hormig ón: propiedades del hormig ón endurecido
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HormigHormigóónn: Propiedades en estado endurecido: Propiedades en estado endurecido
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HormigHormigóón:n:Propiedades del hormigPropiedades del hormigóón endurecido.n endurecido.1.- Introducción2.- Propiedades generales
2.1.- Porosidad2.2.- Densidad2.3.- Permeabilidad2.4.- Propiedades térmicas
3.- Retracción3.1.- Introducción3.2.- Tipos de retracción3.3.- Factores que influyen en la retracción3.4.- Efectos de la retracción
4.- Propiedades mecánicas4.1.- Resistencia del hormigón4.2.- Deformabilidad del hormigón
Propiedades en estado endurecido. Índice Bloque 6.6
5.- Ensayos sobre hormigón endurecido5.1.- Introducción5.2.- Fabricación de probetas5.3.- Ensayos de resistencia5.4.- Ensayos de deformabilidad5.5.- Extracción de testigos5.6.- Ensayos no destructivos
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HormigHormigóónn: Fabricaci: Fabricacióón, transporte y puesta en obran, transporte y puesta en obra
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HormigHormigóón: Fabricacin: Fabricacióón, transporte n, transporte y puesta en obra.y puesta en obra.
1. Fabricación: amasado1.1. Amasadoras1.2. Plantas de hormigón
2. Transporte3. Puesta en obra
3.1. Hormigonado3.1.1. Hormigonado bajo el agua3.1.2. Hormigonado en tiempo frío3.1.3. Hormigonado en tiempo caluroso
3.2. Compactación3.3. Juntas de hormigonado
4. Curado4.1. Definición y descripción4.2. Procedimientos de curado
Fabricación, transporte y puesta en obra. Índice Bloque 6.5
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HormigHormigóón:n:Propiedades del hormigPropiedades del hormigóón endurecido.n endurecido.1.- Introducción2.- Propiedades generales
2.1.- Porosidad2.2.- Densidad2.3.- Permeabilidad2.4.- Propiedades térmicas
3.- Retracción3.1.- Introducción3.2.- Tipos de retracción3.3.- Factores que influyen en la retracción3.4.- Efectos de la retracción
4.- Propiedades mecánicas4.1.- Resistencia del hormigón4.2.- Deformabilidad del hormigón
Propiedades en estado endurecido. Índice Bloque 6.6
5.- Ensayos sobre hormigón endurecido5.1.- Introducción5.2.- Fabricación de probetas5.3.- Ensayos de resistencia5.4.- Ensayos de deformabilidad5.5.- Extracción de testigos5.6.- Ensayos no destructivos
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Materiales de Construcción. Ciencia y Tecnología de los Materiales.
HormigHormigóón:n:
Propiedades del hormigPropiedades del hormigóón endurecido.n endurecido.
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1.- Introducción2.- Propiedades generales
2.1.- Porosidad2.2.- Densidad2.3.- Permeabilidad2.4.- Propiedades térmicas
3.- Retracción3.1.- Introducción3.2.- Tipos de retracción3.3.- Factores que influyen en la retracción3.4.- Efectos de la retracción
4.- Propiedades mecánicas4.1.- Resistencia del hormigón4.2.- Deformabilidad del hormigón
Propiedades en estado endurecido. Índice
5.- Ensayos sobre hormigón endurecido5.1.- Introducción5.2.- Fabricación de probetas5.3.- Ensayos de resistencia5.4.- Ensayos de deformabilidad5.5.- Extracción de testigos5.6.- Ensayos no destructivos
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1- introducción
MATERIALES
CementoÁridosAgua
Aditivos
DOSIFICACIÓN
Resistencia futuraConsistencia
Tiempo de fraguadoRelación a/cEconomía
PUESTA EN OBRA
VertidoCompactado
Curado
HORMIGÓNENDURECIDO
Puesta en servicioRequisitos técnicos
⇒ PROPIEDADES
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1.- Introducción2.- Propiedades generales
2.1.- Porosidad2.2.- Densidad2.3.- Permeabilidad2.4.- Propiedades térmicas
3.- Retracción3.1.- Introducción3.2.- Tipos de retracción3.3.- Factores que influyen en la retracción3.4.- Efectos de la retracción
4.- Propiedades mecánicas4.1.- Resistencia del hormigón4.2.- Deformabilidad del hormigón
Propiedades en estado endurecido. Índice
5.- Ensayos sobre hormigón endurecido5.1.- Introducción5.2.- Fabricación de probetas5.3.- Ensayos de resistencia5.4.- Ensayos de deformabilidad5.5.- Extracción de testigos5.6.- Ensayos no destructivos
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2- Propiedades generales. Porosidad y densidad
• Porosidad: Vp/Ve– Proporción de huecos (en volumen).
