Hormigon Concreto Liviano de Alta Resist en CIA

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ContenidoPermeabilidad a iones cloruros ........................................................................................................... 2 Mdulo Elstico ................................................................................................................................... 3 Adherencia Acero/Hormign .............................................................................................................. 4 Anlisis Estadstico Densidad/Resistencia........................................................................................... 6 Hormign Fresco ............................................................................................................................. 5 Diferencia entre Camiones H45 ...................................................................................................... 8 Resistencia (a 28 das [10x20]) ........................................................................................................ 8 Densidad (a 28 das [10x20]) ........................................................................................................... 9 Resistencia entre tamao de probetas (a 28 das) (momento de descarga medio) ..................... 10 Densidad entre tamao de probetas (a 28 das) (momento de descarga medio) ........................ 12 Efecto Conjunto: Momento de Descarga y Tamao de Probeta .................................................. 14 Resistencia entre laboratorio y terreno a diferentes edades (momento de descarga medio).... 16 Densidad entre laboratorio y terreno a diferentes edades (momento de descarga medio) ...... 17 Interpretacin de Resultados de Anlisis Estadsticos .................................................................. 18 Resumen de propiedades mecnicas:........................................................................................... 20

Permeabilidad a iones clorurosResultados LAB:

Resultados PLANTA:

Aumento de la permeabilidad a iones cloruros es preocupante debido a que en las otras propiedades no se aprecian cambios sustanciosos. Aqu se presenta una permeabilidad alta y moderada cuando lo que se buscaba era una permeabilidad baja y muy baja. Es de esperar que a los 90 das esta permeabilidad se vea reducida, pero no hay certeza de lograr el objetivo planteado para estos hormigones.

Mdulo Elstico

El mdulo de elasticidad medido del hormign realizado en la planta hormigonera, se aprecia que es muy similar al del hormign realizado en el laboratorio, un poco inferior para ambos hormigones, tanto el H30 como el H45. Pero la diferencia no supera 1,5 GPa en los casos ms extremos. Por lo que se puede tener tranquilidad de que se tiene un mismo hormign, en lo que a esta propiedad se refiere. Adems la resistencia a compresin de los cilindros asociados a esos mdulos elsticos presentan muy bajas diferencias, menores a 5 MPa en los casos ms extremos. Por lo que los mdulos elsticos obtenidos son comparables. El mdulo elstico promedio: Edad (das) 3 28 3 28 Mdulo Elstico (GPa) 10,2 12,8 13,8 16,1

H30 H45

Adherencia Acero/Hormign

Estos grficos muestran los resultados del deslizamiento de la barra con respecto al hormign y de la tensin de adherencia calculada. Claramente un menor deslizamiento es preferible a un mismo nivel de tensin de adherencia, pero es comn que ambos resultados estn ligados, es decir, a una mayor tensin de adherencia se desarrolla un mayor deslizamiento. El hormign de mayor resistencia denominado H45 no presenta diferencias significativas entre lo realizado en planta con lo realizado en el laboratorio. En cambio el hormign H30 presenta una diferencia importante entre el desarrollado en planta y en el laboratorio, a pesar de fabricarse con la misma dosificacin. La mayor diferencia se aprecia en las probetas horizontales superior e inferior. Esta gran diferencia de 20 a 40 kgf/cm2 se podra explicar por una mayor segregacin del agregado, lo que le confiere una menor adherencia entre el hormign y las barras de acero. Y unido a una menor calidad del hormign construido en la planta, se aprecian que todos los valores son menores con respecto al hormign del laboratorio.

