Propiedades Del Estado Fresco

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es un trabajo realizado en la universidad nacional de ancash - peru "UNASAM". espero que les sirva...

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Propiedades Del Estado Fresco

  1. 1. CURSO : TECNOLOGÍA DEL CONCRETO DOCENTE : Ing. MAX ANDERSON HUERTA MAZA UNIDAD TEMÁTICA : 2.2 TEMA : PROPIEDADES DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO CICLO : 2009 - II INTEGRANTES : MAGUIÑA ROMERO IRIS 05.1064.4.AC HUANSHA VILLANUEVA DEYVI 061.0709.582 DEPAZ HIDALGO FERNANDO 062.0707.479 CÁCERES ANGELES, FÉLIX 00.0018.N.AC ESPINOZA MALVACEDA EDWIN 99-1114.8AC
  2. 2. PROPIEDADES DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO CONCRETO FRESCO Es aquel concreto recién preparado cuyo estado es plástico y moldeable, en el cual no se produce el fraguado ni el endurecimiento y adopta la forma del encofrado.
  3. 3. TRABAJABILIDAD Es el mayor o menor trabajo que hay que aportar al concreto en estado fresco en los procesos de mezclado, transporte, colocación, compactación y acabado.
  4. 4. Transporte Mezclado Compactación Colocación
  5. 5. 2. FACTORES QUE AFECTAN LA TRABAJABILIDAD: Está influenciada principalmente por la pasta, el contenido de agua y el equilibrio adecuado entre agregados gruesos y finos, produciendo en el caso óptimo una suerte de continuidad en el desplazamiento natural y/o inducido de la masa.
  6. 6. A. Contenido de cemento Habrá una mayor trabajabilidad cuando la cantidad de cemento en la mezcla sea mayor. B. Fineza del cemento A mayor fineza, mayor trabajabilidad C. Perfiles del agregado, textura superficial del agregado Las mezclas con canto rodado son siempre más trabajables que mezclas similares con piedra partida.
  7. 7. PERFILES DEL AGREGADO, TEXTURA SUPERFICIAL DEL AGREGADO Los agregados angulosos y lajosos requieren mayor cantidad de agua para la misma trabajabilidad que la requerida por los agregados lisos y redondeados El agregado fino con partículas de formas angulosas, afecta proporcionalmente más la trabajabilidad del concreto que piedras lajosas en el agregado grueso
  8. 8. D. Granulometría del agregado: No existe una granulometría ideal, desde el punto de vista de la trabajabilidad El efecto de la granulometría sobre la trabajabilidad del concreto en estado fresco es variable , puesto que depende de los contenidos de cemento y agua. Entonces:
  9. 9. Granulometría del agregado • La mejor granulometría será la que tenga menor área superficial, para un volumen dado de agregado. • La trabajabilidad no es afectada cuando se modifica la granulometría del agregado, siempre y cuando la superficie específica del agregado no varíe.  Agregados con granulometrías discontinuas exigen más agua para una misma trabajabilidad.  Puede emplearse granulometrías discontinuas, siempre que se emplee aquellas cuya superficie específica sea equivalente a la del agregado con granulometrías continuas.
  10. 10. E. LAS PUZOLANAS  En general, las adiciones al cemento mejoran la consistencia y la trabajabilidad del concreto fresco, porque se le añade un volumen adicional de finos a la mezcla.  El concreto con humo de sílice es utilizado típicamente con bajos contenidos de agua con aditivos reductores de agua de alto rango y estas mezclas tienden a ser cohesivas y más viscosas que el concreto corriente.  Las cenizas volantes y las escorias generalmente reducen la demanda de agua para el asentamiento (revenimiento) requerido del concreto.
  11. 11. También afectan la trabajabilidad del concreto:  El uso de aditivos fluidificantes o Incorporadores de aire puede mejorar la trabajabilidad de las mezclas.  Un exceso de tiempo de transporte, o un mezclado prolongado, aún con velocidad de agitación baja pueden influir negativamente en la trabajabilidad.  No debe agregarse agua en exceso para hacer más trabajable la mezcla, porque reduce la resistencia del concreto endurecido.
