DEFORMACIN DEL CONCRETO

DEFORMACIONES ELSTICAS

El trmino deformaciones elsticas es un poco ambiguo, puesto que la curva esfuerzo-deformacin para el concreto no es una lnea recta aun a niveles normales de esfuerzo (Figura 8), ni son enteramente recuperables las deformaciones. Pero, eliminando las deformaciones plsticas de esta consideracin, la porcin inferior de la curva esfuerzo-deformacin instantnea, que es relativamente recta, puede llamarse convencionalmente elstica. Entonces es posible obtener valores para el mdulo de elasticidad del concreto. El mdulo vara con diversos factores, notablemente con la resistencia del concreto, la edad del mismo, las propiedades de los agregados y el cemento, y la definicin del mdulo de elasticidad en s, si es el mdulo tangente, inicial o secante. An ms, el mdulo puede variar con la velocidad de la aplicacin de la carga y con el tipo de muestra o probeta, ya sea un cilindro o una viga. Por consiguiente, es casi imposible predecir con exactitud el valor del mdulo para un concreto dado.

Figura 8. Curva tpica esfuerzo-deformacin para concreto de 350 kg/cm2.

Del solo estudio de las curvas de esfuerzo-deformacin resulta obvio que el concepto convencional de mdulo de elasticidad no tiene sentido en el concreto. Por lo tanto, es necesario recurrir a definiciones arbitrarias, basadas en consideraciones empricas. As, se puede definir el mdulo tangente inicial o tangente a un punto determinado de la curva esfuerzo-deformacin y el mdulo secante entre dos puntos de la misma.El mdulo secante se usa en ensayes de laboratorio para definir la deformabilidad de un concreto dado. La ASTM (Referencia 16) recomienda la pendiente de la lnea que une los puntos de la curva correspondiente a una deformacin de 0.00005 y al 40% de la carga mxima.Se han propuesto muchas relaciones que expresan el mdulo de elasticidad en funcin de la resistencia del concreto. Para concreto tipo I de peso volumtrico:(fc en kg/cm2) (Referencia 4, artculo 11.3.3)

DEFORMACIONES LATERALES

Cuando al concreto se le comprime en una direccin, al igual que ocurre con otros materiales, ste se expande en la direccin transversal a la del esfuerzo aplicado. La relacin entre la deformacin transversal y la longitudinal se conoce como relacin de Poisson.La relacin de Poisson vara de 0.15 a 0.20 para concreto.

DEFORMACIONES PLSTICAS

La plasticidad en el concreto es definida como deformacin dependiente del tiempo que resulta de la presencia de un esfuerzo.As definimos al flujo plstico comola propiedadde muchos materiales mediante la cual ellos continan deformndose a travs de lapsos considerables de tiempo bajo un estado constante de esfuerzo o carga.Se ha encontrado que la deformacin por flujo plstico en el concreto depende no solamente del tiempo, sino que tambin depende de las proporciones de la mezcla, de la humedad, de las condiciones del curado, y de la edad del concreto a la cual comienza a ser cargado. La deformacin por flujo plstico es casi directamente proporcional a la intensidad del esfuerzo. Por lo tanto es posible relacionar a la deformacin por flujo plstico con la deformacin elstica inicial mediante un coeficiente de flujo plstico definido tal como sigue:

Dndees la deformacin inicial elstica yes la deformacin adicional en el concreto, despus de un periodo largo de tiempo, debida al flujo plstico. DEFORMACIONES POR CONTRACCIN

Las mezclas para concreto normal contienen mayor cantidad de agua que la que se requiere para la hidratacin del cemento. Esta agua libre se evapora con el tiempo, la velocidad y la terminacin del secado dependen de la humedad, la temperatura ambiente, y del tamao y forma del espcimen del concreto. El secado del concreto viene aparejado con una disminucin en su volumen, ocurriendo este cambio con mayor velocidad al principio que al final.De esta forma, la contraccin del concreto debida al secado y a cambios qumicos depende solamente del tiempo y de las condiciones de humedad, pero no de los esfuerzos.La contraccin del concreto es algo proporcional a la cantidad de agua empleada en la mezcla. De aqu que si se quiere la contraccin mnima, la relacin agua cemento y la proporcin de la pasta de cemento deber mantenerse al mnimo.Para propsitos de diseo, un valor promedio de deformacin por contraccin ser de 0.0002 a 0.0006 para las mezclas usuales de concreto empleadas en las construcciones presforzadas.

DEFORMACIN PROGRESIVA (CREEP) DEL CONCRETO.

Cuando el concreto es sometido a un estado de esfuerzos sostenido, ste se deforma progresivamente en funcin del tiempo, la deformacin se puede concebir como un acortamiento del elemento. La deformacin final del concreto depende del tiempo, pero est integrada por dos partes, una, la que corresponde a la deformacin elstica, la otra, corresponde a la deformacin progresiva propiamente dicha (creep), la Figura 9.17 ilustra este concepto.

Figura 9.17. Deformacin Progresiva del Concreto en Compresin.

Algunas de las causas que se presentan ya sean en forma aislada o conjunta y que influyen en la deformacin progresiva del concreto simple son:1. La deformacin (flujo) de los agregados empleados en el concreto, esto depende del tipo deroca original, por ejemplo los agregados provenientes de areniscas y los que poseen mica son susceptibles de provocar deformaciones progresivas mayores.

2. La deformacin o flujo de la pasta de cemento que rodea los agregados. Cuando los agregados son muy estables como es el caso de las calizas densas o el cuarzo, las deformaciones se deben fundamentalmente a la calidad de la pasta de cemento. Pastas con relaciones agua-cemento altas favorecen deformaciones mayores.3. La expulsin del agua de gel debido a las cargas externas favorece las deformaciones.4. Disminucin de la porosidad del concreto.5. La edad del concreto, los concretos jvenes que no han desarrollado su mxima resistencia tienden a presentar un flujo mayor.6. Las condiciones climticas, un ambiente hmedo tiende a disminuir la deformacin progresiva en el concreto.