Hormign Fresco

Segn la norma NCh 1789-86: Determinacin de la uniformidad obtenida en el mezclado del hormign fresco. Se acepta una diferencia del cono de 4.0 cm lo cual indica que la variacin mostrada en cuanto a la docilidad del hormign est dentro de lo aceptable. Ambas densidades frescas coinciden prcticamente con el valor esperado para ambos hormigones. Aunque son mayores que los valores de densidad tericos en 50 kg/m3, lo cual se explica por una posible diferencia en el contenido de humedad de los ridos livianos los que al tener ms agua se esperara un mayor peso por unidad de volumen. La misma norma citada anteriormente establece que la diferencia aceptable en la densidad fresca es de 15 kg/m3 (vale decir que esta norma est diseada para hormigones con densidades entre 2000 y 2800 kg/m3). Por lo que en estricto rigor no se debera aplicar en este caso, pero dada la inexistencia de una norma que abarque este tipo de hormigones se ha decidido utilizar esta como referencia. En esta oportunidad la diferencia mxima entre las mediciones es de: 55 kg/m3 para el hormign H30 y de 9 kg/m3 para el hormign H45. La diferencia de densidad del hormign H30 es significativa y se puede relacionar con la disminucin del contenido de aire medido en el mismo hormign. Esta disminucin del contenido de aire se debera presumiblemente a que el proceso de vaciado del hormign revuelve de manera ms vigorosa al hormign eliminando parte de las burbujas de aire incorporadas en el mezclado ms lento que se desarrolla desde que el hormign empieza su viaje desde la planta hormigonera hasta el lugar de aplicacin. Este aumento del contenido de aire se puede apreciar en ambos hormigones, aunque de una manera menos significativa para el hormign H45, el cual coincide con que el traslado del hormign demor menos tiempo, pero en el grfico siguiente se aprecia un aumento con una misma pendiente.

Segn la norma NCh 1789-86: Determinacin de la uniformidad obtenida en el mezclado del hormign fresco. Se acepta una diferencia del contenido de aire de un 1% por lo que la diferencia en el hormign H45 no es importante. En cambio en el hormign H30 la diferencia de 2% si es importante. Ahora bien la norma de contenido de aire por el mtodo volumtrico ASTM C173 establece que la diferencia entre dos mediciones realizadas por diferente operador al mismo hormign no deben diferir en ms de un 32% sobre la media de ambas mediciones. Lo que en el caso del H45 las dos primeras mediciones difieren en 2% y el promedio de ambas es de 4.5% lo que corresponde a 44.4%, mayor que la diferencia permitida por el ensayo (que representara el nivel de variacin del propio ensayo). Por lo tanto, es de esperar que esa diferencia del 2% sea una diferencia importante, no as las otras dos diferencias obtenidas, es decir los dos ltimos puntos de la curva, frente a esa disminucin en el contenido de aire no se podra aseverar nada.

Anlisis Estadstico Densidad/ResistenciaEl muestreo realizado para el hormign realizado en planta fue exhaustivo contndose: En el momento del mezclado antes de salir de la planta hormigonera: Cilindros de 10x20 cm: 2@3, 2@7, 3@28. Cilindros de 15x30 cm: 2@3, 2@7, 3@28.

En el momento en que llega el camin mixer a la planta de prefabricados, correspondiente al primer tercio de descarga: Cilindros de 10x20 cm: 2@3, 2@7, 10@28. Cilindros de 15x30 cm: 3@3, 3@7, 3@28.

Segundo tercio de descarga:

-

Cilindros de 10x20 cm: 10@28. Cilindros de 15x30 cm: 4@28.

En este tercio adems se incluyeron ensayos de mdulo de elasticidad (3 a 3 y 28 das), traccin por flexotraccin de viguetas (3 a 28 das), curvas tensin-deformacin (3 a 28 das), traccin por hendimiento (3 a 28 das), viguetas de retraccin (comenzando al 3 da), permeabilidad a iones cloruros (3 a 56 y 90 das), conductividad trmica (2 a 28 das), adherencia acero hormign (9 a 28 das). ltimo tercio de descarga: Cilindros de 10x20 cm: 2@3, 2@7, 10@28. Cilindros de 15x30 cm: 3@3, 3@7, 3@28.

