CONTRACCIONES EN EL CONCRETO*CONTRACCIONES EN EL CONCRETO

La contraccin del concreto se conoce como resultado de la prdida de humedad. Tambin se ha demostrado que el concreto se expandir si, despus de haberse secado o parcialmente secado, es sometido a humedad o si es sumergido en el agua. Se sabe que la contraccin es afectada por las siguientes variables:1. Agregados.Los agregados actan para restringir la contraccin de la pasta de cemento; de aqu que el concreto con un alto contenido de agregados es menos vulnerable a la contraccin. Adems, el grado de restriccin de un concreto esta determinado por las propiedades de los agregados: aquellos con alto mdulo de elasticidad o con superficies speras son ms resistentes al proceso de contraccin.2. Relacin agua-cemento.Cuanto mayor es la relacin agua-cemento, mayores son los efectos de la contraccin.3. Tamao del elemento de concreto. Tanto el valor como la magnitud de la contraccin disminuyen con un incremento en el volumen del elemento de concreto. Sin embargo, la duracin de la contraccin de mayor para elementos ms grandes debido a que se necesita ms tiempo para secarse hasta las regiones internas. Es posible que se necesite un ao para que el proceso de secado inicie a una profundidad de 25 cm, y 10 aos para iniciar a 60 cm ms all de la superficie externa.4. Condiciones del medio ambiente. La humedad relativa del medio afecta notablemente la magnitud de la contraccin; el valor de la contraccin es ms bajo en donde la humedad relativa es alta.5. Cantidad de refuerzo. El concreto reforzado se contrae menos que el concreto simple; la diferencia relativa es funcin del porcentaje de refuerzo.6. Aditivos. Este efecto vara dependiendo del tipo de aditivo. Un acelerador tal como cloruro de calcio, usado para acelerar el endurecimiento y la colocacin del concreto, aumenta la contraccin. Tambin hay aditivos que impiden la contraccin.7. Tipo de cemento.El cemento Portland tipo III de resistencia rpida normalmente se contrae 10% ms que un cemento Portland normal (tipo I) o cemento Portland modificado (tipo II).

Contraccin por secado del concreto*

Mecanismo de la contraccin por secado

Cuando el concreto es expuesto a su ambiente de servicio tiende a alcanzar un equilibrio con ese ambiente. Si el medio ambiente es una atmsfera seca, la superficie expuesta del concreto pierde agua por evaporacin. La velocidad de evaporacin depender de la humedad relativa, la temperatura, la relacin agua-cemento y el rea de la superficie expuesta del concreto.La contraccin por secado constituye una porcin del total de la deformacin que se observa en un elemento del concreto. La figura 1 muestra los componentes de la deformacin, excluyendo el movimiento trmico. La deformacin por contraccin es dependiente del tiempo y no es inducida por carga. Si el ambiente es hmedo, el flujo de la humedad se dar desde el medio ambiente al concreto, resultando un incremento de volumen o expansin.

Factores que afectan la contraccin por secadoPuesto que la contraccin por secado est relacionada con la prdida de humedad del concreto, es influida por factoresexternos que afectan el secado y tambin por factores internos relacionados con concreto y sus constituyentes.

Factores externosLos factores externos que afectan la prdida de humedad del concreto son las condiciones ambientales, as como el tamao y la forma del elemento de concreto.

Condiciones ambientales.La temperatura del aire, la humedad relativa y la velocidad del viento afectan la prdida de humedad de la superficie del concreto, cualquier combinacin de estos factores afecta la velocidad de evaporacin. Las condiciones ambientales diferentes en los lados opuestos de un elemento dan como resultado un secado diferencial hacia afuera, y por tanto, una contraccin diferencial con la posible consecuencia de alabeo. En resumen, es deesperarse una mayor contraccin por secado cuando se eleva la temperatura ambiental, disminuye la humedad relativa, se incrementa la velocidad del viento alrededor del concreto y cuando aumenta el periodo de tiempo en el que el concreto est sujeto a condiciones de secado.

Geometra del elemento.Los elementos de concreto grandes y de mayor seccin se secan ms lentamente que los pequeos y delgados. Como resultado, para el mismo periodo de secado, la contraccin de los elementos de gran tamao es menor que para los de menor tamao, en los cuales su ncleo se puede secar ms rpidamente.

El efecto de la geometra del elemento de concreto sobre la contraccin por secado est representado en la mayora de los reglamentos y normas por su espesor terico o el espesor hipottico que se define como dos veces el rea de la seccin transversal del elemento de concreto dividido por el permetro expuesto de la seccin transversal.De aqu se sigue que un espesor terico ms grande estar asociado con una menor contraccin por secado.

Factores internosLos factores internos que afectan la con-traccin por secado delconcreto y aqullos relacionadoscon sus constituyentesson cementos,agregados, aditivos; diseode la mezcla delconcreto; relacin agua cementoy contenido deagua; propiedades de losagregados y fraccin devolumen; y aqullos vinculadoscon la construccindel concreto: colocacin,compactacin y curado.

Cementos.Aunque generalmente se concluye que la composicin del cemento puede afectar la contraccin por secado, el efecto no se ha determinado por completo. Se ha observado que el contenido de C3A y lcali tiene un efecto dominante. A su vez, el efecto del contenido de C3A y lcali sobre la contraccin es influido por el contenido de yeso del cemento, es decir, la contraccin de cementos del mismo contenido de C3A difiere para diferentes contenidos de yeso.Esto ha conducido al desarrollo de un cemento caracterizado en trminos de comportamiento por contraccin como cemento de contraccin compensada.

