hormigón - definicion

17/6/2015 Hormign - Wikipedia, la enciclopedia libre

https://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n 1/24

La tcnica del hormign est muy

desarrollada en el siglo XXI

permitiendo soluciones muy

complejas. En este puente sobre el ro

Almonte (Espaa) se ve como

progresa la ejecucin del primer arco

desde los mrgenes apoyados en

tirantes provisionales faltando de

hormigonar solo la clave del mismo.

Detrs, en paralelo, se observa el

avance de un segundo arco en una

fase ms preliminar.

Colocacin de hormign fresco en

obra. El material que se vierte es una

masa pastosa. Los trabajadores con

botas impermeables se mueven por l

sin dificultad.

HormignDe Wikipedia, la enciclopedia libre

El hormign (del latn formic, 'moldeado, conformado') o concreto(del ingls concrete, a su vez del latin concrtus, 'agregado,condensado') es un material compuesto empleado en construccin,formado esencialmente por un aglomerante al que se aade partculaso fragmentos de un agregado, agua y aditivos especficos.

El aglomerante es en la mayora de las ocasiones cemento(generalmente cemento Portland) mezclado con una proporcinadecuada de agua para que se produzca una reaccin de hidratacin.Las partculas de agregados, dependiendo fundamentalmente de sudimetro medio, son los ridos (que se clasifican en grava, gravilla y

arena).1 La sola mezcla de cemento con arena y agua (sin laparticipacin de un agregado) se denomina mortero. Existenhormigones que se producen con otros conglomerantes que no soncemento, como el hormign asfltico que utiliza betn para realizar lamezcla.

El cemento es un material pulverulento que por s mismo no esaglomerante, y que mezclado con agua, al hidratarse se convierte enuna pasta moldeable con propiedades adherentes, que en pocashoras fragua y se endurece tornndose en un material de consistenciaptrea. El cemento consiste esencialmente en silicato clcicohidratado (S-C-H), este compuesto es el principal responsable de suscaractersticas adhesivas. Se denomina cemento hidrulico cuando elcemento, resultante de su hidratacin, es estable en condiciones deentorno acuosas. Adems, para poder modificar algunas de suscaractersticas o comportamiento, se pueden aadir aditivos yadiciones (en cantidades inferiores al 1 % de la masa total delhormign), existiendo una gran variedad de ellos: colorantes,aceleradores, retardadores de fraguado, fluidificantes,impermeabilizantes, fibras, etc.

El concreto convencional, normalmente usado en pavimentos,edificios y otras estructuras, tiene un peso especfico (densidad, pesovolumtrico, masa unitaria) que vara de 2200 hasta 2400 kg/m (137hasta 150 libras/pis3). La densidad del concreto vara dependiendode la cantidad y la densidad del agregado, la cantidad de aireatrapado (ocluido) o intencionalmente incluido y las cantidades deagua y cemento. Por otro lado, el tamao mximo del agegado influyeen las cantidades de agua y cemento. Al reducirse la cantidad de pasta (aumentndose la cantidad deagregado), se aumenta la densidad. Algunos valores de densidad para el concreto fresco se presentan en laTabla 1-1. En el diseo del concreto armado (reforzado), el peso unitario de la combinacin del concreto con laarmadura normalmente se considera 2400 kg/m (150 lb/ft).

Dependiendo de las proporciones de cada uno de sus constituyentes existe una tipologa de hormigones. Seconsidera hormign pesado aquel que posee una densidad de ms de 3200 kg/m debido al empleo deagregados densos (empleado proteccin contra las radiaciones), el hormign normal empleado en estructurasque posee una densidad de 2200 kg/m y el hormign ligero con densidades de 1800 kg/m



El hormign permite rellenar un molde

o encofrado con una forma

previamente establecida. En este caso,

es un encepado, un elemento que une

las cabezas de un grupo de pilotes,

hincados o embebidos profundamente

en el terreno.

La principal caracterstica estructural del hormign es que resiste muybien los esfuerzos de compresin, pero no tiene buencomportamiento frente a otros tipos de esfuerzos (traccin, flexin,cortante, etc.), por este motivo es habitual usarlo asociado a ciertasarmaduras de acero, recibiendo en este caso la denominacin dehormign armado, o concreto pre-reforzado en algunos lugares;comportndose el conjunto muy favorablemente ante las diversassolicitaciones. Cuando se proyecta una estructura de hormignarmado se establecen las dimensiones de los elementos, el tipo dehormign, los aditivos y el acero que hay que colocar en funcin delos esfuerzos que deber soportar y de las condiciones ambientales aque estar expuesto.

A finales del siglo XX, es el material ms empleado en la industria dela construccin. Se le da forma mediante el empleo de moldes rgidosdenominados: encofrados. Su empleo es habitual en obras dearquitectura e ingeniera, tales como edificios, puentes, diques,puertos, canales, tneles, etc. Incluso en aquellas edificaciones cuyaestructura principal se realiza en acero, su utilizacin es imprescindible para conformar la cimentacin. Lavariedad de hormigones que han ido apareciendo a finales del siglo XX, ha permitido que existan: hormigonesreforzados con fibras de vidrio (GRC), hormigones celulares que se aligeran con aire, aligerados con fibrasnaturales, autocompactantes.

ndice

1 Etimologa2 Historia del hormign

2.1 Hormigones de cementos naturales2.2 El siglo XIX: cemento Portland y hormign armado

2.3 El siglo XX: auge de la industria del hormign2.4 El siglo XXI: la cultura medioambiental

3 Caractersticas y comportamiento del hormign3.1 Caractersticas mecnicas

3.2 Fraguado y endurecimiento3.3 Resistencia

3.4 Consistencia del hormign fresco3.5 Durabilidad

4 Tipos de hormign

5 Caractersticas de los componentes del hormign5.1 Cemento

5.1.1 Cemento Portland5.1.2 Otros cementos

5.2 ridos5.3 Agua

5.4 Otros componentes minoritarios6 Diseo, fabricacin y puesta en obra

6.1 Normativa6.2 Clculo y proyecto



Trabajadores del Antiguo Egipto.

Pintura en la tumba de Rejmira.

PANTEN (SIGLO II)

6.3 Fabricacin6.4 Puesta en obra

7 Produccin mundial de hormign7.1 Produccin mundial de cemento

8 Vase tambin8.1 Componentes

8.2 Normativa8.3 Ensayos

8.4 Varios9 Referencias

10 Bibliografa10.1 Referencias digitales

11 Enlaces externos

Etimologa

Hormign procede del trmino formic (o formceo), palabra latina que alude a la cualidad de moldeableo dar forma. El trmino concreto, definido en el diccionario de la RAE como americanismo, tambin esoriginario del latn: procede de la palabra concretus, que significa crecer unidos, o unir. Concretus es unapalabra compuesta en la su prefijo es com- (unin) y el participio pasado del verbo crscere (crecer). Su uso

en idioma espaol se transmite por va de la cultura anglosajona,2 como anglicismo (o calco semntico), siendola voz inglesa original concrete. Etimolgicamente concreto es sinnimo de concrecionado y concrecin quees la unin de diversas partculas para formar una masa.

Historia del hormign

Vase tambin: Historia del hormign

La historia del hormign constituye un captulo fundamental de lahistoria de la construccin. Cuando se opt por levantar edificacionesutilizando materiales arcillosos o ptreos, surgi la necesidad deobtener pastas o morteros que permitieran unir dichos mampuestospara poder conformar estructuras estables. Inicialmente se emplearonpastas elaboradas con arcilla, yeso o cal, pero se deteriorabanrpidamente ante las inclemencias atmosfricas. Se idearon diversassoluciones, mezclando agua con rocas y minerales triturados, paraconseguir pastas que no se degradasen fcilmente. As, en el AntiguoEgipto se utilizaron diversas pastas obtenidas con mezclas de yesos ycalizas disueltas en agua, para poder unir slidamente los sillares depiedra; como las que an perduran entre los bloques calizos delrevestimiento de la Gran Pirmide de Guiza.