  12. 12. 3. LÍMITES DE LA TRABAJABILIDAD: La disminución de la pasta con respecto a la cantidad de agregado en la mezcla, tiende a hacerla más áspera y dura. Por otra parte un incremento en el volumen de la pasta hace a la mezcla más fluida. Para una determinada cantidad de pasta y agregado se tiene: • Si la pasta contiene más cemento y menos agua, será mas áspera y poco trabajable. • Si la pasta contiene más agua y menos cemento, la pasta puede ser lo suficiente mente fluida, y no formará con los agregados una masa cohesiva.
  13. 13. 4. ELECCIÓN DE LA TRABAJABILIDAD:  La trabajabilidad no debe ser mayor que la necesaria.  Un concreto con poca trabajabilidad no puede ser adecuadamente colocado y compactado.  El concreto debe ser lo sufrientemente trabajable como para garantizar el progreso de la obra sin la necesidad de añadir agua.
  14. 14.  Secciones pequeñas: La pequeña distancia entre las caras del encofrado puede restringir o hacer difícil el proceso de compactación del concreto.  Secciones muy elaboradas: Donde las esquinas no son redondeadas, y donde el concreto no es fácilmente accesible y compactable.
  15. 15.  Secciones altamente reforzadas: Donde las barras de refuerzo están cruzadas o superpuestas.
  16. 16. 6. MEDIDA DE LA TRABAJABILIDAD:  No existe un método de laboratorio para medir la trabajabilidad del concreto en estado fresco.  Depende en gran medida del criterio y experiencia del ingeniero.
  17. 17. CONSISTENCIA Es una propiedad importante del concreto fresco, esta propiedad define la humedad de la mezcla por su grado de fluidez de la misma . La consistencia se define por el asentamiento de la mezcla cuando se realiza el ensayo del cono de Abrams.
  18. 18. CLASIFICACIÓN DE LA CONSISTENCIA TIPO DE MEZCLA ASENTAMIENTO Mezclas Secas 0 - 2 Pulg. Mezclas Plásticas 3 – 4 Pulg. Mezclas Fluidas > a 5 Pulg.
  19. 19. Factores Que Disminuyen La Consistencia del Concreto:  La utilización de un agregado de perfil esférico tiende a disminuir la consistencia del concreto, en el cual el contenido de pasta es el mismo.  El empleo de partículas de agregado grueso de textura superficial suavizada permite obtener mezclas menos consistentes.
  20. 20. una adecuada selección de proporción de agregados finos y gruesos hace que la mezcla de concreto contenga una adecuada consistencia. Algunos criterios para la selección de una granulometría adecuada pueden ser los siguientes: •Desde el punto de vista de la consistencia no existe granulometría ideal. •EL efecto de la granulometría sobre la consistencia no es constante ya que depende de los contenidos de cemento y agua de la mezcla.
  21. 21. • La granulometría seleccionada debe de dar consistencia elegida con el menor contenido de humedad. • En una variación de la granulometría del agregado pero se mantiene la superficie especifica, la consistencia no es afectada.
  22. 22. MEDIDA DE LA CONSISTENCIA DEL CONCRETO Se realiza mediante el ensayo del Cono de Abrams según la norma ASTM C-143, es el método más utilizado en obra debido a su rapidez y efectividad. El ensayo consiste:  En llenar el concreto en 3 capas dando 25 golpes por capa, en un molde de forma de tronco de cono que tiene 0.20 cm de diámetro de base inferior, 0.10 cm. de diámetro de la base superior y 0.30 cm. de altura.
  23. 23. PROCEDIMENTO DEL ENSAYO DEL CONO DE ABRAMS
  24. 24. El supervisor solicitara la realización de este ensayo cada cierto tiempo para garantizar que la relación de agua - cemento sea el apropiado y el asentamiento sea lo indicado en el proyecto. En el caso de concreto premezclado se realizará un control por camión concretero. 28
  25. 25. COHESIVIDAD  La cohesividad se define como aquella propiedad gracias a la cual es posible controlar la posibilidad de segregación durante la etapa de manejo de la mezcla, al mismo tiempo que contribuye a prevenir la aspereza de la misma, y facilitar su manejo durante el proceso de compactación del concreto.  Normalmente se considera que una mezcla de concreto posee el grado apropiado de cohesividad si ella no es demasiado plástica ni demasiado viscoso, es plástica y no segrega fácilmente.