Los ingenieros y los especificadores no deben preocuparse mucho con los complejos detalles de la qumica del cemento, ya que lo importante es el rendimiento final. Debe precisarse que el uso de cemento de contraccin compensada por s mismo no garantiza la produccin de concreto de baja contraccin, hay que considerar otros factores involucrados, pues stos pueden tener un peso mayor que el efecto del cemento en la contraccinPor secado del concreto.

Agregados.Los agregados tienen un efecto restrictivo en la contraccin. Hay una relacin razonablemente directa entre la contraccin de un agregado y su capacidad de absorcin.Es decir, los agregados de buena calidad y baja contraccin generalmente estn caracterizados por una baja absorcin. Si el agregado se contrae menos que la pasta, entonces el agregado restringe la contraccin, y sta disminuir al incrementarse la fraccindel volumen del agregado.

Grietas en el concreto debido a contraccinPlstica*

Las grietas por contraccin plstica

Aparecen en la superficie del concretoa las pocas horas del colado,a veces muy pronto despusdel enrase y frecuentemente antes del allanado. A menudono se notan hasta elsiguiente da, pues se desarrollan luego de que los trabajadores han dejado la obra. Raramente perjudican la resistencia del concreto, pero de modo comn forman un patrn, como las ramas de un rbol, una red de grietas, o a veces, tienden a ser ms derechas,en un patrn en toda la superficie y pueden tener una tendencia a seguir el refuerzo. Las grietas que siguen el patrn del refuerzo usualmente son causadas por asentamiento plstico,en tanto las grietas por contraccin plstica pueden ser muy cortas, es decir, de unos 50 mm, pero pueden llegar a tener hasta un metro o ms de longitud, con una tendencia a ir por completo a travs de una losa provocando as preocupaciones de impermeabilidad por todo lo que est debajo de stas.

Las grietas por asentamiento plstico*

Tienden a tener un patrn regular y ocurren sobre el refuerzo, particularmente en elementos peraltados. Tambin, pueden ocurrir en las uniones de las cimbras, como por ejemplo en un piso nervado. Las grietas se forman despus del colado y la compactacin del concreto, pero antes de que haya empezado su fraguado inicial.

Causas del agrietamiento por contraccin plstica*

El agrietamiento por contraccin plstica es causado principalmente por el secado rpido de la superficie del concreto. Cuando el concreto es colado y compactado, los agregados tienden a asentarse y se forma una capa de agua sobre la superficie, lo cual se conoce como aguade sangrado. Bajo condiciones de secado rpido, esta agua de sangrado puede evaporarse antes de que el concreto se endurezca, causando que la superficie del concreto se seque. El agua que est dentro del concreto es jalada hacia la superficie y se evapora. Cuando esto sucede, el concreto cerca de la superficie se contrae y puede agrietarse, aun cuandono haya fraguado.

Causas del agrietamiento por asentamiento plstico

El agrietamiento por asentamiento plstico sobre el refuerzo o las uniones de la cimbras, en un piso reticular, es causado por un mecanismo diferente. Estas grietas se forman despus de la colocacin y la compactacin si el concreto contina asentndose sobre las varillas de refuerzo, los ductos o las uniones de la cimbra. Si la masa de concreto est restringida para que siga asentndose uniformemente, por medio de una varilla de refuerzo o por una unin de la cimbra, la masa que se est rigidizando puede agrietarse y abrirse sobre la restriccin. En general, tal agrietamiento va nicamente hacia el refuerzo o la nervadura que causa la restriccin.

El agrietamiento por asentamiento plstico no es debido al secado rpido, y puede ocurrir debajo de una capa de aguade sangrado. La falta de compactacin adecuada es con frecuencia la causa de este problema de asentamiento.

Prevencin de agrietamiento plstico por procedimientos de construccin

El agrietamiento por contraccin plstica ser minimizado por procedimientos que reduzcan la evaporacin del aire de la superficie del concreto inmediatamente despus del enrasado. Los procedimientos sugeridos se enlistan a continuacin. No hay un procedimiento nico como respuesta a todas las situaciones, ni puede ser factible emplear todas stas en una situacin.

Colocar rompedores de viento para reducir la velocidad del viento sobre la superficie de concreto. Humedecer la sub-base antes de colocar el concreto para evitar la prdida de agua desde abajo. Proteger la superficie de concreto recin enrasada por medio de rociado con agua con una boquilla de nebulizacin. Rocar alcohol aliftico sobre la superficie recin enrasada. Los proveedores de qumicos para la construccin con frecuencia ofrecen marcas registradas de este material. El uso de alcohol aliftico ahora es bastante comn y ha sido efectivo en la prevencin del agrietamiento plstico. Cubrir la superficie de concreto fresco con una hoja impermeable, tal como polietileno, y asegrese que la hoja permanezca en el lugar, en particular en condiciones de vientos de alta velocidad, o aplique un compuesto de curado con alta retencin de agua. Utilizar el aplanado repetido con una llana de madera y con un allanado mecnico de acero para cerrar cualquier grieta en la etapa inicial de su desarrollo.Tal allanado tiene que ser lo suficientemente vigoroso para cerrar la grieta en toda su profundidad. Cuando prevalezcan condiciones de secado rpido, todas las superficies deben ser inspeccionadas demanera peridica hasta que el concreto est bastante duro.

La prevencin de agrietamiento por asentamiento plstico involucra una valoracin del procedimiento de construccin.

Grietas por contraccin trmica*

El agrietamiento trmico es atribuible al calor generado durante el proceso de hidratacin del cemento. Esto quiere decir ladisminucin de las dimensiones de un material ante una bajada de temperatura.Resulta de la disminucinen la temperaturadel concreto diferente al tiempo colocado

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