentaciones en concreto simple con vibración mecánica.� Mezcla media: Asentamiento de 5 a 10 cm. Vigas, placas, muros.� Mezcla húmeda: Asentamiento de 10 a 15 cm. Elementos esbeltos

y concreto bombeable.� Mezcla muy húmeda: Asentamiento >15 cm. Elementos muy

esbeltos o pilotes, barretes y pantallas in-situ con colado tipotremie.

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Ensayo de asentamiento o slump

Ensayo de asentamiento o slump:

CANTIDAD DE AGUA DE MEZCLA

Como promedio un aumento del 3% del agua total implica un cambio en el asentamiento de 1”

Ensayo de asentamiento o slump:

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA

Con el mismo contenido de agua, mezclas con altas temperaturas presentan menos asentamientos

Ensayos para medir trabajabilidad

b. Ensayo de remoldeo de Powers:

Procedimiento:

� Se toma una muestra de concreto recién mezclado.

� Se llena un cono de Abrams, dentro del recipiente del aparato de Powers(ver siguiente figura), siguiendo los pasos del ensayo de asentamiento.

� Una vez se ha llenado el cono, se limpia y retira el concreto que ha caídofuera del cono. Se retira el cono de abrams, se baja el disco metálico para quequede en contacto con el concreto, y se pone a vibrar la mesa a razón de 1sacudida/segundo.

� El ensayo termina una vez que el disco se asienta completamente sobre lamuestra bajo el efecto de las sacudidas de la mesa vibratoria.

� Este ensayo mide trabajabilidad con base en el esfuerzo que se necesita paracambiar la forma de una muestra de concreto fresco al ser vibrado, siendotomado como medida el # de sacudidas para lograr esta condición.

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b. Ensayo de remoldeo de Powers

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Ensayos para medir trabajabilidadc. Aparato de Vebe:

Se mide la energíanecesaria para lograrque el disco deacrilico se asiente alsacudirse.

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c. Aparato de VebeProcedimiento:

� Similar al de remoldeo de Powers, con la diferencia que eneste ensayo el disco es de vidrio o acrílico (mas liviano) y semide es la energía (en julios o ergios) necesaria para lograrla compactación del concreto, es decir hasta que el disco seasienta completamente sobre la muestra bajo el efecto delas sacudidas de la mesa vibratoria.

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Ensayos para medir trabajabilidadd. Ensayo de la bola de Kelly.

� Se nivela y enrasa la superficie del concreto en el sitio aensayar.

� Se coloca el aparato (ver siguiente figura) y se nivela.� Se baja la bola hasta la superficie del concreto.� Se suelta la bola.� Se mide la penetración de la bola.

El ensayo se puede hacer en una carretilla o en formaleta,siempre y cuando se asegure un espesor de 200 mm y unancho de 460 mm para la muestra de concreto. El ensayo sehace tres veces, si la diferencia entre la mayor y la menorpenetración es de 2.5 cm o menos el ensayo es válido y sereporta el promedio de las tres penetraciones. Si ladiferencia es mayor el ensayo no es válido y deberá repetirsetotalmente. 22

d. Ensayo de la bola de Kelly

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Ensayos para medir trabajabilidade. Ensayo del factor

de compactación

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e. Ensayo del factor de

compactaciónProcedimiento:

� Se toma una muestra de concreto recién mezclado.

� La tolva superior se llena de concreto de una manera cuidadosa, de tal manera que no se produzca ninguna compactación allí. Se nivela y enrasa.

� Se abre la compuerta inferior de esta tolva y el concreto cae en la segunda tolva. Se nivela y enrasa.

� Se abre la compuerta inferior de la segunda tolva , el concreto cae en el cilindro. Se nivela y enrasa.

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e. Ensayo del factor de

compactación� Se pesa el cilindro con el concreto (Wpc = peso de concreto

parcialmente compactado).

� Se desocupa el cilindro y se limpia perfectamente, luego se llenacon concreto compactándolo en 3 capas con 25 golpes por capa yse pesa (Wcc = peso del concreto completamente compactado).

F. C. = (Wpc/Wcc)

� F.C. cercano a 1.0 ---- Mayor trabajabilidad

� F.C. cercano a 0.0 ---- Menor trabajabilidad

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2. Segregación.

Tendencia de separación de las partículas gruesas de la fasede mortero.

Causas.� Diferencia de densidad entre los componentes del

concreto.� Mala dosificación de los componentes.� Mal mezclado.� Inadecuado sistema de transporte.� Exceso de vibración.� Mezclas muy húmedas.� Mezclas muy secas.