Hormigones de cementos naturales

En la Antigua Grecia, hacia el 500 a. C., se mezclabancompuestos de caliza calcinada con agua y arena,aadiendo piedras trituradas, tejas rotas o ladrillos,dando origen al primer hormign de la historia, usando



La cpula semiesfrica de 43,44 m de dimetro ha resistido

diecinueve siglos sin reformas o refuerzos. El grueso anillo

murario es de opera latericia (hormign con ladrillo) y la cpula

se aliger utilizando piedra pmez como rido.

tobas volcnicas extradas de la isla de Santorini. Losantiguos romanos emplearon tierras o cenizasvolcnicas, conocidas tambin como puzolana, quecontienen slice y almina, que al combinarsequmicamente con la cal daban como resultado eldenominado cemento puzolnico (obtenido enPozzuoli, cerca del Vesubio). Aadiendo en su masajarras cermicas o materiales de baja densidad (piedra

pmez) obtuvieron el primer hormign aligerado.3 Coneste material se construyeron desde tuberas ainstalaciones portuarias, cuyos restos an perduran.Destacan construcciones como los diversos arcos delColiseo romano, los nervios de la bveda de la

Baslica de Majencio, con luces de ms de 25 metros,4

las bvedas de las Termas de Caracalla, y la cpuladel Panten de Agripa, de unos 43 metros de

dimetro, la de mayor luz durante siglos.5

Tras la cada del Imperio romano el hormign fue pocoutilizado, posiblemente debido a la falta de mediostcnicos y humanos, la mala calidad de la coccin de lacal, y la carencia o lejana de tobas volcnicas; no seencuentran muestras de su uso en grandes obras hastael siglo XIII, en que se vuelve a utilizar en los cimientosde la Catedral de Salisbury, o en la clebre Torre deLondres, en Inglaterra. Durante el renacimiento su empleo fue escaso y muy poco significativo.

En algunas ciudades y grandes estructuras, construidas por Mayas y Aztecas en Mxico o las de Machu Pichu

en el Per, se utilizaron materiales cementantes.3

En el siglo XVIII se reaviva el afn por la investigacin. John Smeaton, un ingeniero de Leeds fue comisionadopara construir por tercera vez un faro en el acantilado de Edystone, en la costa de Cornwall, empleando piedrasunidas con un mortero de cal calcinada para conformar una construccin monoltica que soportara la constanteaccin de las olas y los hmedos vientos; fue concluido en 1759 y la cimentacin an perdura.

El siglo XIX: cemento Portland y hormign armado

Joseph Aspdin y James Parker patentaron en 1824 el Portland Cement, obtenido de caliza arcillosa y carbncalcinados a alta temperatura denominado as por su color gris verdoso oscuro, muy similar a la piedra de laisla de Prtland. Isaac Johnson obtiene en 1845 el prototipo del cemento moderno elaborado de una mezcla decaliza y arcilla calcinada a alta temperatura, hasta la formacin del clinker; el proceso de industrializacin y laintroduccin de hornos rotatorios propiciaron su uso para gran variedad de aplicaciones, hacia finales del siglo

XIX.6

El hormign, por sus caractersticas ptreas, soporta bien esfuerzos de compresin, pero se fisura con otrostipos de solicitaciones (flexin, traccin, torsin, cortante); la inclusin de varillas metlicas que soportarandichos esfuerzos propici optimizar sus caractersticas y su empleo generalizado en mltiples obras de ingenieray arquitectura.



Puente de hormign sobre el ro Ulla,

en Vedra, Galicia, Espaa. El arco

principal presenta la ventaja de ser un

arco catenario.

pera de Sdney, edificio diseado

por el arquitecto dans Jrn Utzon en

1957 e inaugurado en el ao 1973, en

Sdney, Australia.

La invencin del hormign armado se suele atribuir al constructor William Wilkinson, quien solicit en 1854 lapatente de un sistema que inclua armaduras de hierro para la mejora de la construccin de viviendas,almacenes y otros edificios resistentes al fuego. El francs Joseph Monier patent varios mtodos en la dcadade 1860, pero fue Franois Hennebique quien ide un sistema convincente de hormign armado, patentado en

1892, que utiliz en la construccin de una fbrica de hilados en Tourcoing, Lille, en 1895.7 Hennebique y suscontemporneos basaban el diseo de sus patentes en resultados experimentales, mediante pruebas de carga;los primeros aportes tericos los realizan prestigiosos investigadores alemanes, tales como Wilhelm Ritter, quiendesarrolla en 1899 la teora del Reticulado de Ritter-Mrsch. Los estudios tericos fundamentales segestarn en el siglo XX.

El siglo XX: auge de la industria del hormign

A principios del siglo XX surge el rpido crecimiento de la industriadel cemento, debido a varios factores: los experimentos de losqumicos franceses Louis Vicat y Le Chatelier y el alemn Michalis,que logran producir cemento de calidad homognea; la invencin delhorno rotatorio para calcinacin y el molino tubular; y los mtodos detransportar hormign fresco ideados por Juergen Hinrich Magens quepatenta entre 1903 y 1907. Con estos adelantos pudo elaborarsecemento Portland en grandes cantidades y utilizarse ventajosamente

en la industria de la construccin.3

Robert Maillart proyecta en 1901 un puente en arco de 38 metros deluz sobre el ro Inn, en Suiza, construido con vigas cajn dehormign armado; entre 1904 y 1906 disea el puente de Tavanasa,sobre el ro Rin, con 51 metros de luz, el mayor de Suiza. ClaudeA.P. Turner realiza en 1906 el edificio Bovex de Minepolis (EstadosUnidos), con los primeros pilares fungiformes (de amplios capiteles).

Le Corbusier, en los aos 1920, reclama en Vers une Architectureuna produccin lgica, funcional y constructiva, despojada deretricas del pasado; en su diseo de Casa Domino, de 1914, laestructura est conformada con pilares y forjados de hormignarmado, posibilitando fachadas totalmente difanas y la libre

distribucin de los espacios interiores.8

Los hangares de Orly (Pars), diseados por Freyssinet entre 1921 y1923, con 60 metros de luz, 9 de flecha y 300 de longitud, seconstruyen con lminas parablicas de hormign armado, eliminandola divisin funcional entre paredes y techo. En 1929 Frank LloydWright construye el primer rascacielos en hormign.

En la dcada de 1960 aparece el hormign reforzado con fibras, incorporadas en el momento del amasado,dando al hormign isotropa y aumentando sus cualidades frente a la flexin, traccin, impacto, fisuracin, etc.En los aos 1970, los aditivos permiten obtener hormigones de alta resistencia, de 120 a ms de 200 MPa; laincorporacin de monmeros genera hormigones casi inatacables por los agentes qumicos o indestructibles porlos ciclos hielo-deshielo, aportando mltiples mejoras en diversas propiedades del hormign.

Los grandes progresos en el estudio cientfico del comportamiento del hormign armado y los avancestecnolgicos, posibilitaron la construccin de rascacielos ms altos, puentes de mayor luz, amplias cubiertas einmensas presas. Su empleo ser insustituible en edificios pblicos que deban albergar multitudes: estadios,



El hormign muestra en una de sus

secciones muchas escalas de

agregacin. Resulta necesario

investigar en las propiedades

microscpicas del hormign si se

desea conocer sus propiedades

mecnicas.

teatros, cines, etc. Muchas naciones y ciudades competirn por erigir la edificacin de mayor dimensin, o msbella, como smbolo de su progreso que, normalmente, estar construida en hormign armado.

