módulo i - propiedades del concreto fresco y endurecido
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8/18/2019 Módulo I - Propiedades Del Concreto Fresco y Endurecido
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Fortaleza. Desempeño. Pasión.
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Tecnología del Concreto. Módulo IPropiedades del Concreto Fresco y del Concreto Endurecido
Propiedades Concreto Fresco y Endurecido © 2014 Holcim Ltd
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Definición del Concreto
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¿Qué es el concreto?
Cemento Agregados Aditivos Agua
De manera general podemos decir
que el concreto es una roca artificialformada por:
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• “El concreto es una mezcla de
cemento, agua, arena y grava que
se mantiene trabajable durante unas
dos horas y después comienza a
endurecer hasta desarrollar la
resistencia que soporta la
estabilidad de las estructuras”
Definición técnica
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Estados del Concreto
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Estados del concreto
125
75
100
50
25
0
52 10 10024 10,0001,00010.1
1ª. Fase:Estado blando
Tiempo transcurrido desde el mezclado, horas
3ª. Fase: Endurecimiento progresivo
3 d í a s
7 d í a s
2 8 d í a s
3 m e s e
s
1 a ñ o
Resistencia
%
Concreto en estado fresco Concreto en estado endurecido
2ª. Fase:En proceso deendurecimiento
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Proceso de Hidratación
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I. Hidratación inicialFacilidad de mezclado
Trabajable, consistencia, revenimiento
Calor inicial
Etapas del proceso de hidratación
Tiempo en Horas
I II III IV V
0.1 1 4-6 10 100
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II.Periodo latentePérdida de revenimiento y trabajabilidad
Segregación, sangrado
Adherencia pasta-agregado
Etapas del proceso de hidratación
Tiempo en Horas
I II III IV V
0.1 1 4-6 10 100
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III.Fraguado de la pastaDesarrollo de microestructuraTiempo de fraguado (inicial y final)
Elevación máxima de temperatura
Etapas del proceso de hidratación
Tiempo en Horas
I II III IV V
0.1 1 4-6 10 100
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Etapas del proceso de hidratación
IV.Endurecimiento de la pasta Resistencia temprana
Agrietamiento por esfuerzos térmicos
Tiempo en Horas
I II III IV V
0.1 1 4-6 10 100
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Etapas del proceso de hidratación
V.Maduración de la pasta Contracción por secado Resistencia: compresión y flexión
Durabilidad: permeabilidad
Tiempo en Horas
I II III IV V
0.1 1 4-6 10 100
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Propiedades del Concreto Fresco
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• Es la etapa que abarca
desde el momento delmezclado del concreto hasta
el momento del proceso de
endurecimiento inicial del
concreto en la cual éstepresenta y mantiene
características de
trabajabilidad tales que
permiten realizar las
operaciones de mezclado,
transporte, colocación,
compactación y acabado.
Concreto en estado fresco
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Estado Blando (Condición moldeable):
Facilidad de colocación Pérdida de revenimiento gradual
Duración: alrededor de 2:00 horas a partir del mezclado
Estados del concreto fresco
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Estado en curso de rigidización (Fraguado):
En esta etapa se presenta el fraguado inicial y final
Duración: de 2 a 10 horas
Estados del concreto fresco
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Conceptos y Características del
Concreto Fresco
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• Es la migración del agua hacia la superficie superior del
concreto en estado fresco, provocada por el asentamiento de
los materiales sólidos
• El asentamiento es consecuencia del efecto combinado de la
vibración (durante la compactación) y la gravedad.
Sangrado
H2O
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Sangrado
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Cohesión
Propiedad del concreto que describe la facilidad o dificultad que
tiene la pasta de cemento y la mezcla con los agregados,de ATRAERSE para mantenerse como suspensión en el
concreto, evitando así la segregación de los materiales.
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Segregación
Separación del agregado grueso del material de suspensión
(mortero) de la mezcla provocada por:
Deficiencia en el contenido de finos de la mezcla.
Deficiente granulometría de la combinación de los agregados.
Procedimientos inadecuados durante el manejo del concreto
(mezclado, transporte y/o colocación).
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Trabajabilidad
Es una propiedad del concreto, asociada al grado de facilidad o
dificultad con la que una mezcla de concreto puede sermezclada, transportada, colocada y terminada (acabado final).
