LOGO

Tecnología del Hormigón

“Los Aditivos”

Profesor: Luis Ramírez

Tecnología del hormigón

Definición El hormigón es un material cuya composición

básica es generalmente una mezcla de agregados pétreos (finos y gruesos) y un aglomerante, que es la pasta de cemento, formada por cemento, agua y/o aditivos, que entre sí dan estructura al material.

Clasificación de los hormigones

a. Según su resistencia a compresión

La Norma chilena Nch170of.85 establece una clasificación del hormigón en grado según sea la resistencia especificada a la ruptura por compresión a los 28 días, medida en probetas cúbicas de 20 cm de arista.

Tabla Nº 1: Compresión

Grado de Hormigón

Resistencia[MPa]

Especificada Fc [kg/cm2]

H5 5 50H10 10 100H15 15 150H20 20 200H25 25 250H30 30 300H35 35 350H40 40 400H45 45 450H50 50 500

Clasificación de los hormigonesb. Según resistencia a flexotracción

La Norma chilena Nch 170 Of.85 también establece una clasificación del hormigón en grados según su resistencia especificada a la flexotracción a 28 días y medida en probetas prismáticas de 15x15 cm. de sección y 50 a 60 cm. de longitud.

Tabla Nº 2: FlexotracciónGrado del hormigón

Resistencia Ft[Mpa]

Especificada [kg/cm2]

HF3 3 30

HF3,5 3,5 35HF4 4 40

HF4,5 4.5 45

HF5 5 50

HF5,5 5,5 55

HF6 6 60

Clasificación de los hormigonesc. Según presencia de armaduras de

Refuerzo

Hormigón simple – Sin armaduras. Hormigón armado – Con armaduras. Hormigón Prefabricado – Armadura principal

(pre o post tensada).

Clasificación de los hormigones

d. Según su densidad aparente

Hormigón liviano o ligero: densidad aparente entre 300 y 1800 kg/m3.

Clasificación de los hormigones

d. Según su densidad aparente

Hormigón Pesado: densidad aparente entre 3000 y 4500 kg/m3.

Clasificación de los hormigones

d. Según su densidad aparente

Hormigón corriente: densidad aparente entre 2000 y 2800 kg/m3.

Requisitos que debe cumplir el Hormigón

a. Docilidad: Llamada también trabajabilidad; consiste en la aptitud que posee para ser transportado y colocado sin que se segregue,y de ser compactado adecuadamente.

Requisitos que debe cumplir el Hormigón

b. Resistencia: Al endurecer debe cumplir los requisitos de resistencia exigidos para soportar la acción de las cargas.

Requisitos que debe cumplir el Hormigón

c. Durabilidad: Debe permanecer inalterable en el tiempo, soportar la abrasión, la humedad, ambientes químicamente agresivos, heladas, etc.

Requisitos que debe cumplir el Hormigón

d. Economía: Es necesario que el costo del hormigón diseñado deba cumplir con los requisitos anteriores y que sea de un costo razonable.

Limitaciones del Hormigón

El hormigón tiene:

Baja resistencia a la tracción.

Sufre cambios por efectos térmicos y de humedad.

Impermeabilidad, importante en el hormigón armado.

Funciones de los materiales componentesPasta de cementoEs el componente activo del hormigón y tiene

dos funciones principales:a. Llenar los huecos entre partículas del árido,

aglomerándolas.b. En estado fresco la pasta hace las veces de

lubricante, disminuyendo el roce entre partículas y brinda cohesión a la mezcla.

Trabajo de Investigación Instrucciones: 4 integranres Realizar investigación.(14/03)Presentar Trabajo escrito y disertación (21/03)Temas:1.- Componentes del Hormigónanne2.- Resistencia del Hormigón3.- Presencia de Armadura en el hormigónCuadro-vergara-bravo-bascuñan4.- Ventajas del Hormigón armadoGiuffra-saavedra-barria-seguel5.- Desventajas del Hormigón Armadobecerra6.- Tipo de HormigónNanjari-

Funciones de los materiales componentesÁridosLos áridos son el componente inerte del hormigón y

tienen dos funciones principales:

a. Proveer una masa de partículas apta para resistir la acción de cargas aplicadas, la abrasión, el paso de la humedad y la acción climática.

b. Reducir los cambios de volumen resultantes de los procesos de fraguado y endurecimiento y de los cambios de humedad de la pasta de cemento.

