NUEVOS HORMIGONES EN LA EHE-07. FYM - Italcementi Group 1

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1 NUEVOS HORMIGONES EN LA EHE-07 FYM - Italcementi Group 1

2 Un motivo para la revisión de la Instrucción: la incorporación de nuevos hormigones Hormigones con fibras (Anejo 14) Hormigones reciclados (Anejo 15) Hormigones ligeros (Anejo 16) Hormigones autocompactantes (Anejo 17) Hormigones de uso no estructural (Anejo 18) FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 2

3 Hormigón con fibras (Anejo 14) FYM - Italcementi Group 3

4 Hormigón con fibras (Anejo 14) Se definen los hormigones reforzados con fibras (HRF) como aquellos que incluyen en su composición fibras cortas, discretas y aleatoriamente distribuidas en su masa. Las fibras son elementos de corta longitud y pequeña sección que se incorporan a la masa del hormigón a fin de conferirle ciertas propiedades específicas: Estructurales: proporcionan una mayor energía de rotura al HM. No Estructurales: sin considerar la energía de rotura, suponen una mejora del control de la fisuración por retracción, resistencia al fuego, abrasión, impacto y otros. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HRF) 4

5 Fibras de acero (UNE ): pueden ser: Por su fabricación: trefiladas, cortadas en láminas, extraídas por rascado en caliente u otras. Por su forma: rectas, onduladas, corrugadas, conformadas en extremos de distintas formas, etc. Fibras poliméricas (UNE ): fabricadas de polipropileno, polietileno de alta densidad, aramida, alcohol de polivinilo, acrílico, nylon, poliéster, etc. Según sus dimensiones, pueden ser: Micro-fibras (d<0,30 mm): reducen la fisuración por retracción plástica y Fibras de polipropileno mejoran el comportamiento frente al fuego. Macro-fibras (d 0,30 mm): colaboran estructuralmente. Fibras inorgánicas: son las fibras de vidrio. Sufren problemas potenciales de deterioro en medios alcalinos. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HRF) 5

6 Alcance Conocimiento basado en fibras de acero, fundamentalmente. Empleo de fibras con fin estructural cuando se utiliza su contribución en los cálculos relativos a los Estados Límite Últimos o de Servicio. Se admite la adición de fibras con cualquier sistema sancionado por la práctica. Relación de referencias normativas nacionales e internacionales. Se excluyen : H. con polímeros. H. con fibras distintas a las incluidas en Anejo 14. H. con fibras orientadas o distribuidas intencionadamente. H. con [% fibra] > 1,5 %. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HRF) 6

7 Propiedades tecnológicas Permanecen las mismas incertidumbres que conducen a la estimación de los Estados Límite. Hormigón con fibras Con función estructural, se modifica el comportamiento no lineal, especialmente en tracción, impidiendo la abertura y propagación de fisuras. La eficiencia mecánica aumenta proporcionalmente con la esbeltez y cantidad de fibras, pero puede descender la consistencia y aumenta el riesgo de formación de erizos. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HRF) 7

8 Propiedades tecnológicas La resistencia a flexotracción se determina mediante rotura a 28 días de probetas 150x150x600 mm (según EN 14651:2006 y art. 39 Instrucción). Dado el incremento de ductilidad, son válidos el método de análisis lineal con redistribución limitada y los de cálculo plástico. La efectividad de las fibras se valora mediante la energía de rotura (UNE 83510) o bien el ensayo Barcelona. No se recomiendan usar menos de 20 kg/m3 cuando se trate de fibras de acero con función estructural. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HRF) 8

9 Propiedades tecnológicas El fabricante debe aportar el coeficiente de fluencia del hormigón cuando se usen fibras sintéticas. Las fibras pueden contribuir a resistir el esfuerzo rasante ala-alma y mejorar la resistencia a punzonamiento. Mejoran las características de anclaje cuando se emplean armaduras pasivas y activas conjuntamente. La respuesta a la vibración es mejor, por lo que disminuye el tiempo de vibrado. Su empleo puede implicar la reducción de la armadura convencional por sustitución parcial o total de la misma. En juntas encastilladas transversalmente, las fibras contribuyen a la resistencia al deslizamiento si sus dimensiones son comparables a las de las llaves. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HRF) 9

