UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALAFACULTAD DE INGENIERIACONCRETO ARMADO 1SECCION “A”ING. YEFRY ROSALES

COMPOSICION DEL CONCRETOFRESCO Y ENDURECIDO

Daniel Alexander Herrera VelásquezCarnet: 200820853

GUATEMALA 25 DE Julio de 2011

Introducción

El Concreto es una mezcla de materiales inertes y un material aglomerante siendo los materiales inertes los agregados y agua y el material activo o aglomerante el cemento.

El concreto se presenta en dos estados; Fresco que es cuando se hace la mezcla y se aplica para los diferentes fines que se ha diseñado teniendo varias características de importancia tales como la trabajabilida, el peso volumétrico, el revenimiento que nos ayudan en el diseño de la dosificación de dicha mezcla. También el estado sólido que es cuando fragua debido al paso del tiempo llegando a obtener su resistencia máxima y así llega a soportar tanto cargas como efectos debido al interperismo.

También es importante mencionar muchos factores que influyen en el concreto tanto fresco como endurecido y estos pueden ser: la resistencia, la durabilidad, segregación, curado, revenimiento etc.

De igual manera existen varios aditivos químicos que pueden ser utiles para aumentar las condiciones de resistencia, acelerantes de fraguado, retardantes entre otros los cuales mencionaremos a continuación.

Objetivos

Conocer las propiedades físicas y características químicas del concreto tanto fresco como endurecido.

Conocer los diferentes factores que pueden afectar la resistencia y durabilidad del concreto endurecido.

Conocer los diferentes Aditivos Quimicos que pueden ser necesarios en el concreto como retardantes, acelerantes, y dar mejores condiciones de curado etc.

Composición del concreto

Efectos en el concreto endurecido

Adquisición de resistencia mecánica

Conforme se expuso previamente, la velocidad de hidratación y adquisición de resistencia de los diversos tipos de cemento portland depende básicamente de la composición química del clinker y de la finura de molienda. De esta manera, un cemento con alto contenido de silicato tricálcico (C3S) y elevada finura puede producir mayor resistencia a corto plazo, y tal es el caso del cemento tipo III de alta resistencia rápida. En el extremo opuesto, un cemento con alto contenido de silicato dicálcico (C2S) y finura moderada debe hacer más lenta la adquisición inicial de resistencia y consecuente generación de calor en el concreto, siendo este el caso del cemento tipo IV. Dentro de estos limites de comportamiento, en cuanto a la forma de adquirir resistencia, se ubican los otros tipos de cemento portland.

En cuanto a los cementos portland-puzolana, su adquisición inicial de resistencia suele ser un tanto lenta debido a que las puzolanas no aportan prácticamente resistencia a edad temprana. Por otra parte, resulta difícil predecir la evolución de resistencia de estos cementos porque hay varios factores que influyen y no siempre se conocen, como son el tipo de clinker con que se elaboran y la naturaleza, calidad y proporción de su componente puzolánico.

De acuerdo con las tendencias mostradas puede considerarse que, para obtener el beneficio adecuado de resistencia de cada tipo y clase de cemento en función de sus características, lo conveniente es especificar la resistencia de proyecto del concreto a edades que sean congruentes con dichas características. Consecuentemente, estas edades pueden ser como sigue:

Tipo de cemento que se Edad recomendable para especificar emplea en el concreto la resistencia de proyecto

Portland III 14 ó 28 días

Portland I, II y V 28 ó 90 días

Portland-puzolana 90 días, o más

En ausencia de cemento tipo III, cuya disponibilidad en el mercado local es limitada, puede emplearse cemento tipo I junto con un aditivo acelerante, previa verificación de su compatibilidad y efectos en el concreto, tanto en lo que se refiere a su adquisición de resistencia como a la durabilidad potencial de la estructura. También es posible adelantar la obtención de la resistencia deseada en el concreto, proporcionando la mezcla para una resistencia potencial más alta, ya sea aumentando el consumo unitario de cemento, o empleando un aditivo reductor de agua para disminuir la relación agua/cemento.

Durabilidad del concreto

Los principales procesos que deterioran el concreto dependen de alguna sustancia que penetre la masa de concreto desde el exterior, a través de la superficie.  Dichas sustancias son principalmente el gas carbónico, los iones de Cloro, el Oxígeno y por supuesto, el agua.

Es importante reconocer las consecuencias que tienen estos mecanismos de transporte cuando se quiere evaluar una estructura, seleccionar un método de reparación y diseñar y construir estructuras nuevas si se desea que sean durables.

Dado que es por la superficie por donde comienza el ataque al concreto, todo lo que se haga para evitar la penetración de las sustancias dañinas está a favor de la durabilidad del concreto.  Las acciones más inmediatas consisten en hacer menos poroso el concreto, aumentar la impermeabilidad y disminuir la difusión.

Los mecanismos de transporte se potencian con los ciclos de humedecimiento y secado, y ellos son los responsables del incremento de las concentraciones de los agentes agresivos de las zonas cercanas a la superficie del concreto, debido a la evaporación del agua que contiene las sustancias agresivas disueltas.

