Resistencia del concreto

La resistencia del concreto a la compresión es su característica más importante, a partir de ella se pueden estudiar la resistencia a la tracción, módulo de elasticidad, entre otras.

Generalmente la resistencia del concreto se determina mediante la cantidad neta de agua que se utiliza por cantidad unitaria de cemento. Es lo que hoy en día se conoce como la relación “agua cemento” y viene dad en peso.

La relación agua-cemento es el factor individual más importante de la resistencia del concreto totalmente compactado. El concreto endurecido a una determinada edad depende de dos factores: la relación agua-cemento y el grado de compactación.

La resistencia del concreto se rige por:

• La resistencia de la pasta hidratada y endurecida (matriz).
• La resistencia de las partículas del agregado.
• La resistencia de la interfase matriz-agregado.

Que es la resistencia del concreto

La resistencia del concreto es una medida de la capacidad del material para soportar cargas o esfuerzos sin sufrir daños significativos. Se mide en unidades de presión, generalmente en MPa (megapascales) o psi (libras por pulgada cuadrada).

La resistencia del concreto depende de varios factores:

• La calidad y cantidad de los materiales utilizados en la mezcla
• Relación agua-cemento
• La edad del concreto
• Las condiciones de curado
• Calidad del proceso de mezcla y colocación

En general, la resistencia del concreto aumenta con el tiempo, a medida que la mezcla se endurece y se establecen las conexiones entre los componentes del material. se puede medir mediante ensayos destructivos como el ensayo de compresión, en el cual se aplica una carga axial al concreto hasta que falla.

La resistencia del concreto varía según su uso y la ubicación en la estructura. Por ejemplo, la resistencia del concreto utilizado en columnas y vigas debe ser mayor que la del concreto utilizado en pisos o paredes.

Resistencia a la compresión

La resistencia a la compresión es la medida de la capacidad del concreto para resistir cargas de compresión sin sufrir daño significativo. Se refiere a la fuerza necesaria para romper o aplastar una muestra cilíndrica de concreto a una velocidad específica. Se mide generalmente en unidades de presión, ya sea en MPa (megapascales) o psi (libras por pulgada cuadrada).

Por lo general, cuanto mayor sea la resistencia a la compresión del concreto, mejor será su capacidad para soportar cargas pesadas y resistir la deformación.

La resistencia a la compresión se mide mediante un ensayo de compresión en el cual se aplica una carga axial gradualmente a una muestra cilíndrica de concreto hasta que se produce la falla. El valor obtenido se utiliza para verificar si el concreto cumple con las especificaciones del diseño y las normas de calidad.

Es una de las propiedades mecánicas más importantes del concreto, ya que se utiliza para determinar la capacidad de carga de las estructuras de concreto, como edificios, puentes, muros y pilares.

Factores que influyen en la resistencia del concreto

Existen innumerables factores que pueden afectar la resistencia del concreto en el estado endurecido y que no dependen de la calidad y tipo de materiales que lo constituyen.

Contenido de cemento

A medida que aumenta el contenido de cemento en la mezcla, aumenta también su resistencia. Sin embargo, un contenido extremadamente alto (superior a 470kg/m3) da lugar a un retroceso de la resistencia. Por otro lado, las mezclas con bajo contenido de cemento conducen a resistencias muy bajas.

Relación agua-cemento y contenido de aire

Si el concreto va a llevar aire incluido (naturalmente atrapado más el incorporado), se debe tener en cuenta que el contenido del aire reduce la resistencia del concreto. Por tanto, para una misma resistencia el concreto con aire incluido debe tener una relación agua-cemento más baja. 

Influencia de los agregados

La granulometría puede permitir la máxima compacidad del concreto en estado fresco y por lo tanto la máxima densidad en estado endurecido.

La forma y textura de los agregados también influyen, los agregados de forma cúbica y rugosos permiten una mejor adherencia de la interfase matriz-agregado.

Finalmente, la resistencia y la rigidez de las partículas del agregado juegan un papel fundamental en la resistencia del concreto. Debido a que es diferente la resistencia y módulo de elasticidad de un agregado de baja densidad y poroso, a la de un agregado de baja porosidad y muy denso.

Tamaño máximo del agregado grueso

La cantidad de cemento requerida para producir una resistencia a la compresión óptima, a una edad dada, con un determinado tamaño máximo varía según sea el tamaño del agregado. En términos generales, al utilizar tamaños menores, se reduce el área superficial y los vacíos en el agregado grueso.

Fraguado del concreto

La resistencia del concreto puede verse afectada por la velocidad de endurecimiento, que presenta la mezcla al pasar del estado plástico al estado endurecido. La determinación del tiempo de fraguado es importante para saber si es necesario utilizar aditivos que controlen la velocidad de fraguado. 

El tiempo de fraguado es un valor arbitrario tomado durante el proceso de endurecimiento del concreto, el método más utilizado se encuentra en la norma ASTM C-403. 

Edad del concreto

Las mezclas con una relación agua-cemento baja, aumentan en resistencia, expresada como porcentaje de la resistencia a largo plazo, más rápidamente que las que tienen una mayor.

Curado del concreto

El curado es el proceso mediante el cual se promueve la hidratación del cemento y consiste en controlar la temperatura y la humedad dentro y fuera del concreto. El objetivo de curar el concreto, es mantenerlo saturado o tan saturado como sea posible para terminar la hidratación del cemento.

Temperatura

La elevación de la temperatura de curado acelera las reacciones químicas de las hidratación y esto afecta benéficamente la resistencia temprana del concreto. Sin embargo, una elevación de la temperatura durante la colocación y fraguado puede afectar adversamente la resistencia , a partir de aproximadamente los 7 días de edad.

Tabla de resistencia de concreto

De la tabla anterior se puede observar la variación que existe entre diferentes marcas de cemento, empleadas para la producción de mezclas de concreto. Sin embargo, a los 28 días de edad del concreto, todos los cementos logran desarrollar el 100 % de resistencia a la compresión de diseño de la mezcla.

Resistencia del concreto a los 7,14,21 y 28 días

La resistencia del concreto aumenta a medida que aumenta la edad del mismo, vemos en la tabla superior como se incrementa dependiendo del tipo de cemento empleado para la preparación de la mezcla.

Resistencia del concreto fórmula

Por la relación existente entre las resistencias a los 7 y a los 28 días, se puede utilizar la siguiente fórmula: R(28) = C + KR(7)

R(28) = resistencia a la compresión a los 28 días de edad en kg/cm2.

R(7) = resistencia a la compresión a los 7 días de edad en kg/cm2.

C, K = son constantes que dependen del tipo de cemento (valores de una tabla).

Es importante tener en cuenta que la resistencia del concreto por metro cúbico y su resistencia a la compresión pueden variar ampliamente. Dependiendo de las condiciones específicas bajo las cuales se ha fabricado y colocado la mezcla.

La resistencia del concreto por metro cúbico (m3) depende de varios factores:

• Cantidad y tipo de materiales utilizados en su fabricación
• La proporción de los mismos
• El grado de compactación
• El curado
• Entre otros factores

Las tablas de resistencia de concreto muestran valores por metro cúbico, en dependencia del  diseño de mezcla, calidad de los materiales, entre otros.