Unidad 7 -PROPIEDADES DEL HORMIGÓN ENDURECIDO (1)

Vista previa del material en texto

Tecnología del hormigón Página 1/25 
 
 
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL 
Facultad Regional Santa Fe 
 
Cátedra: Tecnología del Hormigón - Ingeniería Civil 
Profesor: Ing. Ma. Fernanda Carrasco 
 
 
 
UNIDAD 7. PROPIEDADES DEL HORMIGÓN ENDURECIDO 
 
El hormigón presenta características favorables en el estado endurecido que le permiten ser 
un material de uso masivo en las construcciones civiles. La más importante de las 
propiedades de este material en ese estado, es la durabilidad. Aunque siempre se hace 
hincapié en la resistencia, tal vez por que es más fácil de evaluar y resulta muy útil a los 
proyectistas para el cálculo y diseño de una estructura de hormigón armado. Los procesos 
de deterioro del hormigón y del acero de refuerzo generalmente se discuten en un ámbito 
que no incluye a los calculistas. 
La durabilidad del material en sí mismo es un punto importante, pero debemos realizar 
estructuras que resulten durables. Este concepto es más amplio y no sólo debemos analizar 
las características del medio ambiente y de los componentes del hormigón, sino que 
debemos proyectar las etapas de colocación, compactación y curado, que unidas a la 
elección de recubrimiento y. disposición de armaduras adecuados, nos permitirá asegurar la 
durabilidad de la obra. Una durabilidad deficiente implicará incrementar los costos de 
mantenimiento y reparación de la estructura. 
Los reglamentos de construcción de estructuras de hormigón especifican relaciones a/c 
máximas, contenido y tipo de cemento, uso de aditivos, características de los agregados, 
etc., para obtener una estructura durable. Pero, hasta el momento no existe un reglamento 
que permita asegurar una definida vida en servicio de la misma. Este es un criterio moderno 
de diseño por durabilidad. Esto involucra definir o adoptar algún parámetro del material 
relacionado con el coeficiente de difusión para diferentes especies (por ejemplo cloruros) y 
revalorizar la función del hormigón de recubrimiento. 
 
UNIFORMIDAD DEL HORMIGÓN EN ESTADO ENDURECIDO 
En todas las etapas del proceso de construcción se debe mantener la uniformidad del 
material, de manera de lograr que el mismo se encuentre controlado. La falta de uniformidad 
en el hormigón implica diferencias entre distintos puntos de un elemento estructural, en su 
capacidad de deformarse, en los niveles de resistencia, en su durabilidad y en su densidad. 
La uniformidad depende del grado de, control empleado en la elaboración, colocación y 
curado, etapas previas a la puesta en servicio. Es necesario controlar la granulometría del 
agregado fino, el tamaño máximo del agregado grueso, las características del cemento, el 
grado de humedad de los agregados, la medición en peso de los materiales, la exudación y 
la segregación, el vibrado y el curado. 
 
DURABILIDAD 
Se define como durabilidad a la habilidad del material para resistir la acción de la intemperie, 
los ataques químicos, abrasivos y cualquier otro proceso de deterioro. Es indispensable que 
el hormigón mantenga su forma original, su calidad y serviciabilidad cuando esta expuesto al 
Tecnología del hormigón Página 2/25 
medio ambiente, tal cual ha sido proyectado. Cuando esto ocurre se afirma que el hormigón 
es durable. 
Los factores que alteran esta propiedad pueden ser externos o internos. Las primeras causas 
pueden ser originadas por condiciones atmosféricas desfavorables, temperaturas extremas, 
abrasión, ataques por líquidos o gases. Las causas internas son la reacción álcali-agregado, 
cambios volumétricos y, sobre todo, la permeabilidad del hormigón. Este factor determina en 
gran medida la vulnerabilidad del hormigón a los agentes externos y, por ello, un hormigón 
durable deberá ser relativamente impermeable. 
 
Permeabilidad 
La penetración de iones en solución puede afectar adversamente la durabilidad del 
hormigón; por lixiviación del Ca(OH)2, ataque a las armaduras de refuerzo, por reacciones 
deletéreas o cristalización de sales. Este ingreso depende de la permeabilidad del hormigón 
y está determinado por la facilidad con que el hormigón puede saturarse de agua, por lo 
tanto, la permeabilidad se asocia directamente con la vulnerabilidad del hormigón. La 
permeabilidad es una propiedad que se debe acotar en los hormigones para estructuras que 
contienen líquidos: presas y reservorios de agua. El ingreso de líquidos al interior del 
hormigón se puede originar por dos mecanismos: 
Absorción: es la capacidad de un material de retener agua en su masa. 
Permeabilidad: es la propiedad de permitir la circulación de agua a través de él. 
La absorción valora la porosidad del material, y la permeabilidad da un índice de la cantidad 
tamaño de vacíos que dicho material posee, del grado y tipo de interconexión que existe 
entre ellos. 
Para el hormigón elaborado con agregado de peso normal, la permeabilidad es controlada 
por la porosidad de la pasta de cemento, pero la relación no es tan simple como la distribu-
ción del tamaño del poro, que es un factor. Por ejemplo, aunque la porosidad del gel del 
cemento es de 28 %, su permeabilidad es muy baja (7 x 10-6 m/s), por la textura del gel 
extremadamente fina y el tamaño pequeño de los poros del gel. La permeabilidad de la pasta 
de cemento hidratada es mayor por la presencia de poros capilares más grandes y, de 
hecho, su permeabilidad es generalmente una función de la porosidad capilar (Figura 1). 
Como la porosidad capilar es controlada por la relación a/c y por el grado de hidratación, 
también la permeabilidad de la pasta de cemento depende principalmente de esos 
parámetros. En la figura 2 se muestra que, para un grado determinado de hidratación, la 
permeabilidad es más baja para pastas con menores relaciones de a/c, especialmente 
cuando es inferior a 0.6, en la cual los capilares llegan a ser segmentados o discontinuos. 
Para una relación a/c dada, la permeabilidad disminuye al continuar el cemento hidratándose 
y llenando algunos de los espacios de agua originales; en estos casos la reducción en 
permeabilidad es más rápida mientras más baja es la relación a/c. 
La gran influencia de la segmentación de capilares sobre la permeabilidad ilustra el hecho de 
que la permeabilidad no es una simple función de porosidad. Es posible que dos cuerpos 
porosos tengan porosidades similares, pero permeabilidades diferentes, como se muestra en 
la figura 3. De hecho, sólo un gran paso que conecte a los poros capilares dará como 
resultado una gran permeabilidad, mientras que la porosidad permanecerá virtualmente sin 
cambio. 
 
