El hormigón o concreto es
un material compuesto, empleado en
construcción formado esencialmente por un aglomerante (cemento) al que se añade: partículas o fragmentos de
un agregado (áridos), agua y aditivos
específicos.
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Características del hormigón
- Resistencia.
La resistencia a la compresión
especificada a los 28 días, para un tipo individual de hormigón, es la
resistencia que se espera sea igualada o sobrepasada.
La tolerancia promedio debe igualar a
la resistencia especificada más una tolerancia que responde a las variaciones
en los materiales; a las variaciones de métodos de mezclado, transporte y
colocación del hormigón y las variaciones en la elaboración, curado y ensaye de
las muestras cúbicas de hormigón.
Clasificación de los Hormigones por Resistencia a
Compresión (NCH
170 of.85)
El hormigón se
clasifica con respecto a su resistencia, especificada a compresión fc, medida
en probetas cúbicas de 200 mm. de arista, a la edad de 28 días.
El calculista debe
especificar además, las condiciones para cumplir con la resistencia y los
criterios de evaluación de resultados.
MPa=Mega..Pascal.
1 MPa = 10 k g/cm2
(aprox.)
El hormigón debe
dosificarse considerando una resistencia media (fm) superior a la especificada
(fc) en un monto tal que permita absorber las variaciones de fabricación y
ensayo (dispersión de resultados).
Ejemplo: Resistencia Media para cementos melón
- Relación Agua/Cemento (w/c)
La relación agua / cemento que se
elija para el diseño de la mezcla, debe ser el menor valor requerido para
cubrir las consideraciones de exposición de diseño.
Cuando la durabilidad no sea el factor
que rija el diseño, la relación agua / cemento deberá elegirse en base a la
resistencia a compresión del hormigón.
Por la facilidad con que se determina,
la resistencia a la compresión es la medida para la calidad del hormigón
empleada más universalmente. A pesar de ser una característica importante,
otras propiedades tales como la durabilidad, la permeabilidad y la resistencia
al desgaste que pueden tener igual o mayor importancia.
La resistencia de la pasta de cemento
en el concreto depende de la cantidad y calidad de los componentes reactivos y
del grado al cual se completa la reacción de hidratación. El hormigón se vuelve
más resistente con el tiempo, siempre y cuando exista humedad disponible y se
tenga una temperatura favorable.
Por lo tanto una resistencia a
cualquier edad no es tanto función de la relación agua / cemento original, como
lo es del grado de hidratación que alcance el cemento. La importancia de un
curado puntual y completo se reconoce fácilmente a partir de este análisis
- Agregados
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| Áridos usados en construcción |
Existen características en los agregados
que tienen una importante influencia sobre la proporcionalidad de las mezclas
de hormigón, porque afectan la trabajabilidad del hormigón.
Existen características en los
agregados que tienen una importante influencia sobre la proporcionalidad en el
hormigón fresco.
- La granulometría (Tamaño de partícula y distribución).
- La naturaleza de las partículas (Forma, porosidad, textura superficial, finos).
La granulometría es importante para
lograr una mezcla económica, porque afecta a la cantidad de hormigón que puede
fabricarse con una cantidad determinada de cemento y agua.
Los tamaños máximos deberán llegar al
máximo tamaño practico en las condiciones de trabajo.
El tamaño máximo que se pueda usar depende
del tamaño y la forma del elemento del hormigón que se vaya a colocar y de la
cantidad y distribución del acero de refuerzo en el mismo.
Algunas recomendaciones prácticas
El tamaño máximo de agregado no debe
exceder un quinto de la menor dimensión entre los lados de los moldajes, ni
tres cuartos de la distancia libre entre armaduras.
Para losas de pavimentos sin refuerzo,
el tamaño máximo no debe sobrepasar un tercio del espesor de la losa. Se puede
usar tamaños menores cuando así lo requiera la disponibilidad o alguna
consideración económica.
También es una buena practica limitar
el tamaño del árido a no más de tres cuartos de la distancia libre entre el
refuerzo y los moldajes.
Es importante destacar, que los
tamaños máximos minimizan el requisito de agua, por lo tanto permiten que el
contenido de agua se reduzca. También un agregado redondeado requiere de menos
agua que un agregado triturado en hormigones de igual revenimiento.
- Docilidad
El hormigón debe ser fabricado siempre
para tener una trabajabilidad, consistencia, y plasticidad adecuada a las
condiciones de trabajo.
La trabajabilidad es una medida de lo
fácil o difícil que significa colocar, consolidar y darle acabados al hormigón.
