¿Debo rechazar un diseño de mezcla de concreto por tener una resistencia a la compresión demasiado alta?

Normalmente diseño elementos prefabricados de hormigón para la resistencia del hormigón común de f ' _c = 4.000 psi a los 28 días. Ocasionalmente, se presentará un diseño de mezcla que tiene una resistencia muy alta. En un caso, la mezcla que se presentó tenía un historial de roturas de cilindros superiores a 7,000 psi. ¡Esto es 175% de la fuerza especificada!

Normalmente en ingeniería la fuerza extra es buena, pero esto parece excesivo. Los grados de acero generalmente especifican un rango de resistencia (mínimo y máximo), pero nunca he visto una resistencia a la compresión máxima en una especificación de concreto.

¿Debo rechazar estas mezclas de concreto de muy alta resistencia?

¿Cuáles podrían ser las complicaciones de una resistencia a la compresión demasiado alta?

Solo hay dos posibles áreas de preocupación en las que puedo pensar:

El módulo de elasticidad está directamente relacionado con la fuerza. Una alta resistencia puede hacer que el concreto sea más propenso a agrietarse (preocupación de servicio).
La alta resistencia no diseñada puede ser perjudicial en el diseño sísmico donde desea que los miembros fallen en ciertas ubicaciones y en ciertos modos. Tenga en cuenta que mis situaciones suelen incluir momentos (vigas o columnas de vigas). Probablemente no habría ninguna preocupación en un miembro de compresión pura.

La razón para enviar una mezcla de tan alta resistencia parece ser que el precursor quiere sacar la pieza de la forma rápidamente, por lo que agrega mucho cemento para asegurar que se cumpla el requisito de resistencia.

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— Hazzey
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Comprendí que en el acero, un límite superior es importante ya que el diseño sísmico tiene que ver con la ductilidad, pero el concreto siempre se trata como no dúctil: solo el acero en él se considera potencialmente dúctil. Por lo tanto, una mayor resistencia sería menos problemática en el concreto que el acero. Donde vivo, es común que un contratista use concreto de mayor resistencia de lo especificado con la esperanza de que su descanso de 7 días cumpla con los criterios de diseño. Si es así, a menudo eliminan el apuntalamiento temprano y continúan con la siguiente fase de construcción.

— Ethan48

La resistencia del concreto es directamente proporcional a la relación cemento: agua. Resistencia excesiva significa una cantidad excesiva de cemento utilizado, lo cual es costoso . Si bien no hay desventajas de ingeniería obvias, levanta una bandera roja sobre un juego sucio con el presupuesto.

— SF.

Esta es una pregunta interesante, pero la respuesta es no, a menos que la especificación general o técnica, que forma parte del contrato legal vinculante, incluya un límite de fuerza máxima. Entonces, si rechaza el concreto, el contratista / proveedor podría hacer un reclamo legítimo. Si este trabajo está bajo FIDIC, entonces puede intentar rechazarlo bajo las condiciones generales del contrato, pero una base importante de FIDIC es que el Ingeniero debe ser considerado razonable, y el proveedor podría cuestionar ese rechazo como irrazonable.

— AsymLabs

El problema no es la fuerza, per se , es la composición de la mezcla. Algunas especificaciones incluyen contenidos máximos de cemento. Este podría ser un posible motivo de rechazo. Pero una mezcla más rica tendrá un mayor riesgo de distorsión / agrietamiento de la temperatura, agrietamiento por contracción y efectos de fluencia. Estas son las preocupaciones que tendría. En lugar de rechazar la mezcla directamente, me inclinaría a ver si hay algún límite de contracción o fluencia en la especificación, y pedirle al contratista que verifique (con pruebas) que la mezcla rica propuesta puede cumplir con estos requisitos.

— AsymLabs

@asymlabs parece que tienes suficientes palabras para responder ...; )

— hazzey

Respuestas:

Fiabilidad de los datos

¿Puede repetir la prueba para confirmar el descanso de 7ksi? ¿Tuvo un segundo cilindro de 28 días o descansos de 7 días que también fueron más altos de lo normal?

¿Qué tan seguro está de que el cilindro se formó correctamente y siguió ASTM?