 
 
 
 
Tecnología del hormigón Página 3/25 
 
Figura 1: Relación entre porosidad 
y permeabilidad de la pasta de 
cemento (Neville) 
Figura 2: relación entre el grado de hidratación y razón a/c con la 
permeabilidad de la pasta de cemento (AATH) 
 
 
Figura 3: Representación esquemática de materiales de porosidad similar: a) permeabilidad alta y poros capilares 
interconectados; b) permeabilidad baja y poros capilares segmentados (Neville) 
 
Ensayo de Permeabilidad (IRAM 1554:1983) 
Se utilizan probetas de sección cuadrada o circular de diámetros o lados de 15, 20 o 30 cm y 
con un espesor mínimo de 15 cm, asegurando en todos los casos que las dimensiones sean 
mayores al triple del tamaño máximo del agregado grueso. La superficie de estas probetas 
que no está afectada al ensayo se sella mediante dos capas de pasta de agua y cemento 
con una razón a/c de 0.4. 
Posteriormente, se aplica agua a presión: 0.1 MPa durante las primeras 48 hs, 0.3 MPa las 
siguientes 24 hs y 0.7 MPa las últimas 24 hs. (Figura 4) 
Una vez cumplido el ciclode aplicación de agua a presión, se dividirá la probeta en dos 
mitades (aplicando carga con una prensa), determinado sobre cada superficie la penetración 
máxima de agua en el hormigón. 
 
Tecnología del hormigón Página 4/25 
 
Figura 4: Esquema de ensayo de permeabilidad (IRAM) 
 
Succión capilar 
La succión capilar puede explicarse como un proceso mediante el cual el exceso de energía 
de la superficie de los poros del hormigón, debido a la falta de enlace con las moléculas 
cercanas, tiende a compensarse adsorbiendo moléculas de agua sobre dichas superficies. 
La tendencia del material a absorber agua crea una succión capilar que es función de la 
tensión superficial del líquido, y de la geometría y dimensiones de los poros. 
La capacidad y la velocidad de succión del hormigón y particularmente del hormigón de 
recubrimiento es un parámetro asociado con la durabilidad de las estructuras de hormigón. 
Este comportamiento se ajusta a la siguiente expresión: 
I= C+ S t1/2 
donde I es la cantidad acumulada de agua absorbida, S la tasa de succión, t el tiempo de 
inmersión y C una constante que tiene en cuenta la perturbación inicial provocada por las 
condiciones de ensayo y que depende de la terminación de la superficie. 
El ensayo de succión capilar se representa en forma gráfica como la cantidad de agua 
absorbida por unidad de área en función de la raíz cuadrada del tiempo como puede 
observarse en la Figura 5, en la misma el valor final indica la cantidad total de agua 
absorbida por el material. Algunos 
autores afirman que en los primeros 
instantes del ensayo los poros 
capilares dominan el proceso de 
succión y luego la tasa de flujo es 
limitada por los poros del gel. En 
consecuencia, la parte de esta curva 
comprendida entre 0 y 1 hora 
representa la cantidad de agua 
necesaria para llenar los poros 
grandes y se denomina succión inicial 
(SO); en tanto que, la segunda parte 
de la curva es la cantidad de agua 
necesaria para llenar los poros más 
finos. En esta última es posible 
determinar mediante un análisis de 
regresión la velocidad de succión de 
los hormigones como la pendiente de 
la curva en dicha zona. 
Figura 5: representación resultados de ensayo 
 de succión capilar (Menéndez et. Al) 
Tecnología del hormigón Página 5/25 
Ensayo de succión capilar (IRAM 1871:2004) 
El método consiste en registrar el incremento de masa de una muestra, constituida por una 
probeta o testigo de hormigón endurecido, sometido a la acción del contacto con agua en una de 
sus bases. 
Las muestras de ensayo están constituidas por probetas y/o testigos calados de hormigón 
endurecido sobre los cuales se realiza un primer aserrado a 3 cm del extremo 
correspondiente a la base de contacto de la probeta con el molde, se descarta el corte 
realizado y se reitera el aserrado de la probeta a una distancia de 50 mm ± 2 mm, esta 
sección conforma la probeta de ensayo (figura 6). 
Se sella con pintura impermeabilizante toda la superficie lateral de las probetas o testigos 
para evitar la absorción en ese sector no contemplado en los cálculos y se secan en estufa a 
50 °C ± 2 °C hasta masa constante. 
Las probetas se introducen en un recipiente cerrado, sobre la base de apoyo, con una altura 
de agua respecto de la base de absorción de 2 mm ± 1 mm y a una temperatura de 20 °C ± 
2 °C (figura 7). Este instante se registra como el tiempo inicial del ensayo (t=0) y luego, 
periódicamente, se retira cuidadosamente cada probeta o testigo, se enjuga con un paño la 
base de absorción y la superficie lateral y se determina la masa húmeda. 
 
 
 
Figuras 6: obtención de probetas (IRAM) Figura 7: esquema de ensayo de succión (Menéndez et. Al) 
 
ESTABILIDAD VOLUMÉTRICA 
El hormigón es inestable volumétricamente y específicamente la pasta es la responsable de 
los cambios que sufre el material, cuando se modifica el grado de humedad o se halla 
sometido a un esfuerzo permanente. Un buen hormigón puede tener variaciones de 150 a 
200 µm/m, y cuando existe un exceso de agua de mezclado puede alcanzar los 400 ó 500 
µm/m. Estas dilataciones y contracciones que sufre el hormigón generan tensiones de 
compresión y de tracción, respectivamente, si los vínculos (fundación, capa de hormigón de 
mayor edad) se las restringen. Los esfuerzos de compresión no crean problemas, pero si los 
de tracción, debido a la poca capacidad que tiene el hormigón para resistir este tipo de 
esfuerzos. El agua, al ingresar al hormigón provoca un incremento de volumen por la presión 
que genera, luego, al evaporarse el efecto es contrario, el material se contrae. 
 
 
 
Tecnología del hormigón Página 6/25 
Factores que Influyen sobre la Contracción y el Creep 
De la Pasta 
Porosidad de la pasta (Edad, relación a/g y grado de hidratación) 
Temperatura de curado 
Composición del cemento 
Contenido de humedad 
Aditivos presentes 
 
Del Hormigón 
Rigidez del agregado 
Contenido de agregado (contenido de cemento) 
Relación “Volumen/superficie” 
Densidad 
 
Del Medio Ambiente 
Humedad relativa 
Velocidad de secado 
Tiempo de secado 
Carga aplicada (solo para creep) 
Duración de la carga (solo para creep) 
 
Contracción por secado 
Las variaciones de humedad en el hormigón endurecido están indefectiblemente 
acompañadas por variaciones volumétricas. La reducción de volumen que se produce 
durante el secado se denomina contracción por secado y el aumento de volumen, como 
resultado de un rehumedecimiento, hinchamiento o expansión. Parte de esta deformación es 
irreversible y debe distinguirse de la parte reversible, llamada movimiento por humedad. 
Cuando el hormigón se seca, en primera instancia se pierde el agua libre, es decir, el agua 
contenida en los poros capilares que no está químicamente combinada. Este proceso induce 
gradientes de humedad en la pasta de cemento, de modo que, con el tiempo las moléculas 
de agua se transfieren de la superficie del C-S-H hacia los capilares vacíos y luego fuera del 
hormigón y como consecuencia, la pasta de cemento se contrae. Sin embargo, la reducción 
de volumen que experimenta la pasta no es equivalente al volumen de agua perdida, ya que 
existen restricciones impuestas a la consolidación de la estructura del C-S-H y al hecho de 
que la salida del agua libre no causa contracciones volumétricas significativas de la pasta. 
 