– Generalmente poros capilares
– Factores:
• a/c (exudación): control
• Compactación: control
• Edad
• Agresiones
– Consecuencias:
• fc
• Densidad
• Permeabilidad
� Durabilidad – Aireantes: excepción
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2- Propiedades generales. Porosidad y densidad
• Densidad: M/Ve– Relación masa y volumen elemental
– Factores:
• Áridos (densidad y compacidad)
• Porosidad
– Valores convencionales:
• 24 kN/m3 para hormigón en masa, fck ≤ 50 MPa
• 25 kN/m3 para hormigón en masa, fck > 50 MPa
• Añadir 1 kN/m3 para hormigón armado o pretensado
– Hormigones especiales (0,5-6 t/m3� extremos)
• Hormigón ligero: entre 9 y 20 kN/m3
• Hormigón pesado: más de 28 kN/m3
– Hormigón fresco � ¡Atención a empujes sobre encofrados verticales!
– 25 kN/m3 mínimo
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• Permeabilidad– Hormigón sano atravesado por un fluido (líquido o gas)
– Factores:
• Porosidad capilar (fisuras)
• 1-2% � impermeables
– Consecuencias:
• Durabilidad
• Respuesta técnica
– (10(-8) – 10(-11)) m/s
2- Propiedades generales. Permeabilidad
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1010
• Propiedades térmicas– Coeficiente de dilatación térmica:
• (∆L/L) al aumentar la temperatura 1ºC– αáridos = 7·10-6 - 13·10-6 ºC-1 (calizos... silíceos)
– αpasta = 11·10-6 - 20·10-6 ºC-1
• EHE: αhormigón intermedio = 10·10-6 (-15ºC < t <50ºC)
• ααααpasta >>>> ααααáridos � posibles tensiones
• ααααhormigón ~ ααααacero � no hay tensiones
2- Propiedades generales. Propiedades térmicas
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1111
– Conductividad térmica: susceptibilidad a transmisión de calor
• Aumento con el contenido de agua (60-80% sat)
• Disminución con el contenido en aire (aireantes)
� baja en general
– Resistencia a la helada
• Efecto: tensiones (pueden ser cíclicas)
• Protección: – Diseño constructivo
– Impermeabilización (reducir porosidad)
– Aireantes (obstrucción red / lubrifican)
2- Propiedades generales. Propiedades térmicas
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– Resistencia al fuego
• Efecto: cambio de propiedades
• Acciones posteriores: – Evaluación
– Rehidratación (T<500ºC � 90% fc)
2- Propiedades generales. Propiedades térmicas
TEMPERATURA EFECTO
< 100 ºC Evaporación del agua libre (retarda el calentamiento)
100 ºC - 300 ºC Evaporación completa del agua libre, sin daños en el hormigón. Color gris
300 ºC - 400 ºC Se pierde agua combinada. Disminución de resistencia hasta 75º de la inicial. Aparición de fisuras. Color rosa
400 ºC - 600 ºC El Ca(OH)2 se transforma en CaO. Sigue disminuyendo la resistencia hasta el 50% de la inicial. Color rojo
> 600 ºC Dilatación diferencial de los áridos frente a la pasta (silíceos sobre todo). Descomposición mineralógica de algunos áridos
A partir de los 1000 ºC el hormigón se calcina totalmente y se deshace con facilidad, tomando un color entre gris rojizo y amarillo.