Los edificios ms altos del mundo poseen estructuras de hormign y acero, tales como las Torres Petronas, enKuala Lumpur, Malasia (452 metros, 1998), el edificio Taipei 101 en Taiwn (509 metros, 2004), o el BurjDubai de la ciudad de Dubi (818 metros, 2009), en el siglo XXI.

El siglo XXI: la cultura medioambiental

El uso de materiales reciclados como ingredientes del hormign ha ganando popularidad debido a la cada vezms severa legislacin medioambiental, as como la progresiva concienciacin de la sociedad. Los ingredientesreciclados ms empleados son las cenizas volantes, un subproducto de las centrales termoelctricas alimentadaspor carbn. El impacto ambiental de la industria del cemento es significativo, pero mediante el empleo de estosnuevos materiales se posibilita la reduccin de canteras y vertederos, ya que actan como sustitutos delcemento, y reducen la cantidad necesaria para obtener un buen hormign. Puesto que uno de los efectosnocivos para el medio ambiente es que la produccin de cemento genera grandes volmenes de dixido decarbono, la tecnologa de sustitucin del cemento desempea un importante papel en los esfuerzos por aminorarlas emisiones de dixido de carbono. Se suele incluir en las mezclas ciertos catalizadores que permiten su'autolavado' como es el caso del dixido de titanio.

Tambin se utiliza para confinar desechos radiactivos. Entre ellos, el ms importante es el del reactor nuclearque colaps en la central de Chernobil, el cual fue cubierto de hormign para evitar fugas radiactivas.

Caractersticas y comportamiento del hormign

El hormign es el material resultante de unir ridos con la pasta que se

obtiene al aadir agua a un conglomerante.9 El conglomerante puedeser cualquiera, pero cuando nos referimos a hormign, generalmentees un cemento artificial, y entre estos ltimos, el ms importante y

habitual es el cemento portland.9 Los ridos proceden de ladesintegracin o trituracin, natural o artificial de rocas y, segn lanaturaleza de las mismas, reciben el nombre de ridos silceos,calizos, granticos, etc. El rido cuyo tamao sea superior a 5 mm sellama rido grueso o grava, mientras que el inferior a 5 mm se llama

rido fino o arena.10 El tamao de la grava influye en las propiedadesmecnicas del hormign.

La pasta formada por cemento y agua es la que confiere al hormignsu fraguado y endurecimiento, mientras que el rido es un materialinerte sin participacin directa en el fraguado y endurecimiento del

hormign.10 El cemento se hidrata en contacto con el agua,inicindose diversas reacciones qumicas de hidratacin que loconvierten en una pasta maleable con buenas propiedadesadherentes, que en el transcurso de unas horas, derivan en el fraguado y endurecimiento progresivo de lamezcla, obtenindose un material de consistencia ptrea.

Una caracterstica importante del hormign es poder adoptar formas distintas, a voluntad del proyectista. Alcolocarse en obra es una masa plstica que permite rellenar un molde, previamente construido con una forma

establecida, que recibe el nombre de encofrado.9



Caractersticas mecnicas

La principal caracterstica estructural del hormign es resistir muy bien los esfuerzos de compresin. Sinembargo, tanto su resistencia a traccin como al esfuerzo cortante son relativamente bajas, por lo cual se debeutilizar en situaciones donde las solicitaciones por traccin o cortante sean muy bajas. Para determinar laresistencia se preparan ensayos mecnicos (ensayos de rotura) sobre probetas de hormign.

Para superar este inconveniente, se "arma" el hormign introduciendo barras de acero, conocido comohormign armado, o concreto reforzado, permitiendo soportar los esfuerzos cortantes y de traccin con lasbarras de acero. Es usual, adems, disponer barras de acero reforzando zonas o elementos fundamentalmentecomprimidos, como es el caso de los pilares. Los intentos de compensar las deficiencias del hormign atraccin y cortante originaron el desarrollo de una nueva tcnica constructiva a principios del siglo XX, la delhormign armado. As, introduciendo antes del fraguado alambres de alta resistencia tensados en el hormign,este queda comprimido al fraguar, con lo cual las tracciones que surgiran para resistir las acciones externas, seconvierten en descompresiones de las partes previamente comprimidas, resultando muy ventajoso en muchoscasos. Para el pretensado se utilizan aceros de muy alto lmite elstico, dado que el fenmeno denominadofluencia lenta anulara las ventajas del pretensado. Posteriormente se investig la conveniencia de introducirtensiones en el acero de manera deliberada y previa al fraguado del hormign de la pieza estructural,desarrollndose las tcnicas del hormign pretensado y el hormign postensado.

Los aditivos permiten obtener hormigones de alta resistencia; la inclusin de monmeros y adiciones parahormign aportan mltiples mejoras en las propiedades del hormign.

Cuando se proyecta un elemento de hormign armado se establecen las dimensiones, el tipo de hormign, lacantidad, calidad, aditivos, adiciones y disposicin del acero que hay que aportar en funcin los esfuerzos quedeber resistir cada elemento. Un diseo racional, la adecuada dosificacin, mezcla, colocacin, consolidacin,acabado y curado, hacen del hormign un material idneo para ser utilizado en construccin, por ser resistente,durable, incombustible, casi impermeable, y requerir escaso mantenimiento. Como puede ser moldeadofcilmente en amplia variedad de formas y adquirir variadas texturas y colores, se utiliza en multitud deaplicaciones.

Caractersticas fsicas del hormign

Las principales caractersticas fsicas del hormign, en valores aproximados, son:

Densidad: en torno a 2350 kg/m

Resistencia a compresin: de 150 a 500 kg/cm (15 a 50 MPa) para el hormign ordinario. Existen

hormigones especiales de alta resistencia que alcanzan hasta 2000 kg/cm (200 MPa).

Resistencia a traccin: proporcionalmente baja, es del orden de un dcimo de la resistencia a compresiny, generalmente, poco significativa en el clculo global.

Tiempo de fraguado: dos horas, aproximadamente, variando en funcin de la temperatura y la humedad

del ambiente exterior.

Tiempo de endurecimiento: progresivo, dependiendo de la temperatura, humedad y otros parmetros.

De 24 a 48 horas, adquiere la mitad de la resistencia mxima; en una semana 3/4 partes, y en 4

semanas prcticamente la resistencia total de clculo.

Dado que el hormign se dilata y contrae en magnitudes semejantes al acero, pues tienen parecidocoeficiente de dilatacin trmico, resulta muy til su uso simultneo en obras de construccin; adems, el

hormign protege al acero de la oxidacin al recubrirlo.

Fraguado y endurecimiento



Diagrama indicativo de la resistencia

(en %) que adquiere el hormign a los

14, 28, 42 y 56 das.