  26. 26. IMPORTANCIA DE LA COHESIVIDAD: La importancia de la cohesividad de la mezcla varía con las condiciones de colocación. Cuando es necesario transportar el concreto a gran distancia, hacerlo circular por canaletas o hacerlo pasar a través de la malla de acero de refuerzos, es esencial que la mezcla sea cohesiva 30
  27. 27. SEGREGACIÓN La segregación está definida como la descomposición mecánica del concreto fresco en sus partes constituyentes cuando el agregado grueso tiende a separarse del mortero. La segregación hace que el concreto sea: MAS DEBIL, MENOS DURABLE, y dejará UN POBRE ACABADO DE SUPERFICIE.
  28. 28. La segregación produce que disminuya la resistencia y la durabilidad del concreto. Puede producir fisuramiento y agujeros, afectando la resistencia y el acabado de un elemento estructural
  29. 29. EXUDACIÓN La EXUDACIÓN es definida como la elevación de una parte del agua de la mezcla hacia la superficie, generalmente debido a la sedimentación de sólidos. El proceso se inicia momentos después que el concreto ha sido colocado y consolidado en los encofrados y continua hasta que se inicia el fraguado de la mezcla, se obtiene máxima consolidación de sólidos, o se produce la ligazón de las partículas.
  30. 30. Fig. 1 Esquema de reducción de volumen manifestado por el concreto debido al fenómeno de exudación
  31. 31. Por otro lado, la exudación es un fenómeno natural e inevitable pero nuestra acción como profesionales de la tecnología del concreto debe tender a minimizarla. En la figura N° 2 se muestra conceptualmente la reducción volumétrica que sufre una pasta cementicia a medida que aumenta su grado de hidratación. Fig. 2 Relación volumétrica entre asentamiento plástico, contracción autógena y contracción química.
  32. 32. Otro aspecto a considerar es el espesor del elemento estructural a construir. Siendo la exudación del hormigón una magnitud aproximadamente constante para cada mezcla de acuerdo a sus características aquellas estructuras que posean una menor relación superficie/volumen estarán más afectadas por la exudación. Fig. 3 Exudación y asentamiento plástico de una mezcla de concreto colocada sobre losas de diferentes espesores
  33. 33. Cuando la exudación es excesiva, debe darse atención a la granulometría y angularidad del agregado fino. El empleo de arenas muy finas, las mezclas de arenas, y un control más cuidadoso son factores que pueden contribuir a la reducción de la exudación. Una forma de controlar la exudación es el empleo de agregado fino adecuadamente graduado, con presencia de los tamaños menores en las proporciones adecuadas.
  34. 34. TIEMPO DE FRAGUADO Fraguado del concreto. Cuando el cemento y el agua entran en contacto, se inicia una reacción química exotérmica que determina el paulatino endurecimiento de la mezcla. Dentro del proceso general de endurecimiento se presenta un estado en que la mezcla pierde apreciablemente su plasticidad y se vuelve difícil de manejar; tal estado corresponde al fraguado inicial de la mezcla. A medida que se produce el endurecimiento normal de la mezcla, se presenta un nuevo estado en el cual la consistencia ha alcanzado un valor muy apreciable; este estado se denomina fraguado final.
  35. 35. TIEMPO DE FRAGUADO Se puede definirse como tiempo de fraguado de una mezcla determinada, al lapso entre el fraguado inicial y fraguado final o en otras palabras el tiempo necesario para que la mezcla pase del estado fluido al sólido.  Normalmente, el inicio de fraguado ocurre entre 2 y 6 horas después del mezclado, y el final ocurre entre 4 y 12 horas.