Características del Hormigón frescoDocilidad: Aptitud que presenta un hormigón para

ser transportado, colocado y compactado adecuadamente, sin que pierda homogeneidad. ( Nch 171 of75)

Segregación: Es la separación de los componentes del hormigón ya amasado.

Características del Hormigón fresco

Exudación: Consiste en que parte del agua del amasado tiende a subir hacia la superficie del hormigón ya colocado y compactado debido a la sedimentación de los sólidos por su mayor peso especifico.

Retracción Plástica: La evaporación del agua va produciendo un secado progresivo del hormigón desde su superficie hacia el interior, por lo que se produce que las capas superiores tienden a contraerse y las inferiores todavía saturadas de humedad se lo impiden.

Características del Hormigón Endurecido

ResistenciaLa resistencia del hormigón a compresión es el

factor que se emplea frecuentemente para definir su calidad. También se puede medir a tracción, flexión y tracción indirecta.

Influencia de los materiales y del método de fabricación

CementoLa calidad del cemento mejora la resistencia del

hormigón, un cemento grado alta resistencia produce a 28 días un aumento del 20 a 30 % en el valor de la resistencia en relación al cemento de grado corriente.

AguaLa calidad del agua influye en la resistencia al

perturbar el fraguado y endurecimiento.

Influencia de los materiales y del método de fabricación

ÁridosLos áridos contaminados o con altos contenidos de

cloruros y sulfatos disminuyen la resistencia del hormigón.

Método de fabricación Un tiempo de amasado largo mejora la resistencia,

aunque puede producir segregaciones y perdidas de asentamiento. El amasado insuficiente eventualmente produce hormigones no homogéneos con resultados deficientes.

Influencia de los materiales y del método de fabricación

Influencia de la razón Agua/cemento

Razón Agua/Cemento= Peso del agua libre Peso del cemento

A medida que aumenta el agua libre la resistencia del hormigón decrece.

Al disminuir el agua libre aumenta la resistencia, pero la mezcla se hace mas seca y difícil de compactar.

( GRAFICO)

Influencia de los materiales y del método de fabricación

Influencia de la edad en la resistencia del Hormigón

A medida que transcurre el tiempo contado de su confección, el hormigón va adquiriendo mayor resistencia.

Durabilidad

La durabilidad es la cualidad que poseen los hormigones de soportar las condiciones para las cuales fueron diseñados, sin sufrir deterioros durante la vida util prevista.

Influencia de los materiales y del método de fabricación

Permeabilidad

La permeabilidad del hormigón es uno de los principales factores que influyen en su durabilidad, ya que determina la posibilidad de acceso al interior de la masa de hormigón de agentes agresivos disueltos que pueden ocasionar daño tanto al hormigón como a las armaduras.

Influencia de los materiales y del método de fabricación

Corrosión de las armaduras

La corrosión de las armaduras tiene un doble efecto contra la durabilidad del hormigón; el primero es precisamente la corrosión de las armaduras, que pueden llegar a disminuir su diámetro, e incluso a hacerlas desaparecer; el segundo efecto se produce debido a que el oxido que se forma genera un aumento de volumen del orden de 2,2 veces el volumen original, dando origen a grietas y rompiendo el recubrimiento del hormigón debido a la sobrepresión que produce.

La corrosión se evita empleando áridos sanos exentos de cloruros y utilizando razones agua/cemento bajas. Además la compactación debe ser muy bien realizada y proveerse un buen recubrimiento de las armaduras.

Influencia de los materiales y del método de fabricación

Ciclos de congelación y deshielo

Cuando el hormigón se encuentra a la temperatura de congelacion, el agua contenida en los poros capilares de la pasta y de los áridos se congela, aumentando su volumen en 9%, produciendo una rotura inicialmente pequeña y superficial. Con los hielos-deshielos, estas fisuras se llenaran de agua que al congelarse ocupan un creciente mayor volumen, produciendo un efecto acumulativo que ira destruyendo cada vez más el hormigón.