Se ha observado que los mecanismos de transporte en el concreto son exponenciales por naturaleza.  Este hecho tiene que ser considerado al evaluar las consecuencias de un ambiente agresivo, en la figura se observa un esquema de la manera como un recubrimiento protege una estructura. En ella se indica que si se tiene un recubrimiento del refuerzo, de alta calidad, con un espesor de 35 mm el frente de carbonatación se demoraría en llegar al refuerzo 100 años, pero, si el recubrimiento real es de menos de 20 mm, la carbonatación podría llegar al refuerzo en menos de 20 años, momento en el cual comenzaría la corrosión del acero.

 Profundidad del frente de avance de las sustancias agresivas en función de la edad

En la figura se observa que si el recubrimiento se disminuye a la mitad de lo establecido por el diseñador, el frente de carbonatación puede llegar al refuerzo en solo 15 años.

En la práctica se observan obras en las que el recubrimiento del refuerzo es de menos de 15 mm, lo cual hace que la estructura sea extremadamente vulnerable. 

Existen obras que al año de servicio ya muestren corrosión del acero de refuerzo, en este caso el deterioro del material se debe a la mala calidad del trabajo, que genera debilidad en la estructura y no es que el concreto no sea capaz de defenderse de la agresión externa, lo que se debe resaltar acá es que son dramáticas las consecuencias de fallas simples que se pueden evitar durante la ejecución de las obras.

A continuación se presentan las recomendaciones para que los concretos tengan una larga vida de servicio.

Durante el diseño, se deben considerar los fenómenos de transporte y concentración antes mencionados y asegurar que sean mantenidos bajo control.  Esa es la clave para que las obras alcancen una larga vida.

Se debe tener mucho cuidado durante la construcción de la obra, con el fin de asegurar una calidad adecuada en las capas externas de la estructura, para darle al concreto una superficie fuerte, a manera de coraza, bien compactada.  Es necesario además que dicha coraza tenga baja permeabilidad, baja difusión y que durante su conformación no se presenten fisuras erráticas por contracción, razón por la cual no se deben ahorrar esfuerzos para tener un curado muy cuidadoso . 

Lógicamente la coraza debe tener el espesor suficiente, tal como se explicó al comienzo de esta nota.

En las obras los problemas más comunes se deben a desviaciones graves respecto a lo que se había especificado y no a variaciones internas de las propiedades del material. La literatura registra como ejemplos los siguientes:

1. Recubrimiento de 5 mm en vez de 50 mm 2. Hormigueros por falta de compactación 3. 200 kilos de cemento por metro cúbico en vez de 350 4. Relación a/c de 0,75 en lugar de 0,50 5. Contenido de acero menor al establecido por el diseñador 6. Errores en los tipos de cemento especificados.

Estos problemas no se solucionan con base en diseños más refinados, ni aumentando los factores de seguridad.  La manera de eliminar dichos errores en las obras es con base en la capacitación de los involucrados en el diseño y ejecución de la construcción, además de implementar procesos de seguimiento estrictamente planificados y difundidos dentro del personal involucrado en la construcción.

Quien hace la planeación debe definir las exigencias presentes y futuras para el proyecto, los diseñadores por su parte establecerán las especificaciones del proyecto en las que se debe incluir el plan de control de calidad propuesto.  El constructor debe respetar, durante

el proceso de construcción, todas las exigencias establecidas por los diseñadores, en este grupo se incluyen todos los subcontratistas, los cuales deben estar enterados de todas las especificaciones que a ellos les atañen.

Finalmente el usuario debe estar también informado de las labores de mantenimiento a que se debe someter la estructura para que ella alcance la vida útil y aún la pueda superar.

Cualquiera de estos cuatro agentes, o la interacción entre ellos, puede -por sus acciones o por falta de ellas- contribuir a un estado insatisfactorio de durabilidad de la estructura causando así una reducción de la vida útil de ésta.

Los códigos buscan en general que las estructuras tengan una vida útil por encima de los 50 años, pero hay que tener en cuenta que algunas estructuras se deben diseñar para períodos aún más largos, digamos hasta 100 años y otras, para períodos de 25 años o menos.

El Codigo Europeo del Concreto (CEB – FIP CODE 1990) para concreto estructural dice que el requisito básico para proyectar, teniendo en cuenta la durabilidad es: “Se proyectará, construirá y utilizarán las estructuras de hormigón de tal modo que, bajo las condiciones ambientales previstas, mantengan su seguridad, funcionalidad y buen aspecto, durante un período de tiempo explícito o implícito, sin que se requieran costos elevados e inesperados de mantenimiento y reparación.”

La vida útil depende tanto de los elementos estructurales, como de los no estructurales, entre estos están los sistemas de drenajes, ciertas juntas, las instalaciones eléctricas, hidráulicas, y algunos componentes estructurales, como anclajes, acoples y desviadores para los tendones de pretensado, que necesitan la asesoría y atención de especialistas además de los ingenieros estructurales.

