Para el ingeniero civil involucrado en la planificación de estructuras prefabricadas y de hormigón in situ, el conocimiento de las propiedades del hormigón es esencial.
¿Por qué deberíamos conocer las propiedades?
Un diseñador que se ocupa de proyectos estructurales debe ser consciente del comportamiento del hormigón en diversas condiciones. Por ejemplo, considere el vertido de hormigón en bruto de grado 40 para una base de losa de 1000 mm de espesor.
- Si hay un área grande, no podemos hacer Concreto de una sola vez. Tenemos que hacer varios vertidos.
- A medida que el hormigón se endurece (durante el proceso de hidratación), la temperatura del núcleo aumenta y es necesario limitarla para evitar el desgaste térmico y el retraso en la formación de etringita.
- El gradiente térmico y la diferencia de temperatura deben mantenerse dentro de límites aceptables.
Si el ingeniero civil no es plenamente consciente de los factores anteriores, pueden surgir problemas graves. Por tanto, debemos prestar atención al comportamiento del hormigón.
Los siguientes artículos publicados en este sitio web le ayudarán a obtener más conocimientos sobre el hormigón además de la información analizada en el artículo.
- Un estudio detallado del hormigón (desde cero)
- Todo sobre el hormigón (en resumen, lo más importante)
- Cosas a considerar al construir concreto
Echemos un vistazo a las propiedades importantes del hormigón. Puede haber diferentes categorizaciones del siguiente método.
- Propiedades físicas
- Propiedades termales
- durabilidad
- Resistente al fuego
Analicemos cada propiedad en detalle.
Propiedades físicas
Estas son principalmente las propiedades generales del hormigón que normalmente observamos. Hay muchas áreas que podemos discutir. Sin embargo, limitaremos esta discusión a las propiedades más importantes del concreto que necesitamos conocer.
densidad
La densidad del hormigón depende de la composición de la mezcla, o dicho de otra manera: la composición de la mezcla determina la densidad del hormigón. Así, podemos especificar la densidad del hormigón.
En general, la densidad del hormigón está en el rango de 24 -25 kN/m 3 .
porosidad
El hormigón es un material poroso. Absorbe agua. Hay cavidades en el concreto que no se pueden ver.
Cuanto mayor es la porosidad, mayor es la absorción de agua.
La porosidad del hormigón tiene ventajas y desventajas.
Por ejemplo, las aberturas permiten que el agua penetre en el hormigón. Esto aumenta la resistencia y durabilidad del hormigón.
Cubrir una parte del hormigón es muy importante en la durabilidad del hormigón. Si el desarrollo de resistencia en esta zona es suficiente, la estructura será más duradera que una estructura sin suficiente resistencia.
Resistencia al impacto
El hormigón sometido a desgaste y otras fuerzas debe ser duradero y no sufrir daños.
Además, el sensor debe poder soportar cargas de choque.
El hormigón limitado por refuerzo tiene una resistencia significativamente mayor a este tipo de carga.
Resistencia del hormigón
La resistencia del hormigón se puede discutir bajo diferentes términos.
- Fuerza compresiva
La resistencia a la compresión del hormigón es el parámetro más importante que se tiene en cuenta durante la planificación de la construcción. Generalmente llamamos a esto en construcción Resistencia Característica del Concreto .
Hay muchos factores que afectan la resistencia del concreto, como se analiza en el artículo Factores clave que afectan la resistencia del concreto .
Indicamos la resistencia característica en los proyectos. El contratista deberá producir el mismo hormigón. Existen métodos, criterios de cumplimiento y pruebas para garantizar que se alcance en obra la resistencia a la compresión especificada por el diseñador.
Los siguientes artículos explican la evaluación de la resistencia a la compresión y su contexto técnico.
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- Resistencia a la compresión del hormigón y pruebas del hormigón
- Evaluar la resistencia a la compresión de la estructura en sitio.
- Resistencia a la tracción del hormigón.
La resistencia a la tracción del hormigón generalmente no se tiene en cuenta en el diseño estático de estructuras de hormigón armado.
Sin embargo, en ocasiones especiales comprobamos la resistencia a la tracción y nos acostumbramos en el proyecto.
