5.Hormigon Fresco

Renato Vargas S ______Ingeniero Civil

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COMPORTAMIENTO DEL COMPORTAMIENTO DEL COMPORTAMIENTO DEL COMPORTAMIENTO DEL

HORMIGN FRESCOHORMIGN FRESCOHORMIGN FRESCOHORMIGN FRESCO

1

TECNOLOGA DEL TECNOLOGA DEL

HORMIGNHORMIGN

Renato Vargas S ------- Ingeniero Civil2

HORMIGN EN ESTADO FRESCODEFINICIN: Se le considera en este estado desde la finalizacin del

amasado hasta que empieza a rigidizar.

TRABAJABILIDAD: Es la aptitud que presenta el hormign para sertransportado, colocado y compactado adecuadamente, sin quepierda homogeneidad.

VARIABLES PARA LOGRARLO: ridos; de buena calidad, no alargados, buena granulometra Proporciones; entre grava y arena. Agua; dosis equilibrada para obtener hormigones plsticos y

cohesivos. Aditivos; plastificantes, fluidificantes o incorporadores de aire,

controlados.


2


0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Resis

ten

cia

po

ten

cia

l,R

f/Rtc

Densidad relativa, Df/Dtc

Resistencia vs Densidad


RESISTENCIA - DENSIDAD Las propiedades a largo plazo del hormign endurecido son

afectadas por el grado de compactacin.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0,750 0,800 0,850 0,900 0,950 1,000

Raz

n de

Re

siste

ncia

: Ra

zar/R

tc

Razn de Densidad: Dazar/Dtc


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TRABAJABILIDAD

Volumen de poros capilares depende slo de larazn A/C

Volumen de poros de aire atrapado esgobernado por la granulometra de partculasfinas y dosis de agua.

Para cada mtodo de compactacin hay dosisptima de agua para minimizar volumen dehuecos Mxima Densidad


MEJOR DEFINICIN DE TRABAJABILIDAD

Trabajo superficial, tilPara vencer friccin entre hormign y moldes oarmadura

Trabajo intilPara vibrar y sacudir moldes, vibrar hormigncompactado.

La trabajabilidad debe ser definida como unapropiedad fsica del hormign sin considerar losrequerimientos de un tipo particular de construccin:

CANTIDAD DE TRABAJO INTERNO UTIL QUE SE NECESITA PARA PRODUCIR UNA COMPACTACIN COMPLETA


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CARACTERSTICAS DEL HORMIGN EN ESTADO PLSTICO

Alto frotamiento interno por efecto del tamao dediferentes partculas.

Baja cohesin por dbiles fuerzas fsicas de unin. Acepta desplazamiento y deformaciones con pequeos

aportes de energa externa.ENERGIA NECESARIAPARA VENCER

- Frotamiento o friccinEntre part. Granulares

FLUIDEZ

REACCIONESINTERNASDEL HORMIGN

- Cohesin de la masa(firmeza de forma)

CONSISTENCIA

FLUIDEZ + CONSISTENCIA = TRABAJABILIDAD


FLUIDEZ + CONSISTENCIA = TRABAJABILIDAD

Trabajabilidad condicionada H. Fresco Empleo en obra(tipo transporte y compactacin)

TRABAJABILIDAD CONTENIDO DEAGUA GRANOS FINOS

FLUIDEZCONSISTENCIA


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FACTORES QUE AFECTAN LA TRABAJABILIDAD

nDOSIS DE AGUA Aumenta la lubricacin entre partculas Dosis de agua depende de Dn y forma de grano (Sesp) Contenido de agua aproximado para diferentes H y Dn (ridos (ridos SSSSSS)

CONTENIDO DE AGUA DEL HORMIGN kg/m3Dn Dn H=2,5 a 5,0 cm H=7,5 a 10,0 cm H=15,0 a 17,5 cm

" mm Rodado Angular Rodado Angular Rodado Angular3/8 9.5 190 210 200 225 230 2553/4 19 170 195 190 210 210 2253/2 38 160 170 170 190 190 2102 50 150 165 165 180 180 1953 76 135 155 155 165 160 185

Suponiendo independencia de la razn rido/cemento

*


FACTORES QUE AFECTAN LA TRABAJABILIDADnRIDOS

Condiciones ptimas para minimizar cantidad dehuecos o maximizar densidad sin segregacin.

(Granulometra y A/C se deben considerar juntas)

Para Dr = cte.GRANULOMETRAGRANULOMETRA OO RAZNRAZN VOLVOLrr GRUESO/GRUESO/VOLVOLrr FINOFINO

A mayor razn G/FSegregacin y Menor trabajabilidad (spero, difcilterminacin)A menor razn G/FMayor trabajabilidad y menor durabilidad


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nFORMA Y TEXTURA

Mayor irregularidad, forma y textura ms spera Mayor demanda de agua

rido angular v/s redondeado

nFINURA

A mayor finura de partculas Mayor Sesp

Mayor demanda de agua

nPOROSIDAD

Parte del agua de amasado necesaria para la lubricacin ser removida por absorcin.



nRAZN ARIDO/CEMENTOA razn A/C = cte.

