INTRODUCCION

El Concreto es el material fundamental con el cual Ingenieros, arquitectos, constructores y trabajadores vinculados con el sector de la construccin, disean y elaboran las obras concebidas para el desarrollo de nuestras ciudades y su infraestructura.

Esta constituidos por diferentes materiales, los cuales debidamente dosificados y mezclados se integran para formar elementos monolticos, que proporcionan resistencia y durabilidad a las estructuras, dependen en su aplicacin y en su evaluacin, de un adecuado conocimiento de sus constituyentes y de sus propiedades fsicas y qumicas, las cuales deben ser estudiadas y analizadas segn los parmetros de control de calidad para cada situacin.

El concreto puede ser definido pues, como la mezcla de un material aglomerante (normalmente en nuestro medio cemento PORTLAND hidrulico), unos agregados inertes, agua y eventualmente aditivos y/o adiciones, que al endurecer forman una masa dura y compacta, la cual despus de cierto tiempo tiene como propiedad fundamental ser capaz de soportar grandes esfuerzos de compresin.

OBJETIVOS:

Objetivos generales: Conocer las propiedades mecnicas que presenta el concreto. Determinar la importancia de las propiedades mecnicas en el concreto.

Objetivos Especficos: Identificar las propiedades mecnicas del concreto Reconocer las propiedades mecnicas que posee el concreto. Estudiar por separado cada propiedad mecnica del concreto.

PROPIEDADES MECANICAS DEL CONCRETO ARMADO

1. RELACIN ESFUERZO-DEFORMACIN DEL CONCRETO A COMPRESIN:El diagrama esfuerzo-deformacin en la compresin suministra el factor ms importante que debe usarse en la deduccin de las ecuaciones para calcular los elementos del concreto armado a los 28 das; durante el proceso de carga se van registrando las cargas en kilogramos y las deformaciones en centmetro por centmetro. De las cargas totales se obtienen los esfuerzos unitarios normales (P/A) y puede as dibujarse el siguiente diagrama que muestra una serie de diagramas tpicos de esfuerzo-deformacin

Curva esfuerzo-deformacin del concreto en compresin.

El diagrama esfuerzo-deformacin muestra tres fases distintas: La fase inicial que es aproximadamente lineal. La fase intermedia, en la cual hay un aumento de curvatura, hasta alcanzar el punto de mximo esfuerzo fc. La fase final, en la cual la deformacin contina aumentando al tiempo que la capacidad de carga disminuye.

1.1. PARA CARGA RPIDA:En materiales como concreto que se utilizan bsicamente para resistir esfuerzos de compresin. Es importante conocer el comportamiento bajo la relacin esfuerzo-deformacin.El mdulo de elasticidad "e" puede expresarse por la siguiente frmula:

El mdulo de Poisson para 0.7 fc es aproximadamente 0.17

1.2. PARA CARGA A LARGO PLAZO:

La influencia del tiempo en la relacin esfuerzo deformacin es considerable debido a que el concreto fluye bajo la carga mientras que en el acero no sucede esto.

1.3. MODULO DE ELASTICIDAD:

Es un parmetro que mide la variacin de esfuerzo en relacin a la deformacin en el rango elstico. Es funcin del ngulo de la lnea esfuerzo-deformacin. El concreto presenta un comportamiento elastoplstico. El concreto no tiene un mdulo de elasticidad bien definido. Su valor vara con las diferentes resistencias del concreto, con la edad de este, con el tipo de carga y con la caracterstica del cemento y los agregados.

Adems hay varias definiciones del mdulo:

a. El modulo inicial es la pendiente del diagrama esfuerzo-deformacin unitaria en el origen de la curva.b. El modulo tangente es la pendiente de una tangente al curva en algn punto de esta, por ejemplo, en el 50% d la resistencia ultima del concreto.c. A la pendiente de una lnea trazada del origen a un punto sobre la curva entre el 25% y 50% de su resistencia ultima a compresin, se le llama modulo por secante.d. modulo aparente o modulo a largo plazo, se determina usando los esfuerzos y deformaciones unitarias obtenidas despus de que la carga se ha aplicado durante cierto periodo.

