El Concreto fresco y en fase de fraguado

Etapas del Concreto

• FRAGUADO:
  • Estado Fresco
  • Estado Endurecido

PROCESO PRODUCTIVO

Diseño de mezclas

¿QUE DEBEMOS LOGRAR?

1. Que el hormigón en estado fresco dure el suficiente tiempo mientras es transportado, vertido, colocado y compactado sin presentar indicios de fraguado.
2. Que el hormigón posea la manejabilidad necesaria y suficiente pero no en exceso para que este sea vertido y compactado dentro del molde llenando la totalidad de sus espacios.
3. Que el hormigón pueda ser bombeado (si procede) sin sufrir segregación ni provocar tapado en mangueras y tuberías.
4. Que el hormigón una vez colocado rinda el volumen esperado.
5. Que el hormigón del elemento cumpla con la resistencia de diseño.
6. Que el hormigón en su etapa de servicio, y durante su vida útil, sea capaz de no sufrir degradación prematura que limite su durabilidad.
7. Que el hormigón, cumpliendo con los puntos anteriores sea elaborado al menor costo.

Factores a tener en cuenta para dosificar un hormigón.

• La volumetría
• La consistencia
• La resistencia
• El tamaño máximo del agregado

Volumetría

La suma de los volúmenes de los distintos componentes debe ser 1025 litros para obtener un metro cúbico de hormigón.

A + C/p + G 1/p1 + G 2/p2 + Ad = 1. 025 litros

siendo:

• A =litros de agua por metro cúbico de hormigón.
• C =peso del cemento en kg por metro cúbico de hormigón.
• p =peso específico real del cemento, en kg por litro.
• G1 y G2 =pesos de la arena y de la grava, en kg por m3 de hormigón.
• p1 y p2 =pesos específicos reales de la arena y de la grava, en kg por litro.
• Ad =litros de aditivos por metro cúbico de hormigón.

Hormigón o concreto fresco

La mezcla intima de los componentes del concreto convencional produce una masa plástica que puede ser moldeada y compactada con relativa facilidad,(concreto fresco). Las propiedades requeridas del concreto fresco están gobernadas por el tipo de construcción y por las técnicas de colocación y de transporte.

PROPIEDADES EN ESTADO FRESCO

• Trabajabilidad , Manejabilidad, Docilidad o Laborabilidad
• Segregación
• Exudación o sangrado

TRABAJABILIDAD O MANEJABILIDAD

Es aquella que determina cual es el trabajo utilizado en vencer la fricción entre los componentes del concreto, y entre este y el encofrado o refuerzo, para lograr una compactación adecuada. En otras palabras, es la capacidad que él tiene para ser colocado y compactado apropiadamente sin que se produzca segregación alguna.

La trabajabilidad esta representada por:

• La Compacidad; es la facilidad con la que es compactado o consolidado para reducir el volumen de vacíos y por lo tanto el aire atrapado.
• La Cohesividad; es la aptitud que tiene para mantenerse como una masa estable y sin segregación.
• La Plasticidad; es lo condición que le permite deformarse continuamente sin romperse.
• La Consistencia o movilidad; es la habilidad para fluir es decir la capacidad de adquirir la forma de los encofrados que lo contienen, y de llenar espacios vacíos alrededor de los elementos que absorbe.

Factores que afectan la manejabilidad

• Contenido de cemento
• Contenido de agua de mezclado
• Contenido de aire
• Textura y forma de los agregado
• Tamaño máximo del agregado
• Relación pasta agregado
• Condiciones climáticas
• Usos de aditivos

Ensayo del cono de Abrams

• Es una medida de la consistencia del concreto que se refiere al grado de fluidez de la mezcla, esto indica que tan seca o fluida está cuando se encuentra en estado fresco.
• Mide el asentamiento , revenimiento o slump.

Ensayo para medir la manejabilidad

Revenimiento recomendado para los distintos tipos de elementos

Quien define el asentamiento

ESQUEMA DE HORMIGONADO CON TUBO TREMIE.

