tema 3 - hormigon fresco

7/21/2019 Tema 3 - Hormigon Fresco

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Escuela Técnica Superior de IngenieríaUniversidad de Sevilla

Departamento deIngeniería de la Construcción

y Proyectos de Ingeniería

Tecnología de Materiales de

Construcción

Tema III: Propiedades del hormigón

fresco

José A. González Pérez



Introducción

•

Operaciones: –

Transporte

– Vertido

1

$ $ $ $



Introducción

•

Operaciones: –

Compactación

– Acabados superficiales

–

Curado2

Pisones



3

Propiedades del hormigón fresco

•

Docilidad: –

Facilidad con la que el hormigón fresco es colocado y

compactado en los moldes y encofrados con mínimapérdida de homogeneidad.

–

Aumenta con el contenido de árido fino, con la

dosificación del cemento, con el uso de aditivosplastificantes y con el aumento de agua de amasado.

–

Depende la forma y tamaño del molde y de los

medios de compactación disponibles.

–

Se valora determinando la consistencia y la

compactabilidad.



4


•

Docilidad: –

Coqueras: oquedades en la masa de hormigón

endurecido generalmente debidas a unacompactación defectuosa del hormigón fresco

La docilidad del hormigón será la necesaria para que, con los métodos

previstos de puesta en obra y compactación, el hormigón rodee las armaduras

sin solución de continuidad con los recubrimientos exigibles y rellene comple-

tamente los encofrados sin que se produzcan coqueras.



5


•

Consistencia:

–

Oposición que presenta el hormigón fresco a la

deformación.

– Depende de:

• Propiedad muy sensible al agua de amasado

–

Un 3% más de agua produce un incremento de asiento delorden de 2.5 cm

• Forma, granulometría y tamaño máximo del árido.

• Dosificación de cemento.

• Uso de aditivos plastificantes.

–

Determinada mediante ensayo:• Asentamiento en cono Abrams

• Consistómetro Vebe (mezclas secas)

• Mesa de sacudidas o vibrante



6

Determinación de la consistencia

•

Asentamiento en Cono Abrams

Ensayo de asentamiento del cono de Abrams

100

3 0

0

200



7

Consistencia del hormigón fresco

•

Asentamiento en Cono Abrams

Distintas consistencias y valores límite delasiento del cono

Tipo de consistencia Asentamiento en cm

Seca (S) 0-2

Plástica (P) 3-5

Blanda (B) 6-9

Fluida (F) 10-15

Líquida (L) 16-20

i 5/1/08 12:00:08

Distintas consistencias



8


•

Consistómetro Vebe

Consistencia del hormigón en función del tiempo Vebe



9


•

Mesa de sacudidas

‘Flow’

Hinge

40

200

130

200

700

1.

2.

A conical mould (smaller than that of the standard slump test)

is used to produce a sample of concrete in the centre of a

700 mm square board, hinged along one edge.

The free edge of the board is lifted against the stopand dropped 15 times.

Flow

diameter of the concrete

(mean of two measurements at right angles)

Stop

!"#$$

!"

!"#

!

"

Consistencia del hormigón en función del índice deconsistencia




•

Factores que influyen en la consistencia

–

Fluidez

• Límite plástico

• Viscosidad plástica

10

Plastic viscosity

Y i e l d

s t r e s s

Morewater

Less water

Fly ash

Plasticiser

ggbs

More paste

Less paste

Superplasticiser

Air-entrainingagent

Influencia de distintos factoresen la consistencia del hormigónresultante para un árido dado



11

Segregación y exudación

•

Fenómenos

–

Segregación

• Precipitación de las partículas más grandes al fondo de lamasa de hormigón fresco

–

Exudación

•

Migración del agua hacia la superficie del hormigón fresco

Cement and

aggregatesWater

Water-rich

pockets

Surface

laitance



Aditivos del hormigón fresco

•

Aditivo reductor de agua/plastificante

–

Aditivo que, sin modificar la consistencia, permite

reducir el contenido de agua de un determinadohormigón, o que, sin modificar el contenido de agua,

aumenta el asiento (cono de abrams)/escurrimiento, o

que produce ambos efectos a la vez.

(a) Adsorption on to cementparticle surface

(b) Dispersion of particle flocs and realease ofentrapped water to give greater fluidity

Addition ofplasticiser

12




•

Reductor de agua de alta actividad /

superplastificante

–

Aditivo que, sin modificar la consistencia delhormigón, o que sin modificar el contenido de agua,

aumenta considerablemente el asiento (cono de

abrams)/ escurrimiento, o que produce ambos efectosa la vez.

i

: . . .