El mdulo de elasticidad se puede calcular con la siguiente formula:Curva esfuerzo-deformacin del concreto en compresin.

Para definir el mdulo de elasticidad del concreto, el ACI emplea el concepto de mdulo secante y propone (ACI-8.5. 1):

Para concretos normales, con pesos unitarios de aproximadamente 2300 kg/m3 se usa tambin la siguiente expresin:Ec =0.14W1.5

2. MDULO DE POISSON:

La proporcin de esta expansin lateral respecto al acortamiento longitudinal se denomina modulo de Poisson. No hay ninguna relacin directa entre el valor de esta proporcin y la relacin agua-cemento, cantidad de curado, tamao del agregado. El valor de este parmetro para el concreto oscila entre 0.15 y 0.20. En la figura se muestra las deformaciones longitudinales, transversales y volumtricas de una probeta sometida a carga axial.

Deformaciones longitudinales, transversales y volumtricas de una probeta sometida a carga axial.

3. MDULO DE CORTE:

Por Resistencia de Materiales se sabe que:

Considerando un valor del mdulo de Poisson igual a 1/6 se tiene:

4. CONTRACCION:

Cuando los materiales del concreto se mezclan, la pasta del cemento y agua llena los vacios entre los agregados y une a estos. Esta mezcla necesita ser suficientemente manejable o fluida. Entre mayor es el rea superficial de un miembro en proporcin a su tamao, mayor es la contraccin. La cantidad de contraccin depende mucho del tipo de exposicin. Para minimizar la contraccin es deseable: Mantener en un mnimo la cantidad de agua para el mezclado. Proporcionar un buen curado. Colar el concreto para muros, pisos y otros elementos constructivos grandes en secciones pequeas. Intercalara juntas constructivas para controlar la posicin de las grietas Usar refuerzo por contraccin. Usar agregados apropiadamente densos y no porosos.

5. FLUJO PLASTICO:

Bajo cargas de compresin sometidas, el concreto continuara deformndose durante largos periodos. Esta deformacin adicional se llama flujo o escurrimiento plstico. La magnitud del flujo plstico depende mucho de la magnitud de los esfuerzos presentes. Factores que afectan el flujo plstico: Entre mayor el tiempo de curado previo a la aplicacin de las cargas, menor ser el flujo plstico. Los concretos de alta resistencia manifiestan un menor flujo plstico que los de baja resistencia. El flujo plstico aumenta con la temperatura. Alcanza su valor mximo cuando el concreto est entre 150F y 160F. Los concretos con el mayor porcentaje de cemento-agua tienen el mayor flujo plstico porque es la pasta y no los agregados lo que fluye plsticamente. Est claro que la adicin de refuerzo en la zona de compresin del concreto reduce mucho el flujo plstico.

6. RESISTENCIA LA TENSION:

La resistencia a la tensin del concreto vara entre el 8% y el 15% de su resistencia a la compresin. Una razn principal para esta baja resistencia, es que el concreto contiene unos grandes nmeros de grietas muy finas. Aunque la resistencia a la tensin normalmente se desprecia en los clculos, es sin embrago, una importante propiedad se ha desarrollado pruebas indirectas que son las pruebas del mdulo de ruptura y la prueba radial del cilindro.

