PRUEBA DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO

PRACTICA N°03: PRUEBA DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO

CONCRETO

2016

INTRODUCCIÓN

Actualmente para el desarrollo de  cualquier estructura se deben tener presentes los estándares de calidad de los materiales que se emplean para dicho fin, ya que estos pueden o no cumplir con la calidad necesaria, por ello es de vital importancia antes de ejecutar cualquier proyecto realizar todo tipo de ensayos y pruebas a través de las cuales se pueda determinar el comportamiento de los elementos a distintas fuerzas (flexión y compresión) y situaciones, por lo anterior es crucial realizar un buen diseño de mezcla ya que uno de los factores más importantes en la resistencia mecánica del concreto están relacionados con ella como lo son: el contenido de cemento, la relación agua cemento, el contenido de aire, etc., la resistencia a la compresión es la medida más común de desempeño que emplean los ingenieros para diseñar edificios y otras estructuras debido a que los resultados de las pruebas a compresión determinan si la mezcla de concreto suministrada cumple con los requerimientos, es decir es un ensayo principalmente empleado como control de calidad del concreto.

Para el desarrollo de esta práctica se necesito el diseño de mezcla que fue realizado con anterioridad, luego con las proporciones obtenidas se hizo la mezcla para la elaboración de dos cilindros o especímenes que luego tendrían que curarse y después someterse a un ensayo de compresión y por ultimo realizar un análisis de los resultados obtenidos en dicho ensayo.

OBJETIVOS

GENERAL

• Determinar  la  máxima resistencia de compresión  como estándar de calidad de una mezcla de concreto.

ESPECIFICOS

• Realizar la mezcla de cemento de acuerdo a las proporciones señaladas por el diseño de mezcla
• Colocar la mezcla en los moldes cilíndricos por medio del método de compactación por  apisonado
• Desmoldar los cilindros y colocarlos en una pileta para su posterior  curado
• Someter el cilindro a  ruptura por medio de fuerza de compresión
• Analizar los resultados obtenidos

MARCO TEORICO

Desde el momento en que los granos del cemento inician su proceso de hidratación comienzan las reacciones de endurecimiento, que se manifiestan inicialmente con el “atiesamiento” del fraguado y continúan luego con una evidente ganancia de resistencias, al principio de forma rápida y disminuyendo la velocidad a medida que transcurre el tiempo.

En la mayoría de los países la edad normativa en la que se mide la resistencia mecánica del concreto es la de 28 días, aunque hay una tendencia para llevar esa fecha a los 7 días. Es frecuente determinar la resistencia mecánica en periodos de tiempo distinto a los de 28 días, pero suele ser con propósitos meramente informativos. Las edades más usuales en tales casos pueden ser 1, 3, 7, 14, 90 y 360 días. En algunas ocasiones y de acuerdo a las características de la obra, esa determinación no es solo informativa, si no normativa, fijado así en las condiciones contractuales.

El concreto es una masa endurecida que por su propia naturaleza es discontinua y heterogénea. Las propiedades de cualquier sistema heterogéneo dependen de las características físicas y químicas de los materiales que lo componen y de las interacciones entre ellos. Con base en lo anterior, la resistencia del concreto depende principalmente de la resistencia e interacción de sus fases constituyentes:

-         La resistencia de la pasta hidratada y endurecida (matriz).

-         La resistencia de las partículas del agregado.

-         La resistencia de la interfase matriz-agregado.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESISTENCIA MECÁNICA DEL CONCRETO

• Contenido de cemento

El cemento es el material más activo de la mezcla de concreto, por tanto sus características y sobre todo su contenido (proporción) dentro de la mezcla tienen una gran influencia en la resistencia del concreto a cualquier edad. A mayor contenido de cemento se puede obtener una mayor resistencia y a menor contenido la resistencia del concreto va a ser menor.

