Parte 24 · Clase 235 de 830

ARQ-235 · Curado, retracción y fisuración

Parte 24 · Clase desarrollada · Incorporada en v0.15.0.

Prerrequisitos conceptuales: ARQ-234, ARQ-196, ARQ-223. Sin calendario. Casos y parámetros ficticios salvo antecedentes atribuidos. Material educativo; revisión externa especializada pendiente. No es un proyecto ejecutable ni una certificación de desempeño.

Pregunta central

¿Por qué una pieza puede fisurarse sin que se haya añadido una carga externa visible, y cómo intervienen curado, cambios volumétricos y restricciones?

Resultado y continuidad

ARQ-234 separó geometría final y estados de producción. Esta clase estudia la evolución posterior mediante CON-RESTR-01, una barra ideal cuya contracción está parcialmente restringida. No es una probeta de CON-MIX-01. Derivarás deformación libre, compatibilidad, fuerza y tensión; después comprobarás cuándo las hipótesis dejan de sostenerse. Entregarás un esquema temporal y una devolución que distinga manifestación, posible mecanismo y evidencia.

1. Curar no equivale a esperar ni a secar

El curado se relaciona con conservar condiciones de humedad y temperatura adecuadas para desarrollar propiedades del material cementicio [CON-CURE]. No se reduce a contar días ni a conseguir una superficie aparentemente seca. Una pieza puede perder agua en su superficie mientras su interior mantiene otro estado.

La hidratación consume y reorganiza componentes; el secado implica intercambio de agua con el entorno. Son procesos relacionados, pero no idénticos. Si se confunden, se puede interpretar la pérdida de humedad como evidencia de mayor desarrollo resistente, afirmación que no se desprende de esa observación.

La clase no fija un procedimiento ni duración universal. El proyecto y su ejecución necesitan criterios adecuados a materiales, exposición, geometría y etapa. El estudiante aprende a preguntar qué condición se pretende mantener, cómo se registra y qué evidencia permite pasar al siguiente estado.

2. Hay diferentes orígenes de cambios volumétricos

La retracción plástica ocurre en una etapa temprana y debe distinguirse de la retracción por secado posterior. La retracción autógena se relaciona con procesos internos de la pasta; la deformación térmica, con cambios de temperatura. Sus mecanismos, tiempos y distribuciones no se sustituyen por una sola cifra.

Las notas de MIT distinguen deformaciones instantáneas, retracción y efectos dependientes del tiempo [CON-DEFORMATION]. Aquí utilizamos esa separación conceptual, no sus expresiones históricas de predicción como normas vigentes. Un valor adoptado de retracción no prueba que una mezcla concreta lo desarrollará.

Un gradiente también importa: dos zonas que quisieran cambiar de longitud de manera diferente pueden generar curvatura o tensiones internas. Una temperatura ambiente única no reconstruye la temperatura de toda la sección. Antes de calcular debe definirse qué se supone uniforme y qué se está omitiendo.

3. Deformación libre y deformación impedida

Una barra ideal sin restricciones puede contraerse sin desarrollar fuerza axial por esa causa dentro del modelo. Si una conexión impide parte del cambio, aparece una fuerza compatible con las rigideces. La misma deformación libre puede producir respuestas distintas según cómo esté vinculada la pieza.

No es correcto afirmar «hay retracción, por tanto habrá una tensión igual a E por la retracción» sin describir el vínculo. Esa expresión corresponde a un impedimento completo y un comportamiento elástico particular. Una restricción flexible, una fisura o un deslizamiento alteran la relación.

Distinguiremos la deformación libre ε₀, el desplazamiento real u y la deformación elástica adicional. Adoptamos tracción y alargamiento positivos. Una contracción libre tiene ε₀ negativa; una fuerza de tracción puede reducir cuánto se acorta finalmente la pieza.

4. Definir CON-RESTR-01

La barra ficticia mide L=6 m, tiene área A=0,12 m² y módulo instantáneo E=30 GPa. Un vínculo equivalente de rigidez ks=200 MN/m se opone a su cambio de longitud respecto de una referencia inmóvil. No se representa un detalle de unión real.

Se adopta retracción uniforme de −400×10⁻⁶ y enfriamiento uniforme de 20 K, con coeficiente térmico ficticio 10×10⁻⁶/K. Su contribución térmica es −200×10⁻⁶. La deformación libre total vale ε₀=−600×10⁻⁶, y el desplazamiento libre sería −3,60 mm.