La consistencia es la facultad del
hormigón fresco para fluir.
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| Cono de Abrams que mide docilidad |
La plasticidad determina la facilidad
de moldear al hormigón. Si se usa mas agregado en una mezcla de hormigón o si
se agrega menos agua, la mezcla se vuelve más rígida (menos plástica o menos
trabajable) y difícil de moldear. No se puede considerar plásticas a las
mezclas muy secas o muy desmoronables ni a las muy aguadas o fluidas.
La prueba de docilidad es una medida
de la consistencia del hormigón.
Para determinadas proporciones de
cementos y de agregados sin aditivos, entre mas alta es la docilidad mas agua
contiene la mezcla.
La docilidad es un indicador de la trabajabilidad
cuando se evalúan mezclas similares. Sin embargo no deben usarse para comparar
mezclas totalmente distintas. Un cambio de docilidad en las diferentes mezclas de
la misma proporción indica un cambio en la consistencia y en las características
de los materiales, en las proporciones de la mezcla, o en el contenido de agua.
- Contenido de Agua
El contenido de agua puede ser
afectado por un gran número de factores:
Tamaño
y forma del agregado
- Docilidad
- Relación agua / cemento
- Contenido de aire
- Contenido de cemento
- Aditivos
- Condiciones ambientales.
Un mayor contenido de aire y tamaño de
agregado, una reducción en la relación agua / cemento y en la docilidad, los
agregados redondeados, y el uso de aditivos reductores de agua o de ceniza
volante disminuyen la demanda de agua.
Por otra parte los aumentos de
temperaturas, en los contenidos de cemento, de docilidad en la relación agua /
cemento, de la angulosidad de los agregados, así como la disminución de la proporción
de agregado grueso a fino elevan la demanda de agua.
- Contenido de Cemento
El contenido de cemento se calcula
usualmente a partir de la relación agua / cemento y del contenido de agua
elegido, aunque usualmente se incluye en las especificaciones un contenido mínimo
de cemento, además de un contenido de relación agua / cemento máxima, los requisitos
mínimos de cantidad de cemento sirven para asegurar una durabilidad y acabado satisfactorios,
una mayor resistencia al desgaste en losas, y una mejor apariencia superficial
en elementos verticales. Esto es importante a pesar de que los requisitos de
resistencia se satisfagan con menores contenidos de cemento.
Para lograr una mayor economía, el
proporcionamiento debe ser tal que el consumo requerido de cemento sea mínimo
sin que se llegue a sacrificar la calidad del hormigón.
Como la calidad depende principalmente
de la relación agua / cemento, se debe mantener un mínimo en la cantidad de
agua para reducir la demanda de cemento. Entre las medidas para minimizar la
cantidad de agua y cemento se incluye el uso de:
- La mezcla más áspera que sea practica para usar.
- El tamaño máximo mayor de árido que sea posible usar.
- La relación optima de agregado fino a grueso.
El hormigón experimenta un proceso de
endurecimiento progresivo que lo transforma de un material plástico en un sólido,
producido por un proceso físico-químico complejo de larga duración.
En esta etapa, las propiedades del
hormigón evolucionan con el tiempo, dependiendo de las características y
proporciones de los materiales componentes y de las condiciones ambientales a
que estará expuesto durante su vida útil.
- Dosis de aire
En general, la resistencia del
hormigón se reduce con la adición de aire. La magnitud de la reducción varía
según un número de factores. Sin embargo, para el rango de aire que es
comúnmente requerido en las mezclas (especificado normalmente 3 a 7%), se puede
suponer una pérdida de resistencia de 5,5% en resistencia a la compresión y 4%
en resistencia a la tracción indirecta por cada 1% en volumen de aire
incorporado en la mezcla. Con el objeto de estimar la razón W/C requerida para
un hormigón con aire incorporado, se puede tomar en cuenta la pérdida de
resistencia diseñando la mezcla para una resistencia media de dosificación
apropiadamente mayor.
Aire
atrapado
Para hormigones corrientes. El aire
atrapado se toma de la siguiente tabla:
Aire incorporado
En hormigones con aditivos incorporadores de aire, el valor promedio del aire intencionalmente incorporado se toma de los valores dados en la tabla 6 del cuerpo de la norma:
(*) Al comprobar el contenido de aire
en este caso se deberá renovar todo el árido cuyo tamaño sea mayor que 38 mm y
la determinación se hará en la fracción de tamaño máximo inferior a 38 mm (la
tolerancia de +- 1,5 se aplica a esta fracción.
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