Propiedades del hormigón endurecido.

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Propiedades del hormigón endurecido.

El concreto completamente curado y endurecido debe ser lo suficientemente fuerte para soportar las cargas estructurales y de servicio que se le imponen y lo suficientemente duradero para soportar la exposición al entorno previsto. El hormigón es uno de los materiales de construcción más resistentes y duraderos cuando se fabrica con materiales de alta calidad y se dosifica, mezcla, trata, coloca y acaba adecuadamente. Cuando hablamos de la resistencia del concreto, generalmente hablamos de su resistencia a la compresión, que se mide en libras por pulgada cuadrada (psi). El concreto es fuerte en compresión pero relativamente débil en tensión y flexión. Se necesita mucha fuerza para triturar el concreto, pero muy poca para separarlo y causar grietas por flexión (Figura 1). La resistencia a la compresión está determinada principalmente por la cantidad de cemento utilizado, pero también se ve afectada por la relación agua-cemento y la mezcla, colocación y endurecimiento adecuados. La resistencia a la tracción normalmente oscila entre el 7 u 8 % de la resistencia a la compresión para mezclas de alta resistencia al 11 o 12 % para mezclas de baja resistencia. Tanto la resistencia a la tracción como a la flexión se pueden aumentar agregando acero o refuerzo de fibra.

Los ingenieros estructurales establecen la resistencia a la compresión requerida de varios elementos de construcción en función de un análisis de las cargas aplicadas y las condiciones del suelo en el sitio del proyecto. La resistencia a la compresión real se verifica probando muestras en el laboratorio utilizando equipos y procedimientos estandarizados. Para proyectos comerciales, se prueban numerosas muestras durante la construcción para garantizar que el concreto que se va a colocar realmente tenga la resistencia especificada. Excepto en el caso de proyectos grandes y de alto nivel o proyectos en ubicaciones difíciles donde los diseños de cimientos especiales hacen que la resistencia del concreto sea crítica, las pruebas de laboratorio no suelen ser necesarias en trabajos residenciales. abajo). El hormigón que es más resistente de lo necesario para el uso previsto no es económico, y el hormigón que no es lo suficientemente fuerte es peligroso. Los principales factores que afectan la resistencia a la compresión del hormigón son el contenido de cemento, la relación agua/cemento y la adecuación y el grado de hidratación y endurecimiento.

La durabilidad se define a veces como la capacidad de mantener un rendimiento satisfactorio durante una larga vida útil. El desempeño satisfactorio está relacionado con el uso previsto. El concreto sobre el que camina o vierte debe ser resistente a la abrasión para que no se desgaste. Se requiere que el concreto expuesto al exterior de un edificio tenga resistencia a la intemperie para que no se deteriore incluso después de congelaciones y descongelaciones repetidas. El concreto con barras de refuerzo incrustadas debe resistir la absorción excesiva de humedad para proteger el metal de la corrosión. El desgaste natural y la intemperie causarán algunos cambios en la apariencia del concreto con el tiempo, pero en general, la durabilidad también incluye el mantenimiento de las propiedades estéticas y funcionales. Los componentes, formulaciones y acabados adecuados del concreto pueden y deben ajustarse en función de la durabilidad requerida para que los diseños de mezcla de concreto puedan ajustarse para producir diferentes resistencias. En climas fríos, el hormigón exterior se somete a ciclos repetidos de congelación y descongelación, que pueden ser muy dañinos. De hecho, la degradación por congelación y descongelación es una de las amenazas más serias para la durabilidad del concreto, pero la resistencia al daño puede incrementarse en gran medida por la incorporación de aire. Una red de vacíos microscópicos formados por cementos con aire incorporado o aditivos con aire incorporado absorbe las fuerzas de expansión del agua congelada, evitando que el concreto endurecido se astille o se descascare durante los ciclos repetidos de congelación y descongelación en invierno. La incorporación de aire mejora la durabilidad de los elementos horizontales, como aceras, entradas de vehículos, patios y escaleras que se exponen con mayor frecuencia al agua de lluvia, la nieve derretida y las sales anticongelantes. Para elementos verticales en climas templados que están menos saturados con lluvia y tienen ciclos de congelación y descongelación poco frecuentes, la incorporación de aire agrega poco valor al concreto endurecido, pero se usa para mejorar la trabajabilidad en el concreto premezclado. de concreto, presumiblemente porque la trabajabilidad mejorada de la mezcla ayuda a una mejor colocación, compactación y acabado.Otro aspecto importante de la durabilidad es la estabilidad volumétrica. Todos los materiales se expanden y contraen con los cambios de temperatura. Los materiales porosos como el hormigón también se expanden y contraen con los cambios en el contenido de agua. Además de la expansión y contracción térmica reversible, los productos a base de cemento como el concreto, la mampostería de concreto y el estuco experimentan una contracción inicial a medida que el cemento se hidrata y el exceso de agua de construcción se evapora. Esta contracción inicial es permanente, además de la expansión y contracción reversibles causadas por los cambios posteriores de temperatura o humedad.La contracción excesiva puede causar agrietamiento en el concreto. La humedad se filtra a través de las grietas y puede generar un círculo vicioso de deterioro. El agrietamiento por contracción se puede suprimir hasta cierto punto mediante el refuerzo de acero o fibra. La ubicación de las grietas por contracción se puede controlar usando juntas especiales que dividen el concreto en paneles o secciones más pequeñas. Sin embargo, el diseño de la mezcla y las proporciones de los componentes también afectan la probabilidad de agrietamiento por contracción. Cuanto mayor sea el contenido de cemento, mayor será la tendencia del hormigón a formar grietas por contracción a medida que cura y endurece.