Los ensayos de compresin de 3, 7 y 28 das corresponden para el anlisis de diferencias entre los resultados obtenidos en el laboratorio y los obtenidos en la planta. Los ensayos de compresin a 28 das corresponden al anlisis entre momentos de descarga: 0: Antes de dejar la planta hormigonera. 1: Primer tercio de descarga. 2: Segundo tercio de descarga. 3: Tercer tercio de descarga.

Y tambin para comparar el efecto de tamao de la probeta: 1: Probeta cilndrica pequea de 10x20 cm. 2: Probeta cilndrica grande de 15x30 cm.

Estos anlisis se hicieron tanto para la resistencia a compresin como para la densidad aparente de las probetas, curadas en cmara hmeda hasta el da del ensayo. Adems para el hormign H45 se debi utilizar dos camiones con la misma dosificacin, por lo que se prepararon probetas adicionales del segundo camin (9 a 28 das, del segundo tercio) para realizar la comparacin estadstica entre ambos.

Diferencia entre Camiones H45 Resistencia (a 28 das [10x20])Tamao N de Resistencia de datos Media Probeta Camin 1 17 50,8 Camin 2 9 47,5 Desv est 2,6 2,7 t_0,975 (n+mEstado valor-p 2) 3,003 2,064 Camin 1 DISTINTO a Camin 2 0,006 T fc' 45 41

Categ. Histogram: Resistencia a 28d Camin: 1 Resistencia a 28d = 17*1*normal(x| 50,8098| 2,6239) Camin: 2 Resistencia a 28d = 9*1*normal(x| 47,4603| 2,7382) 4

3

No of obs

2

1

0 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 Camin: 1 Resistencia a 28d 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 Camin: 2

Mean Plot (Camiones H45.sta 3v *26c) 53

52

51 Resistencia a 28d

50

49

48

47

46

45 1 Camin 2

Mean Mean0,95 Conf . Interv al

Densidad (a 28 das [10x20])Densidad H45 Camiones (Momento de descarga medio) Tamao t_0,975 N de Densidad Desv de T Estado valor-p Dc' datos Media est (n+m-2) Probeta Camin 1 17 2042 58 2,664 2,064 Camin 1 DISTINTO a Camin 2 0,014 2164 Camin 2 9 1947 99 2170

Categ. Histogram: Densidad Camin: 1 Densidad = 17*50*normal(x| 2041,9412| 57,8581) Camin: 2 Densidad = 9*50*normal(x| 1946,5556| 98,6852) 14 12 10 8 No of obs 6 4 2 0 1750 1850 1950 2050 2150 1800 1900 2000 2100 Camin: 1 DensidadMean Plot (Camiones H45.sta 3v *26c) 2080 2060 2040 2020 2000 Densidad 1980 1960 1940 1920 1900 1880 1860 1 Camin 2 Mean Mean0,95 Conf . Interv al

1750 1850 1950 2050 2150 1800 1900 2000 2100 Camin: 2

Resistencia entre tamao de probetas (a 28 das)(momento de descarga medio) Test de medias H30Resistencia H30 10x20 vs 15x30 (Momento de descarga medio) N de Resistencia t_0,975 Tamao Desv est T datos Media (n+m-2) de Probeta 15x30 4 38,7 0,6 0,107 2,179 10x20 10 38,6 2,8Tamao; LS Means Current ef f ect: F(1, 38)=,96672, p=,33172 Ef f ectiv e hy pothesis decomposition Vertical bars denote 0,95 conf idence interv als 42,0 41,5 41,0 Resistencia 28d 40,5 40,0 39,5 39,0 38,5 38,0 37,5 1 Tamao 2

Estado 15x30 IGUAL a 10x20

valor-p fc' 0,917 37 32

H45Resistencia H45 10x20 vs 15x30 (Momento de descarga medio) Tamao de N de Resistencia t_0,975 Desv est T Probeta datos Media (n+m-2) 15x30 3 47,6 0,35 4,833 2,101 10x20 17 50,8 2,6Tamao; LS Means Current ef f ect: F(1, 44)=41,194, p=,00000 Ef f ectiv e hy pothesis decomposition Vertical bars denote 0,95 conf idence interv als 54 53 52 Resistencia 28d 51 50 49 48 47 46 45 1 Tamao 2

