Comportamiento del Concreto

1. COMPOSICION DEL CONCRETO
a.- La pasta:
1) Elementos Fundamentales
2) Funciones
3) Propiedades
4) Influencia
b.- El Agregado

2. 1) Elementos fundamentales:
• A) El gel: Se denomina así al producto
resultante de la reacción química e
hidratación del cemento.
• B) Los poros: incluidos en ella. El cemento
hidratado, si lo hay. Los cristales de
hidróxido de calcio, o cal libre que puedan
haberse formado durante la hidratación
del cemento.
La Pasta

3. La Pasta
Esquema típico de la estructura de la
pasta de cemento

4. • A) El gel: (concepto) Se define como gel a
la parte ceñida de la pasta, la cual es el
resultado de la reacción química cemento-
agua durante el proceso de hidratación.

5. Proceso de formación del gel:
• Cuando el cemento se combina el agua se
produce una muy rápida solución
sobresaturada de hidróxido de calcio, con
concentración de silicato calcico
hidratado. De acuerdo a Le chatelier este
hidrato se precipita rápidamente
correspondiendo el endurecimiento
posterior a la perdida de agua del material
hidratado, presentándose el silicato de
calcio hidratado en forma de cristales
interconectados extremadamente
pequeños, los cuales por sus dimensiones
son denominados gel.

6. Composición:
• El gel es una aglomeración porosa de
partículas solidamente entrelazadas, en
su mayoría escamosas o fibrosas, el
conjunto de las cuales forma una red
eslabonada que contiene material mas o
menos amorfo.
• Comprende: Masa de cemento
hidratado, hidróxido de calcio cristalino y
poros gel.

7. Comportamiento:
• Desempeña el papel mas importante en el
comportamiento del concreto,
especialmente en su resistencias
mecánicas y su modulo de elasticidad.
Las razones de su resistencia aun no
están claramente comprendidas ( físicas,
químicas).
• La atracción física es del tipo Van der
Waal entre superficies de sólidos
separados únicamente por microscópicos
“poros gel”.

8. • B) Poros: Existen en la pasta cantidades
variables de espacios vacíos,
denominados poros, los cuales no
contienen materia sólida, aunque pueden
estar llenos de agua.
Se clasifican en:
Poros por aire atrapado
Poros por aire incorporado
Poros capilares
Poros gel

9. • Poros por Aire Atrapado: Durante el
proceso de mezclado una pequeña
cantidad de aire (1%) es aportado por los
materiales y es la que queda atrapada en
la masa de concreto. Son parte inevitable
de toda pasta.

10. • Poros por aire incorporado: Se incorpora
intencionalmente para incrementar la
durabilidad del concreto, debido a que aumenta
la protección de la pasta contra los procesos de
congelación del agua en el interior de la misma,
porque evita el agrietamiento .
• Pueden ocupar hasta 5% del volumen del
concreto.
• Además el aire incorporado tiende a
incrementar la trabajabilidad , la plasticidad y
fluidez de las mezclas: disminuye las
consistencia permitiendo la reducción de agua.

11. • Poros capilares: Son los espacios originalmente
ocupados por el agua en el concreto fresco, los
cuales en el proceso de hidratación del cemento
no han sido ocupados por el gel.
• El gel solo puede desarrollarse en los espacios
originalmente llenos de agua.
• Aumenta el numero de poros capilares cuando
la relación agua-cemento es alta.
• Al aumentar el numero de poros capilares:
aumenta la porosidad, permeabilidad capacidad
de absorción de la pasta; pero disminuyen las
resistencias mecánicas de la pasta endurecida.

12. • Poros Gel: Se forman durante el proceso
de formación del gel, son las partículas de
aire que quedan atrapadas dentro de el,
aisladas unas de otras.
• Se presentan independientemente de la
relación agua cemento.

13. La Pasta
2) Funciones
• Contribuir a dar las propiedades
requeridas al producto endurecido.
• Separar las partículas del agregado.
• Llenar los vacíos entre las partículas de
agregado y adherirse fuertemente a ellas.
• Proporcionar lubricación a la masa cuando
esta aun no ha endurecido.

14. La Pasta
3) Propiedades:
• Dependen de las propiedades físicas y
químicas del cemento.
• Las proporciones relativas de cemento y
agua en la mezcla.
• El grado de hidratación del cemento, dado
por la efectividad de la combinación
química entre este y el agua.

15. La Pasta
4) Influencia:
• Las propiedades de la pasta son las que
influyen directamente sobre la mezcla
final.
• Para un cemento dado, las características
y porosidad de la pasta dependen de la
relación agua-cemento, y del grado de
hidratación del cemento.

16. PROPORCIONAMIENTO DE
MEZCLAS DE CONCRETO NORMAL
• El objetivo al diseñar una mezcla de
concreto consiste en determinar la
combinación mas práctica y económica de
los materiales con los que se dispone,
para producir un concreto que satisfaga
los requisitos de comportamiento bajo las
condiciones particulares de su uso.

17. • Para lograr tal objetivo, una mezcla de
concreto bien proporcionada deberá
poseer las propiedades siguientes:
1) En el concreto fresco, trabajabilidad
aceptable.
2) En el concreto endurecido, durabilidad,
resistencia y presentación uniforme.
3) Economía.

