Tecnología del Hormigón. Ing. Aníbal Villa

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Roberto Murillo Herrero
hace 5 años
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1 Tecnología del Hormigón Ing. Aníbal Villa

2 Composición del hormigón Áridos Aire y agua libre Cemento hidratado Agua combinada Fino Grueso Pasta de cemento Partículas minerales

3 Propiedades del hormigón Hormigón fresco: Debe tener la fluidez suficiente para ser mezclado y colocado en los encofrados sin oquedades ni separación entre pasta y áridos. Esta propiedad se denomina trabajabilidad Hormigón endurecido: Debe tener la resistencia mecánica requerida por el calculista y la durabilidad necesaria para asegurar la mayor vida útil posible de la estructura

4 Propiedades del hormigón Las propiedades del hormigón le son conferidas por la pasta de agua y cemento. Las propiedades de la pasta dependen del tipo de cemento y de la relación agua cemento.

5 Condiciones necesarias para el proceso de hidratación Humedad: En ambientes excesivamente secos, el agua se evapora rápidamente y no nos queda suficiente humedad para reaccionar. Temperatura: A menos de 4º C no se produce la reacción. Tiempo: La resistencia crece en función del tiempo. En estructuras corrientes, se establece por reglamento un curado mínimo de 7 días manteniendo agua en contacto con la estructura y a temperaturas de más de 5 grados. En pavimentos este tiempo es de 10 días. Los ensayos de laboratorio se efectuan a los 28 días.

6 Función de los áridos Aportan al hormigón un material de relleno de bajo costo. Confieren resistencia a la acción de la humedad, intemperie y desgaste. Reducen cambios volumétricos ocasionados por la contracción por fragüe.

7 Proporciones generales de los hormigones corrientes La proporción más importante es la de agua y cemento. Un grado de fluidez adecuado es el que asegura trabajabilidad (entre 5 y 10 cm de asentamiento en el tronco de cono). La resistencia depende de la densidad de la pasta. Aumentar la densidad significa bajar la relación agua/cemento.

8 Influencia de la razón agua/cemento en las propiedades del hormigón

9 Resistencia característica del hormigón y grado de control Hay dos aspectos esenciales en cuanto al hormigón en el proyecto de una estructura: 1. Se fija una tensión a la cual se supone que el hormigón rompe y se calcula la estructura con ella, luego hay que verificar que se cumpla con esa condición. 2. Se verifica en qué medida se cumple 1 mediante el ensayo de probetas tomadas al azar durante la construcción. Podríamos obtener la resistencia promedio mediante la fórmula σbm= Σσbi-n n este valor no es significativo porque el 50% de las probetas tendrán valores inferiores al promedio.

10 Criterio estadístico de análisis de resultados: HISTOGRAMA Resistencia Nº de muestras

11 Resistencia característica La superficie del histograma representa el 100% de los ensayos. En general los reglamentos definen la σ bk como aquella que corresponde a la probabilidad de que el 95% de los ensayos supere a dicho valor. Es decir que, en vez de tener una resistencia que sea superada por el 50% de las probetas se calcula con una resistencia que es superada por el 95% de las mismas

12 Relación entre σ bk y σ bm Podemos definir la desviación estandar (S) Esta nos permite establecer una relación entre tensión media y tensión característica Para que se cumpla la definición de resistencia característica deberíamos tener un valor k = 1,65 Llamamos δ al cociente S/σ bm coeficiente de variación de resistencia cuanto menor es δ más empinada es la curva, lo que es más favorable.

13 Conclusiones A igual costo de materiales, podemos calcular con una tensión característica mayor si aumentamos el control de fabricación. Si nos damos como dato un σ bk lo podemos obtener con distintos σ bm. En este caso conviene que el σ bm sea mínimo para economizar materiales y vemos que esto se obtiene para δ mínimo.

14 Factores que hacen variar la resistencia del hormigón 1. Variación de resistencia por la calidad de los materiales: Calidad del cemento. (Provoca variaciones de hasta un 50%) Granulometría de los áridos. (Variaciones de hasta 20%) Esponjamiento del árido fino. (Si se compensa con % de humedad medio hasta un 10% - Si no se compensa, hasta un 26%) 2. Variación de resistencia por efecto de la medición de los materiales: Midiendo en peso puede haber variaciones de hasta un 8%. Midiendo en volumen en buenas condiciones 8%. Midiendo en volumen en condiciones corrientes hasta 70%. Idem en malas condiciones hasta un 100%. 3. Mala compactación: Puede producir variaciones de hasta 50%.

15 Ventajas del hormigón elaborado Todos los factores de riesgo de variación de calidad del hormigón, escritos en rojo, pueden disminuirse utilizando hormigón elaborado. Con sistemas de medición en peso y dosificación electrónica, las modernas plantas de elaboración nos pueden asegurar una dispersión de resultados más baja. De este modo, el jefe de obra debe concentrarse en la colocación del hormigón, compactación y curado, limitando las tareas de control a la toma de muestras y probetas.