. . . .

Mortar: s/c/w 2.2/.1/0.47 Flow

Lignosulphonateplasticiser

Naphthalene formaldehydesuperplasticiser

Polyacrylatesuperplasticiser

Admixture dosage (% solids by weight of cement)

0 0.2 0.4 0.6 0.8160

180

200

220

240

M o r t a r f l o w

( m m )

40

60

80

100

120

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

Superplasticiser dosage (% solids by weight of cement)

F l o w t i m

e ( s e c s )

Saturationpoint

Flow time = time fora given volume ofpaste or mortar toflow out of funnel

13




•

Acelerador de fraguado

–

Aditivo que reduce el tiempo de transición de la

mezcla para pasar del estado plástico al rígido.

0

1

2

3

4

5

6

0

5

10

15

Control

2% CaCl2

C o m p r e s s i v e s t r e n g t h ( M P a

)

0 12 24 36 48

Time after mixing (hrs)

Initial set

Final set

0 1 2 3 4 5 6

% CaCl2 by weight of cement

T i m e a f t e r m i x i n g ( h r s )

(a) (b)

14




•

Retardador de fraguado

–

Aditivo que aumenta el tiempo del principio de

transición de la mezcla para pasar del estado plásticoal estado rígido.

Calciumlignosulphonate

SucroseCitric acid

T i m e t o f i n a l s e t ( h r s )

1

10

100

1000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Retarder dose (% by weight of cement)

15




•

Inclusor de aire

–

Aditivo que permite incorporar durante el amasado

una cantidad determinada de burbujas de aire,uniformemente repartidas, que permanecen después

del endurecimiento

Hydrophilicgroup

Hydrophobicgroup

Stabilised air bubble

In cement paste

Air bubble

(a)

(b)

16



Condiciones climatológicas

•

Hormigonado

–

En tiempo frío

17

.

.

Protección de una losa hormigonada entiempo frío

Protección de la cara inferior de un forjado

Se entiende por tiempo frío el período durante el cual existe, durante más

de tres días, las siguientes condiciones:

— La temperatura media diaria del aire es inferior a 5 °C,

— La temperatura del aire no supera los 10 °C durante más de la mitad

del día.

La hidratación de la pasta de cemento se retrasa con las bajas temperatu-ras. Además, la helada puede dañar de manera permanente al hormigón poco

endurecido si el agua contenida en los poros se hiela y rompe el material. En

consecuencia, deben adoptarse las medidas necesarias para asegurar que la

velocidad de endurecimiento es la adecuada y que no se producen daños por

helada.

Entre las medidas que pueden adoptarse en la dosificación del hormigón,

está la utilización de relaciones agua/cemento lo más bajas posible, y la utiliza-

ción de mayores contenidos de cemento o de cementos de mayor categoría

resistente. Con ello conseguirá acelerarse la velocidad de endurecimiento del

hormigón, aumentar la temperatura del mismo y reducir el riesgo de helada.

Cuando exista riesgo de acción del hielo o de helada prolongada, el hormi-

gón fresco debe protegerse mediante dispositivos de cobertura o aislamiento,

o mediante cerramientos para el calentamiento del aire que rodee al elemento

estructural recién hormigonado, en cuyo caso deberán adoptarse medidas para

mantener la humedad adecuada.



Condiciones climatológicas

•

Hormigonado

–

En tiempo caluroso

18

.

.

Protección de una losa hormigonada entiempo frío

Protección de la cara inferior de un forjado

Del contenido de este Artículo se desprende que debe entenderse por tiem-

po caluroso aquél en que se produzca cualquier combinación de altas tempe-

raturas, baja humedad relativa y alta velocidad del viento, que tiendan a em-

peorar la calidad del hormigón o que puedan conferir propiedades no

deseadas.

Las propiedades del hormigón pueden verse influidas de manera desfa-

vorable en tiempo caluroso. Las temperaturas elevadas del hormigón fresco

aceleran el fraguado, aumentan la velocidad de hidratación y la exigencia de

agua, y conducen a una resistencia final más baja. Además, se dificultan las

condiciones de puesta en obra y aumenta la aparición de fisuras de retracciónplástica.

En consecuencia, debe tratarse de asegurar que la temperatura del hormi-

gón en el momento del vertido sea inferior a 35 °C en el caso de estructuras

normales, y menor que 15 °C en el caso de grandes masas de hormigón.

Se recomienda tomar medidas especiales para evitar retracciones plásticas

cuando exista peligro de evaporaciones superficiales superiores a 1 kg/m2 /h, lo

que puede producirse cuando concurren circunstancias meteorológicas indica-

das en la Tabla 71.5.3.2.