19. ELECCIÓN DE LAS
CARACTERÍSTICAS DE LA
MEZCLA DE CONCRETO
• En base al uso que se propone dar al
concreto, a las condiciones de exposición,
al tamaño y forma de lo miembros, y a las
propiedades físicas del concreto (tales
como la resistencia), que se requieren
para la estructura.

20. Control del concreto fresco
• CONCRETO FRESCO.- Es aquel recién
preparado cuyo estado es plástico y
moldeable en el cual no se produce el
fraguado ni el endurecimiento y adopta la
forma del encofrado.

21. Control del concreto fresco
• El control de calidad del concreto depende
en primera instancia de los
procedimientos de muestreo que permitan
contar con porciones representativas para
el análisis correspondiente.
• El proceso de la toma de la muestra esta
normado por ASTM C-172.

22. Control de la trabajabilidad y su
trascendencia
• Trabajabilidad (def.): Es el mayor o menor
trabajo que hay que aportar al concreto en
estado fresco en los procesos de fabricación,
transporte, colocación, compactación y
acabado. Esta influenciada principalmente por la
pasta, el contenido de agua y el equilibrio
adecuado entre gruesos y finos, produciendo en
el caso óptimo una suerte de continuidad en el
desplazamiento natural y/o inducido de la masa.

23. • En nuestro país lo rige la NTP 339.035 y
el ensayo se denomina de asentamiento.
• Se mide tradicionalmente por el “slump” o
consistencia (cono de ABRAMS) ya que
se permite una aproximacion numerica a
esta propiedad del concreto, pero es una
manera limitada de evaluarla, siendo mas
una prueba de uniformidad que de
trabajabilidad.
• Es común que esta prueba sea un
condicionante de aprobación o
desaprobación del concreto fresco.

24. • Se han establecido 3 tipos de
asentamientos característicos:
Normal o verdadero.- Es el propio de una
mezcla rica y con una correcta cantidad
de agua. En este caso el concreto no
sufre grandes deformaciones, sus
componentes permanecen unidos debido
al cemento que los liga.
Control de la trabajabilidad y su trascendencia

25. Corte.- Se produce por un exceso de
agua, la pasta pierde su poder aglutinante
produciendo asentamientos mayores y
reduciendo el coeficiente de rozamiento.
Desplomado.- Se produce cuando el
concreto tiene mucha agua y es pobre en
arena, el lugar de asiento se produce
rotura por derrumbamiento y algunas
veces por corte.
Control de la trabajabilidad y su trascendencia

26. Control del peso unitario y
contenido de aire
• El Peso Unitario (NTP 339.046): es el
peso varillado, expresado en kilos por
medio cúbico, de una muestra
representativa del concreto, se emplea
principalmente para:
o Determinar o comprobar el rendimiento de
la mezcla.

27. Control del peso unitario y
contenido de aire
o Determinar el contenido de materiales
(cemento, agua y agregado) por metro
cúbico de concreto, así como el contenido
de aire.
o Formamos una idea de la calidad del
concreto y de su grado de compactación.

28. CONTENIDO DE AIRE N.T.P. 339.083
• Sabemos que mientras más aire tenga
internamente el concreto su resistencia a
la compresión disminuirá. Pero también es
necesario en casos de tener un clima con
condiciones severas (o sea que tenga
temperaturas muy bajas), ya que el aire
incorporado en ciertas cantidades
favorece la resistencia a las bajas
temperaturas, sobre todo en casos en que
el agua atrapada internamente aumente
su volumen cuando entra en
congelamiento.

29. Control del peso unitario y
contenido de aire
• Son muy útiles para evaluar la uniformidad
y comprobar el rendimiento de la mezcla
al comprobar el peso unitario del diseño
con el peso real de la obra.
• Normas aplicables ASTM C-138, ASTM C-
231, C-173.
• Es de vital importancia cuando se utilizan
incorporadores de aire.

30. Control de la temperatura
• Esta regulada por la ASTM C-1064,que
indica la manera de medir la temperatura
del concreto con un termómetro de 0.5 C
de precisión y que el tiempo que este
introducido en la mezcla sea de 2 min.
como mínimo y 5 min. como máximo.

31. Control del tiempo de fragua (NTP
339.082, ASTM C-403)
• El ensayo tiene por objeto encontrar el tiempo
que demora en ganar el concreto una
determinada resistencia desde el contacto
cemento – agua.
• Para tal efecto se consideran dos definiciones:
fragua inicial, cuando el concreto alcanza la
resistencia de 500 lb/pulg2, equivalente a 35
Kg./cm2, y fragua final, cuando el concreto
alcanza la resistencia de 4.000 lb/pulg2, que
equivale a 250 kg/cm2.

32. Exudación N.T.P. 339.077
• Es un tipo de segregación en la que
parte del agua de la mezcla tiende a
subir a la superficie del concreto recién
colocado. Esto se debe a que los
componentes sólidos de la mezcla no
pueden retener toda el agua de
mezclado cuando se asientan en el
fondo.

33. Exudación N.T.P. 339.077
• Por causa de la exudación la superficie
del concreto puede quedar demasiado
húmeda y, así el agua queda atrapada
entre elementos superpuestos de concreto
el resultado puede ser un concreto
poroso, débil y poco durable.

34. Ensayo de fluidez N.T.P.
339.085
• Es la capacidad que tiene el concreto para
compactarse como un líquido en
determinadas circunstancias, se logra
medir esta propiedad mediante la mesa de
sacudidas.