Nelson Hernández. Escuela de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería. Universidad de Carabobo. Valencia, Venezuela

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1 REVISTA INGENIERíA UC, VOL. 17, NO. 3, DICIEMBRE Nota Técnica: Efecto del curado sobre un concreto de resistencia de diseño de 210 kg/cm 2 Nelson Hernández Escuela de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería. Universidad de Carabobo. Valencia, Venezuela Se trata de determinar el efecto del curado sobre un concreto de resistencia de diseño de 210 kg/cm 2. Para cumplir con el objetivo propuesto se planteo un experimento de laboratorio, en el cual se ensayan cuatro grupos de cilindros, partiendo de un diseño de mezcla de concreto de 210 kg/m 2, dos grupos sometidos a un curado y otros dos grupos sin curarlos. Estos ensayos se realizaron para edades de 7 y 28 días. Obteniéndose una data de resultados, que luego de ser analizados se infiere que un curado adecuado produce un incremento en la resistencia deseada. Por ende la falta del curado altera la calidad con la que viene el concreto antes de fraguar ya que acelera la perdida prematura de la humedad que llevaría a una insuficiencia de hidratación del concreto, por ende no se obtiene la resistencia deseada del diseño y también aumenta la posibilidad de aparición de fisuras y fracturas en el concreto. Palabras clave: concreto, resistencia, curado, hidratación. Technical Note: Effect of curing on a concrete of design resistance 210 kg/cm 2 Resumen.- Abstract.- The objective is to determine the effect of curing on a concrete of design resistance 210 kg/m 2. To accomplish this proposal a lab experiment has been created in which four groups of cylinders are evaluated, based on a design resistance of 210 kg/m 2 for the concrete s mix. Two groups are submitted to the curing process and the other two were not. The essays were done at 7 and 28 days old. Obtaining a result data that after being analyzed helps to infer that an adequate curing produces an increase on the desired resistance. Therefore the lack of this process alters concrete s quality before it hardens because it accelerates the premature loss of humidity that will lead to a concrete s hydratation insufficiency, for that reason the desired design resistance is not obtained increasing the possibility of cracks and fractures on the concrete. Keywords: concrete, resistance, curing, hydratation. Recibido: 11 diciembre 2009 Aceptado: 03 agosto INTRODUCIÓN El funcionamiento de las estructuras de concreto armado se basa en la relación de dos materiales: el acero y el concreto. Esta relación aprovecha Correo-e: dpto estructuras@yahoo.com (Nelson Hernández) las ventajas de cada material, el acero aporta ductilidad y resistencia a la tracción y el concreto aporta rigidez y resistencia a la compresión. Por lo que resulta de suma importancia lograr la rigidez y resistencia a compresión del concreto, ya que de esta depende la calidad, durabilidad y permanencia en el tiempo de las estructuras hechas con este material. Para lograr esto es necesario diseñar y luego preparar la mezcla de concreto de acuerdo con una serie de procedimientos normalizados, entre los cuales existe una actividad

