UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN-HUANUCOFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURAESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVILDOCENTE: Ing. ARQUIIGO TRUJILLO, WilsonCURSO: CONCRETO PRESFORZADOTEMA: CONTRACCION O RETRACCION DEL CONCRETOINTEGRANTES: BERNARDO CHAVEZ, H. Rossini OLORTIN VALENTIN ,Alex SULCA CORREA, Kevin FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURAE.A.P. INGENIERIA CIVILUNIVERSIDAD NACIONAL " HERMILIO VALDIZAN "20142014

CONTENIDO1. Introduccin2. Generalidades 2.1. Estado plstico2.2. Fraguado 2.3. Estado endurecido3. Definicin de la contraccin o retraccin4. Tipos de retraccin4.1. Retraccin por secado4.2. Retraccin autogenerada o autgena.4.3. Retraccin por carbonatacion5. Principales factores que afectan a la retraccin6. Deformaciones de la contraccin7. Implicancias del RNE en la contraccin8. Diferenciacin de retraccin entre el mortero y el concreto9. Pasos para controlar la retraccin10. La retraccin en el HAC de alta resistencia inicial y final11. Concrete Canvas12. Conclusiones13. Bibliografia

1. INTRODUCCION

El concreto es el material constituido por la mezcla de cemento, agua, agregados y opcionalmente aditivos que inicialmente denota una estructura plstica y moldeable, y que posteriormente adquiere una consistencia rgida con propiedades aislantes y resistentes, lo que lo hace un material ideal para la construccin.De esta definicin se desprende que es obtiene un producto hbrido, que se conjuga en mayor o menor grado las caractersticas de los componentes, que bien proporcionados, aportan una o varias de sus propiedades individuales para constituir un material que manifiesta un comportamiento particular y original.Como cualquier material, se contrae al bajar la temperatura, se dilata si esta aumenta, se ve afectado por sustancias agresivas y se rompe si es sometido a esfuerzos que superan sus posibilidades, por lo que responde perfectamente a las leyes fsicas y qumicas. Luego pues, la explicacin a sus diversos comportamientos siempre responde a alguna de estas leyes; y la no obtencin de los resultados esperados, se debe al desconocimiento de la manera cmo actan en el material, lo que constituye la utilizacin artesanal del mismo o porque durante su empleo no se respetaron o se obviaron las consideraciones tcnicas que nos da el conocimiento cientfico sobre l.

2. GENERALIDADESEl estado del Arte de Contraccin de fraguado del Concreto esta relaciona con el mecanismo de hidratacin del Cemento.2.1. ESTADO PLASTICOUnin del agua y el polvo de cemento formando una pasta moldeable. Cuanto menor es la relacin agua/cemento, mayor es la concentracin de partculas de cemento en la pasta compactada y por ende la estructura de los productos de hidratacin es mucho ms resistente.2.2. FRAGUADOElfraguadoes el proceso de endurecimiento y prdida de plasticidad delconcreto(omortero de cemento), producido por la desecacin y re cristalizacin de los hidrxidos metlicos procedentes de la reaccin qumica del agua de amasado con los xidos metlicos presentes en elClinkerque compone elcemento.2.2.1. FRAGUADO INICIAL: Condicin de la pasta de cemento en que se aceleran las reacciones qumicas, empieza el endurecimiento y la prdida de la plasticidad, midindose en trminos de la resistencia a deformarse. Es la etapa en que se evidencia el proceso exotrmico donde se genera el ya mencionado calor de hidratacin.

2.2.2. FRAGUADO FINAL: Se obtiene al trmino de la etapa de fraguado inicial, caracterizndose por endurecimiento significativo y deformaciones permanentes, La estructura del gel est constituida por el ensamble definitivo de sus partculas endurecidas.

2.3. ENDURECIMIENTO Se produce a partir del fraguado final y es el estado en que se mantienen e incrementan con el tiempo las caractersticas resistentes. La reaccin predominante es la hidratacin permanente de los silicatos de calcio, y en teora continua de manera indefinida3. RETRACCIN O CONTRACCIN DEL CONCRETO:Segn Park and Paulay(1983), el concreto se contrae cuando pierde humedad por evaporacin. Las deformaciones por contraccion son independientes del estado de esfuerzos en el concreto. Si se limitan, las deformaciones por contraccion pueden provocar agrietamiento del concreto y por lo general provocan un aumento en las deflexiones de los miembros estructurales con el tiempo.