10 Tipificación T-R/f-R1-R3/C/TM-TF/A T será HMF si es en masa, HAF si es armado y HPF si es pretensado. R será la resistencia característica a compresión especificada (N/mm 2 ). f indica el tipo de fibras usado (A: acero; P: poliméricas; V: de vidrio): Si tiene función estructural: R1,R3 resistencia característica residual a flexotracción especificada (N/mm 2 ). Si no tiene función estructural: se sustituye R1-R3 por: CR si son para control de retracción. RF si son para la mejora de resistencia al fuego. O en otros casos. C letra inicial del tipo de consistencia. TM tamaño máximo del árido en mm. TF longitud máxima de fibra en mm. A designación del ambiente. G contenido de fibras (kg/m3). T-D-G/f/C/TM/A FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HRF) 10

11 Durabilidad Si se usan fibras de acero, el ión cloruro total no excederá del 0,4 % Se hace innecesaria la utilización de la malla de reparto. En las clases generales de exposición IIIb, IIIc y IV y la clase específica F, el uso de fibras de acero al carbono debe justificarse experimentalmente. En las clases específicas Qa, Qb y Qc, justificar el uso de fibras de acero y sintéticas mediante estudio de la no reactividad de los agentes químicos. Generalmente, las fibras de acero mejoran la resistencia a la erosión. La consistencia se mide mediante el cono invertido (UNE ) o el consistómetro Vb (EN )cuando el cono es inferior a 9 cm. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HRF) 11

12 Estudios complementarios Ampliación de la plataforma de estacionamiento de aviones de la Base Naval de Rota. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HRF) 12

13 Estudios complementarios FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HRF) 13

14 Hormigón reciclado (Anejo 15) FYM - Italcementi Group 14

15 Hormigón Reciclado (Anejo 15) Se define como hormigón reciclado (HR), el hormigón fabricado con árido grueso reciclado procedente del machaqueo de residuos de hormigón. Planta de tratamiento de RCD Residuos de hormigón FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HR) 15

16 Alcance Los áridos reciclados (AR) pueden ser rodados o machacados, deben cumplir el art. 28 de la Instrucción y se usan los mismos ensayos que para áridos naturales (AN). Provienen de hormigones y residuos de construcción y demolición (RCD). Puede emplearse HR en masa o armado, de resistencia característica no superior a 40 N/mm 2. Se excluyen: H. pretensados. H. con árido fino reciclado. H. con árido reciclado de distinta naturaleza al hormigón (asfálticos ). H. con árido reciclado procedente de hormigones con patologías que afecten a la calidad (fuego, ataque por sulfatos ). H. con árido reciclado de h. especiales (aluminoso, con fibras ). FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HR) 16

17 Propiedades tecnológicas Cuando la sustitución de AR es superior al 20 %: Aumenta la deformación en pico. Se acusan mayores pérdidas de resistencia en ensayos bajo cargas sostenidas. El módulo de deformación longitudinal disminuye progresivamente al aumentar % AR. La retracción y la fluencia aumentan progresivamente. Se reduce ligeramente la capacidad adherente entre las barras corrugadas y el hormigón. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HR) 17

18 Tipificación T-R/C/TM/A T será HRM para hormigón en masa, HRA para hormigón armado. R será la resistencia característica a compresión especificada (N/mm 2 ). C letra inicial del tipo de consistencia. TM tamaño máximo del árido en mm. A designación del ambiente. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HR) 18

19 Durabilidad El contenido de desclasificados inferiores del AR no debe superar el 10 %, así como las partículas con d<4mm el 5 %. Si la función es estructural, el contenido de AR no superará el 20 %, y debe cumplirse: Terrones de arcilla no superior a 0,6 % en AR y 0,15 % en AN. Absorción no superior a 7 % en AR y 4,5 % en AN. Si el contenido de AR es superior al 20 %, la combinación de áridos natural y reciclado no debe superar un 5 % de coeficiente de absorción. Se determina el % de impurezas según pren Test of geometrical properties of aggregates. Part 11: Classification test form the constituents of coarse recycled aggregates. El contenido máximo es: Material cerámico: 5 % Partículas ligeras: 1 % Asfalto: 1 % Otros (vidrio, plásticos, metales, etc): 1 % FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HR) 19