Estado 15x30 DISTINTO a 10x20

valor-p fc' 0,000 46 45

Densidad entre tamao de probetas (a 28 das)(momento de descarga medio) Test de medias H30Densidad H30 10x20 vs 15x30 (Momento de descarga medio) t_0,975 Tamao de N de Densidad Desv t (n+m-2) Probeta datos Media est 15x30 4 1790 39 6,524 2,179 10x20 10 1925 23 Estado 15x30 DISTINTO a Medio valor-p 0,000 Dc' 1683 1977

Tamao; LS Means Current effect: F(1, 38)=165,20, p=,00000 Effective hypothesis decomposition Vertical bars denote 0,95 confidence intervals 1940 1920 1900 1880 Densidad 1860 1840 1820 1800 1780 1 Tamao 2

H45Densidad H45 10x20 vs 15x30 (Momento de descarga medio) Tamao N de Densidad Desv t_0,975 de t (n+m-2) datos Media est Probeta 15x30 3 1900 0,0 10,105 2,101 10x20 17 2042 58

Estado 15x30 DISTINTO a 10x20

valor-p 0,000

Dc' 1900 2164

Tamao; LS Means Current effect: F(1, 44)=17,157, p=,00015 Effective hypothesis decomposition Vertical bars denote 0,95 confidence intervals 2040 2020 2000 1980 Densidad 1960 1940 1920 1900 1880 1860 1840 1 Tamao 2

Efecto Conjunto: Momento de Descarga y Tamao de ProbetaH30Tamao*Momento de Descarga; LS Means Current effect: F(3, 38)=2,4392, p=,07932 Effective hypothesis decomposition Vertical bars denote 0,95 confidence intervals 1960 1940 1920 1900 1880 Densidad 1860 1840 1820 1800 1780 1760 1740 0 1 2 3 Momento de DescargaTamao*Momento de Descarga; LS Means Current effect: F(3, 38)=,65225, p=,58648 Effective hypothesis decomposition Vertical bars denote 0,95 confidence intervals 45 44 43 42 Resistencia 28d 41 40 39 38 37 36 35 0 1 2 3 Momento de Descarga Tamao 1 Tamao 2

Tamao 1 Tamao 2

H45Tamao*Momento de Descarga; LS Means Current ef f ect: F(3, 44)=1,5197, p=,22263 Ef f ectiv e hy pothesis decomposition Vertical bars denote 0,95 conf idence interv als 2150 2100 2050 2000 Densidad 1950 1900 1850 1800 1750 0 1 2 3 Momento de Descarga Tamao 1 Tamao 2

Tamao*Momento de Descarga; LS Means Current ef f ect: F(3, 44)=,97102, p=,41497 Ef f ectiv e hy pothesis decomposition Vertical bars denote 0,95 conf idence interv als 56 54 52 Resistencia 28d 50 48 46 44 42 0 1 2 3 Momento de Descarga Tamao 1 Tamao 2

Resistencia entre laboratorio y terreno a diferentes edades(momento de descarga medio) Test Pareado H30H30 EDADES 3 7 28 3 7 28 promedio desvest PLANTA 33 38 42 31 35 40 -0,6 0,7 LAB 33 38 43 32 35 41 t= t crit = diferencia -0,2 0,1 -1,6 -1,3 0,2 -0,8 2,018 2,571 PROBETA 10x20 10x20 10x20 15x30 15x30 15x30

IGUALES

H45H45 EDADES 3 7 28 3 7 28 promedio desvest PLANTA 45,4 50,7 53,5 37,9 42,2 46,5 2,5 3,5 LAB 39,3 45,5 47,8 37,9 42,8 47,8 t= t crit = diferencia 6,1 5,2 5,7 0,1 -0,6 -1,3 1,777 2,571 PROBETA 10x20 10x20 10x20 15x30 15x30 15x30