2 N. Hernández /, Vol. 17, No. 3, diciembre 2010, que se denomina Curado. Curado es el nombre que se le da a los procesos para promover la hidratación del cemento y consiste en controlar la temperatura y los movimientos de humedad hacia adentro y afuera del concret [1]. El curado es una actividad cuyo objetivo es lograr la resistencia del concreto. El endurecimiento del concreto se produce por las reacciones químicas que tienen lugar entre el cemento y el agua.esta agua que rellena los capilares y microcapilares de la pasta, es indispensable para la adecuada hidratación, es la que el curado debe evitar que se pierda. La razón de esta investigación es determinar el efecto del curado sobre el concreto de resistencia de diseño de 210 kg f/m 2, como influye en su resistencia a la compresión. Para lograr este objetivo se planteó un experimento de laboratorio en el cual se diseñó la mezcla, se preparó el concreto, se llenaron los moldes, se obtuvieron las probetas, se prepararon cuatro grupos, a dos se les aplicó un curado adecuado y a los otros dos no, posteriormente se ensayaron a edades de 7 y 28 días. 2. DESARROLLO DE LA INVESTIGA CIÓN 2.1. Tipo de investigación El objetivo del trabajo como tal es un estudio experimental, mediante el cual se tratará de observar la influencia que puede tener la falta o inadecuado curado del concreto, especialmente en la resistencia y posibles fisuras o agrietamientos que le mezcla pueda presentar. Para estudiar estas variables se realizaron diversos ensayos, con distintas hipótesis de control. Cada uno de los ensayos está regido y regulado por las normas COVENIN referidas al diseño de mezclas de concreto [2]. Todas las mezclas fueron realizadas y ensayadas en el Laboratorio de Materiales y Ensayos de la Escuela de Ingeniería Civil de la Universidad de Carabobo [3] Descripición del trabajo de laboratorio El trabajo de laboratorio fue dividido en las siguientes fases: A. La elaboración de mezcla de concreto, para luego fabricar las probetas cilíndricas de dimensiones normalizadas, que serán sometidas a ensayos, un primer grupo en condiciones normales y un segundo grupo a ser sometidas al fuego para luego medir su resistencia a la compresión. B. Diseño y elaboración de la mezcla de concreto y la fabricación de la probetas cilíndricas normalizadas. Se fijo la resistencia de diseño a estudiar igual a 210 kg/cm 2, y un grado bueno de control, trabajabilidad igual a 12.5 cm [4]. C. Ensayos de las probetas cilíndricas de concreto en condiciones de curado, para determinar su resistencia a la compresión a los 7 días de edad, para un primer grupo. D. Ensayos de las probetas cilíndricas de concreto en condiciones sin curar, para determinar su resistencia a la compresión a los 7 días de edad, para un segundo grupo. E. Ensayos de las probetas cilíndricas de concreto en condiciones de curado, para determinar su resistencia a la compresión a los 28 días de edad, para un tercer grupo. F. Ensayos de las probetas cilíndricas de concreto en condiciones sin curar, para determinar su resistencia a la compresión a los 28 días de edad, para un cuarto grupo. G. Análisis de los resultados obtenidos. Una vez concluidos los ensayos de las probetas, con los resultados correspondientes a la resistencia a compresión obtenida para el tipo de mezcla y para cada tipo de condición, se procedió a su estudio para establecer ciertas hipótesis sobre el efecto del curado sobre un concreto de resistencia de diseño 210 kg f/cm 2 [5].

3 94 N. Hernández /, Vol. 17, No. 3, diciembre 2010, DESARROLLO EXPERIMENTAL 3.1. Materiales utilizados Agregados El agregado fino utilizado en la elaboración del diseño de mezcla, es Arena Lavada de Mina proveniente de Tinaquillo; y el agregado grueso es Piedra Picada N 1 (triturada), proveniente de Acarigua, Edo. Portuguesa. Se sometió a los ensayos de laboratorio de granulometría, los cuales se encontraron entre los rangos establecidos por las normas COVENIN. Composición Granulométrica de los Agregados. El objetivo de este ensayo es la determinación de la distribución del tamaño de los agregados tanto fino como grueso. La metodología utilizada en este ensayo es regida por las normas COVENIN 255:1998; COVENIN 277:92. Cemento El Cemento utilizado para la elaboración del diseño fue cemento Portland Tipo I, en sacos de la Marca Holcim Agua El agua utilizada es la proporcionada por Hidrocentro, obtenida del laboratorio de Ensayos de Materiales, lugar donde se realizaron las mezclas y por consiguiente los cilindros de prueba. La misma es apta para el consumo humano y elaboración de concreto Diseño de mezcla Tabla 1: Dosificación obtenida para 1 m 3 de concreto Material Cantidad Cemento 356, 43 Kg Agua 206, 78l Arena 804, 70 Kg Piedra 983, 74 Kg El diseño de mezcla empleado está basado en la metodología expuesta en el Manual del Concreto Estructural conforme a las normas Covenin de Porrero, Ramos, Grases y Velazco [6]. Dicho diseño de mezcla expresa tener un carácter general, lo cual sirve de punto de partida para alcanzar con mayor facilidad la combinación adecuada de las cantidades de los componentes del concreto. Este diseño de mezcla se muestra en la Tabla 1. Las variables fundamentales consideradas por el método son: dosis de cemento, trabajabilidad, relación agua/cemento y resistencia Resistencia media Para la realización de este trabajo se decidió tomar 210 kg/cm 2 como resistencia media. Para la resistencia de cálculo la obtenemos de la siguiente expresión: F c=r diseño Zσ [7]. R diseño R calculada + Zσ Donde: Z depende de la fracción defectuosa, como no se dispone de una información estadística previa, y asumiendo agregados de buena calidad y se emplea una mezcladora se elige una fracción defectuosa del 10 % F c= Resistencia de calculo Z = Fracción defectiva σ = Desviación estándar Para una fracción defectuosa del 10 %, tenemos que Z= 1, 282 La desviación estándar según el control de laboratorio, en este caso es σ = 35 Kg/Cm 2 (grado de control bueno), debido a que: Se toma algún lote de agregado y se le determina el índice granulométrico, se le fijan los límites de aceptación. Se controla la humedad de los agregados. Se dosifica en peso con sistemas automáticos. Se rechazan las mezclas que no estén dentro de los límites establecidos. No se permite añadir agua posteriormente al mezclado. Para una resistencia calculada de 210 Kg/Cm 2 R diseño = 210 Kg/Cm 2 + (1, Kg/Cm 2 )= 254, 87 Kg/Cm 2 Este valor de resistencia media, se realiza de manera que en la obra no sean superadas las fracciones defectivas asumidas.

