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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES TECNOLOGIA DEL CONCRETO DISEÑO DE MEZCLAS MANUEL GONZALES DE LA COTERA LIMA - 1962

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Page 1: TECNOLOGIA DEL CONCRETO DISEÑO DE MEZCLAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES

TECNOLOGIA DEL CONCRETO

DISEÑO DE MEZCLAS

MANUEL GONZALES DE LA COTERA

LIMA - 1962

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Los trabajos que exponemos, fueron presentados por el Laboratorio de Ensayo de Materiales al primer Siniposium de Diseño de Mezclas, el año de 1962, patrocinado por la Asociación de Ingenieros Civiles del Perú. Se ha tratado de presentar el estado general de los estudios en mención, así como métodos poco usados en nuestro medio.

Esta publicación ha sido posible mediante la colaboración de las Compañías de Cemento Pacasmayo y Cemento Andino, a las que otorgamos nuestro agradecimiento.

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HACIA UNA TEORIA DEL CONCRETO

Ing. MANUEL GONZALEZ DE LA COTERA Uno de los primeros materiales que utilizó el hombre primitivo en sus construcciones fue la piedra, con ensambles en seco. De las primeras herramientas y la labra de la piedra, apareció la sillería, en grandes volúmenes y de juntas geométricas. Las construcciones que requerían tiempo y grandes esfuerzos, presentaban deficiente resistencia y estabilidad, salvo en grandes espesores. Con el mayor conocimiento de los morteros, el uso del noble material adquirió nuevas posibilidades, salvando las deficiencias anteriores. Podemos visualizar su importancia, si apreciamos que al cubrir luces medianas con bóvedas rebajadas, los planos de junta resultan sensiblemente paralelos, facilitando el desprendimiento de las unidades, momento en que actúa el mortero tanto por su adherencia con ellas y al repartir los esfuerzos entre unas y otras. Este tipo de construcción abarca gran parte de la historia de la humanidad. Con la revolución industrial, a la vez que se presentaban al constructor nuevos problemas al cubrir luces y soportar cargas, hasta ¿se entonces inusitadas, se obtuvieron conocimientos sobre los aglomerantes y se desarrollaron hornos verticales y procedimientos de fabricación del Acero.. Los medios de producción- ya permitían la fabricación de clinker de alta calidad y su molienda. La trituración de la piedra era efectiva. Así, al poco tiempo, era más económico fabrirar el "concreto" u "hormigón" europeo, que no era sino una piedra quebrantada y vuelta a reconstituir -como señalaban sus detractores iniciales- que los procedimientos de cantería. Por otra parte, la metalurgia con el desarrollo de los altos hornos en el siglo XVIII y la aparición a mediados del siguiente de los nuevos métodos Bessemer, Thomas y Martín, permitían que la invención de Monier y Lambot, posibilitara el desenvolvimiento del concreto armado. El desarrollo de las fuerzas productivas, crea así las condiciones para que este nuevo material, que denominamos concreto, y que no es sino una piedra reconstituida, suplantara con ventaja al material madre, por su comportamiento resistente, su facilidad de adquirir las formas debidas y la economía da su puesta en obra. Sin embargo, el concreto es un pseudo sólido, sujeto en el tiempo a fenómenos físicos-químicos localizados en la pasta de cemento, por la actividad del mismo, como por el equilibrio termodinámico con el ambiente. El concreto ha sido definido así- como un sistema de dos fases, una de las cuales. la pasta del cemento. presenta un comportamiento viscoso, mientras que la otra, formada por los agregados, muestra un comportamiento casi elástico. Estando los agregados rodeados y separados entre ellos por la pasta de cemento. Resulta así, la definición de un material heterogéneo, cuya estructura particular posibilita un comportamiento inelástico; siendo las deformaciones de la fase viscosa susceptible de ser modificadas por el tiempo y las condiciones de curado, creando tensiones internas considerables (1). Por otra parte a los problemas de diseño y construcción, característicos de las fábricas de piedra, de índole mecánica según las formas y las masas de los elementos, se unen en las construcciones de concreto multitud de otros factores, que deben ser conocidos y apreciados por el Ingeniero, que interviene directamente en su fabricación desde una primera instancia. Así pues, ha de estudiar el tipo y calidad de los áridos, los problemas de fraguado y endurecimiento del aglomerante, la dosificación del conjunto, su fabricación y puesta en obra, su comportamiento bajo la acción de las cargas y de los agentes destructivos Una nueva ciencia, de alta calidad experimental, tiende a solucionar éstas cuestiones. Ella es la Reología, que estudia e investiga la estructura física de las pastas, su deformación y relación con las propiedades requeridas en cada tipo de construcción..

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En el caso del concreto normal conocemos que al ser usado en pavimentos, tiene principalísima importancia la resistencia a la tracción, al rozamiento e intemperismo y la relación que guardan con el tipo de áridos, la compacidad, etc. Igualmente en el caso del concreto en grande! masas, es necesario tener en cuenta la retracción y dilatación debida a las temperaturas de fraguado y la influencia del tipo del cemento, el curado y forma de la puesta en obra. En las obras portuarias de concreto, es preciso considerar la acción de sucesivos choques o impactos así como la acción destructora del agua de mar, incidiendo en la calidad y compacidad del agregado, la hidraulicidad de la pasta, etc. Igualmente, en el caso del concreto armado acrecentar la resistencia a la tracción y mejorar la docilidad de las mezclas frescas son los problemas característicos que afrontan el Ingeniero. En general las altas resistencias a la compresión (6001000 Kg/cm2.) no son objeto de búsqueda en el concreto armado, pues la resistencia a la tracción no crece proporcionalmente con la de compresión. Por otra parte, el aumento consiguiente del módulo elástico trae consigo una reducción de la sección que colabora en la resistencia, al hacer abstracción de la zona solicitada a tracción. La plasticidad produce fenómenos de adaptación que mejoran 13,9 condiciones de trabajo de los elementos. que serían utilizados en forma incompleta en un régimen puramente elástico. Además; si bien la retracción del concreto origina solicitaciones de compresión en las barras de refuerzo quedando el traccionado, la deformación lenta contribuye ha disminuir el fenómeno. En el concreto pretensado la situación es diferente. La precomprensión a que es sometido e; concreto anula el efecto de las solicitaciones exteriores que producen tracción, eliminando el peligro de fisuración. De esta manera, el concreto trabaja únicamente a compresión, y cuanto mayor sea su resistencia a esta solicitación tanto mayores serán las tensiones admisibles. Pudiéndose en consecuencia explotar integralmente la capacidad resistente del concreto. Pero para que la precomprensión del concreto sea efectiva es necesario que ésta sea permanente. El concreto libre en determinados ambientes se deforma, en mayor 0 menor magnitud según su composición. Igualmente, bajo cargas continuadas. sobre un límite de la mitad de la de rotura, experimenta también deformaciones apreciables. Ambos fenómenos, conocidos como la retracción y la fluencia plástica tienden así a 19) modificar los esfuerzos aplicados a los elementos al variar las reacciones de apoyo, y 2º) modificar los esfuerzos internos por 'a reacción del acero y el concreto en los sistemas adherentes. Quedan así precisadas tres cuestiones determinantes en el comportamiento de los concretos: la alta resistencia a la compresión, la retracción y la fluencia plástica. Pero es necesario considerar que las obras, no sólo deben resistir sino también permanecer inalterables. Lo que también es un factor de la resistencia en el tiempo. Por ello, se exige de los concreto, condiciones de durabilidad muchas veces precisadas como resistencia a las heladas, impermeabilidad, ete. Finalmente, existe otro conjunto de condiciones transitorias, propias del estado fresco, pero que son necesarias a la consecusión de las propiedades finales antes enumeradas. Ellas son las de trabajabilidad, fluidez y plasticidad, como generalmente las llamamos, que tratan de definir la capacidad del concreto para adaptarse a las formas que le son propias, pasar y envolver correctamente las armaduras que colaboran en su resistencia. Se requiere que el concreto una vez mezclado y mientras es transportado no segregue ni pierda pasta por exudación. Si hasta los últimos años, estas propiedades han sido determinadas en forma cualitativa, empíricamente y mediante robustos aparatos propios de las condiciones de obra, últimamente la reología ha permitido conocer en unidades los valores de la viscosidad, esfuerzo de corte, etc., principalmente por el empleo de viscosímetros de cilindros coacciales.