20 Durabilidad Determinación de cloruros totales en AR (UNE ), ya que pueden estar combinados y, en otras circunstancias, ser reactivos y atacar las armaduras. Proceder a un lavado previo y desecado de la muestra para determinar el contenido de partículas ligeras según UNE EN El AR no presenta reactividad potencial con los alcalinos cuando procede de un único hormigón, pero sí cuando procede de varios. La mayor porosidad hace al HR más susceptible en ambientes agresivos, por lo que se requieren medidas especiales. Además, podrían ser necesarios mayores recubrimientos para compensarlo. Cuando el HR presenta más de un 20 % de AR, resulta insuficiente el cumplimiento de la tabla a, por lo que debe ajustarse la dosificación de modo que cumpla en lo referido al ensayo de penetración de agua. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HR) 20

21 Durabilidad En un HR sometido a clases de exposición H o F, el AR debe cumplir la especificación relativa a la estabilidad frente a soluciones de sulfato sódico o magnésico, y se debe introducir un mínimo de aire ocluido del 4,5 %. Si se va a exponer al ataque por sulfatos o por agua de mar, se usarán áridos que originariamente se hayan fabricado con cementos resistentes a los sulfatos o al agua de mar, respectivamente. En este tipo de áridos difícilmente se cumple la limitación para el Coeficiente de Los Ángeles. La protección que proporciona a las armaduras un HR con más del 20 % de AR es inferior comparado con un hormigón convencional de igual dosificación. La frecuencia de los ensayos de control se definirá por el criterio más conservador. En caso de más del 20 % de AR se recomienda intensificarlo. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HR) 21

22 Estudios complementarios FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HR) 22

23 Hormigón ligero (Anejo 16) FYM - Italcementi Group 23

24 Hormigón ligero (Anejo 16) Se define como hormigón ligero estructural (HLE) aquel hormigón de estructura cerrada, cuya densidad aparente, medida en condición de seco hasta peso constante, es inferior a 2000 kg/m 3, pero superior a 1200 kg/m 3 y que contiene una cierta proporción de árido ligero, tanto natural como artificial. Para distinguir el HLE del convencional, se les añade un subíndice I a los parámetros tenso-deformacionales. Los áridos ligeros (AL) son: formados de arcilla (Arlita), pizarras, piedra pómez, sintetizados (Ardelita - cenizas volantes) ardelita FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HLE) 24

25 Propiedades tecnológicas El HLE tiene una resistencia mínima de 15 ó 20 N/mm 2 y una máxima de 50. La deformación máxima del hormigón se deberá multiplicar por 1,1 para hormigones ligeros y áridos fino normal. El coeficiente de dilatación térmica depende de las características del AL empleado, y oscila entre y ºC -1. Los AL se definirán en volumen, por lo que no se le deben realizar gráficos granulométricos. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HLE) 25

26 Propiedades tecnológicas En los HLE se debe reducir la importancia de los límites impuestos al coeficiente de forma y/o índice de lajas. La resistencia de proyecto f ck no será inferior a 15 N/mm 2 en HLE en masa, ni a 25 N/mm 2 en HLE armados o pretensados. Ofrece mayor docilidad frente a asientos equivalentes. Los recubrimientos mínimos deben ser 5 mm superiores respecto al hormigón convencional. Se sustituye la limitación a la relación agua/cemento por la clase resistente compatible según Tabla b. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HLE) 26

27 Tipificación T-R/C/TM/A T será HLE R será la resistencia característica a compresión especificada (N/mm 2 ). C letra inicial del tipo de consistencia. TM tamaño máximo del árido en mm. A designación del ambiente. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HLE) 27

28 Durabilidad No aplicar la limitación sobre partículas que flotan en un líquido de peso específico 2. El AL no presenta antecedentes de reacción álcali-árido. Granos de vermiculita No se debe evaluar la resistencia al desgaste del AL grueso según UNE-EN No usar la limitación a la friabilidad del AL fino según UNE EX. No aplicar la limitación a los valores de absorción de agua. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HLE) 28