IGUALES

Densidad entre laboratorio y terreno a diferentes edades(momento de descarga medio) H30H30 EDADES 3 7 28 3 7 28 promedio desvest PLANTA 1978 1960 1916 1823 1823 1815 145,2 70,7 LAB 1810,0 1713,3 1716,7 1740 1720 1745 t= t crit = diferencia 168,0 246,7 199,6 83,3 103,3 70,0 5,027 2,571 PROBETA 10x20 10x20 10x20 15x30 15x30 15x30

DISTINTOS

H45H45 EDADES 3 7 28 3 7 28 promedio desvest PLANTA 2097 2026 2021 1907 1903 1906 134,1 83,0 LAB 1913 1817 1790 1860 1850 1825 t= t crit = diferencia 183,2 209,3 230,9 46,7 53,3 81,0 3,958 2,571 PROBETA 10x20 10x20 10x20 15x30 15x30 15x30

DISTINTOS

Interpretacin de Resultados de Anlisis EstadsticosDiferencia entre camiones H45: Del anlisis estadstico se puede extraer que la diferencia entre los camiones es significativa tanto en densidad como en resistencia. El segundo camin despach un hormign 95 kg/m3 menos denso y 3.3 MPa menos resistente; aquellas diferencias son importantes considerando la variabilidad de cada una de las propiedades medidas. Como se puede apreciar en la tabla siguiente donde se presenta un resumen del anlisis estadstico. Media Camin 1 Camin 2 Resistencia a Camin 1 28 das (MPa) Camin 2 Densidad (kg/m3)2042 1947 50,8 47,5

N17 9 17 9

Desv est.57,9 98,7 2,6 2,7

Estadstico t.3,126 3,052

valor-p0,0046 0,0055

Momentos de descarga: Considerando las probetas a diferentes momentos de descarga y de diferente tamao se ha llegado a las siguientes conclusiones. El efecto en la resistencia no es significativo para ambos hormigones, al igual que el efecto en la densidad. El nico efecto significativo (con un 95% de confianza) corresponde a la resistencia del hormign H45, que s se ve afectada por el momento de descarga, pero la diferencia mxima es de 2.6 MPa, lo cual es poco comparado con la variabilidad total de los datos 3 MPa. Las siguientes tablas resumen aquellos efectos.H30 valor-p: 0,53 N 6 13 14 13 valor-p: 0,08 Resistencia Media (MPa) 39,6 41,0 38,6 41,1 Desv. Est. (MPa) 1,0 0,8 0,7 0,8 Resistencia Resistencia -95% +95% (MPa) (MPa) 37,6 39,4 37,1 39,5 41,6 42,7 40,1 42,8

Momento Densidad Desv. Densidad Densidad media Est. -95% +95% de descarga (kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) 0 1 2 3 1859 1859 1858 1872 10 8 7 8 1839 1844 1843 1856 1878 1875 1872 1888

H45

valor-p: 0,17 N 6 13 20 13

valor-p: 0,04 Resistencia Media (MPa) 48,3 50,9 49,2 50,6 Desv. Est. (MPa) 0,8 0,6 0,6 0,6 Resistencia Resistencia -95% +95% (MPa) (MPa) 46,7 49,6 48,0 49,3 49,9 52,2 50,4 51,9

Momento Densidad Desv. Densidad Densidad -95% media Est. +95% de descarga (kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) 0 1 2 3 1905 1949 1971 1978 27 22 21 22 1850 1905 1929 1934 1959 1993 2013 2022

Tamao de probeta: Considerando las probetas de diferentes momentos de descarga y de diferente tamao se ha llegado a las siguientes conclusiones. El efecto en la resistencia es significativo slo para el hormign H45, la densidad en cambio se ve afectada significativamente en ambos hormigones. En las siguientes tablas se aprecia un resumen de estas propiedades.valor-p: 0,0000 Densidad Desv. Est. Tamao Media 10x20 15x30 1914 1810 5 7 H30 valor-p: 0,33 Resistencia Desv. Media Est. (MPa) (MPa) 40,5 0,5 39,7 0,7

