Propiedades del hormigón - RUA

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INGENIERIA CIVIL
I.T. Obras Públicas / Ing. Caminos
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(c) 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante
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 Conocer las propiedades del hormigón en 



estado fresco
Describir las principales propiedades del hormigón endurecido
Definir la resistencia mecánica del hormigón y los ensayos empleados para obtenerla
Tipificar adecuadamente los diferentes hormigones estructurales
Estudiar el comportamiento reológico del hormigón y sus principales parámetros
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1. El hormigón fresco
2. El hormigón endurecido
3. Resistencia mecánica
4. Tipificación
5. Datos para el proyecto
6. Reología
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 Consistencia
Facilidad que presenta el hormigón fresco para deformarse. Depende fundamentalmente del agua de amasado
 Docilidad
Aptitud del hormigón fresco para ser puesto en obra en condiciones normales. Relacionada con la consistencia
 Homogeneidad
Distribución regular de los diferentes componentes del hormigón en su seno. Requiere un buen amasado, un cuidadoso transporte y adecuado vertido para evitar segregación o decantación del árido
 Peso específico
Se emplea como indicador de la uniformidad de la mezcla, junto con la consistencia. Revela cambios en contenidos de agua, cemento o en la granulometría de los áridos
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 Medida de la consistencia del hormigón: [Art. 31.5]
 Cono de Abrams (a pie de obra)
 Mesa de sacudidas (en instalaciones fijas)
 Consistómetro Vebe (en hormigones muy secos)
30 cm
s
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Tipo de consistencia
Asiento
Seca (S)
Plástica (P)
Blanda (B)
Fluida (F)
Líquida (L)
0 – 2
3 – 5
6 – 9
10 – 15
16 – 20
(cm)
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 Densidad [Art. 10.2]
Depende fundamentalmente del tipo de árido, del método de compactación y del aire ocluido. Se adopta un valor estándar de
25 kN/m³ en hormigón armado y de 23 kN/m³ si es en masa
 Compacidad
Valor ligado a la densidad. Depende sobre todo de la energía de compactación aplicada. Mejora la durabilidad de la estructura
 Permeabilidad
Define la facilidad de penetración del agua, por presión o por capilaridad. Muy ligada a la relación A/C
 Resistencia al desgaste
Característica exigible en hormigones empleados en zonas de elevada fricción mecánica (carreteras, soleras industriales, etc.)
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 No existe una medida universal de la resistencia
 Depende de múltiples factores:
 Clase de solicitación (compresión, tracción, flexión pura/simple…)
 Tipo de cargas aplicadas (estática, dinámica, cíclica)
 Forma de las probetas (cilíndricas, cúbicas, prismáticas)
 Edad de puesta en carga (3, 7, 14, 28, 90 días)
 Velocidad de aplicación de la carga (instantánea, diferida, cuasiestática…)
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 No existe una medida universal de la resistencia
 Depende de múltiples factores:
 Clase de solicitación (compresión, tracción, flexión pura/simple…)
 Tipo de cargas aplicadas (estática, dinámica, cíclica)
 Forma de las probetas (cilíndricas, cúbicas, prismáticas)
 Edad de puesta en carga (3, 7, 14, 28, 90 días)
 Velocidad de aplicación de la carga (instantánea, diferida, cuasiestática…)
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 Resistencia a compresión uniaxial:
 Probeta cúbica de arista a
a
 Probeta prismática de arista a y altura 4a ó 5a
a
 Probeta cilíndrica de diámetro a y altura 2a
 Condiciones normalizadas de ensayo:
4a
 Probeta cilíndrica normalizada de 15 x 30 cm
a
 Edad de rotura del hormigón a 28 días
 Velocidad de aplicación de la carga: 0.5 MPa/s
 Temperatura de 20 °C
 Humedad relativa H.R. ≥ 95%
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2a
a
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 Equivalencia entre valores de RCS para diferentes edades de las probetas:
