NUEVOS HORMIGONES EN LA EHE-08 Hormigones Especiales

Transcripción

1 Jornada técnicat Aplicación n de la nueva EHE-08 en la fabricación n y calidad del hormigón Málaga, 24 de septiembre de 2009 NUEVOS HORMIGONES EN LA EHE-08 Hormigones Especiales José Rodríguez Montero E.T.S.I.. de Caminos, C. y P. Universidad de Granada

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4 Presentación n de los hormigones especiales Naturaleza. Definición esencial Características de los materiales Características de los hormigones Aplicaciones-realizaciones Especificaciones y recomendaciones de la EHE-08

5 Hormigón n con fibras (Hormigón n reforzado con fibras, HRF) Hormigones que incluyen en su composición fibras cortas, discretas y aleatoriamente distribuidas en su masa, en proporción menor del 1,5% en volumen.

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8 Hormigón n con fibras (Hormigón n reforzado con fibras, HRF) Hormigones que incluyen en su composición fibras cortas, discretas y aleatoriamente distribuidas en su masa, en proporción menor del 1,5% en volumen. Para mejorar el débil comportamiento en tracción (flexotracción) que presenta el hormigón en masa F

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10 Hormigón n con fibras (Hormigón n reforzado con fibras, HRF) Hormigones que incluyen en su composición fibras cortas, discretas y aleatoriamente distribuidas en su masa, en proporción menor del 1,5% en volumen. Para mejorar el débil comportamiento en tracción (flexotracción) que presenta el hormigón en masa F

11 Hormigón n con fibras (Hormigón n reforzado con fibras, HRF) Hormigones que incluyen en su composición fibras cortas, discretas y aleatoriamente distribuidas en su masa, en proporción menor del 1,5% en volumen. Para mejorar el débil comportamiento en tracción (flexotracción) que presenta el hormigón en masa F F Hormigón armado Hormigón en masa deformación

12 Hormigón n con fibras (Hormigón n reforzado con fibras, HRF) Hormigones que incluyen en su composición fibras cortas, discretas y aleatoriamente distribuidas en su masa, en proporción menor del 1,5% en volumen. Para mejorar el débil comportamiento en tracción (flexotracción) que presenta el hormigón en masa F F Hormigón armado Hormigón reforzado con fibras Hormigón en masa deformación

13 Hormigón n con fibras (Hormigón n reforzado con fibras, HRF) Al HRF se le considera como un hormigón con armadura con menor eficiencia a la tracción

14 Hormigón n con fibras (Hormigón n reforzado con fibras, HRF) Clasificación de las fibras: Estructurales Su contribución puede ser considerada en el cálculo de la respuesta de la sección de hormigón No estructurales No se consideran en el cálculo pero suponen una mejora ante determinadas propiedades (control de la fisuración, incremento de la RF, abrasión, impacto, )

15 Hormigón n con fibras (Hormigón n reforzado con fibras, HRF) Clasificación de las fibras: Estructurales Su contribución puede ser considerada en el cálculo de la respuesta de la sección de hormigón No estructurales No se consideran en el cálculo pero suponen una mejora ante determinadas propiedades (control de la fisuración, incremento de la RF, abrasión, impacto, )

16 Hormigón n con fibras (Hormigón n reforzado con fibras, HRF) Clasificación de las fibras según su naturaleza: Fibras de acero

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21 Hormigón n con fibras (Hormigón n reforzado con fibras, HRF) Clasificación de las fibras según su naturaleza: Fibras de acero Dosificación en más de 20 kg/m 3 (estructural)

22 Hormigón n con fibras (Hormigón n reforzado con fibras, HRF) Clasificación de las fibras según su naturaleza: Fibras de acero Fibras poliméricas Microfibras: < 0,30 mm (no estructurales)

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25 Hormigón n con fibras (Hormigón n reforzado con fibras, HRF) Clasificación de las fibras según su naturaleza: Fibras de acero Fibras poliméricas Microfibras: < 0,30 mm (no estructurales) Macrofibras: > 0,30 mm

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28 Hormigón n con fibras (Hormigón n reforzado con fibras, HRF) Clasificación de las fibras según su naturaleza: Fibras de acero Fibras poliméricas Microfibras: < 0,30 mm Macrofibras: > 0,30 mm Otras fibras inorgánicas Fibras de vidrio

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31 Hormigón n con fibras (Hormigón n reforzado con fibras, HRF) Clasificación de las fibras según su naturaleza: Fibras de acero Fibras poliméricas Microfibras: < 0,30 mm Macrofibras: > 0,30 mm Otras fibras inorgánicas Fibras de vidrio Pueden adicionarse a los hormigones HM, HA y HP Deben especificarse en el cuadro de tipificación de hormigones de los planos y en el PPTP

