FRAGUADO Y ENDURECIMIENTO DEL CONCRETO FRESCO

I.

PROPIEDADES PRINCIPALES DEL CONCRETO ENDURECIDO

a) Densidad La densidad del hormign se define como el peso por unidad de volumen. Depende de la densidad real y de la proporcin en que participan cada uno de los diferentes materiales constituyentes del hormign. Para los hormigones convencionales, formados por materiales granulares provenientes de rocas no mineralizadas de la corteza terrestre su valor oscila entre 2.35 y 2.55 kg/dm3. La densidad normalmente experimenta ligeras variaciones con el tiempo, las que provienen de la evaporacin del agua de amasado hacia la atmsfera y que en total puede significar una variacin de hasta alrededor de un 7% de su densidad inicial. Los hormigones livianos se obtienen por medio de la incorporacin de aire, ya sea directamente en la masa del hormign o incorporada en los ridos utilizando ridos livianos. Su densidad puede alcanzar valores tan bajos como 0.5 kg/dm3 y se utilizan principalmente cuando se desea obtener aislacin trmica y acstica, mayores que las del hormign convencional. Los hormigones pesados se obtienen mediante el uso de ridos mineralizados, cuya densidad real es mayor que la de los ridos normales. Su densidad puede alcanzar valores hasta de 5.0 kg/dm3 y se utilizan principalmente cuando se desea obtener aislamiento contra las partculas radiactivas b) Resistencia: La resistencia a la compresin se puede definir como la mxima resistencia medida de un espcimen de concreto o de mortero a carga axial. Generalmente se expresa en kilogramos por centmetro cuadrado (Kg/cm2) a una edad de 28 das se le designe con el smbolo f c. Para de terminar la resistencia a la compresin, se realizan pruebas especmenes de mortero o de concreto; en los Estados Unidos, a menos de que se especifique de otra manera, los ensayes a compresin de mortero se realizan sobre cubos de 5 cm. en tanto que los ensayes a compresin del concreto se efectan sobre cilindros que miden 15 cm de dimetro y 30 cm de altura. La resistencia del concreto a la compresin es una propiedad fsica fundamental, y es frecuentemente empleada el los clculos para diseo de puente, de edificios y otras estructuras. El concreto de uso generalizado tiene una resistencia a la compresin entre 210 y 350 kg/cm2. Un concreto de alta resistencia tiene una resistencia a la compresin de cuando menos 420 kg/cm cuadrado. resistencia de

1,400 kg/cm cuadrado se ha llegado a utilizar en aplicaciones de construccin .

La resistencia a la flexin del concreto se utiliza generalmente al disear pavimentos y otras losas sobre el terreno. La resistencia a la compresin se puede utilizar como ndice de la resistencia a la flexin, una ves que entre ellas se ha establecido la relacin emprica para los materiales y el tamao del elemento en cuestin. La resistencia a la flexin, tambin llamada modulo de ruptura, para un concreto de peso normal se aproxima a menudo de1.99 a 2.65 veces el valor de la raz cuadrada de la resistencia a la compresin. El valor de la resistencia a la tensin del concreto es aproximadamente de 8% a 12% de su resistencia a compresin y a menudo se estima como 1.33 a 1.99 veces la raz cuadrada de la resistencia a compresin. La resistencia a la torsin para el concreto esta relacionada con el modulo de ruptura y con las dimensiones del elemento de concreto. La resistencia al cortante del concreto puede variar desde el 35% al 80% de la resistencia a compresin. La correlacin existe entre la resistencia a la compresin y resistencia a flexin, tensin, torsin, y cortante, de acuerdo a los componentes del concreto y al medio ambiente en que se encuentre. El modulo de elasticidad, denotando por medio del smbolo E, se puedes definir como la relacin del esfuerzo normal la deformacin correspondiente para esfuerzos de tensin o de compresin por debajo del lmite de proporcionalidad de un material. Para concretos de peso normal, E flucta entre 140,600 y 422,000 kg/cm cuadrado, y se puede aproximar como 15,100 veces el valor de la raz cuadrada de la resistencia a compresin. Los principales factores que afectan a la resistencia son la relacin Agua Cemento y la edad, o el grado a que haya progresado la hidratacin. Estos factores tambin afectan a la resistencia a flexin y a tensin, as como a la adherencia del concreto con el acero. Las relaciones Edad Resistencia a compresin. Cuando se requiera de valores ms precisos para el concreto se debern desarrollar curvas para los materiales especficos y para las proporciones de mezclado que se utilicen en el trabajo. Para una trabajabilidad y una cantidad de cemento dadas, el concreto con aire incluido necesita menos agua de mezclado que el concreto sin aire incluido. La menor relacin Agua Cemento que es posible lograr en un concreto con aire incluido tiende a compensar las resistencias mnimas inferiores del concreto con aire incluido,