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Modelos reológicos de la retracción y fluencia del concreto, originales de Ross y Torroria

DEFORMACION Y ROTURA LA RETRACCION Desde fines del síg1o pasado, la deformación del concreto libre de cargas ha sido un tópico estudiado por numerosos investigadores los que desde un principio aceptaron las teorías de Considere, que precisó que el origen del fenómeno se encontraba en las patas del cemento. Fueron sin embargo los trabajos de Freyssinet los que plantearon más claramente el problema. Las deformaciones sin carga, según las condiciones en que se efectúa. presentan las siguientes formas: a) Retracción; disminución característica de volumen de la pasta. 1.-Intrinseca: Sin relación con la humedad del medio ambiente (ej. concreto en grandes masas; de difícil difusión) de carácter decreciente y de largo tiempo de duración. Se debe a los fenómenos de la hidratación del cemento. 2.-Ecológica: Que guarda relación con la disminución en peso de la mues Se supone que se debe al desprendimiento del agua capilar, producida hasta una humedad de 0.45, luego de lo cual se debe presentar tina reducción de la sustancia gelatinosa. La retracción ecológica puede ser: 2.a) Reversible; en cuanto al colocar el material en agua o en un medio rnás húmedo aumenta de volumen. 2-1.) Irreversible; deformación que resta y que se supone debida a la deformación plástica de los agregados sujetos a las tensiones internas propias de la retracción. b) Hinchazón (gonflement o swelling) En un medio favorable, de alta higroscopia, la pasta se hincha con aurnento aparente de volumen.

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TEORIAS No existe una teoría que explique la retracción del concreto. pero se han expuesto interesantes criterios que analizan el fenómeno. Uno de los primeros planteamientos se debe a Freyssinet: (21 (31 para quien la retracción tiene su origen en la evaporación del agua que produce la rotura del equilibrio existente, en los canalículos de la pasta, entre la tensión del vapor de los poros -regulada por la Ley de Lord Kelvin- y la tensión superficial del líquido ---regulada por la expresión de La Place- por la cual el menisco producirá una presión triple sobre la base sólida. por ocupar el gas 1 espacio disponible y producirse una reordenación en busca de la estabilidad. La fluencia se debería a la modificación del volumen de los intersticios con un desplazamiento del líquido contenido. se ha dicho que esta teoría o,) explica el fenómeno de la hinchazón independiente de la acción del menisco, que por otra parte. de acuerdo a dichas ideas, cuando el material llega a su encogimiento máximo por desecación total, debería hincharse por haber desaparecido la tensión, lo que no ocurre en la práctica. Ross (41 y Davis 1.5) toman :,,ni(. base de sus ideas la deformación del me en los canales capilares producida por la evaporación. Igualmente sostienen que la presión exterior origina la evacuación del agua del gel. por aumento de la presión del vapor que contiene. Los recientes trabajos de Gwosdew (6) coincidentes con las teorías de Freyssinet, brindan un razonamiento matemático resaltable, Para Powers (7) la retracción se debe a que la capa de agua retenida sobre la fase sólida, por las fuerzas de Van del Waal, estimada en un espesor de cuatro diámetros moleculares, reduce su espesor por absorción. Refuerza su opinión el hecho de que la humedad influye sobre la cantidad del agua absorbida. La hinchazón se debería al aumento de dispersión y al movimiento de la sustancia gelatinosa sólida. La fluencia significaría modificación de la energía libre del agua absorbida y los movimientos del líquido por la solicitación impuesta. Lo que supone una perdida de agua, que experimentalmente se comprueba por la avidez de.) concreto al descargarse. Las deformaciones de la pasta actúan sobre el esqueleto del agregado. Crean dos tipos de tensiones, conocidas como "propias" y "estructurales". Las tensiones propias se deben a la desigual retracción del concreto durante la hidratación, pues el contenido de humedad Fe encuentra en relación con su distancia a la superficie libre. Créanse así tensiones de tracción en zonas húmedas y de compresión en las secas. Pickett ha calculado sus valores en elementos sencillos 13). En un cuerpo donde hay una gradiente de humedad, que en cada punto es función de su posición y del tiempo, el producto de la derivada parcial por la constante de su difu sión da el flujo de humedad en dirección de la derivada. Las tensiones estructurales son aquellas que se originan de la acción de, la pasta sobre el agregado que circunda, en forma de una presión radial sobre, los gránulos y tangencia] sobre la superficie externa. Interesantes conclusiones, se han obtenido sobre la importancia del módulo elástico del agregado y, su tamaño en la intensidad de las mismas. Como se ha expuesto la retracción se manifiesta sobre la pasta, como una fuerza isótropa, con reducción de volumen que trasmite sobre los agregados deformando de acuerdo con un cierto coeficiente de comprensibilidad. Si Ta es la reacción del agregado de volumen A y Tp, la presión ejercida por la pasta de cemento de volumen Y, el volumen total estará en equilibrio de acuerdo con la siguiente relación:

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Por otra parte la retracción del concreto será igual a la retracción de la pasta más la deformación bajo tensión según in módulo e

Esta deformación es la misma que la sufrida por el esqueleto de agregados de comprensabilidad

Las tres ecuaciones asi establecidas permiten eliminar las tensiones Ta y Te escribiéndose así:

El volumen V es igual a: a + c. Como el módulo de comprensibilidad de la pasta es una función creciente del agua contenida, se puede escribir de acuerdo con la ley de las mezclas:

Obteniéndose así finalmente el valor de la retracción del concreto:

En la que podemos reemplazar el valor del volumen del agregado que sabemos es igual al volumen unitario menos el agua el cemento y los finos (1/10 mm.)