Los accesorios casi siempre tienen vidas útiles menores que la estructura, por lo cual se deben tener rutinas de mantenimiento y sustitución de tales elementos.  Esas rutinas deben hacer parte de las mismas especificaciones.

Generalidades del concreto fresco. 

El concreto debe ser colocado y terminado, por personal con experiencia y habilidad en la construcción de pisos de concreto. El acabado superficial en el concreto requiere de los tres pasos siguientes: 1. Colocación y extendido del concreto, compactación y nivelación de la superficie de concreto enrasado o perfilado con el uso de herramienta manual o de regla vibratoria. 2. Consolidación y acabado de la superficie mediante el flotado, seguido por el corte de puntos altos y relleno de puntos bajos (corrección de planicidad). 3. Compactación final y pulido mediante llanas manuales de acero o allanadoras mecánicas (helicópteros). Existen tres acabados básicos en la superficie de una losa de concreto: regleado, flotado y allanado. El acabado regleado, involucra la menor cantidad de trabajo. Inmediatamente después de la consolidación, el concreto excedente es removido en la superficie por un proceso de regleado.

Este acabado no es usado para el caso de pisos industriales, sin embargo, si lo es para otro gran número de pisos de concreto en donde no es tan importante el control de la superficie de concreto terminada. El acabado flotado, es empleado normalmente en losas exteriores. Después de regleada la superficie, el concreto empieza a endurecerse y el agua de sangrado a evaporarse. En este punto, empieza el flotado. El flotado implica trabajar la superficie solamente lo necesario para dejar una superficie nivelada, uniforme en textura y libre de huellas del regleado o pisadas. En caso de que la losa tenga un acabado pulido o escobillado, el flotado deberá dejar una pequeña cantidad de pasta en la superficie, así como tampoco deberá haber exceso de agua. El acabado pulido, es el empleado para losas de pisos industriales. El pulido mejora la apariencia estética de la superficie y logra una superficie más fuerte, con mayor resistencia a la abrasión y más fácil de limpiar. Para hacer el proceso de pulido en el tiempo correcto dentro de proceso constructivo, se deben cumplir 2 condiciones básicas:

La película de agua de sangrado deberá haberse evaporado ya de la superficie flotada.

El concreto debe haber endurecido lo suficiente para prevenir que el proceso de pulido no saque de la superficie un exceso de material fino y agua.

El pulido logrado con llanas de acero se realiza ejerciendo una presión fuerte que transformará la superficie abierta y arenosa obtenida del proceso de flotado en una superficie dura, densa, uniforme y libre de huellas de equipo y procesos previos. Diferentes procedimientos de acabado se deberán realizar secuencialmente, dentro del periodo de tiempo adecuado, determinado por el proceso de endurecimiento del concreto. Este periodo se conoce como la “ventana de terminabilidad” y se refiere al tiempo disponible para que se realicen las operaciones de acabado después de que el concreto ha sido vaciado, consolidado y dispuesto. Si el concreto se coloca durante un periodo de rápido endurecimiento, la ventana de terminabilidad, será muy estrecha y se podrán presentar problemas en el concreto.

La trabajabilidad o docilidad

Se considera como aquella propiedad del hormigón mediante la cual se determina su capacidad para ser colocado y consolidado apropiadamente y para ser terminado sin segregación dañina alguna.

Esta aceptación comprende conceptos tales como moldeabilidad, cohesión y compactación. Dicha propiedad se altera por la composición de los agregados, la forma de las partículas y las proporciones del agregado, la cantidad de cemento, la presencia del aire incluido, los aditivos y la consistencia de la mezcla.

Los procedimientos señalados permiten que estos factores se tomen en consideración para lograr una facilidad de colocación satisfactoria a bajo costo.

Sin embargo la trabajabilidad debería ser definida como una propiedad física del hormigón por si solo. La trabajabilidad puede definirse mejor como la cantidad de trabajo interno útil que se necesita para producir una compactación completa.

Por otra parte, la resistencia de un hormigón de composición fija, colocado en un molde determinado y con los medios disponibles, depende del grado de compactación que tenga; y este a su vez, es proporcional a la aptitud de ese hormigón para colocarse en ese molde y con esos medios de compactación, es decir, a su docilidad.

La docilidad o trabajabilidad depende, entre otros factores, de los siguientes:

- De la cantidad de agua de amasado. Cuanto mayor sea esta, mayor será su docilidad.- De la granulometría de los áridos, siendo más dóciles los hormigones cuyo contenido en arena es mayor. Pero por otra parte, a mas cantidad de árido fino corresponde mas agua de amasado necesaria y, por tanto, menor resistencia.- La docilidad es mayor con áridos redondeados que con áridos procedentes de machaqueo chancados.- La docilidad aumenta con el contenido en cemento y con la finura de este.- El empleo de un plastificante aumenta la docilidad del hormigón a igualdad de las restantes características.