32 Características de los hormigones con fibras respecto a los convencionales Mayor resistencia a flexotracción y tracción directa (e isotropía) Permiten optimizar espesores y disminuir la cuantía de armaduras pasivas Apenas si aumenta su resistencia a compresión Mayor tenacidad Mayor resistencia al impacto y a la fatiga Permiten mayor control de la fisuración Superficies continuas de mayores dimensiones y más durables Mejor anclaje de las armaduras (pasivas y activas) Mejor Resistencia al Fuego Al fundirse las fibras de pp se disminuye el desconchamiento ( spalling ) Mayor dificultad de confección y puesta en obra Pero, considerando todos los aspectos, puede compensar su uso

33 Características de los hormigones con fibras respecto a los convencionales Mayor resistencia a flexotracción y tracción directa (e isotropía) Permiten optimizar espesores y disminuir la cuantía de armaduras pasivas Apenas si aumenta su resistencia a compresión Mayor tenacidad Mayor resistencia al impacto y a la fatiga Permiten mayor control de la fisuración Superficies continuas de mayores dimensiones y más durables Mejor anclaje de las armaduras (pasivas y activas) Mejor Resistencia al Fuego Al fundirse las fibras de pp se disminuye el desconchamiento ( spalling ) Mayor dificultad de confección y puesta en obra Pero, considerando todos los aspectos, puede compensar su uso

34 Características de los hormigones con fibras respecto a los convencionales Mayor resistencia a flexotracción y tracción directa ( e isotropía) Permiten optimizar espesores y disminuir la cuantía de armaduras pasivas Apenas si aumenta su resistencia a compresión Mayor tenacidad Mayor resistencia al impacto y a la fatiga Permiten mayor control de la fisuración Superficies continuas de mayores dimensiones y más durables Mejor anclaje de las armaduras (pasivas y activas) Mejor Resistencia al Fuego Al fundirse las fibras de pp se disminuye el desconchamiento ( spalling ) Mayor dificultad de confección y puesta en obra Pero, considerando todos los aspectos, puede compensar su uso

44 Aplicaciones de los hormigones con fibras Pavimentos Naves industriales

45 Aplicaciones de los hormigones con fibras Pavimentos Naves industriales, puertos

48 Aplicaciones de los hormigones con fibras Pavimentos Naves industriales, puertos, militares

49 Aplicaciones de los hormigones con fibras Pavimentos Túneles Naves industriales, puertos, militares Con hormigón proyectado

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51 Aplicaciones de los hormigones con fibras Pavimentos Túneles Otros Naves industriales, puertos, militares Con hormigón proyectado Vigas, forjados Capas de compresión Láminas de cubiertas (Parque oceanográfico de Valencia)

52 Parque oceanográfico de Valencia

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56 Especificaciones del hormigón n con fibras con finalidad estructural (EHE-08) Además de las establecidas para el convencional correspondiente: Tamaño mínimo de fibra > 2 veces el tamaño máximo del árido Contenido mínimo de fibra de acero > 20 kg/m 3 Distribución uniforme en el amasada Diferencias menores del 10% Resistencia (característica) residual a flexotracción Para aberturas de fisura de 0,5 mm (f R,1,k ) y 2,5 mm (f R,3,k )

65 Ensayo de flexotracción Ensayo de flexotracción con probeta entallada Entalla (25 mm)

66 Ensayo de flexotracción Extensómetro para medir el crecimiento de la abertura de fisura

67 Hormigón n con fibras Diagrama tipo de Carga (F)-Abertura de fisura (w) f ct,fl f R,1 f R,3

68 Hormigón n con fibras Prescripciones sobre la resistencia residual f R,1,k 0,4 f ct,fl f ct,fl f R,1 f R,3,k 0,2 f ct,fl f R,3

69 Especificaciones del hormigón n con fibras con finalidad estructural (EHE-08) Además de las establecidas para el convencional correspondiente: Tamaño mínimo de fibra > 2 veces el tamaño máximo del árido Contenido mínimo de fibra de acero > 20 kg/m 3 Distribución uniforme en el amasada Diferencias menores del 10% Resistencia (característica) residual a flexotracción Para aberturas de fisura de 0,5 mm (f R1k ) y 2,5 mm (f R3k ) Control -f R1k y f R3k (en 2 amasadas, sobre 3 probetas de cada una) - Contenido de fibras Tipificación

73 Tipificación n del hormigón n con fibras (estructural) Hormigón convencional HA -25 /F /16 /IIa HAF -25 /A -5,0-3,0 /F /16-5,0 5,0/IIa Tipo de hormigón n con fibras: En masa, HMF; ; armado, HAF; pretensado, HPF Resistencia característica (N/mm 2 ): de 20 a 100 Tipo de fibra: A acero; P polimérica; V vidrio Resistencias características residuales a flexotracción (N/mm 2 ) especificadas a 0,5 mm y 2,5 mm de abertura de fisura Consistencia: Seca, S; ; plástica, P; ; Blanda, B; ; fluida, F Tamaño o (máximo) del árido y longitud máxima m de la fibra (mm( mm) Designación n de la clase de exposición n ambiental