Contracción por carbonatación 
Además de la contracción por secado, en el hormigón endurecido se produce una 
contracción por carbonatación. Muchos datos experimentales incluyen ambos tipos de 
contracción, pero sus mecanismos son diferentes. 
Cabe puntualizar que, por carbonatación se entiende a la reacción del CO2, proveniente del 
medio ambiente, con el cemento hidratado. El gas CO2 está presente en la atmósfera 
(aproximadamente 0.03 % en el aire rural; 0.1 % en laboratorios no ventilados y 
generalmente más de 0.3 % en ciudades) y en proporciones suficientes para causar una 
reacción considerable con la pasta de cemento, a largo plazo. En presencia de humedad, el 
CO2 forma ácido carbónico que reacciona con el Ca(OH)2 para formar CaCO3; además, otros 
compuestos del cemento también se descomponen y forman sílice hidratada, alúmina y 
óxido férrico. 
Tecnología del hormigón Página 7/25 
 
 
Figura 8. Comportamiento típico del hormigón sometido a secado y rehumedecimiento. [adaptado de 
Mindes] 
 
 
Figura 9. Relación entre la contracción por fraguado y el tiempo para hormigones almacenados a diferente 
humedad relativa. Tiempocalculado desde el final del curado húmedo a la edad de 28 días [Neville] 
 
El hormigón expuesto a la carbonatación pierde agua y se comporta como si hubiera sido 
secado a una humedad relativa inferior de aquella a la que fue sometido realmente. Además, 
la contracción por carbonatación es totalmente irreversible. 
Uno de los mecanismos propuestos corresponde a Powers quien atribuye la contracción a la 
disolución del hidróxido de calcio mientras los cristales están sometidos a presión. Según 
este modelo esta disolución incrementa temporariamente las tensiones en los sólidos 
remanentes de la pasta, provocando la contracción y el depósito del carbonato de calcio 
resultante no produce cambios de volumen porque se produce en espacios que no están 
sujetos a presión alguna. 
En la figura 10 se observa que la carbonatación aumenta la contracción en niveles 
intermedios de humedad relativa, pero no para el 100 % o 25 %. La explicación para este 
Tecnología del hormigón Página 8/25 
fenómeno radica en que en el último caso, no hay cantidad suficiente de agua en los poros 
de la pasta de cemento para formar el ácido carbónico y para una humedad relativa muy 
elevada, los poros están llenos de agua y la difusión del CO2 resulta muy lenta. 
 
 
Figura 10. Contracción por secado y por carbonatación de morteros a diferente 
humedad relativa. [Neville] 
 
Ensayo contracción por secado (IRAM 1597:1992) 
En Argentina, la norma IRAM 1597:1992 establece la metodología para evaluar los cambios 
de longitud de probetas de mortero y hormigón. En este documento no se establecen 
dosificaciones de los materiales componentes de las mezclas, pero se requieren 
consistencias a través de la exigencia de índices de fluidez entre 100 y 115 % para los 
morteros y de un asentamiento, medidos con el tronco de cono, de 7,5 ± 1,5 cm para el 
hormigón. Las probetas utilizadas son de sección cuadrada de 25 mm de lado y 250 mm de 
longitud efectiva para el caso de los morteros y de 100 mm de lado en el caso de los 
hormigones. En este caso se define a la longitud efectiva como la distancia entre las caras 
internas de los puntos de referencia que se colocan en los extremos de las piezas. Las 
probetas se desmoldan una vez transcurridas 24 horas, durante las que se mantienen a 23 ± 
2 °C y no menos de 90 % de humedad relativa. En ese momento se toma la lectura inicial y 
se las mantiene luego, hasta completar el período de 28 días, en una cámara con 100 % de 
humedad relativa o sumergidas en una solución saturada de hidróxido de calcio a 23 ± 1 °C. 
La norma permite variar la duración de este período de curado cuando sea necesario. 
Una vez concluido el período de curado se registra nuevamente la longitud de las probetas y 
se almacenan en una cámara que mantiene una humedad relativa del 50 ± 2 % y una 
temperatura de 23 ± 2 °C, a menos que se establezcan condiciones diferentes. Las lecturas 
posteriores de la longitud de las probetas se realizan a las edades de 3; 7; 28 y 56 días y de 
3; 6; 9; y 12 meses a partir de la finalización del curado húmedo. 
 
 
Tecnología del hormigón Página 9/25 
Contracción restringida y fisuración 
Desde un punto de vista práctico, lo que resulta relevante no es la ocurrencia de la 
contracción en sí, sino la fisuración que ésta provoca. Como las tensiones y las 
deformaciones ocurren en forma simultánea, cualquier restricción al movimiento induce una 
tensión correspondiente a la deformación restringida, que resulta de la diferencia entre la 
deformación libre y la efectivamente medida. Si estas tensiones y deformaciones restringidas 
se desarrollan hasta exceder la capacidad resistente o de deformación del hormigón, es de 
esperar que se produzca la fisuración del material. 
Estas restricciones pueden inducir tanto tensiones de tracción como de compresión, pero en 
la mayoría de los casos es la tracción la que causa inconvenientes. Además, las 
restricciones pueden ser de carácter externo o interno. Las restricciones externas se 
presentan cuando el movimiento de una pieza de hormigón está total o parcialmente 
impedido por vínculos externos y las internas se producen cuando existen gradientes de 
humedad en la sección de la pieza o debido a la presencia de los agregados, ya que la 
contracción es una propiedad de la pasta de cemento y que los agregados limitan los 
cambios volumétricos que se producen en la pasta. 
Por lo tanto, si una sección delgada de hormigón se restringe externamente de modo que se 
evite la deformación debida a la contracción, las tensiones elásticas inducidas son atenuadas 
por los efectos de la fluencia lenta o creep del hormigón. 
 
Figura 11. Patrón esquemático de desarrollo de una grieta cuando el esfuerzo a tracción debido a la contracción 
restringida es aliviado por la fluencia lenta. [Neville] 
 
En el caso de pieza gruesas, sin restricciones externas pero con presencia de gradientes de 
humedad en su sección, la contracción de las capas superficiales se verá impedida por la 
zona interior y se desarrollarán tensiones de tracción en el exterior y de compresión en el 
interior (Figura 12). La fluencia lenta nuevamente atenuará las tensiones, pero si estas 
exceden la capacidad resistente del hormigón, se producirá la fisuración. 
 
Tecnología del hormigón Página 10/25 
 
Figura 12: Variación de la contracción con la distancia a la superficie de una pieza (UNCPBA) 
 
Ensayo contracción restringida 
Es conocido el hecho de que cuando las estructuras y elementos de hormigón se encuentran 
restringidos, las deformaciones por contracción originan fisuras anteriores a la puesta en 
servicio. Por este motivo, los ensayos de contracción libre no son suficientes para brindar 
una idea acabada de la resistencia del material a la fisuración inducida por contracción. 
El desarrollo de fisuras en el tiempo depende de factores tales como la magnitud de la 
contracción libre, la relajación producida por efectos de fluencia lenta (creep), el módulo de 
elasticidad del material, la resistencia a tensiones de tracción y la tenacidad a la fractura, 
razón por la cual el fenómeno de fisuración del hormigón está más relacionado con la 
energía de fractura que con la resistencia a la tracción del material. 
El ensayo del “anillo” provoca un alto y constante grado de restricción de las deformaciones 
y permite alcanzar resultados representativos, tanto cuando se trata de pastas, como de 
morteros y hormigones. En este último tipo de ensayo la probeta de hormigón se moldea 
alrededor de un aro de acero que provee la restricción a la contracción producida por efecto 
del secado y además funciona como un dinamómetro que evalúa las tensiones inducidas en 
el hormigón mediante la medición de las deformaciones en el acero a través de “strain 
gauges”, tal como se muestra en la figura 13. 
Para asegurar un secado unidireccional, una vez concluido el período de curado, se sella la 
superficie superior de las probetas utilizando un sellador siliconado que impida la 
evaporación del agua y se estaciona en una atmósfera seca. 
A partir de este método, algunos autores han evaluado, no sólo la edad de aparición de la 
primera fisura, sino su distribución, y la evolución de las aberturas en función del tiempo. 
Tecnología del hormigón Página 11/25 
 
