Fluencia en HAC

Aunque hay menos estudios publicados sobre la fluencia en HAC que los publicados sobre la retracción, se puede ver que las opiniones sobre este tema son variadas. Una de las dificultades en analizar los datos experimentales publicados está en los diferentes parámetros utilizados para caracterizar la fluencia. Como aún no hay consenso sobre cuál es el parámetro más adecuado, se puede utilizar uno de los cuatro parámetros posibles: coeficiente de fluencia, fluencia específica, deformaciones, o función de fluencia. Esto dificulta comparar resultados entre los diferentes estudios.

Lo siguiente es un breve resumen de algunos estudios de interés, muchos de los cuales están incluidos en la base de datos.

En el trabajo de Seng y Shima (2005) sobre la fluencia en HAC con diferentes contenidos de filler de caliza en piezas pretensadas se observó que el coeficiente de fluencia es mayor en mezclas con mayor contenido de filler de caliza.

En el estudio llevado a cabo por Vieira y Bettencourt (2003) se utilizaron hormigones con resistencia de aproximadamente 45MPa y adiciones de ceniza volante y caliza. El coeficiente de fluencia del HAC, en probetas selladas (fluencia básica), es aproximadamente un 25% más alto que en HC, con valores de 1,74 y 1,28, respectivamente, después de 180 días. En caso de probetas secadas al aire, el coeficiente de fluencia del HAC es un 15% más alto que en HC, con valores de 2,52 y 2,38, después de 180 días. Se concluyó que el HAC es más deformable que el HC debido a que su contenido de árido es menor.

En la investigación de Froust y Pons (2003) se estudió la fluencia de 8 mezclas de HAC y 4 de HC en probetas curadas al aire y selladas. La resistencia de las mezclas, fc28, varíaba entre 38 y 71 MPa, y las adiciones eran de caliza y humo de sílice. Para

hormigones de similares características no se observó diferencias notables entre la fluencia específica de ambos tipos de hormigones.

En la investigación de Chopin, et al. (2003) se estudió la fluencia de HAC en probetas curadas al vapor y se analiza la influencia de los siguientes factores: tensión aplicada, contenido de pasta, resistencia a compresión, cantidad de superfluidificantes y relación grava/arena. La fluencia específica se incrementó aproximadamente en un 15% con el aumento en la tensión aplicada, al pasar del 40% al 60% fcm en el HAC y HC. La relación lineal entre la fluencia específica y la

tensión aplicada se mantuvo para ambos niveles de tensión.

Para evaluar la influencia del volumen de pasta sobre la fluencia se utilizó dos mezclas, SCC1 y SCC2, con 32% y 39% de pasta, respectivamente. La resistencia a compresión y relación agua/cemento de las dos mezclas era equivalente. La fluencia específica después de un año para las dos mezclas era similar, 60 y 62 μm/m/MPa, respectivamente, aunque el contenido de pasta es mayor en SCC2. En este caso el contenido de pasta no influyó sobre la fluencia como se esperaba.

En este estudio también se compara la relación entre la resistencia a compresión y la fluencia específica de las mezclas SCC1 y SCC3. La resistencia a compresión de SCC1 y SCC3 es 47 y 65 MPa, respectivamente. Los resultados muestran que la fluencia específica de SCC3 es aproximadamente un 40% menor que la de SCC1. Estos resultados están en la línea de que la fluencia disminuye en hormigones de mayor resistencia a compresión.

Para evaluar la influencia de la relación grava/arena sobre la fluencia se comparó los resultados de las mezclas SCC1 y SCC5. La relación grava/arena de estas mezclas era 0,94 y 1,21 , respectivamente, y la fluencia específica era 60 y 45 μm/m/MPa, respectivamente. La fluencia era mayor en mezclas con menor contenido de grava.

El efecto de los superplastificantes sobre la fluencia se evaluó con las mezlcas SCC1 y SCC4. SCC1 contenía 6,2 litros de superfluidificante de tipo policarboxilato y 3,4 litros de modificador de viscosidad, y la mezcla SCC4 contenía 12,9 litros de superfluidificante de tipo melamina sulfonatada. La fluencia específica de las dos

mezclas era similar con valor de 60 μm/m/MPa, para ambas mezclas. Chopin concluyó que en este caso la cantidad y tipo de superfluidificante no influye sobre la fluencia.

Los autores de este trabajo indicaron la fluencia de HAC curado al vapor y cargado a temprana edad no era mayor que en HC.

En la investigación de Assie et al. (2003) se consideró una mezcla de HAC y otra de HC con resistencias equivalentes, fc28, 49 y 46 MPa, respectivamente, y con filler de

caliza para el HAC. El volumen de pasta era 362 y 295, para el HAC y HC, respectivamente. La deformación por fluencia, a los 170 días, era 1212 y 917 μm/m, para el HAC y HC, respectivamente. Se concluyó que la fluencia del HAC es mayor que la del HC debido al alto contenido de pasta.

