CARACTERÍSTICAS DEL HORMIGÓN(art.39 EHE)

CARACTERISTICAS DEL HORMIGON
CARACTERÍSTICAS DEL HORMIGÓN(art.39 EHE)
TIPIFICACIÓN DE LOS HORMIGONES:
*Designación: T-R/C/TM/A p.e. HA-25/P/20/IIb
T. Tipo de hormigón: HMasa, HArmado, Hpretensado.
R. Resistencia en Mpa: 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50.
C. Consistencia: Seca, Plástica, Blanda o Fluida.
TM. Tamaño máximo del árido en mm.
A. Tipo de ambiente: I, II, III, IV, Q, H, F, E.
*Resistencias mínimas de proyecto:
HM: fck≥20N/mm2; HA: fck≥25N/mm2
Si el nivel de control es reducido: fcd≤10N/mm2
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS:
*Peso específico.
-Hormigones normales: 2,5 t/m3
-Hormigones ligeros: 1,3 t/m3
-Hormigones pesados: 3 a 3,5 t/m3 (protección radiaciones)
*Compacidad. Máx. cantidad de áridos/Udad. de volumen
-Si ↑ ⇒ Resistencia mecánica física y química ↑
*Permeabilidad. Si A/C ↓ ⇒ Permeabilidad ↓
*Retracción. Contracción de volumen por pérdida de agua.
-Origina fisuras. ⇒ Juntas temporales o permanentes.
-Factores que influyen:
a)Tipo de cemento: Los rápidos ⇒ Retracción ↑
b)Cementos finos ⇒ Retracción ↑
c)Presencia de áridos más finos ⇒ Retracción ↑
d)Si la cantidad de agua ↑ ⇒ Retracción ↑
e)Si el espesor de la pieza ↓ ⇒ Retracción ↑
f)El hormigón en masa retrae más que el H.A.
g)Grado de humedad ambiente ↑ ⇒ Retracción↓
CARACTERISTICAS DEL HORMIGON
-Valores de la retracción (10-6) . Tabla 39.7 EHE98
Humedad relativa (%)
t-ts
(días)
50
60
70
80
Espesor medio (mm)
50 150 600 50 150 600 50 150 600 50 150 600
14
-193 -69
-17 -173 -61
-15 -145 -51
-13 -107 -38
-10
30
-262 -99
-25 -235 -89
-23 -197 -75
-19 -146 -55
-14
90
-369 -166 -44 -331 -149 -39 -277 -125 -33 -206 -93
-24
365
-466 -292 -87 -417 -262 -78 -350 -219 -65 -260 -163 -49
1825
-507 -434 -185 -454 -388 -165 -381 -326 -139 -283 -242 -103
10000
-517 -499 -345 -463 -448 -309 -388 -375 -259 -288 -279 -192
-Valores EH-91: 0,35mm/m H.M.; 0,25mm/m H.A.
ε t = ( β t − β j ) ⋅ ε 01 ⋅ ε 02
ε01 coeficiente dependiente de la humedad relativa del ambiente.
ε02 coeficiente dependiente del espesor ficticio.
βt y βj coeficientes que reflejan la evolución de la retracción
Tabla 26.8.1 de EH-91
En el agua
En atmósfera muy húmeda
En atmósfera de humedad media
En atmósfera seca
Humedad relativa %
ε01
α
100
90
70
40
+10.10-5
-13.10-5
-32.10-5
-52.10-5
30
5,0
1,5
1,0
CARACTERISTICAS DEL HORMIGON
ε02 = f(e, α, A, u)
Esta 2ª variable se obtiene con
ayuda de la fig. 26.8.1 EH-91
donde
e: espesor ficticio de la pieza
e = α⋅
2⋅A
u
A: área de sección transversal
u: perímetro de la sección
El coeficiente βt refleja la evolución de la retracción que se produce
entre la edad teórica “t” de la pieza en el momento de someterla a las
cargas y un tiempo t=∞. Se obtiene de la figura 26.8.2 de EH-91.
La edad teórica “t” depende del nº de días “j” durante los cuales
tiene lugar el endurecimiento a la temperatura T.
t=
∑ [ j ⋅ (T + 10)]
*Dilatación térmica.
-α ≈ 10-5 (0,01mm/m igual que el del acero)
30
CARACTERISTICAS DEL HORMIGON
CARACTERISTICAS MECANICAS:
*Resistencia característica a compresión (fck)
Valor de la resistencia que presenta un 95% de confianza.
*Resistencia a tracción (fct,k)
Máxima tensión que puede soportar a tracción uniaxial.
f ct,k = 0,21·f ck2/3 ( Mpa ) fct,k= Resistencia característica inf. a tracción
f ct,m = 0,3 ⋅ f
2/3
ck
fct,m= Valor medio de la resistencia a tracción
( Mpa ) fct,k0,05= Resistencia característica inferior (5%)
f ct,k0,05 = 0,7 ⋅ f ctm
fct,k0,95=Resistencia
(95%)
característica
superior
f ct,k0,95 = 1,3 ⋅ f ctm
*Tipificación de hormigones EHE-98.
Se expresa la fck del hormigón a los 28 días en Mpa
*Tipificación de hormigones (Tabla 3.1 EC2).
Clases, resistencias características a compresión fck (probeta
cilíndrica), resistencias medias a tracción fctm y resistencias
características a tracción fctk del hormigón (en Mpa)
Tipo
fck
fct,m
fct,k0,05
fct,k0,95
C12/15 C16/20 C20/25 C25/30 C30/37 C35/45 C40/50 C45/55 C50/60
12
1,6
1,1
2,0
16
1,9
1,3
2,5
20
2,2
1,5
2,9
25
2,6
1,8
3,3
30
2,9
2,0
3,8
35
3,2
2,2
4,2
40
3,5
2,5
4,6
45
3,8
2,7
4,9
50
4,1
2,9
5,3
CARACTERISTICAS DEL HORMIGON
*Diagrama tensión-deformación del hormigón.
*Cansancio del hormigón
A medida que aumenta el tiempo de aplicación de la carga,
la tensión de rotura disminuye hasta un 15% ⇒ 0,85fck
CARACTERISTICAS DEL HORMIGON
*Diagramas de cálculo del hormigón
a) Diagrama parábola rectángulo
b) Diagrama rectangular
*Módulo de deformación longitudinal
Para cargas instantáneas E0j (pendiente de tg en el origen de la curva σ-ε)
E oj = 10000 ⋅ 3 f cm, j 