Mayor trabajabilidad a menor razn Ar/C.Cantidad de agua relativa a superficie total de slidosaumenta.

A mayor razn A/C Menor razn G/F (granulometra ms fina)para lograr mayor trabajabilidad.

Para razn A/C dada, existe una razn G/F ptima. Altatrabajabilidad

Para razn Ar/C 2,5 desaparece la influencia de losridos.



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nFINURA DEL CEMENTOA mayor finura del cemento

Mayor demanda de agua.

nADITIVOSContenido de aire en el hormign reduce ladosis de agua requerida para trabajabilidaddada.

Aditivos plastificantes y fluidificantes.



Fig. Reduccin del agua de mezcla necesaria, debida al aire incluido.4.2



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nTIEMPO

El hormign fresco se rigidiza con el tiempo porque, parte delagua de amasado,

es absorbida por el rido se pierde por evaporacin ser remueve por reacciones qumicas iniciales

La prdida de descenso de cono con el tiempo depende de:

Riqueza de la mezcla Tipo de cemento Temperatura del hormign Trabajabilidad inicial

Rigidizacin del hormign fresco fraguado del cemento.



Fig. relacin entre el descenso de cono y el tiempo a partir de la terminacin del mezclado para un hormign en proporcin 1:2:4 con una relacin agua/cemento de 0.775.4.25



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nTEMPERATURA

A mayor temperatura ambiente, se obtiene menor trabajabilidad se produce mayor prdida de cono se requiere mayor dosis de agua para variar trabajabilidad

Es recomendable preparar un hormign ms trabajable que lo requerido.

A igual trabajabilidad la presencia de menor temperatura permite bajar razn A/C.

Si T < 40C y HR 20 a 70%, T no afecta el hormign.Si T > 50C y HR < 20% descensos rpidos del hormign.



Cono de Abrams. Consistmetro de Vebe Esfera de Kelly Factor de Compactacin Fluidez Remoldeo

APARATOS PARA LA MEDICIN DE LA TRABAJABILIDAD


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Renato Vargas S ------- Ingeniero Civil

CONO DE ABRAMSTronco cnico de: Altura = 30 cm Dimetro superior = 10 cm Dimetro inferior = 20 cm Espesor > 1,5 mmResto de equipo: Pisn L = 60 cm, = 16 mm Plataforma Porua de tamao medio

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ENSAYO DEL CONO DE ABRAMS

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1 Prese sobre las dos pisaderas del Cono para sujetarlo firmemente en su lugar. Llene el Cono hasta 1/3 de su volumen (7 cm de altura) con la muestra de hormign y compacte con 25 golpes, empleando como pisn una barra de acero 16 mm, de 60 cm de largo con punta redondeada. Distribuya los golpes uniformemente en toda la superficie del hormign, aplicando aproximadamente la mitad de los golpes alrededor del permetro y continuando hacia el centro desplazndose en espiral



2 Llene el Cono hasta 2/3 de su volumen (15 cm o media altura) y compacte nuevamente con 25 golpes de pisn, penetrando algunos centmetros en la 1a capa. Distribuya los golpes uniformemente como se indic para la etapa anterior.

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3 Llene el Cono hastadesbordarlo y compacte nuevamente con 25 golpes de pisn, penetrando algunos centmetros en la 2a capa. Nuevamente distribuya los golpes uniformemente

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4 Enrase el exceso de hormignde la punta del cono, medianteel pisn, girando en sentidocontrario al avance y conmovimiento zigzag, de modode dejarlo lleno yexactamente nivelado con elborde. Limpie la base delmolde retirando el materialrebalsado.Apoye las dos manos en lasasas del cono,comprimindolo y luegosaque los pies de laspisaderas. El cono no debermoverse de su posicinanterior.

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5 Retire el molde inmediatamente despus de completar el llenado. Efecte esta operacin en un tiempo de 5 2 s levantando el molde vertical y uniformemente. sin impartir movimientos laterales o torsionales al hormign. La operacin completa desde el comienzo del llenado hasta el retiro del molde debe efectuarse en un periodo igual o menor que 2,5 minutos.

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6 Coloque el pisn horizontalmente atravesado sobre el cono invertido de modo que se extienda por sobre el hormign asentado. Mida inmediatamente la distancia entre la barra y el centro original de la cara superior (desplazada o no) del hormign, aproximando a 0,5 cm. Esta distancia es el ASENTAMIENTO del hormign.

