¿Qué es la resistencia del concreto y cuáles son los factores que la afectan?

Por
Er. Kaushal Kishore,
Ingeniero de materiales, Roorkee

Resistencia del concreto
El cemento como agua, agregados y algunas veces aditivos es uno de los ingredientes del concreto. La mezcla de estos materiales en proporciones específicas produce hormigón. En consecuencia, el cemento por sí solo no es un material de construcción, es el hormigón el que es un material de construcción. Para un cemento dado y áridos aceptables, la resistencia que puede desarrollarse mediante una mezcla de cemento, áridos y agua viable y correctamente colocada (en las mismas condiciones de mezcla, curado y ensayo) está influenciada por :

a)Relación cemento / agua de mezcla
b)Relación cemento / áridos, la resistencia del mortero, la unión entre el mortero y el árido grueso.
c) Clasificación, textura de la superficie, forma, resistencia y rigidez de partículas agregadas.
d) Tamaño máximo del agregado.

La resistencia del hormigón está directamente relacionada con la estructura de la pasta de cemento hidratada. El aire en el hormigón produce vacíos. El exceso de agua en el hormigón se evapora y deja los huecos en el hormigón. En consecuencia, a medida que aumenta la relación W/C, también aumenta la porosidad de la pasta de cemento en el hormigón. A medida que aumenta la porosidad, disminuye la resistencia a la compresión del hormigón.

RESISTENCIA DEL CEMENTO V / S RESISTENCIA DEL HORMIGÓN
No es posible diseñar una mezcla de hormigón de alta resistencia con cemento de baja resistencia. La variación en la resistencia del cemento se debe en gran medida a la falta de uniformidad en las materias primas utilizadas en su fabricación, no solo entre las diferentes fuentes de suministro, sino también en una cantera. Además, las diferencias en los detalles del proceso de fabricación y, sobre todo, la variación en el contenido de cenizas del carbón utilizado para encender el kilin, contribuyen a la variación en las propiedades de los cementos comerciales. Esto no quiere decir que la fabricación moderna de cemento es un proceso altamente sofisticado.

Hasta 1975, la producción en masa de cemento en la India solo era de grado OPC-33. Se encontró dificultad en la obtención de hormigón de alta resistencia con este cemento. El consumidor normalmente ha tenido dificultades para obtener un suministro constante y seguro de cemento de alta resistencia para hormigón pretensado y ciertos elementos de hormigón prefabricado. Para estos requisitos especiales, el BIS publicado ES: 8112, Especificación para cemento de grado OPC-43. Ahora, las variedades de cemento fabricadas en la India son:

1.Cemento Portland ordinario (Grado OPC-33, OPC-43 y OPC-53). Grado OPC-33 casi desaparecido del mercado indio)
2.Cemento Puzolana Portland (PPC)
3.En la tabla 1 se indican los resultados de los ensayos de resistencia al sulfato (SRC)

de diferentes marcas de cemento con resistencia a la compresión mínima a máxima.

Debido a la variación de la resistencia del cemento, el hormigón hecho de este cemento también tendrá resistencia variable. Para un enfoque correcto en el Diseño de la Mezcla de concreto, si las instalaciones en el sitio están disponibles, con el conjunto dado de materiales, requisitos y condiciones del sitio, se debe desarrollar la propia relación W/C v/s, resistencia a la compresión de la curva del concreto en el sitio mismo.

A menudo se observa que las bolsas de cemento marcadas como de grado OPC-43 pueden contener cemento de grado mucho más alto. El cemento PPC según el código IS es de solo 33 grados. Donde, como en las bolsas, está marcado como 43 MPa o 53 MPa. Las muestras de cemento del sitio deben probarse para determinar su resistencia real y otras propiedades. Hay casos en los que se utiliza cemento de mayor grado incluso para hormigón de baja resistencia, como mortero o incluso para enlucido. Esto puede conducir a grietas innecesarias de concreto / superficies.

En OPC de bajo grado, la ganancia de fuerza continuará más allá del día 28. Debido a la ganancia temprana de resistencia de mayor grado de OPC, la resistencia del concreto no aumenta mucho más allá del día 28. Al ser mayor el calor de hidratación de OPC de mayor grado, las posibilidades de microcraqueo del concreto son mucho mayores. Por lo tanto, durante el período de fraguado inicial del concreto, el cabezal de hidratación más alto puede provocar micro grietas dañinas en el concreto que pueden no ser visibles en la superficie. La situación puede ser peor cuando tendemos a aumentar la cantidad de cemento en el concreto con la creencia de que dicho aumento es mejor tanto para la resistencia como para la durabilidad del concreto.

Cuadro 1 : Resistencia a la compresión de diferentes grados de cemento:

La variación en la resistencia del cemento se da a continuación : (en N/mm2)
Grado OPC-43 : 7 días de 24.7 a 57.7 y 28 días de 40.0 a 74.5
Grado OPC-53 : 7 días de 37.8 a 57.8 y 28 días de 52.5 a 73.9
PPC : 7 días de 25.5 a 52.6 y 28 días de 48,0 a 67,0
Nota: La resistencia a la compresión (CS) del cemento dada son valores promedio.

Nosotros en engineeringcivil.com agradecemos a Sir Kaushal Kishore por enviar este trabajo de investigación y ayudar a todos los ingenieros civiles a comprender el concepto de Resistencia del concreto y los factores que lo afectan.