propiedades del concreto

PROPIEDADES DEL CONCRETO
ING. JUSTO RODAS ROMERO
EN ESTADO FRESCO
EN ESTADO ENDURECIDO

EN ESTADO FRESCO
La trabajabilidad
Es una propiedad del concreto fresco que se define como su
capacidad para ser colocado, compactado adecuadamente y para ser
terminado sin segregación ni exudación.

Está influenciada principalmente por la pasta, el contenido de agua y el
equilibrio adecuado entre gruesos y finos, que produce en el caso óptimo
una suerte de continuidad en el desplazamiento natural y/o inducido de la
masa

El método tradicional de medir la trabajabilidad ha sido desde hace
muchos años el “Slump” o asentamiento con el cono de Abrams (ASTM C
143), ya que permite una aproximación numérica a esta propiedad del
concreto.

Si el slump que tiene actualmente la mezcla es tan alto que ocasiona
problemas de segregación ó exudación, es necesario reajustar la
granulometría total recalculando las proporciones de arena y piedra
(subiendo el contenido de arena y bajando el de la piedra) para
mantener constante el módulo de fineza total del diseño y regresar al
slump original, pero nunca se debe empezar a bajar agua aleatoriamente
pues esa es la mejor manera de perder el control del diseño ya que no
estamos atacando el problema de fondo que es la gradación.
En este ensayo el hormigón se coloca en un molde metálico troncocónico de 30 cm de altura y
de 10 y 20 cm de diámetro, superior e inferior respectivamente

EN ESTADO FRESCO
La movilidad
Es la facilidad del concreto a ser desplazado mediante la aplicación de
trabajo externo. Se evalúan en función de la viscosidad, cohesión y
resistencia interna al corte

• La viscosidad viene dada por la fricción entre las capas de la pasta de
cemento.
• La cohesión es la fuerza de adherencia entre la pasta de cemento y los
agregados.
• La resistencia interna al corte la provee la habilidad de las partículas de
agregados a rotar y desplazarse dentro de la pasta

EN ESTADO FRESCO
La consistencia
La consistencia se refiere a la fluidez de la mezcla, es decir, a su capacidad
de desplazarse dentro de los encofrados y llenarlos enteramente.
Depende, principalmente, de la cantidad de agua aportada en el mezcla;
también, de la cantidad de mezcla; igualmente, de la forma y tamaño de
los agregado.
Para evaluar y controlar de modo apropiado la consistencia de las mezclas se emplea el método
del asentamiento o “slump”

EN ESTADO FRESCO
La compactabilidad
Es la medida de la facilidad con que puede compactarse el concreto
fresco.
Existen varios métodos que establecen el denominado “Factor de
compactación”, que evalúa la cantidad de trabajo que se necesita
para la compactación total, y que consiste en el cociente entre la
densidad suelta del concreto en la prueba, dividido entre la
densidad del concreto compactado

EN ESTADO FRESCO
La exudación
Propiedad por la cual una parte del
agua de mezcla se separa de la
masa y sube hacia la superficie del
concreto.
Es un caso típico de sedimentación
en que los sólidos se asientan
dentro de la masa plástica.

No debe caerse en el error de considerar que la exudación es una
condición anormal del concreto, ni en la práctica usual de “secar” el
concreto espolvoreando cemento en la superficie ya que si esto se ejecuta
mientras aún hay exudación, se crea una capa superficial muy delgada de
pasta que en la parte inferior tiene una interfase de agua que la aísla de la
masa original.
La prueba estándar para medir la exudación está definida por la norma
ASTM-C232

EN ESTADO FRESCO
La segregación
Está relacionado a la
separación de los
componentes del concreto
provocan una tendencia
natural a que las partículas
más pesadas desciendan.

EN ESTADO FRESCO
La densidad de la pasta con los
agregados finos es sólo un 20%
menor que la de los gruesos (para
agregados normales) lo cual
sumado a su viscosidad produce
que el agregado grueso quede
suspendido e inmerso en la matriz.

Cuando la viscosidad del mortero se reduce por insuficiente concentración
la pasta, mala distribución de las partículas o granulometría deficiente, las
partículas gruesas se separan del mortero y se produce lo que se conoce
como segregación.

EN ESTADO FRESCO
Contracción
Es una de las propiedades mas importantes
en función de los problemas de fisuración
que acarrea con frecuencia.
Se contrae debido a la reducción del
volumen original de agua por combinación
química, y a esto se le llama contracción
intrínseca que es un proceso irreversible.