Figura 13. a y b) Configuración de probetas para ensayos de tendencia a la fisuración. c) 
distribución de tensiones internas [Tazawa et. al. ] 
 
 
Predicción de la contracción por secadoDe acuerdo a lo expuesto en los puntos anteriores, si no se preven deformaciones por 
contracción en el diseño de la estructura, puede ocurrir una fisuración no deseada. 
Consecuentemente, se han desarrollado algunas ecuaciones para predecir la magnitud de 
estas deformaciones, siendo las propuestas por el American Concrete Institute (ACI) las más 
difundidas. 
Se recomienda un grupo de ecuaciones empíricas que permiten estimar la contracción como 
una función del tiempo de secado y la humedad relativa ambiente. La contracción para un 
determinado tiempo (εsh)t, posterior a los 7 días de curado húmedo del hormigón está dada 
por la siguiente ecuación, donde (εsh)ult es la contracción para un tiempo infinito para un 
secado a 40 % de humedad relativa y t es el tiempo de secado: 
( ) ( )ultshtsh t
t
ε
+
=ε
35
 
El efecto de la humedad relativa ambiente (H) se considera en las siguientes correcciones: 
Sobre 80 % H.R. (C.F.)H = 3.00 – 0.03 H 
Debajo de 80 % H.R. (C.F.)H = 1.40 – 0.01 H 
Se debe considerar que hay que adoptar un valor de contracción para tiempo infinito (εsh)ult. 
Para la mayoría de los hormigones este valor estará entre 415 y 1070 µm/m, y ACI 
recomienda adoptar 730 µm/m cuando no existen resultados experimentales. 
 
Fluencia Lenta o Creep 
La reología en el hormigón endurecido comprende el estudio de la relación entre la 
deformación, tensión del hormigón y tiempo. El hormigón como todo cuerpo sólido sometido 
Tecnología del hormigón Página 12/25 
a la acción de cargas se deforma, y estas deformaciones pueden ser elásticas o plásticas. Si 
la carga se mantiene constante durante un determinado tiempo, el material sigue 
deformándose a temperatura ambiente (fluencia lenta o creep). El hormigón aún sin estar 
cargado sufre variaciones dimensionales: contracción plástica y contracción por secado. La 
fluencia lenta y la contracción tienen un comportamiento similar y están afectadas por los 
mismos parámetros. La relajación del acero y la fluencia del hormigón provocan en 
estructuras pretensadas un incremento en las deformaciones y en las tensiones de tracción y 
en consecuencia la disminución del grado de seguridad. 
El origen del creep está en la pasta hidratada de cemento, la cual no permanece 
dimensionalmente estable cuando se expone a ambientes con humedad menor que la de 
saturación. Cuando la pasta se somete a un esfuerzo sostenido, dependiendo de la magnitud 
y la duración de la carga, el silicato de calcio hidratado pierde agua físicamente adsorbida y 
la pasta sufre una deformación por creep. Esta es la principal causa del creep, aunque otros 
factores también inciden. El proceso consta de una parte reversible y de otra irreversible, 
(figura 14). Al dejar de actuar la carga aparece una recuperación instantánea y, otra diferida, 
formando ambas el creep reversible. Esta parte del creep puede atribuirse a la deformación 
elástica del agregado, la cual es completamente recuperable. El contenido de agregado 
influye sobre el creep. 
 
 
Figura 14: Curva de creep en compresión uniaxial (UNCPBA) 
 
Predicción de la fluencia lenta o creep 
Si bien existen desacuerdos importantes entre las diferentes formulaciones propuestas para 
la estimación de la deformación por creep, se presenta a continuación las fórmulas dadas por 
el American Concrete Institute (ACI). 
La ecuación básica de creep es: 
ultt CtB
tC 6.0
6.0
+
= 
donde Ct es el coeficiente de creep para un tiempo t, Cult es el coeficiente de creep para un 
tiempo infinito y B es una constante (igual a 10 cuando el hormigón tiene más de 7 días al 
ser aplicada la carga). El coeficiente de creep es la deformación diferida (εcr) divida por la 
deformación instantánea (εe): 
Tecnología del hormigón Página 13/25 
e
cr
tC ε
ε
= 
Tal como en el caso de la predicción de la contracción por secado, el problema reside en la 
selección de un valor adecuado de Cult. Cuando el hormigón se seca bajo la aplicación de 
carga a 40 % de humedad relativa, Cult varía entre 1.30 y 4.15, y ACI recomienda adoptar un 
valor de 2.35 si no existen datos experimentales. Los factores de corrección por humedad 
relativa ambiente y edad de curado son: 
(C.F.)H = 1.27 – 0.0067 H, H ≥ 40 % 
(C.F.)tc = 1.25 tc –0.118 
donde H es la humedad relativa ambiente, y tc es el tiempo de aplicación de carga en días. 
 