2
 E 28 = 8500 ⋅ 3 f cm,28 ; f cm,28 = f ck + 8N/mm
E j = 8500 ⋅ 3 f cm, j 
Módulo instantáneo de deformación longitudinal Ec (pendiente de secante)
E c = β ⋅ E 28
( β en Tabla 39.6.b)
*Coeficiente de Poisson
Variable desde 0,2 para tensiones normales hasta 0,5 en rotura
*Evolución de la resistencia con la edad
Edad del hormigón en días
3
7
28
90
360
Cemento portland normal
0,40
0,65
1,00
1,20
1,35
Portland alta resistencia inicial
0,55
0,75
1,00
1,15
1,20
CARACTERISTICAS DEL HORMIGON
CARACTERISTICAS REOLOGICAS:
*Fluencia
Conjunto de deformaciones diferidas (elásticas+plásticas).
-Resúmen de deformaciones en el hormigón
Dependientes de las cargas exteriores
Independientes de
cargas exteriores
Instantáneas
Diferidas
Reversibles
ELASTICAS
ELAS. DIFERIDAS
TERMICAS
Irreversibles REMANENTES PLAS. DIFERIDAS RETRACCION
-Factores que influyen:
a) Grado de humedad ambiente ↑ ⇒ Fluencia ↓
b) Si el espesor de la pieza ↓ ⇒ Fluencia ↑
c) La composición del hormigón.
d) La edad del hormigón en la puesta en carga.
e) El tiempo transcurrido hasta la evaluación de la fluencia.
CARACTERISTICAS DEL HORMIGON
-Deformación por fluencia según la Instrucción EHE98:
La deformación en el instante t, para una tensión constante σ(t0),
menor que 0,45fcm aplicada en t0, puede estimarse con:
 1
ϕ (t , t0 ) 

ε cσ (t , t0 ) = σ (t0 )
+
 E0,t
E0, 28 
0

t y t0 se expresan en días. El primer sumando del paréntesis representa la
deformación instantánea y el segundo la de fluencia.
ϕ (t,t0) = coeficiente de fluencia
ϕ0 = coeficiente básico de fluencia
ϕ (t , t0 ) = ϕ 0 ⋅ β c (t − t0 )