Tabla 71.5.3.2

Condiciones atmosféricas para riesgo de retracción plástica

Temperatura atmosférica (°C) Velocidad del viento (km/h) Humedad relativa

40 °C

10 35%

25 45%

40 55%

35 °C25 25%

40 35%

José A. González Pérez



Curado del hormigón

•

Curado

–

Misiones

• Asegurar evolución de laresistencia

• Controlar retracción plástica

• Evitar posible fisuración

superficial

19

.

Curado de la superficie de unhormigón fresco

Evolución de la resistencia con la edad delhormigón A/C=0.5 para diferentes tiempos de

curadoDurante el fraguado y primer período de endurecimiento del hormigón,

deberá asegurarse el mantenimiento de la humedad del mismo mediante unadecuado curado. Éste se prolongará durante el plazo necesario en función deltipo y clase del cemento, de la temperatura y grado de humedad del ambien-te, etc. El curado podrá realizarse manteniendo húmedas las superficies delos elementos de hormigón, mediante riego directo que no produzca deslava-do. El agua empleada en estas operaciones deberá poseer las cualidadesexigidas en el Artículo 27° de esta Instrucción.

El curado por aportación de humedad podrá sustituirse por la protecciónde las superficies mediante recubrimientos plásticos, agentes filmógenos uotros tratamientos adecuados, siempre que tales métodos, especialmenteen el caso de masas secas, ofrezcan las garantías que se estimen necesa-rias para lograr, durante el primer período de endurecimiento, la retención de

5/1/08 12:14:56 : :

la humedad inicial de la masa, y no contengan sustancias nocivas para el

hormigón.



20


•

Evaporación del agua superficial

–

Función de:

• velocidad del aire

• temperatura

• humedad

•

Fisuración porretracción plástica

l

cracks

bleed water

tensionstrains

Evaporation




•

Tiempo de curado

21

Para una estimación de la duración mínima del curado D , en días, puede

aplicarse la siguiente expresión:

D KLD D = +0 1

donde:

D Duración mínima, en días, del curado.

K Coeficiente de ponderación ambiental, de acuerdo con la Tabla 71.6.d.

L Coeficiente de ponderación térmica, según la Tabla 71.6.e.

D 0 Parámetro básico de curado, según la Tabla 71.6.a.

D 1 Parámetro función del tipo de cemento, según la Tabla 71.6.c.

En el caso de que las condiciones ambientales durante el curado (solea-

miento, humedad y velocidad del viento) no se correspondan exactamente con

alguno de los casos A, B, C, de la Tabla 71.6.a puede determinarse el parámetro

D 0 utilizando como orientativos los valores del cuadro.

La velocidad de desarrollo de la resistencia del hormigón se puede deter-

minar en función de la clase del cemento utilizado y de la relación agua/cemen-

to empleada, según lo indicado en la Tabla 71.6.b.

En el caso de utilización de humo de sílice como adición en el momento de

la fabricación del hormigón, el curado debe ser especialmente cuidado.

En el caso de utilización de cenizas volantes como adición en el momento

de la fabricación del hormigón, el valor de D 1 será uno de los siguientes:

D F

D F

D F

1

1

1

1 28

2 28 35

4 35

=

=

=

si

si

si

%

% %

%

donde F es el porcentaje de cenizas volantes utilizadas, en relación al peso de

cemento.

08 Capitulo_13.indd 371. 5/1/08 12:14:56 : :

l l i i l l i l i

l i l i

l i i l i il l l .

Determinación del parámetro básico de curado D 0

Condiciones ambientalesdurante el curado

Velocidad de desarrollo de la resistenciadel hormigón

Muy rápida Rápida Media Lenta

-A-– No expuesta al sol– No expuesta al viento– Humedad relativa superior al 80%

1 2 3 4

-B-– Expuesta al sol con intensidad media– Velocidad de viento media– Humedad relativa entre el 50% y 80%

2 3 4 5

-C-– Soleamiento fuerte– Velocidad de viento alta– Humedad relativa inferior al 50%

3 4 6 8

i i

i i

i

I i i l

i i l i

Velocidad de desarrollo de la resistencia del hormigón

Clase del cementoRelación agua/cemento

A/C < 0,50 0,50 A/C 0,60 A/C > 0,60

52,5 R, 52,5 y 42,5 R Muy rápida Rápida Lenta

42,5 y 32,5 R Rápida Media Lenta

32,5 Media Lenta Lenta

22,5 Lenta Lenta Lenta

i i l

Coeficiente de ponderación ambiental K

Clase de exposición Valor de K

I – No agresivaII – Normal 1,00

III – MarinaIV – Con cloruros de origen diferente al medio marinoH – Heladas sin sales fundentes