La pasta del hormign se forma mezclando cemento artificial y aguadebiendo embeber totalmente a los ridos. La principal cualidad deesta pasta es que fragua y endurece progresivamente, tanto al aire

como bajo el agua.11

El proceso de fraguado y endurecimiento es el resultado dereacciones qumicas de hidratacin entre los componentes delcemento. La fase inicial de hidratacin se llama fraguado y secaracteriza por el paso de la pasta del estado fluido al estado slido.Esto se observa de forma sencilla por simple presin con un dedosobre la superficie del hormign. Posteriormente continan lasreacciones de hidratacin alcanzando a todos los constituyentes delcemento que provocan el endurecimiento de la masa y que se

caracteriza por un progresivo desarrollo de resistencias mecnicas.11

El fraguado y endurecimiento no son ms que dos estados separados convencionalmente; en realidad solo hay

un nico proceso de hidratacin continuo.11

En el cemento portland, el ms frecuente empleado en los hormigones, el primer componente en reaccionar esel aluminato triclcico con una duracin rpida y corta (hasta 7-28 das). Despus el silicato triclcico, con unaaportacin inicial importante y continua durante bastante tiempo. A continuacin el silicato biclcico con una

aportacin inicial dbil y muy importante a partir de los 28 das.11

El fenmeno fsico de endurecimiento no tiene fases definidas. El cemento est en polvo y sus partculas ogranos se hidratan progresivamente, inicialmente por contacto del agua con la superficie de los granos,formndose algunos compuestos cristalinos y una gran parte de compuestos microcristalinos asimilables acoloides que forman una pelcula en la superficie del grano. A partir de entonces el endurecimiento continuadominado por estas estructuras coloidales que envuelven los granos del cemento y a travs de las cuales

progresa la hidratacin hasta el ncleo del grano.11

El hecho de que pueda regularse la velocidad con que el cemento amasado pierde su fluidez y se endurece, lohace un producto muy til en construccin. Una reaccin rpida de hidratacin y endurecimiento dificultara sutransporte y una cmoda puesta en obra rellenando todos los huecos en los encofrados. Una reaccin lentaaplazara de forma importante el desarrollo de resistencias mecnicas. En las fbricas de cemento se consiguecontrolando la cantidad de yeso que se aade al clinker de cemento. En la planta de hormign, donde se mezclala pasta de cemento y agua con los ridos, tambin se pueden aadir productos que regulan el tiempo de

fraguado.11

En condiciones normales un hormign portland normal comienza a fraguar entre 30 y 45 minutos despus deque ha quedado en reposo en los moldes y termina el fraguado trascurridas sobre 10 12 horas. Despuscomienza el endurecimiento que lleva un ritmo rpido en los primeros das hasta llegar al primer mes, para

despus aumentar ms lentamente hasta llegar al ao donde prcticamente se estabiliza.12 En el cuadro siguientese observa la evolucin de la resistencia a compresin de un hormign tomando como unidad la resistencia a 28

das, siendo cifras orientativas:13

Evolucin de la Resistencia a compresin de un Hormign Portland normal

Edad del hormign en das 3 7 28 90 360

Resistencia a compresin 0,40 0,65 1,00 1,20 1,35

Resistencia



Para comprobar que el hormign

colocado en obra tiene la

resistencia requerida, se rellenan

con el mismo hormign unos

moldes cilndricos normalizados y

se calcula su resistencia en un

laboratorio realizando ensayos de

rotura por compresin.

Ensayo de consistencia en

hormign fresco mediante el Cono

de Abrams que mide el asiento que

se produce en una forma

troncocnica normalizada cuando

se desmolda.

En el proyecto previo de los elementos, la resistencia caracterstica(fck) del hormign es aquella que se adopta en todos los clculos como

resistencia a compresin del mismo, y dando por hecho que el hormignque se ejecutar resistir ese valor, se dimensionan las medidas de todos

los elementos estructurales.14

La resistencia caracterstica de proyecto (fck) establece por tanto el

lmite inferior, debiendo cumplirse que cada amasada de hormigncolocada tenga esa resistencia como mnimo. En la prctica, en la obrase realizan ensayos estadsticos de resistencias de los hormigones que secolocan y el 95 % de los mismos debe ser superior a fck,

considerndose que con el nivel actual de la tecnologa del hormign, unafraccin defectuosa del 5 % es perfectamente aceptable.

La resistencia del hormign a compresin se obtiene en ensayos derotura por compresin de probetas cilndricas normalizadas realizados alos 28 das de edad y fabricadas con las mismas amasadas puestas en

obra.14 La Instruccin espaola (EHE) recomienda utilizar la siguienteserie de resistencias caractersticas a compresin a 28 das (medidas en Newton/mm): 20; 25; 30, 35; 40; 45 y

50.14 Por ello, las plantas de fabricacin de hormign suministran habitualmente hormigones que garantizanestas resistencias.

Consistencia del hormign fresco

La consistencia es la mayor o menor facilidad que tiene el hormignfresco para deformarse y consiguientemente para ocupar todos loshuecos del molde o encofrado. Influyen en ella distintos factores,especialmente la cantidad de agua de amasado, pero tambin el tamao

mximo del rido, la forma de los ridos y su granulometra.15

La consistencia se fija antes de la puesta en obra, analizando cual es lams adecuada para la colocacin segn los medios que se dispone decompactacin. Se trata de un parmetro fundamental en el hormignfresco.

Entre los ensayos que existen para determinar la consistencia, el msempleado es el cono de Abrams. Consiste en llenar con hormign frescoun molde troncocnico de 30 cm de altura. La prdida de altura que se

produce cuando se retira el molde, es la medida que define la consistencia.15

Los hormigones se clasifican por su consistencia en secos, plsticos, blandos y fluidos tal como se indica en la

tabla siguiente:16

Consistencia de los hormigones frescos

ConsistenciaAsiento en cono de

Abrams (cm)Compactacin

Seca 0-2 Vibrado

Plstica 3-5 Vibrado

Blanda 6-9 Picado con barra



Las presas de hormign son una

tipologa habitual en la construccin

de embalses. En las imgenes la presa

de Hoover construida en Estados

Unidos en 1936 est diseada con

forma parablica para optimizar la

capacidad del hormign de soportar

esfuerzos a compresin.

Prueba de compresin.

Fluida 10-15 Picado con barra

Lquida 16-20 Picado con barra

Durabilidad

Se define en la Instruccin espaola EHE, la durabilidad del hormigncomo la capacidad para comportarse satisfactoriamente frente a lasacciones fsicas y qumicas agresivas a lo largo de la vida til de laestructura protegiendo tambin las armaduras y elementos metlicos

embebidos en su interior.17

Por tanto no solo hay que considerar los efectos provocados por lascargas y solicitaciones, sino tambin las condiciones fsicas y qumicasa las que se expone. Por ello se considera el tipo de ambiente en quese va a encontrar la estructura y que puede afectar a la corrosin delas armaduras, ambientes qumicos agresivos, zonas afectadas por

ciclos de hielo-deshielo, etc.17

Para garantizar la durabilidad del hormign y la proteccin de lasarmaduras frente a la corrosin es importante realizar un hormigncon una permeabilidad reducida, realizando una mezcla con unarelacin agua/cemento baja, una compactacin idnea, un peso encemento adecuado y la hidratacin suficiente de ste aadiendo aguade curado para completarlo. De esta forma se consigue que haya losmenos poros posibles y una red capilar interna poco comunicada y

as se reducen los ataques al hormign.17

En los casos de existencia de sulfatos en el terreno o de agua de marse deben emplear cementos especiales. Para prevenir la corrosin de

armaduras hay que cuidar el recubrimiento mnimo de las mismas.17

Tipos de hormign

En la Instruccin espaola (EHE), publicada en 1998, los hormigonesestn tipificados segn el siguiente formato siendo obligatorio referirsede esta forma en los planos y dems documentos de proyecto, as

como en la fabricacin y puesta en obra:18

Hormign T R / C /

TM / A

T: se denominar HM cuando sea hormign en masa, HA cuando sea hormign armado y HP cuando seahormign pretensado.R: resistencia caracterstica del hormign expresada en N/mm.C: letra inicial del tipo de consistencia: S Seca, P plstica, B Blanda, F Fluida y L Lquida.TM: tamao mximo del rido expresado en milmetros.A: designacin del ambiente a que estar expuesto el hormign.