Sumar esas contribuciones supone el mismo estado, dirección y referencia. No mezclamos un máximo de retracción futura con una temperatura de otra etapa sin declararlo. La rigidez axial de la barra es kb=EA/L=600 MN/m.

5. Resolver por equilibrio y compatibilidad

La fuerza de la barra es F=kb(u−u₀), donde u₀=ε₀L. El vínculo aplica una respuesta equivalente F=−ksu. Igualándolas:

kb(u−u₀)=−ksu, por tanto u=kb u₀/(kb+ks).

Con las rigideces adoptadas: u=600/(600+200)×(−3,60)=−2,70 mm. La barra se contrae, pero menos de lo que haría libremente. La fuerza resulta F=−200 MN/m×(−0,00270 m)=540 kN, de tracción.

La tensión media es 540/0,12=4.500 kN/m²=4,50 MPa. La deformación elástica recupera F/kb=0,90 mm; al sumarla a los −3,60 libres se obtienen −2,70 reales. Son tres magnitudes distintas que deben aparecer con sus signos.

Figura 235. El equilibrio depende de dos rigideces y una deformación libre adoptada. La tensión lineal no es una predicción de una pieza fisurada.

6. Detectar cuándo el modelo deja de describir el estado

Supongamos ahora, solo como comprobación didáctica, que el comportamiento lineal sin fisuras no se mantiene por encima de 3 MPa de tracción. Los 4,50 calculados superan esa condición. No concluimos que la pieza fisurada conserva exactamente 540 kN: hemos identificado una incompatibilidad entre el resultado y una hipótesis.

Para seguir habría que formular una respuesta con fisuración, armaduras si existen, adherencia, redistribución y evolución temporal. Dividir la diferencia entre dos números no entrega un ancho de fisura. La deformación ya no puede repartirse automáticamente como en una barra homogénea lineal.

Las causas y modalidades de fisuración requieren considerar condiciones del proyecto y de producción [CON-CRACKS]. Una fisura visible tampoco prueba por sí sola el mecanismo elegido. Debe examinarse localización, orientación, evolución, historia y otras evidencias.

7. Cambiar la restricción, no la deformación libre

En CON-RESTR-02 se mantiene la barra y ε₀, pero se reduce ks a 50 MN/m. El desplazamiento pasa a −3,3231 mm, la fuerza a 166,154 kN y la tensión a 1,3846 MPa. La barra se acerca más a su cambio libre.

Eso no convierte «menos restricción» en una recomendación universal. Una unión también debe transmitir otras acciones, controlar agua o conservar geometría y servicio. Cambiarla puede afectar funciones que este modelo no contiene. La decisión exige coordinación, no maximizar una sola variable.

Los límites ayudan a revisar la fórmula: cuando ks tiende a cero, u tiende a u₀ y F a cero; cuando ks crece indefinidamente, u tiende a cero. La fuerza límite es −kb u₀=2,16 MN, equivalente a 18 MPa en la hipótesis lineal. No es una capacidad ni un estado material necesariamente posible.

8. Tiempo, fluencia y relajación

Una relación instantánea no describe toda la evolución. Bajo fuerza mantenida puede aumentar la deformación; bajo deformación restringida puede cambiar la fuerza. Fluencia y relajación se formulan con condiciones de control distintas, aunque están relacionadas por el comportamiento dependiente del tiempo.

No sustituimos E por un número menor sin declarar horizonte, edad de carga y modelo. Tampoco restamos automáticamente una «reducción por fluencia» a cualquier tensión. La historia de temperatura, humedad, carga y restricción puede importar tanto como el estado final.

El esquema de seguimiento debe separar etapas y variables: qué se mide, dónde, con qué referencia y durante qué estado. Una única observación al final no demuestra que nunca existieron gradientes o movimientos relevantes.

9. Leer fisuras sin asignar una causa por apariencia

Describe antes de interpretar: ubicación, dirección, longitud observada, ancho con método conocido, continuidad y cambios. Conserva las zonas no accesibles como desconocidas. Un dibujo de fisuras puede revelar patrones que orienten la investigación, pero no sustituye una evaluación especializada.

La respuesta al hallazgo depende de función, exposición, evolución y otros antecedentes. No toda fisura significa el mismo problema, ni una abertura pequeña garantiza ausencia de consecuencias. El capítulo no proporciona umbrales de aceptación o reparación.