 
MECANISMOS DE ROTURA EN HORMIGÓN 
 
El proceso de rotura 
El mecanismo de falla del hormigón, tanto bajo cargas de compresión como de tracción, 
involucra un proceso progresivo de deterioro interno del material. Este daño interno, se 
caracteriza por un incremento y propagación de micro y macrofisuras que en términos de 
balance energético reconocen dos estados: uno de crecimiento estable, donde la energía 
necesaria para que se produzca la propagación de las fisuras debe ser suministrada al 
material a través de un incremento de la solicitación externa y otro de crecimiento inestable, 
donde el nivel energético alcanzado resulta suficiente para que la fisura se propague por sí 
sola sin mayor demanda de energía. 
El estudio del inicio y propagación de fisuras en un material, y de las variables que los 
gobiernan, constituye un tema de análisis de significativa importancia. 
Hemos analizado anteriormente la estructura del hormigón concluyendo que nos 
encontramos en presencia de un material multifásico tanto a nivel visual como microscópico. 
Para estudiar su mecanismo de rotura debemos situarnos en el mesonivel en el cual es 
posible distinguir una fase continua porosa (el mortero), inclusiones (los agregados gruesos) 
y las zonas de transición entre la matriz y agregados (interfaces). Además hemos observado 
que en el hormigón aparecen microfisuras entre agregados y mortero aún antes de ser 
cargado. 
Cuando el material es solicitado, las fisuras, poros e interfaces actúan como focos de 
concentración de tensiones, acumulando en su entorno energía de deformación. Cuando 
esta energía alcanza un valor mínimo (que dependerá de la geometría de la discontinuidad y 
de la energía de la superficie del medio) la fisura comienza a propagarse. En su crecimiento 
la fisura puede interceptar zonas más resistentes o poros que disminuyen el nivel de 
concentración de tensiones; ambos efectos actúan como freno a dicho crecimiento. 
El mecanismo de iniciación y propagación de fisuras se diferencia conforme el tipo de 
solicitación aplicada, pudiendo ser modificado en cada caso por diversas variables como el 
nivel de resistencia, el tamaño de los agregados, etc. 
Analicemos en primer lugar el caso de tracción. Aunque el hormigón se usa 
fundamentalmente para sobrellevar solicitaciones de compresión sabemos que aún en tal 
caso la rotura se origina en realidad por fuerzas de tracción. 
El estudio de las curvas tensión – deformación permite evaluar en forma indirecta el 
desarrollo de fisuras dentro del material. A escala microscópica se ha observado que la 
desviación de la linealidad de la curva se encuentra asociada al crecimiento de fisuras de 
interfaz preexistentes. 
Tecnología del hormigón Página 14/25 
La rotura por tracción del hormigón se caracteriza por la formación de una superficie 
perpendicular a la dirección de la carga. En hormigones convencionales (resistencias de 
hasta aproximadamente 30 MPa) la fisura se propaga a través de la matriz y/o de las 
interfaces. A medida que se incrementa el nivel de resistencia o en el caso de agregados de 
menor resistencia (por ej. agregados livianos) puede producirse su propagación a través de 
los agregados. 
Las fisuras en los materiales cementíceos se desarrollanen forma tortuosa. Aún en 
observaciones sobre pastas de cemento portland se ha verificado este hecho. A diferencia 
de lo que ocurre en un material frágil ideal en el que una única fisura se propaga 
rápidamente, el hormigón muestra fisuración múltiple. En morteros y hormigones, la 
presencia de los agregados generan mecanismos de control del crecimiento de fisuras dando 
lugar a ramificaciones y desvíos. En la vecindad de la superficie de fractura aparecen 
numerosas microfisuras por lo que la superficie real de fisuración es mayor que la aparente. 
Algunos autores han estimado las siguientes relaciones (superficie real/ superficie aparente): 
pasta de cemento 1-2 : 1 ; mortero 5-10: 1 y hormigón 15-20 : 1. 
Analizaremos ahora el comportamiento tensión – deformación de una probeta cuando se le 
aplica una carga de compresión uniaxial (Figura 15). 
 
Figura 15. Curva tensión – deformación de una probeta de hormigón bajo una carga de compresión uniaxial. 
Desarrollo de la fisuración. 
 
Es posible observar que el hormigón presenta un comportamiento prácticamente lineal hasta 
una tensión relativa del 30 al 50% de la carga última. Durante esta etapa las fisuras 
preexistentes permanecen estables o presentan un crecimiento poco significativo. Por 
encima del 50% de la carga de rotura las fisuras comienzan a propagarse en las interfaces 
matriz – agregado y a internarse dentro del mortero. Las curvas se apartan de la linealidad y 
la relación entre las deformaciones transversales y longitudinales (coeficiente de Poisson) 
comienza a crecer. La tensión a la cual ocurre este comportamiento se la denomina tensión 
de iniciación. Para una tensión relativa del orden del 70 al 85% se desarrolla el crecimiento 
rápido de fisuras y el sistema se vuelve inestable. En este período es posible detectar un 
mínimo en la curva de deformaciones volumétricas, el volumen aparente de la probeta no 
continúa decreciendo sino que, debido a una extensa fisuración interna, comienza a crecer. 
La tensión para la cual se produce este cambio en la variación del volumen aparente, se 
denomina tensión crítica y como fuera dicho corresponde al inicio de una propagación 
inestable de las fisuras a través de la matriz (Figura 16). 
 
Tecnología del hormigón Página 15/25 
 
Figura 16. Comportamiento tensión – deformación del hormigón bajo una carga de compresión uniaxial 
 
El mecanismo descripto de formación y propagación de fisuras está fuertemente influenciado 
por las características de los agregados, su tamaño, forma y textura, rigidez, resistencia 
relativa respecto a la de la matriz, etc. además de los fenómenos que se vinculen con la 
mayor o menor adherencia en las interfaces. 
La presencia de los agregados afecta el mecanismo descripto a través de dos fenómenos de 
efecto contrapuesto. Por un lado introduce discontinuidades o zonas de mayor debilidad 
dentro del material en las que se inician las fisuras y por otro controla la propagación de las 
mismas a lo largo de la matriz generando ramificaciones, bifurcaciones, etc. que pueden 
incrementar la capacidad de carga y las deformaciones inelásticas del material. La magnitud 
de tales fenómenos varía conforme el nivel de resistencia relativa entre el mortero y los 
agregados, el tipo de solicitación y, por supuesto, el agregado empleado. 
En base a lo expuesto, compararemos los mecanismos de rotura de diferentes hormigones 
(Figura 17). 
La Figura 17a esquematiza el desarrollo de la fisuración en un hormigón convencional. Las 
fisuras se originan en las interfaces, crecen en tamaño, algunas se internan en la matriz para 
luego interconectarse con otras fisuras, para finalmente propagarse dentro de la matriz 
bordeando los agregados formando una red mucho más extensa hasta alcanzar un nivel en 
el que se produce la falla. En el hormigón convencional la resistencia propia de los 
agregados es en general muy superior a la de la matriz, por eso desvían, y ramifican las 
fisuras e incluso pueden detener el crecimiento de algunas de ellas. Todo esto conduce a 
que se incremente la energía consumida en el proceso. Según sea su forma, tamaño y 
textura se acentuará el efecto de control impuesto por los agregados. En la superficie de 
fractura expuesta aparecen entonces numerosas fallas de interfaces, matriz y muy pocos 
agregados partidos. Sin embargo, si las resistencias relativas de matriz y agregados se 
asemejan pueden surgir alternativas diferentes. 
En el caso de un hormigón de alta resistencia (Figura 17b), el proceso se inicia de igual 
forma que en el hormigón convencional, pero ahora al ser mucho mayor la resistencia de la 
matriz el efecto de control de crecimiento de fisuras impuesto por los agregados disminuye. 
Entonces la propagación de las fisuras a través de los agregados puede resultar la forma 
más fácil de crecimiento. De este modo, en la superficie de fractura expuesta aparecen fallas 
de interfaces, matriz y agregados. 
Si en el primer caso, el hormigón convencional hubiera sido elaborado con agregados 
livianos (por ejemplo arcillas expandidas), el camino de fisuras también se hubiera 
modificado substancialmente (Figura 17c). Las fisuras se inician nuevamente en las zonas 
más débiles; aunque ahora éstas no necesariamente coinciden con las interfaces dado que 
la adherencia puede haber mejorado notablemente (la porosidad del agregado hace que la 
pasta pueda penetrar en el mismo). Se propagan a través de la matriz y es muy frecuente 
observar que al encontrar un agregado en su camino en lugar de bordearlo lo atraviesan. La 
Tecnología del hormigón Página 16/25 
fractura se produce en una forma más abrupta con superficies planas constituidas 
prácticamente en su totalidad por matriz y agregados. 
A medida que adquiere mayor peso el mecanismo de control de crecimiento de fisuras de los 
agregados las curvas tensión deformación se apartan cada vez más de la linealidad y las 
superficies de fractura son más tortuosas. Al mismo tiempo aumenta la tenacidad relativa del 
hormigón. 
También se debe destacar que existen factores externos al material que modifican en forma 
significativa el proceso de iniciación y control de propagación de fisuras. El mecanismo de 
control de fisuras desarrollado en el hormigón normal se incrementa cuando aparecen 
tensiones de confinamiento, extendiendo el período de crecimiento de fisuras, y conduciendo 
a una mayor tensión última. Este fenómeno se hace más importante a medida que se 
incrementa el tamaño máximo del agregado, ya que éste impone mayores restricciones a la 
propagación de las fisuras. 
 