100%100%
60%60%
30%30%
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1.- Introducción2.- Propiedades generales
2.1.- Porosidad2.2.- Densidad2.3.- Permeabilidad2.4.- Propiedades térmicas
3.- Retracción3.1.- Introducción3.2.- Tipos de retracción3.3.- Factores que influyen en la retracción3.4.- Efectos de la retracción
4.- Propiedades mecánicas4.1.- Resistencia del hormigón4.2.- Deformabilidad del hormigón
Propiedades en estado endurecido. Índice
5.- Ensayos sobre hormigón endurecido5.1.- Introducción5.2.- Fabricación de probetas5.3.- Ensayos de resistencia5.4.- Ensayos de deformabilidad5.5.- Extracción de testigos5.6.- Ensayos no destructivos
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– Variación de volumen unitaria por efecto del agua interna. Deformación bajo carga nula. Opuesto: entumecimiento
3- Retracción. Introducción
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– agua
3- Retracción. Introducción
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– Plástica:
• Antes del fin de fraguado
• Causa: evaporación>exudación.
• Efecto: fisuras afogarado
– Endógena
• Tras el fraguado
• Causa: cemento + agua (sin pérdida de agua)
– Por secado
• Endurecido
• Causa: secado desde exterior a int.
– 1er año 65-85% del total
• Armadura: menor pero con fisuras
– Por carbonatación
• Endurecido
• Ca(OH)2 + CO2 + H2O ⇒CaCO3 + 2H2O
3- Retracción. Tipos de retracción
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– Cemento:
• Tipo: más rápidos � más agua
• Cantidad: más pasta � más retracción
– a/c: más agua � más retracción
– Áridos:
• Más cantidad � más coacción�menor retracción
• Finos: más agua no combinada �más retracción
– Edad: más joven � más retracción
– Forma:
• Superficie: más evaporación
• Espesor: menos evaporación
– Ambientales: temperatura y humedad
3- Retracción. Factores que influyen en la retracción
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1818
– 0,35 / 0,25 / 0,30 (masa/armado/pretensado) mm/m
– Fisuración:
• Resistencia, permeabilidad, durabilidad, resistencia a la helada.
• Estético
– Tipos de fisuras:
• Afogarado (retracción plástica): superficiales, anchas, aleatorias
• Coacción mov. (movimientos exteriores impedidos): perp. al mov.
• Retracción diferencial (mov. interiores impedidos):perp. al mov.
• Excesiva longitud (acumulación tensiones)
– Prevención de fisuras:
• Juntas retracción
• Ejecución y curado
• Armadura de piel
3- Retracción. Efectos de la retracción
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2020
1.- Introducción2.- Propiedades generales
2.1.- Porosidad2.2.- Densidad2.3.- Permeabilidad2.4.- Propiedades térmicas
3.- Retracción3.1.- Introducción3.2.- Tipos de retracción3.3.- Factores que influyen en la retracción3.4.- Efectos de la retracción
4.- Propiedades mecánicas4.1.- Resistencia del hormigón4.2.- Deformabilidad del hormigón
Propiedades en estado endurecido. Índice
5.- Ensayos sobre hormigón endurecido5.1.- Introducción5.2.- Fabricación de probetas5.3.- Ensayos de resistencia5.4.- Ensayos de deformabilidad5.5.- Extracción de testigos5.6.- Ensayos no destructivos
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• Resistencia a compresión– Solicitación de compresión
– Variable aleatoria � ¿valor representativo?
