Seminario ACI “AGRIETAMIENTOS EN EL CONCRETO - Causas y soluciones”

FACTORES QUE AFECTAN LA RETRACCIÓN DEL CONCRETO DEL CONCRETO

- ACCIONES PARA SU CONTROL

Rodrigo Salamanca Correa, I. C.

Bogotá, 12 de junio de 2009

RETRACCION DEL CONCRETO – (Shrinkage)Definición del A. C. I.RETRACCION DEL CONCRETO – (Shrinkage)Definición del A. C. I.

Disminución del volumen del concreto conel tiempo. Es debida a cambios en elcontenido de humedad y cambios físico-contenido de humedad y cambios físico-químicos en el concreto, los cuales ocurrensin la presencia de esfuerzos atribuibles aacciones externas del concreto

RETRACCIÓN Y FISURAMIENTO

Fenómenotridimensional deencogimiento delconcreto,referenciado

Libre

desplazamiento

referenciadogeneralmentecomo unadeformación linealen la mayordimensión delelemento.

Desplazamiento Restringido

Aparición de Fisuras

EL FISURAMIENTO RESULTA SER LA CONSECUENCIA MAS IMPORTANTE DE LA

RETRACCIÓN

Genera una posible Disminuye la vida útil de

las estructuras de concreto

No es aceptable desde el punto de vista estético

Genera una posible disminución de la capacidad estructural de los elementos

de concreto

TIPOS DE RETRACCIÓN

� RETRACCIÓN PLASTICARETRACCIÓN PLASTICARETRACCIÓN PLASTICARETRACCIÓN PLASTICA

• RETRACCIÓN AUTOGENARETRACCIÓN AUTOGENARETRACCIÓN AUTOGENARETRACCIÓN AUTOGENA

• RETRACCIÓN TERMICARETRACCIÓN TERMICARETRACCIÓN TERMICARETRACCIÓN TERMICA

• RETRACCIÓN DE SECADORETRACCIÓN DE SECADORETRACCIÓN DE SECADORETRACCIÓN DE SECADO

• RETRACCIÓN POR CARBONATACIONRETRACCIÓN POR CARBONATACIONRETRACCIÓN POR CARBONATACIONRETRACCIÓN POR CARBONATACION

RETRACCIÓN PLÁSTICA

� Ocurre por pérdida de agua en el concreto (evaporaciónatmosférica, succión del suelo) cuando se encuentra ensu estado plástico.

� Se produce en especial entre la primera y sexta horas.Es notoria en elementos sometidos a desecación muyEs notoria en elementos sometidos a desecación muyrápida (alta relación superficie libre/volumen v. g. losas).

� Fisuras son en general poco profundas y relativamenteanchas, usualmente hasta la parte superior de laarmadura superior.

� Tienen, en general, poca importancia estructural

RETRACCIÓN PLASTICARETRACCIÓN PLASTICARETRACCIÓN PLASTICARETRACCIÓN PLASTICALa retracción plástica se puede definir como aquella que ocurre

mientras el concreto esta todavía fresco; antes del fraguado.

�Mecanismo de retracción

Presión Capilar

Humedad Relativa baja.Humedad Relativa baja.Humedad Relativa baja.Humedad Relativa baja.

Alta TemperaturaAlta TemperaturaAlta TemperaturaAlta Temperatura

Alta Velocidad del VientoAlta Velocidad del VientoAlta Velocidad del VientoAlta Velocidad del Viento

Baja Tasa de ExudaciónBaja Tasa de ExudaciónBaja Tasa de ExudaciónBaja Tasa de Exudación

Alto Contenido de CementoAlto Contenido de CementoAlto Contenido de CementoAlto Contenido de Cemento

A/C AltaA/C AltaA/C AltaA/C Alta

Fisuras por Retracción PlásticaFisuras por Retracción PlásticaFisuras por Retracción PlásticaFisuras por Retracción Plástica

�Prevención del Fisuramiento

Curar lo mas prontoCurar lo mas prontoCurar lo mas prontoCurar lo mas prontoDisminuir la Disminuir la Disminuir la Disminuir la