En el estudio de Poppe y De Schutter (2005) se estudió el efecto del contenido de filler calizo sobre la fluencia de seis mezclas de HAC. La suma del contenido de cemento y filler calizo era de 600 kg/m3 en todas las mezclas y se variaba la relación cemento/polvos. La deformación por fluencia variaba entre 800 y 1100 μm/m y su magnitud disminuyó con el incremento en la relación cemento/polvos. Alto contenido de cemento estaba relacionado con relación cemento/polvo más alta y relación agua/cemento más baja. Poppe y De Schutter concluyeron que a la hora de evaluar la fluencia de HAC también hay que considerar la relación agua/polvos, y no solo la relación agua/cemento, como en caso de HC.

En el estudio de Song et al. (2001) se estudió la fluencia del HAC con adición de escoria, a corta edad. Todas las mezclas consideradas tenían la misma dosificación, y sólo se modificó la finura de la escoria (4000, 6000 y 8000 cm2/g). Uno de los aspectos analizados fue era el efecto de variar la edad de carga (1, 3, 7, y 28 días) en la fluencia. Los resultados indicaron que la fluencia era menor en las mezclas con escoria de mayor finura. A los 28 días, y con edad de carga de un día, la fluencia específica variaba entre 60 y 84 μm/m/MPa, para la mezcla con escoria más fina y

escoria menos fina. Estas diferencias eran menos notables cuando la edad de puesta en carga aumento. Los resultados también indicaron que la fluencia disminuyó con la edad de puesta en carga. Se comparó los resultados con valores calculados utilizando los modelos de estimación ACI-209, JSCE 95, AASHTO 94, CEB-FIP-90 y BP. Los resultados indican que estos modelos subestiman la fluencia del HAC a edades cortas.

En el trabajo de Persson (2005), se estudió la fluencia en hormigones de alta resistencia (entre 85 – 111 MPa). Se utilizaron cuatro mezclas de HAC con filler calizo y una de HC. El coeficiente de fluencia era ligeramente menor en las mezclas del HAC.

El estudio de Mortsell y Rodum (2001) comparó la fluencia del HAC y HC con resistencia a compresión, fc28, 63 MPa. La fluencia, después de 62 días, era similar

para ambos hormigones, con valor de 1010 y 940 μm/m para el HC y HAC, respectivamente.

En el estudio de Leemann y Hoffmann (2005) se utilizó nueve mezclas de HAC y cuatro de HC. El tipo de adición incluido en el HAC era ceniza volante. Comparando con HC de equivalente resistencia a compresión se observó que la fluencia del HAC era aproximadamente 30% mayor que la fluencia del HC. La fluencia a los 91 días variaba entre 950 - 1130 μm/m para el HAC y entre 810 - 900 μm/m para el HC. El volumen de pasta variaba entre 299 -360 l/m3 _{para el HAC y 242-261 l/m}3 _{para el}

HC. Leemann y Hoffman relacionaron el aumento de la fluencia con el aumento en el volumen de la pasta.

En el estudio de Raghavan et al. (2001) se estudió la fluencia de HAC con ceniza volante y aditivos modificadores de la viscosidad (VMA). Las mezclas del HAC contenían 400 kg de cemento, 175 kg de ceniza volante y 180 litros de agua. La

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mezcla del HC contenía 400 kg de cemento y el mismo contenido de agua. Se consideraron dos edades de puesta en carga, t0, de 7 y 28 días. A los 80 días, la

fluencia el HC era mayor que la del HAC, para ambos valores de to. Para t0 de 28

días, la fluencia del HC y HAC era 600 y 550 μm/m, respectivamente, y para to de 7

días la fluencia era 650 y 570 μm/m, respectivamente.

Raghavan et al. indicaron que aunque la deformación elástica del HAC era mayor que la del HC, la deformación por fluencia del HC era mayor. También se confirma que la fluencia disminuye al incrementar la edad de puesta en carga, to, de 7 a 28

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CAPITULO 3 MODELOS DE ESTIMACIÓN DE LA RETRACCIÓN Y

FLUENCIA

Estimar la retracción y la fluencia de forma realista es un aspecto importante en la evaluación de estructuras de hormigón, para garantizar su durabilidad y comportamiento en servicio. Una predicción errónea de este fenómeno puede producir deformaciones excesivas y/o fisuración. Estas patologías son quizás de los problemas más frecuentes de las estructuras.

Aunque es difícil estimar las deformaciones del hormigón de forma precisa, debido a que este fenómeno es el resultado de varios procesos físicos, que a la vez son afectadas por numerosos variables, con los años se han desarrollado varios modelos para calcular la retracción y la fluencia del hormigón. Todos estos modelos son empíricos, reflejan algunos de los mecanismos físicos de estos fenómenos y han sido calibrados con ensayos de laboratorio o sobre modelos reales.

Los modelos más comunes son los recogidos en los diferentes códigos y normativas, pero también existen otros modelos desarrollados para el cálculo de la retracción y fluencia. Todos ellos varían en complejidad y en precisión de cálculo. Los modelos utilizados en este trabajo que provienen de normativas son los ACI 209-92, CEB- FIP 90, EHE y el Eurocódigo EC-2. También se han utilizado los modelos B3 de Bazant y el GL2000 de Lockman y Gardner.

3.1 Criterios para caracterizar la retracción y la fluencia en los modelos