• Media
• Características
• Introducción– Máxima tensión capaz de soportar
– Rotura: tensión > resistencia
F
dF
dS S
∑=
=n
i
cicm fn
f1
1
%5)(;%95)( =<=> ckcckc ffPffP
fcmfck
5%
RESISTENCIAS fci
FR
EC
UE
NC
IA D
ELO
S R
ES
ULT
AD
OS
( )δ64,11−= cmck ff
∑
∑
=
=
−=
=
n
i cm
cmci
n
i
cicm
f
ff
n
fn
f
1
2
1
1
1
δ
4- Propiedades mecánicas. Resistencia
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2222
– Factores que influyen:
• Materiales: cemento, agua, áridos, adiciones, aditivos
• a/c: porosidad
• Esqueleto granular: compacidad, Ømax
• Edad: curvas endurecimiento
– Rotura: tensión > resistencia
4- Propiedades mecánicas. Resistencia
30
33
36
39
42
45
0 20 40 60 80 100 120Edad (días)
Re
sist
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(M
Pa)
HC
HCS
HR
HRS
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2323
– Designación:
T - R / C / TM / A
• T: Tipo: HM, HA, HP
• R: Resistencia característica en N/mm2 a 28 días, medida en probeta cilíndrica de 150 mm de diámetro y 300 mm de altura.
20 (HM) - 25 - 30 - 35 - 40 - 45 – 50 - 55 - 60 - 70 - 80 - 90 - 100
• C: Consistencia: S, P, B, F , L
• TM: Tamaño máximo de árido en mm
• A: Ambiente: I, IIa, IIb, IIIa, IIIb, IIIc, IV + Qa, Qb, Qc, H, F, E
Ejemplos: HM-20/B/18/IIa, HA-25/B/16/IV+Qa, HP-45/B/12/IIa
4- Propiedades mecánicas. Resistencia
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2424
• Resistencia a tracción– Solicitación de tracción
– fct ~ 0,1 fc
– fct,k = 0,7 fct,m
• Fatiga– Disminución de fc por cargas - descargas
– Límite de fatiga: máx. tensión que infinitas veces no ocasiona rotura (el hormigón no tiene � convencional (107)~60% fc
• Cansancio – Disminución de resistencia por efecto de carga cte (puede rotura)
– 15-20%~80% fc
4- Propiedades mecánicas. Resistencia
MPafsiff
MPafsiff
ckckmct
ckckmct
5058,0
5030,0
2,
3 2
,
>⋅=
≤⋅=
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2525
• Diagrama tensión – deformación – Diagrama noval: descarga: recta – no
recuperable- vuelta recta
– A: 0.4 fc recto – parabólico
– C: Máx fc1 � εc1 (2%o)
– D: compresión rotura
fcu � εcu (3.5%o)
– Velocidad de carga: Impacto
– Cansancio (rotura para tensión cte σ>0.85 fc)
– Tensión cte <0,85fc �fluencia
– Variación con edad: mayor � rigidez (apretadas)
4- Propiedades mecánicas. Deformabilidad
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2626
• Módulo de deformación – Hormigón viscoelastoplástico
σ = E (σ,t,T,H..) ε– E = repuesta longitudinal
• Et: tangente dσ/ dε
• Ec: secante σ/ε
• Eo: tg a origen (dσ/ dε)o
– Factores:
• Áridos (rigidez)
• Hormigón (edad, resistencia)
• Ambiente (húmedo, elev. Tª)
3,
3,0
500.8
000.10
jcmcj
jcmj
fE
fE
=
=– Estimación según EHE
4- Propiedades mecánicas. Deformabilidad
MPaff ckcm 828,28, +=
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2727
– Poisson
• Valor: 0,15 ≤ ν ≤ 0,20
• EHE: en servicio, y bajo deformaciones elásticas = 0,20
– Deformaciones bajo carga constante en el tiempo. Ciclos: superposición
LL
DD
l
t
/
/
∆∆
−=
=−=εε
ν
∆∆∆∆D/2
∆∆∆∆L
• Fluencia básica
– Factores
• a/c: mayor cuanta más agua
• Árido/cemento: mayor cuanta más pasta
• Edad: menor con la edad
• σ: >40% fc fuencia no lineal
• Tª: más Tª supone más fluencia (retracción)
4- Propiedades mecánicas. Deformabilidad
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1.- Introducción2.- Propiedades generales
2.1.- Porosidad2.2.- Densidad2.3.- Permeabilidad2.4.- Propiedades térmicas
