LA DEFORMACIÓN DEL CONCRETO
es tan importante conocer las deformaciones como los esfuerzos. Esto es
necesario para estimar la pérdida de pre esfuerzo en el acero y para tenerlo en
cuenta para otros efectos del acortamiento elástico.Tales deformaciones pueden
clasificarse en cuatro tipos:
DEFORMACIONES ELÁSTICAS:
El término deformaciones elásticas es un poco ambiguo, puesto que la curva
esfuerzo-deformación para el concreto no es una línea recta aun a niveles
normales de esfuerzo, ni son enteramente recuperables las deformaciones..
Entonces es posible obtener valores para el módulo de elasticidad del concreto.
El módulo varía con diversos factores, notablemente con la resistencia del
concreto, la edad del mismo, las propiedades de los agregados y el cemento, y
la definición del módulo de elasticidad en sí, si es el módulo tangente,
inicial o secante.
DEFORMACIONES LATERALES:
Cuando al concreto se le comprime en una dirección, al igual que ocurre con
otros materiales, éste se expande en la dirección transversal a la del esfuerzo
aplicado. La relación entre la deformación transversal y la longitudinal se
conoce como relación de Poisson.
La relación de Poisson varía de 0.15 a 0.20 para concreto.
DEFORMACIONES POR CONTRACCIÓN:
Las mezclas para concreto normal contienen mayor cantidad de agua que la
que se requiere para la hidratación del cemento. Esta agua libre se evapora con
el tiempo, la velocidad y la terminación del secado dependen de la humedad, la
temperatura ambiente, y del tamaño y forma del espécimen del concreto. El
secado del concreto viene aparejado con una disminución en su volumen,
ocurriendo este cambio con mayor velocidad al principio que al final.
De esta forma, la contracción del concreto debida al secado y a cambios
químicos depende solamente del tiempo y de las condiciones de humedad, pero no
de los esfuerzos.
LAS DIFERENTES FORMAS DE RESISTIR DEL CONCRETO
CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA
Para la fabricación de los concretos de alta resistencia, es necesario
reducir la relación a/c a valores menores de 0.40, pudiendo llegar hasta 0.30.
En el rango de a/c 0.40 - 0.70, el componente más débil del concreto es el
cemento y la interface cemento-agregado; pero cuando se va reduciendo el a/c,
éstos dejan de ser los más débiles del sistema, incrementándose la resistencia.
En los concretos de alta resistencia con relaciones a/c < 0.40, el
factor más débil y limitante está constituido por los agregados, cuyo
comportamiento dependen de sus características mineralógicas, su forma y
resistencia mecánica propia de los agregados. Estos parámetros deben
optimizarse para alcanzar altas resistencias.
RESISTENCIA MECÁNICA
La resistencia mecánica del concreto endurecido ha sido tradicionalmente la
propiedad más identificada con su comportamiento como material de construcción.
En términos generales, la resistencia mecánica, que potencialmente puede
desarrollar el concreto, depende de la resistencia individual de los agregados
y de la pasta de cemento endurecida, así como, de la adherencia que se produce
en ambos materiales. En la práctica, habría que añadir a estos factores el
grado de densificación logrado en la mezcla ya que, como ocurre con otros
materiales, la proporción de vacíos en el concreto endurecido tiene un efecto
decisivo en su resistencia.
La adquisición de la resistencia mecánica de la pasta de cemento conforme
endurece es una consecuencia inmediata del proceso de hidratación del cemento.
EL CONCRETO COMO MATERIAL COMPUESTO
Podemos definir un material compuesto como la combinación tridimensional de
por lo menos dos materiales químicamente y mecánicamente distintos con una
interfase definida que separa los componentes. Este material polifásico tendrá
diversas características de sus componentes originales.
Cuando las partículas de los agregados son duras y resistentes, la
resistencia mecánica del concreto tiende a ser gobernada por la resistencia de
la pasta de cemento y/o por la adherencia de esta con los agregados. Por lo
contrario si los agregados son débiles, la resistencia intrínseca de estos se
convierte en una limitación para la obtención de altas resistencias, lo cual no
quiere decir que el concreto no pueda ser más resistente que las partículas
individuales de los agregados.
La adquisición de la resistencia mecánica de la pasta de cemento conforme
endurece es una consecuencia inmediata del proceso de hidratación del cemento.
MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO
Los modelos de sistemas compuestos simples se han aplicado al concreto
RELACION DE POISSON DEL CONCRETO
La relación entre la deformación lateral que acompaña una deformación axial
aplicada y la deformación final se utiliza en el diseño y análisis de muchos
tipos de estructuras. La relación de Poisson del concreto varia en un rango de
0.11 a 0.21 (generalmente de 0.15 a 0.20) cuando se determina por medición de
la deformación, tanto para el concreto normal como para el concreto ligero.
Para este último método se requiere la medición de la velocidad de pulso,V,
y también la de la frecuencia fundamental de resonancia de la vibración
longitudinal de una viga de longitud l. La relación de Poisson, μ, se puede
calcular por medio de la expresión.