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Pruebas al Concreto Fresco
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• Es una medida de la fluidez que tiene el concreto y es determinada
por medio del cono de Abrams. La prueba del revenimiento, en su origen,
tiene como finalidad controlar el contenido de agua de la mezcla y con
ello la relación a/c.
• Generalmente, mucha gente de obra también la asocia a la trabajabilidad
de la mezcla.
• Especificación de la NMX C 155 ONNCCE
Revenimiento (NMX C 156 ONNCCE)
Revenimiento nominal (mm) Tolerancia (mm)
Menor de 50 +/- 15
De 50 a 100 +/- 25
Mayor de 100 +/- 35
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Revenimiento (NMX C 156 ONNCCE)
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• Se emplea para determinar el volumen de concreto que se produce en la
planta o se entrega en la obra.
• Su objetivo es verificar que los metros cúbicos sean de 1000 litros y la
uniformidad de la granulometría.
•Especificación de la NMX C 155 ONNCCE
Masa Unitaria (NMX C 162 ONNCCE)
Masa Unitaria Mínima Masa Unitaria Máxima
1800 kg/m3 2400 kg/m3
Tolerancia para el volumen suministrado
- 1% a +2%
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Masa Unitaria (NMX C 162 ONNCCE)
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• Es la pérdida de fluidez que
manifiesta el concreto en latransición entre estado fresco y
estado endurecido.
• El fraguado inicial del concretofresco marca el fin de la etapa de la
condición blanda (esto suele ocurrir
unas 4 horas después de elaborado
el concreto).
Tiempo de fraguado del concreto
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Tiempo de fraguado del concreto
Se inicia después del fraguado final, el cual se determina con el
penetrómetro (al presentar el concreto una resistencia a la
penetración de 282 kg/cm²).
A partir de que el concreto alcanza su fraguado final, se inicia el
desarrollo de la adquisición de sus propiedades mecánicas.
Duración: varios meses; incluso años
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• Las reacciones químicas entre
el agua y el cemento generan
calor.
• La determinación de la temperatura
de la masa de concreto se realiza
mediante la inmersión en ésta de un
termómetro de vástago metálico.
• A mayor cantidad de cemento se
produce mayor cantidad de calor.
Temperatura (NMX C 435 ONNCCE)
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• Especificación de la NMX C 155 ONNCCE
En climas fríos el consumidor debe procurar mantener la temperatura
arriba de los límites de la siguiente tabla:
En climas fríos, si se calientan los materiales, la temperatura máxima
del concreto debe de ser de 32°C.
En climas cálidos, la temperatura del concreto debe de ser la más bajaposible. No es conveniente exceder la temperatura de 38°C.
En climas cálidos, si se enfrían los materiales, la temperatura mínima
del concreto debe de ser de 10°C.
Temperatura (NMX C 435 ONNCCE)
Dimensión de la sección (mm) Temperatura mínima del concreto (°C)
Menos de 300 13
De 300 a 900 10
De 901 a 1800 7
Mayor de 1800 5
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Propiedades del Concreto Endurecido
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• Resistencia
Resistencia a la compresión (NMX C 083 ONNCCE) Resistencia a la flexión (NMX C 191 ONNCCE)
• Módulo de elasticidad (NMX C 128 ONNCCE)
• Contracción (NMX C 173 ONNCCE)
• Permeabilidad (UNE 83 309)
Principales propiedades del concreto endurecido
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• Es la propiedad más valorada por los
ingenieros estructuristas y de control decalidad.
• Es una propiedad muy importante,
normalmente utilizada como un parámetro
para la especificación de concreto, diseño de
mezcla y control de calidad
Resistencia del concreto
La resistencia se define como la habilidad de unmaterial para resistir esfuerzos sin llegar a la falla.
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• La resistencia a compresión del
concreto, se puede definir como
la máxima resistencia medida en
un espécimen de concreto a
carga axial.
Resistencia del concreto a la compresión
Generalmente se expresa en kilogramos por
centímetro cuadrado (kg/cm²) a la edad de 28
días y se le designa con el símbolo f’c.
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Resistencia del concreto a la compresión
Especificación de la NMX C 155 ONNCCE
La Resistencia debe ser igual o mayor a 200 kgf/cm², se considera que el
concreto cumple con la resistencia especificada (f´c) si y solo sí:
*Se acepta que no más del 10% del número de pruebas de resistencia a
compresión, tengan valores inferiores a la f ́c.