100 − HR
ϕ HR = 1 +
9,9e1 / 3


16,8
ϕ 0 = ϕ HR ⋅ β ( f cm ) ⋅ β (t0 ) β ( f cm ) =
f ck ( N /mm 2 ) + 8


1
 β (t0 ) =

01 + t00, 2
 (t − t0 ) 

β c (t − t0 ) = 
(
)
β
+
t
−
t
0 
 H
[
0,3
]
β H = 1,5 ⋅ e ⋅ 1 + (0,012 HR )18 + 250 ≤ 1500
e=
2 ⋅ Ac
u
e: espesor medio en mm
Ac: área de sección transversal
u: perímetro de la sección en contacto con la atmósfera.
La tabla 39.8 de la Instrucción EHE98 nos proporciona el valor
del coeficiente de fluencia ϕ (t,t0) a 10000 días según el anterior
modelo para distintos valores de las variables involucradas.
CARACTERISTICAS DEL HORMIGON
Deformación por fluencia según la Instrucción EH-91:
εt = ϕt ⋅
σ
Ec
ϕt = βa ( j) + ϕ01 ⋅ ϕ02 ⋅ (β t − β j ) + 0,4 ⋅ β′t − j
;
t = Instante para el cual se evalúa la fluencia expresado en días.
j = Edad del hormigón en el momento de la puesta en carga.
ϕ01= Coeficiente que depende del medio ambiente.
Tabla 26.9.1 de EH-91
En el agua
En atmósfera muy húmeda
En ambiente seco
En atmósfera seca
En la fig. 26.9.2 de la EH91 se
obtiene el coeficiente ϕ02 que
depende del espesor ficticio e.
El siguiente coeficiente βa(j)
β a ( j) = 0,8 ⋅ (1 −
fj
f∞
)
obteniéndose el valor (fj/f∞) de
la fig. 26.9.1 de EH91 en
función del número de días t
Humedad relativa %
ϕ01
α
100
90
70
40
0,8
1,0
2,0
3,0
30
5,0
1,5
1,0
CARACTERISTICAS DEL HORMIGON
βt y βj son coeficientes que reflejan la evolución de la deformación
plástica diferida. De la fig. 26.9.3 de EH91 se obtienen estos coeficientes
βt, βj en función de las edades teóricas del hormigón en días.
Por último β´t-j es un coeficiente que refleja la variación de la
deformación elástica diferida en función de la duración “t-j” en días del
efecto de la fluencia y se obtiene de la fig. 26.9.4 de EH91.
CARACTERISTICAS DEL HORMIGON
ENSAYOS PARA ESTIMAR CARACTERISTICAS
PROCEDIMIENTO
FORMA DE
TRABAJO
CARACTERISTICA
QUE SE DETERMINA
Contenido en cemento
por m3 de hormigón.
Análisis químico
Dosis de componentes.
Relación agua/cemento.
Resistencia.
Peso específico.
Extracción de
Porosidad.
probetas testigo
Módulo de elasticidad.
Las del caso anterior.
Estimación de la dureza Resistencia.
Exploración
superficieal.
esclerométrica
(índice esclerométrico)
Medida de la velocidad Módulo de elasticidad
Exploración con
Resistencia.
de propagación de
ultrasonidos
Presencia de fisuras.
ondas ultrasónicas.
Detección magnética Medición de variación Posición de armaduras.
en campos magnéticos, Espesor recubrimiento.
de armaduras
con el pacómetro.
Inspección radiográfica. Posición de armaduras.
Rayos X
Peso específico.
Medicición de la
Porosidad.
absorción, difusión o
Coqueras.
Isótopos radiactivos presencia de radioContenido en agua.
isótopos.
Posición y diámetro de
armaduras.
Sobre el propio
Presencia de fisuras
Examen al
elemento.
microscópio
Determinación del
contenido en silice o
cal, en muestra de 5kg.
Otros métodos.
Sonda rotatoria y
ensayos posteriores.
Análisis petrográfico Sobre muestras
Recuento
microscópico
Pruebas de carga
extraidas
Método de las líneas
transversales sobre
muestra preparada.
Medida de fisuras y
deformaciones.
Posibles alteraciones
(carbonatación, etc.)
Aire ocluido
Comprobación del
comportamiento elástico