  36. 36. FRAGUADO FALSO  El fraguado falso o endurecimiento prematuro, como se le llama a veces, es un endurecimiento inicial de la pasta de cemento que en raras ocasiones se presenta entre 1 y 5 minutos después del mezclado. Este problema se puede modificar o eliminar mediante el mezclado continuo o por el remezclado de la pasta de cemento o del concreto, con lo cual desaparece el endurecimiento sin pérdida de la calidad.
  37. 37. FACTORES QUE INFLUYE  Variaciones en el cemento  Temperatura de la mezcla  Temperatura ambiental.  Contenido de cemento de la mezcla  Dimensiones del elemento de concreto  Consistencia y relación agua-cemento  Características de exudación  Aditivos empleados
  38. 38. Cuando el concreto es empleado en losas o pavimentos, los siguientes factores también deben ser considerados • Humedad relativa • Velocidad del viento • Radiación solar • Capacidad de absorción de la sub rasante
  39. 39. Influencia del cemento El proceso de hidratación de diferentes cementos puede variar debido a las diferentes materias primas, finura del molido, los aditivos, la cantidad de agua adicionada y la temperatura de los materiales en el momento del mezclado. El aluminato tricálcico (C3A) es tal vez el compuesto que se hidrata con mayor rapidez, y por ello propicia mayor velocidad en el fraguado y en el desarrollo de calor de hidratación en el concreto
  40. 40. • El efecto de retardo también es susceptible a estas variaciones que pueden ser considerables en dosis mayores al 1%. • La tendencia: • Cementos Pórtland puros y finos: efecto de retardo reducido • Cementos más gruesos y algunos cementos con adiciones: efecto de retardo extendido • Un aumento en la relación a/c de 0.01 ocasiona un retardo adicional de media
  41. 41. Influencia de la temperatura  Los aumentos de temperatura acortan el retardo y las reducciones de temperatura lo extienden.  Cada grado debajo de 20°C extiende el tiempo de retardo en aproximadamente 1 hora.  Cada grado por encima de 20°C disminuye el tiempo de retardo en 0.5 horas.  Para mayor seguridad Trabajar con un concreto sin retardo de fragüe puede ser un problema en temperaturas superiores a 25°C. Ya que éste le acelera el tiempo de fraguado y evapora el agua. Esta evaporación produce una retracción acelerada, aumentando la probabilidad de fisuración y disminuyendo la resistencia del hormigón
  42. 42. OTRAS INFLUENCIAS  Una puede ser las características del agua por ejemplo:  No debe contener ingredientes dañinos ni para el hormigón ni para las armaduras SUSTANCIAS DISUELTAS Afectan al fraguado y endurecimiento. HIDRATOS DE CARBONO Son sustancias de naturaleza orgánica (azúcares) que dificultan o impiden con su presencia la hidratación de los granos de cemento. Afectan directamente al fraguado del cemento hasta el punto de evitar su endurecimiento
  43. 43.  SUSTANCIAS ORGÁNICAS SOLUBLES EN ÉTER Son sustancias que suelen estar presentes en aguas de cauces de ríos; como los aceites, las grasas y todas las sustancias de este tipo. Afectan desfavorablemente al fraguado y al endurecimiento
  44. 44. ADITIVIOS Los aditivos del concreto son productos capaces de disolverse en agua, que se adicionan durante el mezclado en porcentajes no mayores del 5% de la masa de cemento, con el propósito de producir una modificación en el comportamiento del concreto en su estado fresco y/o en condiciones de trabajo.
  45. 45. ADITIVOS ACELERANTES.  Los aditivos acelerantes de la norma ASTM Tipo C serán mencionados como acelerantes. Su función principal es acelerar el desarrollo temprano de la resistencia del concreto, es decir el endurecimiento. Aunque también pueden acelerar el fraguado
  46. 46. • El acelerante más común empleado durante muchas décadas fue el cloruro de calcio. Ya que es efectivo para acelerar la hidratación de los silicatos de calcio, principalmente C3S, posiblemente por un cambio ligero en la alcalinidad del agua de poros o como catalizador en las reacciones de hidratación. El cloruro de calcio es un acelerante efectivo pero tiene un defecto serio: La presencia de iones de cloruro en la vecindad del refuerzo de acero, favorece a la corrosión. Aunque las reacciones de corrosión solo ocurren en presencia de agua y oxigeno
  47. 47. CUANDO EMPLEARLOS • Cuando el concreto se va colar a temperaturas bajas, digamos de 2 a 4 °C. • En la elaboración de concreto prefabricado. • Cuando se desea un descimbrado rápido. • Cuando se requiere hacer un trabajo de reparación urgente.