Tipos de Hormign



Hormign ordinarioTambin se suele referir a l denominndolo simplemente hormign. Es el material

obtenido al mezclar cemento portland, agua y ridos de varios tamaos, superiores e

inferiores a 5 mm, es decir, con grava y arena.19

Hormign en masaEs el hormign que no contiene en su interior armaduras de acero. Este hormign

solo es apto para resistir esfuerzos de compresin.19

Hormign armado

Es el hormign que en su interior tiene armaduras de acero, debidamente

calculadas y situadas. Este hormign es apto para resistir esfuerzos de compresin

y traccin. Los esfuerzos de traccin los resisten las armaduras de acero. Es el

hormign ms habitual.19

Hormign pretensadoEs el hormign que tiene en su interior una armadura de acero especial tensionadas

a la traccin posteriormente al vertido del hormigon.19 Puede ser pre-tensado si la

armadura se ha tensado antes de colocar el hormign fresco.

Hormign postensadoEs el hormign que tiene en su interior una armadura de acero especial sometida a

traccin.19 El tensado de la armadura es posterior al fraguado y endurecido del

hormign, anclando con posterioridad las armaduras al hormign.

Hormign autocompactante

Es el hormign que como consecuencia de una dosificacin estudiada y del empleo

de aditivos superplastificantes especficos, se compacta por la accin de su propio

peso, sin necesidad de energa de vibracin ni de cualquier otro mtodo de

compactacin.19 Se usa en hormigones a la vista, en elementos de geometra

complicadas, espesores delgados o con armados densos, que dificultan el vibrado.

MorteroEs una mezcla de cemento, agua y arena (rido fino), es decir, un hormign normal

sin rido grueso.9

Hormign ciclpeoEs el hormign que tiene embebidos en su interior grandes piedras de dimensin no

inferior a 30 cm.19

Hormign sin finosEs aquel que solo tiene rido grueso, es decir, no tiene arena (rido menor de

5 mm).19

Hormign aireado o celularSe obtiene incorporando a la mezcla aire u otros gases derivados de reacciones

qumicas, resultando un hormign baja densidad.19

Hormign de alta densidad

Fabricados con ridos de densidades superiores a los habituales (normalmente

barita, magnetita, hematita) El hormign pesado se utiliza para blindar

estructuras y proteger frente a la radiacin.

Caractersticas de los componentes del hormign

Cemento

Los cementos son productos que amasados con agua fraguan y endurecen formndose nuevos compuestos

resultantes de reacciones de hidratacin que son estables tanto al aire como sumergidos en agua.20

Hay varios tipos de cementos. Las propiedades de cada uno de ellos estn ntimamente asociadas a lacomposicin qumica de sus componentes iniciales, que se expresa en forma de sus xidos, y que segn cuales

sean formaran compuestos resultantes distintos en las reacciones de hidratacin.20



Cada tipo de cemento est indicado para unos usos determinados; tambin las condiciones ambientalesdeterminan el tipo y clase del cemento afectando a la durabilidad de los hormigones. Los tipos ydenominaciones de los cementos y sus componentes estn normalizados y sujetos a estrictas condiciones. Lanorma espaola establece los siguientes tipos: cementos comunes, los resistentes a los sulfatos, los resistentes alagua de mar, los de bajo calor de hidratacin, los cementos blancos, los de usos especiales y los de aluminatode calcio. Los cementos comunes son el grupo ms importante y dentro de ellos el portland es el habitual. EnEspaa solo pueden utilizarse los cementos legalmente comercializados en la Unin Europea y estn sujetos a lo

previsto en leyes especficas.21

Adems del tipo de cemento, el segundo factor que determina la calidad del cemento, es su clase o resistencia acompresin a 28 das. Esta se determina en un mortero normalizado y expresa la resistencia mnima, la cualdebe ser siempre superada en la fabricacin del cemento. No es lo mismo, ni debe confundirse la resistencia delcemento con la del hormign, pues la del cemento corresponde a componentes normalizados y la del hormigndepender de todos y cada uno de sus componentes. Pero si el hormign est bien dosificado a mayor

resistencia del cemento corresponde mayor resistencia del hormign.20 La norma espaola establece las

siguientes clases de resistencias:21

Especificaciones de las diversas clases de cementos

Clase deresistencia

Resistencia (N/mm) FraguadoExpansin

(mm)

a 2 das a 7 das a 28 dasInicio

(minutos)Final

(horas)

32,5N >16,0 32,552,5 >75,0 75,0 60,0 60,0 52,5 >45,0 52,5 >45,0



Esquema de un horno rotativo donde se

mezcla y calcina la caliza y la arcilla para

formar el clinker de cemento.

Clinker de cemento antes de su molienda.

Cemento Portland

El cemento Portland se obtiene al calcinar a unos 1500 C mezclas preparadas artificialmente de calizas yarcillas. El producto resultante, llamado clinker, se muele aadiendo una cantidad adecuada de regulador de

fraguado, que suele ser piedra de yeso natural.23

La composicin qumica media de un portland, segn Calleja,est formada por un 62,5 % de CaO (cal combinada), un 21 %de SiO2 (slice), un 6,5 % de Al2O3 (almina), un 2,5 % de

Fe2O3 (hierro) y otros minoritarios. Estos cuatro componentes

son los principales del cemento, de carcter bsico la cal y decarcter cido los otros tres. Estos componentes no seencuentran libres en el cemento, sino combinados formandosilicatos, aluminatos y ferritos clcicos, que son los componenteshidrulicos del mismo o componentes potenciales. Un clinker de

cemento portland de tipo medio contiene:23

Silicato triclcico(3CaOSiO2)..................................

40 % a 50 %

Silicato biclcico(2CaOSiO2)..................................

20 % a 30 %Aluminato triclcico

(3CaOAl2O3)............................

10 % a 15 %

Aluminatoferrito tetraclcico(4CaOAl2O3Fe2O3)....... 5 % a 10 %

Las dos principales reacciones de hidratacin, que originan el proceso de fraguado y endurecimiento son:

2(3CaOSiO2) + (x+3)H2O 3CaO2SiO2 x H2O + 3Ca(OH)2

2(2CaOSiO2) + (x+1)H2O 3CaO2SiO2 x H2O + Ca(OH)2

El silicato triclcico es el compuesto activo por excelencia del cemento pues desarrolla una resistencia inicialelevada y un calor de hidratacin tambin elevado. Fragua lentamente y tiene un endurecimiento bastanterpido. En los cemento de endurecimiento rpido y en los de alta resistencia aparece en una proporcin

superior a la habitual.23

El silicato biclcico es el que desarrolla en el cemento la resistencia a largo plazo, es lento en su fraguado y ensu endurecimiento. Su estabilidad qumica es mayor que la del silicato triclcico, por ello los cementos

resistentes a los sulfatos llevan un alto contenido de silicato biclcico.23

El aluminato triclcico es el compuesto que gobierna el fraguado y las resistencias a corto. Su estabilidadqumica es buena frente al agua de mar pero muy dbil a los sulfatos. Al objeto de frenar la rpida reaccin delaluminato triclcico con el agua y regular el tiempo de fraguado del cemento se aade al clinker piedra de

yeso.23

El aluminatoferrito tetraclcico no participa en las resistencia mecnicas, su presencia es necesaria por el aporte

de fundentes de hierro en la fabricacin del clinker.23



Acopio de ridos de tamao

6-10 mm para la fabricacin de

hormign.