particularmente en mezclas con contenidos de cemento pobres e intermedios. c) Durabilidad Durante toda su vida til, el hormign est permanentemente expuesto a las acciones provenientes de agentes externos e internos, que pueden afectar su durabilidad si no se les tiene debidamente en cuenta. De acuerdo a su origen, estas acciones pueden ser producidas por agentes fsicos o qumicos. II. ETAPAS DEL FRAGUADO Y ENDURECIMIENTO

Fraguado del concreto: Cuando el cemento y el agua entran en contacto, se inicia una reaccin qumica exotrmica que determina el paulatino endurecimiento de la mezcla. Dentro del proceso general de endurecimiento se presenta un estado en que la mezcla pierde apreciablemente su plasticidad y se vuelve difcil de manejar; tal estado corresponde al fraguado inicial de la mezcla. A medida que se produce el endurecimiento normal de la mezcla, se presenta un nuevo estado en el cual la consistencia ha alcanzado un valor muy apreciable; este estado se denomina fraguado final. La determinacin de estos dos estados, cuyo lapso comprendido entre ambos se llama tiempo de fraguado de la mezcla, es muy poco precisa y slo debe tomarse a ttulo de gua comparativa. El tiempo de fraguado inicial es el mismo para los cinco tipos de cemento enunciados y alcanza un valor de 45 a 60 minutos, el tiempo de fraguado final se estima en 10 horas aproximadamente. En resumen, puede definirse como tiempo de fraguado de una mezcla determinada, el lapso necesario para que la mezcla pase del estado fluido al slido. As definido, el fraguado no es sino una parte del proceso de endurecimiento. Es necesario colocar la mezcla en los moldes antes de que inicie el fraguado y de preferencia dentro de los primeros 30 minutos de fabricada. Cuando se presentan problemas especiales que demandan un tiempo adicional para el transporte del concreto de la fbrica a la obra, se recurre al uso de retardantes del fraguado, compuestos de yeso o de anhdrido sulfrico; de igual manera, puede acelerarse el fraguado con la adicin de sustancias alcalinas o sales como el cloruro de calcio.

Curado del concreto El curado debe comenzarse cuando el concreto se haya endurecido lo suficiente como para que no se hagan marcas en su superficie. La cura debe durar por lo menos siete das. Un aspecto importante de la cura y que no deben olvidar, amigos, es que al concreto fresco no le gusta el sol sino la humedad. Esto hay que tenerlo muy presente, sobre todo cuando se trata de pisos, pavimentos, bloques para paredes y piezas prefabricadasa) Endurecimiento del concreto.

El endurecimiento del concreto depende a su vez del endurecimiento de la lechada o pasta formada por el cemento y el agua, entre los que se desarrolla una reaccin qumica que produce la formacin de un coloide gel, a medida que se hidratan los componentes del cemento. La reaccin de endurecimiento es muy lenta, lo cual permite la evaporacin de parte del agua necesaria para la hidratacin del cemento, que se traduce en una notable disminucin de la resistencia final. Es por ello que debe mantenerse hmedo el concreto recin colado, curndolo.