29 Durabilidad No aplicar el método de UNE EN para evaluar la aptitud del árido frente a ciclos de tratamiento con soluciones de sulfato de magnesio. No se recomienda el empleo de hormigones ligeros estructurales para clase de exposición E. El incremento de absorción de agua por el AL es directamente proporcional a la presión de bombeo. La compactación del HLE exige mayor energía de vibración, lo que a su vez aumenta la tendencia a la flotación del AL. El acabado superficial debe realizarse mediante un utillaje adecuado para presionar el árido ligero e introducirlo en la masa. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HLE) 29

30 Hormigón autocompactante (Anejo 17) FYM - Italcementi Group 30

31 Hormigón autocompactante (Anejo 17) Se define como hormigón autocompactante (HAC) aquel que se compacta por la acción de su propio peso, sin necesidad de energía de vibración ni de cualquier otro método de compactación, no presentando segregación, bloqueo de árido grueso, sangrado, ni exudación de la lechada. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HAC) 31

32 Propiedades tecnológicas La autocompactabilidad consiste en tres propiedades intrínsecas básicas que deben ser evaluadas: Fluidez: mediante ensayos de escurrimiento (UNE ) o con Embudo en V (UNE ). Resistencia al bloqueo: mediante ensayos de escurrimiento con anillo J (UNE ) y de caja en L (UNE ). Estabilidad dinámica y estática, es decir, resistencia a la segregación. Escurrimiento Embudo en V Escurrimiento Embudo en V Caja en L Escurrimiento con anillo J T 50 d f T v C bl d Jf T 50 8 s 550 d f 850 mm 4 T v 20 s 0,75 C bl 1,00 d Jf d f -50 mm FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HAC) 32

33 Propiedades tecnológicas Los parámetros reológicos del HAC se obtendrán de la consulta de textos especializados. Informe reológico de HyMPACTO Equipos para estudio reológico en colaboración con la UMA FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HAC) 33

34 Propiedades tecnológicas En usos especiales específicos, se emplearán cementos con adición complementaria en su composición, pero no se computará ésta a efectos de obtener la relación agua/cemento, ni la cantidad máxima de cemento. La cantidad resultante de sumar el contenido de partículas de árido fino que pasan por el tamiz UNE 0,063 y la adición de caliza, en su caso, del cemento no sea mayor de 250 kg/m3 de HAC. Se podría prever un módulo de deformación ligeramente menos (entre un 7 y un 15 %). FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HAC) 34

35 Propiedades tecnológicas Puede presentarse una mayor retracción, con dos contribuciones: Retracción endógena: por el uso de cenizas volantes y/o filler calizo. Retracción por secado. Se tendrá en cuenta para el cálculo de cimbras, encofrados y moldes, que la ley de presión estática ejercida por el HAC puede llegar a ser de tipo hidrostático. Si bien el HAC no aumenta las pérdidas de lechada por las juntas del encofrado, es deseable asegurar una buena estanqueidad del mismo. La adherencia entre las barras de armadura y el hormigón resulta superior. Es inadmisible la construcción de elementos pretensados con HAC de clase resistente inferior a la utilizada para su construcción con hormigón convencional. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HAC) 35

36 Propiedades tecnológicas En el vertido mediante bombeo, tener en cuenta el incremento de presión correspondiente, y bombear a una distancia máxima recomendada de 10 m. Vertido de HAC con tolva Se obtiene un mejor acabado de superficies vistas y la menor oclusión de aire cuando el HAC se deposita lo más cerca posible del encofrado. No es necesario, en general, someter al hormigón a un proceso de compactación. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HAC) 36