  48. 48. BENEFICIOS DE UNA REDUCCIÓN EN EL TIEMPO : • Un acabado más rápido de • La posibilidad de un sellado las superficies. mas rápido de las vías de • Una reducción en el tiempo agua. que el concreto fresco ejerce presión sobre los • Una mejor protección del encofrados concreto en climas fríos
  49. 49. ADITIVOS RETARDANTES. Se puede lograr un retraso en el fraguado de la pasta de cemento con la adición a la mezcla de un aditivo retardante ASTM Tipo B , la cual retarde el fraguado inicial por lo menos una hora, pero no más de 3 ½ horas, en comparación con una mezcla de control La acción retardante la exhiben el azúcar, derivados de carbohidratos, sales solubles de zinc, boratos solubles y otras sales, el metanol es también un retardante posible. En la practica, los retardantes que también son reductores de agua ( Tipo B de ASTM) se usan comúnmente. Se necesita tener cuidado con el uso de retardantes ya que estos pueden inhibir totalmente el fraguado y endurecimiento del concreto
  50. 50. UTILIZACIÓN:  Son útiles en la elaboración de concreto en clima cálido cuando el tiempo de fraguado normal se acorta por la alta temperatura.  Previenen las juntas frías.  Prolongan el tiempo de transportación, colocación y compactación.
  51. 51. Beneficios de una reducción en el tiempo  Cuando la temperatura ambiente se incrementa, a fin de evitar perdidas en el  asentamiento y la necesidad de emplear mayor cantidad de agua en la mezcla.  Cuando el concreto va ser bombeado o transportado a gran distancia  Cuando se desea eliminar toda posibilidad de juntas débiles en gran secciones de concreto.  El retraso del endurecimiento se puede explotar para obtener acabados arquitectónicos de agregado expuesto:
  52. 52. DETERMINACION DEL TIEMPO DE FRAGUADO • El método mas común para determinar el tiempo de fraguado de los cementos se basa en la resistencia que opone la pasta de cemento a la penetración de la aguja de un aparato normalizado llamado APARATO DE VICAT
  53. 53. PESO UNITARIO El peso unitario es el peso varillado, expresado en kilos por metro cubico (Kg/m^3 ), de una muestra representativa del concreto. Cuando las mezclas de concreto experimentan incremento de aire, disminuye el peso unitario. La mayor compactación incrementa el peso unitario. Pero las modificaciones del peso unitario son debidas al tipo de agregado empleado.
  54. 54. El peso unitario del concreto se emplea principalmente para:  Determinar o comprobar el rendimiento de la mezcla.  Determinar el contenido de materiales (cemento, agua y agregado) por metro cúbico de concreto, así como el contenido de aire.  Formamos una idea de la calidad del concreto y de su grado de compactación.
  55. 55. ENSAYO La determinación del peso unitario puede realizarse aplicando el método de ensayo de la ASTM C -138 El procedimiento para su determinación, consiste en llenar un molde de volumen determinado con muestra representativa, en 3 capas sucesivas con 25 golpes cada capa, y luego pesarlo.
  56. 56. PESO POR METRO CUBICO: P.U. = Peso Unitario del Concreto en Kg. P = Peso del concreto + Peso del recipiente en Kg. R = Peso del recipiente en Kg. V = Volumen del recipiente en m³. RENDIMIENTO (VOLUMEN PRODUCIDO): M = Peso total de los materiales en Kg. Vh = Volumen de concreto producido en m³. N = numero de bolsas de cemento. Pc = Peso de una bolsa de cemento en Kg. Paf = Peso del agregado fino en Kg. Pag = Peso del agregado grueso en Kg. Pa = Peso del agua en Kg. P.U. = Peso unitario del concreto fresco. CONTENDIDO DE CEMENTO Y = Rendimiento, volumen del hormigón producido por lote (m3) C = contendido actual de cemento, kg/m3 Cb = masa de cemento en el lote, kg
  57. 57. El gráfico anterior muestra claramente que a mayor cantidad de reemplazo de cemento, menor será el peso unitario del concreto.