El término q representa la relación de la compresibilidad del cemento v del agregado, en el caso de los agregados silicios es aproximadamente de 0.8. Sin embargo. Dicha constante depende también de la composición granulométrica. La expresión anterior ha tenido su ratificación experimental pero requiere aún de la realización de numerosos ensayos N, de estudios estadísticos para encontrar valores definitivos a dicho coeficiente. Pickett (9) ha propuesto una fórmula similar que relaciona la retracción de la pasta, el carácter M agregado y la retracción final del concreto:

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Siendo S el valor de la retracción. g la relación M agregado en unidad del volumen Y a. una constante. LA FLUENCIA. El fenómeno de la fluencia (fluge o creep) fue observado inicialmente por en 1905. (10) en un estudio sobre vigas armadas y posteriormente Freyssinea dio la primera explicación en su teoría de la hidratación. En los últimos año, con el desarrollo del cálculo a la ruptura del concreto pretensado y el uso extensivo de la fabricación y elementos ligeros han llevado a la necesidad de acelerar las investigaciones realizadas para obtener una teoría valida en todas las condiciones. Al planteamiento inicial de freyssinet que explica la retracción por el agua retenida en los capilares de la pista. han opuesto Lea y luego Nevilla (12) argumentos que invalidan, Lynam (13), supone que la fluencia es la consecuencia de la expulsión del agua coloidal del gel de cemento. Lea y Lee (14) suponen que aplicación de una carga modifica la tensión del vapor del agua absorbida. Powers y Browntar (7) piensan que se trata de un cambio de energia libre del agua absorbida y los movimientos del agua que originan una modificación de dimensiones exteriores. Todas estas hipótesis aun están en discusión. Los efectivo, es que la fluencia sigue una ley exponencial. Que la variación de volumen definitiva que en relación composición del concreto. Siendo más grande cuando mas elevados o muy bajos son los dosajes de cemento. Que los agregados no parecen tener mayor influencia sino cuando se trata de módulos elásticos propios reducidos. La influencia de la conservación y las variaciones intensidades de las cargas son también determinantes. Ello ha llevado a M. L. Hermite (15) a formular la siguiente expresión:

El término A representa la capacidad de deformación plástica dependiente de la composición de concreto. Dicho valor aumenta cuando en dosaje de cemento y cuando la compacidad disminuye, es decir, cuando la resistencia decrece. La constante V depende del cemento y de su capacidad de retracción. Estando en función del tamaño absoluto del elemento a construirse, disminuyente cuando aquel aumenta. Finalmente la constante la constante M es también función de la Naturaleza del cemento. Según L’ Hermite en un concreto normal los valores son los siguiente: A: 120; V: 4.5; M: 0.4 Pero si la fluencia plástica es una característica impuesta al, concreto por su constitución de pseudo sólido, la magnitud de las deformaciones esta en función de la edad y de la carga. Después de los trabajos de Shank, Dossier, Whitney, Farber, Davis, Granville. Freyssinet, Dutron, L?Hermine se ha constatado que las deformaciones se procian según una curva exponencial similar a la dado para otros solidos. Que podemos suponer.

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Shank (16) en estudios realizados por cuenta de la Universidad de Ohio. Llegada a precisar en forma suscinta la intervención de la calidad de los agregados y del cemento en la fluencia plástica. Valor éste que expresaba por la relación.

El valor de la raíz a tenía un valor promedio de 3 para todos los concretos ensayados con diferentes tipos de agregados. En los concretos fabricados con piedra de granito ese valor era 1.38 veces el normal: en el fabricado con aren¡ (le piedra de 0.85 veces en el concreto de agregados silicios de 0.65 veces y para agregados de basalto de 1.32 veces. Sin embargo, dichos valores no pueden ser tomados corno definitivos, tanto así que Shank advirtió la imposibilidad de dar una regla que englobara todas esas características. Igualmente estudió las variaciones del coeficiente, C de acuerdo con el tipo del cemento estableciendo las siguientes relaciones: C = 0.20 u 2 para los cementos de alta resistencia inicial. C = 0.09 a 54 para los cementos aluminosos, siendo la edad y la carga Si efectuamos una mezcla de agregado y agua y preparamos luego una probeta que someternos a compresión, el conjunto se disgrega fácilmente ante cargas muy débiles. Pero si añadirnos cierta cantidad de cemento en forma previa a su elaboración la probeta resistirá cargas apreciables. Se puede notar en una primera aproximación. que la resistencia del concreto reside en la resistencia del aglomerante Una comprobación experimental de alto valor estadístico es la bien conocida relación de proporcionalidad existente entre la resistencia de compresión de las pastas puras y, los concretos que con ellas se, fabrican. Por si esto fuera poco, podemos considerar también que la ruptura de los concretos -según explica Brandtzaeg-, se produce inicialmente por separación de las superficies (le contacto (le la pasta y del agregado al sobrepasarse su adherencia. Así pues en 1929 Mc Millan (171 decía “Para una completa inteligencia de las propiedades del concreto, creemos necesario el comprender primero las propiedades de la pasta, Y continuaba, aclarando si se desea un fuerte concreto la pasta debe desarrollar una alta resistencia una vez endurecida". Estas palabras sin embargo- no eran nuevas, pues ya. en 1898 el eminente in francés Feret había demostrado experimentalmente su fórmula que liga la resistencia del concreto con la calidad del cemento v la relación de éste con los vacíos v el agua. Pero fue Freyssinet. quien en 1933 llevó más adelante este principio introduciéndolo en las pastas mismas. Freyssinet, supuso que las pastas serían más resistentes cuanto ¡irás compactas fueran. Es decir, cuando los canalículos plenos de agua y aire fueron los menos y más pequeños posibles. Esto se obtiene cuando la cantidad de agua que no se combina con el cemento es lo -más baja posible v cuanto mayor es la superficie intersticial de los elementos activos de la pasta. Comprobaciones expresadas en los siguientes principios:

1. Que la resistencia de la pasta es proporcional al volumen del cemento hidratado dividido por la suma de los volúmenes del cemento hidratado más el agua sin combinar.

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2. Que dicha resistencia es también proporcional al área de la superficie intersticial por unidad de volumen de la pasta.

