LA RETRACCION DEL CONCRETO

La retracción es la disminución del volumen del concreto durante el proceso de fraguado del mismo, y se produce por la pérdida de agua (debida a evaporación). Dicha pérdida de volumen genera tensiones internas de tracción que dan lugar a las fisuras de retracción. Dependiendo de la cantidad de finos, de la cantidad de cemento, del tipo de cemento, de la dosificación agua-cemento, del espesor de la solera, y de la temperatura ambiental, la retracción puede ser mayor o menor, dando lugar a fisuras e incluso grietas. Los métodos de cálculo para conocer la retracción se realizan en función del tiempo desde el vaciado del concreto, y depende básicamente de tres coeficientes: del coeficiente de la humedad ambiental, del coeficiente del espesor de la solera y del coeficiente de la evolución de la retracción en el tiempo. Puede afirmarse que a mayor resistencia del concreto mayor va a ser la retracción que se produzca; que el concreto en masa retrae más que el concreto armado; que a mayor temperatura ambiental también será mayor la retracción; que la retracción crecerá cuanto menor sea el espesor de la pieza hormigonada, y que cuanto mayor sea la superficie del elemento habrá más retracción.

Durante su vida útil, el concreto no se escapa a la retracción , sin embargo, la contracción por sí sola no es el problema; el problema comienza cuando el concreto está unido a objetos fijos tales como muros, columnas, losas adyacentes o el suelo natural. Cuando esto sucede se desarrollan esfuerzos de tracción en el concreto: si estos esfuerzos son superiores a su resistencia a la tracción, se presentan grietas o fisuras.

La solución al problema incluye: reducir el encogimiento, las restricciones al encogimiento e incrementar la resistencia a la tracción del concreto y el tiempo en que ocurre, ya sea retardando la contracción hasta que el concreto tenga más resistencia, forzando las fisuras a localizarse en el sitio adecuado, o aceptando lo inevitable: tapar la losa con un baldosa o un tapete.

Grietas por contracción:

Al concreto no le gusta que lo estiren, Aunque comúnmente nos referimos a la resistencia o la capacidad de carga del concreto, con menos frecuencia nos referimos a la capacidad del concreto de deformarse sin fisurarse. La contracción es un cambio de volumen o “deformación” del concreto. Una fisura es una prueba de que el concreto fue estirado por encima de su punto de quiebre.

Si se toma un cilindro de 150 mm por 300 mm y se somete a una prueba de compresión a 280 kg/cm2, se puede observar que el cilindro se va quebrando y se acorta entre 0,7 y 1 mm.

Ahora, se somete un cilindro similar a esfuerzos de tracción por tensión hasta que aparezca una fisura. Para la mayoría de los concretos la resistencia a la tracción es cerca de 1/10 de la que exhibe a compresión, en este ejemplo, cerca de 28 kg/cm2. A través de medidas cuidadosas se puede determinar que el cilindro de 300 mm se alarga solo 0,05 mm antes de fallar.

Para la mayoría de los concretos, una fisura es posible en cualquier momento si se da un alargamiento de 0,083 mm por metro. El concreto es un material versátil, tiene una adecuada relación costo/beneficio y una buena resistencia, pero no se puede alargar ilimitadamente.

Este es el punto: el concreto se agrieta cuando se alarga 0,08 mm por metro, la retracción puede encoger el concreto tanto como 0,4 mm por metro. Si la retracción es restringida, que es lo mismo que dejar que el concreto se contraiga libremente y luego se vuelva a estirar, (sabiendo que el concreto soporta bien el encogimiento pero no el alargamiento), algo va a suceder.

Retracción por secado del concreto, retracción plástica y retracción química.

La contracción por secado es una de las principales causas de fisuración en las estructuras de concreto. La pasta se encoge primero, cuando está blandita, porque se seca por la acción del sol, y al evaporarse el agua de una pasta de cemento, la remanente desarrolla esfuerzos de succión que traccionan los granos del material sólido adyacente, es un fenómeno similar al que se produce cuando se seca una arcilla o un lodo.

El encogimiento (retracción) generado por la pérdida de agua se llama retracción por secado y las fisuras resultantes se llaman fisuras de retracción por secado o grietas de retracción por secado.

