Desde comienzos de 1950investigadores ingleses identifi-caron la gran influencia de latemperatura sobre la evoluciónde la resistencia del concreto.

EN CONCRETO

360 MADUREZ DEL CONCRETO Y DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA IN SITU

Durante esa época se dedujo que latemperatura del material estabadirectamente relacionada con la canti-dad de hidratos generados y estos, asu vez, con la resistencia del mismo.De esta forma aparece el conceptomadurez que se funda en la historiatérmica del material. El conceptomadurez descrito en la norma ASTMC 1074, se utiliza hoy en día paraestimar la resistencia del concreto enla estructura sin necesidad de fallarcilindros. Este procedimiento de esti-mación de la resistencia en sitio delmaterial forma parte de los ensayosenumerados por el comité ACI.Las condiciones de temperatura bajolas cuales fragua y endurece un cilin-dro de concreto son muy distintasde las condiciones bajo las que elconcreto endurece y gana resisten-cia en la estructura. A pesar de queel material provenga de la mismacolada, el concreto en la estructura

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0 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 302 4 6 8

10 C 40 C Edad (horas)

FIG. 1

Evolución deresistencias deun concretobajo diferentescondiciones detemperatura

(Rate constant Func-tions for StrenghtDevelopment ofConcrete, Tank.R.,Carino.N., ACIMaterials JournalJanuary-February1991)

puede alcanzar temperaturas muysuperiores a las del cilindro debidoa las diferentes condiciones degeneración y disipación de calor, es-tas diferencias se traducen enevoluciones de resistencias tambiéndiferentes. Las figuras 1 y 2 expo-nen las discrepancias en la evolu-ción de resistencias tanto a tem-

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0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60Edad (días)

10 C Serie 4 Serie 5 Serie 6

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cm )

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FIG. 2

Evolución deresistencias deun concretobajo diferentescondiciones detemperatura

(Rate constant Func-tions for StrenghtDevelopment ofConcrete, Tank.R.,Carino.N., ACIMaterials JournalJanuary-February1991)

prana como larga edad, de un con-creto proveniente de la misma coladapero que ha evolucionado bajo condi-ciones de temperatura distintas.El impacto de las condiciones térmi-cas sobre la velocidad de hidratacióny la evolución de resistencia de unconcreto puede ser de dos a tresveces o más como lo demuestran

MADUREZ del concreto y determinación de la resistencia in situEd

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ica: www.argos.com.co

Elaborado por: Germán Hermida | Jefe del Departa-mento | Técnico (Sika Colombia).El uso de la información contenida en este documentoes responsabilidad exclusiva del usuario.

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T7

Tiempo a partir del fundido (Horas)

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pera

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Control detemperatura yresistencia insitu (Aideterm)Formaleta demadera, espe-sor 90 cm.

Evolución de la tem-peratura del concretoen el arco a dos pro-fundidades copiadapor los cilindros ter-moseguidores y tem-peratura ambiente.

los valores de la figura 1 obtenidapor Carino y Tank a muy tempranaedad. La temperatura de un cilindrobajo condiciones normalizadaspuede ser de esta forma cercana alos 20o C durante las primeras horas(o menos) mientras que la estructu-ra puede alcanzar perfectamente40o C (curva superior). De estemodo, a las 16 horas la resistenciamedida en los cilindros es de 80kg/cm2, mientras que la resistencia

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90 cm

300 cm

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Termocupla11

Termocupla 8

Cilindros termoseguidores AIDETERM

del mismo material en la estructuraes de 180 kg/cm2. Esta enormediferencia a temprana edad entreconcretos iguales que evolucionaronbajo condiciones térmicas distintasse reduce a larga edad como lo de-muestra la figura 2. Para efectos deponer rápidamente al servicio unaestructura, desencofrado rápido,reparaciones, etc., los cilindros pue-den subestimar en muchos casos laresistencia real del material en la es-

tructura. Por este motivo se utilizanlos principios de madurez para determinar la resistencia del material in situ (ACI- 228, NSR98 C6.2.2.1.(c)). La norma ASTM C1074 expone los principios del mé-todo antiguo de madurez, sin embar-go este método ha sido superadopor la tecnología y hoy en día en vezde usar aproximaciones teóricas yextrapolaciones hechas en laborato-rio, existen dispositivos (DSTA) quemonitorean directamente la evolu-ción térmica de la estructura y la re-producen en moldes de cilindrosespeciales. Los cilindros termosegui-dores copian las condiciones térmi-cas del material de la estructura yse fallan a una edad determinada,mostrando una resistencia másaproximada a la de la estructura quela de los cilindros curados bajocondiciones estandarizadas.Un ejemplo de dicho seguimiento tér-mico se constituyó en el materialpara un túnel cuyo desencofradoresultaba crucial para el buen avan-ce de una obra. Para dicho concretode recubrimiento se utilizó una for-maleta de madera y se copiaron tér-micamente dos puntos de dichaestructura (T8 y T11) localizadoscomo aparece en la figura 3 y cuyaevolución térmica se expone en lafigura 4. Los cilindros que securaron bajo condicionesestandarizadas (ASTM C 31) alcan-zaron una resistencia de 97 kg/cm2

a las 24 horas, mientras que loscilindros que maduraron en las mis-mas condiciones térmicas de laestructura a la misma edad, lograronun valor cercano a 250 kg/cm2. El constructor, el diseñador y el pro-veedor del concreto pudieron teneracceso a una mejor aproximación dela resistencia del material.

FIG. 4

Seguimiento y duplicación deevaluación térmica de la estructura en cilindros termoseguidores.

FIG. 3

Fuentes:-ASTM C 1074-98 "Practice for estimating con-crete strength by the Maturity Method", 2000ASTM Standards vol 4.02.-ACI Committee 228, 1995 "In Place Methods toEstimate Concrete Strength"

ACI 228.1R (1995), American Concrete Institute,Farmington Hills, MI.-Carino, N.J. and Tank R.C, 1991, "Rate ConstantFunctions for strengthDevelopment of Concrete", ACI Materials Journal,vol. 88, No.1, January-February. pp 74-83.