Estos dos planteamientos han tenido su completa ratificación. Así Giertz Hedstrom ( 18) decían, basados en numerosas experiencias, que era posible en una primera aproximación considerar la resistencia como una función del grado de hidratación e independiente de la calidad del cemento, Es decir, que. la resistencia se puede expresar como una función del volumen de la fase sólida por unidad de volumen de la pasta endurecida. Por otra parte en 1946 los investigadores americanos Power ' v Brownyard. llegaban también luego de numerosas investigaciones. a establecer la realidad de la segunda hipótesis. Powers, planteó una expresión a la que llamó. relación sólido - espacio. Seme junte a la de Freyssinet. en la siguiente forma: Incremento de la fase sólida X = ---------------------------------------------- Espacio original disponible Experimentalmente encontró que el incremento de la fase sólida. Es decir de la pasta hidratada, era de 0:860

(Wm - 4Vm).

Siendo Wm el agua rió evaporable que interviene en la fase sólida. Vm es proporcionalmente al material coloidal de la pasta, representando el agua necesaría para formar una capa completa condenada sobre la parte sólida de una molécula de espesor. El factor 4 Vm es el peso M agua necesaria para llenar- todos los huecos y, el coeficiente 0.846 es el volumen específico medio de, lo, dos tipos de agua: evaporable y no evaporaba.. De esta manera la relación anterior se puede expresar en la forma siguiente:

Por numerosas experiencias se sabe que para cada tipo de cemento el factor Vm/Wm es constante K. Podemos así expresar esa relación en función de cada una de las variables independiente.

siendo M igual a:

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Power encontró el valor de las constantes M y B, mediante ensayos encontrando valores experimentales de fe en función de Vm/Wo y tambien Wm/Wo en numerosos ensayos (48 puntos para una curva) con cuatro cementos Pudieron definir así:

La relación Vm/Wo, representa la expresión 11 de Freyssinet por cuanto Vm es proporciona¡ al área superficial. Sin embargo es imposible relacionar directamente la resistencia de] concreto con la M cemento pues, en el primero existe la intervención de numerosas varíables. Uno de dichos factores está en que antes M fraguado de la pasta se produce el asiento de los gránulos más grandes -sedimentación ¿electiva- dejando una capa de material fino con gran riqueza de agua en la superficie o alrededor de la superficie exterior del agregado, lo que constituye la exudación o resudado. Fenómeno que puede ser estudiado de acuerdo con las leves de la sedimentación como lo ha hecho Powers. Por otra parte, otras fisuras de mayor magnitud se pueden presentar si el dosaje de agua es excesivo y crea vacíos al evaporarse e. igualmente si la granulometría del agregado es desde un comienzo poco compacta. Todo ello ha llevado a H. Lecrero du Sablon (19) a expresar que la relación entre la resistencia del concreto, Re y la resistencia de la pasta Rp está ligada por un coeficiente de proporcionalidad igual a:

es decir, la compacidad y la forma de puesta en obra. Numerosos investigadores han propuesto fórmulas para determinar la resistencia de los concretos teniendo en cuenta el grado de compacidad y su dosaje de Para probetas de mortero 1:3.6, curado húmedo de siete días, y medida de agua y cemento. En la mayoría de los libros de texto encontramos las fórmulas (le Feret, Ros. Abrams Bolomey, Banda], Graf, Druton. Talbot, Magnel, cte., que aparecen en el anexo. Sin embargo, ellas deben de ser estimadas como una primera referencia pues, como ha dicho Freyssinet, las fórmulas por bien estudiadas que sean no permiten el preveer las resistencias en función de los dosajes porque ellos no pueden ser estimados más que en campos muy limitados. Sucediendo además que las fórmulas pueden ser causa de graves errores sino se acompañan de numerosos ensayos (le obra. LA DURABILIDAD. La durabilidad de] concreto, se ve afectada principalmente, por los siguientes efectos perjudiciales: a) acción de] agua; especialmente presiones internas en el concreto sujeto a heladas. b.) reacción de los cementos con determinado tipo de agregados. e.) ataque exterior de aguas agresivas, elementos químicos, cte. Los cambios de temperatura y su descenso hasta la temperatura de congelación producen la expansión del agua, que puede llegar a un 9%, originando presiones del orden de 2,000 kg/cm2, que ocasionan la desintegración del concreto. Estos fenómenos pueden ser atenuados por un cuidadoso y bajo dosaje de la relación agua / cemento y una correcta selección de

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agregados. Igualmente, pueden corregirse los efectos de las heladas por el uso de incorporadores de aire. Los cernernos con alto contenido de álkalis, Na2O + K2O mayor del 0.6%, reaccionan negativamente con determinado tipo de agregados., causando rajaduras y desintegración de.¡ concreto. Se requiere en tales casos. conocer la reactividad potencial de ]os agregados para lo cual se han desarrollado métodos normalizado Se ha estudiado la posibilidad de introducir en las mezclas un correctivo de pu zolana, en una proporción de 20 grm. por grm. de álkalis en el cemento que ex. ceda al 0.5%. Los áridos con constituyente secundario o inclusiones de sílice opalina, así como las rocas volcánicas de alto contenido de sílice, y las rocas calce son sospechosas. Las aguas agresivas que atacan al concreto, son variadas. 1) Las aguas llamadas puras, cuyo PH a la temperatura de 209 C es de 7 y su grado hidrotimétrico es inferior a 6. disuelven la cal del portland e hidrolizan los silicatos y aluminatos. 2) Las aguas ácidas, generalmente de carácter industrial o las naturales con disolusión de gas carbónico, con una acción más marcada que las anteriores. 3) La aguas alcalinas, que generan la corrosión de determinados cementos, provenientes de terrenos graníticos y porfíricos. 4) selenitosas, que son las más agresivas, forman una sal doble fuertemente hidratada, el sulfoaluminato tricálcico, pulvuruiento. 5) Las aguas de mar, que como sucede con las aguas selenitosas forma la sal de CandIot en contacto con los aluminatos del cemento. En las mezclas de concreto que pueden estar sujetas a tales condiciones de exposición. es aconsejable el uso de cementos especiales, sean Portland. puzolánicos, aluminosos u otros, igualmente, el tratar de obtener la mayor compacidad de la mezcla, con dosajes de agua-cernento mínímos. En tal forma se puede obtener una baja permeabilidad, usándose a tal fin aditivos plastificantes e incorporadores de aire. Las estructuras de concreto se ven expuestas al contacto de elementos; químicos, muchos de ellos perjudiciales. Acuciosos estudios se han llevado a cabo, habiéndose publicado síntesis de los mismos. En todos estos casos, si bien son aconsejables las providencias señaladas, se emplea generalmente protección adicional, la que consiste, según las condiciones, en: fluosilicato de magnesia o zinc; silicato de sodio; barnices, pinturas; tratamientos bituminosos; revestimientos cerárnicos etc., cuya disensión escapa a este estudio.

curvas características de la deformación del concreto

LOS MATERIALES DOSAJE DE CEMENTO El dosaje M cemento no es sólo una cuestión de la cantidad a introducir si también de calidad.