Requisitos específicos de la aplicación

¿Las especificaciones del ingeniero de diseño requieren un ksi máximo y mínimo o solo una resistencia mínima? Tengo proyectos que utilizan cemento en aplicaciones flexibles y requieren un rango máximo y mínimo para, en primer lugar, proporcionar resistencia y, en segundo lugar, fallar en un movimiento planificado para evitar grietas importantes (cemento de suelo pavimentado).

¿Ha hablado con el ingeniero de diseño sobre los resultados para ver si tiene dudas sobre el concreto de alta resistencia para la aplicación?

La satisfacción del cliente

El concreto de mayor resistencia cuesta más que un producto más delgado, el cliente o su compañía no están obteniendo el valor de su dinero ... o el proveedor de concreto se está estafando. Sin embargo, estas no serían necesariamente razones para rechazar lo concreto, solo algo a tener en cuenta dependiendo de a quién sirva.

Menos generalmente Después de escribir todo eso y mirar su perfil, parece que puede ser el ingeniero de diseño, doh. Lo más probable es que vea los pros y los contras de por qué no seleccionó el concreto de mayor resistencia para comenzar y descartar las razones que implican el costo. La mayor resistencia reducirá la capacidad de trabajo de la estructura, más apta para astillarse que absorber cuando se manipula en el sitio. ¿Hay una relación resistencia / espesor que deba mantenerse que signifique que la mayor resistencia requeriría un diseño más grueso o más delgado que ya no cumple? ¿La mayor resistencia cambiará el tiempo de curado, aumentará la reactividad del cemento, lo que cambiaría su tasa de producción que sale de la planta prefabricada?

— Dopeybob435
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Estoy de acuerdo en que es extraño que el fabricante gaste dinero extra, pero eso está fuera de mis manos.

— Hazzey

Desde el punto de vista de la responsabilidad legal, usted como ingeniero de diseño tendría que asumir la responsabilidad del concreto de mayor resistencia. En este sentido, retrasaría la aprobación hasta que se realicen nuevos cálculos para establecer que el concreto de mayor resistencia cumpla con los criterios de diseño.

Aquí están mis preocupaciones, en orden decreciente de importancia:

1.) El concreto de mayor resistencia indudablemente tiene una densidad más alta y, por lo tanto, más peso muerto , debido a que el cemento es 3 veces la densidad del agua. Esto ciertamente afectará los cálculos sísmicos.

2.) ¿Este producto será capaz de cumplir 7 ksi, pero solo será rechazado si prueba menos de 4 ksi? En este caso, entonces no tiene concreto de 7 ksi, tiene concreto de 4 ksi con la densidad de concreto de 7 ksi, un verdadero dolor de cabeza para la carga sísmica. Si envían concreto de 7 ksi, deben demostrar que están produciendo concreto de 7 ksi, no solo cumplen con la especificación original.

3.) Trabajo de acero (ciertamente no es mi área de especialización): ¿la colocación del acero será tan consistente en el concreto de 7 ksi como en el de 4 ksi?

4.) Debido a la mayor cantidad de cemento, ¿habrá algún problema adicional con la exposición ambiental, etc.? ¿Cómo le va a la fiabilidad?

— marca
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No estoy seguro de que la densidad cambie tanto. La mayoría del concreto todavía es agregado. Por lo general, la densidad de diseño del concreto cae en ligera / normal / pesada según el agregado, no la resistencia. El punto 4 es mi mayor desconocido.

— Hazzey

Si bien la densidad del concreto normal cambia con la resistencia, no lo hace mucho, un aumento del 100% en la resistencia del concreto solo afecta la densidad en un 5% más o menos. De hecho, el Eurocódigo simplemente prescribe un valor único para la densidad del hormigón (24 kN / m ^ 3) sin importar la resistencia para los cálculos normales. Sin embargo, como no estoy viviendo en un área sísmica, no sé si esto es cierto para los cálculos sísmicos.

— Sr. P

Mayor resistencia del concreto también tiene tiempos de solidificación más rápidos. Existe una compensación con todos los tipos de concreto, por lo que querrá saber cómo se logra la resultante de una mayor resistencia y con qué propósito la hacen más resistente.

Realmente solo necesita el percentil 90 para uso regular, incluso cuando una variación de hasta un 15% del diseño del concreto está por encima del percentil 5 superior de la producción media de producción. Por lo general, esta mayor fuerza es el resultado de una mala supervisión de la gestión de producción. Comprueba eso antes de apostar tu reputación en los productos finales hechos por otra persona.

— Rhodie
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