207173532 Fluencia y Retraccion Concreto

8/18/2019 207173532 Fluencia y Retraccion Concreto

1/12

FLUENCIA Y RETRACCION DEL CONCRETO

República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación Universitaria.

Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”.

Escuela de Ingeniería Civil.

Cátedra Concreto Pretensado

!arcelona " Edo. #n$oátegui

FLUENCIA Y RETRACCION

DEL

CONCRETO

Pro%esor &a' !ac(iller

Ing. #ntonio )riarte *il+ar ,alverde.

Sección CM C.I.v.- /.012.34


2/12


!arcelona5 6 de 7e8rero de /92

FLUENCIA DEL CONCRETO

:a fluencia o cedencia es la de%or+ación irrecupera8le de la pro8eta5 a partir de

la cual sólo se recuperará la parte de su de%or+ación correspondiente a

la de%or+ación elástica5 ;uedando una de%or+ación irreversi8le. Este %enó+eno se

sit se produce un alarga+iento +u> rápido sin

;ue varíe la tensión aplicada. Mediante el ensa>o de tracción se +ide esta

de%or+ación característica ;ue no todos los +ateriales e?peri+entan.

El %enó+eno de %luencia se da cuando las i+pure$as o los ele+entos de aleación

8lo;uean las dislocaciones de la red cristalina i+pidiendo su desli$a+iento5

proceso +ediante el cual el +aterial se de%or+a plástica+ente.

#lcan$ado el lí+ite de %luencia se llegan a li8erar las dislocaciones5 produciéndose

una 8rusca de%or+ación. :a de%or+ación en este caso ta+8ién se distri8u>e

uni%or+e+ente a lo largo de la pro8eta5 pero concentrándose en las $onas en las

;ue se (a logrado li8erar las dislocaciones &8andas de :@ders'. Ao todos los

+ateriales presentan este %enó+eno5 en cu>o caso la transición entre

la de%or+ación elástica > plástica del +aterial no se aprecia de %or+a clara.

Se aprecia grá%ica+ente en la curva tensión-de%or+ación o8tenida tras el ensa>o

de tracción el periodo de %luencia se sit


3/12


Curva tensión-de%or+ación.

FLUENCIA BÁSICA

:a %luencia 8ásica consiste en las de%or+aciones provocadas por una carga

sostenida en el tie+po 8a=o condiciones de (u+edad relativa constante > en

e;uili8rio en toda la +uestra5 > sin interca+8io de (u+edad con el +edio. El agua

tiene un rol %unda+ental en el +ecanis+o de %luencia 8ásica del (or+igón. :a

+agnitud de la %unción de %luencia depende en gran +edida de la (istoria de

secado 5 así co+o del contenido de (u+edad o de agua evapora8le total5 tal co+o

se +uestra en la %igura .


4/12


Figura 2: 7unción de %luencia de BCP &acD/53' después de la restauración de

pro8etas con di%erentes trata+ientos de pre-secado &i$;uierda' %unción de %luencia

de BCP luego de trata+ientos de pre-secado di%erentes &derec(a' &Fa+tsia5

!eaudoin5 ///'.

Se (a sugerido ;ue la %luencia 8ásica presenta dos etapas 8ien di%erenciadas a

nivel +acroscópico

- una cinética de corto pla$o5 ;ue act parece +ostrar la +is+a escala de tie+po ;ue la parte

reversi8le de la %luencia5 lo cual sugiere ;ue esta parte de la %luencia es

reversi8le'.

- una cinética de largo pla$o ;ue está caracteri$ada por un periodo de

enve=eci+iento pronunciado > no asintótico &;ue parece depender sola+ente de la

edad del +aterial > no de la edad a la ;ue %ue cargado ni de la (istoria de carga'.