TemperaturaTemperaturaTemperaturaTemperaturaCurar lo mas prontoCurar lo mas prontoCurar lo mas prontoCurar lo mas pronto

Humedecer antes de FundirHumedecer antes de FundirHumedecer antes de FundirHumedecer antes de Fundir

TemperaturaTemperaturaTemperaturaTemperatura

Incrementar humedad en el Incrementar humedad en el Incrementar humedad en el Incrementar humedad en el

hormigón hormigón hormigón hormigón

GRIETAS DE CONTRACCION PLÁSTICA DEBIDAS A UNA

DIFERENTE RELACION A/C DE DOS CAPAS DE HORMIGÓN

GRIETAS DE CONTRACCION EN HORMIGÓN FRESCO COLOCADO SOBRE HORMIGÓN ANTIGUO

GRIETAS DE CONTRACCION DESPUÉS DE COMPACTAR UN HORMIGÓN FLUIDO POR VIBRACIÓN– SEGREGACION DEL AGREGADO

GRIETAS DE CONTRACCION ENTRE BARRAS DE ESFUERZO

EN UNA CAPA GRUESA DE HORMIGÓN, LAS GRIETAS DE CONTRACCION ESTÁN MUY ALEJADAS ENTRE SÍ

EN CAPAS DELGADAS DE HORMIGÓN, LAS GRIETAS DE CONTRACCION SE HALLAN MUY JUNTAS

RETRACCION AUTOGENA

� Es debida al proceso dehidratación del cemento.Ocurre dentro de la masade concreto, aún cuando node concreto, aún cuando noesté en contacto con elmedio ambiente. Llamadatambién contracción por“auto-desecación”

El hormigón puede experimentar variaciones de volumen causadas por la temperatura, las cuales pueden provenir tanto externamente de la temperatura ambiente como internamente de la generada durante el

fraguado y endurecimiento de la pasta de cemento.

RETRACCIÓN TERMICA

�Mecanismos de Retracción:

�Calor de HidrataciónT °C

0 1 2 3 4 5

Tiempo (días)

Temperatura Ambiente

Temperatura Inicial

El hormigón puede experimentar variaciones de volumen causadas por la temperatura, las cuales pueden provenir tanto externamente de la

temperatura ambiente como internamente de la generada durante el fraguado

y endurecimiento de la pasta de cemento.

RETRACCIÓN TERMICA

�Factores que la Incrementan:

Cemento de Alta finuraCemento de Alta finura

Cementos con Alto Contenido de C3A

Alta Temperatura

Grandes masas de Concreto

Cambios bruscos de temperatura

FISURAS POR RETRACCIÓN TERMICAFISURAS POR RETRACCIÓN TERMICAFISURAS POR RETRACCIÓN TERMICAFISURAS POR RETRACCIÓN TERMICA

�Prevención del Fisuramiento

1. Cementos de Bajo Calor de Hidratación

2. Disminución de la Temperatura del Hormigón:

�Agua helada en la mezcla

�Refrigeración del hormigón por circulación de agua en serpentines embebidos en su

masa.masa.

�Fundir por etapas en capas de espesor limitado

SALTOS TÉRMICOS PARA LOSAS

RETRACCION HIDRÁULICA

� Ocasionada por la exposición del material al airecon humedad menor al 100%,

� Debida en especial a la pérdida de humedad de loscapilares y la subsecuente tensión superficial quecapilares y la subsecuente tensión superficial quese genera.

� La fisuración se produce entre los primeros quincedías y el primer año.

� Fisuras de poco espesor pero de gran profundidad,que pueden afectar estructuralmente al elemento

Se denomina así a la retracción que ocurre en el hormigón endurecido debido a la pérdida de humedad.

RETRACCIÓN DE SECADO

�Mecanismos de Asociados a la Pérdida de Humedad:

Tensión Capilar

Tensión Superficial

Movimiento de Agua entre Capas

Se denomina así a la retracción que ocurre en el hormigón endurecido debido a la perdida de humedad.