LA trabajabilidad depende también, de la forma y tamaño del molde y, de los medios de compactación disponibles; así, un hormigón de consistencia plástica puede ser ideal para su utilización como hormigón en masa en un pavimento, mientras que puede ser totalmente inadecuado para su empleo en una viga en sección en T fuertemente armada; en el primer caso el hormigón tendrá una buena docilidad y en el segundo mala.

Igualmente, ese mismo hormigón de consistencia plástica puede ser muy dócil si se emplea en una fundación y su compactación se hace mediante vibración y muy poco dócil si se consolida mediante punzado con barra.

En general, secciones pequeñas y muy armadas requieren hormigones de alta docilidad, mientras que, por el contrario, en estructuras masivas, de grandes secciones y sin armar pueden colocarse mezclas menos dóciles, aunque siempre se debe emplear la máxima docilidad compatible con el método de puesta en obra disponible.

Un hormigón poco dócil es propenso a segregar, a dar resistencia mecánicas menores a las previstas y a dar superficies poco vistosas (rugosas) cuando se desencofra.

Indiscutiblemente ambas propiedades consistencia y trabajabilidad, no son totalmente

independientes sino que están relacionadas, lo que permite tomar la consistencia como un índice de la trabajabilidad al ser de mas fácil medida que esta. Al estar ambas relacionadas para una obra determinada, se puede decir que de la consistencia van a depender la mayor parte de las características de un hormigón, como son: la cohesión, la compacidad, densidad, resistencias mecánicas, impermeabilidad, acabado superficial, etc.

Mezclado del Concreto

Mezclado Estacionario

• Mezcladoras estacionarias

– mezcladoras en obra como las mezcladoras en central de concreto premezclado

– Usadas para el mezclado completo o para mezclado corto

• Tipos de mezcladoras ― hasta 9 m3

– Basculante o fijo – tipo de pala rotatoria con abertura superior o del tipo paleta

• Tiempo para el mezclado completo

– Mínimo1 minuto para hasta 1 m3 o menor capacidad, más 15 segundos para cada m3 adicional o una fracción del m3

Concreto Premezclado

Concreto parcialmente mezclado

– Se mezcla parcialmente en la mezcladora estacionaria y el mezclado se completa en el camión mezclador

• Concreto mezclado en el camión

– se mezcla completamente en el camión mezclador

Concreto Mezclado en el Camión

• 70 a 100 revoluciones del tambor a una velocidad de 6 a 18 rpm• Después del mezclado la velocidad de agitación del tambor debe ser de 2 a 6 rpm• Descargue antes de 300 revoluciones del tambor• Descargue antes de 1½ horas

Mezcladoras de Dosificación móviles

• Usadas para: producción intermitente en la obra o de pequeñas cantidades.• Ventajas: Combina la dosificación y el transporte del material con el sistema de

mezclado. Operado por un sólo hombre.

• Puntos a fijarse: Un buen programa preventivo. Los materiales deben ser iguales a los del diseño de la mezcla original.

Camión Agitador

• Usado para: transportar concreto para pavimentos, estructuras y edificios. La distancia de transporte debe permitir la descarga del concreto en 1 ½ hora.

• Ventajas: Se operan desde una central mezcladora. • Puntos a fijarse: El tiempo de descarga debe adecuarse a la organización de la

obra. El personal y los equipos deben estar listos en la obra para el manejo del concreto.

Colocación y compactación

El vertido del hormigón fresco en el interior del encofrado debe efectuarse evitando que se produzca la segregación de la mezcla. Para ello se debe evitar verterlo desde gran altura, hasta un máximo de dos metros de caída libre y no se debe desplazar horizontalmente la masa.

Se coloca por capas o tongadas horizontales de espesor reducido para permitir una buena compactación (hasta 40 cm en hormigón en masa y 60 cm en hormigón armado). Las distintas capas o tongadas se consolidan sucesivamente, trabando cada capa con la anterior con el medio de compactación que se emplee y sin que haya comenzado a fraguar la capa anterior.

Para conseguir un hormigón compacto, eliminando sus huecos y para que se obtenga un completo cerrado de la masa, hay varios sistemas de consolidación. El picado con barra, que se realiza introduciéndola sucesivamente, precisa hormigones de consistencias blandas y fluidas y se realiza en obras de poca importancia resistente. La compactación por golpeo repetido de un pisón se emplea en capas de 15 o 20 cm de espesor y mucha superficie horizontal. La compactación por vibrado es la habitual en hormigones resistentes y es apropiada en consistencias secas.35

El vibrador más utilizado es el de aguja, un cilindro metálico de 35 a 125 mm de diámetro cuya frecuencia varía entre 3.000 y 12.000 ciclos por minuto. La aguja se dispone verticalmente en la masa de hormigón fresco, introduciéndose en cada tongada hasta que la punta penetre en la capa anterior y cuidando de no tocar las armaduras pues la vibración podría separar la masa de hormigón de la armadura. Mediante el vibrado se reduce el aire contenido en el hormigón sin compactar que se estima del orden del 15 al 20% hasta un 2-3% después del vibrado.

¿Qué es la segregación del hormigón?