En la %igura 1 se presentan los resultados de Ul+ > cola8oradores5 en los ;ue

se aprecian clara+ente las dos etapas5 es decir corto > largo pla$o. #lgunos

+ecanis+os propuestos para e?plicar la %luencia 8ásica a corto o largo pla$o en el

(or+igón pueden consultarse en la tesis de 7arid !en8oud=e+a &//'5 o ta+8ién

en !a$ant &//9'. Ao es la intención de este tra8a=o entrar en estos detalles5 por lo

;ue sólo se (ará una 8reve +ención. #sí5 para la %luencia 8ásica a corto pla$o se

(a sugerido

• El e%ecto de la presión os+ótica5

• :a teoría de la solidi%icación5

• Migración de agua a8sor8ida en la porosidad capilar.

En cuanto a la %luencia 8ásica a largo pla$o5 lo +ás pro8a8le es ;ue se de8a al

+icro-desli$a+iento entre las partículas del silicato de calcio (idratado &SCB' >

entre sus propias capas cGer5 //9 Fa+tsia > !eaudoin5 /// Ul+ et al.5 9446'.


5/12


Figura 3: *radiente de la %unción de %luencia o8tenido e?peri+ental+ente durante

1 años en un (or+igón convencional &ac D /53' &Ul+ et al.5 9444'.

El efect !ic"ett El deno+inado e%ecto PicGett tiene lugar cuando a la aplicación

de una carga sostenida en el tie+po se añade el (ec(o de ;ue el +aterial es

si+ultánea+ente so+etido a secado. En este caso se o8serva ;ue la de%or+ación

total di%iere de la su+a por separado de la de%or+ación por retracción por secado

de la pie$a sin carga +ás la de%or+ación di%erida de8ido a la aplicación de la

carga so8re la +is+a pie$a a la ;ue no se per+ite el secado &%igura 2'. Su no+8reproviene de la pri+era persona ;ue docu+entó este %enó+eno cuando reali$a8a

ensa>os de %luencia en %le?ión5 en el año 942 &PicGett5 942'. Esta di%erencia es

general+ente +u> aprecia8le > puede ser interpretada co+o una %luencia inducida

por retracción &drying-induced creep' o 8ien co+o retracción inducida por las

tensiones &stress-induced shrinkage'.


6/12


PicGett dedu=o ;ue el e?ceso de de%or+ación o8servado era de8ido a la no

linealidad en la relación tensión-de%or+ación por %luencia5 lo cual es válido aun;ue

en ese +o+ento no se conocían varios %actores ;ue tienen un papel i+portante en

la %luencia con secado. Hesde entonces5 +uc(os +ecanis+os %ísicos (an sido

propuestos5 > luego desec(ados5 para e?plicar este e%ecto. #lgunos de estos son

la teoría de la %iltración5 la teoría del corte viscoso 5 o la suposición de la e?istencia

de un desli$a+iento entre la pasta de ce+ento > el agregado. Fodas estas

(ipótesis %ueron reali$adas sin un +odelo +ate+ático ;ue les diera apo>o5 con

e?cepción de la teoría de la +icro%isuración de itt+ann > Joel%stra &946/'5 con lo

cual su inclusión en la %or+ulación de +odelos se torna una tarea co+plicada. En

tra8a=os de !a$ant > otros &!a$ant > C(ern5 9463 !a$ant5 9466 !a$ant5 //9' >

en Fa+tsia > !eaudoin &///'5 puede encontrarse una descripción 8reve de cada

uno de los +ecanis+os propuestos5 con sus venta=as > desventa=as &>

re%erencias'. :o cierto es ;ue en la actualidad no e?iste una teoría ;ue sea

glo8al+ente aceptada por toda la co+unidad cientí%ica.


7/12


Figura # Jepresentación es;ue+ática de la %luencia 8ásica5 la retracción por

secado5 > a+8os actuando si+ultánea+ente. :a de%or+ación e?tra o8servada

cuando la %luencia > la retracción por secado actada &e?traído de itt+ann5 946'.

FLUENCIA CON SECADO

:a di%erencia entre las de%or+aciones di%eridas real+ente o8tenidas > la su+a de

la %luencia 8ásica +ás la retracción suele deno+inarse %luencia con secado

&drying creep' > corresponde al área so+8reada de la %igura 2. Cuando los

ensa>os se reali$an en una at+ós%era con BJ +enores ;ue el grado de

saturación5 entonces cuanto +a>or es el secado &i.e. +a>or es el gradiente de BJ'

+a>or es la %luencia ;ue e?peri+enta la +uestra5 (asta 3 veces +ás ;ue la

%luencia 8ásica con el +á?i+o contenido de (u+edad5 co+o se aprecia en la

%igura 3 cGer > Ul+5 //9'.