Pero además existe otro tipo de contracción inherente también a la pasta
de cemento y es la llamada contracción por secado, que es la responsable
de la mayor parte de los problemas de fisuración, dado que ocurre tanto
en el estado plástico como en el endurecido si se permite la pérdida de
agua en la mezcla.

El concreto de todas
maneras se contrae y si no
tomamos las medidas
adecuadas como prever y
orientar las fisuras se pueden
tener consecuencas que van
desde lo estético a lo
estructural.

1.- Elasticidad
Es la capacidad del concreto de deformarse bajo carga, sin tener
deformación permanente.
El concreto no es un material elástico estrictamente hablando ya que no
tiene un comportamiento lineal en ningún punto del diagrama esfuerzo –
deformación.

La elasticidad se expresa por medio del Módulo de Elasticidad “Ec” que por
lo general para concretos de peso normal se determina por la expresión:
Los módulos de Elasticidad normales oscilan entre 250,000 a 350,000
kg/cm2 y están en relación inversa con la relación Agua/Cemento

Conceptualmente, las mezclas más ricas tienen módulos de Elasticidad
mayores y mayor capacidad de deformación que las mezclas pobres.
La norma que establece como determinar el Módulo de elasticidad
estático del concreto es la ASTM C- 469

2.- Resistencia
Es la capacidad de soportar cargas y esfuerzos, siendo su mejor
comportamiento en compresión en comparación con la tracción, debido
a las propiedades adherentes de la pasta de cemento.
Depende principalmente de la concentración de la pasta de cemento,
que se acostumbra expresar en términos de la relación Agua/Cemento
(a/c) en peso.

Conforme más agua se adicione, aumenta la fluidez de la
mezcla y, por lo tanto, su trabajabilidad y plasticidad, lo cual
presenta grandes beneficios para la mano de obra; no
obstante, también comienza a disminuir la resistencia debido
al mayor volumen de espacios creados por el agua libre.

La resistencia está en función a la forma del agregado, su composición,
tamaño, granulometría, entre otros.
Un factor indirecto pero no por eso menos importante en la resistencia,
lo constituye el curado.
La resistencia en compresión se expresa por el f’c, por
medio del ensayo ASTM C-39
Los concretos normales usualmente tienen resistencias en compresión
del orden de 100 a 400 kg/cm2, habiéndose logrado optimizaciones de
diseños sin aditivos que han permitido obtener resistencia sobre 700
kg/cm2.

Asimismo, el curado es muy importante, ya que si este proceso
se hace mal, se podría perder hasta el 30% de la resistencia
esperada; por eso, lo recomendable sería hacerlo por 28 días.
Cabe resaltar que la resistencia que se le especifica al concreto,
aproximadamente el 70%, se genera en los primeros siete días.
A los 14 días, la resistencia ha logrado llegar al 85% de lo que
se espera en 28 días.

Tecnologías con empleo de los llamados polímeros, constituidos por
aglomerantes sintéticos que se añaden a la mezcla, permiten obtener
resistencias en compresión que bordean los 1,500 kg/cm2, y todo parece
indicar que el desarrollo de estas técnicas permitirá en el futuro superar
incluso estos niveles de resistencia.

Influencia de la relación agua/cemento en la
resistencia del cemento

3.- Extensibilidad
Es la propiedad del concreto de deformarse sin agrietarse. Se define en
función de la deformación unitaria máxima que puede asumir el concreto
sin que ocurran fisuraciones.
Depende de la elasticidad y del denominado flujo plástico, constituido
por la deformación que tiene el concreto bajo carga constante en el
tiempo.

4.- FLEXIÓN
La resistencia a la Flexión es una medida de la resistencia a la
tracción del concreto. Es una medida de la resistencia a la falla
por momento flector de una viga o losa.
El módulo de rotura es cerca del 10% al 20% de la resistencia
en compresión (f’c) en dependencia del tipo, dimensiones y
volumen del agregado grueso utilizado, sin embargo la mejor
manera de obtener el valor más representativo es ensayar en
laboratorio nuestro concreto.

La resistencia a la flexión se expresa como el Módulo de
Rotura (MR), mediante los métodos de ensayo ASTM C-78
(cargada en los puntos tercios) y ASTM C-293 (Cargada en el
punto medio), sobre una viga de concreto de 6”x6” de sección
transversal y con una luz mínima de tres veces su espesor

5.- DURABILIDAD
Se define como la habilidad de resistir la acción del intemperismo, el
ataque químico, la abrasión o cualquier otro proceso o condición de
servicio de las estructuras que produzca deterioro del concreto.