¿Cómo se produce la segregacion de una mezcla de hormigon? La segregación del hormigón es la separación de sus componentes una vez amasado provocando que la mezcla de hormigón fresco presente una distribución de sus partículas no uniforme. Los problemas

de la segregación del hormigón surgen con los trabajos de colocación y compactación, con el resultado de estructuras con defectos como poros y coqueras.

La mezcla adecuada de los áridos y demás componentes del hormigón y la homogeneidad de la masa se logra en la amasadora y hormigonera pero esta mezcla puede dislocarse durante el transporte, el vertido y durante el compactado, dando lugar a que los elementos constitutivos del hormigón tiendan a separarse unos de otros y a decantarse de acuerdo con su tamaño y densidad.

Este fenómeno, conocido como segregación,  puede originar hormigones con superficies mal acabadas, con coqueras o, al contrario, con exceso de mortero, con una repercusión negativa en la durabilidad y resistencias mecánicas del hormigón.

Si se tiene un hormigón con muchos finos y con una dosificación pobre en agua, y por tanto, un hormigón muy seco, los áridos más gruesos tienden a separarse depositándose en el fondo con más facilidad que las partículas finas. Si a este hormigón se le va aumentando la cantidad de agua se mejorará su cohesión a la vez que se irá eliminando la segregación.

Si la cantidad de agua es excesiva existe el riesgo de que se separe el mortero de la mezcla y se vuelvan a segregar los áridos. Por tanto, existen dos tipos de segregación diferentes, para una misma mezcla, en función del agua de amasado.

Las mezclas propensas a la segregación son las poco dóciles o ásperas, las extremadamente fluidas o secas, o aquellas que tienen gran cantidad de arena. Se pueden producir también segregación en un hormigón que, a pesar de ser muy dócil, haya sido maltratado o sometido a operaciones inadecuadas.

¿QUÉ ES EL CURADO?

Curar significa cubrir el concreto de modo que permanezca HÚMEDO.

Al mantener húmedo el concreto se hace mas fuerte la adherencia entre la pasta y los agregados, el concreto no se endurece apropiadamente si se le deja secar.

¿CUÁNDO CURAR?

El curado se hace inmediatamente después de aplicar un acabado a la superficie de concreto, tan pronto como se a posible sin dañarlo.

Precauciones:Al hacer el curado deje las cimbras en su lugar para ayudar a reducir la perdida de agua. En clima caliente (por encima de 30°C ). O cuando hay mucho viento y poca humedad, el

concreto puede secarse fácilmente. En estas condiciones procure tener un cuidado especial al hacer el curado.

POR QUE CURAR EL CONCRETO TIENE MENOS PROBABILIDADES DE AGRIETARSE, ES MAS DURABLE.

El concreto curado tiene una superficie que resiste mejor el desgaste, dura mas y protege mejor el acero de refuerzo.Es mas resistente el concreto puede soportar mas peso sin romperse.

LAS CARGAS PESADAS NO ME PREOCUPAN COMO PARA CURAR EL CONCRETO.

Aplicando agua extra a la superficie del concreto o deteniendo la perdida de agua del concreto.

Métodos: los métodos mas comunes de curado se explican a continuación.

El método mas simple de APLICAR AGUA consiste en poner un rociado de agua, continuo, fino y neblinoso sobre el concreto.

ADVERTENCIA: El rociado debe ser niebla muy fina, pues de otro modo dañara la superficie de concreto.

El concreto se secara mas rápidamente en clima caliente. Mantenga el concreto continuamente húmedo.Los mas importante en el curado es mantener húmedo el concreto en todo momento. No es bueno regar con manguera en la mañana y después otra vez en la tarde mientras se permite que seque en el tiempo Intermedio.

UN ROCIO DE FINA NIEBLA PARA UN CURADO FACIL

Otra manera de curar el concreto consiste en cubrirlo con HOJAS DE PLÁSTICO para hacer mas lenta la perdida de agua.Este método es mas fácil y económico. El único problema es que las hojas puede causar que el concreto sea mas oscuro en algunos lugares, para evitar esto mantenga el concreto UNIFORMEMENTE húmedo.

Las hojas puede sujetarse para evitar que se vuelen y que la superficie del concreto se seque. Las hojas pueden traslaparse y pegarse y/o mantenerse abajo con arena, madera o ladrillos.Siempre verifique por debajo del plástico de vez en cuando para asegurarse de que el concreto este UNIFORMEMENTE húmedo. Si se siente seco, rocíelo con agua y vuelva a poner cuidadosamente las hojas de platico. La condensación por el lado interior del plástico es un buen signo.

LA COLOCACIÓN DE ESTA HOJA DE PLÁSTICO ES MUY FÁCIL

El concreto también puede curarse aplicando un COMPUESTO DE CURADO que disminuye la perdida del agua. Este debe aplicarse luego del acabado. Siempre siga cuidadosamente las instrucciones del fábricante. Los compuestos de curado pueden aplicarse con un rociador o con brocha.

