CONCLUSIONS

Es la etapa cuando el concreto ya fraguado inicia el proceso de verdadero endurecimiento que lo conduce a la adquisición de propiedades mecánicas y de otra índole, cuyo desarrollo suele representarse mediante la evolución de la resistencia a compresión simple del concreto.

2.5.1 RESISTENCIA MECÁNICA

La resistencia mecánica del concreto endurecido ha sido tradicionalmente la propiedad más identificada con su comportamiento como material de construcción, lo cual se ha considerado atribuible a tres principales razones:

1. La resistencia mecánica (a compresión o tensión) tiene influencia directa en la capacidad de carga de las estructuras.

2. Es la propiedad más fácilmente determinable en el concreto endurecido

3. Los resultados de su determinación pueden ser utilizados como datos índices de otras propiedades del concreto.

Resistencia a la Compresión

La determinación de la resistencia a la compresión del concreto se efectúa mediante el ensayo hasta la ruptura de especímenes representativos, con tres finalidades principalmente:

I. Comprobar si las previsiones que se hacen al diseñar una mezcla de concreto son adecuadas para cumplir con la resistencia de proyecto.

II. Controlar la uniformidad de las resistencias y ajustarlas al nivel requerido durante la producción del concreto.

III. Verificar la resistencia del concreto como se encuentra en la estructura.

Se debe mencionar además que los especímenes representativos pueden ser elaborados durante la fabricación del concreto, mediante la obtención de muestras del concreto en estado fresco, o bien pueden ser obtenidos del concreto ya endurecido en la estructura

Para extraer los especímenes de la estructura existen dos procedimientos: el método tradicional que consiste en extraer especímenes cilíndricos (núcleos) por barrenación o especímenes prismáticos, y el método alternativo que es menos usual (porque su empleo se restringe a elementos planos horizontales) en el que se dejan moldes cilíndricos especiales sujetos a la cimbra de fondo.

Los moldes deben cumplir características específicas de acuerdo a normas:

Tabla 11: Comparación de normas para el moldeo de testigos de concreto

Norma o procedimiento Diámetro Altura Elaboración Curado ASTM C 42, Cilindros

extraídos con diamantina. En estructura o en molde prismático

3" 6"

Llenado del molde en capas de igual espesor, compactadas con varilla o por vibración según el revenimiento

Primeras 24 horas en los moldes protegidos por una cubierta para evitar la evaporación. Luego desmoldeo y puesto en agua saturada con cal a 23±2° C

ASTM C31, Cilindros de concreto moldeados a partir de concreto fresco en campo

4" 8"

Llenado del molde en capas de igual espesor, compactadas con varilla o por vibración según el revenimiento

Primeras 48 horas en los moldes protegidos por una cubierta para evitar

la evaporación. Se desmoldea y se coloca

en agua saturada con cal a 23±2 °C

ASTM C192, Cilindros de concreto moldeados a partir de concreto fresco en Laboratorio

4" 8"

Perforación del concreto endurecido con una

máquina provista de broca con corana diamante

Inicial: en las mismas condiciones de la estructura. Ensayo en condición húmeda 40 horas inmerso en agua saturada con cal a 23±2.

Ensayo en condición seca, secado al aire libre

7 días

Se evaluará la resistencia de los cilindros una vez hayan sido curados a edades de 3, 7, 28, 56 días de acuerdo a la norma ASTM C39 en la cual nos indica cómo debemos hacer la rotura de los cilindros.

La evaluación de la resistencia será medida de acuerdo a la norma ACI 214, la cual nos indica parámetros para hacer la evaluación y verificación de la calidad del concreto.

2.5.2 RESISTENCIA A LA TENSIÓN

El concreto endurecido se manifiesta en los ensayos bajo carga de corta duración como un material de tendencia frágil, pues su ruptura se produce con una deformación unitaria relativamente reducida: entre 100 y 200 millonésima a tensión y entre 2000 y 4000 millonésimas a compresión, según su grado de resistencia; y esta diferente 90 deformación a tensión y compresión puede verse como una manifestación de lo heterogéneo de su composición que le confiere el carácter de cuerpo anisótropo.