4 N. Hernández /, Vol. 17, No. 3, diciembre 2010, RESULTADOS DE LOS ENSAYOS promedio de los cilindros presentados en la Figura 1, para los cilindros curados con resistencia de diseño de 210 kg/m 2, a los 7 días, se obtiene una resistencia promedio de 181,97 kg/cm 2. promedio de los cilindros presentados en la Figura 2, para los cilindros sin curar con resistencia de diseño de 210 kg/m 2, a los 7 días, se obtiene una resistencia promedio de 146,16 kg/cm 2. promedio de los cilindros presentados en la Figura 3, para los cilindros curados con resistencia de diseño de 210 kg/m 2, a los 28 días, se obtiene una resistencia promedio de 249,26 kg/cm 2. promedio de los cilindros presentados en la Figura 4, para los cilindros sin curar con resistencia de diseño de 210 kg/m 2, a los 28 días, se obtiene una resistencia promedio de 208,60 kg/cm 2. Observando la Figura 5 se infiere que la resistencia del cilindro curado, resulta mayor que la resistencia del cilindro no curado. De acuerdo a los datos de la Tabla 2, para la dispersión o variabilidad de los datos, es decir, la desviación estándar asumida para el cálculo 35 kg/cm 2, se cumple con todos los casos obtenidos en los ensayos, ya sea curado o no curado y con una edad de 7 días o 28 días. Con estos resultados se podrían denotar que se obtuvo un control en el concreto excelente. Con respecto al coeficiente de variación, ocurre lo mismo, el valor asumido de 4 % cumple con los valores obtenidos en los ensayos para los diferentes casos Análisis de resultados La aplicación del curado influye de manera determinante, ya que para los cilindros curados con resistencia de diseño de 210 kg/m 2, a los 7 días, se obtiene una resistencia superior en un 24,50 % con respecto a los cilindros no curados, y para los 28 días, la resistencia obtenida es un 19,49 % mayor. 5. CONCLUSIONES De acuerdo con los resultados obtenidos en la investigación se logró determinar que el efecto del curado sobre un concreto de resistencia de diseño de 210 kg/m 2 incrementa un % la resistencia de cálculo del mismo. De los resultados obtenidos se determinó que es fundamental la realización del curado, ya que la omisión de su aplicación influye negativamente en la resistencia del concreto.

5 96 N. Hernández /, Vol. 17, No. 3, diciembre 2010, Tabla 2: Resistencia promedio del concreto, desviación estándar y varianza obtenida Curado No Curado R prom σ V R prom σ (kg/cm 2 ) (kg/cm 2 ) ( %) (kg/cm 2 ) (kg/cm 2 ) Fd=210 kg/cm 2 7 Días 28 Días V ( %) Referencias [1] Neville, A. (1988). Tecnología del concreto. Editorial Limusa. México. [2] Comité Conjunto del Concreto Armado. (1976). Ensayos de Laboratorio y Especificaciones. Caracas. Venezuela. [3] Mendoza, Guillermo. (1980).Guía de Materiales y Ensayos. Universidad de Carabobo Facultad de Ingeniería. Valencia. Venezuela. [4] Martínez Marino, (1984).Notas sobre Control y Evaluación Estadística de la Resistencia del Concreto. Universidad de Carabobo, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Civil. Valencia. Venezuela. [5] Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto. AC. (1978). Practica Recomendable para la Evaluacinó de los Resultados de las Pruebas de Resistencia del Concreto. (ACI ). Editorial Mc Graw Hill Interamericana. México. [6] Porrero J., Salas R., Ramos C., Grases j., Velasco G. (2003). Manual del Concreto Estructural, conforme con la norma COVENIN Ediciones Sidetur. Caracas.