Clase - Resistencia

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RESISTENCIA
HORMIGÓN EN ESTADO ENDURECIDO
Hormigón
“no debemos tratar de obtener el mejor hormigón, sino 
elaborar el hormigón que resulte mejor para el propósito para 
el cual se lo requiera…” Neville
Hidratación del cemento
Reacción básica: CS + H2O CSH + Ca(OH)2
Edad (Tiempo) 0 6 horas 28 días 10 años
Grado de Hidratación (%) 0 5 70 100
Calor de Hidratación (J/g) --- 30 350 500
Superficie Específica (m²/kg) 300 15000 210000 300000
Volumen sólido (m3) 1 1,05 1,7 2
Resistencia Relativa a 28 d. 0 1,5 100 150
CSH: Aumento de la superficie especifica.
Fuerzas interparticulares: Resistencia mecánica
Efecto de la relación a/c sobra la Resistencia
Mayor tamaño y volumen de poros capilares
Antes de hidratarse
Poros capilares y poros de gel
ESTRUCTURA DEL HORMIGÓN
Matriz de la Pasta cemento
 Zona de transición
Agregado
Estado Fresco
Estructura del 
Hormigón y 
Mecanismo de falla
Material heterogéneo, posee una fase 
continua con agregados embebidos de 
forma y tamaño variados.
- Matriz porosa, diferentes tipos y tamaño 
de poros.
- Zona de transición, vínculo más débil.
Proceso progresivo de deterioro interno, 
incremento y propagación de micro y 
macro fisuras en forma estable y luego 
inestable.
Estado Endurecido
Factores que intervienen
• Fase pasta
• Porosidad y estructura de poros (a/c + curado)
• Fase agregado
• Resistencia del agregado
• Tamaño máximo
• Interfase
• Textura del agregado
• Tamaño máximo
• Relación a/c
• Contracción por secado
• Limpieza superficial del agregado
Comportamiento en 
Tracción
La falla en el hormigón se 
inicia por fisuras de tracción.
La presencia de agregados 
genera mecanismos de 
control del crecimiento de 
fisuras.
Comportamiento en Compresión
Comportamiento 
cuasi elástico - lineal
Propagación de fisuras 
por la matriz
Rápido crecimiento de 
fisuras por la matriz
Ley de Hooke
Introduce 
discontinuidades 
(interfase)
Limita 
propagación de 
fisuras
AGREGADO GRUESO
El mecanismo de falla está asociado a las condiciones de borde, 
estructura del material, en particular volumen, tamaño, forma y 
textura de los AG.
Estructura y Porosidad. Relación a/c
1. Material compuesto y heterogéneo
2. Matriz porosa
3. La porosidad se modifica con el tiempo
4. Interfases con mayor porosidad
5. Micro y macro fisuras
Relación gel/espacio
Resistencia
Resistencia f(a/c)
Contenido de Aire
Cada 1% de aire la resistencia 
se reduce 5%. La presencia de 
microburbujas aumenta la 
trabajabilidad y da lugar a 
reducción de agua, 3kg/m3 
por cada 1%.
Para la misma cantidad de 
cemento, La resistencia puede 
ser menor, igual o mayor 
(hormigones pobres).
Tipo de Cemento
tipo y tamaño del 
agregado
Relación a/c Cantidad de Cemento
Tiempo, Temperatura 
y Humedad
Grado de hidratación define 
directamente la resistencia y se 
relaciona con la composición del 
cemento y las condiciones de 
curado.
Grado de hidratación para segmentación de capilares
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
G
ra
d
o
 d
e
 h
id
ra
ta
ci
ó
n
 (
a)
Relación agua / cemento
Porosidad capilar 
segmentada
Porosidad capilar 
interconectada
Relación a/c Duración del curado
0,40 3 días
0,45 7 días
0,50 14 días
0,60 6 meses
0,70 1 año
> 0,70 Imposible
M =  (T + 10) t
Evaluación de los efectos de un mal Curado 
de Probetas en Obra
70
75
80
85
90
95
100
Bajo agua Polietileno y
arena saturada
Desprotegido a
la sombra
Desprotegido al
sol
Polietileno al sol Polietileno a la
sombra
Ensayo del Hormigón Endurecido
Resistencia a compresión
Resistencia a tracción por compresión diametral
Resistencia a flexión
Módulo de elasticidad y coeficiente de Poisson
Moldeo de Probetas de Resistencia
• Probetas moldeados en la obra 
• Probetas moldeados en el laboratorio
Límite de tiempo:
• Empiece el moldeo 
< 15 minutos después 
del muestreo
Tamaño de los Especímenes de Resistencia
C
o
m
p
re
si
ó
n
: • Tamaño max. del agregado 50 mm:
• Sección 150 × 300 mm
• Tamaño max. del agregado > 50 mm:
• Diámetro = 3 x TM AG. 
• altura = 2 x diámetro
• Hormigón de alta resistencia:
• Sección 100 x 200 mm
Fl
ex
ió
n • Tamaño max. del agregado 50 mm:
• Sección 150 × 150 mm
• Longitud: 500 mm.