3.- Retracción3.1.- Introducción3.2.- Tipos de retracción3.3.- Factores que influyen en la retracción3.4.- Efectos de la retracción
4.- Propiedades mecánicas4.1.- Resistencia del hormigón4.2.- Deformabilidad del hormigón
Propiedades en estado endurecido. Índice
5.- Ensayos sobre hormigón endurecido5.1.- Introducción5.2.- Fabricación de probetas5.3.- Ensayos de resistencia5.4.- Ensayos de deformabilidad5.5.- Extracción de testigos5.6.- Ensayos no destructivos
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2929
No destructivos: Determinan las propiedades sin destruir la pieza de ensayo
Previos: para establecer la dosificación
Característicos: comprueban la dosificación, determinan fck y fcm antes de usar el hormigón
De control: sobre probetas fabricadas en obra durante la ejecución, para comprobar el material
Resistencia
De información: para conocer aspectos específicos (tiempo de desencofrado, acción de una helada, resistencia real de una pieza...). Se pueden realizar sobre testigos
Instantáneo: Sobre probetas instrumentadas. Obtención de la curva tensión-deformación a velocidades de carga rápidas (del orden de kN/s) Deformación
Fluencia: aplicación de cargas constantes por espacios largos de tiempo (meses, años)
Porosidad: recuento estadístico de poros observados con lupa sobre una sección.
Permeabilidad: se aplica presión de agua sobre una cara del testigo y se mide la cantidad que pasa en un tiempo determinado
Destructivos (determinan las propiedades mediante rotura de probetas o piezas de hormigón)
Otros
Químicos: sobre muestra pulverizada, se determina el contenido de ciertos componentes (Cl-, productos de reacción patológicos)
• Tipos de ensayos
– Mecánicas
– Normalización (EHE, UNE)
5- Ensayos. Introducción
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3030
• Fabricación de probetas – Moldes – desencofrante – compactación – enrasado – inmovilización
16h – desmoledeo 24h –identificación – curado (información, iguales condiciones) – refrentado (mortero de cemento o azufre) 2h - ensayo
∅∅∅∅a
2a
Cilíndricos
5- Ensayos. Fabricación de probetas
h
≥≥≥≥ 3,5h
Cúbicos Prismáticos
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3131
5- Ensayos. Ensayos de resistencia
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HormigHormigóónn: Propiedades en estado endurecido: Propiedades en estado endurecido
3232
– Compresión:
• Probeta cilíndrica (fck), o cúbica
• Prensa a v cte según fig.
• Medida: célula de cara y transductor S
Ffc
max=
5- Ensayos. Ensayos de resistencia
Probeta cúbica
Medidas15x15x 15 cm20x20x20 cm
Probeta cílindrica
MedidasDiámetro=15 cmAltura = 30 cm
Rc= P/A
A= a x b (sección cm2)P =carga máxima
ab
D
H
Rc=P/ A
A=3,14 x D2 / 4P=carga máxima
P
P
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3333
Cono Columnar Columnar y Cono
5- Ensayos. Ensayos de resistencia
Cono y Corte
CorteCompresión excéntrica
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3434
– Factores que influyen:
• V. carga: aumenta f
• Dureza platos: indeformables
• Fricción: aumenta f
• Esbeltez: h/D=2, disminuye f
• Forma: prismática < cilíndrica < cúbica
• Tamaño: disminuye f
• Paralelismo: � flexión �disminuye f
5- Ensayos. Ensayos de resistencia
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HormigHormigóónn: Propiedades en estado endurecido: Propiedades en estado endurecido
3535
2
21
max,
dd
lFf fct
⋅
⋅=
– Tracción indirecta:
• Probeta cilíndrica
• Prensa a v cte según fig
• fct = 0,9 fctb.
– Flexotracción:
• Probeta prismática
• Prensa a v cte según fig.