Una devolución útil relaciona hipótesis y prueba: «El patrón podría ser compatible con restricción de cambios volumétricos; falta contrastar historia térmica, vínculos y evolución». Esa frase conserva incertidumbre sin dejar de proponer una investigación concreta.

10. Coordinar prevención, control y respuesta

El proyecto puede estudiar geometría, secuencias, juntas, materiales y condiciones de curado como decisiones interdependientes. Ninguna elimina de manera universal toda fisuración. La estrategia necesita objetivos, criterios y responsables, incluyendo qué se hará si la evidencia no satisface lo previsto.

La ficha de CON-RESTR separa los resultados matemáticos de las comprobaciones materiales. Registra ε₀ y ks como supuestos, la tensión lineal como resultado y la superación de la condición ficticia como motivo para revisar el modelo. No cambia el umbral para conservar una conclusión favorable.

Práctica independiente

Una barra diferente tiene L=4 m, A=0,10 m², E=25 GPa, deformación libre −300×10⁻⁶ y restricción 100 MN/m. Calcula rigidez de barra, desplazamiento libre, desplazamiento real, fuerza y tensión. Comprueba el resultado sumando deformación libre y recuperación elástica.

Explica qué cambia si el vínculo desaparece y por qué el resultado inicial no permite predecir un ancho de fisura. Redacta un registro de observación que no presente la causa como un dato medido.

Autoevaluación y enlace

Puedes distinguir curado de secado, expresar signos y explicar por qué una restricción genera fuerzas. ARQ-236 ampliará la mirada hacia exposición, durabilidad y criterios de vida útil, sin convertir estos parámetros ficticios en propiedades de una mezcla.

Decisión pedagógica y posición curricular

Por qué existe

Esta clase existe para resolver una necesidad concreta del recorrido: ¿Por qué una pieza puede fisurarse sin que se haya añadido una carga externa visible, y cómo intervienen curado, cambios volumétricos y restricciones?

Por qué está exactamente aquí

Ocupa el lugar 5 de la Parte 24. Se estudia después de ARQ-234 · Moldajes, colocación y compactación porque usa esa base para responder «¿Por qué una pieza puede fisurarse sin que se haya añadido una carga externa visible, y cómo intervienen curado, cambios volumétricos y restricciones?». Se ubica antes de ARQ-236 · Durabilidad y clases de exposición: lectura crítica porque la evidencia producida aquí debe estar disponible para ese paso.

• Prerrequisitos: ARQ-234, ARQ-196, ARQ-223
• Capacidad que introduce: ARQ-234 separó geometría final y estados de producción. Esta clase estudia la evolución posterior mediante CON-RESTR-01 , una barra ideal cuya contracción está parcialmente restringida. No es una probeta de CON-MIX-01.
• Clases o experiencias que dependen de ella: ARQ-236

flowchart LR
    A["Prerrequisitos · ARQ-234, ARQ-196, ARQ-223"] --> B["ARQ-235 · necesidad y fundamento"]
    S["Fuentes · CON-CURE CIP 11 — Curing In-Place Concrete + CON-DEFORMATION Outline 5 — Creep and Shrinkage Deformation + CON-CRACKS…"] --> B
    B --> C["Actividad auténtica"]
    C --> D["Evidencia auditable"]
    D --> E["Continuidad · ARQ-236"]

El diagrama permite comprobar una relación que el texto lineal oculta con facilidad: esta clase recibe capacidades previas, toma decisiones apoyadas por fuentes, exige una experiencia y produce evidencia que habilita trabajo posterior. No representa un procedimiento de obra.

Resultado observable, evidencia y evaluación

1. Identificar y delimitar las condiciones necesarias para responder la pregunta central de curado, retracción y fisuración.
2. Producir y comprobar la evidencia declarada por la clase: ARQ-234 separó geometría final y estados de producción. Esta clase estudia la evolución posterior mediante CON-RESTR-01 , una barra ideal cuya contracción está parcialmente restringida. No es una probeta de CON-MIX-01.
3. Justificar una decisión de curado, retracción y fisuración mediante fuentes, supuestos, alternativas y límites explícitos.

Actividad, evidencia y criterio de aceptación

Actividad: Una barra diferente tiene L=4 m , A=0,10 m² , E=25 GPa , deformación libre −300×10⁻⁶ y restricción 100 MN/m . Calcula rigidez de barra, desplazamiento libre, desplazamiento real, fuerza y tensión. Comprueba el resultado sumando deformación libre y recuperación elástica.

