Clasificación y Comportamiento de las Deformaciones del Hormigón: Un Estudio Reológico

La reología es la rama de la mecánica que estudia las deformaciones de un material, tanto en estado fresco como endurecido. El comportamiento del hormigón frente a cargas o deformaciones impuestas es, a lo largo del tiempo, mucho más complejo que el de otros materiales, como por ejemplo, el acero.

La distribución de las tensiones interiores no se puede medir directamente; lo único que se puede medir son los cambios de forma, es decir, las deformaciones que experimenta el material. Si se desea deducir la tensión a partir de la deformación, hay que conocer la ley que las vincula. Así, en 1678, Hooke planteó la ley de la elasticidad que lleva su nombre, según la cual existe proporcionalidad directa entre tensiones y deformaciones. A la constante de proporcionalidad se la denomina módulo de elasticidad, y es igual a la pendiente de la recta tensión-deformación.

No obstante, en la mayoría de los materiales de construcción, esta hipótesis se cumple solo aproximadamente y, en particular, en el hormigón, solo para tensiones muy reducidas y de corta duración.

En sentido estricto, y según Neville, el comportamiento de un material se puede considerar como perfectamente elástico cuando las deformaciones aparecen y desaparecen inmediatamente al aplicar o al retirar el esfuerzo. Así pues, de acuerdo con esta definición, un material es elástico cuando no existen deformaciones diferidas o remanentes, no siendo necesario que haya una relación lineal entre tensiones y deformaciones, pudiendo, por lo tanto, presentar el diagrama lazos de histéresis.

Tipos de Deformaciones en el Hormigón

Las deformaciones que experimenta el hormigón pueden dividirse, por un lado, en dependientes y no dependientes de la tensión aplicada, y por otro, en reversibles e irreversibles.

Descripción Detallada de las Deformaciones

• Deformación Inicial (Aplicación Inmediata de Tensión)
  • Si se aplica una tensión σ_o a la edad t_o y se descarga inmediatamente la probeta, ésta experimenta una deformación OA que no se recupera totalmente.
  • Queda una deformación irreversible OO' que se denomina Deformación Remanente.
  • Por lo tanto, hay dos partes en la deformación instantánea del hormigón:
    • Deformación Elástica: Deformación totalmente reversible.
    • Deformación Remanente: Deformación irreversible.
• Deformación Bajo Tensión Constante
  • Posteriormente, si a la edad t₁ se aplica una tensión σ₁ < σ_o, la pieza experimenta una deformación BC denominada Deformación Elástica o Deformación Elástica Instantánea.
  • Si se mantiene la tensión constante a lo largo de un intervalo de tiempo, hasta la edad t₂, se observa que las deformaciones aumentan paulatinamente; son las llamadas Deformaciones Diferidas. Esta evolución es la curva CD.
• Recuperación de la Deformación (Retirada de la Carga)
  • Si a la edad t₂ se retira totalmente la carga, se produce una recuperación instantánea de la deformación (tramo DE), siendo la magnitud de esta recuperación igual a BC, es decir, igual a la deformación elástica instantánea.
• Deformación Elástica Diferida y Deformación Plástica Diferida
  • Si se mantiene descargada la probeta durante un cierto tiempo, a la edad t₃, además de la deformación elástica instantánea, se recupera parte de la deformación diferida; es la denominada Deformación Elástica Diferida (curva EF).
  • Queda, no obstante, una deformación que no se recuperará nunca, que es la Deformación Plástica Diferida.
  • A la suma de las deformaciones diferidas (elástica y plástica) se la denomina Fluencia.