CONTRACCIONES EN EL CONCRETO A CORTA EDAD
CONTRACCIONES EN EL CONCRETO A CORTA EDADPATOLOGA DEL
CONCRETOELIZABETH ROSA MARTNEZ AMBRIZ
CAMBIOS DE VOLUMEN EN EDAD TEMPRANAEl cambio de volumen del
concreto empieza justo despus del colado (colocacin). Los cambios
tempranos de volumen y la formacin de fisuras en el concreto
endurecido, especialmente en concreto endurecido, especialmente en
concretos con una baja relacin agua - cemento. Siguen las
discusiones sobre diversas formas de cambios de volumen a edad
temprana. A continuacin se enumeran: Contraccin qumica (inicio del
fraguado) Contraccin autgena (despus del fraguado) Contraccin
plstica: Se refiere a los cambios que ocurren mientras el concreto
an est fresco, antes de endurecerse. Normalmente, se presenta en la
forma de fisuras por contraccin plstica, que ocurren antes o
durante el acabado. Contraccin por secado
CONTRACCIN QUMICALa contraccin qumica se refiere a la reduccin
en el volumen absoluto de slidos y lquidos de la pasta, resultante
de la hidratacin del concreto. El volumen absoluto de los productos
hidratados del cemento es menor que el del cemento y del agua antes
de la hidratacin. Este cambio del volumen de las pastas de cemento
en el estado plstico se representa por las dos primeras barras de
la Figura 1. No estn incluidas las burbujas de aire del
mezclado.
La retraccin qumica contina a ocurrir en una escala microscpica,
mientras que el cemento se hidrata. Despus del fraguado inicial, la
pasta no se puede deformar tanto cuanto en el estado plstico. Por
lo tanto, se compensan la hidratacin y la contraccin qumica
adicionales con la formacin de vacos en la micro estructura. La
mayor parte de este cambio de volumen es interna y no cambia
considerablemente las dimensiones externas visibles del elemento de
concreto.La magnitud del cambio de volumen ocasionado por la
contraccin qumica se puede estimar a travs de las fases hidratadas
del cemento y de las densidades de sus cristales o se la puede
determinar por pruebas fsicas.CONTRACCIN AUTGENALa contraccin
autgena es la reduccin macroscpica del volumen (cambio dimensional
visible) de la pasta de cemento, mortero o concreto, causada por la
hidratacin del cemento. La reduccin macroscpica del volumen de la
contraccin autgena es mucho menor que la reduccin del volumen
absoluto de la contraccin qumica, debido a la rigidez de la
estructura de la pasta endurecida. La contraccin qumica es la
fuerza que conduce a la retraccin autgena. La relacin entre
contraccin autgena y retraccin qumica se presenta en las Figuras 1,
2 y 3.Algunos investigadores y organizaciones consideran que la
contraccin autgena empieza con el inicio del fraguado y otros la
evalan desde el momento de la colocacin (colado) del concreto.
CONTRACCIN PLSTICAContraccin plstica se refiere a los cambios
que ocurren mientras el concreto an est en estado fresco, antes de
endurecerse. Normalmente, se presenta en la forma de fisuras por
contraccin plstica, que ocurren antes o durante el acabado. Las
grietas frecuentemente se parecen a rasgaduras en la superficie. La
contraccin plstica resulta de la combinacin de las retracciones
qumica y autgena y la rpida evaporacin de la humedad de la
superficie, superando la tasa de sangrado (exudacin).La contraccin
plstica se puede controlar con la disminucin de la evaporacin de la
superficie a travs del uso de rociado, rompevientos, sombreado,
cubiertas de lminas de plstico, arpillera hmeda, auxiliares de
acabado aerosol (retardadores de evaporacin) y fibras plsticas.
CONTRACCIN POR SECADOLa contraccin por secado es lo que la
mayora considera la verdadera contraccin. Este tipo de contraccin
involucra el movimiento y prdida de agua dentro de los poros
extremadamente pequeos de la pasta hidratada de cemento y dese el
interior de la estructura de los productos de hidratacin o gel. A
medida que el concreto en servicio se seca, se pierde humedad desde
estos poros muy pequeos y se forman meniscos. La tensin superficial
del agua asociada a estos meniscos atrae los poros uno hacia el
otro y da como resultado un prdida de volumen en el concreto.Desde
el punto de vista prctico, no es la presencia de la contraccin por
secado lo importante, sino lo que ocurre con el agrietamiento
producido por esta.Solamente cuando la fuerza de tensin inducida en
la pasta de cemento por las fuerzas capilares excede la resistencia
local de tensin del concreto las grietas aparecen, siempre, en la
superficie del concreto.La fuerza que impulsa la contraccin por
secado es la evaporacin del agua desde los poros capilares en la
pasta de cemento.
Para el estudio de la retraccin por secado, se adopta
generalmente como variable de estado la humedad relativa (HR). La
humedad est presente tanto en su fase gaseosa (vapor de agua) como
en su fase lquida (agua), aunque se puede considerar que hay
equilibrio termodinmico entre las fases en todo momento. En el
secado intervienen mecanismos ms o menos complejos que actan a
veces de manera acoplada. Los fenmenos de permeabilidad, difusin
(en sus varias formas), adsorcin/desorcin y evaporacin/condensacin
ocurren simultneamente en el seno de la pasta de cemento. Una curva
tpica de retraccin por secado - prdida de peso (construida con un
amplio rango de humedades relativas) muestra generalmente
discontinuidades. Muchos investigadores han propuesto relacionar
estos quiebres en las curvas con diferentes mecanismos que actan en
distintas regiones o rangos de humedad relativa. Aunque es un
procedimiento vlido, resulta muy difcil cuantificar la influencia
de cada uno de estos mecanismos y conocer en qu momento del proceso
de secado acta cada uno, por lo que reconstruir una curva
retraccin-prdida de peso por estos procedimientos est lejos de ser
una prctica usual.De cualquier manera, estos mecanismos son: la
tensin capilar (que se basa en la ecuacin de Kelvin y tiene
influencia sobre todo en el rango de 40 a 50 % de humedad
relativa), la llamada disjoining pressure, que acta en el rango de
humedades relativas cercanas a la saturacin, la tensin superficial,
basada en la energa libre superficial que induce tensiones de
compresin hidrosttica en el slido y tiene mayor influencia en el
rango de humedades relativas bajas, y la prdida de la humedad entre
capas del silicato de calcio hidratado (SCH) (cuando la humedad cae
por debajo de aproximadamente el 10% por lo que tiene poca
importancia prctica).