Evidencia mínima: ARQ-234 separó geometría final y estados de producción. Esta clase estudia la evolución posterior mediante CON-RESTR-01 , una barra ideal cuya contracción está parcialmente restringida. No es una probeta de CON-MIX-01.

Archivo sugerido: evidence/ARQ-235/evidencia.md.

Criterio de aceptación: la entrega se acepta cuando:

• La entrega responde explícitamente a la pregunta: ¿Por qué una pieza puede fisurarse sin que se haya añadido una carga externa visible, y cómo intervienen curado, cambios volumétricos y restricciones?
• La actividad conserva las fronteras del caso y permite reconstruir el procedimiento: Una barra diferente tiene L=4 m , A=0,10 m² , E=25 GPa , deformación libre −300×10⁻⁶ y restricción 100 MN/m . Calcula rigidez de barra, desplazamiento libre, desplazamiento real, fuerza y tensión. Comprueba el resultado sumando deformación libre y recuperación elástica.
• Cada afirmación externa puede seguirse hasta una fuente, su alcance consultado y su límite.
• La evidencia deja disponible una entrada comprobable para ARQ-236.
• Puedes distinguir curado de secado, expresar signos y explicar por qué una restricción genera fuerzas. ARQ-236 ampliará la mirada hacia exposición, durabilidad y criterios de vida útil, sin convertir estos parámetros ficticios en propiedades de una mezcla.

La rúbrica común complementa estos criterios; no los reemplaza. Una entrega puede superar un promedio y continuar pendiente si oculta una condición crítica.

Trazabilidad de las decisiones

La tabla permite auditar las relaciones; la explicación, el caso y la práctica de la clase siguen siendo la documentación principal.

Autoevaluación, recuperación y continuidad

Errores diagnósticos

Antes de avanzar, comprueba si puedes reconstruir cada resultado sin mirar la solución, señalar qué evidencia lo sostiene y nombrar una condición que obligaría a revisar tu decisión. Conserva la primera versión, la objeción recibida y la revisión.

Conexión siguiente: La continuidad inmediata es ARQ-236 · Durabilidad y clases de exposición: lectura crítica; conserva el método y vuelve a verificar datos y límites.

Fuentes y alcance de uso

Los casos, ecuaciones aplicadas, datos, dibujos y soluciones del ejercicio son elaboraciones del programa. Las fuentes respaldan los conceptos señalados, no los parámetros ficticios. Las referencias nuevas se consultaron el 22 de septiembre de 2026; las heredadas conservan su alcance. No se declara lectura íntegra cuando el acceso fue parcial.

[CON-CURE] CIP 11 — Curing In-Place Concrete

National Ready Mixed Concrete Association. https://www.nrmca.org/wp-content/uploads/2021/01/11pr.pdf

Consulta: PDF de dos páginas; objetivo de curado y relación entre humedad, temperatura e hidratación. Apoyo: Curar no es secar; las condiciones de la pieza intervienen en el desarrollo de propiedades. Límite: Referencia educativa estadounidense; no se trasladan dosificaciones, umbrales ni requisitos de aceptación a Chile. Casos numéricos originales; no se reproduce el documento.

[CON-DEFORMATION] Outline 5 — Creep and Shrinkage Deformation

Oral Büyüköztürk / MIT OpenCourseWare. https://ocw.mit.edu/courses/1-054-mechanics-and-design-of-concrete-structures-spring-2004/90877f43bc29de3df0f3b34fda49b5a2_Outline_05.pdf

Consulta: Definiciones iniciales y secciones de deformación libre, temperatura y retracción; primera página inspeccionada. Apoyo: Diferenciar fluencia, relajación, retracción y deformación térmica; reconocer dependencia temporal. Límite: No se implementan las leyes empíricas del apunte ni se estiman tiempos reales; el resorte del capítulo es otro modelo, instantáneo.

[CON-CRACKS] CIP 4 — Cracking Concrete Surfaces

National Ready Mixed Concrete Association. https://www.nrmca.org/wp-content/uploads/2021/01/04pr.pdf

Consulta: PDF de dos páginas; familias de causas y relación con movimientos y restricciones. Apoyo: Diferenciar manifestación superficial de diagnóstico del mecanismo de fisuración. Límite: Referencia educativa estadounidense; no se trasladan dosificaciones, umbrales ni requisitos de aceptación a Chile. Casos numéricos originales; no se reproduce el documento.