Este efecto se evita utilizando áridos poco absorbentes, empleando razones agua/cemento bajas, compactando muy bien el hormigón, y sobretodo aire al hormigón mediante aditivos. En este caso las burbujas que se forman bloquean los capilares y proporcionan espacios que alivian la expansión del hielo.

Influencia de los materiales y del método de fabricación

Erosión

Las principales causas de la perdida de durabilidad por erosión son la abrasión e impactos del tránsito peatonal y vehicular, las corrientes de agua que arrasan materiales abrasivos, y la cavitacion. Para incrementar la resistencia a la erosión debe emplearse hormigones de alta resistencia, con baja razón agua/cemento, muy bien compactados y que contengan áridos duros y el mínimo posible de finos.

Influencia de los materiales y del método de fabricación

Ataques del fuegoEl hormigón es un material incombustible. El efecto del calor sobre la

resistencia del hormigón es mínimo si la temperatura esta por debajo de 300ºC, pero sobre ese valor se verifica una perdida apreciable de resistencia, que puede llegar al 50% a los 500ºC.

No obstante, en general el hormigón posee excelentes propiedades en cuanto a la resistencia al fuego, ya que resiste la penetración de las llamas y mantiene aisladas a las armaduras metálicas, dada su baja conductividad térmica.

Debe darse importancia a la secuencia de hormigonado, tratando de no hormigonar áreas adyacentes al mismo tiempo, siguiendo un método de colocación de fajas alternas, de manera que áreas contiguas estén separadas por algunos días.

En el hormigón armado estas deformaciones y las de origen térmico son absorbidas por las armaduras, y es la razón por la cual se exigen cuantías mínimas.

Influencia de los materiales y del método de fabricación

Expansión

Los hinchamientos son debidos al ataque de sulfatos, reacción álcali-árido y ala congelacion del agua que ocupa los huecos entre los áridos y la pasta.

La corrosión de las armaduras en el hormigón armado genera una expansión de estas.

Influencia de los materiales y del método de fabricación

Retracción – Expansión Alternados

Las variaciones térmicas y el contenido de humedad del hormigón producen dilaciones y contracciones.

Al igual que todos los materiales, el hormigón se dilata o contrae según la variación de la temperatura a que esta sometido. El valor de su coeficiente de dilatación térmica esta comprendido entre 8x10 y 12x10.

A su vez, las variaciones de humedad en el hormigón generan aumentos o disminuciones de volumen conforme se incremente o reduzca el contenido de humedad de la masa del hormigón. Obviamente este factor es de mayor relevancia cuando los hormigones son porosos y mala calidad, o bien, si está expuesto a fuertes variaciones de humedad.

Influencia de los materiales y del método de fabricación

Cambio de volumen

Los cambios de que afectan al hormigón pueden tener diversos orígenes como sedimentación, retracción hidráulica, reacciones químicas expansivas, acción de cargas, variaciones de temperatura y variaciones de humedad.

RetracciónLas variaciones de volumen debidas a la hidratación del

cemento y a las variaciones de humedad se conocen con el nombre de retracción, y pueden presentarse mientras el hormigón esta plástico, ya también cuando esta endurecido. En ambos casos se puede producir agrietamiento.

Influencia de los materiales y del método de fabricación

Retracción del hormigón endurecido

La retracción del hormigón después de fraguado es generalmente mucho mas importante que cuando esta plástico. Los movimientos del hormigón endurecido están restringidos por el suelo de fundación, por las armaduras de refuerzo y por el hormigón adyacente que ya no esta plástico, generándose esfuerzos de tracción que si el hormigón no puede soportar, se agrieta.

Para controlar la retracción del hormigón endurecido, debe emplearse dosis de agua compatibles con la compactación y reducidas dosis de cementos compatibles con la resistencia exigida, evitar al máximo la exudación, e impedir el secado prematuro del hormigón, por medio de un curado eficiente. Por otra parte , debe darse gran atención a los procedimientos de amasado y de colocación en obras, evitando la vibración excesiva que podría originar segregación.

También debe controlarse el tamaño de los tramos de hormigón, incluyendo juntas de contracción a distancias adecuadas.