Otros cementos

En Espaa existen los llamados cementos portland con adiciones activas que adems de los componenteprincipales de clinker y piedra de yeso, contienen uno de estos componentes adicionales hasta un 35 % delpeso del cemento: escoria siderrgica, humo de slice, puzolana natural, puzolana natural calcinada, ceniza

volante silcea, ceniza volante calcrea, esquistos calcinados o caliza.21

Los cementos de alta resistencia inicial, los resistentes a los sulfatos, los de bajo calor de hidratacin o losblancos suelen ser portland especiales y para ellos e limitan o potencian alguno de los cuatro componentes

bsicos del clinker.24

El cemento siderrgico se obtiene por molturacin conjunta de clinker de portland y regulador de fraguado en

proporcin de 5-64 % con escoria siderrgica en proporcin de 36-95 %.21 Constituye la familia de loscementos fros. La escoria se obtiene enfriando bruscamente en agua la ganga fundida procedente de procesossiderrgicos; en este enfriamiento la escoria se vitrifica y se vuelve activa hidralicamente por su contenido encal combinada. La escoria por si sola fragua y endurece lentamente, por lo que para acelerarlo se aade el

clinker de portland.24

El cemento puzolnico es una mezcla de clinker de portland y regulador de fraguado en proporcin de 45-89 %

con puzolana en proporcin del 11-55 %.21 La puzolana natural tiene origen volcnico y aunque no poseepropiedades conglomerantes contiene slice y almina capaces de fijar la cal en presencia de agua formandocompuestos con propiedades hidrulicas. La puzolana artificial tiene propiedades anlogas y se encuentran en

las cenizas volantes, la tierra de diatomeas o las arcillas activas.24

El cemento aluminoso se obtiene por fusin de caliza y bauxita. El constituyente principal de este cemento es el

aluminato monoclcico.24

ridos

Vanse tambin: Grava y Arena (hormign).

Los ridos deben poseer por lo menos la misma resistencia ydurabilidad que se exija al hormign. No se deben emplear calizasblandas, feldespatos, yesos, piritas o rocas friables o porosas. Para ladurabilidad en medios agresivos sern mejores los ridos silceos, losprocedentes de la trituracin de rocas volcnicas o los de calizas

sanas y densas.25

El rido que tiene mayor responsabilidad en el conjunto es la arena.Segn Jimnez Montoya no es posible hacer un buen hormign sinuna buena arena. Las mejores arenas son las de ro, que normalmente

son cuarzo puro, por lo que aseguran su resistencia y durabilidad.25

Con ridos naturales rodados, los hormigones son ms trabajables yrequieren menos agua de amasado que los ridos de machaqueo,tenindose adems la garanta de que son piedras duras y limpias. Los ridos machacados procedentes detrituracin, al tener ms caras de fractura cuesta ms ponerlos en obra, pero se traban mejor y se refleja en una

mayor resistencia.25



Si los ridos rodados estn contaminados o mezclados con arcilla, es imprescindible lavarlos para eliminar lacamisa que envuelve los granos y que disminuira su adherencia a la pasta de hormign. De igual manera losridos de machaqueo suelen estar rodeados de polvo de machaqueo que supone un incremento de finos al

hormign, precisa ms agua de amasado y darn menores resistencias por lo que suelen lavarse.25

Los ridos que se emplean en hormigones se obtienen mezclando tres o cuatro grupos de distintos tamaospara alcanzar una granulometra ptima. Tres factores intervienen en una granulometra adecuada: el tamaomximo del rido, la compacidad y el contenido de granos finos. Cuando mayor sea el tamao mximo delrido, menores sern las necesidades de cemento y de agua, pero el tamao mximo viene limitado por lasdimensiones mnimas del elemento a construir o por la separacin entre armaduras, ya que esos huecos debenquedar rellenos por el hormign y, por tanto, por los ridos de mayor tamao. En una mezcla de ridos unacompacidad elevada es aquella que deja pocos huecos; se consigue con mezclas pobres en arenas y granproporcin de ridos gruesos, precisando poca agua de amasado; su gran dificultad es conseguir compactar elhormign, pero si se dispone de medios suficientes para ello el resultado son hormigones muy resistentes. Encuanto al contenido de granos finos, estos hacen la mezcla ms trabajable pero precisan ms agua de amasadoy de cemento. En cada caso hay que encontrar una frmula de compromiso teniendo en cuenta los distintosfactores. Las parbolas de Fuller y de Bolomey dan dos familias de curvas granulomtricas muy utilizadas para

obtener adecuadas dosificaciones de ridos.25

Agua

El agua de amasado interviene en las reacciones de hidratacin del cemento. La cantidad de la misma debe serla estricta necesaria, pues la sobrante que no interviene en la hidratacin del cemento se evaporar y crearhuecos en el hormign disminuyendo la resistencia del mismo. Puede estimarse que cada litro de agua deamasado de exceso supone anular dos kilos de cemento en la mezcla. Sin embargo una reduccin excesiva deagua originara una mezcla seca, poco manejable y muy difcil de colocar en obra. Por ello es un dato muy

importante fijar adecuadamente la cantidad de agua.26

Durante el fraguado y primer endurecimiento del hormign se aade el agua de curado para evitar la desecacin

y mejorar la hidratacin del cemento.26

Ambas, el agua destinada al amasado, como la destinada al curado deben ser aptas para cumplir su funcin. Elagua de curado es muy importante que sea apta pues puede afectar ms negativamente a las reaccionesqumicas cuando se est endureciendo el hormign. Normalmente el agua apta suele coincidir con la potable yestn normalizados una serie de parmetros que debe cumplir. As en la normativa est limitado el pH, el

contenido en sulfatos, en ion cloro y los hidratos de carbono.26

Cuando una masa es excesivamente fluida o muy seca hay peligro de que se produzca el fenmeno de lasegregacin (separacin del hormign en sus componentes: ridos, cemento y agua). Suele presentarse cuando

se hormigona con cadas de material superiores a los 2 metros.16

Otros componentes minoritarios

Artculos principales: adiciones para hormign y aditivos para hormign

Los componentes bsicos del hormign son cemento, agua y ridos; otros componentes minoritarios que sepueden incorporar son: adiciones, aditivos, fibras, cargas y pigmentos.

Pueden utilizarse como componentes del hormign los aditivos y adiciones, siempre que mediante los oportunosensayos, se justifique que la sustancia agregada en las proporciones y condiciones previstas produce el efectodeseado sin perturbar excesivamente las restantes caractersticas del hormign ni representar peligro para la



Las estructuras de los edificios, cuya

funcin es resistir las acciones a que

estn sometidos, suelen ser de

hormign armado.

durabilidad del hormign ni para la corrosin de las armaduras.27

Las adiciones son materiales inorgnicos, puzolnicos o con hidraulicidad latente que, finamente molidos,pueden ser aadidos al hormign en el momento de su fabricacin, con el fin de mejorar alguna de suspropiedades o conferirle propiedades especiales. La EHE recoge nicamente la utilizacin de las cenizasvolantes y el humo de slice, determinando sus limitaciones. esta compuesto de piedra caliza triturada enpedazos muy pequeos como el polvo, y de otro materiales como qumicos HQR (herqiros) entre otros

Los aditivos son sustancias o productos que se incorporan al hormign, antes o durante el amasado,produciendo la modificacin de alguna de sus caractersticas, de sus propiedades habituales o de sucomportamiento. La EHE establece una proporcin no superior al 5 % del peso del cemento y otroscondicionantes.

