Nota Técnica: Efecto del curado sobre un concreto de resistencia de

R Iı́ UC, V. 17, N. 3,  2010 92 - 96
Nota Técnica: Efecto del curado sobre un concreto de resistencia de
diseño de 210 kg/cm2
Nelson Hernández
Escuela de Ingenierı́a Civil, Facultad de Ingenierı́a. Universidad de Carabobo. Valencia, Venezuela
Resumen.Se trata de determinar el efecto del curado sobre un concreto de resistencia de diseño de 210 kg/cm2 . Para cumplir
con el objetivo propuesto se planteo un experimento de laboratorio, en el cual se ensayan cuatro grupos de cilindros,
partiendo de un diseño de mezcla de concreto de 210 kg/m2 , dos grupos sometidos a un curado y otros dos grupos
sin curarlos. Estos ensayos se realizaron para edades de 7 y 28 dı́as. Obteniéndose una data de resultados, que luego
de ser analizados se infiere que un curado adecuado produce un incremento en la resistencia deseada. Por ende la
falta del curado altera la calidad con la que viene el concreto antes de fraguar ya que acelera la perdida prematura
de la humedad que llevarı́a a una insuficiencia de hidratación del concreto, por ende no se obtiene la resistencia
deseada del diseño y también aumenta la posibilidad de aparición de fisuras y fracturas en el concreto.
Palabras clave: concreto, resistencia, curado, hidratación.
Technical Note: Effect of curing on a concrete of design resistance 210
kg/cm2
Abstract.The objective is to determine the effect of curing on a concrete of design resistance 210 kg/m2 . To accomplish
this proposal a lab experiment has been created in which four groups of cylinders are evaluated, based on a design
resistance of 210 kg/m2 for the concrete’s mix. Two groups are submitted to the curing process and the other two
were not. The essays were done at 7 and 28 days old. Obtaining a result data that after being analyzed helps to
infer that an adequate curing produces an increase on the desired resistance. Therefore the lack of this process
alters concrete’s quality before it hardens because it accelerates the premature loss of humidity that will lead to
a concrete’s hydratation insufficiency, for that reason the desired design resistance is not obtained increasing the
possibility of cracks and fractures on the concrete.
Keywords: concrete, resistance, curing, hydratation.
Recibido: 11 diciembre 2009
Aceptado: 03 agosto 2010
las ventajas de cada material, el acero aporta
ductilidad y resistencia a la tracción y el concreto
aporta rigidez y resistencia a la compresión.
1.
Por lo que resulta de suma importancia lograr
la rigidez y resistencia a compresión del concreto,
ya que de esta depende la calidad, durabilidad y
permanencia en el tiempo de las estructuras hechas
con este material. Para lograr esto es necesario
diseñar y luego preparar la mezcla de concreto
de acuerdo con una serie de procedimientos
normalizados, entre los cuales existe una actividad
INTRODUCIÓN
El funcionamiento de las estructuras de concreto
armado se basa en la relación de dos materiales:
el acero y el concreto. Esta relación aprovecha
Correo-e: dpto [email protected] (Nelson
Hernández)
Revista Ingenierı́a UC
N. Hernández / Revista Ingenierı́a UC, Vol. 17, No. 3, diciembre 2010, 92-96
que se denomina Curado. “Curado es el nombre
que se le da a los procesos para promover la
hidratación del cemento y consiste en controlar la
temperatura y los movimientos de humedad hacia
adentro y afuera del concret” [1]. El curado es
una actividad cuyo objetivo es lograr la resistencia
del concreto. El endurecimiento del concreto se
produce por las reacciones quı́micas que tienen
lugar entre el cemento y el agua .Esta agua que
rellena los capilares y microcapilares de la pasta,
es indispensable para la adecuada hidratación, es
la que el curado debe evitar que se pierda.
La razón de esta investigación es determinar el
efecto del curado sobre el concreto de resistencia
de diseño de 210 kg f /m2 , como influye en su
resistencia a la compresión. Para lograr este
objetivo se planteó un experimento de laboratorio
en el cual se diseñó la mezcla, se preparó el
concreto, se llenaron los moldes, se obtuvieron las
probetas, se prepararon cuatro grupos, a dos se les
aplicó un curado adecuado y a los otros dos no,
posteriormente se ensayaron a edades de 7 y 28
dı́as.
2.
DESARROLLO DE LA INVESTIGA–
CIÓN
2.1. Tipo de investigación
El objetivo del trabajo como tal es un estudio
experimental, mediante el cual se tratará de
observar la influencia que puede tener la falta o
inadecuado curado del concreto, especialmente en
la resistencia y posibles fisuras o agrietamientos
que le mezcla pueda presentar. Para estudiar
estas variables se realizaron diversos ensayos, con
distintas hipótesis de control. Cada uno de los
ensayos está regido y regulado por las normas
COVENIN referidas al diseño de mezclas de
concreto [2]. Todas las mezclas fueron realizadas
y ensayadas en el Laboratorio de Materiales y
Ensayos de la Escuela de Ingenierı́a Civil de la
Universidad de Carabobo [3].