7. PROPIEDADES MECANICAS MEJORADAS:

a. CONCRETO AUTONIVELANTE :

USOS:Elementos de seccin delgada.Elementos que tengan el acero de refuerzo muy congestionado.Pisos autonivelantes

BENEFICIOS:Mayor avance de obra por su fcil y rpida colocacinDisminucin de mano de obra

INFORMACIN TCNICARevenimiento superior a los 20 mAutonivelanteNo requiere vibradoMejora la apariencia del elemento terminado

b. MUY ALTA RESITENCIA A LA COMPRESIN:

USOS:Columnas de edificios muy altos. Secciones de puentes con claros muy largos.Elementos presforzados.Disminuciones en los espesores de los elementos BENEFICIOS:Mayor rea aprovechable en plantas bajas de edificios altos.Elementos presforzados ms ligeros.Elementos esbeltos

INFORMACIN TCNICAAlta cohesividad en estado fresco. Tiempos de fraguado similares a los de los concretos normales.Altos revenimientos.Resistencia a la compresin de 400 y 800 kg/cm2.Baja permeabilidad.Mayor proteccin al acero de refuerzo

c. MUY ALTA RESITENCIA A LA COMPRESIN (Alto mdulo de ruptura, alta resistencia a la tensin)

USOSPavimentos urbanos.Lugares de trnsito pesado. BENEFICIOS:Alto mdulo de ruptura.Diseado para resistir las demandas estructurales que se presentan en pavimentos.Disminuye los costos de reparacin en comparacin con el uso de asfalto. INFORMACIN TCNICARevenimiento de 5 a 8 m.Peso Volumtrico superior a los 2,200 kg/cm3.Mdulo de ruptura entre 38 y 50 kg/cm2, agregadod. ALTO MDULO ELSTICO

USOS:Edificaciones con requerimientos estructurales estrictos.Elementos con mayor resistencia a los efectos de sismos.Representa una alternativa innovadora para los diseadores BENEFICIOS:Alto mdulo elstico.Control de deformaciones a corto y largo plazo.Mayor resistencia a los esfuerzos solicitados por la accin de los vientos. INFORMACIN TCNICAP.V entre 2,200 y 2,400 kg/cm3.Bombeable a alturas hasta 158 m.Resistencia a la compresin entre 300 y 500 kg/cm2.Mdulo elstico entre 12,000 y 14,000 raz de Fc (kg/cm2), dependiendo del tipo de agregado.

CONCLUSIONES

La deformacin de los concretos con poca resistencia a la compresin es casi constante y tiende a 0.002mm. Mientras la velocidad de aplicacin de una carga sea a un ritmo mayor, la resistencia a la compresin ser mayor tambin. El valor de mdulo de elasticidad vara con las resistencias del concreto, su edad, la carga a la que esta sometida y la caractersticas tanto del cemento como de los agregados. El mdulo de Poisson es la relacin existente entre la expansin lateral y el acortamiento de las longitudes. El mdulo de Poisson es aproximadamente 0.16. La resistencia por cortante es mucho menor que a la resistencia de compresin, la cual vara de 1/3 a 4/5 de sta. La contraccin es una propiedad que hace que en el concreto aparezcan grietas, sin embargo si estas son excesivas pueden provocar que el acero entre en contacto con la atmsfera y se corroa. La resistencia a la tensin del concreto es baja debido a las grietas que presenta el concreto como producto del calor de hidratacin del mismo. Las tracciones en el concreto se desprecian en el clculo pero s se les debe considerar debido a que stas originan las fallas de traccin diagonal.

BIBLIOGRAFIA

Concreto Armado I. Juan Orteaga Garca, 4ta Edicin, Lima-Per, 1993. Diseo de Estructuras de Concreto Armado, 3ra Edicin, Edit. De la Universidad Pontificia Catlica del Per, Lima, 2002. Diseo de Concreto Reforzado. Jack C. McCormac, 4ta Edicin, Edit. Alfaomega, Mxico,2002. Diseo de estructuras de concreto, Arthur H. Nilson, 12 Edicin, Editorial Mc Graw Hill Interamericana, Colombia,1999. Diseo simplificado de concreto reforzado, Parker-Ambrose, Edit. Limusa, Mexico, 2008