Si 8ien no están per%ecta+ente claros los +ecanis+os ;ue están en el origen de

la %luencia con secado5 actual+ente se acepta ;ue esta de%or+ación puede

desco+ponerse en una parte estructural > otra parte. :a parte estructural o se

de8e a la +icro%isuración inducida por secado. itt+ann > Joel%stra sugirieron ;ue

este e%ecto podía e?plicar toda la de%or+ación de la %luencia con secado aun;ue

luego se encontró ;ue5 si 8ien contri8u>e signi%icativa+ente5 no puede atri8uírsele

ni si;uiera la +a>or.

Un estudio interesante de la in%luencia del nivel de co+presión de una pro8eta en

la +icro%isuración puede consultarse en Sicard et al. &944'. Hurante el secado se

producen +icro%isuras5 co+o >a %ue descrito. Estas +icro%isuras5 cuando la

+uestra es so+etida a cargas de co+presión &co+o en un ensa>o (a8itual de

%luencia con secado'5 pueden llegar a no generarse5 dependiendo de la +agnitud

de la carga5 con lo cual la de%or+ación será +a>or5 >a ;ue al producirse


8/12


+icro%isuras las tensiones se rela=an > las de%or+aciones resultan +enores ;ue en

el caso en el ;ue se evita la +icro%isuración. Esto redunda en de%or+aciones

totales +a>ores ;ue la su+a de %luencia 8ásica +ás retracción por secado. Pero5

co+o di=i+os5 este e%ecto es insu%iciente para e?plicar toda la de%or+ación de la

%luencia con secado. Fa+poco e?plica ;ue en pro8etas +u> delgadas &del orden

del +ilí+etro'5 en las ;ue la +icro%isuración es +íni+a cuando están so+etidas a

secado5 el e%ecto PicGett está ta+8ién presente5 o ;ue en ensa>os de %luencia con

secado en tracción la +icro%isuración no se previene > se o8serve ta+8ién el

e%ecto PicGett5 si 8ien esto la

%luencia5 para =usti%icar la totalidad de las de%or+aciones de %luencia con secado.

Figura $ 7luencia a largo pla$o para varios niveles de (u+edad &valores

relativi$ados con la %luencia 8ásica para BJ D 9//K' &e?traída de #cGer > Ul+5

//9'. Se aprecia ;ue cuanto +enor es BJ +enor es la de%or+ación por %luencia

8ásica5 pero +a>or es la de%or+ación por %luencia con secado.


9/12


#lgunos de los +ecanis+os intrínsecos propuestos %ueron +encionados en el

apartado anterior. Fa+8ién son interesantes los propuestos por !rooGs &//9'5

8asado en la concentración de tensiones provenientes de la presencia de

inclusiones rígidas > poros5 por !a$ant > C(ern &9463'5 ;ue conclu>eron ;ue el

e%ecto es de8ido a la retracción inducida por el estado tensional5 o por Lovler

&//9'5 ;ue propuso ;ue se de8e a una %luencia inducida por la variación de los

radios de curvatura de los +eniscos. Pero sin duda la contri8ución de !a$ant >

cola8oradores (a sido deter+inante en los actual+ente5 para la

co+prensión de los %enó+enos de %luencia > retracción por secado.

#ctual+ente5 los +odelos propuestos so8re la teoría de la solidi%icación para el

enve=eci+iento de corto pla$o &!a$ant > Prasannan5 9464' > la teoría de la

rela=ación de las tensiones a nivel +icroscópico o microprestress-solidification

theory son dos de los tra8a=os +ás citados en la literatura de +odelos avan$ados

> parecen e?plicar casi toda la evidencia e?peri+ental. Estos e?plican el (ec(o de

;ue el enve=eci+iento es un aspecto aparente > de8e ser causado en el corto

pla$o5 por la solidi%icación > deposición de capas de productos de (idratación

li8res de tensiones en las paredes de los poros5 >5 en el largo pla$o5 por algo +ás5

por lo ;ue introducen la teoría de la rela=ación de tensiones a nivel +icroscópico.