 
 
Figura 17. Esquema del desarrollo de l a fisuración en distintos tipos de hormigones 
a. hormigón convencional, b. Hormigón de alta resistencia, c. hormigón liviano 
Tecnología del hormigón Página 17/25 
 
Resistencia a compresión 
Es una de las propiedades más valiosas del hormigón, a pesar que en algunos casos 
prácticos otras características, corno la durabilidad o permeabilidad, pueden resultar más 
importantes. No obstante, la resistencia ofrece un panorama general de la calidad del 
hormigón, porque esta relacionada directamente con la estructura de la pasta endurecida de 
cemento. 
 
Parámetros que influyen en la resistencia 
Relación agua/cemento 
La ley de Abrams que expresa: “para un determinado conjunto cemento-agregados, y para 
las mismas condiciones de mezclado, curado y ensayo, la resistencia (f’c) de un hormigón de 
consistencia plástica debidamente colocado, depende principalmente de la razón entre la 
cantidad neta de agua y la cantidad de cemento contenidos en la mezcla”, está indicando el 
gradode dilución de la pasta, y la mayor o menor porosidad de la misma y, por lo tanto, del 
hormigón de la que es parte (figura 18). Aunque la ley se refiere a las mezclas plásticas, 
también es válida para las mezclas de bajo asentamiento, siempre que una vez colocadas 
formen una masa compacta, sin vacíos provocados por una inadecuada compactación. 
c
a
c K
Kf 





=
2
1´ 
donde K1 y K2 son constantes empíricas. La relación a/c determina la porosidad de la pasta 
de cemento endurecido en cualquier etapa de la hidratación, de ahí que la relación a/c y el 
grado de compactación afecten al volumen de huecos del hormigón. Por lo tanto, la 
resistencia decrece con el incremento de poros, y en un sentido estricto, “del volumen total 
de huecos” que incluye: aire atrapado, poros capilares, poros de gel, y aire intencionalmente 
incorporado (figura 19) 
 
Figura 18: Relación entre la resistencia y la razón a/c 
(UNCPBA) 
Figura 19: Relación entre resistencia, razón a/c y 
compactación (UNCPBA) 
 
La resistencia del hormigón depende de las resistencias de la pasta y del agregado y 
además, de las características de la adherencia entre estas dos fases (interfaz). La 
Tecnología del hormigón Página 18/25 
resistencia del hormigón es menor que la del agregado y de la pasta, siendo la relación 
“tensión-deformación” de éstos últimos casi lineal. En el hormigón no existe linealidad debido 
a la interfaz agregado-mortero (figura 20). 
 
 
 
Figura 20: Relación tensión-deformación para pasta, 
 agregado y hormigón (UNCPBA) 
 
García Balado establece curvas “resistencia-a/c-edad” para hormigones de piedra partida, y 
aconseja que para emplearla en la dosificación de hormigones de canto rodado se deben 
restar 30 kg/cm2 a la resistencia a 28 días. Esta, disminución de la resistencia, para igual a/c, 
se debe a la menor adherencia que ofrece el canto rodado por su superficie lisa y su forma 
regular. El hormigón de piedra partida será más resistente, a igual relación a/c, pero en el 
estado fresco la mezcla será menos trabajable. 
Cantidad de agua 
Una mayor cantidad de agua empleada en la elaboración de un hormigón produce una pasta 
de cemento mas porosa, más débil y en consecuencia el hormigón será menos resistente. 
Una parte importante del agua de mezclado no se combina con el cemento y al evaporarse 
deja vacíos que incrementan la permeabilidad del material. El agua necesaria para hidratar al 
cemento es un 40 % del peso de cemento (a/c=0,40), a pesar que se combina sólo un 25 % 
aproximadamente. 
Agregado grueso 
En la resistencia del hormigón influye el tamaño máximo del agregado grueso, la textura 
superficial, la naturaleza del mismo, la resistencia, y la proporción en que interviene en la 
mezcla. A mayor tamaño máximo se reduce el requerimiento del agua de mezclado, de 
manera que, para una trabajabilidad determinada, se puede lograr una menor relación a/c 
con el incremento de la resistencia. Este comportamiento se ha verificado experimentalmente 
con los agregados con hasta de 1,5” (38,1 mm) de tamaño máximo y también se suele 
suponer para tamaños mayores. 
No obstante algunas experiencias indican que al sobrepasar el tamaño máximo de 1,5”, el 
aumento en resistencia derivado de la reducción de agua se ve compensado por los efectos 
nocivos de la menor adherencia y las discontinuidades introducidas por las partículas más 
grandes, en consecuencia el hormigón se vuelve muy heterogéneo y disminuye su 
resistencia. 
Tecnología del hormigón Página 19/25 
Edad 
El desarrollo de la resistencia del hormigón depende del desarrollo de la resistencia del 
cemento. En general, se mide la resistencia a los 28 días, ya que a esa edad se alcanza el 
80 % de la resistencia al año. Cuando se utilizan cementos de menor velocidad de 
hidratación o adiciones minerales activas y también en obras que entrarán en servicio en un 
plazo suficientemente grande, la edad de diseño es superior a 28 días. En otros casos, por 
problemas de producción y plazos de ejecución esta edad se puede reducir. 
Influencia del Curado 
Se entiende por curado al proceso para promover la hidratación completa del cemento, y 
consiste en controlar la temperatura y los movimiento de humedad hacia adentro y fuera del 
hormigón. El objeto del curado es mantener al hormigón saturado hasta que los espacios de 
la pasta fresca de cemento, que originalmente estaban llenos de agua, se colmaten con los 
productos de hidratación del cemento. En la obra el curado activo termina mucho antes de 
que se haya producido la máxima hidratación posible. La necesidad de curado procede de 
que la hidratación del cemento se puede lograr sólo en capilares llenos de agua, por lo tanto, 
debe evitarse la pérdida de agua por evaporación. Más aún, el agua que se pierde 
internamente por desecación propia debe ser reemplazada con agua del exterior, es decir, 
debe hacerse posible el ingreso de agua en el hormigón. El curado consiste en cubrir al 
hormigón con arpilleras húmedas, arena húmeda, membranas con productos químicos, 
curado con vapor, etc. 
La temperatura de curado acelera los procesos de hidratación y esto afecta benéficamente la 
resistencia inicial del hormigón sin efectos contrarios en la resistencia posterior. Sin 
embargo, una temperatura muy alta durante la colocación y el fraguado, puede afectar 
adversamente la resistencia más allá de los 7 días. Esto se debe a que una rápida 
hidratación inicial forma productos de estructura física más pobre, probablemente más 
porosa, afectando adversamente la resistencia. Cuando la temperatura se acerca a 0 °C los 
procesos de hidratación se detienen (7 u 8 °C). La resistencia depende de la edad y de la 
temperatura a la cual estuvo sometido, se dice que la resistencia puede ser evaluada por el 
concepto de “Madurez”, el que se expresa como una función del tiempo y de la temperatura 
de curado. 
( ) ( )∫ ∑ ∆−=−= tTTdtTTMadurez a 00 
Los alemanes establecen T0 igual a –10 °C, por que se asume que a esa temperatura el 
hormigón no incrementa su resistencia, siendo entonces ( )∑ ∆°+= tCTM a 10 . Estas reglas 
se aplican convenientemente cuando la temperatura inicial del hormigón está entre 16 y 27 
°C y no hay pérdida de humedad por secado durante el período considerado. Se asume que 
dos hormigones de igual composición que endurezcan a temperaturas distintas alcanzan la 
misma resistencia cuando igualen su madurez. Esta herramienta resulta útil en el caso de 
que la temperatura ha sido menor que la prevista, y se necesita desencofrar una estructura. 
Con la fórmula dada se puede establecer la fecha para desencofrar, cuando el hormigón 
alcance la madurez de proyecto. 
 