Tambin se logra evitar la evaporacin del agua necesaria para la hidratacin del cemento, cubriendo el concreto recin descimbrado con una pelcula impermeable de parafina o de productos especiales que se encuentran en el mercado desde hace varios aos. Velocidad del secado del concreto El concreto ni endurece ni se cura con el secado. El concreto (o de manera precisa, el cemento en el contenido) requiere de humedad para hidratarse y endurecer. El secado del concreto nicamente esta relacionado con la hidratacin y el endurecimiento de manera indirecta. Al secarse el concreto, deja de ganar resistencia; el hecho de que este seco, no es indicacin de que haya experimentado la suficiente hidratacin para lograr las propiedades fsicas deseadas. El conocimiento de la velocidad de secado es til para comprender las propiedades o la condicin fsica del concreto. Por ejemplo, tal como se menciono, el concreto debe seguir reteniendo suficiente humedad durante todo el periodo de curado para que el cemento pueda hidratarse. El concreto recin colado tiene agua abundante, pero a medida de que el secado progresa desde la superficie hacia el interior, el aumento de resistencia continuara a cada profundidad nicamente mientras la humedad relativa en ese punto se mantenga por encima del 80%.

La superficie de un piso de concreto que no a tenido suficiente curado hmedo es una muestra comn. Debido a que se seca rpidamente, el concreto de la superficie es dbil y se produce descascaramiento en partculas finas provocado por el transito. Asimismo, el concreto se contrae al, secarse, del mismo modo que lo hacen la madera, papel y la arcilla (aunque no tanto). La contraccin por secado es una causa fundamental de agrietamiento, y le ancho de las grietas es funcin del grado del secado. En tanto que la superficie del concreto se seca rpidamente, al concreto en el interior le lleva mucho mas tiempo secarse. Note que luego de 114 das de secado natural el concreto aun se encuentra muy hmedo en su interior y que se requiere de 850 das para que la humedad relativa en el concreto descendiera al 50%. El contenido de humedad en elementos delgados de concreto que han sido secados al aire con una humedad relativa de 50% a 90% durante varios meses es de 1% a 2% en peso del concreto, del contenido original de agua, de las condiciones de secado y del tamao del elemento de concreto. El tamao y la forma de un miembro de concreto mantienen una relacin importante como la velocidad de secado. Los elementos del concreto de gra area superficial en relacin a su volumen (tales como losas de piso) se secan con mucho mayor rapidez que los grandes volmenes de concreto con ares superficiales relativamente pequeas (tales como los estribos de puentes). Muchas otras propiedades del concreto endurecido se ven tambin afectadas por su contenido de humedad; en ellas incluye la elasticidad, flujo plstico, valor de aislamiento, resistencia al fuego, resistencia al desgaste, conductividad elctrica, durabilidad. III. EVALUACION DEL ENDURECIMIENTO: MEDIOS MODIFICAR EL FRAGUADO Y ENDURECIMIENTO. PARA

Para la evaluacin se hace los siguientes ensayos, cada cual esta regido por una respectiva norma ASTM. 1. METODO DE ENSAYO COMPRESIN DE MUESTRAS CILNDRICAS DE CONCRETO NTP 339.034 . 1999 1.1. APARATOS PARA EL ESFUERZO A LA

a. Mquina de Ensayo capaz de mantener la velocidad de Carga continua y uniforme.

1.2. PROCEDIMIENTOa. Medir el dimetro y la altura de la probeta cilndrica con una

aproximacin de 0.1mm con un calibrador micromtrico. b. Colocar la probeta sobre el bloque inferior de apoyo y centrar sobre el mismo. c. Aplicar la carga en forma continua y constante evitando choques la velocidad de carga estar en el rango de 0.14 a 0.34 Mpa/s. d. Anotar la carga mxima, el tipo de rotura y adems toda otra observacin relacionada con el aspecto del concreto.

1.3. EXPRESIN DE RESULTADOS Rc = Resistencia de Rotura a la Compresin. P = Carga Mxima de Rotura en Kilogramos. A = rea de la superficie de Contacto

NOTA: Si la relacin Altura/Dimetro, de la probeta es menor de 1.8 , corregir el resultado obtenido multiplicando por el correspondiente factor de correccin, usando la siguiente tabla:

2. METODO ENSAYO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA FLEXION DEL HORMIGN EN VIGAS SIMPLEMENTE APOYADAS CON CARGA EN EL CENTRO DEL TRAMO NTP 339.079 2001 2.1. APARATOS a. Maquina de ensayo, capaz de mantener la velocidad de carga continua y uniforme. b. Aparatos de carga, capaz de mantener la distancia de apoyos con aproximacin de 2.0 mm. c. Placas de carga y apoyo