Trabajo practico grupal
para la siguiente semana
Tema: Relación agua
cemento (a/c)
OBJETIVO:
Identificar y analizar las propiedades del concreto producida por la
relación agua cemento (a/c), como la trabajabilidad, exudación y
contracción por fraguado de las diferentes relaciones de agua
/cemento (a/c) con las que se puede trabajar la pasta.

Trabajar con las relaciones agua cemento siguiente:
Para el molde de 10 x 15 x 10 cm3 trabajar la relación a/c = 0.6 en los 3
tipos de Cemento. Aquí se evaluará el fraguado de cada cubo.
Para el molde de 20 x 20 x 5 cm3 trabajar la relación a/c = 0.7; 0.6; 0.5 y
0.4 en un tipo de cemento por cada grupo. Evaluar la contracción
Para el molde de 5 x 5 x 5 cm3 trabajar la relación a/c = 0.65; 0.55; 0.45;
0.40 y 0.35. con un solo tipo de cemento. Evaluar exudación.

EQUIPOS Y MATERIALES:
BALANZA DIGITAL CON
PRESICION AL GRAMO.
MOLDES:
- 01 CUBOS DE 10*15*10 CM
- 05 CUBOS DE 5*5*5 CM
- 04 CUBOS DE 20*20*5 CM

Trabajo practico grupal
para la siguiente semana
Tema: Relación agua
cemento (a/c)
- REGLA METALICA
- GAUNTES DE GEBE
- BALDE
- BATEAS
- BADILEJO
- PLANCHA DE BATIR
- TERMOMETRO DE
AGUA
- CEMENTO TIPO I (ANDINO)
- CEMENTO PUZOLANICO(ANDINO)
- CEMENTO TIPO I (QUISQUEYA)

1° PESADO DE LOS MATERIALES
PROCEDIMIENTO
2° VISUALIZAR EL
FRAGUADO
PRIMERA PRUEBA: utilizamos el molde de
10x15x10 cm3
se prepara la pasta de cemento tipo I (andino), tipo I
PUZOLANICO y el tipo I QUISQUEYA, de relación de a/c= 0.60, y
se hecha hasta el ras del molde

3° CÁLCULO DE RELACIÓN
AGUA CEMENTO
PROCEDIMIENTO
DATO:
A/C= 0.60 ML/GR
AGUA = 375 ML
agua 60 0.6
cemento 100
Agua 60 100Cemento
Agua 375 625Cemento

4° SEGUNDA PRUEBA
PROCEDIMIENTO
Utilizamos el molde de 20x20x5
Se prepara pastas de las relaciones a/c= 0.7; 0,6; 0.5; 0.4.
Luego simultáneamente se vacía en cada esquina del molde de
20x20x5, posteriormente se deja en reposo
agua 70 0.7
cemento 100
Agua 70 100Cemento
Agua 1200 1714.3Cemento

PROCEDIMIENTO
Preparado de cada relación
de a/c
colocación de las mesclas Culminación del ensayo

5° TERCERA PRUEBA
PROCEDIMIENTO
Utilizamos el molde de 5x5x5
Para cada uno de los moldes se prepara pastas de
cemento tipo I ANDINO, de relaciones a/c= 0.65
,0.55, 0.45, 0.40, 0.30. Los cuales serán colocados en
los moldes, cada tipo de pasta en los cubos
respectivamente
Medición de la temperatura Medición de la exudación

Del molde 10 x 15 x 10 cm3 visualizar el nivel de fraguado que adopta cada división
de acuerdo al tipo de concreto.
6° OBTENER LOS SIGUIENTES DATOS
PROCEDIMIENTO
Del molde 20 x 20 x 5 cm3 visualizar la propiedad de trabajabilidad de cada
proporción de concreto y la propiedad de contracción.
Del molde 5 x 5 x 5 cm3 visualizar la exudación.

7° OBTENER LOS SIGUIENTES DATOS
PROCEDIMIENTO
RELACIO
N
HORA AGUA
CEMENT
O
HORA FIN TOTAL
PESO
MOLDE
MOLDE +
PASTA
EXUDACIO
N
EXUDACION
a/c INICIO (gr) (gr) (min) (min) vacío(gr) (gr)
(luego de
15 min)mm
(luego de 60
min)mm
0.65 100
0.55 100
0.45 100
0.4 100
0.3 100

8° SE REQUIERE
PROCEDIMIENTO
Discusión de cada propiedad
Presentar Informe

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