Resistencia del Cemento 
El cemento es el responsable de la monolitización de la estructura granular de agregados, y 
la unión entre estos y la pasta será más resistente cuanto de mejor calidad sea el cemento. 
 
Tecnología del hormigón Página 20/25 
 
Figura 21: Influencia del curado (S. H. Kosmatka et al) Figura 22: Influencia de la temperatura de curado (S. 
H. Kosmatka et al) 
 
Ensayo de compresión (IRAM 1546:2013) 
La más común de todas las pruebas de hormigón endurecido es la prueba de la resistencia a 
la compresión, lo cual en parte obedece a que es una prueba fácil de realizar, y en parte a 
que muchas de las características deseables del hormigón, aunque no todas, se relacionan 
cualitativamente con su resistencia; no obstante, la razón principal consiste en la importancia 
intrínseca que reviste la resistencia a compresión del hormigón en la construcción. 
Forma y Dimensiones de la Probeta 
En la Argentina seutilizan probetas cilíndricas de 15 cm de diámetro y 30 cm de altura. 
Cuando disminuye la esbeltez de la probeta la influencia del efecto de zunchado en los 
extremos es mayor. Este efecto crea un estado triaxial de compresión en los extremos, 
aumentando la resistencia de la probeta. El zunchado se debe a que la carga de ensayo 
origina una deformación menor en el plato de acero de la máquina que en el hormigón, por la 
diferencia entre los módulos de elasticidad de los dos materiales. La menor deformación del 
acero restringe la deformación del hormigón, originándose tensiones de compresión sobre 
este último. A medida que disminuye el tamaño de la probeta la resistencia se incrementa. 
Además, si la probeta en el ensayo está húmeda la resistencia es menor: el agua tiene 
afinidad con el silicato de calcio hidratado, incrementa el volumen de este gel, las láminas se 
separan, por lo tanto la resistencia disminuye. 
Resistencia cubo de 10 cm = 1,10 x Resistencia cubo de 20 cm 
Resistencia cubo de 30 cm = 0,90 x Resistencia cubo de 20 cm 
Resistencia cilíndrica 15x30 = 0,85-0,80 Resistencia cubo de 20 cm 
Resistencia prisma 15x15x45 = 0,83 x Resistencia cubo de 20 cm 
 
Velocidad de Aplicación de la Carga 
En los ensayos de resistencia del hormigón endurecido existen muchas variables que 
influyen sobre el resultados. Una de ellas es la velocidad de aplicación de la carga. Las 
normas acotan la velocidad a 0.4 MPa/s ± 0.2 MPa/s. 
 
Tecnología del hormigón Página 21/25 
 
Figura 23: Relación entre resistencia y esbeltez 
(UNCPBA) 
Figura 24: Relación entre resistencia y diámetro (UNCPBA) 
 
Módulo de elasticidad 
Módulo de Elasticidad Estático: La deformación del hormigón no cumple la ley de Hooke. El 
diagrama tensión-deformación al comienzo de la carga es casi recto y el módulo de 
elasticidad tangente inicial no es un valor práctico debido a que el nivel de esfuerzo aplicado 
es muy bajo, debido a que en la estructura el hormigón trabajará en un rango superior. 
También se puede determinar el módulo de elasticidad secante, que esta dado por la recta 
que une el origen de coordenadas y un punto determinado en la curva. Tiene el 
inconveniente que el material al no ser lineal, este módulo dependerá del valor de carga 
elegido. El módulo de elasticidad en la rama de descarga es muy aproximado al tangente 
inicial (figura 25). 
Para superar el efecto de la falta de linealidad de la curva, los reglamentos proponen un 
método que consiste en aplicar un número de ciclos (10-14) de carga y descarga entre dos 
niveles de carga (1/20-1/3 de la carga de rotura), hasta que la curva se transforme en una 
recta. Si número de ciclos supera los valores indicados, la curvatura se invierte. El 
reglamento CIRSOC 201 establece una ecuación que relaciona la resistencia, f´c en MPa, y 
el módulo de elasticidad (MPa): 
Ec= 4700 √ f´c para hormigones de densidad normal 
Ec= wc1.5 0.043 √ f´c para hormigones de densidad wc entre 1500 y 2500 kg/m³ 
 
Figura 25: Curva tensión-
deformación (UNCPBA) 
Figura 26: Cargas cíclicas de compresión (UNCPBA) 
Tecnología del hormigón Página 22/25 
 
Módulo de Elasticidad Dinámico: Este módulo se obtiene por medio de un ensayo no 
destructivo y se lo utiliza para estudiar los cambios progresivos en la resistencia del 
hormigón sin tener que contar con un gran número de probetas. Sobre una sola probeta se 
pueden realizar todas las determinaciones a través del tiempo y detectar las modificaciones 
que se van produciendo. La resistencia está relacionada con el módulo de elasticidad 
dinámico, y se somete a la muestra de hormigón a una vibración longitudinal hasta su 
frecuencia natural, utilizando un excitador electro-magnético. Este ensayo no altera la 
probeta y permite volver a realizar nuevas determinaciones sobre ella. Este método es 
empleado en los ensayos de congelación y deshielo. Se calcula el módulo de elasticidad 
dinámico en función de la frecuencia fundamental (mínima), la densidad y las características 
geométricas de la probeta. Este valor es proporcional al módulo tangente inicial. 
 
 
Figura 27: Equipo para determinar módulo de 
elasticidad dinámico (UNCPBA) 
Figura 28: UNCPBA 
 
Factores que Influyen en el Módulo de Elasticidad 
• Relación agua/cemento: al incrementar a/c la resistencia y el módulo de elasticidad (E) 
decrecen. 
• Curado y condiciones de humedad: a mayor HR del curado, mayor E; por una mayor 
cantidad de productos de hidratación, y además, mayor resistencia. 
• Humedad de la probeta durante el ensayo: a mayor humedad el valor de la resistencia es 
menor debido a que el agua separa los cristales. 
• Características del agregado: influye la naturaleza, la forma, la textura y la proporción. 
 