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Medicin en cm. Tolerancia 0,5 cm

Mediciones vlidas entre 1,5 cm y 23 cm


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Consistmetro de Vebe

Partes: Mesa vibradora Recipiente cilndrico Cono de Abrams Embudo Placa de vidrio o acrlico Peso normalizado Cronmetro

31Medicin en s. Tolerancia 1 s


Relacin CONO-VB


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Esfera de Kelly

Partes Pletina Esfera Asa graduada

33

Medicin en mm. Tolerancia Medicin en mm. Tolerancia Medicin en mm. Tolerancia Medicin en mm. Tolerancia 5 mm5 mm5 mm5 mm


Kelly

Asentamiento de cono

Relacin CONO-KELLY


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Factor de compactacin

Partes : Soporte. 2 troncocnicos de

diferentes volmenes y con compuertas.

Recipiente cilndrico. Vibrador de inmersin. Platacho.

35Medicin en % de compactacin. Tolerancia 1 %

MtcMrFc = < 1


Relacin VB-FACTOR


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Mesa de fluidez

Partes: Plataforma articulada

impermeable, plana, lisa, con manilla.

Tope para limitar altura de cada.

Troncocnico.

37

10025

25x

DF =

Medicin en %. Tolerancia 1 %


Mesa de flujo

38

10025

25x

DF =

Cada

D

Medicin en %. Tolerancia 1 %


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Remoldeo

Partes: Recipiente formado

por un cilndrico con anillo interior.

Cono de Abrams. Disco vidrio o

acrlico, de masa normalizada.

39

Medicin en cm. Tolerancia 1 cm.


Tarro de Walz

40

Medicin en cm. Tolerancia 0,5 cm.


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Tarro de Walz

41


Medicin trabajabilidad usando mezcladora ENSAYO : Se mide el amperaje consumido por la mquina para

nmero de revoluciones constante(Energa: Watt = Volts (cte) *Amperaje)

Ventajas: Operador controla; Trabajabilidad del hormign. Tiempo mximo de revoltura


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INCONVENIENTESINCONVENIENTES

SEGREGACIN

EXUDACIN

SEDIMENTACIN

RETRACCIN PLSTICA

FALSO FRAGUADO


SEGREGACINSEGREGACIN

Es la separacin de los componentes del hormign ya amasado, por lo que deja de ser homogneo.Efectos;

Dificultades en la colocacin y compactacin. Estructuras defectuosas, con poros y nidos.

Prevencin; Empleando ridos de buena granulometra y cuidando

su manejo Manteniendo la proporcin correcta entre ridos grueso

y fino, obtenida de la dosificacin. Empleando dosis equilibrada de agua. Cuidando los procesos de transporte, principalmente de

colocacin y eventualmente de compactacin. Cuidando altura de cada y eventualmente sobrevibrado


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EXUDACINEXUDACIN

Es una parte del agua de amasado que tiende a subir a la superficie del hormign ya colocado y compactado, debido a la sedimentacin de los slidos. Efectos;

Superficie de baja resistencia al desgaste por formacin de capa de agua con sedimentos finos; dbil, porosa y permeable.

Se generan grietas por tensiones superficiales, si el agua se evapora rpidamente.

Reduccin de la adherencia debajo de armaduras y de partculas mayores del rido.

La sedimentacin asociada a la exudacin produce en la masa de hormign un acortamiento en vertical de hasta 1 %.


EXUDACINEXUDACIN

Prevencin Cuidando mantener la proporcin grava-arena y

una granulometra apropiada. Usando bajas dosis de agua. Usando cantidades adecuadas de finos Usando un aditivo incorporador de aire Colocando el Ho en capas delgadas Los efectos de la sedimentacin, en un elemento

vertical, pueden evitarse dejando entre 45 y 60 minutos antes de continuar el hormigonado.

Al hormigonar un relleno se debe agregar un aditivo expansor para compensar la sedimentacin


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RETRACCIN PLSTICARETRACCIN PLSTICA

Se produce por la evaporacin del agua desde la superficie del hormign, produciendo en l un secado hacia el interior (gradiente de humedad)

Efectos; Se producirn grietas de trazado irregular de gran

abertura en relacin a su profundidad, ya que las capas superiores tienden a contraerse y las inferiores, que aun permanecen hmedas, se lo impiden.

Prevencin; Evitando la prdida de humedad durante el periodo

en que el hormign esta fresco y protegindolo del sol y del viento.


FALSO FRAGUADO

Eventual endurecimiento prematuro del cemento al ser mezclado con el agua.

(Se forma hemihidrato (CaSO4 2H2O) o anhidrita (CaSO4) que con agua yeso.) (lcalis se carbonatan y los carbonatos alcalinos reaccionan con Ca (OH) liberado por la hidrlisis del C3S

para formar CaCO3 precipita y rigidiza la pasta.) (Por activacin del C3S en humedades altas. El H2O absorbida por granos del cemento por lo tanto estas

superficies recin activadas pueden combinarse rpidamente con ms agua.)Efectos;

Rigidizacin del hormign en estado fresco, en los primeros minutos posteriores a la adicin de agua.

Dificulta la manipulacin del hormign en los procesos de transporte, colocacin y compactacin.

Como evitar el efecto; Aumentando el tiempo de amasado Cuando sea posible, preparar otra sobre la anterior y mezclar el

conjunto.Prohibido;

Agregar agua.

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