ADVERTENCIA: Algunos tipos de compuestos de curado pueden hacer que después sea difícil o imposible aplicar un acabado de superficie al concreto tal como pintura o el pegado de recubrimientos de piso. Al usar un compuesto de curado, verifique con el proveedor para asegurarse de su compatibilidad con los recubrimientos de superficie o los adhesivos para futuros acabados superpuestos tales como vinílico o losetas.

En condiciones de secado rápido (es decir, mucho viento, aire seco y/o aire caliente) el uso de un RETARDADOR DE EVAPORACIÓN minimiza la perdida rápida de la humedad superficial y así reduce la incidencia de agrietamiento temprano por contracción plástica.

Estos productos contiene un tinte pasajero y se aplica después del enrasado y aplanado iniciales, y se vuelven aplicar después de cada trabajo sucesivo sobre la superficie hasta que queda terminada. En condiciones severas se requiere la aplicación de retardadores. Los retardadores de evaporación no son compuestos de curado; su efecto es temporal, de modo que una vez que queda terminado el concreto, debe usarse inmediatamente las técnicas normales de curado.

POR CUANTO TIEMPO HAY QUE CURAR.

El concreto continua haciéndose MAS DURO Y MAS RESISTENTE a través del TIEMPO.

¿Qué significa el curado?

El término “curado” se emplea para referirse al mantenimiento de un ambiente favorable para la continuación de reacciones químicas; esto es, la retención de humedad interior, o bien, el suministro de humedad al concreto a la vez que la protección contra las temperaturas extremosas. Es muy importante el curado a edades tempranas, ya que es cuando se constituye la estructura interna del concreto que le permite adquirir resistencia e impermeabilidad. Mientras que la simple retención de la humedad interna del concreto pueda ser suficiente para bajos o moderados contenidos de cemento, pues mezclar ricas en cemento generan considerable calor de hidratación, el cual puede expulsar la humedad del concreto en el periodo al fraguado. Con este concreto, el curado de agua debe empezar tan pronto como sea posible para compensar cualquier perdida de humedad y ayudar a disipar el calor.

Revenimiento

El asentamiento o revenimiento, determina la fluidez o consistencia del hormigon(concreto) y el metodo de prueba es el cono de abrams.

Cono de Abrams

El cono de Abrams es el ensayo que se realiza al hormigón en su estado fresco, para medir su consistencia (“fluidez” del hormigón).

El ensayo consiste en rellenar un molde metálico troncocónico de dimensiones normalizadas, en tres capas apisonadas con 25 golpes de varilla – pisón y, luego de retirar el molde, medir el asentamiento que experimenta la masa de hormigón colocada en su interior.

Esta medición se complementa con la observación de la forma de derrumbamiento del cono de hormigón mediante golpes laterales con la varilla – pisón.

Procedimiento

Llenado

La cantidad de hormigón necesaria para efectuar este ensayo no será inferior a 8 litros.

Se coloca el molde sobre la plancha de apoyo horizontal, ambos limpios y humedecidos sólo con agua. No se permite emplear aceite ni grasa.

El operador se sitúa sobre las pisaderas evitando el movimiento del molde durante el llenado.

Se llena el molde en tres capas y se apisona cada capa con 25 golpes de la varilla-pisón distribuidas uniformemente.

La capa inferior se llena hasta aproximadamente 1/3 del volumen total y la capa media hasta aproximadamente 2/3 del volumen total del elemento, es importante recalcar que no se debe llenar el cono por alturas, si no por volúmenes.

Apisonado

Al apisonar la capa inferior se darán los primeros golpes con la varilla-pisón ligeramente inclinada alrededor del perímetro. Al apisonar la capa media y superior se darán los golpes de modo que la varilla-pisón hasta la capa subyacente. Durante el apisonado de la última capa se deberá mantener permanentemente un exceso de hormigón sobre el borde superior del molde.

Se enrasa la superficie de la capa superior y se limpia el hormigón derramado en la zona adyacente al molde.

Inmediatamente después de terminado el llenado, enrase y limpieza se carga el molde con las manos, sujetándolo por las asas y dejando las pisaderas libres y se levanta en dirección vertical sin perturbar el hormigón en un tiempo de 5 +/- 2 segundos.

Toda la operación de llenado y levantamiento del molde no debe demorar más de 2.5 minutos. Durante un dia.

Medición del asientoUna vez levantado el molde se mide inmediatamente la disminución de altura del hormigón moldeado respecto al molde, aproximando a 0,5 cm. La medición se hace en el eje central del molde en su posición original. De esta manera, la medida del asiento permite determinar principalmente la fluidez y la forma de derrumbamiento para apreciar la consistencia del hormigón.

FLUJO PLÁSTICO

El flujo plástico es la propiedad de muchos materiales mediante la cual ellos continúan deformándose a través de lapsos considerables bajo un estado constante de esfuerzo o carga. La velocidad del incremento de la deformación es grande al principio, pero disminuye con el tiempo, hasta que después de muchos meses alcanza asintóticamente un valor constante.