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2. SegregaciónRecomendaciones para disminuir segregación.• Dosificar en forma adecuada los materiales.• Reducir las distancias de acarreo del concreto en obra.• No arrojar el concreto desde alturas superiores a 1 m. si utilizar

dispositivos de alivio de la caída.• No transportar el concreto por conductos con cambios brusco de

dirección.• No descargar el concreto contra un obstáculo.• No esparcir un montón de concreto con el vibrador.• No exceder el tiempo de vibración.• No usar agregado grueso cuya densidad difiera apreciablemente

de la del agregado fino.No hay ensayos para medir la segregación, solamente hay queaplicar buenas prácticas constructivas y seguir lasrecomendaciones.

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Segregación

3. Exudación o sangradoTendencia del agua de mezclado a elevarse a la superficie del

concreto recién colocado.Causas.� Por angularidad y gradación del agregado fino: arenas muy

gruesas y de formas irregulares.Recomendaciones para reducir el sangrado:� Utilizar arenas finas.� Incrementar la cantidad de cemento.� Usar cemento de mayor finura y con alto contenido de C3A.� Usar aditivos inclusores de aire.� Usar puzolanas.

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Sangrado

3. Exudación o sangradoEnsayo de exudación (NTC 1294):� Una muestra se compacta por apisonamiento en cilindro.� Otra muestra se compacta con vibración y luego se vibra

intermitente durante 10 minutos.� Después de los 10 minutos se mira el espesor de la lámina

de agua en la superficie de cada cilindro.� Se calcula el volumen de exudación (Vexudado), como la

diferencia entre el volumen de la lámina de agua del espécimen apisonado y el vibrado.

% exudación = (Vexudado / Vcilindro)x 100

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4. Masa unitaria frescaDepende de:

� Tamaño máximo de los agregados.

� Granulometría.

� Cantidad de aire atrapado e incorporado.

� Contenido de agua y cemento.

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4. Masa unitaria frescaEnsayo de Masa Unitaria Fresca (NTC – 1926):

Masa requerida para llenar un molde de volumen conocido.

� se llena el molde con tres capas de igual altura apisonadas ovibradas.

� Debe golpearse las paredes en cada capa.

� El enrazado de la última capa se hace con placa de vidrio.

MUF = (peso del concreto/Volumen recipiente)

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4. Masa unitaria frescaRendimiento o volumen producido:

W1 = Peso total de materiales mezclados. (cemento + agua +agregados + aditivos + otros – aditivos, puzolanas, etc.)

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4. Masa unitaria fresca.Rendimiento relativo:

Yd – volumen de diseño de la mezcla (m3).

Ry > 1.0 – Exceso de producción de concreto.

Ry = 1.0 – Volumen producido = Volumen de diseño.

Ry < 1.0 – Déficit en producción de concreto.

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4. Masa unitaria fresca.Contenido real de cemento en la mezcla:

N – Contenido real de cemento (kg/m3).

Nt – masa de cemento usada en mezcla (kg).

Y – rendimiento (m3).

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5. Contenido de aireTipos de aire:

� Incorporado

� Atrapado

Métodos de Medición:

� Método de presión

� Método volumétrico

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6. Reducción de aguaPara saber el poder reductor de agua con uso de plastificantes o

superplastificantes.Determinar dosis óptima de aditivo.Procedimiento:� Se elabora una mezcla testigo con el contenido de agua de diseño

para un asentamiento dado – Se calcula el agua demandada.A1 = Agua adicionada ± Corr. Por humedad de los agregados.

� Se elabora mezcla con aditivo ajustando el contenido de aguahasta obtener el asentamiento dado – Se calcula el aguademandadaA2 = Agua adicionada + corr. Por humedad.

% reducción de agua = [(A1 - A2)/A1]*100

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PROPIEDADES DEL CONCRETO EN

PROCESO DE FRAGUADO1. Tiempos de fraguadoEs importante conocerlo para las siguientes personas:Productor de concreto:� Suministrarlo manejable en obra.� Evitar su fraguado en los dispositivos de transporte.Constructor.� Para tener tiempo de manejabilidad en obra.� Para saber tiempos de retiro de formaletas.Prefabricador.� Saber cuando retirar formaleta mover los elementos.� Saber cuando mover elementos prefabricados frescos. 41

1. Tiempos de fraguadoClasificación del concreto según tiempo de fraguado.

� Concreto de fraguado lento – Son los que tienen aditivosretardante.

� Concreto de fraguado normal – Sin aditivos o conaditivos reductores de agua.

� Concreto de fraguado rápido o acelerado – Tienenaditivos acelerantes.

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1. Tiempos de fraguadoEnsayos para determinar el tiempo de fraguado del concreto.

1) Tiempo de fraguado del cemento – Correlaciona tiempode fraguado del concreto.

2) Resistencia a la penetración para concretos conasentamientos mayores a cero – NTC 890.