Consistencia muy fluida

Vaciados bajo agua sin confinamiento

PEDIDOS. QUIEN DEFINE EL REVENIMIENTO

Compactación del Conreto

• Vibración interna

Reglas Vibratorias

El Hormigón autocompactante

(consistencia fluida, pero viscosa)

Se caracteriza por la capacidad de fluir y rellenar cualquier parte del encofrado, solamente por la acción de su propio peso, sin ser necesaria una compactación por medios mecánicos, y sin existir bloqueo ni segregación: de ahí su denominación autocompactante.

PEDIDOS. Otros aspectos a considerar.

Entre los casos que se requiere de información diferenciada están los siguientes:

1. Vaciados en zonas de difícil accesos.
2. Vaciado del primer camión con muchas tuberías o a gran altura.
3. Vaciado de techo muy inclinado.
4. Vaciado sumamente distante o de bombeo lento.
5. Vaciado en moldes con alta concentración de varillas.
6. Vaciados de finos de techo.
7. Vaciados con requerimientos de altas resistencias iníciales.
8. Vaciados de pisos pulidos y estampados (estudiarlos).

SEGREGACION

La segregación del hormigón es la separación de sus componentes una vez amasado provocando que la mezcla de hormigón fresco presente una distribución de sus partículas no uniforme.

FORMAS EN QUE SE PRESENTA LA SEGREGACION

1. Cuando se usan mezclas pobres y demasiado secas, de tal manera que las partículas gruesas tienden o separarse, bien sea, porque se desplazan a la largo de una pendiente o porque se asientan más que las partículas finas.
2. El segundo tipo se presenta particularmente en mezclas húmedas, y se manifiesta por la separación de una parte de los agregados.

PARA DISMINUIR LOS RIESGOS DE SEGREGACION

• Dosificar en forma adecuada los materiales.
• Hacer una inspección visual del aspecto de la mezcla.
• Reducir las distancias de acarreo del concreto dentro de las obras
• No arrojar el concreto desde alturas mayores a 2 m.
• No transportar el concreto por conductos con cambios bruscos de dirección.
• No descargar el concreto contra un obstáculo.
• No dejar huir, el concreto o lo largo de la formaleta.
• No esparcir un montón de concreto con el vibrador.
• No exceder el tiempo de vibración del concreto.
• No utilizar agregado grueso cuya densidad difiera apreciablemente del fino.

Exudación o Sangrado.

Es una forma de segregación o sedimentación, en la cual parte del agua de mezclado tiende a elevarse a la superficie de una mezcla de concreto recién colocada. Esto obedece a que los constituyentes sólidos de la mezcla no pueden retener toda el agua cuando se asientan durante el proceso de fraguado.

Hormigón fresco. Colocación

Requisitos Básicos

• Mantenga la calidad del concreto
  • Relación agua/cemento
  • Revenimiento
  • Contenido de aire
  • Homogeneidad
• Evite la separación del agregado y del mortero (la segregación).
• Evite el movimiento horizontal excesivo
• Consolide adecuadamente
• Mantenga suficiente capacidad de colocación
• Escoja el equipo adecuado para la compactación

Flujo de camiones y pedidos de completivos

Mezclado de hormigón – Mecánico

• Cargue de un 75-90% del total del agua correspondiente a la liga completa.
• Agregue la mitad de la grava.
• Vierta toda la arena.
• Agregue el cemento correspondiente a la liga.
• Agregue la restante mitad de la grava.
• Cargue el agua restante.

Mezclado de hormigón – Manual

1. Mida la arena, vacíela y extiéndala sobre el área de ligado.
2. Mida el agua de la mezcla y con una parte de ella humedezca la arena
3. Distribuya el cemento sobre la arena.
4. Revuelva el cemento y la arena hasta obtener perfecta uniformidad. Extienda la mezcla en la superficie.
5. Vacié la grava sobre la mezcla de arena y cemento
6. Revuelva bien el conjunto de materiales y extienda la mezcla.
7. Distribuya la parte restante del agua. Nunca agregue el agua en forma parcial a medida que va ligando.
8. Ligue nuevamente todo los materiales hasta obtener un material uniforme.
9. Nunca deje pasar mas de ½ hora entre la preparación y la colocación de la mezcla.