Cuando la retracción por secado y la consecuente fisura ocurren cuando el concreto está recién colocado (blandito o “plástico”), se dice que se presentó una retracción plástica.

La diferencia entre contracción plástica y contracción por secado radica solo en la condición del concreto cuando se seca, se encoge y aparece la grieta.

La clave para controlar ambas retracciones (la plástica y la de secado) está en encontrar los medios para reducir la velocidad de secamiento del concreto. Sin embargo, controlar e incluso eliminar el secado, no impide la retracción. La hidratación del cemento Pórtland en un ambiente sellado o en un ambiente saturado, ocasiona una reducción del volumen de la pasta de

cemento y con ello una serie de mecanismos conocidos como retracción química o autógena.

El volumen final de los productos de la hidratación del cemento es menor que los volúmenes iniciales de agua y cemento que entran en la reacción. Adicionalmente, la hidratación del cemento consume agua, secando o auto-secando el concreto internamente.

La retracción total del concreto está dada por los efectos combinados de las retracciones por secado, plástica y química que acompañan la hidratación. El tipo de retracción predominante dependerá de la mezcla, los materiales y las condiciones durante el secado.

La retracción química o autógena comienza en el instante en que el cemento entra en contacto con el agua. Pastas puras de cemento y agua tienen un encogimiento del 1 % de su volumen en las primeras 24 horas. En unas cuantas horas después del mezclado, la retracción química de la pasta puede ser la causa fundamental del encogimiento del concreto especialmente cuando el contratista ha tenido cuidado en minimizar el secamiento.

Grietas por retracción química o autógena

La retracción química potencial varía con el cemento utilizado, pero para cualquier cemento especificado, la influencia de la retracción química en la retracción total del concreto se incrementa cuando se dan altos contenidos de pasta.

Conoce algunas recomendaciones generales sobre qué hacer cuando se presentan grietas en el concreto.

Agrietamiento de una viga por retracción

Como se puede predecir la retracción :

se puede a pesar de no tener datos , de ensayos para mezclas específicas y sin información precisa sobre las condiciones ambientales del lugar de trabajo, se puede predecir con certeza cuánto se podra contraer el concreto y también el agrietamiento cuando los esfuerzos de tracción superan la resistencia a tracción del concreto.

Los factores complicados que limitan la precisión de la estimación de la retracción incluyen:

Las variables de las mezclas, como los contenidos de agua, pasta, la composición y finura del cemento.

Limpieza de los agregados Relación área/volumen del concreto en estudio.

Restricciones a la retracción.

Historia de la temperatura del concreto.

Condiciones climáticas del ambiente.

El comité ACI 209 sugiere que a largo plazo la retracción puede variar de 0,4 a 1 mm por metro y que los factores que influyen en la velocidad de la retracción también son variables y se puede demorar de 2 semanas a más de 6 meses para que se presente la mitad de toda la contracción.

Los materiales de la mezcla y su efecto en la retracción del concreto:

En general, los agregados limpios y de buena calidad tienen cambios de volumen

despreciables cuando se humedecen y se secan. Los agregados con arcilla, limo o

polvo pueden incrementar de manera significativa la retracción. El comité ACI 209

dice que el tamaño de los agregados es el factor más importante, debido a que los

agregados con tamaño pequeño, necesitan un mayor volumen de pasta y esta es

un componente importante en la retracción.

Si el contratista opta por agregado de 19 mm, cuando puede trabajar con

agregado de 25 mm o de 38 mm, está decidiendo tener una mejor trabajabilidad

pero a costa de tener un alto contenido de pasta y mayor retracción. 

Cuando la relación agua/cemento establecida es modificada por un incremento en

el contenido de cemento y es necesario rediseñar la mezcla para modificar el

contenido de agua y mantener la trabajabilidad, el costo es un alto contenido de

pasta y mayor retracción.

L as sobrecapas delgadas y con baja permeabilidad tienen un alto potencial de

retracción debido al doble efecto de agregados pequeños y baja relación agua

cemento. Por fortuna las técnicas de diseño de mezclas son capaces de alcanzar

bajos contenidos de agua para ese tipo de trabajos y hacer mínima la retracción.

Cuando se desean altos asentamientos, y estos se dan adicionando agua en la

mezcla, bien en la planta o en la obra, el resultado final es una retracción alta.