– Se toma una muestra de mortero procedente del tamizado deconcreto fresco a través de malla 4.76mm (#4).

– El mortero se somete a penetración de agujas de punta plana,se mide el tiempo desde el mezclado hasta que cada agujapenetre 25 mm en el concreto.

– Se grafica el tiempo vs. Resistencia a la penetración.

Resistencia a la penetración = fuerza / Área aguja43

1. Tiempos de fraguado

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1. Tiempos de fraguadoSe escoge como:

� Fraguado inicial el tiempo que corresponde a 3.5 MPa =35 kg/cm2 = 500 psi y se le da el nombre de Vibraciónlímite (tiempo después del cual no puede replastificarsepor vibración).

� Fraguado final el tiempo que corresponde a 28 MPa = 280kg/cm2 = 4000 psi (Comienza el endurecimiento).

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1. Tiempos de fraguado

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1. Tiempos de fraguadoFactores que inciden en el tiempo de fraguado.

� Tipo de cemento – Tipo III más rápido.

� Temperatura ambiente – climas cálidos más rápido.

� Temperatura del concreto – mayor más rápido.

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2. Retracciones, asentamientos y

Contracción plástica

Son reducciones de volumen de la pasta de cemento debido alproceso de hidratación (calor) y la evaporación de agua demezclado, así como al secado del concreto.

Al retraerse la pasta hay otros elementos que no cambiancomo son los agregados y el acero, se cran tensiones yfisuras.

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� Se distinguen las siguientes disminuciones de volumen del concreto:



a. El asentamiento plástico seproduce por el fenómeno deexudación debido al asentamientode las partículas gruesas de la masaque se desplazan a la parte inferior yla ascensión del agua de amasadohacia la superficie, que se evapora. Elhormigón experimenta unadisminución de volumen,asentándose y quedandocoaccionado por la armadura o elencofrado, lo que hace que puedafisurar.

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Contracción plásticab) En la fase de fraguado, principalmente en la fase inicial,

se produce una reacción exotérmica con desprendimientode calor, produciéndose el fenómeno de afogarado oretracción plástica, y como consecuencia del posteriorenfriamiento, es decir, cuando la velocidad deevaporación supera a la exudación, se produce lacontracción de la masa y la aparición de fisuras. En estefenómeno influye por tanto la temperatura ambiente y elviento, pues las evaporaciones del agua superficialproducen incrementos apreciables de la contracción.Otros factores que influyen son el incremento de lafinura de molido, contenido de silicato tricálcico y dealuminato tricálcico.

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c) Una vez fraguado el hormigón, éste sigueexperimentando un cambio de volumen debido a lapérdida del agua de cristalización y del gel que rodea alcemento, produciéndose contracciones debido a laretracción hidráulica, y por tanto fisuraciones.

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Contracción plásticaFactores que inciden en los fenómenos anteriores:

� Edad del hormigón: menor retracción a mayor edad

� Grado de exposición de la pieza: mayor grado de exposición mayor retracción

� Espesor de la pieza: mayor retracción a menor espesor

� Cuantía y disposición de las armaduras: a mayor cuantía menor retracción

� Humedad del ambiente: mayor sequedad mayor probabilidad de retracción

� Naturaleza de los áridos: la retracción de éstos influye en la del hormigón

� Contenido de áridos: reducen la retracción 53


Contracción plástica� Contenido de agua: a mayor contenido de agua mayor

retracción� Contenido de cemento: mayor contenido de cemento

mayor retracción� Finura de molido del cemento: mayor finura de molido

aumento de retracción� Relación agua/cemento: a igualdad de relaciones A/C, la

retracción aumenta con la dosis de cemento� Composición química del cemento: los más rápidos y

resistentes aumentan la retracción� Curado del hormigón: curado más intenso y prolongado

menor retracción.� Contenido de finos de la arena: suelen aumentar la

retracción54


Contracción plásticaPrevención y reparación de daños por retracción:� evitar una desecación rápida del agua superficial, con una

protección adecuada del hormigón durante las primerashoras (por ejemplo mediante plásticos), aplicando unretardador de fraguado que hace que disminuya el calor defraguado ocasionando menores tensiones internas.

� No ejecutar el hormigonado exponiendo los elementos a laacción de un fuerte viento y soleamiento evita fisurasabiertas en la cara superior del forjado en las zonas dearmadura.

� Disponerse juntas (juntas de contracción) y armadurasrepartidas de pequeño diámetro en forma de mallasuperficial (en forjados) o armaduras de piel (en vigasesbeltas) o a 45º en esquinas de muros. Las juntas decontracción han de asegurar la estanqueidad y laadherencia entre el hormigón nuevo y viejo. 55

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