• Relación agua-cemento y contenido de aire

En el año de 1918 DuffAbrams formuló la conocida “Ley de Abrams”, según la cual, para los mismos materiales y condiciones de ensayo, la resistencia del concreto completamente compactado, a una edad dada, es inversamente proporcional a la relación agua-cemento. Este es el factor más importante en la resistencia del concreto:

Relación agua-cemento = A/C

Donde:

A= Contenido de agua en la mezcla en kg

C= Contenido de cemento en la mezcla en kg

De acuerdo con la expresión anterior, existen dos formas de que la relación agua-cemento aumente y por tanto la resistencia del concreto disminuya: aumentando la cantidad de agua de la mezcla o disminuyendo la cantidad de cemento. Esto es muy importante tenerlo en cuenta, ya que en la práctica se puede alterar la relación agua-cemento por adiciones de agua después de mezclado el concreto con el fin de restablecer asentamiento o aumentar el tiempo de manejabilidad, lo cual va en detrimento de la resistencia del concreto y por tanto esta práctica debe evitarse para garantizar la resistencia para la cual el concreto fue diseñado.

También se debe tener en cuenta si el concreto va a llevar aire incluido (naturalmente atrapado más incorporado), debido a que el contenido de aire reduce la resistencia del concreto, por lo tanto para que el concreto con aire incluido obtenga la misma resistencia debe tener una relación agua-cemento más baja.

• Influencia de los agregados

-     La distribución granulométrica juega un papel importante en la resistencia del concreto, ya que si esta es continua permite la máxima capacidad del concreto en estado fresco y una mayor densidad en estado endurecido, lo que se traduce en una mayor resistencia.

-     La forma y textura de los agregados también influyen. Agregados de forma cúbica y rugosa permiten mayor adherencia de la interfase matriz-agregado respecto de los agregados redondeados y lisos, aumentando la resistencia del concreto. Sin embargo este efecto se compensa debido a que los primeros requieren mayor contenido de agua que los segundos para obtener la misma manejabilidad.

-         La resistencia y rigidez de las partículas del agregado también influyen en la resistencia del concreto.

• Tamaño máximo del agregado

Antes de entrar a mirar cómo influye el tamaño máximo en la resistencia del concreto, se debe mencionar el término “eficiencia del cemento” el cual se obtiene de dividir la resistencia de un concreto por su contenido de cemento.

Recientes investigaciones sobre la influencia del tamaño máximo del agregado en la resistencia del concreto concluyen lo siguiente:

-    Para concretos de alta resistencia, mientras mayor sea la resistencia requerida, menor debe ser el tamaño del agregado para que la eficiencia del cemento sea mayor.

-      Para concretos de resistencia intermedia y baja, mientras mayor sea el tamaño del agregado, mayor es la eficiencia del cemento.

-     En términos de relación agua-cemento, cuando esta es más baja, la diferencia en resistencia del concreto con tamaños máximos, menores o mayores es más pronunciada.

•  Fraguado del concreto

Otro factor que afecta la resistencia del concreto es la velocidad de endurecimiento que presenta la mezcla al pasar del estado plástico al estado endurecido, es decir el tiempo de fraguado. Por tanto es muy importante su determinación.

• Edad del concreto

En general, se puede decir que a partir del momento en que se presenta el fraguado final del concreto, comienza realmente el proceso de adquisición de resistencia, el cual va aumentando con el tiempo.

Con el fin de que la resistencia del concreto sea un parámetro que caracterice sus propiedades mecánicas, se ha escogido arbitrariamente la edad de 28 días como la edad en la que se debe especificar el valor de resistencia del concreto.

Se debe tener en cuenta que las mezclas de concreto con menor relación agua-cemento aumentan de resistencia más rápidamente que las mezclas de concreto con mayor relación agua-cemento.

• Curado del concreto

El curado del concreto es el proceso mediante el cual se controla la pérdida de agua de la masa de concreto por efecto de la temperatura, sol, viento, humedad relativa, para garantizar la completa hidratación de los granos de cemento y por tanto garantizar la resistencia final del concreto. El objeto del curado es mantener tan saturado como sea posible el concreto para permitir la total hidratación del cemento; pues si está no se completa la resistencia final del concretos se disminuirá.

• Temperatura

La temperatura es otro de los factores externos que afecta la resistencia del concreto, y su incidencia es la siguiente:

...