Figura N 01: La contraccion del concretoEn la figura se muestra una curva que indica el aumento en la deformacion por contraccion con el tiempo, la contraccion ocurre a una tasa decreciente. Las deformaciones finales por contraccion varian considerablemente, por lo comn de 0.0002 a 0.0006 aunque a veces llega hasta 0.0010.4. TIPOS DE RETRACCION O CONTRACCION DEL CONCRETOSegn Gianfranco, otazzi(2004); existe algunas observaciones relativas a la retraccion: existen tres diferentes formas de la retraccion:a) la retraccion autogena o auto generada, que es causada por la hidratacion del cemento.b) Retraccion por secado, que se produce por perdida de humedad en el concreto.c) La retraccion por Carbonatacion (Bajo condiciones especiales, sta puede llegar a igualar la magnitud de las deformaciones por secado Harmsen)

4.1. RETRACCION AUTOGENERADA O AUTOGENA (INTRINSECA)Es lo que constituye la verdadera contraccin de fraguado, producto del proceso qumico de hidratacin del cemento y su propiedad inherente de disminuir de volumen en este estado.El mecanismo de este proceso es fsico-qumico, en que al mezclarse el cemento con el agua y obtenerse el gel de cemento, se inicia el proceso de hidratacin, as como la formacin de los poros del gel y poros capilares. El intercambio del agua contenida en los poros del gel y los poros capilares con el cemento an no hidratado, es el responsable del cambio del volumen total de la pasta, y consecuentemente el volumen absoluto del cemento hidratado es siempre inferior al correspondiente al de las sales anhidras y el agua. Esta retracciones irreversible y no depende de los cambios de humedad posteriores al proceso de hidratacin y endurecimiento.La retraccin espontanea depende exclusivamente del tipo y caractersticas particulares del cemento empleado por lo que cada cemento tiene un comportamiento singular frente a este fenmeno.En trminos generales, no produce fisuraciones pues las tracciones que genera son bajas (2 a 8 kg/cm2 salvo el caso de cemento particularmente excepcionales), y se desarrollan a lo largo del tiempo que demora en completarse el proceso de hidratacin total del cemento, que como sabemos, se completa en gran medida a los 28 das de edad, pero continua luego casi de manera indefinida.4.2. RETRACCION POR SECADOEste fenmeno se produce por la prdida de humedad de la pasta debido a la accin de agentes externos como son la temperatura, viento, humedad relativa, etc. Que propician la evaporacin del agua y el secado.EL mecanismo es fsico, causado por la prdida primero del agua contenida en los poros capilares, cuyo efecto es despreciable en trminos prcticos y luego por la evaporacin del agua de adsorcin contenida en los poros del gel.La contraccin por secado depende de la cantidad de agua en la mezcla, por lo que las mezclas aguadas sufrirn mayores contracciones que las mezclas secas. Una pasta de cemento se contrae mucho ms que un concreto debido a que en el concreto los agregados restringen el fenmeno de contraccin. Se ha encontrado que una pasta de cemento se puede contraer de 5 a 15 veces ms que un concreto, y con referencia a las propias pastas, se ha encontrado que variaciones no muy grandes en la relacin agua cemento ocasionan grandes diferencias en la contraccin, por ejemplo una pasta con relacin agua cemento de 0.56 por peso, se contrae un 50% ms que una con relacin de 0.40.La contraccin por secado es un fenmeno reversible (figura 2), esta se recupera parcialmente si se humedece el concreto.Los constantes cambios de humedad (procesos de humedecimiento y secado) en el concreto producen cambios de volumen en el concreto y en consecuencia movimientos en la estructura. Tal es el caso de los puentes de grandes luces en los cuales las deflexiones varan de acuerdo a la estacin del ao.

Figura N 02: Contraccin del Concreto SimpleCuando el concreto est en estado fresco y la velocidad de exudacin o sangrado, es menor que la velocidad de evaporacin del agua superficial, se produce una contraccin por secado muy rpida que es causante de fisuracin, al no tener aun el concreto caractersticas resistentes significativas y no poder soportar las tensiones superficiales que acarrea la contraccin.En funcin de esto, las tensiones que se producen, pueden variar entre 100kg/cm2 y 275kg/cm2 en la generalidad de los casos, por lo que si recordamos que el orden de la magnitud del esfuerzo de traccin del concreto es de alrededor del 10% de la resistencia en compresin se puede deducir que para los concretos normales (100kg/cm2 a 350kg/cm2 de resistencia en compresin y del orden de 10kg/cm2 a 35kg/cm2 en traccin los esfuerzos por contraccin por secado normalmente superan a la capacidad resistente a traccin.En consecuencia, debido a los altos valores de esfuerzos de traccin que ocasiona, la contraccin por secado es generalmente la causa principal de fisuracin del concreto.4.3. RETRACCIN POR CABONATACIN DEL CONCRETOEs un tipo de retraccin secundaria que suele ocurrir en ambientes o atmsferas ricas en dixido de carbono (estacionamientos, lluvia cida en atmsferas contaminadas) por la reaccin de diversos productos de la hidratacin del cemento con el CO2 del medio ambiente. Al 50% de humedad relativa la Retraccin por Carbonatacin puede llegar a ser de la misma magnitud de la retraccin primaria.La contraccin por carbonatacin ocurre debido a que el hidrxido de calcio [Ca (OH)2] liberado durante la hidratacin reacciona con el bixido de carbono (CO2) de la atmsfera para formar un carbonato de calcio (CaCO3), el cual se deposita en algn lugar de la pasta, la disolucin del hidrxido de calcio y las tensiones producidas por el agua de gel ocasionan una reduccin de espacio al desaparecer el hidrxido de calcio, como el fenmeno de contraccin se da a nivel superficial, se considera que no es daino para el resto de la masa.

