Comportamiento elástico y plástico del concreto con agregado calizo de alta absorción a edades tempranas

Abstract

Los programas de obra cada vez más ajustados y la utilización de elementos de concreto presforzado, han derivado en la necesidad de aplicar esfuerzos considerables a edades tempranas a dichos elementos estructurales, generando deformaciones excesivas, permanentes, agrietamientos y otras patologías, las cuales pueden poner en riesgo el adecuado comportamiento de la estructura. Las principales propiedades que describen el comportamiento del concreto son la resistencia a compresión axial, y el módulo de elasticidad. Dichas propiedades son referenciadas a la edad de 28 días, por lo que sus valores a edades tempranas pueden ser subestimados o sobrestimados. Por otro lado, de acuerdo a estudios previos, el agregado calizo de alta absorción utilizado en la Península de Yucatán, limita la resistencia a compresión axial del concreto. Además se ha observado que con las ecuaciones propuestas en las NTC (2004) para determinar el módulo de elasticidad se obtienen valores mayores a los obtenidos experimentalmente. El objetivo de esta investigación es determinar la variación de las principales propiedades mecánicas del concreto fabricado con agregados calizos de alta absorción a edades tempranas y comparar los resultados obtenidos experimentalmente con los modelos de predicción existentes y normas vigentes. Se eligieron tres resistencias a compresión axial del concreto a 28 días (f’c): f’c=150kg/cm2, f’c=250kg/cm2 y f’c=350kg/cm2, por ser las más utilizadas en la Península de Yucatán. Se fabricaron y ensayaron 35 cilindros de cada resistencia. Las dimensiones de los cilindros fueron de 15cm de diámetro y 30cm de altura. Se determinó experimentalmente la resistencia a compresión axial, módulo de elasticidad, curva esfuerzo-deformación y madurez, a las edades de 1, 3, 7, 14 y 28 días. Se verificó que los materiales utilizados cumplan con los requisitos de calidad de acuerdo con la norma NMX-C-111-ONNCCE. El diseño de las mezclas de concreto se realizó de acuerdo al ACI 211 con los datos obtenidos de las pruebas de los materiales. La prueba de resistencia a compresión y curva esfuerzo-deformación se realizó siguiendo la norma NMX-C-083-ONNCCE y el módulo de elasticidad se determinó con los lineamientos de la norma NMX-C-128-ONNCCE. De los resultados experimentales se observó que la resistencia a compresión se incrementa con respecto al tiempo, logrando a los 3 días un 65% en promedio del valor final de referencia a 28 días, un 83% de dicho valor en promedio a los 7 días y un incremento más lento hasta alcanzar la resistencia de referencia a los 28 días. El módulo de elasticidad se incrementa con respecto al tiempo, logrando a los 3 días un 80% en promedio del valor final a 28 días, y posteriormente un incremento más lento hasta alcanzar el valor del módulo de elasticidad de referencia a 28 días. Por lo cual se observó que la relación entre la resistencia a compresión y el módulo de elasticidad no tienen una relación constante, especialmente en los tres primeros días. Se observó que la evolución de la resistencia a compresión y del módulo de elasticidad no depende de la f’c. La curva esfuerzo-deformación unitaria a edades tempranas y para cualquier resistencia se puede ajustar a una función cuadrática, similar a los modelos propuestos por Hognestad (1951), Kent y Park modificado (1971) y Todeschini (1964), sustituyendo los valores correspondientes de resistencia a compresión axial máxima y su correspondiente valor de deformación unitaria. Finalmente el método de madurez subestima la resistencia a compresión axial de los concretos curados a la intemperie elaborados en la Península de Yucatán. Por lo tanto, puede ser utilizado para predecir de manera conservadora la resistencia a compresión axial a edades tempranas de dichos concretos.