PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDO

1. RESISTENCIA A LA COMPRESION

Las resistencias mecánicas del concreto, especialmente la resistencia en compresión, se modifican en forma muy importante si se incorpora microsílice a la mezcla La magnitud y porcentaje de incremento de la resistencia dependen de numerosos factores algunos son por ejemplo el tipo de mezcla, el tipo de cemento, cantidad de microsílise, empleo de aditivos reductores de agua: propiedades del agregado y régimen de curado.

Los concretos con microsílice parecen seguir las relaciones convencionales entre resistencia y relación agua-cemento. Sin embargo las curcas son más paradas cuando se añade microsílice.

Como cualquier otro material suplementario, los concretos con microsílice son más sensitivos a un secado rápido pudiendo presentarse por ello una disminución en la resistencia final. Algunas combinaciones de microsílise y cenizas aparecen más resistentes a este efecto.

Con el diseño de mezclas adecuado, se puede producir concretos de muy alta resistencia empleando las facilidades del premezclado. El Edificio Petronas Towers, construido en Kuala Lumpur y a la fecha el 7mo más alto del mundo, ha sido construido empleando concretos con microsílice con valores entre 100 y 130 Mp. En el Perú se han obtenido, a nivel de Laboratorio. Valores del orden de 120 Mp.

1.2. RESISTENCIA EN TENSION Y FLEXION

La interrelación porcentual entre las resistencia en tensión, flexión y compresión son similares en los concretos con microsílice y los concretos ordinarios. Así un incremento en la resistencia en compresión empleado microsílice deberá dar por resultado un incremento proporciona en resistencias a la tensión y flexión, tal como en los concretos sin microsílice.

1.3 FRAGILIDAD Y MODULO DE YOUNG

EDIFICIO PETRONAS TOWERS

Los concretos de alta resistencia exhiben un comportamiento frágil y los concretos con microsílice no son una excepción a esta regla. En general, cuanto mayor es la resistencia del concreto, más frágil es el material.

El módulo de elasticidad o módulo de Young no es proporcional a la resistencia en compresión, así que un alto valor de esta no significa un incremento similar en el módulo. La deformación final ante de la falla en compresión uniaxial se incrementa con un aumento en la resistencia. Pero la curva esfuerzo-deformación a menudo tiende a ser lineal antes de la falla.

El comportamiento frágil del concreto no necesariamente se transmite a la estructura como tal dado que la ductilidad del conjunto de la estructura deberá descansar mucho en el acero de refuerzo y en detalles tales como la ductilidad de los materiales componentes del concreto.

1.4 PERMEABILIDAD Y POROSIDAD

Para lograr un concreto durable frente a agentes agresivos la propiedad más importante es la permeabilidad. Reacciones destructivas, tales como ataque por sulfato reacción álcali-agregados, corrosión del refuerzo y procesos de congelación deshielo, inicialmente involucran el ingreso de movimientos de agua o soluciones agresivas. La baja permeabilidad involucra una restricción del acceso del agua o soluciones preveniente s de fuentes externas, o el movimiento interno de soluciones desde los poros a los sitios de reacción. El estudio de la porosidad y de la distribución por tamaños de los poros proporciona valores cualitativos en relación con la permeabilidad.

En relación con su efecto sobre la permeabilidad, estructura de poros, y durabilidad frente a la acción agresiva de elementos específicos, el empleo de microsílice en las mezclas proporciona un porosidad muy baja con un incremento de la impermeabilidad del concreto.

Este incremento es debido a una disminución en el número de poros de tamaño mayor en el sistema microsílice, aunque la porosidad permanece las misma que en la pasta de cemento puro, las mejoras en otras propiedades de los concretos con microsílice han sido también atribuidas a estos cambios en la naturaleza de la porosidad y en la microestructura del concreto endurecido.

Ello permite que los concretos a los cuales se han adicionado microsílice puedan ser empleados en ambientes agresivos tales como alcantarillas, plantas de

tratamiento, obras de irrigación, ambientes industriales, estructuras marinas, asI como elementos estructurales expuestos al ataque de cloruro.