Una revisión 8i8liográ%ica +ás e?(austiva so8re te+as in(erentes a la %luencia con

secado5 co+o el caso de %luencia en tracción5 solicitaciones +ultia?iales5 o el

coe%iciente de Poisson en %luencia5 puede consultarse en !a$ant &9466'5 !a$ant >

C(ern &9463'5 o !en8oud=e+a &//'.

LA RETRACCION DEL CONCRETO

:a retracción es la dis+inución del volu+en del concreto durante el proceso de

%raguado del +is+o5 > se produce por la pérdida de agua &de8ida a evaporación'.

Hic(a pérdida de volu+en genera tensiones internas de tracción ;ue dan lugar a

las %isuras de retracción. Hependiendo de la cantidad de %inos5 de la cantidad de


10/12


ce+ento5 del tipo de ce+ento5 de la dosi%icación agua-ce+ento5 del espesor de la

solera5 > de la te+peratura a+8iental5 la retracción puede ser +a>or o +enor5

dando lugar a %isuras e incluso grietas. :os +étodos de cálculo para conocer la

retracción se reali$an en %unción del tie+po desde el vaciado del concreto5 >

depende 8ásica+ente de tres coe%icientes del coe%iciente de la (u+edad

a+8iental5 del coe%iciente del espesor de la solera > del coe%iciente de la evolución

de la retracción en el tie+po. Puede a%ir+arse ;ue a +a>or resistencia del

concreto +a>or va a ser la retracción ;ue se produ$ca ;ue el concreto en +asa

retrae +ás ;ue el concreto ar+ado ;ue a +a>or te+peratura a+8iental ta+8ién

será +a>or la retracción ;ue la retracción crecerá cuanto +enor sea el espesor

de la pie$a (or+igonada5 > ;ue cuanto +a>or sea la super%icie del ele+ento (a8rá

+ás retracción.

Hurante su vida acentes

o el suelo natural. Cuando esto sucede se desarrollan es%uer$os de tracción en el

concreto si estos es%uer$os son superiores a su resistencia a la tracción5 se

presentan grietas o %isuras.

:a solución al pro8le+a inclu>e reducir el encogi+iento5 las restricciones al

encogi+iento e incre+entar la resistencia a la tracción del concreto > el tie+po en

;ue ocurre5 >a sea retardando la contracción (asta ;ue el concreto tenga +ás

resistencia5 %or$ando las %isuras a locali$arse en el sitio adecuado5 o aceptando lo

inevita8le tapar la losa con un 8aldosa o un tapete.

%RIETAS !OR CONTRACCI&N:

#l concreto no le gusta ;ue lo estiren5 #un;ue co+


11/12


es un ca+8io de volu+en o “de%or+ación” del concreto. Una %isura es una prue8a

de ;ue el concreto %ue estirado por enci+a de su punto de ;uie8re.

RETRACCI&N !OR SECADO

Jetracción por secado es el ca+8io de volu+en del concreto a largo pla$o

causado por la pérdida de (u+edad con el tie+po en su estado endurecido. :a

co+8inación de la retracción por secado > las restricciones del concreto causan

es%uer$os de tensión.

Cuando estos es%uer$os e?ceden la resistencia a la tensión del concreto se

produce el agrieta+iento. Estas grietas se deno+inan grietas por retracción de

secado.

Este tipo de grieta se presenta nor+al+ente en %or+a aislada &individual > en una

dirección de%inida'.

Fa+8ién pueden presentarse +


12/12


!ara +ini+i,ar el agrieta+ient (r retracci'n de )ecad:

• Jeducir el contenido de agua unitaria del concreto

• #u+entar el contenido de agregado grueso > el ta+año +á?i+o.

• Usar aditivos reductores de la retracción tales co+o FEFJ#*U#JHN #S/

de !#S7.

Documents

207173532 Fluencia y Retraccion Concreto