Densidad Densidad -95% +95% 1904 1797 1923 1823

N 33 13

(kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) (kg/m3)

Resistencia Resistencia -95% +95% (MPa) (MPa) 39,5 41,5 38,3 41,1

valor-p: 0,0002 Densidad Desv. Est. Tamao Media 10x20 15x30 1998 1903 13 19

H45

Densidad Densidad -95% +95% 1973 1865 2024 1942

N 40 12

(kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) (kg/m3)

valor-p: 0,0000 Resistencia Desv. Media Est. (MPa) (MPa) 51,9 0,4 47,6 0,6

Resistencia Resistencia -95% +95% (MPa) (MPa) 51,2 52,7 46,5 48,7

La diferencia entre las densidades es importante, se puede ver que rondea los 100 kg/m3, siempre siendo mayor las probetas de menor tamao, lo que presumiblemente se debe a que se le aplic una mayor energa de compactacin a aquellas probetas, dado su menor tamao. La diferencia entre las resistencias no es muy grande a pesar de ser una diferencia estadsticamente significativa, en el caso del hormign H45 la diferencia entre las medias es de 4,3 MPa y en el H30 la diferencia es de 0,8 MPa. Diferencias entre laboratorio y planta hormigonera: El estudio estadstico arroj que en cuanto a resistencia ambos hormigones son iguales a los confeccionados en el laboratorio. Pero en densidad hay una diferencia promedio alrededor de 140 kg/m3 entre ambos lo cual es significativo con respecto la variabilidad propia de los resultados. Esta diferencia se debe principalmente a la variacin del contenido de humedad de los agregados utilizados ya que en el laboratorio se utilizaban agregados sumergidos en agua durante los 3 das anteriores a la mezcla del hormign. En la planta hormigonera, dado el volumen del acopio y del material disponible se mantuvo sumergido por ms de un mes los agregados antes de poder realizar el mezclado. En resistencia a pesar de ser estadsticamente iguales es importante destacar que la diferencia mxima entre el hormign de planta con el del laboratorio es de hasta 6 MPa. Siempre se tienen menores diferencias con las probetas de mayor tamao, por lo que se recomienda preferir

probetas de 15x30 cm para estudios futuros. Lo mismo ocurre con la densidad, las diferencias son menores para las probetas de mayor tamao.

Resumen de propiedades mecnicas:Las propiedades medidas, con el fin de aplicarlas al clculo estructural pueden ser consideradas de la siguiente manera: H45: Resistencia a compresin a 28 das: Considerando el promedio de todos los cilindros de 15x30 cm ensayados a 28 das corresponde a 47.6 MPa con una desviacin estndar de 0.8 MPa. Lo que significa una resistencia caracterstica de 45.9 MPa. Densidad: densidad saturada medida a 28 das slo en cilindros de 15x30 cm, que es esperable que sea mayor a la densidad que esperaramos encontrar en un hormign expuesto a la intemperie durante todo ese tiempo. La densidad es de 1903 kg/m3 con una desviacin de 5 kg/m3. H30: Resistencia a compresin a 28 das: Considerando el promedio de todos los cilindros de 15x30 cm ensayados a 28 das corresponde a 39.6 MPa con una desviacin estndar de 1.0 MPa. Lo que significa una resistencia caracterstica de 37.4 MPa. Densidad: densidad saturada medida a 28 das slo en cilindros de 15x30 cm, que es esperable que sea mayor a la densidad que esperaramos encontrar en un hormign expuesto a la intemperie durante todo ese tiempo. La densidad es de 1808 kg/m3 con una desviacin de 14 kg/m3. Propiedades en el tiempo: Dadas las propiedades medidas anteriormente se puede estimar la evolucin en el tiempo sabiendo que la resistencia tiene una relacin proporcional al logaritmo de la edad de la probeta y que el mdulo de elasticidad tiene una relacin proporcional a la raz cuadrada de la resistencia a compresin. En los grficos se presentan las ecuaciones que describen estas relaciones para cada uno de los hormigones estudiados.