2.2. PROCEDIMIENTO a. El ensayo se realiza con la muestra en estado hmedo, haciendo girar las muestras b. sobre uno de los lados con respecto a la posicin de vaciado. c. Aplicar la carga a una velocidad que incremente constantemente la resistencia de la fibra extrema , entre 0.86 MPa/min y 1.21 MPa/min, hasta la rotura de la viga. d. Determinar el ancho promedio, altura promedio, y ubicacin de la lnea de fractura de la viga en la zona de falla. 2.3. EXPRESIN DE LOS RESULTADOS Mr = Mdulo de rotura, en MPa P = Carga mxima de rotura, en Kg-f. L = Luz libre entre apoyos, en cm. b = Ancho promedio de la viga, en cm h = Altura promedio de la viga, en cm

3. METODO PARA LA EXTRACCIN Y ENSAYO DE PROBETAS CILNDRICAS Y VIGUETAS DE HORMIGN ENDURECIDO NTP

339.059 3.1. APLICACIN Para evaluar la resistencia del concreto en una estructura: a. Cuando la resistencia de las probetas, modelados al pie de obra es baja. b. Cuando han ocurrido anomalas en el desarrollo de la construccin. c. Fallas de curado. d. Aplicacin temprana de cargas. e. Incendio. f. Estructuras antiguas. g. No se cuenta con registros de resistencia, etc. 3.2. CRITERIOS GENERALESa. El concreto ha adquirido suficiente resistencia para que durante

el corte no se pierda la adherencia entre el agregado y la pasta. b. En todos los casos, el concreto deber tener por lo menos 14 das de colocado c. Deben tomarse tres especmenes por cada resultado de resistencia que est por debajo de la resistencia a la Compresin especificada del concreto f'c. 3.3. EQUIPOa. Los testigos cilndricos se extraen con un equipo sonda provisto

de brocas diamantadas. b. Calibrador o vernier con apreciacin de por lo menos 0.5 mm 3.4. CONSIDERACIONES PARA LA EXTRACCION El concreto ha adquirido suficiente resistencia para que durante el corte no se pierda la adherencia entre el agregado y la pasta. En todos los casos, el concreto deber tener por lo menos 14 das de colocado. Deben tomarse tres especmenes por cada resultado de resistencia que est por debajo de la resistencia a la Compresin Especificada del concreto f'c. 3.5. PREPARACIN, CURADO Y REFRENDADO Los testigos deben tener sus caras planas, paralelas entre ellas y perpendiculares al eje de la probeta. Las protuberancias o irregularidades de las caras de ensayo debern ser eliminadas mediante aserrado cuando sobrepasen los 5 mm. La determinacin de la longitud de un testigo estar dado por el

promedio de 5 mediciones con el vernier, con una aproximacin de 1 mm. El ACI recomienda que si el concreto de la estructura va a estar seco durante las condiciones de servicio, los corazones debern secarse al aire (temperatura entre 15 y 30 C, humedad relativa menor del 60%), durante 7 das antes de la prueba, y debern probarse secos. Si el concreto de la estructura va a estar superficialmente hmedo en esas condiciones de servicio, los corazones deben sumergirse en agua por lo menos durante 48 horas y probarse hmedos. La Norma ASTM establece, a diferencia del criterio del ACI, que las probetas sean curadas en hmedo, por 40 hrs. antes de la rotura. Antes del ensayo de compresin, la probeta deber ser refrendada en ambas caras, de manera.

3.6. ENSAYO DE LOS TESTIGOS La resistencia obtenida sobre las probetas diamantinas deber expresarse con aproximacin de 0.1 Kg/cm2 cuando el dimetro se mide con aproximacin de 0.25 mm.; y de 0.5 cuando el dimetro es medido con aproximacin de 2.5 mm. Adems debern registrarse: La longitud de la probeta. Las condiciones de humedad antes de la rotura. El tamao mximo del agregado en el concreto La direccin en la aplicacin de la carga de rotura con relacin al plano longitudinal de colocacin del concreto en obra. III.7. EVALUACIN DE LOS RESULTADOS. Los factores de correccin son aplicables a hormigones de 140 Kg/cm a 420 Kg/cm. Se estima que la resistencia de los testigos es, en general, inferior a la que podra obtenerse de cilindros moldeados, con el mismo concreto, al pie de obra y curados por el mtodo normalizado Esto se explica porque el curado normalizado es ms intenso que el curado en obra. Los testigos suelen tener menor resistencia cerca de la superficie superior de la estructura. Al aumentar la profundidad. La resistencia se incrementa hasta un cierto lmite.

