Transcript Módulo de elasticidad longitudinal

PROPIEDADES ELÁCTICAS DEL CONCRETO –
CAMBIOS VOLUMÉTRICOS
CURSO: TECNOLOGIA DEL CONCRETO
DOCENTE: Ing. VERGARA LOVERA, Daniel
ALUMNO: MORIANO CRUZ, Eli Jhonatan
FECHA: 28/06/2012
INTRODUCCION
El concreto no es un material eminentemente elástico, esto se
puede observar fácilmente si se somete a un espécimen a
esfuerzos de compresión crecientes hasta llevarlo a la falla.
Los cambios volumétricos constituyen uno de los aspectos más
importantes del comportamiento del concreto, tanto desde el
punto de vista de la tecnología del diseño de mezclas, su
producción, colocación y curado, como desde la perspectiva del
diseño estructural, dado que los efectos se traducen en
contracciones y/o expansiones que ocasionan una gran
variedad de problemas, asociados principalmente a
fisuraciones y deformaciones que algunas veces son objetables
desde el punto de vista estético y en otras producen la pérdida
de capacidad portante y/o la alteración de las condiciones de
uso y operatividad de las estructuras.
PROPIEDADES ELÁSTICAS DEL CONCRETO
El concreto no es un material completamente elástico y la
relación resistencia-deformación para una carga en constante
incremento adopta generalmente la forma de una curva.
Generalmente se conoce como Módulo de Elasticidad a la
relación del esfuerzo a la deformación medida en el punto
donde la línea se aparta de la recta y comienza a ser curva.
MÓDULO DE ELASTICIDAD
MODULO DE ELASTICIDAD
Modulo de Elasticidad del Concreto
Modulo de elasticidad del Acero
MÓDULO DE ELASTICIDAD ESTÁTICO Y DINÁMICO
MÓDULO DE ELASTICIDAD ESTÁTICO
Es la relación que existe entre el esfuerzo y la deformación unitaria axial al
estar sometido el concreto a esfuerzos de compresión dentro del
comportamiento elástico. Es la pendiente de la secante definida por dos
puntos de la curva del esfuerzo-deformación, dentro de esta zona elástica.
Método del Turkish Institution of Standards:
Método del Comité Europeo del Concreto (CEC):
Método del American Concrete Institute (ACI):
MÓDULO DE ELASTICIDAD DINÁMICO
Método de Prueba Estándar para las Frecuencias de Resonancia
fundamentales longitudinales de especímenes de Concreto.- Este método de
prueba se utiliza para determinar el módulo de elasticidad dinámico, este
método está destinado para la detección de cambios significativos en el
módulo de elasticidad dinámico de las muestras de laboratorio o campo que
han sido expuestas a la intemperie o a otro tipo de influencias de deterioro.
Método de Prueba Estándar para la Velocidad de Pulso a través del
concreto.- Este método determina la velocidad de propagación de pulsos de
onda de esfuerzo longitudinal a través del concreto. Esta velocidad está
relacionada con las propiedades elásticas del concreto y su densidad.
RELACIÓN DE POISSON
Es la relación entre las deformaciones transversal y longitudinal al
estar sometido el concreto a esfuerzos de compresión dentro del
comportamiento elástico.
 Módulo de elasticidad longitudinal (Modulo de elasticidad
estático)
 Módulo de elasticidad transversal
El módulo de elasticidad transversal, módulo de cortante o módulo
de cizalla, para la mayoría de los materiales, en concreto los
materiales isótropos guarda una relación fija con el módulo de
elasticidad longitudinal y el coeficiente de Poisson.
Coeficiente de Poisson
El coeficiente de Poisson corresponde a la razón entre la
elongación longitudinal y a la deformación transversal en un ensayo
de tracción. Alternativamente el coeficiente de Poisson puede
calcularse a partir de los módulos de elasticidad longitudinal y
transversal:
CAMBIOS VOLUMÉTRICOS
FENÓMENOS CAUSANTES DE LOS CAMBIOS VOLUMÉTRICOS
Están relacionados básicamente con el comportamiento de la pasta de cemento
y su interacción con los otros elementos: agregados, agua, aditivos y las
condiciones particulares del entorno como características ambientales de
humedad, temperatura, viento, etc.
1.-CONTRACCIÓN O RETRACCIÓN:
a)
Contracción intrínseca o espontánea: Es la verdadera contracción de
fraguado, producto del proceso químico de hidratación del cemento y su
propiedad inherente de disminuir de volumen en este estado.
b) Contracción por secado:
Se produce por la pérdida de humedad de la pasta debido a la acción de
agentes externos como son la temperatura, viento, humedad relativa, etc.
Que propician la evaporación del agua y secado.
El mecanismo es físico.
El efecto no es irreversible, pues el reponer el agua de absorción trae como
resultado una expansión, y la recuperación parcial de la contracción.
C) Contracción por carbonatación:
Se produce exclusivamente en el concreto endurecido, y es causado por la
reacción de los cristales de Ca(OH)2 de los productos de hidratación del
cemento comprimidos por la contracción de secado, con el CO2 del
ambiente formándose CaCO3 con una reducción del volumen inicial que
causa una descomprensión interna y contracción adicional.
FLUJO O FLUENCIA
Es el incremento de deformación unitaria en el concreto en función del tiempo,
bajo una carga constante y permanente. Es una característica inherente a la
pasta de cemento endurecido, su efecto en el concreto depende de la
interrelación con los demás componentes.
El flujo o fluencia podemos relacionarla con un reacomodo interior de las
partículas de la pasta.
También se denomina flujo plástico pues para una cierta condición constante de
carga y un tiempo de aplicación determinado, se produce una deformación no
recuperable o plástica.
El efecto más importante del flujo, reside en que ocasiona la relajación o
reducción gradual de esfuerzos de comprensión, lo cual resulta de singular
importancia en el caso de concreto preesforzado.
Cualquier medida que reduzca la contracción reducirá también el flujo.
CAMBIOS TÉRMICOS
Las variaciones de la temperatura en el concreto producen cambios
volumétricos. Cuando estos esfuerzos superan la resistencia en tracción
del concreto se produce la fisuración.
Puede deberse al calor de hidratación del cemento y/o a las condiciones
ambientales. El coeficiente de expansión térmica del concreto es del orden
de 7 a 11x10-6/°C con un promedio de 10x10-6/°C.
Los cambios térmicos producidos por el calor de hidratación del cemento
se verifican con mayor intensidad en los concretos masivos.
AGRESIVIDAD QUÍMICA INTERNA Y
EXTERNA