• Tamaño max. del agregado > 50 mm:
• Sección transversal = 3 x TM AG
• Longitud = 3 x profundidad + 
50mm.
Frecuencia del Ensayo de Resistencia
ACI 318 y ASTM C 94 requiere que se realicen ensayos:
Para cada clase de hormigón colocado en cada día, por lo 
menos una vez al día
Por lo menos una vez para cada 115 m3
Se requiere el promedio de la resistencia de dos cilindros a los 
28 días
Ensayo de Resistencia del Hormigón 
Endurecido
Se puede realizar en:
• Probetas moldeadas de muestras 
del hormigón fresco
• Especímenes extraídos o 
aserrados
ASTM C 1231 y IRAM 1709, 
almohadillas de neopreno 
ASTM C617 Mortero de azufre
Ensayos de Resistencia a Compresión
Mortero de 
azufre
Almohadillas 
no 
adherentes
Superficies planas 
perpendiculares 
al eje de la 
muestra para 
distribuir 
uniformemente 
las fuerzas de 
carga
Ensayos de Resistencia a Compresión
f´c = P / A ROTURA CORRECTA
Se producen dos conos encontrados en sus vértices
ROTURA SOSPECHOSA
No se descarta el resultado.
Explican dispersiones entre resultados de 
probetas genelas.
ROTURA INCORRECTA
Falla debido a procedimiento de ensayo incorrecto, 
“Compresión excéntrica”.
Se descarta el ensayo
Evaluación de los Resultados de Ensayos de Compresión 
en Cilindros
Si los resultados de los cilindros no cumplen con estos criterios:
Evaluar la resistencia del hormigón en el sitio a través de corazones aserrados
Resistencia a compresión satisfactoria si: 
El promedio de 3 ensayos consecutivos es igual o superior a ƒc′ 
Resistencia especificada
Resistencia especificada f´c = X - z 
s
Modos de control 
 Modo de control 1:
 Modo de control 2:
Factores de corrección
Geometría Esbeltez
Ensayos de Resistencia a Tracción
2 P [ 
D2 – 1 ]p L D r (D - r]
sc = 
2 P
p L D
st = 
Ensayos de Resistencia a Flexión
Probetas prismáticas 
saturadas
Módulo de Elasticidad
Deformaciones diferidas: Contracción y Fluencia 
lenta
Contracción Fluencia lenta
Se trata de deformaciones no instantáneas, es decir que dependen del tiempo.
CONTRACCIÓN y ABULTAMIENTO
La contracción es causada por la pérdida de agua por evaporación o por 
hidratación del cemento. Y también por carbonatación.
Contracción Plástica:
• es causada por la pérdida de agua que experimenta el hormigón en superficie, por succión 
del hormigón que se encuentra debajo, o por la superficie de un encofrado absorbente.
Contracción Autógena:
• es causada por la pérdida de agua utilizada en la hidratación.
Abultamiento:
• se produce si hay un suplemento continuo de agua durante la hidratación.
CONTRACCIÓN ESTADO ENDURECIDO
Contracción por Secado:
• es causada por el retiro del agua en el hormigón endurecido en condición de 
humedad del aire no saturado.
Contracción por Carbonatación:
• Reacción del CO2 de la atmósfera con el cemento hidratado, que en presencia de 
humedad forma ácido carbónico que reacciona con el HC para formar CaCO3.
• Leve aumento de la resistencia y reducción de la permeabilidad
• Neutraliza la naturaleza alcalina de la pasta
Influencia del agregado en la contracción por fraguado.
Volumen de agregado Tipo de agregado (E)
Relación entre la contracción por fraguado y el tiempo para 
concretos almacenados a diferentes humedades relativas.
MOVIMIENTO TÉRMICO
El hormigón posee un coeficiente de dilatación térmico positivo que 
depende de:
 Composición del hormigón
 Condición de humedad
 Temperatura
g: contenido volumétrico del agregado
kp/kg: relación de rigidez de la pasta de 
cemento al agregado
0,01 mm por metro y grado de temperatura
EFECTO DE LA RESTRICCIÓN Y AGRIETAMIENTO
Cualquier restricción a la deformación de una pieza de hormigón, 
introduce unesfuerzo correspondiente a la diferencia entre la deformación libre 
y la deformación medida (restringida).
Si a ese esfuerzo y a la deformación restringida se les permite desarrollar, a tal 
grado que excedan la resistencia o la capacidad de deformación del 
hormigón, se producirá el agrietamiento.
Existen dos 
tipos de 
deformación
Externa: confinada entre elementos adyacentes 
Interna: por gradiente de temperatura y humedad
TIPOS DE AGRIETAMIENTO
A-B-C
• Asentamiento plástico
D-E-F
• Contracción plástica
G-H
• Contracción térmica
I
• Contracción por secado
J-K
• Agrietamiento
L
• Corrosión del refuerzo
M
• Reacción Álcali Agregado
MUCHAS GRACIAS