16 Datos que se deben entregar al proveedor de hormigón elaborado Tensión característica. Asentamiento. (depende del trabajo a realizar, sección de las piezas, concentración de armaduras) Usual de 5 a 10 cm. Volumen Tipo de llenado: Debemos considerar un tiempo de transporte y descarga menor a 150 minutos. Tipo de agregados Tipo de cemento Necesidad de aditivos

17 Pavimentos de Hormigón

18 Pavimentos de Hormigón

19 Hormigón Bombeado

20 Curado del hormigón Una vez minimizados los riesgos de variación de calidad del hormigón nos concentramos en vigilar el proceso de curado teniendo especial cuidado en los siguientes factores: Altas temperaturas y baja humedad: Protejemos el hormigón poniéndolo en contacto con agua o utilizando membranas de curado. Bajas temperaturas: cuando las temperaturas son menores a 4 grados pueden utilizarse carpas de curado o si la obra lo justifica, curado a vapor.

21 Curado del Hormigón

22 Hormigones especiales. Oferta del mercado Hormigones de alto desempeño HAD. Hormigones Autocompactantes HAC. Rellenos de densidad controlada. Hormigones proyectables. Hormigones con retracción reducida.

23 Hormigón de alto desempeño Ya fueron utilizados hormigones clase H60 en edificios como Banco de Galicia y Repsol YPF. Como criterio de diseño se tomó un asentamiento de 18 a 20 cm. y un extendido en la mesa de Graf de 50 cm +/- 4 cm. Fueron elaborados con cemento portland compuesto CPC 40 con hasta un 35% de adiciones minerales, combinado con cemento normal. Utilidad: Estos hormigones son ideales para disminuir secciones en piezas de gran solicitación a la compresión como columnas y tabiques en edificios de gran altura o en piezas pretensadas, dada su gran resistencia a edades tempranas.

24 EDIFICIO REPSOL YPF

Ensayo U box: Se realiza para medir la capacidad de llenado y pasaje por pequeñas aberturas. Se llena una de las ramas de la U hasta una altura de 700 mm.

25 Hormigón Autocompactante Son hormigones capaces de fluir sin aplicación de energía vibratoria. Deben cumplir con los siguientes ensayos. Ensayo de extendido en la mesa de Graf: al retirar el Cono el hormigón debe extenderse hasta un diametro de 65 +/- 5 cm. Ensayo U box: Se realiza para medir la capacidad de llenado y pasaje por pequeñas aberturas. Se llena una de las ramas de la U hasta una altura de 700 mm. Al levantar la compuerta el hormigón debe subir como mínimo 300 mm en la otra rama. Ensayo L box: Se llena la rama vertical hasta 600 mm. Al abrir la compuerta, la relación entre alturas debe ser h2 / h1 < 0,8

26 Hormigón Autocompactante ENSAYO U-BOX

Rellenos de densidad controlada Reemplazan al hormigón pobre y al

espumígenos se obtienen mezclas con densidades del orden de 1700

27 Rellenos de densidad controlada Reemplazan al hormigón pobre y al suelo seleccionado, tanto en bases de pavimentos como para hormigones de limpieza en fundaciones. Contenido de cemento del orden de 180 kg/m3 Utilizando espumígenos se obtienen mezclas con densidades del orden de 1700 kg/m3 y resistencias de 30 a 50 kg/cm2. Son más trabajables que el hormigón pobre y más fáciles de colocar.

28 Hormigones Proyectables Son hormigones que se proyectan violentamente sobre una superficie. Este procedimiento puede realizarse por vía seca o por vía húmeda. Vía seca: Se mezcla arena y cemento y se envía por un tubo con aire a presión. En el extremo se agrega agua con una boquilla y se proyecta sobre la superficie. Vía húmeda: Se hace la mezcla con la cantidad de agua necesaria y luego se proyecta. a b c d DIFERENCIAS ENTRE LOS DOS SISTEMAS Vía seca Puede variarse la cantidad de agua s/ la necesidad Apto para agregados finos y porosos. Permite trabajar con mangueras más largas. Puede detenerse la proyección con pérdidas mínimas Vía húmeda Puede medirse con precisión la razón agua/cemento Mayor seguridad en mezclado, aditivado más simple. Menor polución y menor rebote. Pueden realizarse grandes proyecciones.

29 Hormigones Proyectables

30 Resumen sobre hormigones especiales Tipo de hormigón Hormigón de alto desempeño Hormigón autocompactante Rellenos de densidad controlada Hormigones de retracción compensada Hormigones proyectados Principales aplicaciones Piezas de gran solicitación a la compresión (tabiques y columnas en edificios de gran altura). Pretensado, por su gran resistencia a edades tempranas. Piezas muy esbeltas o de gran concentración de armaduras. Disminuyen la necesidad de mano de obra para el colado del hormigón. Reemplazan el hormigón pobre con mayor fluidez. Bases de pavimentos, sobre todo en bacheos. Hormigón de limpieza en fundaciones, etc. Pisos industriales, pistas de aterrizaje y pavimentos donde se requiera minimizar el número de juntas. Túneles, defensas costeras, piletas de natación, reparación y refuerzo de estructuras, recipientes para fluidos.

31 Hormigones de Retracción Controlada

32 Cemento Blanco

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