FRAGUADO

Fraguado: La condición alcanzada por una pasta cementicia, mortero u hormigón que ha perdido plasticidad hasta un nivel arbitrario, generalmente medido en términos de la resistencia a la penetración.

TIEMPO DE FRAGUADO

Se llama tiempo de fraguado al tiempo máximo desde que hay contacto entre el cemento y el agua hasta que se pueda manipular sin producir daños en su resistencia. Si lo manipulamos cuando ha pasado este tiempo romperíamos los enlaces de los cristales que están formándose. Pasado este tiempo el hormigón que se transporta no debe ser vaciado.

Tiempos de fraguado

• Para determinar los tiempos de fraguado se utiliza el equipo de aguja Vicat.
  • Fraguado inicial: Se refiere a la primera rigidización
  • Fraguado final: Se refiere a una rigidez significativa

Conocer los tiempos de fraguado inicial y final, es importante porque así se puede estimar el tiempo disponible para , transportar, colocar y vibrar concreto en obra, así como las operaciones de pulido y estampado.

Operaciones durante el fraguado

Gradualmente pierde estas características hasta que al cabo de algunas horas se torna rígida experimentando un aumento de la temperatura (fraguado).

Parámetros que influyen de mayor manera en el tiempo de fraguado

• Composición química del cemento (AC3, SC3 y el yeso)
• Cantidad de cemento.
• Finura del cemento (blaine)
• Temperatura ambiente
• R.P.M del mezclador
• Relación a/c
• Uso de aditivos

Esquema de Fabricación del Cemento

Falso Fraguado

Falso Fraguado o endurecimiento prematuro.- Se manifiesta por un endurecimiento rápido del hormigón poco después del mezclado. Si este es resultado de la deshidratación del yeso durante el proceso de molido, por lo general desaparece con un mezclado adicional. Si es resultado de la interacción cemento-aditivo, es posible que se requieran agua y mezclado adicionales para mitigar el problema.

Contracción plástica o retracción

No es una fuerza como tal, sino una deformación impuesta espontánea. Ocurre cuando el hormigón contrae su volumen durante los procesos de fraguado y endurecimiento, siempre que estos ocurran al aire libre. La retracción puede explicarse por la pérdida paulatina del agua en el hormigón.

Retracción

• Hidráulica
  • Durante el Fraguado
  • Durante el endurecimiento
• Térmica

ETAPAS DEL CONCRETO

Retracción hidráulica durante la etapa plástica

Las fisuras de retracción hidráulica previas y durante el fraguado, reciben también el nombre de fisuras por contracción plástica o retracción plástica, estas surgen principalmente en losas y pisos, por lo común, generan grietas que aparecen brevemente después de que el brillo del agua desaparece de la superficie del hormigón, generalmente tienen profundidades considerables y no siguen un mismo patrón o simetría.

Fisuras de contracción plástica

La evaporación supera la exudación.

• Factores.
  • Velocidad del viento.
  • Humedad relativa.
  • Altas temperaturas.

FISURAS DE CONTRACCION PLASTICA ORIGINADA por sobre compactación y /o exceso de llana en la terminación superficial.

Las altas temperaturas del hormigón fresco

• Las altas temperaturas puede afectar el hormigón fresco de dos formas importantes:
  • El elevado ritmo de evaporación puede inducir a una temprana fisuracion por retracción plástica o por retracción por secado y el ritmo de evaporación puede también eliminar agua de la superficie necesaria para la hidratación a menos que se empleen apropiados métodos de curado.
  • Una alta temperatura acelera la hidratación del cemento (alto calor de hidratación) y contribuye a un potencial agrietamiento térmico en estructuras masivas de concreto.

Hoover Dam

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Autor: Ing. José Toirac