Efectos de las propiedades de los agregados gruesos sobre el valor del módulo de elasticidad del concreto : revisión documental y caracterización mecánica de la roca caliza de la formación Toluviejo, Sucre

Abstract

El módulo de elasticidad del concreto es unos de los parámetros más usados dentro del diseño elástico de estructuras de concreto armado, dada su importancia a nivel estructural, es poco coherente que su comportamiento y variabilidad no hayan sido incluidas en los códigos de diseño de estructuras de concreto nacionales, mostrando un problema de sobrestimación al tomar las expresiones relacionadas por el código americano de diseño de concreto reforzado ACI 318 como propias (Lizarazo & López, 2011; Serrano & Pérez, 2010). Se ha hecho extensiva la idea que el módulo de elasticidad estático del concreto debe ser calculado por las expresiones presentes en la norma colombiana de diseño sismoresistente NSR-10. Sin embargo, estudios experimentales muestran que estas correlaciones ahí mostradas no son coherentes con los valores de Ec medidos en campo (Lizarazo & López, 2011; Serrano & Pérez, 2010; Torrado P. & Porras A., 2009). Así, surge entonces gran incertidumbre sobre si el valor de elasticidad que se está estimando con base en la resistencia a compresión es realmente acorde a las condiciones de cada proyecto (resistencia del concreto, tipo de agregado, uso de aditivos, etc). Por ello, una primera fase del presente trabajo buscó desarrollar una síntesis del estado del arte sobre el efecto de algunos parámetros sobre el módulo elástico del concreto, estos son: características del agregado grueso y de la pasta de cemento endurecida, la interface agregado-matriz y parámetros de prueba. Tal clasificación apunta a lo establecido en la literatura sobre el módulo elástico del concreto, la cual asevera que el valor del mismo es dependiente de las propiedades elásticas de los componentes del concreto (Mehta & Monteiro, 2006). Una segunda fase del proyecto abarcó el estudio mecánico del agregado grueso de caliza, ampliamente usado en Sucre y los departamentos aledaños para producir concretos. El vii hecho de no tener registros de resistencias y, mucho menos, de módulos de elasticidad en las canteras donde se explota la roca, requirió de un estudio de campo que permitiera recolectar núcleos de roca caliza para valorar tales propiedades en laboratorio. Las labores fueron desarrolladas con apoyo de dos grandes canteras de producción de agregado de caliza en la región, Agrenorte SAS y Agresucre SAS, sobre las cuales se iniciaron las actividades de extracción. Las conclusiones extraídas del estudio señalan que las rocas calizas presentes en el flanco occidental de la formación Toluviejo poseen resistencias a compresión uniaxial en el orden de 15 MPa y 100 MPa, mientras que la rigidez del material fluctúa, mayoritariamente, entre 17 GPa y 55 GPa. De aquí, estas propiedades mecánicas muestran un campo favorable para la producción de concretos de alto desempeño con el desarrollo de buenas propiedades de rigidez gracias a las ventajas en la unión química agregado-matriz del concreto con caliza triturada. Por otra parte, se logró establecer un grupo de variables que ofrecen influencia sobre el valor del módulo de elasticidad del concreto, así como su efecto, donde no es la resistencia a compresión del concreto la variable que mejor predice Ec sino el módulo de elasticidad del agregado y sus propiedades, como lo sustenta (Lizarazo & López, 2011).