LA AGRESIÓN QUÍMICA INTERNA:
constituida por reacciones de los constituyentes del concreto con la
pasta de cemento, generándose compuestos que cambien de
volumen y se expanden destruyéndolo.
Se produce porque el concreto contiene agregados contaminados
con cloruros y/o sulfatos o son reactivos con los álcalis del cemento
produciéndose en ambos casos compuestos expansivos.
Este tipo de agresión tarda varios años en manifestarse, no existe
manera de contrarrestar su efecto salvo la preparación y reposición
del concreto dañado.
 LA AGRESIÓN QUÍMICA EXTERNA:
constituida por el flujo de sales en solución (sulfatos), hacia el
concreto, formando sulfoaluminatos que tienen la propiedad de
aumentar de volumen.
Para combatir este efecto, se debe usar cementos con bajo
contenido de aluminato tricálcico como Tipo II y V y los cementos
puzolánicos.
CONTROL DE LOS CAMBIOS VOLUMETRICOS
CONTROL DE LA CONTRACCION Y EL FLUJO
 En el diseño de mezclas:
Emplear relación a/c baja.
Usar menor cantidad de agua
Usar agregados densos con poca absorción
Emplear aditivos que reduzcan la relación agua cemento.
Emplear el mayor tamaño de agregados y mayor porcentaje depiedra
compatibles con las condiciones de colocación y trabajabilidad.
 En los procesos constructivos:
Evaluar en cada caso particular las condiciones ambientales y de
colocación del concreto.
Controlar la temperatura de colocación del concreto no supere los
valores referenciales.
 En los diseños estructurales:
No escatimar las juntas necesarias para reducir al mínimo posible las
restricciones a las deformaciones.
Para losas o pisos, las juntas no menos de 30 veces el espesor del
elemento.
CONTROL DE LOS CAMBIOS TÉRMICOS
En el diseño de mezclas:
Emplear cementos de bajo calor de hidratación para
estructuras masivas.
Diseñar mezclas para el menor asentamiento.
Estimar previamente a los vaciados masivos las temperaturas
a que llegará el concreto en función del tipo de cemento.
 En los procesos constructivos:
Control meticuloso de temperaturas antes, durante y después
de los vaciados masivos.
Planificación meticulosa de cada etapa de producción,
transporte, colocación y curado del concreto masivo.
 En los diseños estructurales:
Especificar en los diseños el tipo de cemento a emplearse.
Evaluar la información disponible sobre registros de
temperatura, humedad, viento, etc.
Tener en cuenta el tipo de rellenos laterales que se
especifiquen para estructuras expuestas a ambiente.

CONTROL DE LA AGRESION QUIMICA
Evaluar los agregados para descartar si son
reactivos con los álcalis o están
contaminados con cloruros y sulfatos.
 No emplear aditivos que contengan cloruros,
ni agua con sales.
 Impermeabilizar la estructuras expuestas al
flujo de soluciones salinas mediante pinturas
bituminosas con base de alquitrán o brea.
 Reemplazar el suelo contaminado con
rellenos granulares que sirvan de drenaje al
romper el flujo capilar y evitar que las sales
entren en contacto con el concreto.

CONCLUSIONES
Es importante tener control sobre los cambios
volumétricos, en todos los procesos, ya que será
mejor diseñar un concreto durable que la
demolición o cambio a la construcción hecha en
obra.
A continuación describo los efectos que tienen
algunos factores que influyen en los esfuerzos a
comprensión: el concreto aumenta su capacidad
de carga con la edad y el tipo de curado empleado,
los efectos de la relación agua-cemento es, a
mayor relación menor es la resistencia.