En los miembros de concreto presforzado, el esfuerzo de compresión al nivel del acero es sostenido, y el flujo plástico resultante en el concreto es una fuente importante de pérdida de fuerza pretensora. Existe una interdependencia entre las pérdidas dependientes del tiempo. En los miembros presforzados, la fuerza de compresión que produce el flujo plástico del concreto no es constante, sino que disminuye con el paso del tiempo, debido al relajamiento del acero y a la contracción del concreto, así como también debido a los cambios en longitud asociados con el flujo plástico en sí mismo.

Así la deformación resultante está en función de la magnitud de la carga aplicada, su duración, las propiedades del concreto incluyendo el proporcionamiento de la mezcla, las condiciones de curado, la edad a la que el elemento es cargado por primera vez y las condiciones del medio ambiente.

Según las Referencias 1 y 2, la pérdida por flujo plástico debe calcularse con la siguiente fórmula:

D FP = 12 fcgp - 7 fcds ³ 0 (kg/cm2) 2.14

donde:

fcds = Esfuerzo en el concreto en el centro de gravedad de los torones debido a cargas muertas que son aplicadas en el miembro después del presforzado.

Los valores de fcds deberán calcularse en la misma sección o secciones para las cuales fcgp es calculada.

Según las referencias 3 y 6 la pérdida por flujo plástico debe calcularse con la siguiente fórmula:

(kg/cm2)2.15

donde:

Kfp = 2.0 para miembros pretensados y 1.6 para miembros postensados Ec = Módulo de elasticidad del concreto a los 28 días

Para concreto de peso ligero deben modificarse los valores de Kcr, reduciéndolos en un 20%.

Finalmente, en la Referencia 5 se establece que la pérdida de presfuerzo debido al flujo plástico debe calcularse como sigue:

(kg/cm2) 2.16

donde:

Kfp = 2.0 para miembros pretensados y 1.6 para miembros postensados H = el promedio anual de la humedad relativa del ambiente (%)

Módulo de Elasticidad.El concreto no es un material eminentemente elástico, esto se puede observar

fácilmente si se somete a un espécimen a esfuerzos de compresión crecientes hasta llevarlo a la falla, si para cada nivel de esfuerzo se registra la deformación unitaria del material, se podría dibujar la curva que relaciona estos parámetros, la Figura 9.15 muestra la curva esfuerzo-deformación  (expresada en ocasiones como la curva).

Figura 9.15. Curva Típica Esfuerzo-Deformación para el Concreto Bajo Compresión, y Puntos para Definir el Módulo de Elasticidad según ASTM C-469.

De la Figura 9.15, y de acuerdo a la norma ASTM C-469, el módulo de elasticidad (Ec) se obtiene calculando la pendiente del segmento de recta que pasa por los puntos A y B, para lo cual es necesario obtener del trazo de la curva (o en el transcurso de la prueba) la ordenada correspondiente a las 50 microdeformaciones y la abscisa correspondiente al esfuerzo 0.40f’c. De la figura se observa también que la deformación que corresponde a la resistencia del concreto es 0.002 cm/cm, que corresponde a 2,000 microdeformaciones. Aún después de que el concreto alcanza su resistencia máxima, y si la carga se sostiene (el esfuerzo disminuye) hasta lograr la falla total (el concreto truena), se puede medir la deformación última que soporta el material, ésta deformación es de 0.035 cm/cm.Pruebas como la del módulo de elasticidad del concreto son bastante tediosas si se realizan

con instrumentaciones anticuadas, ya que el factor humano es determinante para la toma secuencial de lecturas tanto de carga como de deformaciones, por ese motivo se aconseja emplear una instrumentación adecuada como la mostrada en la Figura 9.16, donde se observa que se han conectado  al  cilindro  de  prueba  un  medidor  de  deformaciones  electrónico  conocido  LVDT (Linear Variable Differential Transformer) con el cual se miden las deformaciones verticales, estas deformaciones se registran automáticamente por medio de una computadora conectada al medidor, y por medio de un programa se puede graficar la curva  σ -ε y calcular al mismo tiempo el módulo de elasticidad.

Figura 9.16. Determinación del Módulo de Elasticidad del Concreto.

El módulo de elasticidad es un parámetro muy importante en el análisis de las estructuras de concreto ya que se emplea en el cálculo de la rigidez de los elementos estructurales, en algunos lugares como en la ciudad de México y a raíz de los terremotos de 1985, se han hecho cambios en el Reglamento de construcciones del Distrito Federal, estos cambios demandan valores mínimos para el módulo de elasticidad dependiendo del tipo de concreto que se emplee en la obra, por lo tanto ahora, además de la f’c se debe garantizar Ec. En algunos estructuristas existe la tendencia a suponer valores de Ec, para lo cual emplean fórmulas sugeridas por diversas instituciones, por ejemplo el Comité Aci-318 sugiere en su reglamento la siguiente ecuación para concretos de 90 a 155 lb/pie3:

Cualquiera que sea la expresión que se use, no se debe perder de vista que el valor que se obtenga es útil solamente a nivel de anteproyecto, para el proyecto final de una obra se debe emplear el módulo de elasticidad del concreto que realmente estará en la obra, esto sólo es posible si el estructurista tiene el cuidado de recabar la información del productor local del concreto, o en su defecto se deben cotizar las pruebas respectivas con cargo al trabajo de análisis y diseño. Es muy peligroso para la seguridad de la estructura emplear indiscriminadamente fórmulas cuando se desconocen las características elásticas del concreto que se puede fabricar en la zona donde se construirá la obra.