74 Tipificación n del hormigón n con fibras (no estructural) HAF-0,6 /CR /F /16 /IIa Tipo de hormigón n con fibras: En masa, HMF; ; armado, HAF; pretensado, HPF Contenido de fibras en kg/m 3 Efecto de la fibra: CR control de retracción RF mejora de la resistencia la fuego O otros efectos Consistencia: Seca, S; ; plástica, P; ; Blanda, B; ; fluida, F Tamaño o (máximo) del árido en mm Designación n de la clase de exposición n ambiental

75 Hormigón n reciclado (HR) Hormigón fabricado con árido grueso procedente del machaqueo de residuos limpios de hormigón sano

76 Hormigón n reciclado (HR) Hormigón fabricado con árido grueso procedente del machaqueo de residuos limpios de hormigón sano Surge para disminuir los efectos ambientales provocados por los residuos de construcción y por la extracción de los áridos naturales Se recomienda limitar el contenido de árido grueso al 20% cuando se aplica con fines estructurales Así sus propiedades apenas si difieren de las del convencional Contenidos superiores de árido grueso exigen estudios específicos y experimentación complementaria Aplicable a hormigón en masa y armado (no a HP) Con f ck 40

77 Áridos reciclados Poseen mortero adherido, cuya proporción aumenta con la disminución del tamaño Gran heterogeneidad en sus propiedades Granulometría de la fracción gruesa adecuada Problemas con los desclasificados inferiores Elevada porosidad Generalmente incumplen algunas limitaciones de la EHE Absorción, partículas blandas A veces, finos, coeficiente de Los Ángeles, terrones de arcilla Contenido en álcalis elevado Pueden ser sensibles al ataque por sulfatos Pueden contener cloruros

87 Características del HR respecto al convencional Mayor variabilidad en sus propiedades Dificultad para ajustar la consistencia Necesidad de mayor tiempo de amasado, de mayor humectación previa de los áridos y de empleo de aditivos Para igual resistencia, requiere mayor contenido en cemento y menor relación A/C Mayor deformación para la tensión máxima Menor módulo de deformación Menor resistencia bajo esfuerzos cortantes Mayor retracción Mayor fluencia Disminución de resistencia bajo carga sostenida (cansancio) Mayor permeabilidad a los agentes agresivos Menor protección contra la corrosión del acero Cuando se sustituye sólo un 20% del árido grueso por AR adecuado (absorción < 7 %), las propiedades del HR son similares a las del convencional

88 Características del HR respecto al convencional Mayor variabilidad en sus propiedades Dificultad para ajustar la consistencia Necesidad de mayor tiempo de amasado, de humectación previa de los áridos y de empleo de aditivos Para igual resistencia, requiere mayor contenido en cemento y menor relación A/C Mayor deformación para la tensión máxima Menor módulo de deformación Menor resistencia bajo esfuerzos cortantes Mayor retracción Mayor fluencia Disminución de resistencia bajo carga sostenida (cansancio) Mayor permeabilidad a los agentes agresivos Menor protección contra la corrosión del acero Cuando se sustituye sólo un 20% del árido grueso por AR adecuado (absorción < 7 %), las propiedades del HR son similares a las del convencional

100 Realizaciones con hormigones reciclados Obras portuarias Sobre todo en Países Bajos Edificación Reino Unido, Alemania, Dinamarca Puentes Otras aplicaciones no estructurales

101 Especificaciones para el árido grueso reciclado (sustituyendo en el hormigón n sólo s un 20%) El conjunto debe cumplir las prescripciones de la EHE-08 A veces con métodos de ensayo modificados Documento de identificación de los escombros de origen Desclasificados inferiores 10% Partículas que pasan por tamiz de 4 mm 5% Terrones de arcilla: AR 0,6 %; AN 0,15 % Absorción: AR 7 %; AN 4,5 % Limitar el contenido de Cl - totales al valor de los solubles Los AR procedentes de distintos hormigones se consideran potencialmente reactivos Limitación en el contenido de otras impurezas

111 Especificaciones para el árido grueso reciclado (sustituyendo en el hormigón n sólo s un 20%)

112 Especificaciones y recomendaciones para el HR Además de las establecidas en el articulado de la EHE para el hormigón convencional, que le son aplicables al HR: Ensayos previos Intentando mayor resistencia media que en los convencionales Ensayos característicos Considerando el amasado, el transporte y el eventual bombeo Mayor tiempo de amasado (preferible en amasadoras fijas) Pero no excesivo para evitar la generación de finos Para clases de exposición H o F, aire ocluido 4,5 % Para clases de exposición con sulfatos, hormigón de origen con cementos SR o MR Separación entre estribos 300 mm Control más estricto en elementos de especial responsabilidad Menor tamaño del lote Ensayo de mayor número de amasadas (N 6) Tipificación