1,15

Q – Químicamente agresivoF – Heladas y sales fundentes

1,30

l l l i i l i i

i l l l i

i l i i i i i l l i

i l i l i i l

i i l i i i i

l i i l i

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i l

i l i i l i i

l i l

i i l l

Coeficiente de ponderación térmica L

Temperatura T media durante el curado (en °C) Coeficiente L

Tmedia < 6 °C 1,7

6 °C T media < 12 °C 1,3

T media 12 °C 1,0

l l l i i l i i

i l l l i

i l i i i i i l l i

i l i l i i l

i i l i i i i

l i i l i

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i l i i i l l

l l i i i l

l l i i




•

Tiempo de curado

22

Para una estimación de la duración mínima del curado D , en días, puede

aplicarse la siguiente expresión:

D KLD D = +0 1

donde:

D Duración mínima, en días, del curado.

K Coeficiente de ponderación ambiental, de acuerdo con la Tabla 71.6.d.

L Coeficiente de ponderación térmica, según la Tabla 71.6.e.

D 0 Parámetro básico de curado, según la Tabla 71.6.a.

D 1 Parámetro función del tipo de cemento, según la Tabla 71.6.c.

En el caso de que las condiciones ambientales durante el curado (solea-

miento, humedad y velocidad del viento) no se correspondan exactamente con

alguno de los casos A, B, C, de la Tabla 71.6.a puede determinarse el parámetro

D 0 utilizando como orientativos los valores del cuadro.

La velocidad de desarrollo de la resistencia del hormigón se puede deter-

minar en función de la clase del cemento utilizado y de la relación agua/cemen-

to empleada, según lo indicado en la Tabla 71.6.b.

En el caso de utilización de humo de sílice como adición en el momento de

la fabricación del hormigón, el curado debe ser especialmente cuidado.

En el caso de utilización de cenizas volantes como adición en el momento

de la fabricación del hormigón, el valor de D 1 será uno de los siguientes:

D F

D F

D F

1

1

1

1 28

2 28 35

4 35

=

=

=

si

si

si

%

% %

%

donde F es el porcentaje de cenizas volantes utilizadas, en relación al peso de

cemento.

08 Capitulo_13.indd 371. 5/1/08 12:14:56 : :

l il i i l

l i i i l

i i

i i

i

Determinación del parámetro D 1

Tipo de cemento Valores de D 1

Portland: CEM I 0

Con adiciones: CEM IICEM II-SCEM II-DCEM II-PCEM II-VCEM II-LCEM II-M

1

De horno alto: CEM III/ACEM III/B

34

Puzolánico: CEM IV 2

Compuesto: CEM V 4

Especial: ESP VI-1ESP VI-2

44

De aluminato de calcio: CAC/R (*)

(*) De acuerdo con lo indicado en el Artículo 26°, cuando se empleen cementos de aluminato de calcio, cadacaso deberá ser objeto de un estudio especial.

08 Capitulo_13.indd 372

.5/1/08 12:14:57

: :



Retracción del hormigón fresco

•

Retracción plástica

–

Definición:

• Contracción de la pastadurante el fraguado

–

Causa:

•

Pérdida de agua superficialpor evaporación

• Contracción de los poros

–

Efecto:

• Fisuración superficial

•

Dirección aleatoria de fisura• Afecta especialmente a

piezas superficiales

23

i

l

l i cracks

bleed water

tension

strains

Evaporation




•

Retracción plástica

–

Factores:

• Tipo y clase de cemento

• Cantidad de cemento

• Rapidez del fraguado

•

Finura de molido y finos• Agua de amasado

• Espesor del elemento

–

Soluciones:

•

Cementos especiales• Curado prolongado

• Protección del hormigón

• Armadura de piel (superficial y de pequeño diámetro)24

Retracción plástica de la pasta decemento, mortero y hormigones




•

Fisuración plástica y asentamiento plástico

–

La fisuración plástica se produce cuando el agua

evaporada por la superficie es mayor que la aportadapor exudación

–

El asentamiento plástico se produce en caso de no

evitarse la evaporación pues, al producirse unapérdida de masa, tiene lugar un realojo del hormigónen el interior del encofrado

–

Ambos fenómenos ocurren

en las primeras horas

tras el hormigonado

25

cracks

voids

bleedwater

aggregates

rebar

After placing

After several hours

i

i

tema 3 - hormigon fresco

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