  58. 58. De acuerdo al tipo de agregado utilizado, los concretos se clasifican en livianos, normales y pesados. Concretos livianos: son preparados con agregados livianos y su peso unitario varía desde 480 a 1600 (kg/m^3) . Concreto normal: son preparados con agregados corrientes y su peso unitario varía de 2300 a 2500 (kg/m^3) .según el tamaño máximo del agregado. El peso unitario promedio es de 2400 (kg/m^3) . En concretos ciclópeo, el tamaño máximo del agregado varía de 3’’- 6’’ y el peso unitario puede llegar a 2500 (kg/m^3) . En concretos de alta resistencia, en los que el tamaño máximo del agregado grueso es el orden de 3/8’’ a 1/2’’, el peso unitario del concreto suele estar en el orden de los 2300 (kg/m^3) . Concretos pesados: son preparados utilizando agregados pesados, alcanzando el peso unitario valores de 5200 (kg/m^3) . Si se usan agregados ferrosos. Que se emplean para contrapesos o para blindajes contra radiaciones.
  59. 59. UNIFORMIDAD La uniformidad del concreto se estudia evaluando mediante el coeficiente de variación, la dispersión existente entre características análogas de distintas amasadas. La uniformidad del concreto depende de muchas variantes, entre las cuales podemos destacar:  El tiempo que se le da al concreto para su mezclado,  La buena adherencia entre pasta y agregado,  La granulometría de los agregados empleados para la fabricación del concreto, etc.
  60. 60. En cualquier mezcladora es esencial que se produzca un intercambio suficiente de los materiales en diferentes partes de la cámara, de modo que resulte un concreto uniforme. La norma ASTMC 94-83 prescribe que se tomen muestras a 1/6 y 5/6 de la descarga de la bacha y que las diferencias de las propiedades de ambas muestras no excedan ninguno de los siguientes límites:  Peso unitario del concreto: 16 kg/m^3  Contenido de aire : 1%  Revenimiento: 25 mm (1 in) cuando el promedio sea menos de 4 in, 40mm (1.5 in) cuando el promedio sea de 100 a 150 mm (4 a 6 in).  Porcentaje del agregado retenido en la malla de 3/16 in: 6%  Resistencia a la compresión (valor promedio de tres cilindros a los 7 días): 7.5%
  61. 61. CONCLUSIONES:  La trabajabilidad está influenciada por la pasta, el agua de mezclado y por el equilibrio entre los agregados.  Por lo general el concreto es trabajable cuando durante su desplazamiento mantiene siempre una película de mortero sobre el agregado grueso.  La consistencia varía por diversos motivos, uno de ellos es por el perfil del agregado, finura del agregado fino y del cemento.  Cuando la viscosidad del mortero se reduce por insuficiente concentración de la pasta, mala distribución de las partículas o granulometría deficiente; las partículas gruesas se separan del mortero y se produce segregación  E l mal control de la segregación; provocara en el concreto endurecido cangrejeras, fisuras disminuyendo la resistencia y durabilidad del producto final.
  62. 62. CONCLUSIONES:  La exudación se produce inevitablemente, pues es una propiedad inherente a su estructura, siendo importante evaluarla y controlarla para evitar efectos negativos.  El fraguado es el proceso de endurecimiento y por ende, pérdida de plasticidad, del concreto en el tiempo.  En el fraguado inicial, aumenta bruscamente la viscosidad, también aumenta la temperatura, luego de algunas horas, la pasta se vuelve indeformable y se transforma en un bloque rígido (fraguado final)  La densidad y el peso unitario se refieren a mezclas de concreto en las cuales aún no ha comenzado la reacción entre el cemento y el agua o que habiendo comenzado es todavía insignificante
  63. 63. “La sabiduría suprema es tener sueños bastantes grandes para no perderlos de vista mientras se persiguen” Anónimo

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