Aditivos para hormigón

Los aditivos para hormigón (concreto) son componentes de naturaleza orgánica (resinas) o inorgánica, cuya inclusión tiene como objeto modificar las propiedades de los materiales conglomerados en estado fresco. Se suelen presentar en forma de polvo o de líquido, como emulsiones.

Grupos

Se pueden distinguir dos grupos principales:

Modificadores de la reología, que cambian el comportamiento en estado fresco, tal como la consistencia, docilidad, etc.

Modificadores del fraguado, que adelantan o retrasan el fraguado o sus condiciones.

Los componentes básicos del hormigón son cemento, agua y áridos; otros componentes minoritarios que se pueden incorporar son: adiciones, aditivos, fibras, cargas y pigmentos.

Existen aditivos que incrementan la fluidez del concreto haciéndolo mas manejable, los aditivos que aceleran el fraguado son especialmente diseñados para obras o construcciones donde las condiciones climáticas evitan un curado rápido.

Los aditivos retardantes son usados en lugares donde el concreto fragúa rápidamente, especialmente en regiones con clima cálido o en situaciones donde el concreto debe ser transportado a grandes distancias; esto con la intención de manipular la mezcla por mayor tiempo.

Clasificación

De acuerdo con su función principal se clasifica a los aditivos para el hormigón de la siguiente manera:

Aditivo reductor de agua/plastificante: Aditivo que, sin modificar la consistencia, permite reducir el contenido de agua de un determinado hormigón, o que, sin modificar el contenido de agua, aumenta el asiento (cono de abrams)/escurrimiento, o que produce ambos efectos a la vez.

Aditivo reductor de agua de alta actividad/aditivo superplastificante: Aditivo que, sin modificar la consistencia del hormigón, o que sin modificar el contenido de agua, aumenta considerablemente el asiento (cono de abrams)/ escurrimiento, o que produce ambos efectos a la vez.

Aditivo reductor de agua: Aditivo que reduce la perdida de agua, disminuyendo la exudación.

Aditivo inclusor de aire: Aditivo que permite incorporar durante el amasado una cantidad determinada de burbujas de aire, uniformemente repartidas, que permanecen después del endurecimiento.

Aditivo acelerador de fraguado: Aditivo que reduce el tiempo de transición de la mezcla para pasar del estado plástico al rígido.

Aditivo acelerador del endurecimiento: Aditivo que aumenta la velocidad de desarrollo de resistencia iniciales del hormigón, con o sin modificación del tiempo de fraguado.

Aditivo retardador de fraguado: Aditivo que aumenta el tiempo del principio de transición de la mezcla para pasar del estado plástico al estado rígido.

Aditivo hidrófugo de masa: Aditivo que reduce la absorción capilar del hormigón endurecido.

Aditivo multifuncional: Aditivo que afecta a diversas propiedades del hormigón fresco y/o endurecido actuando sobre más de una de las funciones principales definidas en los aditivos mencionados anteriormente.

Existen otra variedad de productos que, sin ser propiamente aditivos y por tanto sin clasificarse como ellos, pueden considerarse como tales ya que modifican propiedades del hormigón, como ocurre con los colorantes o pigmentos que actúan sobre el color hormigón, los generadores de gas que lo hacen sobre la densidad, etc.

Normativa

La Instrucción Española del Hormigón Estructural (EHE) establece que se dosificarán en unidades porcentuales sobre peso de cemento no pudiendo superar el 5%.

Conclusiones

La trabajabilidad o es aquella propiedad del hormigón mediante la cual se determina su capacidad para ser colocado y consolidado apropiadamente y para ser terminado sin segregación dañina alguna.

Los aditivos retardantes son usados en lugares donde el concreto fragúa rápidamente, especialmente en regiones con clima cálido o en situaciones donde el concreto debe ser transportado a grandes distancias

El módulo de elasticidad es un parámetro muy importante en el análisis de las estructuras de concreto ya que se emplea en el cálculo de la rigidez de los elementos estructurales

Referencias

http://www.ingenieracivil.com/2009/07/trabajabilidad-en-el-hormigon.html

http://www.ingeniero-de-caminos.com/2010/04/segregacion-del-hormigon.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n#Fabricaci.C3.B3n

http://www.conymat.com/art-curado.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Cono_de_Abrams

http://www.construaprende.com/tesis01/22-perdidas-diferidas/222-flujo-plastico.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Aditivos_para_hormig%C3%B3n

http://www.elconstructorcivil.com/2011/01/concreto-modulo-de-elasticidad.html