En concordancia con esta limitación, al diseñar las estructuras se procura que el concreto no trabaje a tensión directa; sin embargo, casi siempre es inevitable que el concreto en la estructura deba soportar ciertos esfuerzos a tensión, ya sea como consecuencia de determinadas condiciones de carga que involucran flexión y cortante, o como resultado de las contracciones que se producen en el concreto por secado o por temperatura, en condiciones que las restringen.

La resistencia del concreto a tensión también depende de las resistencias a tensión propias de la pasta de cemento, agregados y de la adherencia que hay entre ambos. La influencia relativa de estos factores puede variar en función de los procedimientos que se utilizan para determinar la resistencia del concreto a tensión, que son básicamente tres:

a) Prueba de tensión directa, por medio del ensayo de especímenes cilíndricos o prismáticos, sometidos a una fuerza de tensión axial.

b) Prueba de tensión indirecta, mediante el ensayo de especímenes cilíndricos, sujetos a la aplicación de una carga de compresión diametral.

c) Prueba de tensión por flexión en especímenes prismáticos (vigas), ensayados opcionalmente con una carga concentrada en el centro del claro, o con dos cargas concentradas iguales aplicadas en los tercios del claro.

En la resistencia a tensión de la pasta de cemento endurecida influyen, como factores básicos, su grado de porosidad y la presencia de microfisuras y otras discontinuidades originales, tal como sucede a compresión; por consiguiente, la relación agua/cemento, la

compactación y el curado continúan operando como medios prácticos para su regulación y desarrollo.

Figura 09: Representación esquemática de resistencia a tensión del concreto.

2.5.3 MÓDULO DE ELASTICIDAD

El concepto de deformación, en términos físicos se refiere al cambio de forma y dimensiones que un cuerpo experimenta por efecto de las fuerzas de diversa índole que actúan en él, sean estas inducidas por factores extrínsecos o intrínsecos. Conforme a tal concepto, puede considerarse que el concreto endurecido sufre cambios y deformaciones de origen estructural y no estructural, siendo esta última ampliada en el tema de cambios volumétricos.

Tratándose de las deformaciones de origen estructural, y específicamente de las que son resultado de la aplicación de carga, cabe señalar como variable importante el tiempo que la carga permanece aplicada, pues sus manifestaciones y consecuencias en las estructuras dependen de su duración.

La deformación del concreto bajo carga se acostumbra determinar experimentalmente en especímenes representativos, sometidos a cargas de compresión para medir las deformaciones en dirección longitudinal y transversal. Las deformaciones, que corresponden a la dirección en que se aplica la carga, se utilizan para determinar el llamado módulo de elasticidad estático a compresión, por su parte, las deformaciones registradas en dirección transversal a la carga, se aplican al cálculo de la relación de Poisson que corresponde al cociente de la deformación transversal entre la deformación longitudinal en el mismo intervalo de esfuerzos.

Cuándo un espécimen de concreto endurecido se somete por primera vez a una carga de compresión axial, que se incrementa progresivamente a velocidad uniforme hasta un valor inferior al de ruptura y después se retira a la misma velocidad.

A continuación, se representa un espécimen cilíndrico de diámetro d y altura h, antes de aplicarle carga; una vez aplicada la carga hasta llegar al valor p (produce un esfuerzo inferior al de ruptura) el espécimen manifiesta una deformación longitudinal bajo carga (∆lc ) y una deformación transversal simultánea (∆tc), según se muestra en el esquema 2; después de retirar completamente la carga, el espécimen no recupera totalmente sus dimensiones originales quedándole una deformación permanente, tanto en dirección longitudinal (∆lp) como en dirección transversal (∆tp).