Resistencia a la tracción 
Las resistencias a tracción y compresión están relacionadas, pero no en forma proporcional. 
A medida que la resistencia a compresión del hormigón aumenta la resistencia a tracción 
también se incrementa pero a una velocidad decreciente. Es decir, la relación tracción-
compresión depende del nivel de resistencia, a mayor resistencia a compresión menor es 
dicha relación. La misma depende de la interfaz y de las características de la pasta. También 
la afectan la relación agua-cemento, el curado, el tipo de agregado y los aditivos presentes. 
La resistencia a la tracción se puede evaluar por tres métodos: tracción directa, tracción por 
compresión diametral y flexo-tracción. Los diferentes valores se pueden relacionar de 
acuerdo con la siguiente expresión: 
Resistencia a tracción = C x (Resistencia cúbica)2/3 
Tecnología del hormigón Página 23/25 
 
Tabla 1. Coeficiente C para estimación de resistencia a tracción 
Resistencia a: Valor de “C” 
Flexo-tracción 0.75 – 1.15 
Tracción directa 0.48 – 0.70 
Tracción por compresión diametral 0.36 – 0.68 
 
Tracción Directa: Esta metodología de ensayo tiene el inconveniente que al ser aplicado 
sobre un material frágil, se puedan producir roturas locales en la zona de aplicación de la 
carga. También es difícil de lograr la perfecta alineación del sistema probeta-sujeción-
máquina de ensayo, a efecto de evitar excentricidades en la aplicación de la carga. 
Métodos de aplicación de las cargas: 
• Transmisión de las cargas a través de barras embebidas en el hormigón. 
• Sujeción por pegado. 
• Sujeción por ensanche de la sección en los extremos. 
• Sujeción por fricción lateral. 
Tracción por Compresión Diametral: Consiste en comprimir la probeta lateralmente, a través 
de una generatriz. Se establece así un diagrama de tensiones, que en la parte central es de 
tracción. La probeta rompe por tracción porque se alcanza el valor de rotura de este tipo de 
solicitación antes que el de compresión (figura 29). 
 
Figura 29: esquema de ensayo y distribución de tensiones en tracción por compresión diametral. 
 
Flexo-tracción: El ensayo se puede realizar cargando la viga en la mitad o en los tercios de la 
luz. En el segundo caso los resultados son un 10 - 30 % menores debido a que existe una 
zona mayor con momento flector máximo, y por lo tanto, hay más probabilidad de encontrar 
una sección con imperfecciones donde comiencen las fisuras, debido a la heterogeneidad del 
material. En la figura 30 se indica la forma de realizar este ensayo, donde se calcula el 
módulo de rotura, como valor de la resistencia a flexo-tracción. En la figura 31 se establece 
la variación de la resistencia a tracción en el tiempo, evaluada a través de diferentes 
ensayos. 
Tecnología del hormigónPágina 24/25 
 
Figura 30: esquema de ensayo de tracción por flexión (IRAM) 
 
Figura 31: variación de resistencia a tracción de acuerdo al ensayo utilizado (UNCPBA) 
 
La resistencia a la tracción esta influenciada por: 
• Relación a/c: al igual que en compresión, a mayor a/c, menor resistencia. 
• Agregado: tipo, textura, forma, granulometría. 
• Edad: después de los 28 días la resistencia a la tracción aumenta más lentamente que la 
resistencia a la compresión, o sea que la relación f´t/f´c disminuye con el tiempo. 
• Curado: es más sensible a un curado inadecuado que en el caso de compresión, debido a 
la contracción no uniforme. 
• Aire intencionalmente incorporado: reduce esta resistencia. 
 
Adherencia entre el hormigón y el acero 
Debido a la baja resistencia de! hormigón para soportar esfuerzos de tracción, se colocan en 
su interior barras de acero, el material así obtenido se denomina hormigón armado. Desde el 
punto de vista de la resistencia lo que hace posible que el hormigón y el acero se comporten 
como un sólido único, es la adherencia. El módulo de elasticidad del hormigón es muy 
variable oscilando entre 15000 y 40000 MPa, mientras que en el acero este valor es de 
Tecnología del hormigón Página 25/25 
210000 MPa y resulta ser constante. La adherencia se produce principalmente por fricción y 
se aumenta con las nervaduras y filetes que poseen las barras de acero. 
El ensayo de adherencia se realiza sobre probetas cúbicas de 25 cm de arista tales que la 
barra de acero la atraviesa por su centro. La compactación del hormigón es paralela a la 
dirección de la barra. Para medir la adherencia se apoya la superficie y se tracciona la barra, 
midiéndose el desplazamiento relativo entre el acero y el hormigón, con un flexímetro. El 
valor de la tensión de adherencia se calcula como: P/π.∅.L, donde “P” es la fuerza de 
extracción correspondiente a un deslizamiento de 0.10 mm, “∅” el diámetro de la barra y “L” 
la longitud de barra en contacto con el hormigón. 
La tensión de adherencia varía con el diámetro de la barra, la textura, la calidad del 
hormigón, la longitud embebida en el hormigón, la posición de la barra. Las barras colocadas 
en un ángulo menor que 45 °C y las ubicadas a menos de 30 cm del borde superior del 
hormigón fresco, por el asentamiento del hormigón fresco y por el agua de exudación que se 
acumula debajo de las mismas, la adherencia se reduce, debido a que en la parte inferior no 
hay un buen contacto entre los dos materiales. Esto esta contemplado en los reglamentos, 
cuando establecen las tensiones admisibles de adherencia para el cálculo de las longitudes 
necesarias de anclajes, efectuando una reducción de 50 %. En la figura 32 se observa el 
efecto de la superficie de la barra de acero y la calidad del hormigón sobre el valor de la 
tensión de adherencia. 
 
 
Figura 32: influencia de la resistencia a compresión sobre la adherencia (UNCPBA) 
 
Nota: 
Para la preparación del presente apunte de cátedra se han tomado como base las siguientes publicaciones: 
“Ciencia y Tecnología del Hormigón” Laboratorio de Entrenamiento Multidisciplinario para la Investigación 
Tecnológica (LEMIT), Año 2 Nº 3. 
“Concrete. Structure, Properties and Materials”, P.K. Mehta, P.J.M. Monteiro, Prentice Hall Inc., 1993. 
“CONCRETE. A MATERIAL FOR THE NEW STONE AGE. A MAST Module. Materials Science and Technology”, 
Beth Chamberlain, Newell Chiesl, Jerald Day, Lesa Dowd, Betty Overocker, Denise Pape, Marcia Petrus, Mary 
Swanson, John Toles, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, IL, 1995. 
“Historia del cemento y el hormigón”, Instituto del Cemento Portland Argentino. 
“HORMIGÓN: ESTRUCTURA, PROPIEDADES Y MATERIALES. Facultad de Ingeniería de la Universidad 
Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. 
A. M. Neville, J.J. Brooks, “Tecnología del Concreto”, Trillas, México, 1998. 
G. Menendez, V. Bonavetti, E.F. Irassar, “Absorción capilar en hormigones con cemento compuesto”, Revista 
Hormigón Nro. 38, 2002, pp. 25-34. 
S. Mindess, J.F. Young, “Concrete”, Prentice Hall, Inc., E.E.U.U., 1981. 
E. Tazawa, A. Yonekura, S. Tanaka. Drying Shrinkage and Creep of Concrete containing granulated blast furnace 
slag, ACI SP 114, 1989, pp. 1325-1343. 
“Diseño y control de mezclas de concreto”, S. H. Kosmatka, B. Kerkhoff, W. C. Panarese, J. Tanesi, Portland 
Cement Association, 2004. 
 
Santa Fe, marzo 2021.