5- Ensayos. Ensayos de resistencia
DL
Ff brasileñoct π
max,
2=
L
P
L/2 L/2 d1
d2
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3636
5- Ensayos. Ensayos de resistencia
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3737
• Relación tensión-deformación– Control del ensayo
– Medidas y resultados
5- Ensayos. Ensayos de deformabilidad
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3838
• Módulos de deformación longitudinal y transversal– La “elasticidad” del hormigón
– Tipos de módulo
∆∆∆∆D/2
∆∆∆∆L
5- Ensayos. Ensayos de deformabilidad
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HormigHormigóónn: Propiedades en estado endurecido: Propiedades en estado endurecido
3939
• Fluencia– Deformaciones bajo carga y
condiciones de contorno
– Resultados
5- Ensayos. Ensayos de deformabilidad
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4040
• Retracción– Tipos de retracción
– Resultados
5- Ensayos. Ensayos de deformabilidad
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4141
• Testigos– Hormigón fabricado: información
– Sonda Sacatestigos:
• Perforadoras tubulares:Cilíndricos
• Talla
– Exigencias:
• Tolerancia mayor
• no < 3Dmax ni < 7 cm
• Long : h/D=2 (más tamaño más representativo)
• Edad: más de 14 días (28)
• Presencia de armaduras– Ensayos:
• Como anterior
• fc(testigo) ~ 0.9 fc (elaborado)
5- Ensayos. Extracción de testigos
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4242
• Ensayos no destructivos– Esclerómetro:
• Dureza superficial– Rebote: altura martillo
– Dureza: huella martillo
– Penetración: clavo
• Información superficial: dispersión (áridos)
5- Ensayos. Ensayos no destructivos
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HormigHormigóónn: Propiedades en estado endurecido: Propiedades en estado endurecido
4343
– Velocidad de propagación de ultrasonidos:
• Relación V ~ cte elásticas (homogéneo e isótropo)
• Ultrasonido
• Impreciso � cualitativo ( )( )2v1,2
211
1v ρ
ννν
ρ≈⇒
−+
−⋅= E
El
5- Ensayos. Ensayos no destructivos
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HormigHormigóónn: Propiedades en estado endurecido: Propiedades en estado endurecido
4444
Materiales de Construcción. Ciencia y Tecnología de los Materiales.
HormigHormigóón:n:
Propiedades del hormigPropiedades del hormigóón endurecido.n endurecido.
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HormigHormigóónn: Propiedades en estado endurecido: Propiedades en estado endurecido
4545
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HormigHormigóónn: Durabilidad: Durabilidad
11
HormigHormigóón: Durabilidad.n: Durabilidad.1.- Introducción
1.1.- Factores que condicionan la durabilidad2.- Agresiones sobre el hormigón
2.1.- Agresiones físicas2.1.1.- Hielo - deshielo2.1.2.- Fuego2.1.3.- Erosión e impactos
2.2.- Agresiones químicas2.2.1.- Lixiviación2.2.2.- Reacciones no expansivas2.2.3.- Reacciones expansivas2.2.4.- Medidas de protección
3.- Corrosión de armaduras3.1.- Descripción3.2.- Medidas de protección
Durabilidad. Índice Bloque 6.7
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HormigHormigóónn: Propiedades en estado endurecido: Propiedades en estado endurecido
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HormigHormigóón:n:Propiedades del hormigPropiedades del hormigóón endurecido.n endurecido.1.- Introducción2.- Propiedades generales
2.1.- Porosidad2.2.- Densidad2.3.- Permeabilidad2.4.- Propiedades térmicas
3.- Retracción3.1.- Introducción3.2.- Tipos de retracción3.3.- Factores que influyen en la retracción3.4.- Efectos de la retracción
4.- Propiedades mecánicas4.1.- Resistencia del hormigón4.2.- Deformabilidad del hormigón
Propiedades en estado endurecido. Índice Bloque 6.6
5.- Ensayos sobre hormigón endurecido5.1.- Introducción5.2.- Fabricación de probetas5.3.- Ensayos de resistencia5.4.- Ensayos de deformabilidad5.5.- Extracción de testigos5.6.- Ensayos no destructivos
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