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De los ensayos realizados por G, Arobelidze y V. Soroker se desprende que cuando la cantidad de cemento pasa un cierto valor limite, la resistencia del concreto cesa de aumentar. Dicho valor está en relación con la viscosidad, decreciendo cuando esta aumenta. Ley¡ y Pizetti (201. calculan dicho valor en 450 kg. por metro cúbico. El uso del microscopio electrónico en la investigación del cemento Portland ha permitido determinar que la causa del endurecimiento de las pastas hidratas es el saliente tricálcico, principalmente en los primeros días, interviniendo luego el silicato bicálcico. El aluminato tri-cálcico presentaba también activa intervención en los primeros 28 días. Por otra parte, por métodos físicos, se ha determinado el valor de la contríbtición de cada constituyente a la resistencia (le la pasta. estableciéndose así la siguiente ecuación:

Dichos coeficientes para cilindros de concreto de 3 x 6 pulgadas en mezcla 1: 3: 4: 3, 6 en peso fueron: 28 días 1 año a 41.4 54.8 b 7.6 42.4 c 123.4 100.4 d 37.8 53.5 Finalmente se conoce que tratando clinker por procedimientos de enfriamiento rápido y aumentando la finura de molido se afecta favorablemente su resistencia. En lo que respecta a la retracción se puede también desarrollar una ecuación similar a la expuesta en el estudio de la resistencia, con los siguientes valores para los coefientes: a 0.00079 b 0.00077 c 0.00234 d 0.00049 Para probetas de mortero 1: 3.6. curado húmedo de siete días. Y medida de las deformaciones después de una año. Hoy en día, una solución de la retracción puede encontrarse al elegir el tipo de cemento gracias a los cementos expansivos, popularizados por los estudios de Dossier y Hendricks. Estos cementos se producen por la mezcla de tres elementos: Un cemento Pórtland artificial que es la base. Un cemento sulfo-aluminoso que es el factor de expansión. Un elemento estabilizador. Los de débil expansión aumentan (le 3 a 4 mm. por metro en pasta pura en un principio y los francamente expansivos de 10 a 2.5 mm. por m. En lo que respecta a sus resistencias mecánicas son similares a la de los Portland corrientes. Hasta aquí lo concerniente a la calidad. Queda por considerar la cantidad de cemento a intervenir en la mezcla. Todavía se usa el dosificar los concretos dando el número de kilos de cemento por metro cúbico. Otras veces se emplean fórmulas empíricas. Todo ello teniendo en cuenta la calidad de] concreto deseado.

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Desde otro punto de vista. se puede suponer que el cemento debe cumplir dos funciones en el concreto: Cubrir la superficie del árido. Rellenar los huecos existentes, El primer valor lo podríamos obtener fácilmente igualando los valores de la superficie del árido, que se puede obtener por numerosos métodos. el de Edward y Young (21) entre otros, con la superficie de la pasta hidratada. En los trabajos de Ville y Mironov, se determina la máxima compacidad del agregado, usando consolidación enérgica. a fin (le deducir el volumen de. vacíos que debe de llenar la pasta de cemento. Este valor teóricamente sería reemplazado en la siguiente ecuación (le, Powers que determina el volumen de la fase sólida. Vs = 0.5 + 0.5 e Ve E = gramo de cemento por g/ pasta saturada. Ve volumen específico del cemento. Akinov usa el siguiente cuadro, para determinar el peso del cemento por litro de pasta

Para aumentar los elementos o activos -o el concreto concreto sin adicionar un excede cemento, desfavorable para la retracción. es actualmente usado el reemplazar los agregados por clinker. DOSAJE DE AGUA Hemos planteado ya la influencia del dosaje de agua en las pastas de cemento. Sabemos así que a mayor cantidad de agua de mezcla obtendremos menor resistencia mecánica y también mayor deformación. Parece lógico suponer que el contenido óptimo de agua en una mezcla sería la indispensable para la hidratación del cemento. Cantidad ésta que se puede determinar experimentalmente. Powers, ha aproximado la cantidad de agua necesaria a la hidratación en 0.25 (¡el peso del cemento. Sin embargo, tal límite se excede en la práctica, pues es necesario considerar que el concreto está hecho con agregados. en gran parte finos, que absorben agua, lo que impediría la hidratación del cemento. Aparece pues la necesidad de un exceso de agua, que llamaremos agua de mezcla, independiente del agua requerida para el fraguado. La intervención de este exceso de agua o agua de mezcla, es indispensable ya que por ella el cemento forma una pasta que se reparte uniformemente sobre la superficie del agregado contribuyendo a la trabajabilidad, y creando la resistencia del conjunto al endurecerse.

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De no realizarse este reparto uniforme el contacto entre los agregados inertes crearía puntos de fractura, dando así un material sumamente frágil. Por otra parte una pasta seca produce segregación y falta de homogeneidad en el concreto. Se han dado numerosas fórmulas para relacionar la cantidad de agua necesaria para la mezcla con el tipo y superficie específica de los agregados. Feret (1892) estableció la siguiente igualdad:

En la que A es contenido de agua y Pg Pm, Pf ; y Pc las cantidades de arena gruesa, media, fina y de cemento

En la que a es la cantidad de agua necesaria, a la del cemento, f la de ultra finos. p la de finos entre 0.1 y 0.5 mm, la arena (entre 0.5 y 5 mm), g la grasa y 0( un coeficiente dependiente de la consistencia del concreto a obtener.

El investigador suizo Bolomey ha dado también. Después de numerosos ensayos, la siguiente formula:

En esa fórmula a es la cantidad de agua necesaria en la mezcla; d, y d2 105 diámetros entre los que está comprendido el agregado; p su peso y N un coeficiente que para concretos secos es de 0.08 si se emplea agregados lisos y de 0,095 en el caso de los rugosos. Esta fórmula no se aplica sino hasta gránulos de 0.2 mm. todo esto hace necesario el determinar previamente la cantidad de agua embebida en el agregado, cantidad que ha de restarse a la indicada por esa fórmula. Hay que tener en cuenta que la-, dos expresiones consideradas conducen a porcentajes de agua superiores a los necesarios cuando se utiliza la acción de vibradores y otros medios de compactación. Sin embargo cabe también precisar que en los casos de no existir un riguroso control de obra. es preferible pecar por exceso de agua que por defecto. ya que la resistencia decrece más rápidamente cuando se baja el agua en exceso que cuando se aumenta. Este fenómeno que ha sido estudiado por Hendrick con numerosos concretos lo ha tratado la Asociación Americana de cemento Portland (22) Llegando a las siguientes concluciones

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Un concreto con un 10% de agua menos que la necesaria pierde un 15% de resistencia. Una insuficiencia de 20% hace perder un 60% de resistencia. Un aumento del 20% hace perder un 30% de resistencia. Un exceso de 100% hace perder un 80 de% resistencia. Abrams fue el primero en establecer en forma precisa la importancia del factor agua - cemento en la resistencia. Fijó al efecto la siguiente expresión matemático

Posteriormente con el desarrollo de los cementos esta relación se ha modificado tomando la siguiente forma:

Siendo x la relación agua – cemento. En todo caso estas relaciones deben establecerse en forma de significar el grado de actividad del cemento. Es recomendable trabajar en el diseño, teniendo a la vista la relación de powers que nos da la cantidad de agua necesaria para la hidratación, e introduciendo un exceso para la mezcla de acuerdo a las fórmulas planteadas y a las condiciones de puesta en obra, realizando ensayos previos pues todo resultado debe ser fruto de la experiencia inmediata. Teniendo en cuenta estos inconvenientes Freyssinet ha imaginado realizar la eliminación del exceso de agua de que el concreto luego de colocado en los moldes mediante el empleo de la vibración y la presión de la masa fresca, usando encofrados que permiten la salida del líquido. Cuestión fácil y poco complicada en elementos pre-fabricados. LOS AGREGADOS Al estudiar los áridos que han de servir como agregados para el concreto hemos de referirnos esencialmente a su granulometría, por ser el punto que alienta mayores discusiones y tendencias. Sin embargo, es necesario hacer Un aparte previo, recalcando ciertas propiedades exigibles, que son bien conocidas. Sabemos bien que el árido debe provenir de rocas de constitución estable, de buena resistencia mecánica y libres de reaccionar con los álcalis del cemento. Tener forma cúbica y un coeficiente volumétrico mínimo de 0.15. Ser de superficie lisa. (le preferencia sobre la rugosa. con exclusión (le todas las otras, De una porosidad menor que el Fínalmente. libres de impurezas y con un contenido de humedad conocí(](, en forma previa e inmediata a su empleo. La granulometria de los áridos es un factor importante en los concretos. Ella se caracteriza por las proporciones en que intervienen los gránulos de distinto diámetro que la integran. En la

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práctica se hace pasar el agregado -o su ¡nuestra representativa- por una serie de mallas, determinándose porcentajes de concentración en los distintos diámetros, lo, que pueden ser expresados mediante curvas. Eventualmente. se dan ecuaciones que representan en función de un diámetro dado -generalmente el límite máximo--- los porcentajes de diámetro inferiores. Por esta razón hemos de estudiar inicialmente la determinación del diámetro máximo y mínimo del agregado (le concreto La determinación del tamaño máximo del agregado se ha (le realizar de acuerdo a las condiciones del volumen a llenar t) encofrado. así como (le la cantidad de acero, cables o fundas que contiene A este efecto es conveniente tomar en cuenta los principios que sobre e¡ electo pared expusiera M. Caquot que explica la repulsión del agregado grueso por las paredes o fierros del elemento a llenar. Faury ha establecido experimentalmente que si “s" es la sección libre de la parte más estrecha de una rnalla y "p" su perímetro, su radio medio "r" será:

y el agregado máximo estará sujeto a la siguiente desigualdad:

En lo referente al efecto pared del encofrado se estableció un radio medio igual a:

superficie total de las paredes y armaduras Faury (23), ha dado una relación experimental que liga este valor con el tamaño máximo del agregado.

De los estudios de Macnaughton (24) se desprende que tamaños de árido que exceden el máximo de ¾” afectan desfavorablemente la resistencia. En la investigaciones llevadas a cabo en la construcción de la Presa Boulder. Se estableceó con anterioridad dicho fenómeno. Especialmente en la fluencia. Sin embargo muchos especialistas. Los estudios iniciales de Davis sobre la composición mineralógica de los agregados, se continúan hoy en varios países, determinando la adherencia. en escala microscópica, entre el agregado y, la pasta.

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Finalmente el criterio de introducir agregados finos tan generalizado para las mezclas plásticas o para las mezclas de débil resistencia, donde reemplaza al cemento llenando los vacíos- no es aconsejable para concretos de alta resistencia El agregado fino. de gran superficie especifica, exige: 1) mayor cantidad de agua de amasado. y. 2) mayor cantidad de pasta para cubrirlo. Se ha demostrado experimentalmente que con determinadas granulometrías puede obcecarse mayores compacidades. es decir menos vacíos: proponiendo al efecto relaciones corno la siguiente recomendada para concretos impermeables

En el concreto de alta resistencia donde se requiere bajas deformaciones. es conveniente la compacidad, pues, los requerimientos de trabajabilidad pueden ser obtenido, mediante tratamientos convenientes. Al estudiar los efectos de la fluencia y resistencia mecánicas. Vimos su relación (en la compacidad L'Hermite 125) al tratar sobre la relación entre compacidad y resistencia. menciona que: 1. Para un aumento de 0.70 a 0.75 en la compacidad la resistencia aumenta en un 20% a 25% . 2. Para un aumento de 0.85 a 0.90 en la compacidad 1,1 resistencia aumenta en un 100%

3. Para compacidades superiores a 0.90 la resistencia es superior a la (le la pasta, igualando la

de agregado. Numerosos investigadores han propuesto curvas granulométricas prototipo. que según ellos dan las mejores compacidades. Dichas curvas tienen como ordenadas los porcentajes de los gránulos que pasan determinadas aberturas en las mallas, cuyos diámetros figuran corno absisas. Siendo de dos tipos distintos. Las curvas continuas: que suponer¡ una ordenación de esferas de tamaño creciente. de modo que siendo tangentes entre sí las (te un cierto diámetro rellenen los huecos que dejen las del diámetro anterior. Esto se consigne si a cada tamaño corresponde una proporción aproximadamente en ley parabólica Así lo indican las curvas de, Fuller y Bolomey. Este criterio es discutible y. ha sido rechazado por los trabajos teóricos de Caquot, Lecrer Du Sablon Y las experiencias europeas El otro tipo de curvas corresponde a las granulometrías discontinuas, que se presentan por 1 líneas quebradas y aún por tramos horizontales. Lo que indica la total ausencia de al. na graduación o tamaño. Existe una rica experiencia que indica que si bien las granulometrías discontinuas son menos trabajables en el sentido de su menor plasticidad ofrecen más altas; compacidades. Es por eso, que después de los estudios de Feret en el siglo pasado, no tomaron el auge debido por ausencia de métodos de puesta en obra apropiados. Hoy, en día, en que se cuenta con la vibración, la aplicación del vacío. la centrifugación, la presión. cte.. son las más indicadas para la obtención de altas resistencias, 'Teniendo en cuenta el principio de la discontinuidad, en estos últimos años los ingenieros Caquot, Lecrero du Sablon (19), Vallete (26), Villay (27). Faury y, Jossiel (28), han propuesto interesantes métodos de dosificación; cuya mayor a menor aplicabilidad depende de cada caso específico.