El coeficiente de permeabilidad a los 28 días en los concretos con microsílice es del orden de 09, valor menor que el de 37 que corresponde a los concretos sin microsílice, las pastas que contienen un 20% de microsílice como material de reemplazo son las más efectivas en minimizar la permeabilidad a los 28,91 y 182 días. El tema de la permeabilidad y porosidad será ampliando en los acápites correspondientes.

1.5 CONTRACCION Y EXPANSIÓN

Sabemos que concreto es un material poroso que trata de ajustarse a la humedad del ambiente, los cambios en el contenido de humedad se producen en la pasta e influye en la fuerzas de atracción interna del material, produciéndose contracciones y expansiones en el proceso de intercambio de humedad del material con el medio ambiente.

Se posee poca información sobre el comportamiento en contracción de los concretos de alta resistencia. Se ha reportado un valor relativamente alto de la resistencia inicial de contracción, pero después de los 180 días hay una pequeña diferencia entre la contracción de los concretos de alta resistencia y la de la de los de baja resistencia cuando son preparados con caliza o dolomita.

La magnitud de la contracción por secado indica un buen comportamiento si el concreto está diseñado y curado adecuadamente. Si bien el concreto con microsílice puede se sensible a la contracción cuando está expuesto al secado brusco a temprana edad.

1.6 RESISTENCIA A LA TENSION

La resistencia a tensión del concreto puede determinarse mediante la prueba de flexión y la indirecta por compresión diametral, los resultados de ambas indican que los factores que las relacionan con la resistencia a compresión tienden a incrementarse para altas resistencias del concreto.

El límite inferior de esta relación módulo de rotura resistencia a compresión puede quedar expresado por el producto del factor 2.5 por la raíz cuadrada de la resistencia en compresión y el límite inferior de la resistencia a la tensión, obtenida mediante la prueba indirecta puede quedar expresado como el producto del factor 1.75 por la raíz cuadrada de la resistencia en compresión, en ambos casos la resistencia a los 28 dias. La diferencia se establece por el hecho que para los concretos de resistencia normal, se recomienda tomar factores de 1.6 y 1.2 respectivamente.

1.7 DUCTILIDAD

El concreto de alta resistencia es menos dúctil que el concreto de resistencia normal, sin embargo no existe, a la fecha un método racional que determine de manera cuantitativa la ductilidad del concreto.

De una manera burda se puede expresar como la pendiente de la rama descendente de la curva esfuerzo deformación en compresión axial, para un material totalmente plástico la pendiente será cero, mientras que en un material totalmente frágil la pendiente será infinita.

De lo anterior se deduce que el concreto simple de alta resistencia es más frágil que un concreto de menor resistencia. Sin embargo, esto no se cumple para el caso de elementos reforzados de alta resistencia.

1.8 IMPLICANCIAS EN EL DISEÑO ESTRUCTURAL

Los concretos de alta resistencia tienen algunas características y propiedades ingenieriles que difieren de las de los concretos de resistencia normal, las diferencias en las propiedades mecánicas son más importantes mientras más altas sea la resistencia y deben tomarse en cuenta que el diseño, para asegurar una buena respuesta de la estructura.

En algunas áreas del comportamiento donde aún no se tiene información disponible, como la adherencia, es conveniente diseñar sobre la base de las propiedades de un concreto de resistencia normal. En otras, como cortante, tensión diagonal y torsión, diseñar con los criterios aplicados a materiales de resistencia normal no necesariamente es seguro, debido a las diferencias en los mecanismos de falta de estos materiales.

La aplicabilidad de las normas de diseño actualmente en uso, debe revisarse en función de lo que implica su empleo en el comportamiento de las estructuras.

Las normas para el diseño de estructuras de concreto incluye algunas disposiciones que son independientes de la resistencia a compresión del concreto, tales como las relativas a la colocación del concreto, juntas de vaciado, detalles del refuerzo, evaluación de la resistencia en estructuras existentes, etc, y que por lo tanto deberán ser aplicables igualmente a todas las clases de concreto estructural.

Otras como las Normas y recomendaciones que se refieren al análisis y diseño de las estructuras, entre ellas los requisitos de resistencia, cargas axiales y de flexión, cortante y torsión, longitudes de desarrollo y empalmes, concreto pre-esforzado, etc., el nivel de resistencia podría tener un efecto importante y por lo tanto deben ser revisadas.