Si los testigos tienen una relacin L / D < 2, se debern ajustar los resultados del ensayo de compresin, mediante la siguiente tabla :

El concreto de la zona representada por los testigos diamantinos, se considerar estructuralmente adecuada si: El promedio de 3 testigos diamantinos 85% f 'c. Ninguna resistencia de algn testigo 75% f 'c.

A fin de comprobar la precisin de las pruebas, se pueden volver a probar zonas representativas de resistencias errticas de los corazones. 4. METODO ENSAYO PARA LA DETERMINACIN DEL NMERO DE REBOTE DEL CONCRETO ENDURECIDO NTP 339.181 4.1. DEFINICIN Es un mtodo de ensayo NO DESTRUCTIVO, el cual en esencia consiste en medir la dureza de la superficie, es un mtodo rpido y simple que se aplica para evaluar la uniformidad del concreto in situ, es de gran ayuda para identificar zonas donde el concreto es de calidad pobre, se encuentra en estado deteriorado y estimar el desarrollo de la resistencia in-situ, se mide el rebote de un embolo cargado con un resorte despus de haber golpeado una superficie plana de concreto. El mtodo tambin nos puede dar una referencia con respecto a la resistencia del concreto, siempre considerando que para un concreto el numero de rebotes puede ser afectado por : La humedad La superficie de ensayo La forma y rigidez del espcimen Tipo de agregado grueso La edad y condicin de humedad del concreto El mtodo utilizado para obtener la superficie de ensayo La profundidad de carbonatacin etc. Todos estos factores deben ser correctamente interpretados durante el proceso de ensayo debido a la incertidumbre inherente del mtodo en la estimacin de resistencias no se recomienda como base para la aceptacin o rechazo de un concreto.

4.2. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO a. El mtodo consiste en impactar una superficie de concreto con el martillo en forma perpendicular a esta superficie. b. Despus del impacto proceder a leer el numero de rebote en la escala y registrarlo aproximndolo siempre a un nmero entero. c. La separacin entre impacto e impacto debe ser al menos de 2.5 cm. d. Registrar un mnimo de 10 lecturas en el rea seleccionada para el ensayo. e. Examinar la impresin que por el impacto se va observar en la superficie ensayada, en caso de observar la superficie destrozada o aplastada se debe anular esta lectura y proceder a realizar otra. 4.3. EXPRESIN DE LOS RESULTADOS Descartar las lecturas que difieran del promedio por ms de 6 unidades y determinar el promedio de las lecturas restantes. Si ms de 2 lecturas difieren de este promedio por ms de 6 unidades, desechar todas las lecturas y determinar los nmeros de rebotes en 10 nuevas ubicaciones dentro del rea de ensayo.

4.4. REPORTE El informe deber contener la siguiente informacin: Fecha y hora de ensayo Ubicacin de estructura ensayada Descripcin del concreto Descripcin del rea de Ensayo Caractersticas de la superficie Altura sobre el nivel del terreno Condiciones del curado Identificacin del Martillo Orientacin del Martillo Numero de Rebote promedio Comentarios Edad del Concreto Promedio de cada rea de ensayo

UNIVERSIDAD PARTICULAR DE CHICLAYO

FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO E INGENIERIA CIVIL

CATEDRA:

TECNOLOGIA DEL CONCRETO

TEMA:

FRAGUADO Y ENDURECIMIENTO DEL CONCRETO FRESCO

ALUMNOS:

ERIKA NORVIL

PUPUCHE AVELLANEDA

PEA VILLANUEVA

GERARDO MONTEZA SUAREZ CESAR VELA TORRES

CARRERA PROF:

INGENIERIA CIVIL

CICLO:

V

DOCENTE:

Ing. GUERRERO

Pimentel, Setiembre del 2009