Diseo, fabricacin y puesta en obra

Normativa

Introduccin

En el siglo XVIII, la resistencia de los elementos estructurales de hormign armado era calculadaexperimentalmente. Navier, a principios del siglo XIX, plante la necesidad de conocer y establecer los lmiteshasta donde las estructuras se comportaban elsticamente, sin deformaciones permanentes, para poder obtenermodelos fsico-matemticos fiables y frmulas coherentes. Posteriormente, dada la complejidad delcomportamiento del hormign, se requiri utilizar mtodos basados en el clculo de probabilidades para lograrresultados ms realistas. En la primera mitad del siglo XX, se calculaban los elementos estructurales por elmtodo de las tensiones admisibles.

Seguridad estructural

En los aos 1960, se inici el desarroll la teora de la seguridadestructural respecto de los Estados lmites, establecindose valoresmximos en las flechas y en la fisuracin de los elementosestructurales, acotando los riesgos.

Estados lmites

El concepto de Estado lmite tuvo su auge en los aos 1970, comoconjunto de requerimientos que deba satisfacer un elementoestructural para ser considerado apto. Los reglamentos se centraronen dos tipos: los Estados lmites de servicio y los Estados lmitesde solicitacin.

Coeficientes de seguridad

Los reglamentos de los aos 1970, para poder simplificar loscomplejos clculos de probabilidades, establecieron los Coeficientes de seguridad, en funcin de la calidad delos materiales, el control de la ejecucin de la obra y la dificultad del proyecto. Se introdujeron los Coeficientesde mayoracin de cargas o acciones, y los Coeficientes de minoracin de resistencia de los componentes

materiales.28

Reglamentos



La construccin de puentes se realiza mayoritariamente en

hormign. En las imgenes, el Salginatobel construido en Suiza

en 1930, el Esplanade en Singapur de 1997 y el tercero es un

puente ferroviario de 1947 en el Ro Paraguay que une Brasil y

Bolivia.

A mediados del siglo XX los reglamentos tenan decenas de pginas, en el siglo XXI poseen cientos. Laintroduccin de programas informticos posibilita clculos muy complejos, rpidos y soluciones ms precisas.Los reglamentos hacen especial hincapi en estados ltimos de servicio (fisuracin, deformaciones)comportamiento (detalles constructivos) y durabilidad (recubrimientos, calidades), limitando la resolucinexperimental con mltiples condicionantes. As, el Eurocdigo 1 establece situaciones usuales y accidentales(como sismos), que implican Coeficientes de seguridad parciales para las ms variadas solicitaciones yresistencias. Algunas normativas especficas por mbitos geogrficos son EHE (Espaa), Eurocdigo 2(Europa), ASCE/SEI (Estados Unidos).

Clculo y proyecto

Antes de construir cualquier elemento de hormigndeben calcularse las cargas a que estar sometido y,en funcin de las mismas, se determinarn lasdimensiones de los elementos y calidad de hormign,la disposicin y cantidad de las armaduras en losmismos.

El clculo de una estructura de hormign consta devarias etapas. Primero se realizan una serie desimplificaciones en la estructura real transformndolaen una estructura ideal de clculo. Despus sedeterminan las cargas que va a soportar la estructura,considerando en cada punto la combinacin de cargasque produzca el efecto ms desfavorable. Por ltimose dimensiona cada una de las secciones para quepueda soportar las solicitaciones ms desfavorables.

Una vez calculada la estructura se redacta el proyecto,que es el conjunto de documentos que sirve para larealizacin de la obra y que detalla los elementos aconstruir. En el proyecto estn incluidos los clculosrealizados. Tambin incluye los planos donde figuranlas dimensiones de los elementos a ejecutar, latipificacin de los hormigones previstos y lascaractersticas resistentes de los aceros a emplear.

Fabricacin

Es muy importante conseguir la mezcla ptima en lasproporciones precisas de ridos de distintos tamaos,cemento y agua. No hay una mezcla ptima que sirva

para todos los casos.29 Para establecer la dosificacinadecuada en cada caso se debe tener en cuenta laresistencia mecnica, factores asociados a la fabricacin y puesta en obra, as como el tipo de ambiente a que

estar sometido.30

Hay muchos mtodos para dosificar previamente el hormign, pero son solo orientativos. Las proporcionesdefinitivas de cada uno de los componentes se suelen establecer mediante ensayos de laboratorio, realizando

correcciones a lo obtenido en los mtodos tericos.31



Se sealan brevemente los aspectos bsicos que hay que determinar:

La resistencia caracterstica (fck) se fija en el proyecto.31

La seleccin del tipo de cemento se establece en funcin de las aplicaciones del hormigonado (en masa,

armado, pretensado, prefabricado, de alta resistencia, desencofrado rpido, hormigonados en tiempo fro

o caluroso, etc.) y del tipo de ambiente a que estar expuesto.32

El tamao mximo del rido interesa que sea el mayor posible, pues a mayor tamao menos aguanecesitar ya que la superficie total de los granos de ridos a rodear ser ms pequea. Pero el tamao

mximo estar limitado por los espacios que tiene que ocupar el hormign fresco entre dos armaduras

cercanas o entre una armadura y el encofrado.31

La consistencia del hormign se establece en funcin del tamao de los huecos que hay que rellenar en el

encofrado y de los medios de compactacin previstos.31

La cantidad de agua por metro cbico de hormign. Conocida la consistencia, el tamao mximo delrido y si la piedra es canto rodado o de machaqueo es inmediato establecer la cantidad de agua que se

necesita.31

La relacin agua/cemento depende fundamentalmente de la resistencia del hormign, influyendo tambinel tipo de cemento y los ridos empleados.

Conocida la cantidad de agua y la relacin agua /cemento, determinamos la cantidad de cemento.31

Conocida la cantidad de agua y de cemento, el resto sern ridos.

Determinar la composicin granulomtrica del rido, que consiste en determinar los porcentajes ptimosde los diferentes tamaos de ridos disponibles. Hay varios mtodos, unos son de granulometracontinua, lo que significa que interviene todos los tamaos de ridos, otros son de granulometra

discontinua donde falta algn tamao intermedio de rido.31

Determinada la dosificacin ms adecuada, en la planta de hormign hay que medir los componentes, el agua en

volumen, mientras que el cemento y ridos se miden en peso.33

Los materiales se amasan en hormigonera o amasadora para conseguir una mezcla homognea de todos loscomponentes. El rido debe quedar bien envuelto por la pasta de cemento. Para conseguir esta homogeneidad,primero se vierte la mitad de agua, despus el cemento y la arena simultneamente, luego el rido grueso y por

ltimo el resto de agua.33

Para el transporte al lugar de empleo se deben emplear procedimientos que no varen la calidad del material,normalmente camiones hormigonera. El tiempo transcurrido no debe ser superior a hora y media desde su

amasado.34 Si al llegar donde se debe colocar el hormign, este ha empezado a fraguar debe desecharse.33

Puesta en obra

Colocacin de armaduras

Las armaduras deben estar limpias y sujetarse al encofrado y entre s de forma que mantengan la posicinprevista sin moverse en el vertido y compactacin del hormign. Para ello se colocan calzos o distanciadores en

nmero suficiente que permitan mantener la rigidez del conjunto.35

Las distancias entre las diversas barras de armaduras deben mantener una separacin mnima que estnormalizada para permitir una correcta colocacin del hormign entre las barras de forma que no queden

huecos o coqueras durante la compactacin del hormign.35



En el hormign armado se emplea

habitualmente acero de alta

resistencia de adherencia mejorada

o barras corrugadas. El corrugado

est normalizado por la forma del

resalto en el permetro de la barra,

su altura, anchura y separacin.

La construccin de puentes se realizaba con encofrados fijos.

Tranebergsbron, Estocolmo, 1933.

Weidatalbrcke en Freivorbau, construido en 2005 mediante

encofrados deslizantes.