2.2. Descripición del trabajo de laboratorio
El trabajo de laboratorio fue dividido en las
siguientes fases:
93
A. La elaboración de mezcla de concreto, para
luego fabricar las probetas cilı́ndricas de dimensiones normalizadas, que serán sometidas
a ensayos, un primer grupo en condiciones
normales y un segundo grupo a ser sometidas
al fuego para luego medir su resistencia a la
compresión.
B. Diseño y elaboración de la mezcla de concreto y la fabricación de la probetas cilı́ndricas
normalizadas. Se fijo la resistencia de diseño
a estudiar igual a 210 kg/cm2 , y un grado
bueno de control, trabajabilidad igual a 12.5
cm [4].
C. Ensayos de las probetas cilı́ndricas de concreto en condiciones de curado, para determinar
su resistencia a la compresión a los 7 dı́as de
edad, para un primer grupo.
D. Ensayos de las probetas cilı́ndricas de concreto en condiciones sin curar, para determinar
su resistencia a la compresión a los 7 dı́as de
edad, para un segundo grupo.
E. Ensayos de las probetas cilı́ndricas de concreto en condiciones de curado, para determinar
su resistencia a la compresión a los 28 dı́as de
edad, para un tercer grupo.
F. Ensayos de las probetas cilı́ndricas de concreto en condiciones sin curar, para determinar
su resistencia a la compresión a los 28 dı́as de
edad, para un cuarto grupo.
G. Análisis de los resultados obtenidos.
Una vez concluidos los ensayos de las probetas, con los resultados correspondientes a la
resistencia a compresión obtenida para el tipo
de mezcla y para cada tipo de condición, se
procedió a su estudio para establecer ciertas
hipótesis sobre el efecto del curado sobre
un concreto de resistencia de diseño 210
kg f /cm2 [5].
Revista Ingenierı́a UC
94
N. Hernández / Revista Ingenierı́a UC, Vol. 17, No. 3, diciembre 2010, 92-96
3.
DESARROLLO EXPERIMENTAL
3.1.
Materiales utilizados
Agregados El agregado fino utilizado en la elaboración del diseño de mezcla, es Arena Lavada
de Mina proveniente de Tinaquillo; y el agregado grueso es Piedra Picada N◦ 1 (triturada),
proveniente de Acarigua, Edo. Portuguesa.
Se sometió a los ensayos de laboratorio
de granulometrı́a, los cuales se encontraron
entre los rangos establecidos por las normas
COVENIN. Composición Granulométrica de
los Agregados. El objetivo de este ensayo
es la determinación de la distribución del
tamaño de los agregados tanto fino como
grueso. La metodologı́a utilizada en este
ensayo es regida por las normas COVENIN
255:1998; COVENIN 277:92.
Cemento El Cemento utilizado para la elaboración del diseño fue cemento Portland Tipo
I, en sacos de la Marca Holcim
Agua El agua utilizada es la proporcionada por
Hidrocentro, obtenida del laboratorio de Ensayos de Materiales, lugar donde se realizaron
las mezclas y por consiguiente los cilindros
de prueba. La misma es apta para el consumo
humano y elaboración de concreto.
3.2.
Diseño de mezcla
Tabla 1: Dosificación obtenida para 1 m3 de concreto
Material
Cemento
Agua
Arena
Piedra
Cantidad
356, 43 Kg
206, 78 ℓ
804, 70 Kg
983, 74 Kg
El diseño de mezcla empleado está basado
en la metodologı́a expuesta en el “Manual del
Concreto Estructural” conforme a las normas
Covenin 1753–03 de Porrero, Ramos, Grases y
Velazco [6]. Dicho diseño de mezcla expresa
tener un carácter general, lo cual sirve de punto
de partida para alcanzar con mayor facilidad la
combinación adecuada de las cantidades de los
componentes del concreto. Este diseño de mezcla
se muestra en la Tabla 1. Las variables fundamentales consideradas por el método son: dosis de
cemento, trabajabilidad, relación agua/cemento y
resistencia.
3.3.
Resistencia media
Para la realización de este trabajo se
decidió tomar 210 kg/cm2 como resistencia
media. Para la resistencia de cálculo la obtenemos
de la siguiente expresión:
F ′ c = Rdiseeno − Zσ [7].
Rdiseeno ≥ Rcalculada + Zσ
Donde: Z depende de la fracción defectuosa, como
no se dispone de una información estadı́stica
previa, y asumiendo agregados de buena calidad
y se emplea una mezcladora se elige una fracción
defectuosa del 10 %
F ′ c = Resistencia de calculo
Z = Fracción defectiva
σ = Desviación estándar
Para una fracción defectuosa del 10 %, tenemos
que Z = 1, 282
La desviación estándar según el control de
laboratorio, en este caso es σ = 35 Kg/Cm2
(grado de control bueno), debido a que:
Se toma algún lote de agregado y se le determina
el ı́ndice granulométrico, se le fijan los lı́mites de
aceptación.
Se controla la humedad de los agregados.
Se dosifica en peso con sistemas automáticos.