Edad del hormigón (días)
3
7
28
90
360
Hormigones de endurecimiento normal
0,40
0,65
1,00
1,20
1,35
Tabla 30.4.c. Resistencia a tracción sobre probetas del mismo tipo (EHE‐98)
Hormigones de endurecimiento rápido *
0,55
0,75
1,00
1,15
1,20
 Hormigones de endurecimiento rápido: [Art. 31.3]
 Relación A/C ≤ 0,6  Cementos 42,5R, 52,5N y 52,5R
 Relación A/C ≤ 0,5  Cementos 32,5R y 42,5N
 Con acelerante de fraguado
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 Resistencia a tracción simple:
 Valor muy reducido respecto a la de compresión (del orden del 10%)  fct,m = 0,30∙fck2/3 [Art. 39.1]
 Estadísticamente muy disperso
 No suele considerarse en el cálculo (se considera nulo a efectos prácticos)
 Puede ser exigida en el Pliego de Prescripciones Técnicas
 Se determina empleando ensayos indirectos principalmente
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 Ensayos de tracción normalizados:
Probeta  Ensayo de tracción directa:
15x30
 Muy complejo de realizar
L
Resina
 Valor real de la resistencia (fct)
 Tracción indirecta o ensayo brasileño:
 Probeta cilíndrica apoyada sobre
dos generatrices opuestas
 fci = 2P/πDL
 Ensayo de flexotracción:
 Probeta prismática a flexión
 fct,fl = 3P/a2
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Probeta 15x30
Probeta 10x10x40
D
a
a
3a
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 Designación de un hormigón estructural: [Art. 39.2]
T – R / C / TM / A
 T es el tipo de hormigón:
 HM – Hormigón en masa
 HA – Hormigón armado
 HP – Hormigón pretensado
 R es la resistencia a compresión del hormigón en N/mm²
 Serie empleada: 20 (HM), 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 (HAR), …, 100
 C es la inicial de la consistencia del hormigón: [Art. 31.5]
 Seca, Plástica, Blanda, Fluida, Líquida
 TM es el tamaño máximo del árido en mm [Art. 28.3]
 A es la designación del ambiente [Art. 8.2.1]
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 Resistencia característica de proyecto (fck)
Valor de resistencia a compresión del hormigón tomado como base de los cálculos [Art. 39.1]
 Diagrama tensión‐deformación de cálculo: [Art. 39.5]
 Diagrama Parábola‐rectángulo (más exacto)
 Diagrama Rectangular (simplificado)
 Otros diagramas (parabólicos, birrectilíneos, trapeciales…)
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RK=a^qlp=m^o^=bi=molvb`ql
 Módulo de deformación longitudinal (E): [Art. 39.6]
 Módulo secante a la edad de 28 días (Ecm):
Pendiente de la recta secante de la curva tensión‐deformación por 0,40 fcm. Se utiliza para cargas de aplicación cuasiestática
Ecm = 8500 (fcm)1/3
 Módulo inicial a la edad de 28 días (Ec):
Tangente en origen a la curva σ‐ε. Empleado para cargas instantáneas o rápidamente variables
Ec = βE ∙ Ecm = 10000 (fcm)1/3 , si fck ≤ 50 MPa
 Resistencia media a compresión a los 28 días (fcm):
fcm = fck + 8 [N/mm²]
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 El valor de ambos módulos debe corregirse en función del tipo de árido empleado con el coeficiente α [Tª 39.6]
ÁRIDO VALOR DE α
CUARCITA 1,0
ARENISCA 0,7
CALIZA OFITA, BASALTO, Y OTRAS ROCAS VOLCÁNICAS (1)
NORMAL 0,9
DENSA 1,2
POROSO 0,9
NORMAL 1,2
GRANITO Y OTRAS ROCAS PLUTÓNICAS (2)
1,1
DIABASAS
1,3
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 Constantes elásticas: [Art. 39.6, 39.9 y 39.10]
 Módulos elásticos del hormigón:
Ecm(t) = α ∙ [fcm(t)/fcm]0,3 ∙ Ecm
Ec(t) = βE ∙ Ecm(t)  Coeficiente de Poisson: ν = 0,20 bajo cargas de
servicio o utilización
 Coeficiente de dilatación
térmica: α = 10‐5 oC ‐1
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 Retracción [Art. 39.7]
Acortamiento que sufre una pieza de hormigón durante su proceso de fraguado y endurecimiento
 Aumenta con el tiempo
 Posee carácter tridimensional
 Depende de la humedad y la superficie expuesta
 Es irreversible
ε
t  ∞
t
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 Fluencia [Art. 39.8] Deformación diferida en el tiempo producida como consecuencia de una carga aplicada y mantenida en el tiempo
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