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Es sin duda, en el campo de las granulornetrías discontinuas. que además de la compacidad nos brindan una menor superficie específica de los agregados, es decir economía y ausencia de deformaciones, donde se han de encontrar las mejores soluciones para los concretos de alta resistencia y el concreto pretensado. Sin embargo cabe recalcar que la misma existencia de tantos métodos revela la imposibilidad de fijar un principio único y general. Así pues, los métodos sólo han de ser una primera aproximación sujeta a la confirmación de la experiencia para cada caso. LA PUESTA EN OBRA Los métodos de puesta en obra del concreto fresco, deben considerarse en el proyecto de proporcionamiento, por su relación con cada uno de los constituyentes y las propiedades finales. Los procedimientos más conocidos comprenden: a) aquellos que introducen dentro de la mezcla algún elemento nuevo, como la técnica del aire-incorporado y la de los plastificantes; b) los que actúan sobre el concreto una vez puesto en sus formas, tal el caso de la vibración y del concreto al vacío; e) los que significan una nueva forma de puesta en obra, como lo es el concreto inyectado. Vale decir, que todas las técnicas expuestas se combinan además entre ellas, dándose en la práctica general la coincidencia de dos o tres. EL AIRE INCORPORADO La técnica de incorporación del aire consiste en introducir en la mezcla generalmente con el cemento, un compuesto que produce la formación de pequeñísimas burbujas de aire, de 40 a 250 micrones Las modificaciones que aporta la incorporación del aire en el concreto son de mejorar la docilidad, por actuar como lubricantes anulando el frotamiento entre lo- sólidos; disminuyen la exudación, al actuar como tapones de los canales por los cuales asciende el agua; disminuyen la permeabilidad del concreto endurecido al modificar el estado del aire en su interior, con el reparto del mismo en forma de pequeñísimas burbujas en sustitución de canalículos; pero la más importante modificación que introduce es la resistencia de las heladas, cuya explicación ha sido dada por las teorías, contradictorias entre ellas, de Forslind, Kermedy y Powers. Sin embargo, la incorporación de aire, sin modificación del disefio de la mezcla, origina una menor resistencia mecánica. Lo que se puede objetivar mediante el empleo de las fórmulas conocidas para la resistencia del concreto, en las que juega papel importante la compacidad. La incorporación del aire disminuye el porcentaje de sólidos. Una excepción ocurre en los concretos muy pobres, con gran contenido de aire natural, donde el agente incorporador actúa solamente para distribuirlo sin aumentar su proporción. Se ha establecido que la resistencia baja aproximadamente en un 5% por cada 1% de aire incorporado Como la incorporación del aire facilita' la docilidad del concreto, es posible en compensación reducir la cantidad de agua de mezcla y eventualmente el agregado fino. En tal forma puede corregirse la disminución de resistencia. El porcentaje de aire se estima no debe pasar del 6% siendo aconsejable el 4% Por el momento, aún no se encuentra una teoría que permita establecer un dosaje racional del aire para toda condición o tiempo de exposición. Powers estima que con cierta seguridad se puede suponer, en el caso de un concreto joven. la más conveniente para impedir la dilatación del agua durante la helada será aquella que divida la pasta en capas muy delgadas en que el valor crítico es de. terminado por la resistencia a la rotura, en función de la presión hidráulica. El diseño de las mezclas de concreto con aire incorporado se efectúa vi sea directamente, teniendo en cuenta este nuevo elemento, o por una corrección sobre el diseño correspondiente a una mezcla normal. Debe recordarse, que la calidad de cemento, la granulometría de la arena, el dosaje de agua, la vibración y otros factores afectan la cantidad del aire incorporado.

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PLASTIFICANTES Los plastificantes crean una aptitud del concreto a adaptarse a las formas, permitiendo reducir el agua de mezcla y obtener un aumento en la resistencia. También, puede reducirse conjuntamente la cantidad de cemento, dejando estable la relación de los dos componentes, con economía en la producción. Tale,, sol] las ventajas (le este aditivo. Los plastificantes por absorción, son productos complejos, de carácter hidrófilo que absorbidos por los gránulos de cemento actúan para rodearlos con películas espesas de agua también absorbida e impiden la floculación y favorecen el comportamiento plástico. El Dr. Steopéo ha realizado un estudio del proceso fisicoquímico, partiendo de la teoría de Michaclis-KuhI. Tradicionalmente se han considerado como plastificantes, por desarrollar las mismas propiedades a elementos puzolánicos, cenizas volantes y otros productos. VIBRACION La vibración es la técnica más extendida para la puesta en obra del concreto, De acuerdo a las teorías de L'Hermite, neutraliza los efectos del frotamiento interno del concreto durante pequeños espacios de tiempo, en los cuales actúa la acción de la gravedad permitiendo la acomodación de los componentes por su propio peso. La vibración produce así un efecto de presión interna que aumenta o disminuye la presión de contacto entre las partículas; cuando la presión de vibración es elevada la de contacto será neutralizada en una parte del período de vibración. Un cuerpo en tal instante, al haber perdido su frotamiento interno, se. asemeja a un líquido llenando fácilmente los moldes por actuar sobre sus paredes en forma hidrostática. Existirá pues, una alternancia en períodos de "líquido" y períodos de "sólido". L'Hermite determina la presión de vibración de la hipótesis de que las partículas no se pueden movilizar que dentro de un límite a ( a < 1 ) del volumen de vacíos e. Siendo e, en relación a la unidad de volumen la diferencia entre el volumen aparente y el volumen sólido del cemento más el agregado. La presión se expresa así como:

siendo a la frecuencia. V = velocidad promedio de las partículas P = densidad promedio de la parte. Para la determinación de los valores de a y v, emplea la ecuación exponencial:

siendo: m = la masa de las partículas. a = una constante de amortiguamiento b = la resistencia elástica especifica. En tal forma, la velocidad (le la partícula depende para una frecuencia determinada de su masa.

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Haciendo empleo de la misma hipótesis es posible determinar la viscosidad del concreto fresco y la capacidad de absorción de energía. Por ejemplo, en el caso de la previbración la repartición de la amplitud de vibración es:

Sin embargo se ha objetado esta teoría al negarse su base misma, es decir, que el concreto es un material con frotamiento interno. De acuerdo a los principies M concreto, se dice, el contacto entre los gránulos significa la segregación., incompatible con un concreto dócil y homogéneo. En coincidencia de este criterio, Steivart, en estudios presentados al Joint Sub-Committee, ha descrito la acción de la vibración. Según él, en una primera fase el material sujeto a frotamiento interno es compacto, en u . segunda fase, la mezcla se encuentra en estado de suspensión, seguidamente, en la tercera fase se inicia la segregación. La vibración, es también un procedimiento auxiliar de las otras técnicas expuestas. Su aplicación en conceptos de granulometrías discontinuas o secos se considera indispensable. CONCRETO AL VACIO Como se ha expuesto al preparar el concreto generalmente se introduce un exceso de agua -sobre la necesaria para la hidratación a fin de permitir una puesta en obra correcta. Como consecuencia se obtiene una disminución de la resistencia. Los procedimientos de extracción del agua, permiten eliminar esta deficiencia. Uno de los primeros procedimientos de esta técnica, se encuentra en la centrifugación, por el cual se producen productos pre-fabricados, generalmente tubos, Posteriormente, Freyssinet, aplicó la presión sobre elementos también prefabrica(los. Al efecto- una de las paredes M molde era permeable al agua y no al cemento. Por otra parte, la granulometría estaba dada en forma de permitir que la presión fuera trasmitida al agua. El aplicar presión sobre una de, las paredes del molde. hacía salir el agua por la pared permeable El procedimiento moderno M "vacum concreté--- original del ingeniero K. Billner e ha desarrollad,, extensamente ,Ti los Estados Unidos en que son colocadas sobre los encofrados s. que aspiran e líquido a través de orificios múltiples colocados regularmente. El sistema, bajo licencia comercial, consiste en principio en una bomba al vació tuberías y un tanque de sedimentación. Las ventosas en la mayoría (le los casos son constituidas por paneles de madera, de, pequeño espesor, que en los bordes tic contacto van provistas de bandas de caucho, que dan seguridad transversal. Sobre el concreto actúa una superficie lisa, compuesta por una tela metálica y mi lienzo de algodón El todo forma una cámara estanca, donde se producen presiones del orden de las 8 '1" por m2. El tiempo de. acción del aparato variable se encuentra entre los 45'' y la hora. CONCRETOS INYECTADOS El concreto inyectado significa una técnica de puesta en obra, que exige condiciones determinadas en los materiales, cuya resultante es un concreto (le especiales condiciones de resistencia y retracción. El concreto inyectado tiene una granulometría discontinua, formado por agregado grueso, cuyos vacíos son llenados por un mortero inyectado a presión. Preserita mayor resistencia y, un mejor comportamiento elástico que el concreto normal. Su permeabilidad s retracción son menos acusadas.

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La puesta en obra comprende dos etapas diferenciadas: la acomodación del -agregado grueso y la posterior inyección del mortero, operación esta última que comprende el transporte de la pasta. La condición básica para la obtención del concreto reside en obtener un mortero thioxtrópico, que pierda su rigidez momentáneamente, readquiriéndola en el estado de, reposo. Por otra parte, el esqueleto de agregado grueso debe posibilitar el paso del mortero permitiendo que cubra todos los vacíos, para asegurar 1,1 durabilidad y, resistencia. La técnica de activación del mortero requiere sea de procedimientos rnecánicos o físicos-químicos, que varíen el grado de floculación, es decir, la fuerza de atracción entre los gránulos. La activación por vía química se realiza introduciendo en el agua de mezcla un agente dispersante soluble, que anule la atracción. La dispersión mecánica, se realiza por mezcladoras especiales de alta velocidad, ellas posibilitan que simultáneamente mientras la superficie de los gránulos es hidratada son separados formando una suspensión viscosa thixótropa intergranular que actúa como antifloculante durante el transporte y puesta en obra del mortero. El proceso de fabricación del concreto exige un cuidadoso control, especialmente en lo referente a las condiciones del mortero. Ensayos de tipo reológico deben ser efectuados tanto en el diseño de mezcla como durante M fabricación del concretó.

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BIBLIOGRAFIA 1.-Final Report, Symposíum Influence of time upon the stre . ngth and deforma- tion of concrete- Munich 1958. 2.-E. Freyssinet- Una Revolution dans les Techniques du Beton- Ed. Eyro 1939.- PARIS. 3.-E. Freyssinet--- Idee et Voies Nouvelles- Edition "Construction C.t Travaux Publics" Enero 1933.- París, 4.-A. D. Ross- Creep and shrinkage in plain, reinfroced and prestressed concrete, Journal Institution of Civil Engineer. Nov. 1943. 5.-Davis, Davis et Brown- Plastic flow and volumen changes of concrete--Proe. of the American Society Testing Materials, vol. 37.- 1937. 6.-Gwosdew.- Le fluage du Beton et les methodes appliquees a son étude. Recherches sur la Resistence, la plasticité et le fluage des matériaux de Construction. ZNIPS, Moscú 1955. Trad. de L. B. Batiment et Travaux Publies, 7.-Powers et Brownyard. Studies of pheysical properties of hardened cement paste. Journal of the American Concrete Institute- Oct- Nov- Dic1946. 8.-G. Pickett--- Shrinkage Stresses in concrete. J. A. C. 1. Jan-Feb. 1946. 9.-G. Pickett- Eflect of aggregate on Shrinkege of concrete an a Hypothesis Concerning Shrinkege. J. A. C. I. Jan-1956. 10.-Woolson- Sorne rernarkable tests indicating flow of concrete under pressure- Engineering News- Vol. 54.- 1905. 11-Lea- Shrinkage and creep of concrete. Simposium shrinkage and cracking of cementive materials--- Londres, 1947. 12.-Neville- Theories of creep of concrete. J. A. C. I.- Set. 1945. 13.-Lynan C. G.- Growth and movement in portland cement Concrete.- Oxford Univ. Press- 1934. 14.-Lea y Lee- Shrinkage and creep of Concrete.- Symposium shrinkage and cracking -o¡ cementive materials--- Londres 1947. 15.-Robert L'Hermite--- Idees Actuelles sur la Technologic du Beton- Bulletin RILEN. 16.-Shank--- The mechanies of plastic flow of concrete- J. A. C. I. Vol. 32 Pág. 149.- 1936. 17.-F. R. Me Millan- Basice Principles o£ Concrete Makin- Me. Graw-Hill. 18.-Giertz.- Hedstrórn.- Plastik deformation hos oarmerad betong- 1939 (De la traducción al francés del L. du Bet. P.). 19.-Leclere du Sablon- Le beton Trationnel Annales des Ponts el chaussees N~' 2.- 1927. 20.-M. F. Levi y G. Pisetti- Fluage, Plastité et precontainte, Dunot.- 1951

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21.-Edwards L. N.- Proportioning the Materials of Mortars and Concretes by Surface arca of aggregates Proc ASTM.- Vol. 18.- Young R. B.- Mixing Concrete by Surface areas on actual work- Eng. News. Record- Enero 1920. 22.-Traite de IvIateriaux de Construction. - M. Duriez-Dunot 23.-J. Faury- Le Beton. Dunot- A. Caqout- Role des Materiaux du Beton- Memoires Societe des Ingenieurs Civi1s de France--- Julio-Agosto 1937. 24.-Maenaughton.- Juint Technical Information Letter. National Sand and Gravel Association- Abril, 1959. 25,-L'Herniite.- Contribution a F elude de ka Mecanique interne du beton. 26.-R. Vallete.- Compositíon des Betons Revue des Materiaux de Construction NO 463.- 1954, 27. -Villey - Les Neo - Betons el les Béton a Ossature. Le Génie Civil 1947. 28.-A. Joisel- Compositión des bétons hydrauliques- Annales 1. T. B. T. P. Octubre 1962.

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