Generalmente se indica que la relación de Poisson es menor en el concreto
de alta resistencia.
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN:
MECANISMO DE ROTURA DEL CONCRETO
Las probetas que se ensayadas obtendrán un resultado que podemos
observar en el concreto como roturas en su estructura.
Las probetas a ser ensayadas, estarán sujetas a las tolerancias de tiempo
indicadas:
Para máquinas operadas hidráulicamente la velocidad de la carga
estará en el rango de 0,14 a 0,34 MPa/s. Se aplicará la velocidad de
carga continua y constante desde el inicio hasta producir la rotura
de la probeta.
TIPOS DE FRACTURAS:
DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL CONCRETO POR ENSAYOS DESTRUCTIVOS
El propósito fundamental de medir la resistencia de los especímenes de
pruebas de concreto es estimar la resistencia del concreto en la estructura
real.
La EXTRACCION DE NUCLEOS pueden utilizarse también para descubrir
separación por acumulación de agregado o para verificar la adherencia en las
juntas de construcción o para verificar el espesor del pavimento.
Los corazones de concreto son núcleos cilíndricos que se extraen haciendo
una perforación en la masa de concreto con una broca cilíndrica de pared
delgada; por medio de un equipo rotatorio como especie de un taladro al cual se
le adapta la broca con corona de diamante, carburo de silicio u otro material
similar; debe tener un sistema de enfriamiento para la broca, impidiendo así la
alteración del concreto y el calentamiento de la broca.
Elementos estructurales tendrán un diámetro de al menos 95mm cuando las
longitudes de estos estén de acuerdo a los métodos de prueba ASTM C 174.
Siempre que sea posible, los núcleos se extraerán perpendicularmente a una
superficie horizontal, de manera que su eje sea perpendicular a la capa de
CONCRETO.
PROCEDIMIENTO - ENSAYO DE EXTRACCIÓN DE NÚCLEOS
Verificamos que la base del aparato tenga un caucho especial a lo largo de
su base para que se conecte con la bomba de vacío, y se adhiera a cualquier
superficie.
Ubicamos el taladro en el lugar a perforar donde previamente no se detectó
ningún elemento metálico.
Conectamos el dispositivo de la bomba de vacío a la base del taladro de
extracción mediante tornillo.
Conectamos el taladro de extracción a una toma de corriente o al generador
de energía y empezamos a taladrar perpendicularmente a la superficie, abriendo
el paso de agua para no dañar la broca.
Evitar el movimiento del taladro, horizontalmente porque puede romper el
espécimen, además se puede perder la adhesión de la base del taladro.
Una vez que ya se tenga el espécimen requerido, determinar su longitud y
verificar si es aceptable.
Ensayo de Extracción de Núcleos
Calcular la resistencia a la compresión usando el área de la sección
transversal basada en el diámetro promedio del espécimen.
Si la relación longitud-diámetro (L/D) es 1.75 o menos, multiplicar el
valor de la resistencia a la compresión por el Factor de Corrección.
En el ensayo de extracción de núcleos los factores que
influyen sobre la determinación de la resistencia son: el diámetro del núcleo,
la relación longitud / diámetro, presencia de armadura dentro del núcleo y las
condiciones de humedad antes y durante el ensayo
MÉTODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE
CILÍNDRICOS DE CONCRETO
Este método de ensayo trata sobre la determinación de la resistencia a
compresión de cilíndricos de concreto, tales como cilindros moldeados y núcleos
perforados. Se encuentra limitado al concreto que tiene un densidad mayor que
800 kg/m3.
Esta norma no pretende tener en cuenta todo lo relativo a seguridad. Es
responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas apropiadas de
seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones
regulatorias previo al uso.
FACTORES QUE INCIDEN EN LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN
RELACION A/C, “Ley de Abrams”, según la cual, para los mismos materiales y
condiciones de ensayo, la resistencia del concreto completamente compactado, a
una edad dada, es inversamente proporcional a la relación agua-cemento. Este es
el factor más importante en la resistencia del concreto: Relación agua-cemento
= A/C
DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL CONCRETO A LA TRACCIÓN
MÉTODO DE COMPRESIÓN DIAMETRAL
Esta Norma Técnica Peruana establece el procedimiento para la determinación
de la resistencia a la tracción por compresión diametral de especímenes
cilíndricos de hormigón (concreto), tales como cilindros moldeados y testigos
diamantinos.
RESISTENCIA A LA FLEXIÓN
La resistencia a flexión o el módulo de ruptura se usa en el diseño de
pavimentos u otras losas (pisos, placas) sobre el terreno. La resistencia a
compresión, la cual es más fácil de ser medida que la resistencia a flexión, se
puede usar como un índice de resistencia a flexión, una vez que la relación
empírica entre ambas ha sido establecida para los materiales y los tamaños de
los elementos involucrados.