5. FACTORES QUE AFECTAN LA CONTRACCION DEL CONCRETOSegn Harmsen (2002), presenta algunas consecuencias que afectan a la contraccin y las denomina de la siguiente manera.1. Relacin agua/cemento: A mayor relacin agua/cemento. Mayor cantidad de agua disponible para ser evaporada y por lo tanto mayor posibilidad de contraccin. 2. Relacin volumen/superficie del elemento de concreto: El agua evapora a travs de la superficie y por lo tanto mientras sta sea mayor, las deformaciones por contraccin se incrementarn. 3. Humedad del ambiente: El agua evapora por la diferencia de humedad entre dos medios. Si el medio ambiente es muy hmedo, entonces la evaporacin ser menor. 4. Porcentaje de refuerzo: El refuerzo restringe la contraccin del concreto. Una cantidad de refuerzo elevada origina una pequea contraccin con la aparicin de gran nmero de grietas. 5. Tipo de cemento utilizado: Los cementos de fragua rpida y los de bajo calor de hidratacin generan concretos con mayor tendencia a la contraccin. 6. Agregados: Los agregados restringen la contraccin de la pasta de cemento. Los ms speros y con elevado mdulos de elasticidad son los que ms la limitan. Si el agregado es pequeo, la contraccin aumenta. 7. Aditivos: El cloruro de calcio y las puzolanas aumentan la contraccin. Existen aditivos que expanden el concreto. 8. Cantidad de cemento en la mezcla: Las mezclas ms ricas contraen ms que las pobres. 9. Tamao de la pieza de concreto: La contraccin disminuye con el aumento del volumen del elemento de concreto, pues, el proceso de desecacin demora ms tiempo ya que el agua: debe efectuar un recorrido mayor para llegar a la superficie. Segn el ACI 224, indica las causas que producen fisuracin del concreto endurecido.1. Retraccin por secado2. Tensiones de origen trmico3. Reacciones qumicas4. Meteorizacin5. Corrosin de las armaduras6. Practicas constructivas inadecuadas7. Sobrecarga durante la construccin8. Errores de diseo y detallado9. Cargas aplicadas externamente

6. DEFORMACIONES EN LA CONTRACCINSegn Harmsen (2002), las deformaciones unitarias finales debidas a la contraccin de fragua varan entre 200x10^-6 y 700x 10^-6. Generalmente se toma un promedio de 400x 10^-6. En las dos primeras semanas se desarrolla del 15% a 30% de la deformacin total; en el primer mes del 40% al 80% y en un ao, del 70% al 85%. En la figura se muestra la deformacin por contraccin de fragua en el tiempo. Figura N 03: Deformacion por contraccion de fraguado del concretoSegn Park and Paulay(1983), Tanto el comit 209^2.26 del ACI como CEB-FIP^2.27 han propuesto metodos empiricos para estimar las deformaciones por contraccion. En seguida se describe el primer enfoque anterior.De acuerdo con el comit 209^2.26 del ACI, para el concreto de peso normal y para todos los concretos ligeros(utilizando curado humedo y vapor y cemento de tipo I y III), la deformacion de contraccion no restringida en cualquier momento t esta dad por:

El significado de cada coeficiente se aclara a continuacion.Deformacion de contraccion ultima, ; el valor de shu puede variar ampliamente. El comit 209^2.26 del AC, encontro que esta comprendido entre 0.000415 y 0.00107, con valores medios de 0.00080 para concreto curado en la humedad o 0.00073 para el concreto con vapor. Se deben suponer estos valores promedio solamente en ausencia de datos mas exactos para el concreto que se va a utilizar.Coeficiente del tiempo de contraccion, St; en cualquier momento despues de una edad de 7 dias, para el concreto curado en la humedad.

En que t=tiempo en dias desde una edad de 7 dias(St=0.46,0.72,0.84,0.91 y 0.98 para t=1mes, 3meses,6meses,1ao y 5 aos respectivamente) o, en cualquier mometno despues de una edad de 1 a 3 dias para el concreto curado con vapor,

En que t= tiempo en dias desde una edad de 1 a 3 dias(St=0.35,0.62,0.77,0.87 y 0.97 para t=1mes, 3 meses, 6 meses, 1 ao y 5 aos respectivamente) para la contraccion considerada a partir de edades mayores que las dadas antes, se puede determinar la diferencia utilizando las dos ecuaciones anteriiores para cualquier periodo de ese tiempo. Es decir, que la contraccion para el concreto curado en la humedad sea, en un periodo de 1 mes a 1 ao igual a la contraccion que hay en un periodo de 7 dias a 1 ao igual a la contraccion de 7 dias a 1 mes. El anterior procedimiento supone que se ha curado el concreto en la humedad de 3 a 7 dias. Para la contraccion del concreto curado en la humedad desde 1 dia, se necesita multiplicar la contraccion por 1.2; se puede utilizar una interpolacion lineal entre 1.2 a 1 dia y 1.0 a 7 dias.Coeficiente de humedad relativa, Sh; Sh=1.4-0.01H para 40