*Se permite no más del 1% de los promedio de 3 pruebas de resistencia a
compresión consecutivas, puede ser inferior a la resistencia especificada.
Además debe de cumplirse con todos los promedios consecutivos de las muestras
anotadas en la siguiente tabla:
*Mínimo 30 pruebas
Número de pruebas consecutivasResistencia a la compresión
promedio (kg/cm2)
1 F´c –
35
2 F´c – 13
3 F´c
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• La resistencia a la compresión del
concreto es siempre más alta que su
resistencia a la flexión.
• Aunque no existe una relación directaentre los 2 parámetros, la resistencia a
la flexión del concreto es del orden del
10% al 15%, dependiendo del tipo de
agregado.
Resistencia del concreto a la tensión
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F t i fl l i t i d l t
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• Algunos factores que influyen en la resistencia del concreto son:
Resistencia de los constituyentes del concreto
Relación a/c
Contenido de cemento
Tipo de cemento
Madurez del concreto o edad
Condiciones del curado
Factores que influyen en la resistencia del concreto
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Influencia de los materiales constituyentes del concreto en
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• La resistencia del concreto esta determinada por:
Resistencia de los agregados
Resistencia de la pasta de cemento
Resistencia de la zona de transición (zona de interfase entre los
agregados y la pasta de cemento)
su resistencia
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Influencia de los materiales constituyentes del concreto en
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Resistencia de los agregados
su resistencia
Tipo de rocaResistencia a la
compresión, Kg/cm2
Granito
Basalto
Caliza
Mármol
Cuarzo
1,800
2,800
1,600
1,200
2,500
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Influencia de los materiales constituyentes del concreto en
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Calidad de la pasta de cemento
Cantidad de su porosidad totalRelación agua /cemento
su resistencia
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Influencia de los materiales constituyentes del concreto en
i t i
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Adherencia en la interfase Pasta-Agregado
La resistencia de la pasta y la adherencia pasta - agregado
progresan con la hidratación del cemento.
A edad temprana la resistencia de la adherencia es menor que la
resistencia de la pasta, a edades mayores ocurre lo contrario.
su resistencia
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Influencia de los materiales constituyentes del concreto en
su resistencia
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su resistencia
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Módulo de Elasticidad
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• El módulo de elasticidad del concreto
aumenta con el incremento de:
El módulo de elasticidad del agregado
El contenido de agregado
La resistencia de la pasta
La resistencia de la adherencia entre el
agregado y la pasta de cemento
• El módulo de elasticidad es larelación entre la carga aplicada
(esfuerzo) y la correspondientedeformación observada en elconcreto
Módulo de Elasticidad
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 500 1000 1500
Strain
S t r e s s
( M P a )
Agregado
Pasta de
cemento
Concreto de alto
desempeño
Concretoordinario
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Permeabilidad del concreto
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• Facilidad con que un material puede ser penetrado por un fluido,
ya sea líquido o gaseoso, bajo determinadas condiciones de
aplicación.
• En el caso del concreto interesa principalmente su
permeabilidad al agua y al aire, dado que son los fluidos con
los que tiene contacto.
Permeabilidad del concreto
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Contracción
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• El concreto en clima frío se contrae.
Contracción
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Contracción
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• El concreto en clima cálido se expande
Contracción
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Contracción
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• La contracción del concreto esta influenciada por:
Finura del cemento
Contenido de agregado
Relación A/C
Curado
Tipo y dimensiones del elemento de concreto
Contracción
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Evaluación del Concreto Endurecido
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Por qué evaluar las estructuras de concreto
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Necesidad de verificar la calidad del
concreto utilizado en las obras.
Necesidad de evaluar las
características de una estructura o
elemento de concreto.
Necesidad de evaluar el estado físico
- químico del concreto dañado
(patología).
Por qué evaluar las estructuras de concreto
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Por qué evaluar las estructuras de concreto
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q
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Por qué evaluar las estructuras de concreto
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Pruebas destructivas
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• Resistencia a la compresión
• Resistencia a la tensión (directa, indirecta o por flexión)
• Deformación bajo carga (Módulo elástico y relación de Poisson)
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Pruebas destructivas
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Extracción de núcleos
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Pruebas no destructivas
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• Esclerómetro
• Pistola de Windsor
• Pull out
• Ultrasonido
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Otras pruebas
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• Permeabilidad
• Resistencia al desgaste
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Fuerza. Desempeño. Pasión.
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