RETRACCIÓN DE SECADO

�Factores que la Incrementan:

Cemento de Alta finura

Altas dosis de cemento y/o agua

A/C Alta

Aceleradores de Fraguado

Plastificantes y Superplastificantes

Aceleradores de Fraguado

Alta Temperatura

Humedad Relativa Baja

Fisuras por Retracción de SecadoFisuras por Retracción de SecadoFisuras por Retracción de SecadoFisuras por Retracción de Secado

�Prevención del Fisuramiento

1. Aumentar el volumen del agregado

2. Disminuir el contenido de agua

3. Evitar cementos con alto contenido de aluminatos3. Evitar cementos con alto contenido de aluminatos

4. Aumentar la humedad relativa

5. Realizar un curado de entre 3 y 7 dias

RETRACCION POR CARBONATACIÓN

� Se produce cuando ocurre la reacción química entre el hidróxido de calcio (hidratación del clinker del cemento) y el dióxido de carbono (atmósfera)

� Ca (OH)2 + CO2 → Ca CO3 + H20

La cal libre es susceptible de combinarse con el anhídrido carbónico del aire, produciendo carbonato de calcio, combinación química que

tiene un carácter contractivo.

RETRACCIÓN POR CARBONATACION

�Factores que la Incrementan:

A/C Alta

Porosidad de la pastaPorosidad de la pasta

HR cercana al 50%

CO2alto

FACTORES QUE AFECTAN LA RETRACCION DEL CONCRETO

1. Composición del concreto2. Geometría del elemento2. Geometría del elemento3. Curado del concreto4. Medio ambiente

FACTORES QUE AFECTAN LA RETRACCIÓN

1. COMPOSICIÓN DEL CONCRETO

� Contenido de pasta� Relación agua/cementante� Proporciones de materiales� Características del cemento (finura, tipo)� Características del cemento (finura, tipo)� Características de los agregados (porosidad,

granulometría, módulo elástico)� Grado de compactación

INCIDENCIA DEL CONTENIDO DE AGREGADO Y DE LA RELACIÓN A/C

COMPARACION DE LAS RETRACCIONES PARA MORTERO, PASTA Y HORMIGÓN

0.20

0.24

0.28

0.32

Ret

racc

ión

Por

Sec

ado

(%)

A/C=0.45

A/C=0.55

A/C=0.65

INCIDENCIA DE LA RELACIÓN A/C

0.00

0.04

0.08

0.12

0.16

Edad (Días)

Ret

racc

ión

Por

Sec

ado

(%)

7 28 90 180 270 365

A/C=0.26

A/C 0.65 0.55 0.45 0.26

Agua (lt) ? ? ? ?

Pasta (lt) ? ? ? ?Cemento (kg) ? ? ? ?

FACTORES QUE AFECTAN LA RETRACCIÓN

GEOMETRÍA DEL ELEMENTO

� Relación superficie libre/volumen� Relación superficie libre/volumen

� Espesor mínimo

FACTORES QUE AFECTAN LA RETRACCION

CURADO DEL CONCRETO

� Tipo y duración del curado� Tipo y duración del curado

� Temperatura de curado

� Humedad de curado

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA DE

CURADO SOBRE LA RETRACCIÓN

INFLUENCIA DE LA CONSERVACION PREVIA DEL CONCRETO SOBRE LA RETRACCION

FACTORES QUE AFECTAN LA RETRACCIÓN

MEDIO AMBIENTE

� Humedad relativa

� Temperatura del concreto

� Temperatura ambiente

� Velocidad del viento

CURVA DE TEMPERATURA EN UNA PLACA DE HORMIGÓN EN LAS PRIMERAS 24 HORASHora del mezclado : 8 :00 a. m. /// Mes : Junio //// Tipo de curado. Lámina plástica

GRAFICOS TIPICOS DE TEMPERATURAS DEL HORMIGON Y AMBIENTE PARA DOS CONTENIDOS DE CEMENTO

Tasa de evaporación

� Carta que permite calcularla Tasa de evaporación deagua (kg/m2/hora), enfunción de:

� Temperatura del aire� Humedad relativa

ambiente� Temperatura del

hormigón� Velocidad del viento

EFECTO DE LA TEMPERATURA AMBIENTE Y LA TEMPERATURA DEL CONCRETO SOBRE EL TIEMPO EN QUE SE DESARROLLAN LAS PRIMERAS GRIETAS