Se rechazan las mezclas que no estén dentro de
los lı́mites establecidos.
No se permite añadir agua posteriormente al
mezclado.
Para una resistencia calculada de 210 Kg/Cm2
Rdiseeno = 210 Kg/Cm2 + (1, 282 ∗ 35 Kg/Cm2 ) =
254, 87 Kg/Cm2
Este valor de resistencia media, se realiza de
manera que en la obra no sean superadas las
fracciones defectivas asumidas.
Revista Ingenierı́a UC
N. Hernández / Revista Ingenierı́a UC, Vol. 17, No. 3, diciembre 2010, 92-96
4.
RESULTADOS DE LOS ENSAYOS
De acuerdo a los resultados de las resistencias
promedio de los cilindros presentados en la
Figura 1, para los cilindros curados con resistencia
de diseño de 210 kg/m2 , a los 7 dı́as, se obtiene
una resistencia promedio de 181,97 kg/cm2 .
De acuerdo a los resultados de las resistencias
promedio de los cilindros presentados en la Figura 2, para los cilindros sin curar con resistencia de
diseño de 210 kg/m2 , a los 7 dı́as, se obtiene una
resistencia promedio de 146,16 kg/cm2 .
De acuerdo a los resultados de las resistencias
promedio de los cilindros presentados en la
Figura 3, para los cilindros curados con resistencia
de diseño de 210 kg/m2 , a los 28 dı́as, se obtiene
una resistencia promedio de 249,26 kg/cm2 .
De acuerdo a los resultados de las resistencias
promedio de los cilindros presentados en la Figura 4, para los cilindros sin curar con resistencia de
95
diseño de 210 kg/m2 , a los 28 dı́as, se obtiene una
resistencia promedio de 208,60 kg/cm2 .
Observando la Figura 5 se infiere que la
resistencia del cilindro curado, resulta mayor que
la resistencia del cilindro no curado.
De acuerdo a los datos de la Tabla 2, para
la dispersión o variabilidad de los datos, es
decir, la desviación estándar asumida para el
cálculo 35 kg/cm2 , se cumple con todos los casos
obtenidos en los ensayos, ya sea curado o no
curado y con una edad de 7 dı́as o 28 dı́as. Con
estos resultados se podrı́an denotar que se obtuvo
un control en el concreto excelente.
Con respecto al coeficiente de variación, ocurre
lo mismo, el valor asumido de 4 % cumple con
los valores obtenidos en los ensayos para los
diferentes casos.
4.1. Análisis de resultados
La aplicación del curado influye de manera
determinante, ya que para los cilindros curados
con resistencia de diseño de 210 kg/m2 , a los
7 dı́as, se obtiene una resistencia superior en un
24,50 % con respecto a los cilindros no curados,
y para los 28 dı́as , la resistencia obtenida es un
19,49 % mayor.
5.
CONCLUSIONES
De acuerdo con los resultados obtenidos en la
investigación se logró determinar que el efecto del
curado sobre un concreto de resistencia de diseño
de 210 kg/m2 incrementa un 19.49 % la resistencia
de cálculo del mismo. De los resultados obtenidos
se determinó que es fundamental la realización del
curado, ya que la omisión de su aplicación influye
negativamente en la resistencia del concreto.
Revista Ingenierı́a UC
96
N. Hernández / Revista Ingenierı́a UC, Vol. 17, No. 3, diciembre 2010, 92-96
Tabla 2: Resistencia promedio del concreto, desviación estándar y varianza obtenida
Fd = 210
kg/cm2
7 Dı́as
28 Dı́as
Curado
σ
R prom
(kg/cm2 ) (kg/cm2 )
181.97
6.99
249.27
9.93
V
( %)
3.84
3.98
Referencias
[1] Neville, A. (1988). Tecnologı́a del concreto. Editorial
Limusa. México.
[2] Comité Conjunto del Concreto Armado. (1976).
Ensayos de Laboratorio y Especificaciones. Caracas.
Venezuela.
[3] Mendoza, Guillermo. (1980).Guı́a de Materiales y
Ensayos. Universidad de Carabobo Facultad de Ingenierı́a. Valencia. Venezuela.
[4] Martı́nez Marino, (1984).Notas sobre Control y Evaluación Estadı́stica de la Resistencia del Concreto.
Universidad de Carabobo, Facultad de Ingenierı́a,
Escuela de Ingenierı́a Civil. Valencia. Venezuela.
[5] Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto. AC.
(1978). Practica Recomendable para la Evaluacinó de
los Resultados de las Pruebas de Resistencia del
Concreto. (ACI–214–77). Editorial Mc Graw Hill
Interamericana. México.
[6] Porrero J., Salas R., Ramos C., Grases j., Velasco G.
(2003). Manual del Concreto Estructural, conforme
con la norma COVENIN 1753–03. Ediciones Sidetur.
Caracas.
Revista Ingenierı́a UC
No Curado
σ
R prom
(kg/cm2 ) (kg/cm2 )
146.11
4.20
208.60
2.14
V
( %)
2.87
1.02