37 Tipificación T-R/AC/TM/A ó T-R/(AC-E+AC-V+AC-RB)/TM/A AC indicativo de la consistencia, esto es, autocompactabilidad, que a su vez se puede definir en función del escurrimiento, la viscosidad y la resistencia al bloqueo. CLASES DE ESCURRIMIENTO CLASE CRITERIO (UNE ) AC-E1 550 d f 650 mm AC-E2 650 d f 750 mm AC-E3 750 d f 850 mm CLAS E AC-V1 AC-V2 AC-V3 CLASES DE VISCOSIDAD CRIT. ENS. ESCURRIMIENTO (UNE ) 2,5 < T 50 8 seg 2 < T 50 < 8 seg T 50 2 seg CRITERIO EMBUDO EN V (UNE ) 10 < T v 20 seg 6 < T v 10 seg 4 < T v 6 seg CLASES DE RESISTENCIA AL BLOQUEO CRITERIO CAJA CRITERIO ANILLO J CLASE EN L AC-RB1 AC-RB2 (UNE ) d Jf d f 50 mm, con anillo de 12 barras d Jf d f 50 mm, con anillo de 20 barras (UNE ) d Jf 0,80, con 2 barras d Jf 0,80, con 3 barras FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HAC) 37

38 Durabilidad del HAC Suele obtenerse una reducción en la velocidad de ingreso de la mayoría de los agentes agresivos. La ausencia de vibración redundará en una capa exterior del hormigón de recubrimiento de superior densidad y, por tanto, menor permeabilidad. Su comportamiento en estado endurecido (resistencias, durabilidad, etc.) se considera similar al de un hormigón convencional de igual A/C y elaborado con los mismos materiales. Analizar el comportamiento experimentalmente, diseñando elementos que permitan valorar la resistencia específica al bloqueo para el caso concreto. Las condiciones de aceptación del HAC en cuanto a autocompactabilidad, se establecen en función del resultado de los ensayos. Las probetas se fabricarán por vertido simple, de una sola vez, sin compactación y admitiéndose el acabado superficial únicamente con llana. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HAC) 38

39 Estudios complementarios FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HAC) 39

40 HyMPACTO Obra civil con HAC FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HAC) 40

41 HyMPACTO Edificación con HAC FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HAC) 41

42 Hormigón de uso no estructural (Anejo 18) FYM - Italcementi Group 42

43 Hormigón de uso no estructural (Anejo 18) Se definen como hormigones de uso no estructural aquellos que no aportan responsabilidad estructural a la construcción pero colaboran en mejorar las condiciones durables del hormigón estructural o que aportan el volumen necesario de un material resistente para conformar la geometría requerida para un fin determinado Hormigón de Limpieza (HL) Hormigón No Estructural (HNE) FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HNE) 43

44 Propiedades tecnológicas El HL sirve para evitar la desecación del hormigón estructural durante su vertido y evitan su contaminación durante las primeras horas. El HNE sirve para conformar volúmenes de material resistente (p.e. para aceras, bordillos y relleno). Se aplican en pavimentaciones, acerados y elementos hormigonados con grandes superficies expuestas. Superficie de hormigón de limpieza FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HNE) 44

45 Tipificación HL-150/C/TM 150 dosificación mínima de cemento recomendada (kg/m 3 ). C consistencia. TM tamaño máximo de árido (se recomienda TM < 30 mm para facilitar la trabajabilidad). HNE-15/C/TM 15 resistencia característica mínima (N/mm 2 ). C consistencia. TM tamaño máximo de árido (se recomienda TM < 40 mm para facilitar la puesta en obra). FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HNE) 45

46 Durabilidad Podrán usarse los cementos de la siguiente tabla: TIPOS DE ELEMENTOS CEMENTOS RECOMENDADOS Prefabricados no estructurales Cem. comunes excepto CEM II/A-Q, CEM II/A-W, CEM II/B-W, CEM II/A-T, CEM II/B-T, CEM III/A-C Hormigones de limpieza y relleno de zanjas Otros hormigones ejecutados en obra Cementos comunes Cem. comunes excepto CEM II/A-Q, CEM II/A-W, CEM II/B-W, CEM II/A-T, CEM II/B-T, CEM III/A-C Cem. para usos especiales ESP VI-1 FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HNE) 46

47 Durabilidad Podrán emplearse arenas y gravas rodadas o procedentes de rocas machacadas, o escorias siderúrgicas apropiadas. Podrá emplearse hasta un 100 % de árido grueso reciclado. Podrán emplearse escorias granuladas procedentes de la combustión en centrales térmicas. FYM - Italcementi Group Nuevos hormigones en la EHE-07 (HNE) 47