De igual manera el espacio libre entre las barras de acero y el encofrado,llamado recubrimiento, debe mantener una separacin mnima, tambinnormalizada, que permita el relleno de este espacio por el hormign. Esteespacio se controla por medio de separadores que se colocan entre la

armadura y el encofrado.35

Encofrado

El encofrado debe contener y soportar el hormign fresco durante suendurecimiento manteniendo la forma deseada sin que se deforme.Suelen ser de madera o metlicos y se exige que sean rgidos, resistentes,estancos y limpios. En su montaje deben quedar bien sujetos de formaque durante la consolidacin posterior del hormign no se produzcan

movimientos.36

Antes de reutilizar un encofrado debe limpiarse bien con cepillos de alambre eliminando los restos de morteroque se hayan podido adherir a la superficie. Para facilitar el desencofrado se suelen aplicar al encofrado

productos desencofrantes; estos deben estar exentos de sustancias perjudiciales para el hormign.36

Colocacin y compactacin

El vertido del hormign fresco en el interior delencofrado debe efectuarse evitando que se produzcala segregacin de la mezcla. Para ello se debe evitarverterlo desde gran altura, hasta un mximo de dosmetros de cada libre y no se debe desplazar

horizontalmente la masa.37

Se coloca por capas o tongadas horizontales deespesor reducido para permitir una buenacompactacin (hasta 40 cm en hormign en masa y60 cm en hormign armado). Las distintas capas otongadas se consolidan sucesivamente, trabando cadacapa con la anterior con el medio de compactacinque se emplee y sin que haya comenzado a fraguar la

capa anterior.37

Para conseguir un hormign compacto, eliminando sushuecos y para que se obtenga un completo cerrado dela masa, hay varios sistemas de consolidacin. Elpicado con barra, que se realiza introducindolasucesivamente, precisa hormigones de consistencias blandas y fluidas y se realiza en obras de poca importanciaresistente. La compactacin por golpeo repetido de un pisn se emplea en capas de 15 o 20 cm de espesor ymucha superficie horizontal. La compactacin por vibrado es la habitual en hormigones resistentes y es

apropiada en consistencias secas.37

El vibrador ms utilizado es el de aguja, un cilindro metlico de 35 a 125 mm de dimetro cuya frecuencia varaentre 3.000 y 12.000 ciclos por minuto. La aguja se dispone verticalmente en la masa de hormign fresco,introducindose en cada tongada hasta que la punta penetre en la capa anterior y cuidando de no tocar lasarmaduras pues la vibracin podra separar la masa de hormign de la armadura. Mediante el vibrado se reduceel aire contenido en el hormign sin compactar que se estima del orden del 15 al 20 % hasta un 2-3 % despus

del vibrado.37



Curado

El curado es una de las operaciones ms importantes en el proceso de puesta en obra por la influencia decisivaque tiene en la resistencia del elemento final. Durante el fraguado y primer endurecimiento se producen prdidasde agua por evaporacin, formndose huecos capilares en el hormign que disminuyen su resistencia. Enparticular el calor, la sequedad y el viento provocan una evaporacin rpida del agua incluso una vezcompactado. Es preciso compensar estas prdidas curando el hormign aadiendo abundante agua que permita

que se desarrollen nuevos procesos de hidratacin con aumento de la resistencia.36

Hay varios procedimientos habituales para curar el hormign. Desde los que protegen del sol y del vientomediante tejadillos mviles, plsticos; mediante riegos de agua en la superficie; la inmersin en agua empleadaen prefabricacin; los productos de curado aplicados por pulverizacin; los pulverizados a base de resinasforman una pelcula que impide la evaporacin del agua, se trata de uno de los sistemas ms eficaces y ms

costosos.36

Desencofrado y acabados

La retirada de los encofrados se realiza cuando el hormign ha alcanzado el suficiente endurecimiento. En los

portland normales suele ser un periodo que oscila entre 3 y 7 das.36

Una vez desencofrado hay que reparar los pequeos defectos superficiales normalmente huecos o coquerassuperficiales. Si estos defectos son de grandes dimensiones o estn en zonas crticas resistentes puede resultar

necesario la demolicin parcial o total del elemento construido.36

Es muy difcil que queden bien ejecutadas las aristas vivas de hormign, por ello es habitual biselarlas antes desu ejecucin. Esto se hace incorporando en las esquinas de los encofrados unos biseles de madera llamados

berenjenos.36

Tcnicas constructivas del hormign

En la actualidad las avanzadas tcnicas de ejecucin de hormign permiten plantearse retos de

envergadura como atravesar grandes masas de agua, levantar esbeltas pilas o construir tableros en

curva a gran altura.

Produccin mundial de hormign

La produccin mundial del cemento fue de ms de 2.500 millones de toneladas en 2007. Estimando unadosificacin de cemento entre 250 y 300 kg de cemento por metro cbico de hormign, significa que sepodran producir de 8.000 a 10.000 millones de metros cbicos, que equivalen a 1,5 metros cbicos dehormign por persona. Ningn material de construccin ha sido usado en tales cantidades y en un futuro no

parece existir otro material de construccin que pueda competir con el hormign en magnitud de volumen.38



Produccin mundial de hormign.

Produccin en Estados Unidos

Datos en millones de metros cbicos.

Produccin mundial de cemento

Produccin mundial de cemento (miles de toneladas)Pas 2005 2006 2007 2008

China 1.040.000 1.200.000 1.300.000 1.388.400

India 145.000 155.000 160.000 177.000

Estados Unidos 101.000 99.700 96.400 87.600

Japn 69.600 69.900 70.000 62.800

Rusia 48.700 54.700 59.000 53.600

Rep. Corea 51.400 55.000 55.000 53.900

Espaa 50.300 54.000 50.000 80.100

Italia 46.400 43.200 44.000 43.000

Mxico 36.000 40.600 41.000 47.600

Brasil 36.700 39.500 40.000 51.900

TOTAL MUNDIAL 2.310.000 2.550.000 2.600.000 2.840.000

Los datos de 2007 son estimados.39

Vase tambin

Hormign armadoHormign impreso

Hormign presforzadoHormign pretensadoHormign postensadoAnexo:Terminologa utilizada en hormigones

Componentes

Cemento



Agua (hormign)Arena (hormign)Grava

Adiciones para hormignAditivos para hormign

Normativa

Eurocdigo 2EHE

Ensayos

Ensayo de compresinEnsayo de traccin

Varios

Proyecto de obraAluminosis

Referencias

1. P. Kumar Mehta & Paulo J.M. Montero (1986). Pretince-Hall International, ed. Concrete Structure, Properties,and Materials (en ingls) (Segunda edicin). ISBN 0-13-175621-4.

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eas:dat_im=001BA7&eas:template_im=001C29)7. James Strike, Prez Arroyo, 2004, pp. 66-67.8. Sol-Morales Rubi, Ignasi de, y col., 2001, pg. 52.9. Arredondo, op. cit., p.9

10. Arredondo, op. cit., p.1511. Soria, op. cit., p.158-16212. Tejero, op. cit., p.10313. Jimnez Montoya, op. cit., p.12814. Instruccin de Hormign Estructural. EHE, op. cit., p.83-85 y 123-12415. Jimnez Montoya, op. cit., p.89-9016. Tejero, op. cit., p.10517. Instruccin de Hormign Estructural. EHE, op. cit., p.105-11518. Instruccin de Hormign Estructural. EHE, op. cit., p.12419. Arredondo, op. cit.20. Jimnez Montoya, op. cit., p.11-2021. Instruccin para la recepcin de cementos (RC-03) (http://www.uclm.es/area/ing_rural/Normativa/RC-

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Bibliografa

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Enlaces externos

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