Por ejemplo, en estructuras pretensadas la resistencia a la tracción del hormigón se considera un parámetro de diseño. Esto sucede con diferentes enfoques de fijación de precios.
En una estructura normal, la resistencia a la tracción del hormigón no se tiene en cuenta dada la posibilidad de que se formen grietas por flexión.
Módulo de elasticidad del hormigón.
Básicamente nos basamos en los valores especificados en las normas.
Estos valores varían dependiendo de la calidad del hormigón.
BS 8110 Parte 2 contiene una tabla y ecuaciones para calcular el módulo de elasticidad.
Propiedades térmicas del hormigón.
El efecto térmico del hormigón es un factor muy importante que se debe tener en cuenta a la hora de diseñar la estructura, sobre todo cuando los elementos son de mayor tamaño.
Durante el proceso constructivo y vida útil, se debe tener en cuenta en el diseño el comportamiento de la estructura. De lo contrario, pueden producirse defectos estructurales, especialmente en términos de durabilidad.
- El coeficiente de expansión térmica.
Como sabemos, los elementos estructurales experimentan un aumento o disminución de sus dimensiones durante las fluctuaciones de temperatura.
Este aumento o disminución se puede representar mediante la siguiente ecuación.
Δ yo = α(ΔT) yo ; donde Δl es el aumento o disminución de longitud, α es el coeficiente de expansión térmica, ΔT es la fluctuación de temperatura e I es la longitud.
El coeficiente de expansión térmica está en el rango de 8-13 0 /C.
- Arrastrar
La fluencia depende del tiempo y de la deformación debido a la carga continua.
También puede denominarse aumento de la tensión en el hormigón o deformación del hormigón bajo carga sostenida.
Para estructuras grandes, hormigón pretensado, etc., la fluencia puede causar problemas de mantenimiento. Por lo tanto, los diseñadores deben ser conscientes de las consecuencias de no considerar el comportamiento de fluencia de las estructuras.
- contracción
La contracción también es un comportamiento estructural similar que se puede observar desde el inicio hasta la implementación.
Comienza con el hormigón en bruto, antes de que el hormigón se endurezca. Existen diferentes términos como contracción por secado, contracción plástica, etc.
Puede leer el artículo Tipos de contracción del hormigón (estudio detallado) para obtener más información sobre este tema.
- Sangrado
El sangrado en el hormigón no es un fenómeno común.
Si hay demasiada agua libre en el hormigón, llegará a la superficie del hormigón.
Por tanto, el diseñador debe ser consciente de este tipo de comportamiento material. Además, permitir que se acumule más agua en la superficie del concreto puede causar problemas. A medida que esta agua se acumula debajo del agregado de concreto, reduce la fuerza de la unión.
Durabilidad del hormigón
Una vez construida, la estructura debe durar al menos su vida útil prevista.
Sin embargo, si no se presta suficiente atención a la durabilidad de la estructura, pueden surgir problemas de usabilidad en una etapa temprana.
La durabilidad del hormigón depende de muchos parámetros. Algunos de ellos se pueden enumerar a continuación.
- Condición de exposición
- Calidad del hormigón
- Relación agua-cemento
- Tipo de estructura
- Endurecimiento de la estructura
Debemos ser conscientes de los factores que inciden en la durabilidad de la estructura. El artículo Factores que afectan la durabilidad del hormigón Para obtener más información sobre este tema, puede estudiarlo.
Además, el artículo explica los requisitos de durabilidad y los problemas asociados con ellos: Durabilidad del concreto (requisitos y problemas)
Resistencia al fuego del hormigón.
El hormigón ofrece buena resistencia al fuego. Sin embargo, por encima de cierto nivel, pierde fuerza.
Además, no podemos predecir la capacidad de carga de un elemento cuando se utiliza hormigón. También hay que tener en cuenta el comportamiento de la armadura. Incrementamos la cobertura del blindaje dependiendo del número de horas consideradas para el diseño de la protección contra incendios.
Generalmente, la resistencia al fuego de la estructura la determina el diseñador. En la planificación se tienen en cuenta la evacuación y la seguridad estructural (protección de la estructura).
La mayor resistencia al fuego del hormigón es una de las propiedades extremadamente útiles del hormigón.
